統包工程開挖抽水對環境保護之探討

在執行工程時，如地下水位高於開挖底面，開挖時則須搭配抽降水作業。在一般沖積地層，因透水係數不高，抽水作業往往不受重視，施工管理者大多採一式項編列，以固定價格發包。實際上，此價格是否設置足夠抽水井與抽水幫浦，往往也不受重視。唯抽水過程之電費通常由大包提供，幾乎不會有施工管理者深入探討抽水電費之占比。

因此，如採一式項發包的模式，除了抽水廠商不考慮電費，抽水井之配置亦是很大的問題，包括平面配置與抽水井（馬達）深度的考量，抽水廠商為求省事省錢，大都將抽水井間距加大且須超抽，這些因素往往使開挖區域內的水位或水壓與原本擋土開挖設計之假設不同。即便施工管理者已將上述因素納入E&C（Escalation & Contingency），但難免考量不周，導致鄰損現象，進而產生糾紛。

中鼎集團身為「台灣第一，全球百大」的統包工程承攬商，旗下智能事業群萬鼎公司針對此問題有著豐富的解決經驗。具體作法包含：投標階段，具備將上述狀況予以量化計算的能力，並將其納入投標估算以降低風險；開挖階段，亦能妥善管控地下水抽取狀況，並善用水資源，致力達成兼顧環境保護與經濟發展的目標。本文特別分享萬鼎團隊於屏東執行專案的相關經驗。

基址條件與設計成果

本案位於屏東市區，基址周邊除東南側緊鄰六層樓公寓及四層樓透天厝外，四周均為道路，如下圖所示，其西側及南側隔著道路後，為3~4層樓連棟透天厝、北側隔著道路為文創園區、東側隔著巷道為一市集。依鑽探成果顯示，地質條件在地表下30m內為砂礫石地層，30-35m為不透水的黏土層。

因本案施工地層為砂礫石地層，辦理現地定水頭或變水頭透水試驗結果較不具參考性。萬鼎團隊為計算開挖抽水之正確性，辦理現地抽水試驗，求取透水係數值。本案所設立抽水試驗抽水井，包含：新設置5口觀測井，加上原本地質鑽探的水位觀測井，一共設置9口觀測井，配置如下所示。經36小時的抽水後，求得透水係數為2.68*10⁻³ m/sec。

本案基址開挖採連續壁搭配水平支撐工法。在原本的規劃中，連續壁深度採用20m，經分析其洩降水位等數據後，預估鄰房最大沉陷量不符合建物保護需求。而抽水井數量將需要80口井，設置費用520萬，電費估算至少1,124萬，合計1,644萬元，且此方案將造成鄰損，須設置建物保護等措施，再添額外費用。

在本案中，萬鼎團隊為減少因降水引致之區外沉陷量，連續壁深度採用貫入不透水之黏土層為32m，較原本設計更深；實際配筋設計時，深度20m以下主要為截水功能，僅採用最小鋼筋量與工作鋼筋。以此條件分析，洩降曲線不會影響開挖區。在費用方面，連續壁加深至黏土層的施工費用約945萬、鋼筋混凝土材料增加952萬，合計1,897萬元，電費則可大幅減少至55.8萬，合計1952.8萬，乍看下高過原方案，但原方案在建物保護、抽排水處理或補注井費用均未納入評估，實際上支出較此作法更高。此外，考量到永續方面，原方案每日達數萬噸之抽水量，亦不符環境保護理念。綜上可知採用新方案較佳。

現場施工管控與監測成果

實際施工時，開挖區外不配置抽水井，開挖區內抽水井採均勻配置，共布設12口，如下方圖A紅色標示，使得地下水位洩降曲線影響深度較小（如圖C）。若抽水井配置間距加大，則將導致圖B的狀況，影響較大，且與原設計假設水壓力不吻合。而抽水水位深度，則配合各階段開挖深度，開啟適當之抽水井。本案例完成開挖並停止抽降水作業時，區外地下水位均未變化，結構物沉陷量均小於5mm，抽水控制良好，停止抽水後並未造成基地外水位過大洩降。

結論

經由上述的經驗分享後，可歸納出如下要點：
1.在發包層面，抽降水作業不應採一式項辦理，若由抽水廠商任意配置，除將嚴重影響開挖支撐計算之假設數據，亦可能造成鄰損，並產生鉅額電費支出。
2.一般而言，開挖抽取地下水均是排入區域排水系統，無法再入滲土體，地下水的補注僅能依賴降雨，補充速度緩慢。萬鼎團隊除管控抽取地下水，以避免超抽，若抽取水量大時，亦評估設置補注井，將水資源再循環，以達永續利用的目的。

未來，萬鼎團隊在執行工程專案時，將持續以豐富的執行經驗及累積的監測資料，作為相似案例的參考及鄰近建物保護的依據，不僅可節省大量工程經費，同時更可避免地下水資源的浪費，達成經濟發展與環境保護的雙贏。