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人工島防波堤問題不容忽視


 

【撰文:abm chan】
作者是資深土木工程師,專門運輸工程規劃,出自加拿大滑鐵盧大學 

特首林鄭月娥公開説,「不希望外界憑一張相片就懷疑工程設計有問題,如公眾認為管理局的解釋太深奧,政府可以再協助跟進」。
 
防波堤(Breakwater)的原理並不深奧,作用就是要提供一道多夾角、多面向、多空間的防護結構,承受海浪衝擊,盡量消耗海浪衝撃的能量,從而減低對建築物的損害。因此,防波構件(扭工字塊,消波塊)的獨特形狀設計,就是要讓各構件能夠互相扣緊,增加構件的抗禦能力,若不緊扣,防波堤的保護作用會大大降低,因此構件的擺放形式及秩序,直接影響防波堤的防禦能力。防波堤的設計,從工程數學可以算出,或在實驗室用波浪模型作模擬測試也可以得出,讓工程師可以知道怎麽樣形狀、大小、重量的消波構件,可以抵禦怎麽多年一遇的海浪冲擊。
 
林鄭特首說得對,不希望外界憑一張相片就懷疑工程設計有問題。單憑一張相片或許不能令人懷疑工程設計有問題,但從兩張不同時間拍攝得來相片互相比較,肯定可以知道人工島的防波堤是否已經出了問題,特別是相片所顯示的,是按工程設計原意隨機安放構件時的原貌。
 
正如港珠澳大橋管理局解釋,隨機安放有訣竅,並非隨意安放,工程是「根據交通運輸部現行行業標準《防波堤設計與施工規範》(JTS 154-1-2011)規定,扭工字塊體的安裝可採用定點隨機安放或規則安放(規則安放需要控制其安放姿態、角度及相互關係,而定點隨機安放主要控制數量及位置均勻,但不管是規則安放還是定點隨機安放,扭工字塊都是相互搭接的,本工程設計時結合現場實際,水面以上採用了規則安放,以達到更好的美觀效果」。

圖一:港珠澳大橋人工島防波構件安裝時隨機安放的原貌。照片來源:Jayne Russell/www.alamy.com

從圖一可以看出,防波構件雖是隨機安放,但覆蓋範圍呈長方型,這是設計的原意和安裝時的原貌。
 
圖二(下圖)是安裝經過一段時間後,受到海浪衝擊的結果。 

照片來源:香港無人機航拍會Facebook

可以看出,顯著部份的防波構件都已被衝散,向外圍移位散開,明顯是因為構件之間沒有相連緊扣,加上構件的大小重量設計,不足以承受預期波浪的衝擊,發生了位移,並非因為構件舖在海底建築物上面,下有石頭舖底,產生看似凹凸不平的錯覺。這種情況對人工島及臨海的隧道結構特別危險,除了防波結構不能對建築物產生應有的保護外,波浪捲起防波構件造成個別的衝擊力,猶如鐵錘撞擊臨岸的建築結構,經年累月,重覆衝擦,必然對建築物造成嚴重的損害,因此香港政府、有關工程單位及市民絕對不能輕視。
 
港珠澳大橋管理局指出,「承包人對此進行過模型試驗,驗證島頭部位採用水面以下隨機安放的方案,更可靠有效。其防護效果經受了颱風 「天鴿」的實際驗證,風後的檢查結果表明完全滿足大橋建設指標要求」。很明顯,局方對於防波堤的承受能力過分樂觀,從圖片可見,防波構件的防護效果明顯經不起無論是颱風「天鴿」或日常風浪衝擊的實際驗證。
 
對於香港大學土木工程學系系主任區達光博士稱看過局方的解釋後便「收貨」,認為消波塊(防坡構件)在設計上是「一個扣一個」,在海中有移動屬正常,筆者不能苟同。很明顯人工島的防波構件是經過很不正常的移動,遠離設計原意及安全程度。若是那麽肯定「收貨」,希望區博士提出充份理據,解釋「收貨」原因。 


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