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航港新知
臺灣港群108年5月號 2019-05-06
洲際二期計畫港灣工程之特色技術與工法

洲際二期計畫港灣工程之特色技術與工法

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  • 撰稿:高雄分公司開發建設處鐘偉誠、處長羅勝方(現調陞總公司工程處資深處長)

高雄港洲際二期計畫係為近年來最大型港灣工程計畫,在工程的設計上以結構安全為基礎,並在兼具生態與景觀的目標下,讓港灣構造物有另一番新風貌;而在施工上則取經國外經驗,克服在惡劣天候下與海爭地的困境,讓沉箱施工技術更上一層樓,同時藉由排砂管與放流口沉澱箱降低造地過程對環境的衝擊。此成功的設計施工案例足以作為後續港灣工程設計施工的標竿典範。

高雄港洲際二期計畫係為近年來最大型港灣工程計畫,在工程的設計上以結構安全為基礎,並在兼具生態與景觀的目標下,讓港灣構造物有另一番新風貌;而在施工上則取經國外經驗,克服在惡劣天候下與海爭地的困境,讓沉箱施工技術更上一層樓,同時藉由排砂管與放流口沉澱箱降低造地過程對環境的衝擊。此成功的設計施工案例足以作為後續港灣工程設計施工的標竿典範。

 

興建國內近年最大型港灣工程計畫
高雄港歷經近百年的歷程由小漁村逐步發展至現今規模,然因近年國內外經濟生產環境的變化,大陸及東協各國的興起也帶動了大陸沿海主要港口急速擴張,高雄港需配合時代演進再一次的調整與改變,方可因應國際快速變動的趨勢。洲際貨櫃中心計畫應運而生,藉由該計畫的推動可創造高雄港更廣闊的發展未來。

高雄港洲際二期計畫係屬近年來最大型港灣工程計畫,而主體工程涵蓋外廓、岸線、造地等大型港灣構造物,本計畫肩負增加大型貨櫃碼頭靠泊席數、提供充裕的土地進行產業鏈整合、解決油品儲槽散落市區核心地帶問題,故圍堤造地、提供造地區足夠之遮蔽空間與減少惡劣天候造成造地區土方流失之影響,為本工程案最重要的任務。

加上近年來因環保意識抬頭,人類已意識到對環境不斷破壞之結果,最終將受到大自然之反擊,因此,為使港埠發展與自然環境取得平衡點,在港口建設上需將生態、景觀與節能減碳之需求納入思考。

 

兼顧防漏與維護機能的柔性外廓濾層
圍堤造地重點為防範堤後粒料流失確保土地安全,而早期圍堤防漏,係於沉箱間縫直接以硬式工法阻隔,如石籠直立式拋石、或以橡皮封板搭配鋼管混凝土,但成效均不彰。

本計畫改以採柔性設計,於沉箱交界處以濾石層保護堤後回填土,保留透氣空間,確保波壓可宣洩,避免對濾石層影響。同時沉箱堤面設置可吊移方塊,便於颱風季過後進行檢查與補充濾石,持續維護濾層之機能,有效達到改善填海造地之防漏效果。

                                              圍堤防漏創新作為圍堤防漏創新作為


減緩波壓與補償生態空間的消波碼頭

圍堤造地必然對海岸生態造成衝擊,基於大自然共生之理念,計畫岸線工程中一改傳統式之沉箱設計方式,於沉箱本體海側設置消波艙之「消波艙沉箱」,除降低船擊波影響外,其消波艙亦可提供魚群遮蔽空間,可達到營造生態之效果,達到生態補償目標。

 

 消波生態沉箱碼頭


 

越浪防護與親水景觀取得平衡的特色胸牆
海堤胸牆為防止越波保護堤後土地安全的重要設施,傳統港灣海堤位於管制區,故胸牆均採高聳直立式牆設置;然新一代港口需兼顧安全與景觀,本計畫外廓堤參考國外案例(如日本雅內港),其部分區段採景觀階梯式胸牆設置,增加景觀特色。且階梯式胸牆於填地區為一置高點,覽觀洲際二期計畫港區,欣賞港區特色。

   景觀階梯式胸牆照片


 

陸上軌道台車運移工法-取經國外經驗、金質獎特優肯定

浮船台工法為國內目前具經驗的沉箱製作施工方式,惟洲際二期計畫工程標案甚多,且高雄港空閒碼頭有限,並無法每標均採用浮船台工法。在諸多限制條件下,本計畫施工團隊汲取各國沉箱軌道台車陸工法成功經驗,並特地遠赴中國及越南實地觀摩交流,最後提出國內首次採用於陸上製作沉箱,並以陸上軌道台車運移下水之工法進行沉箱施工作業。

為克服在有限腹地下進行陸上沉箱施作,施工團隊乃以縱、橫向二組台車移運沉箱,並於場地後側加設托盤暫置區之運移路線設置方式,確保沉箱移運出塢動線可維持順暢。

因陸上沉箱仍需移運至浮沉台船下水儲放,因沉箱重量高達5,000餘噸,而沉箱在由陸上軌道移至船體甲板過程中,其移轉場地銜接處(碼頭與船體甲板)容易造成船體傾斜,故施工上於碼頭與船體甲板續銜處採外放內縮型(公母接榫)設計一搭岸結構,俾利導引船體對準箝合穩定無虞;搭岸結構下方並打設鋼管樁加強基礎承載力,搭岸縱斷面與船體延伸甲板契合,使沉箱重量轉移過程獲得一穩定支撐,確保沉箱運移安全性。

本施工方式為國內首次陸上軌道台車運移沉箱工法,該工法具有於有限施工場地進行大量沉箱製作、克服海上施工天候之限制條件、沉箱製作移運動線交錯施工提升作業效率等優點,此外該工程榮獲第16屆公共工程金質獎特優之肯定。

岸線工程陸上軌道台車運移工法實景    岸線工程陸上軌道台車運移工法實景
   

兼具環保與造地抽砂回填施工
洲際二期計畫之填地工程填築量約6,356萬方,總造地面積約422.5公頃,屬近10年來最大之填海造地案。為加速施工降低抽砂造地對環境的影響,施工中動員超大型船機進行造地作業,並利用艏吹、接管交互方式填築,克服圍堤、岸線工程沉箱施工界面,並以每日量產約12萬方填築量進行造地。

此外,為避免大量的取沙與回填造成水域混濁,造成生態環境的衝擊,填築區附近設置汙濁防止膜,並於排砂管出口設置消能桶,讓填築粒料快速沉積;而在填築區填築區形成封閉狀態後,用Water Box排水取代Pump泵送排水,讓浚挖填築因而受困的魚、蟹等海中生物,可通過出口水道得以逃生,真正達到降低環境生態衝擊的生態施工。

     新生地填築生態施工照片    新生地填築生態施工照片


 

港灣工程設計施工典範

高雄港洲際貨櫃中心計畫肩負提升港埠競爭力及經濟發展之重要地位,亦為國內最重大的港灣工程。本計畫工程的設計上以結構安全為基礎,並在兼具生態與景觀的目標下,讓港灣構造物有另一番新風貌。

而施工上則取經國外經驗,克服在惡劣天候下與海爭地的困境,讓沉箱施工技術更上一層樓,同時藉由排砂管與放流口沉澱箱降低造地過程對環境的衝擊。此成功的設計施工案例足以作為後續港灣工程設計施工的依循典範。

 

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參考資料或資料來源:

1.高雄港洲際貨櫃中心計畫綜合規劃,交通部高雄港務局,民國93年7月。

2.高雄港洲際貨櫃中心第二期工程計畫-細部規劃報告書,臺灣港務股份有限公司高雄港務分公司,台灣世曦工程顧問股份有限公司,民國101年5月。

3.高雄港洲際貨櫃中心第二期工程計畫-貨櫃碼頭及後線場地新建工程細部規劃報告書,臺灣港務股份有限公司高雄港務分公司,宇泰工程顧問有限公司,民國106年6月。


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