110 高普考高考二級 土木工程 工程管理與施工 考古題詳解

110 年・高普考・高考二級・土木工程
試題代碼 工程管理與施工

第 一 題25 分

請試述下列名詞之意涵:(每小題 5 分,共 25 分)

(一) Deteriorated infrastructure

(二) Cost composition

(三) Total float

(四) Trending and forecasting

(五) CPM and PERT

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核心觀念與解題方法

本題為工程管理名詞解釋題,重點在於掌握各名詞的定義、用途與彼此差異。作答時可依序說明「是什麼、用在哪裡、管理上有何意義」;涉及時程分析者補充公式,涉及專案控制者則說明如何用於監控與預測。

名詞解釋

(一)Deteriorated infrastructure(劣化基礎設施)

指橋梁、道路、隧道、管線、港口等公共基礎設施,因使用年限增加、材料老化、環境侵蝕、荷重作用、維護不足或災害影響,逐漸出現性能下降、損壞或安全性降低的狀態。其劣化可能表現在承載能力、耐久性、服務功能或使用安全方面。

管理上,需透過巡查、檢測與評估掌握設施狀況,再依劣化程度安排維修、補強、更新或汰換,以維持服務水準並降低失效風險。其管理核心是將有限經費優先投入風險較高、影響較大的設施。

(二)Cost composition(成本組成)

指工程或專案總成本由哪些成本項目構成,以及各項目在總成本中的比例。工程成本常見項目包括直接成本與間接成本:

  • 直接成本:可直接歸屬於特定工項或施工活動的費用,例如人工、材料、施工機具及分包費用。
  • 間接成本:為支援整體工程所需、難以直接歸屬於單一工項的費用,例如工地管理費、臨時設施費、保險費及行政管理費。
  • 其他費用:依估價或契約架構,可能另列承包商利潤、稅捐、風險準備金等。

成本組成分析可用於編列預算、估價、成本控制與變更評估。計算某項成本占比時,通常以該項成本除以總成本:

成本占比=該項成本總成本×100%\text{成本占比}=\frac{\text{該項成本}}{\text{總成本}}\times 100\%

(三)Total float(總浮時)

指在不延誤專案預定完工日期的前提下,某一作業自最早開始時間起,最多可以延遲的時間。以 CPM 網圖計算時:

TF=LS−ES=LF−EFTF=LS-ES=LF-EF

其中,ESES、EFEF 分別為最早開始與最早完成時間;LSLS、LFLF 分別為最遲開始與最遲完成時間。總浮時為零的作業通常位於要徑上;總浮時大於零,表示作業具有一定的時程彈性。若某作業延遲超過其總浮時,專案完工時間將受到影響。

(四)Trending and forecasting(趨勢分析與預測)

這是專案控制中用來掌握績效變化及推估未來結果的兩項工作:

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第 二 題25 分

高層建築工程施工需要勞動力大,施工過程具危險性等。欲改進此現象,建築生產合理化工法之研究指出,依據預鑄程度之高低,有哪三種工法?各有何優缺點?

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核心觀念

本題考查高層建築施工合理化中,依預鑄程度由低至高區分的三種工法:現場施工工法、半預鑄工法、全預鑄工法。預鑄程度愈高,愈多構件在工廠製作,再運至工地組裝;可減少現場作業與勞力需求,但也提高運輸、吊裝與施工整合的要求。

解題方法

依預鑄程度排序,逐一說明各工法的施工方式,再從品質、工期、勞力、安全、成本與設計彈性比較優缺點。作答時要掌握「工廠製作比例愈高,現場作業愈少;但對運輸吊裝及前期規劃的要求愈高」這項主軸。

三種工法及其優缺點

一、現場施工工法(傳統現場澆置工法)

主要結構構件在工地組立模板、配置鋼筋並澆置混凝土,待混凝土達到所需強度後,再進行後續施工。

優點:

  • 構件於現場製作,設計變更與尺寸調整較有彈性。
  • 不需大量運輸大型預鑄構件,對運輸道路、吊裝設備與場外製作場地的需求較低。
  • 工法與材料普及,施工人員較容易取得。

缺點:

  • 模板、鋼筋、澆置及拆模等現場作業量大,勞力需求高。
  • 施工品質易受天候、現場環境及工人熟練度影響。
  • 工序較多,且須等待混凝土養護,工期較長。
  • 高處作業及模板、支撐等作業較多,施工安全風險較高。

二、半預鑄工法

部分構件或構件的一部分在工廠預製,運至工地後吊裝,再與現場澆置部分接合,完成整體結構。例如採用預鑄樓板、預鑄牆板或半預鑄梁板,再於現場配置鋼筋、澆置接合部或上層混凝土。

優點:

  • 部分工序移至工廠,可減少現場模板、鋼筋及澆置作業。
  • 工廠生產環境較穩定,有利於構件品質與尺寸控制。
  • 相較全現場施工,可縮短部分工期、降低現場勞力需求及高處作業量。
  • 保留一定現場調整能力,適用性通常較全預鑄工法廣。

缺點:

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第 三 題25 分

營建施工節能減碳是近年的趨勢,工程的生命週期階段若簡單分為:材料生產、材料運輸、機具施工三個階段。請問:

(一) 哪個階段的碳排放最高?原因為何?(10 分)

(二) 在這三個階段,可如何記載資料,以計算碳排放量?(15 分)

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核心觀念

本題考查營建工程生命週期的碳排放來源,以及如何以活動數據與排放係數估算各階段的溫室氣體排放量。工程碳排通常以二氧化碳當量(CO2eCO_2e)表示,基本計算式為:

碳排放量=活動數據×排放係數\text{碳排放量}=\text{活動數據}\times\text{排放係數}

若排放係數已換算為 CO2eCO_2e,計算結果即為二氧化碳當量;若係數分列不同溫室氣體,則須再依各氣體的全球暖化潛勢換算並加總。

解題方法

(一)排放最高的階段及原因

三階段中,通常以材料生產階段的碳排放量最高。鋼筋、水泥、鋼構等主要營建材料的製程需大量能源;其中水泥熟料煅燒除燃燒燃料外,原料分解也會直接產生二氧化碳。大型工程使用的材料數量龐大,因此材料生產的累積排放通常高於運輸及現場機具施工。

材料運輸與機具施工仍會排放碳,但運輸主要來自燃料消耗,施工機具則依柴油、汽油或電力等能源使用量計算;相較之下,主要材料的生產製程及用量通常是較大的排放來源。

(二)三階段的資料記載與計算

記錄原則是:先取得可量化的活動數據,再選用與該活動相符的排放係數,按來源分項計算並加總。

階段應記載的活動數據計算方式
材料生產材料名稱、規格、數量、單位;材料生產地或供應商;必要時記錄產品碳足跡或製程資料材料數量 × 該材料生產排放係數
材料運輸材料重量或數量、運輸距離、運具種類及載重;必要時記錄回程空車或裝載率運輸重量 × 距離 × 該運具排放係數;或依燃料使用量 × 燃料排放係數
機具施工機具種類、台數、作業時數;柴油、汽油等燃料用量,或施工用電量燃料或用電量 × 相應能源排放係數;逐項加總

例如材料生產可寫為:

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第 四 題25 分

土方作業之機械施工,應先了解土壤性質,其次檢討工程條件,請列出五項條件。

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核心觀念

土方機械的選擇,須先掌握土壤的種類、含水狀態、密實程度及可挖性,再依工程條件選擇適合的機具與施工組合。工程條件會影響機具能否進場、作業效率、土方運輸方式及施工成本。

解題方法

題目要列出五項「工程條件」,作答時可從工程規模、施工現場、土方移運、施工期限及機具配置等面向整理:

  1. 工程規模與土方數量:土方量大小及挖填分布,會影響機具型式、數量與機具間的配合。
  2. 施工地點的地形與作業空間:地勢起伏、場地寬度、出入口及作業面大小,會限制機具行動及作業方式。
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