中兴工程顾问有限公司_许书铭、钱志遥、张景顺　台北政府捷运工程局_陈俊宏

台北大众捷运系统-万大线机厂之功能与创意研析

中兴工程顾问有限公司_许书铭、钱志遥、张景顺台北政府捷运工程局_陈俊宏

台北大众捷运系统路网已接近完整，其中，万大线为台北大众捷运系统的第三期路网，万大机厂所在位置相当特殊，为板桥、中和与土城之交界；在寸土寸金的都会区及有限的土地资源下，捷运规划实应赋予土地开发的附加价值。因此，本计划在设计过程中，除了不影响机厂的既有功能外，营运模式、防洪设施、预留联合开发大楼需求，以及噪音振动等因素均需要逐一考量，此外充分利用邻近之保护区与土地开发之结合，借以提高本计划的功能与效益。

计划概述

1.1工程范围

万大线为台北大众捷运系统的第三期路网，全线由中正纪念堂站开始，经中和、土城，最终抵达树林、新庄，长22.1公里，共计22个车站，包括10个地下车站、12个高架车站、1座机厂。万大线先期工程路线由中正纪念堂站起，向西沿南海路、和平西路后接西藏路转万大路，于华中桥前左转地下穿越新店溪，至永和市保顺路、保生路转中山路、连城路至金城路，并于金城路北侧农业区设置机厂，以及一支线车站临莒光路，路线段共长约9.4公里，本计划（DQ124标）位于先期工程最西端，主要工程包括：（1）LG08A车站：为一地下2层岛式月台车站、2座出入口、2座通风井及预留未来路线往北延伸之可能性。（2）机厂：包含转乘设施、主变电站、驻车厂、维修厂、其他机厂相关设施及预留未来土开大楼衔接机制。（3）明挖覆盖隧道：2～4股道变化段面主线及立体交叉进出机厂之线，长约934公尺，主线段预留连接至LG09车站之后续工程。

大地工程特性

万大线沿线并无断层相交，而邻近范围附近主要地质构造为台北断层，本断层通过台北盆地之南缘，为一具右移性质之逆冲断层，断层面向东南倾斜，向深部则渐趋平缓，由盆地内相关之钻井资料显示，断层仅存在于盆地内相关之第三纪基盘，基盘面以上之沉积物未被断层切穿，应非活动断层。且依据中央地质调查所公布之台湾地区活断层资料，此断层并未列入，研判不致影响本工程。另依据水资源资料管理供应系统网站，本工程之长期地下水位约在地表下3公尺左右，地下水算是充沛，亦与地质调查钻孔之观测资料相近。

土地使用现况

本工程土地使用分区为农业区、保护区及乙种工业区，基地内部使用现况为工厂、加油站、农田、农舍、庙宇、资源回收场、住宅、池塘、小山丘等，基地外部北侧为板桥市住宅区，东侧为山坡地，南侧区域多未开发利用，主要为公路总局驾训班及汽修、家具厂等临时建物使用，西侧则为住宅区，且有新开发之电梯华厦。整体基地仍有待开发及改善之空间。

重要管线设施

本工程之捷运路线进入机厂前，通过连城路及金城路三段下方，由于连城路及金城路为新北市中和地区连接土城地区之主要道路，且台电公司土城变电所亦位于机厂西侧金城路上，所以此路段道路下方布设相当多的公共管线；加上道路宽度仅20～25公尺，轨道由二线分岔为四线，并以立体交叉往北转进机厂，未来全路幅开挖对现有管线将需进行绕道迁移、吊挂保护等处理。

机厂功能定位与配置

维修功能定位与对应设施需求

本机厂为万大线唯一的主机厂，虽然在先期工程范围仅含LG01～LG08A，但是后期工程完成后之LG01站～LG21站营运规模，亦不再增加机厂；所以本机厂需具备完整五级厂维修功能，并且能容纳全线通车后的36列车驻车。除了提供驻车、五级厂维修功能外，同时是行控、行政及训练总部。

驻车厂与维修工厂主要需求表驻车厂满足停驻35列车功能需求　污水排放设施例行性车厢内部清理、检修、测试及辅助设备清洁人员休息室及设备材料零件储存处所每两股间设置固定式登车月台　设置门禁设施维修工厂地下车轮车床区：1股地下车轮车床线　转向架清洗区底盘清洗厂：1股底盘清洗线　重机械零件设备维修区检修区：5股检修线　废油回收管路顶升区：2股项升线　电气室大维修区：2股大修线　维修员工办公室、仪器工具室及仓储区

营运模式探讨

轨道配置需依照营运模式进行调整，参考万大线营运分阶段模式，未来可能的端点包括LG01、LG08、LG08A、LG11及LG21等站。

由于机厂邻近LG08站，当进行收发车作业时，列车前往LG11站或LG21站等端点站势必需于LG08站附近回车切换方向，所以LG08站西侧为设置中央避车线或剪式横渡线之适当距离。但此举将占用轨道并干扰正线列车运行，其主线与机厂进出动线。假设一旦主线行车密度较高时，原定由LG11/ LG21站方向收发之列车，需行驶至LG01站方可切换轨道变更，改由LG01站或LG08A站收发车，调度方式困难且运转时间加长，因此建议在此区段设置中央避车线以提高列车运转调度之弹性。

防洪设施

为确保万大线机厂永久防洪安全，考量防洪排水需求，满足地面排水可维持自然重力排水之最小填土高程，并同时兼顾土方挖填尽量平衡，因此机厂整地完成面高程订为现有地面高程加0.6公尺（EL.111.6公尺），并以机厂外围新设道路作为截水设施，避免因基地开发造成之迳流增加影响防洪能力，以保障本机厂排水顺畅安全，并兼顾雨水回收再利用及增加厂区保水入渗量。主要排水系统说明如下：

人工平台（地盘）厂区地面排水系统-兼顾地面排水及入渗功能

1.排水设施标准采50年降雨频率，滞洪沉砂池容量则采100年降雨频率。

2.道路段采箱涵式侧沟，避免重覆设置侧沟，以减少工程经费。沟体并埋设渗流孔，以利雨水入渗，增加厂区保水入渗量。

3.绿地则设置梯型砌石沟或草沟，符合生态工法。

4.利用降挖区地下筏基做为雨水贮集空间，供做绿地浇灌或厕所冲洗用水，以节省自来水资源。

5.人工平台（地盘）厂区配置一座生态滞洪沉砂池，兼具调洪排水及生态景观功能。

降挖区废水排放系统-确保降挖区排水安全

1.设置大型集水坑（利用降挖区局部地下筏基空间），可容纳至少100年频率连续12小时降雨量，确保降挖区排水安全。

主要土木及建筑设施说明表土木设施轨道基础　现有农水路、灌溉渠道改道设施道路系统　厂区围墙、轨道区围篱排水及防洪滞洪设施　厂区地下水电管线管道建筑设施驻车厂　变电区维修工厂　警卫室土木轨道维修工厂　管理中心洗车区　特殊物品仓库污水处理设施　废料区

2.集水坑内增设备用抽水及连接至紧急发电设备。机电设备并置于邻标最新防洪设计标准以上，预防如停电等紧急突发状况。

厂区边界截流系统-避免因厂区开发而造成机厂邻近区域淹水

除利用机厂周边之新设及既有道路作为截水系统外，并沿厂区周边道路设置宽1.0公尺×深1.2公尺之截水沟，截取机厂周边排水，以免造成机厂邻近区域排水不良。

机厂配置之联合开发构想

基地现况

如前述，机厂用地跨三个都市计划区，土地使用分区有农业区、保护区、工业区、人行步道用地。于本计划为捷运用地（土城-板桥编号为捷一用地、中和地区编号为捷八用地），现况使用为加油站（台湾优力）、农田、工厂（世大化成等）、铁皮屋（钢铁工厂、家具工厂）、庙宇、资源回收厂、住宅等。

开发构想

机厂规划以功能营运为优先考量，在有限的基地内配置捷运驻车空间、维修工厂、行控中心、附属机房设施及轨道区等，并满足其功能顺畅，捷运设施屋顶层之人工平台提供日后土地开发规划。由于维修工厂楼层高度之因素，其结构受限现行结构法令规定，无法配置高层建物，轨道区亦不易配置预留结构柱供日后土地开发使用，另一方面，考量未来土地开发建物之法令规定，须留设防空避难设备及停车场空间面积等需求，未来土地开发建筑物，将侷限于捷运驻车场及路线维修区。

因此整体开发后，将使原有保护区及农业区变成捷运用地，原有绿色区块将有所变化，为期维持并恢复原有绿地景致，整体规划将以低碳都市、生态社区之绿地意象，提供邻近居民休憩活动之场所。

机厂与土开大楼之设计与施工

厂房与土开大楼结构系统型式

结构系统型式探讨与建议

依机厂配置功能需求、土开大楼及人工平台（地盘）不同开发规模与预留后续开发衔接机制等需求，可选择的结构系统之适用性探讨如下：

1.韧性抗弯矩构架（SMRF）：在机厂轨道列车进出线形功能需求，及土开大楼（20层以上）开发规模兼顾之考量下，驻车厂（或轨道线形规则区）和土开大楼共构之区域，其横向结构系统应以韧性抗弯矩构架（SMRF）为最佳之选择。

2.二元系统：在不影响机厂轨道列车进出线形功能需求、设备空间及维修动线之条件许可下，驻车厂（或轨道线形规则区）和土开大楼共构之纵向结构系统除韧性抗弯矩构架（SMRF）外，可布置适当之剪力墙或斜撑形成二元系统，以达更具经济效益之土开大楼结构系统。

3.钢桁架系统：在轨道扇形区、小转弯半径、线形转换之道岔区等轨道线形不规则区位，因轨道线形需求，结构落柱不易之人工平台（地盘）区域，将布置大跨距之钢桁架系统。

4.构架系统：无高度及大跨距需求之小型结构体，以构架系统设计以达经济性的目的。

机厂结构材料的最佳选择

机厂结构材料的选择除下列部位外，将采钢骨结构为主，以符合绿营建需求。

1.与土壤直接接触之基础，将采钢筋混凝土。

2.上接轨道层之地下结构，为考虑防潮、耐腐蚀及防火之需求，将采钢骨钢筋混凝土。

3.与土开大楼共构之轨道层厂房结构，为提供土开大楼较佳之底层劲度、减轻噪音振动向上传递及厂房之防火等需求，将采钢骨钢筋混凝土。

机厂结构之设计特点

1.标准化的单元配置减少施工的错误率：标准化的设计有利工程进度。单元结构系统的布置采标准双向网格（Grid）配置，每个网格内辅以小梁布置，达到受力均匀的经济性，并可减少施工的错误率。

2.减少开挖量与缩短工期的结构基础：除驻车厂与土开共构之大楼基础采混凝土空心筏式基础以获致高承载力外，其余建物及人工平台（地盘）基础采实心版筏式基础。

3.局部结构加劲处理，增强建物的稳定性：对于落柱不易之较大跨度结构系统，在安全性与经济性的考量下，将采用高劲度之SRC柱搭配钢桁架设计。

问题与建议对策问题　对策与土开大楼界面　为使土开大楼之容积能更有效之利用，与土开大楼界面以标准化的单元配置，预留钢柱接头，并建议上部土开大楼以钢骨结构设计。人工平台（地盘）之承载界定为避免预留不必要之大尺寸结构，除土开大楼区之预留续接接头外，需界定人工平台（地盘）区仅供低荷重之公共设施等使用（包括儿童游戏场、公园及广场）。机厂噪音振动上传至土开大楼为减轻机厂振动经由结构体上传至土开大楼，而产生不舒适之噪音振动，建议将机厂结构以钢骨钢筋混凝土设计，且于机厂和土开大楼间留设缓冲层，并配合轨道及设备机具留设减振基座。维修工厂净高需求　由于维修工厂之操作净高约需12m，且配合维修动线不得于该层设置斜撑或剪力墙，为避免结构配置出现法规所不容许劲度不规则之极软层，建议于维修工厂上部仅规划低荷重之公共设施等（包括儿童游戏场、公园及广场），而非高荷重之土开大楼。土开大楼共构之沉陷　未来土开大楼开发量体预估约20～40层，故土开大楼在施工阶段将逐渐产生沉陷，对已在营运中轨道、设备及管线等将需预留调整机制，为减少差异沉陷建议加高结构底版劲度及采用桩基础。与捷运设施共构之土开大楼开发限制为减少对与捷运设施共构之土开大楼开发限制，共构部份之构件承载力建议全数以能承载土开大楼基本设计最高楼层数之载重设计。

机厂与土开大楼之施工构想

1.土开大楼所需之地下空间（如机房、停车场、通风管道、电梯及楼梯等空间）、地下室之进出车道以及五大管线需穿越机厂下方之管线、管道间等，皆于机厂施工时一并完成，并以结构墙完全区隔机厂与土开大楼地下空间。

2.在驻车厂、维修工厂及部份轨道扇型区等机厂区域设计人工平台（地盘），以作为未来土开大楼开发所需之平台及区隔机厂设施之分界，并于驻车厂上方预留SRC柱续接柱头（钢构及RC钢筋）及钢构斜撑续接头作为土开大楼主构件续接用。

3.同时需预留由机厂周边道路直接通往土开大楼人工平台（地盘）之车道，以作为未来土开大楼设施施工进出动线。

机厂噪音减轻对策建议

基本设计方案之初步分析评估

厂内列车行驶速度25公里/时，试车线位于东南侧，且进出维修工厂轨道半径小于50公尺，轮轨磨擦噪音将非常大，分析结果机厂东侧及北侧受影响较大，金城路机厂邻近敏感受体则受噪音影响不大，可符合「陆上运输系统噪音管制标准」之大众捷运系统噪音第三类管制标准之要求，其作业等音量线图。

替代方案之分析评估

试车线位于西侧，进出驻车厂及维修工厂为小半径线形，轮轨磨擦噪音非常大，为避免噪音超过法规标准值，建议于试车线西侧设置至少3公尺高围墙或其他包覆式减音措施，其作业等音量线图。

减轻对策

1.于试车线建立包覆式减音措施，因试车线及小半径曲线进出厂路径为主要噪音来源，且考量不仅需减轻机厂邻近敏感受体厂之噪音，亦需考量噪音对厂区内土开大楼之影响，若采替代方案二之布设时，建议于试车线建立包覆式减音措施。

2.轨道滴油润滑，于轨道转弯段建议可使用滴油润滑方法，降低因车轮与铁轨磨擦产生之噪音。

3.采用人工平台（地盘），使用人工平台（地盘）覆盖轨道外露区域可改善列车行驶噪音及振动，降低噪音对于土开大楼影响。

结论

万大线捷运的诞生是台北都会区运输网络的延伸，也是都市发展的成长，随着捷运技术的进步与绿色运具的演进，捷运的设计不再只是工程，必须肩负与环境融合及促进社会与运输发展和谐的使命。万大机厂在设计过程中，除了维持机厂的既有功能外，营运模式、防洪设施、预留联合开发大楼需求，以及噪音振动等因素均充分考量，实为一成功的工程设计案例。