108 身心障礙特考四等 土木工程 土木施工學概要 考古題詳解

核心觀念

本題旨在測驗考生對於「施工機械與搬運設備」分類及特性的掌握程度。在土木施工過程中，車輛依功能可分為「一般運搬車輛」（如普通平底卡車、標準傾卸卡車）與「特殊運搬車輛」。 特殊運搬車輛主要針對具備下列特殊條件的材料、構件或施工機具進行載運：

1. 材料具時效性或易質變、析離：如液態預拌混凝土（易析離、初凝）、熱拌瀝青混凝土（需保溫）。
2. 材料為散裝粉粒體：如散裝水泥、飛灰、高爐石粉（需防潮、防逸散、氣壓卸料）。
3. 搬運對象超重、超寬、超高：如履帶式大型重機械（挖土機、推土機）、預鑄預力梁、大型鋼構件。
4. 行駛地形特殊：如無路面之泥濘地、陡坡或隧道內部等惡劣工址。

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解題方法

申論此類題目時，切忌雜亂無章地條列車名，應採取​「系統化分類法」，按「載運材料性質」、「機具構件規格」與「作業環境需求」三大面向切入，並對每種車輛說明其​「名稱」、「特殊構造／機能」​及​「適用之材料或對象」：

1. 膠結材料與液態／半液態材料運搬車輛：分析預拌混凝土車、混凝土壓送車、散裝水泥罐車、瀝青撒布車。
2. 重機具、長大構件與物料裝卸車輛：分析低底盤拖車、隨車起重卡車（吊卡車）、大型構件專用拖車（梁載運車）。
3. 惡劣地形與工址環境維護車輛：分析越野型鉸接式傾卸車、工區專用灑水車。

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選項分析

本題為申論題，非選擇題。以下針對閱卷標準所涵蓋的各項「特殊工程運搬車輛」之功能必要性與技術特徵進行逐項解析：

1. 混凝土攪拌輸送車（Transit Mixer / Agitator Truck，俗稱田螺車）

• 特殊構造：車身搭載可正反向旋轉之雙錐形攪拌筒及攪拌葉片。
• 不可替代性：一般卡車運送預拌混凝土易發生粒料析離與泌水現象。此車在運送過程中維持筒身以慢速（約 $2 \sim 4\text{ rpm}$）攪動以防止析離與延遲初凝，卸料時以高速反轉將混凝土排出。

2. 混凝土泵車（壓送車）（Concrete Pump Truck）

• 特殊構造：配備高壓活塞泵或擠壓泵，並結合多節折疊式液壓布料臂桿（Boom）與輸送配管。
• 不可替代性：不僅具備移動運送功能，更能克服高程差與長距離水平障礙，將新鮮混凝土直接連續壓送至澆置模板內。

3. 大型低底盤拖車（Low-bed Trailer / Lowboy）

• 特殊構造：載重平台高度顯著低於輪軸中心（多呈凹型托架設計），軸數多且胎徑小。
• 不可替代性：專用於載運挖土機、推土機、打樁機、鋪路機等履帶式大型施工重機械。履帶式機具若於一般公路行駛會破壞鋪面且時速過慢；採低底盤設計可有效降低裝載重心，避免整車重心過高引發翻覆，並符合道路運輸之限高規範。

4. 散裝水泥罐車（氣送式粉粒物輸送車）（Bulk Cement Tanker）

• 特殊構造：全封閉式鋼製或鋁合金壓力罐槽，車身附設空壓機或外接壓縮空氣管路，罐底配備氣化流體化斜床板。
• 不可替代性：運送水泥、飛灰、礦渣粉等細顆粒乾粉材料。全密閉構造能防止材料受潮受損與粉塵逸散，卸料時利用氣壓將乾粉氣化並吹送至預拌廠之水泥儲槽（Silo）中。

5. 瀝青撒布車與保溫運送車（Asphalt Distributor & Insulated Dump Truck）

• 特殊構造：具備燃燒器保溫／加熱系統、循環泵浦及撒布噴桿（Spray Bar）；或於傾卸車斗加裝保溫岩棉外罩。
• 不可替代性：運送黏層（Tack Coat）、透層（Prime Coat）用之液態乳化瀝青或高溫熱拌瀝青混凝土（HMA）。確保瀝青材料送達工區時維持規範溫度（如熱拌瀝青不得低於規定之滾壓起壓溫度），撒布車則能均勻噴灑黏結材料。

核心觀念

本題考查土木施工學中「深開挖擋土工法」與「深基礎工程」的核心材料——穩定液（Stabilizing fluid / Drilling slurry）​之作用機制與品質控制規範。主要應用於地下連續壁（Diaphragm wall）、反循環鑽掘樁（Reverse circulation drilled shaft）等開挖作業。

1. 護壁基本原理（靜水壓與泥膜）： 穩定液能防止壁面崩塌，係依託兩大關鍵：

• 水頭壓差：槽溝內穩定液液面常態維持高於地下水位 $1.0 \sim 1.5\text{ m}$ 以上，產生向外的正向靜水側壓力 $\Delta P = \gamma_f \cdot h_f - \gamma_w \cdot h_w$，以抵消向內的主動土壓力與地下水壓。
• 泥膜形成（Filter Cake）：穩定液（如膨潤土懸浮液）受壓力差滲透入周邊土體孔隙，水份濾出（Water loss），黏土顆粒沉積於槽壁表面形成一層薄而緻密、透水性極低的泥膜，使穩定液之靜水壓力得以有效傳遞至土壤顆粒骨架上，避免滲流破壞與坍塌。

2. 施工相容性： 穩定液兼具流體與膠體特性（具觸變性，Thixotropy），完工時必須能在澆置特密管（Tremie pipe）水下混凝土時被徹底置換推出，不可殘留形成包泥、斷樁或嚴重削弱鋼筋握裹力。

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解題方法

本題為典型專業申論題，答題架構應分為兩大部分，分別針對「機能（功能效益）」與「必要性質（物理與化學品管指標）」進行條列剖析：

1. 第一部分：穩定液之機能：從力學護壁、水理隔滲、鑽掘排渣、機具保護及後續混凝土置換等面向，有系統地推導其功能。
2. 第二部分：穩定液必要之性質：緊扣美國石油學會（API）及台灣公共工程委員會施工綱要規範，列舉比重、黏度、濾失與泥膜、觸變膠結、含砂量、pH 值等指標，並說明其物理意義與不良影響。

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選項分析（申論題型剖析）

本題為申論問答題，非選擇題。試卷作答時應以結構化標題、明確工程專有名詞作答，要點拆解如下：

• 子題一（機能）之著眼點：著重於「如何維持開挖面穩定」以及「如何輔助挖掘施工順利進行」。
• 子題二（必要性質）之著眼點：著重於「各項物性／化學指標數值對施工品質的影響」，非單純名詞堆砌，須點出「過高」與「過低」之工程危害。

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解題技巧

1. 機能記憶口訣（壁、水、砂、具、換）：

• 壁：支撐槽壁（造壁形成泥膜，傳遞側壓）。
• 水：平衡水壓（高液位防止湧水）。
• 砂：懸浮鑽渣（靜置不沉澱、循環帶出土屑）。
• 具：冷卻潤滑鑽具（降低磨損）。
• 換：易於置換（澆置混凝土時順利被頂出）。

2. 性質檢驗記憶六大項（重、黏、膜、膠、砂、鹼）：

• 比重、黏度、濾水量與泥膜厚度、凝膠強度／觸變性、含砂量、pH 值。

3. 常見失分陷阱：

• 切忌只寫「防止坍塌」：必須說明「高於地下水位的水頭差」與「滲透造壁（泥膜）」的微觀力學機制。
• 忽略物性之兩面性：例如比重並非越大越好。比重過高會造成特密管混凝土澆置困難、發生包泥瑕疵，且排渣不易；黏度過大則泵送阻力大，清洗置換不易。

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【答案】

一、穩定液之機能（Functions）

地下工程開挖中，穩定液之主要機能涵蓋以下五項：

1. 形成泥膜與支撐槽壁（造壁護壁機能）： 穩定液內的膠體顆粒（如膨潤土蒙脫石微粒）受液壓差滲入孔壁孔隙，在壁面沉積形成一層薄、緻密且不透水的「泥膜（Filter cake）」。此泥膜能有效阻隔液體持續流失，並將槽溝內穩定液的靜水壓力轉化為施加於土壁骨架之側向有效支撐力，防止土石剪力破壞崩塌。
2. 防止地下水滲入與管湧（水理平衡機能）：

核心觀念

本題考查地下深開挖工程中鋼骨水平安全支撐系統（橫撐、圍令、中間柱等）的施工管理、組裝精度、力學行為（挫屈防止、預加應力、應力傳遞）與勞安法規規範。

• 力學原理：中間柱主要功能在於縮短水平橫撐的有效挫屈長度（$L_{eff}$），提升其受壓挫屈強度 $P_{cr} = \frac{\pi^2 EI}{(KL)^2}$，並承載覆工板、施工便道及施工機具等垂直載重；圍令與橫撐則負責承受擋土壁傳來的側向土壓力與水壓力。
• 法規依據：以命題當年（民國 108 年）之《營造安全衛生設施標準》第 71 條至第 78 條（擋土支撐之組配、間隙充填、預壓力施加等規定）為基準。（現行法規相關條文架構仍維持一致）。

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解題方法

本題為專業申論題，作答切入點應分為兩大範疇：中間柱施工應注意事項與水平安全支撐施工應注意事項。各項目依「施工準備與安裝」、「受力與加壓」、「開挖與節點結合」、「回築、拆除與止水」之工程時序與品質控制重點分項條列，並緊扣工程實務與安衛規範之要求。

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選項分析

本題為申論問答題，無選擇題選項。閱卷評分關鍵在於能否精準列出工程施工規範與安全法規要求的實務要點，並展現對「挫屈防制」、「緊密受壓傳力」及「止水完整性」之系統性理解。

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解題技巧

1. 考場記憶框架口訣：

• 中間柱五字訣【位、深、接、托、漏】：定位垂直度、打設深與承載力、續接銲道品質、托架連結預留變形容許、截柱止水防漏。
• 水平支撐六字訣【挖、貼、加、勁、拆、測】：隨挖隨撐不超挖、圍令背填密貼、預力千斤頂施加、節點補強加勁板、分層換撐拆除、儀器監測回饋。

2. 常見失分陷阱：

• 僅回答「銲接要做好、螺栓要鎖緊」等空泛原則，未提及圍令背填無收縮砂漿（消除空隙）、千斤頂施加預壓力（Preloading）​以及中間柱穿過結構底版時的止水鋼板處理等專業給分核心。

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【答案】

進行地下土方開挖採用鋼骨材質之水平安全支撐作業時，有關中間柱與水平安全支撐之施工應注意事項分述如下：

一、 中間柱（King Post）施工應注意事項

1. 垂直度與平面定位控制： 中間柱通常採用 H 型鋼，打設或預鑽孔植入時須嚴格校正垂直度，傾斜偏差率應控制在 $\frac{1}{200} \sim \frac{1}{300}$ 以內，防止產生偏心受壓導致挫屈，或造成橫撐組裝交會偏位。
2. 貫入深度與基底承載力： 中間柱底端必須確實貫入開挖面以下之堅硬地層，具備足夠的垂直承載力與抗拔阻力；

核心觀念

本題探討既有道路於維持局部通行條件下進行鋪面維修或車道拓寬之施工管理，工程實務通稱為「半半施工」（Half-width construction）。其核心在於兼顧「公眾通行安全與順暢」與「施工人員及機具作業安全」。

涉及之法源依據與技術規範（以命題當年民國 108 年之法規為準）：

1. 交通部《道路交通標誌標線號誌設置規則》（重點為第七章「施工標誌」及交通維持管制區域之佈設）。
2. 勞動部《職業安全衛生設施規則》（道路作業防止車輛衝入、個人防護具及安全圍籬規範）。
3. 各級公路主管機關之「施工交通維持計畫作業規定」及行政院公共工程委員會相關施工規範。

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解題方法

本題為標準的工程管理與法規綜合申論題。解題切入點採用「工程執行生命週期」結合「空間分區與安全防護」之系統化架構作答，避免流於零散枝節的口語陳述。作答架構分為以下五大維度：

1. 事前規劃與交維行政：交通維持計畫之報核、時段選擇與資訊揭露。
2. 交通維持空間分區管制：依規範建立完整的五大交通管制分區。
3. 工區實體隔離與安全防護：防撞設施、指揮引導與夜間警示。
4. 路面平整與地下管線保護：行車動線順接、防滑鋼板與管線防損。
5. 機具動線管制與緊急應變：機具出入動線、環境維護與事故應變。

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解題技巧

1. 善用專業術語：閱卷重點在於是否具備工程法規素養，答題時務必寫出「半半施工」、「五大管制區（警告區、漸變區、緩衝區、活動工作區、終止區）」、「交通維持計畫」、「紐澤西護欄」等專業關鍵字。
2. 防範常見漏答盲點：

• 考生常只著重於「車輛引導」，而忽略「施工機具進出動線衝突」與「施工人員自身被撞之危害防禦」。
• 忽略既有道路銑刨後之「縱橫向高低差」及「覆蓋鋼板防滑處理」，此為機車行車安全之重大隱患。

3. 記憶架構口訣：依「事前提報 $\rightarrow$ 空間分區 $\rightarrow$ 實體防護 $\rightarrow$ 路面動線 $\rightarrow$ 應變收尾」之時空邏輯推展，確保答案層次井然。

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【答案】

在維持局部既有道路交通機能下進行道路維修或增設車道（半半施工），其施工注意事項依相關規範歸納如下：

一、 施工前規劃與交通維持審查作業

1. 提報交通維持計畫：施工前須研擬詳細「交通維持計畫」（含各施工階段交維動線、號誌時制調整、替代道路規劃），送交當地交通主管機關及道安會報審查核定後方可動工。
2. 施工時段合理排定：應調查該路段交通尖峰流量特性，刨除及鋪築作業儘量避開交通尖峰時段，必要時採取夜間施工；若採夜間施工，須評估噪音管制標準及充足照明。