[營建知訊轉載]導入BIM技術 強化道路養護管理 張家瑞、康仕仲、林鶴斯 (2013.10)

張家瑞  國立宜蘭大學 休閒產業與健康促進學系副教授
康仕仲  國立臺灣大學 土木工程學系副教授
林鶴斯  新竹縣政府 交通旅遊處觀光工程科科長

    臺灣地區地狹人稠，民眾賴以維生的道路地下管線種類繁多且密集，尤以市區道路為甚，加之共同管道系統尚未普及，因此地下管線的局部修繕、新舖設、或配合公共工程與民生需求的埋設與拆遷作業，常導致剛完工的路面重複挖埋，增添民眾生活的不便。再者，在未能正確掌握地下管線資料的狀況下，也容易發生誤挖瓦斯管、輸油管等而衍生公共危險事件。此外，因地下管線而設置於道路表面的大量人手孔蓋亦嚴重影響道路平坦度，並容易造成行車打滑的安全問題，甚或發生國賠事件。由此可知，地下管線之相關問題確實對當前的道路養護與管理工作造成莫大困擾，長久下來，民眾對於政府推動的道路平整政策（路平專案）逐漸失去信心，且有損政府形象，亟需尋求適切的解決之道。
 
地下管線管理  罕見導入BIM
 
    目前國內外建築資訊塑模（Building Information Modeling, BIM）技術的應用與推動方興未艾，在土木工程的產品與流程資訊管理上有重大的影響，也正逐漸改變土木工程產業的經營模式，但其應用仍多以建築物（building）為主體，對於基礎建設（infrastructure）如道路設施包含地下管線之應用尚屬稀少。近來，新竹縣政府以前瞻的思維，在國立臺灣大學土木工程學系工程資訊模擬與管理研究中心的協助下，嘗試將BIM技術導入道路地下管線的管理，進行技術可行性與初步應用的先導型研究，以下摘要此研究之主要過程與成果，希望能拋磚引玉，有更多的政府單位能勇於嘗試以先進技術，來提升基礎建設之維護管理效能與品質。
    長期以來政府積極推動多項地下管線管理策略，包含要求各縣市政府訂定道路挖掘管理制度、推動建置公共設施管線資料庫、輔導各縣市政府開發道路挖掘及地下管線管理資訊系統、以及自民國90年代開始推動之共同管道建設等，各項策略已逐漸顯現其在地下管線管理之成效。此研究首先深入探討政府的各項地下管線管理政策，於過程中訪談如表一所列之道路主管機關、五大主要地下管線單位、工程顧問公司等之主管，詳細瞭解各地下管線的管理現況，以及管線挖埋與道路管理間的介面問題，並交換BIM導入地下管線管理之心得。

管線埋設各自為政  不符圖說
 
    目前地下管線管理現況主要是針對新闢道路，道路主管機關會在規劃設計前邀集相關管線單位提出管線埋設需求，並在施工前召開多次管線協調會，透過圖說協調各管線的埋設位置；另針對既有道路的管線工程則通常是按現場實地狀況決定。目前臺灣地下管線的埋設深度通常是制式的1.2 m，然該深度明顯無法容納所有管線，因此管線的實際埋設深度常不會與圖說吻合。常見管線單位為求時效，在未告知與協調下逕自挖埋尋找地下空間佈管，遂造成管線上下交疊衝突，日後維修不易，並導致道路或其他管線的損壞。
    此外，管線圖資常涉及管線單位隱私並被視為公司資產，長年花費大筆經費進行維護及更新，若非道路主管機關要求調閱都盡量不會公開，且不同管線圖資未有橫向整合的機制與平台，不易彼此調閱，經過維修或繞道後的管線圖資也未必會一併更新；再者，目前的管線圖資大部分仍為2D格式，不易瞭解管線在地下的相對位置，因此圖資與實際的管線及人手孔蓋位置不符、淺埋、管線衝突等狀況頗為常見，容易導致錯挖或斷管的現象，無正確圖資也會造成未來其他管線配管、佈纜等作業的進度延誤。目前道路主管機關並不負責彙整、保存及更新管線圖資，因此面對道路養護與管理工作遇到地下管線挖埋作業必然會是很大的挑戰。
 
受限人力  無法確實驗收    
    針對管線的埋設位置及深度，通常是由管線單位的檢查員或承包商配合監工人員在管線施作現場拍照，提供道路主管機關佐證備查，道路主管機關受限人力不足等因素，對於管線工程的驗收大部分僅於回填假修復完成後派員赴現場作重點式的鑽心取樣，由此確認瀝青混凝土的品質及刨除加封厚度是否確實，無法確實瞭解管線埋設的狀況及品質。
    由於BIM能提供3D格式的管線圖資，真實呈現地下管線原本就是3D物件的概念，並正確描述管線於地下複雜之位相關係，BIM的推動若配合政府制定之「公共設施管線交換資料標準」，應能提升公共設施管線資料庫之推動成效。此外，針對共同管道建設而言，由於共同管道完成後整體管道系統通常不會有太大變動，因此於規劃設計之初即可導入BIM，建置3D格式的管道圖資以協助完工後長期的養護與管理工作。
 
導入BIM  提升道路養護效能
    此研究發現，無論道路主管機關或管線單位均認同BIM概念確實能協助地下管線的管理，對於道路主管機關而言，BIM的推動不僅能在道路的規劃、設計及施工階段以3D圖資作為管線協調依據，即無須召開多次且大型的管線協調會，而可將各管線直接在圖台中展示並據以進行溝通協調，減少必須在現場管線資訊不明確的狀況下作決策的機會，大幅減少管線衝突，亦能改善道路養護與管理階段之管線挖埋的困境提升道路養護效能。而道路主管機關應是BIM推動的最大贏家，可嘗試針對新闢市區道路及土地重劃區內新建道路先行試辦。另對於管線單位而言，BIM可提升公司內部管線圖資的應用與管理效率，並減少未來挖埋作業時與其他管線造成的衝突狀況，若能從政策法規、技術應用等面向詳細思考BIM循序漸進的推動策略並建立妥善的配套措施，應可協助政府的各項地下管線管理策略。

(本篇刊載於營建知訊369期58-61頁)