創新科技的應用

組裝合成建築法

組裝合成建築法是指在廠房中製造獨立的組裝合成組件(包括裝修工程、固定裝置和屋宇設備),然後才運輸到工地進行安裝的一種非現場建築方法。

透過先裝後嵌的概念,承建商能把現場建築工序轉移至較易控制的廠房進行。這不但提升生產力、質量控制、工地安全及可持續性,還減少因惡劣天氣而帶來的不利影響及勞動力短缺等問題。

竹篙灣臨時檢疫營舍

工程合約包括設計及建造臨時檢疫營舍,當中採用了組裝合成建築法,分別於檢疫營舍第一A期和第四期工程建造100個和300個檢疫單位,並同時完成工地平整、基礎設施及相關附屬工程。

每個組裝合成單位的組件包括鋼架結構、混凝土板、防火板、間隔牆、天花板、內部裝修、外牆面板、門、窗、坐廁、洗手盆、電線管道、照明設備、電源插座等,均於國內廠房完成裝嵌後才送到工地。

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矩形隧道鑽挖機

隧道鑽挖機是一種專門用來開挖隧道的大型機組,前端裝有鋼製的鑽頭,鑽頭上裝有合金鋼製的滾刀及切割面,可以通過各種土壤和岩層。一般最常用的隧道鑽挖機,其橫切面都是圓形。

在啟德發展計劃-前北面停機坪第3B期基礎設施工程中,我們興建一條長約180 米、橫過太子道東、觀塘繞道及承啟道的SW4 行人隧道, 以連接彩虹邨與啟德發展區。

我們首次在香港應用了尺寸為高5米、闊4米的矩形隧道鑽挖機興建該行人隧道,以提升施工安全、降低施工風險、提升建造質量以及減少棄置挖出的物料。

該行人隧道位於地下約10米至12米。當土壓平衡式矩形隧道鑽挖機向前挖掘時,會同時推壓和安裝1.5米長的預製隧道壁組件以完成隧道建造工程。

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物聯網傳感裝置和工具

一直以來,偏遠地區的設施一般依賴定期檢查和接收緊急求助以進行所需要的維修。透過物聯網傳感裝置和工具,檢查及維修人員將在發現異常情況時,立即收到通知,從而可以迅速採取相應行動。

海事設施結構監察傳感系統

土木工程拓展署(本署)現負責維修全港超過三百二十多個碼頭和登岸梯台,以及長約一百三十多公里的海堤和防波堤。香港因地理位置容易受熱帶氣旋的威脅,加上氣候變化的影響,出現極端天氣的情況預期會越趨頻繁,因此,加強檢查及維修海事設施的工作尤其重要。

本署已完成一項應用於碼頭、防波堤及海堤的監察傳感系統(Sensor Technology) 的研究,透過收集船隻泊岸時對碼頭產生的撞擊力及振動的實時數據,以及因海浪和潮汐引致防波堤或海堤護面石塊移動的數據,以更有效地評估上述海事設施結構的完整性。

船隻泊岸時會對碼頭產生撞擊力,如撞擊力超過設計碼頭的負荷能力時,有機會對碼頭設施造成損壞。上述傳感系統可透過震動感應器及衛星遙感技術等感測器監測系統,持續地收集數據,並即時上傳到中央處理系統,自動進行實時數據分析。如撞擊力超出設定值,系統可馬上發出資訊通知相關維修工程人員盡快檢查及維修有關設施。

傳感系統能幫助我們持續地監察碼頭的結構健康狀況,使我們能更快地就碼頭上的損毀作出應對,同事協助我們制定長遠的維修策略。

碼頭的傳感系統
碼頭的傳感系統
海堤的傳感系統
海堤的傳感系統
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相關連結


海港工程部團隊研發的 「碼頭傳感監察系統」獲得2023年日內瓦國際發明展銅獎


智能泥石壩


政府在天然河道或山坡上建造泥石壩,以攔截及減低泥石湧入山坡下樓宇和設施而造成傷亡的機會。「智能泥石壩」應用嶄新的物聯網科技,能全天候監察泥石壩,當泥石壩受泥石撞擊時,系統會即時向土力工程處人員發出警報,以便及時安排視察和跟進行動,確保公眾安全。

首款智能泥石壩原型已於2017年完成設計、安裝並進行現場測試。系統設有撞擊感應器(用作偵測泥石撞擊)、深度計(用作量度堆積在泥石壩後方的泥石厚度)和照相機(用作監視現場情況及篩除錯誤警報)等等。定時收集的深度計數據和照相機影像,會透過流動網絡發送到雲端伺服器儲存。土力工程處使用專門設計的流動應用程式,可實時監察泥石壩的情況。

由於部份泥石壩位於未有電源網絡或流動網絡覆蓋的地方,因此智能泥石壩系統亦可採用低耗能的物聯網裝置,配以自給自足的能源供應(例如太陽能),並應用例如NB-IoT及LoRa等低功率廣域網絡以連接及傳輸數據至雲端伺服器。本署現時引入更多其他供應商提供的系統進行現場測試,以優化及持續改良智能泥石壩系統的可靠性和效能。

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生態海岸線

我們引入在香港作為一個新概念的生態海岸線以試驗形式在不同類型水體的人工海堤中,以保持人類活動和海洋生物多樣性。生態海岸線的種類有很多,包括優化海牆/生態方塊、生態護甲組件/生態立方體、潮汐池和牡蠣養殖籃/蠔籠等。

實地試驗

本署聯同香港大學於2019年3月至10月,在西貢、屯門和沙田的海堤,放置了一些生態海岸設施作實地試驗,以研究生態海岸線模式在增加海洋生態及生物多樣性的成效。研究的選址分屬不同水體,例如西貢屬海洋性、沙田(吐露港)屬半開放水域和屯門屬河口性,有助評估生態海岸線在香港不同水體的應用和發展的可行性。

生態海岸設施於上述地點的安裝和實地監察已於2021年12月完成。 根據統計數據顯示,在生態海岸線設施上找到的生物品種數量和類別,相比於人工海堤上找到的有顯著的提升和更加多樣性。由此可見,生態海岸設施為人工海堤帶來了生命力。

建基於上述地點的實地試驗而得出的科學數據和經驗,我們更進一步把生態海岸的概念應用於荃灣﹑銅鑼灣﹑灣仔和西九文化區的現有海堤上。我們致力推進應用生態海岸線於不同項目中,當中包括現有的人工海岸線﹑日後填海的工程﹑沿岸改善措施工程和改善碼頭工程。

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東涌東新市鎮擴展區生態海岸線

東涌東新市鎮擴展區是首個採用生態海岸線的工務工程項目,目的是在可行情況下,加入模仿自然潮間帶的設計,以提供一個合適的生境讓海洋物種生長,形成潮汐生態系統。生態海岸線將會設置在新造的斜坡式海堤和直立式海堤上。

因應不同的情況,例如相關位置會否受海浪沖擊及陽光是否充足等,將紅樹林生態海岸線和岩石生態海岸線設置在不同段落的斜坡式海堤上,從而為海洋物種提供一個合適的生境,增加海床的生物多樣性。

我們會在直立式海堤的合適位置設置洞孔和陶盤,以便為海洋生物與植物提供庇護環境和生境。直立式海堤的表面亦會設置生態方塊,而其凹凸表面可讓體形較細小的生物較易依附其上生長。此外,我們還設置生態景觀廊,以便市民近距離觀察生態方塊上的海洋生物,亦可以戶外教室形式展示海洋生態的價值,以互動方式推動親水文化。

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非浚挖填海技術 - 深層水泥拌合法

傳統的海堤建造方法涉及浚挖海床鬆軟的海泥。但是,這建造方法可能影響附近的水體及需棄置浚挖物料。為緩減對環境的影響,我們採用非浚挖方法填海。

東涌新市鎮擴展 ― 填海及前期工程

東涌東填海工程採用非浚挖方法進行填海及建造海堤。並引入一種新的地質改良方法「深層水泥拌合法」鞏固鬆軟的海泥和加強海堤地基的穩定性。

深層水泥拌合法的原理是利用機械將水泥漿混合海泥,形成水泥拌合柱。這些水泥拌合柱羣在海床組合成深層水泥拌合地層,以鞏固海堤下的海床,之後才在海床上建造海堤及進行填海工 程。對比傳統的浚挖填海方法,深層水泥拌合法不涉及清除及運走海泥,有效減少對水質及海洋生態造成的影響。

這是首個應用此技術的工務工程項目。

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