淡海輕軌運輸系統工程參訪心得
(輕軌運輸系統工程)

交通組碩一 陳敬恆

本次參訪感謝淡海工務所主任和各承包商人員的熱心接待,使我們同時在兩大方面有所收穫。其一,實地於車上、道旁的解說,提昇了我們對輕軌供電、軌道、車輛等各子系統的認識;其二,在工務所中透過簡報講述施工過程的種種困難,則使我們更加了解大型公共工程的實務面。以下分別詳記之。

輕軌對臺灣而言尚屬陌生,即便是學交通的我們也能從參訪中習得許多新的細節。單就軌道工程而言,原先便知道輕軌於路面段將採取槽狀鋼軌搭配嵌埋式道床,但臨場仍產生許多疑問。譬如,當天恰陰雨連綿,易使人聯想到鋼軌既有槽,積水該如何是好?原來間隔固定距離便有一處軌槽附有孔洞以利排水。另外我特別請教工程師,槽狀鋼軌的鋁熱焊接有何特出之處?一般工字軌焊畢後只消用砂輪機磨除多餘焊料,但殘餘在槽中的焊料如何處理?經答覆原來解方無他,用小砂輪機探入槽中打磨便是。且鋼軌踏面對平整要求較高,軌槽則不必太苛求,輪緣能順利通過即可。儘管如此答覆,細察焊接處發現連軌槽中亦打磨相當平整,足見施工品質。未來的抽換亦大有學問。嵌埋式軌道並無彈性扣夾等扣件系統,而是直接透過高分子彈性包覆材嵌埋在混凝土道床中,一旦灌漿完成,任何更換勢必工程浩大。經詢問也確實得到相近的答案,因此未來使用上會盡量以磨軌作業克服車輛磨耗造成的不整,加上輕軌年通過噸數較低,鋼軌壽命可較長。多年後若真的面臨抽換,則必須將整個包覆材挖起,過程不排除稍微傷害到周邊混凝土,因此更替的包覆材尺寸上必須過大,以符合被挖過的道床。從這樣的設計可知輕軌的軌道並不是為更新而設計的,而是以耐用為優先。就連磨軌作業也可窺知輕軌的特色,因為轉彎半徑過小,磨軌工程車無法通過,只能以手推車或簡易板車搭配砂輪機進行。以上軌道工程細節,在在顯示雖同為鋼輪鋼軌系統,輕軌為了適應路面的各項限制條件,運用了多少和重軌捷運不同的思維和技術。

以上還只談到軌道工程面向而已。在車輛設計上,除了必須克服淡海輕軌部分路段相當陡峭的坡度外,還有一點設計上的巧思特別引起我注意,那就是監視後方的CCTV鏡頭。在實質分隔不明顯的路面段運轉,司機員勢必時時監控四面八方的情形,不像傳統鐵路司機只要注目正前方路線、號誌。這個頗似公車的設計再次提醒我們輕軌屬性如何介乎鐵路和公路之間。雖不像高雄輕軌採取全程站間無架空線,淡海輕軌的供電系統也有一點特別之處。乍看其架空線系統覺得跟臺鐵甚為相近,僅較為輕便,經指點才發現懸臂組和電桿相連處並無礙子以絕緣。工程師的解釋是因為礙子較不美觀,乾脆用絕緣材製成整個懸臂組,視覺上輕巧靈便許多。確實,輕軌為融入市鎮、營造不同於傳統鐵路的新形象,必須在視覺設計上多下工夫。但我仍然相當好奇這樣的設計成本到底提高多少,可惜不及發問。也或許,以現在高分子材的技術,已經不是太重的負擔了吧?

在工程管理實務層面,又可將所聞細分為兩點。第一是這次的發包、施作與進度管理方式。淡海輕軌採取統包模式,由中鋼集團完全承包,再分標段轉包給旗下子孫公司或其他業者。如此最大的優勢便是由統包商考量成本提升效率,不若傳統政府分標段包出,由政府機關主宰施工的效率。另外,包案內容除工程施作以外,尚涵蓋未來的維修,以促使廠商在施工時能更有遠見地替未來營運者著想,某種程度上解決臺灣向來工程單位和營運單位不整合造成的諸多弊病;維護管理部分未來將由中鋼相關的高雄捷運公司負責。從簡報中我們也隱隱感覺到中鋼已經積極整合集團成員發展軌道相關事業,未來前瞻計若一如預期地開展,該公司勢必為一股不容小覷的勢力。

第二是資訊科技在工程管理中的強大力量。這次案件中施工單位大量運用BIM建模,廣泛應用於視覺化未來情境以便和居民協商、和臺電、管線擁有者協調三維空間的避讓,以及勞安檢查、交通維持計畫……等,可說是發揮得淋漓盡致。在系統中,不同顏色的基樁就代表不同的進度,不同單位負責的管路線路也可一一顯示,一目了然。唯一的問題是,不像協調居民時僅為單方面展示,若必須和其他單位在系統平臺上互動協調,則該單位亦必須配備相應的軟體,對一般公司而言是一筆不小的開銷,增加應用的阻力。除了BIM外,捷運局也積極利用無人空拍機,或派專人於關鍵工程施作時進行縮時影像紀錄。這些或許對狹義的工程本身無甚助益,但協調周邊住戶、促進地方人士對系統的理解,對工程黑暗期的體諒,亦是不可或缺的工程!工務所甚至為了瞭解何時適宜封閉道路,對行經幹道上的交通量花費不少苦心親自調查。市府人員願意在這方面下極大的工夫,而不視為麻煩事敷衍之,讓我們深刻體會的政府機關的心態正積極轉變當中。

另外在座談間也問到關於新北市輕軌系統整合的問題。未來安坑輕軌若順利上線,並不會擁有自己的五級機廠,高級檢修必須透過陸路迴送淡海。這也讓我聯想到,工程期間封個路尚且如此困難,未來的回送必須要輕便到能以一般聯結車載送,否則若常態封路勢將引起反彈。在了解這麼多細節後,對於未來通車營運的情形只有更加期待,也好奇這個系統的通車,對地區的發展會發揮甚麼樣的衝擊與刺激。

交通組碩一朱晧睿

淡海輕軌為臺灣第二條輕軌路線,這次可以去參訪實屬機會難得,因此我也趁著此機會多問工程師許多相關問題,希望能多了解輕軌一點,而這次的參訪從一開始就讓我感到驚豔,那就是淡海輕軌工程處主任的簡報,從他的簡報中看得出他對於這件工程的投入,也看得出他保持著清晰的思緒,不只是應付著我們的參訪,而是真正的珍惜與我們分享的時刻,雖然過去的參訪也能看出許多工程師的熱情,但很少能看見位階較高的人如此貼近年輕人,或許是如此,這次的參訪我認為所有同學似乎都變認真了一點,他的態度值得我們學習。

談了那麼多無關工程的事,還是得回到這次參訪的主軸,淡海輕軌有一大特色,那就是國車國造,相比於高雄輕軌,淡海的工程處幾乎由臺灣的工程師主導,如此的作法,我認為其實是較佳的,因未來臺灣各地有許多地方也將發展輕軌路線,因此輕軌的技術是臺灣必須逐漸養成的,當然國車國造並不如許多人想像的出色,這次的淡海輕軌行武者號,仍是拼裝的產品,這裡說的拼裝並不會帶來安全的疑慮,指的意思是較高技術的零件仍是仰賴國際大廠提供,例如:電池、集電弓……等等,但至少我們跨出了很大的一步,一個工程的發展常常是從組裝開始,最後才走向了自我發展。

行武者號

而本次的車輛雖被外界指稱選擇了高架電纜會影響景觀,但其實本車配備著電池,在我詢問工程師後得知,未來淡海輕軌在經過大路口時會無架空線,尤其是轉彎路口時,為什麼是轉彎路口呢? 因架空線為了讓集電弓與纜線接觸面平整,因此採用二次懸吊,但二次懸吊會而外造成增加的纜線,除此之外,轉彎時因不能於路口落柱,因此必須在路旁落柱,再側拉架空線,因此會成非常巨大的景觀衝擊,當然非架空線的供電方式,不只電池,但因第三軌面對積水的問題,在國外仍傳出許多災情,而高雄選用的alstom 超級電容,也會有萬一堵車會沒電的問題,因此淡海在這方面選擇以電池為主,算是已在一般鐵路系統發展較成熟的技術。

除此之外,本次的參訪我還學習到了一件過去未曾著墨太多的機廠,雖然過去我曾到過北捷、臺鐵、高鐵參訪機場,但老實說自己一直沒好好研究它的分級制度,直到最近在看機場面積的報告時發現,淡海輕軌即將設計的機場是有完整,雖面積只約為5.38公頃,但等級卻是五級廠,也就是擁有1-4級廠所有的功能,因此依現場工程師解釋,淡海的機廠未來會負責新北幾乎所有路線的大修,而運送的方式將是用卡車載運其他路線的車輛前往檢修廠。

最後讓我感觸很深的是,淡海輕軌的行銷,行銷一直是臺灣公共工程的弱項,常常好不容易興建出一個工程,但除了當地居民之外,其他非在地人都不太了解這工程什麼時候興建的,但這次的淡海卻在現在就開始邀請作家為淡海宣傳,而且甚至請來了幾米,我想這都看得出政府與統包團隊對這件工程的細膩程度,真的誠心期許臺灣未來的工程建設都能漸漸提升藝術、民眾參與,民眾參與常常只是公聽會,但其實更多的人民需要的是「認識」,我們或許不會有時間參與公聽會,但若這個工程一直在乎著民眾思維,我想肯定能降低許多公共工程推動的阻抗力的。

我想經過這次參訪,我更了解了淡海輕軌許多,也讓我更期待2018第一期工期的完成,也希望能早日見到輕軌走進老街的一刻。

幾米-綠山線夢幻移動之旅

土木四 李冠頡

這次很幸運有機會可以到淡海輕軌進行工程參觀。這次的工程參觀跟之前比較不一樣,因為以往的工程參觀都是比較聚焦在工程的本身,比如說施作的工法、怎麼樣進行施工、跟傳統施工比較不一樣的點在哪裡來做介紹以及認識。但是這次到達淡海工務所之後並沒有馬上進行參觀。反而是講解了有關於整個工程的設計以及到目前爲止建造中所遇到的一些困難,這些東西都讓我留下了蠻深的印象,工程不僅僅只是工法以及技術就能完成的,其中還牽涉到不少資訊。第一個讓我留下比較深的印象是有關於高架路段的軌道的柱子的設計擺放方式,雖然依照最佳的方式應該是經由計算之後,決定統一跨距為多少,並且實際上柱子就以這樣的固定跨距來安排可能會是最節省材料的方式。但是因為考量到實際上的住家位置,因此必須跟所有的住家民眾一一協調來討論應該怎麼樣安排柱的跨距。所以可以看到最後的柱的安排並不是固定跨距的,施做一個工程的時候,我們同時也要考慮到它與周遭的關係,以免雖然最後工程是完成了,但是卻導致周圍的民眾對他不甚滿意。這都是身為一個工程師必須要想到的。

另外一個讓我感到印象比較深刻的部分就是在施作的過程中,因為原本的橋樑加上要高架的部分所以會導致於原本的設計會與高壓電線交叉影響到,所以必須要移除。但因為該地的高壓電線為發電站剛出來的電力,因此如果要做遷移的話,可能會造成太多的民眾(可能包含原本不屬於該地區的民眾的用電權益)。因此最後決議不要遷移,但在這樣的狀況下只好做出妥協,因此計畫把原本的橋樑進行拆除工程並重新建立讓高架的交叉與高壓不產生交互影響。但因為考量到施工的安全性以及對民眾的影響,所以最後決定要在半夜施工,而且施工的時間很短,大概只有三個小時而已。雖然本來計畫要使得舊有橋樑一節一節的被拆除,但是最後可能因為結構的問題,所以在拆除的時候,整座橋樑是從中間的部分斷裂直接掉落。而這個可能的過程也被工程師事先想到了,所以有在柏油路面上先鋪上鋼板做防護,如果沒有工程師的事先預想,有可能因為這樣的橋樑掉落方式導致於柏油路面的破壞,如果有這樣的破壞的話可能就會導致於該路段沒辦法即時的在隔天的早上開放用路,這樣就會造成民眾的不便利以及工程的延遲。這些施作中所得到的經驗對於工程師來說都是非常難得的經驗。

除了這些本次淡海輕軌施作中的經驗分享之外,也得到有關於淡海輕軌本身的介紹。像是淡海輕軌的槽型軌。為了讓軌道與路面齊平(因為要使得路權可以被分享),所以採用了槽型鋼軌,雖然本來這樣的鋼軌就是使用混凝土來讓鋼軌防止爬行。不過在淡海輕軌中,還在其周圍加入了另一種材料(右圖黑色的部分),同時可以防止鋼軌爬行也可以減少列車通過時候所產生的噪音以及振動。另外我與同學也注意到了鋼軌的排水問題,因此特別向工程師詢問有關於鋼軌的排水問題,所以我們就看到了鋼軌其實在需要排水的部分有作排水孔,所以其實對於輕軌的鋼軌來說,並不是所有部分都只是一個槽,在一個固定的距離下,底下會設置排水孔,因此可以避免掉積水的可能性。另外一個部分就是有關於槽型軌有可能會有雜物的問題,但後來經過詢問之後,發現其實輕軌的車輪行駛在鋼軌上的時候,其實輪緣的部分並不會接觸到槽型軌的槽部分,甚至大概只有二分之一不到,因此其實多數時候鋼輪都不會碰到槽型軌。只是還是需要定期檢查是否有過大的雜物卡在槽型鋼軌上,避免掉輕軌出軌的可能性。

另外一個讓我比較印象深刻的部分是有關於輕軌列車的車門的設置,因為以往的軌道系統,通常都是列車到站之後會由列車統一控制車門的開關。但是在輕軌的設置上,好像都必須是旅客自行按下下車鈕才會打開車門。而我們在列車上也有實際測試,如果是對於身心障礙者的旅客的下車鈕(位置較一般的下車鈕低),其實際車門打開的時間大概會高達30秒。

另外淡海輕軌也有別於一般的輕軌,因為有部分的路段沒有辦法設置高壓的架空電纜線,因此必須採用車內的儲能系統才有辦法讓輕軌列車維持營運。另外也有提到,雖然輕軌列車是可以與一般道路系統共用路權的,可是有鑒於輕軌在臺灣的發展才剛剛開始,大家對於列車的熟悉度也還不高,所以在淡海輕軌這邊就把輕軌列車的軌道與一般道路用大約幾十公分高的混凝土塊相隔開來。而工程師也有提到有關於列車的高度的關係,雖然輕軌列車在空車的時候的地板高程較月臺高度高了差不多5公分左右,但是因為考量到當列車載了乘客之後可能會造成地板高程的下降,因此為了讓乘客可以舒服的上下車,設計成了這樣的地板高程。而且我們也可以注意到因為輕軌列車具有轉向架的關係,所以在座椅的安排上就必須要考量到這點,不然轉向架的高度可能會造成部分輕軌列車的空間無法使用。

最後有提到了關於列車的緊急煞車系統,雖然在這樣的設置狀況下,輕軌與其他車輛發生擦撞的機率已經很小了,但是在路口的部分還是有可能會有狀況發生,因此在每個路口路段其實都有設置緊急煞車。而輕軌的煞車又分為「電力煞車」、「油壓煞車」和「軌道煞車」,不同的煞車都是應用在不同的狀況下。如何在煞車時同時兼顧乘客搭乘的舒適性以及安全性就成為控制的一大難題。

簡而言之,雖然淡海輕軌還沒有全路段完成並且開始全面通車。但是這次的工程參觀除了讓我瞭解到除了輕軌的專業知識之外,身為一名投身在土木的這個行業裡,要怎麼樣與民眾溝通,讓他們了解工程以及要多方考量各種有可能發生的狀況並且事先防患於未然,這樣才能比較順利的完成一個工程。