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潛行深海: 屯門–赤鱲角隧道

2020年12月19日

屯門–赤鱲角隧道(圖1)將於今年12月27日開通。市民以後往返屯門南和香港國際機場只需10分鐘,較現時縮短了約20分鐘。為了讓市民節省20分鐘的行車時間,背後是工程團隊多年的心血和汗水。為了增加施工效率及確保工作人員安全,策劃和興建這條跨海隧道時,引入了多項創新技術,亦創造了六個「第一」。

(圖1 )屯門-赤鱲角隧道入口
(圖1 )屯門-赤鱲角隧道入口

全港長度第一、深度第一的行車隧道

屯門至赤鱲角北面連接路的隧道部分-屯門-赤鱲角隧道,全長約5公里、深入水平面以下約60米,是現時香港長度和深度第一的行車隧道。香港雖然有使用沉管方式興建三條過海行車隧道的經驗,但屯赤隧道的走線橫跨交通繁忙的龍鼓水道;該處海床又設有重要供電設施,工程團隊遂以海床底下以鑽挖方式建造,減少施工時對周遭環境的影響,屯赤隧道亦成為了全港第一條以這種方法興建的行車隧道。

工程採用了目前全球最大的隧道鑽挖機「秦良玉」(圖2),直徑逹17.6米,相當於6層樓宇的高度。以此命名是寄寓它能夠像明代女將軍秦良玉一樣征戰常捷,克服不同困難,順利完成這項艱鉅的鑽挖任務。

(圖2)目前世界上最大的隧道鑽挖機,直徑達17.6米
(圖2)目前世界上最大的隧道鑽挖機,直徑達17.6米

「飽和高壓」技術

最鋒利的刀,都會有變鈍的一日。「秦良玉」雖攻無不克,但鑽挖時要面對花崗岩等堅硬的岩石,鑽挖機的200多個刀具亦會不斷耗損(圖3及圖4),工程人員需要經常檢查及更換(圖5)。

但工程在深入水平面以下約60米進行,四周的大氣壓力是地面的6倍。若以普通深潛技術檢查及更換刀具,工程人員每天工作前需要先進行加壓,讓身體適應更高的大氣壓力,然後再在完成工作後進行減壓。工程團隊第一次引進「飽和高壓」技術,進行本港隧道工程,令工程人員要承受患上減壓病(俗稱潛水夫病或沉箱病)的風險大大減少,而且每天的實際工作時間亦由不能多於兩小時,增加至六小時。

(圖3) 耗損的刀具
(圖3) 耗損的刀具

(圖4) 新的刀具
(圖4) 新的刀具

(圖5) 接受過專業訓練的加壓工程人員在鑽挖艙內更換刀具
(圖5) 接受過專業訓練的加壓工程人員在鑽挖艙內更換刀具

「飽和高壓」技術是將接受過專業訓練的工程人員,把他們的工作及起居生活(包括飲食、休息、洗澡和睡覺),全數轉移到海床底下。工程人員以4人為一組,28天為一個工作週期。其間,他們每天由加壓的生活艙(圖6),經運輸艙載送至鑽挖艙工作,完成工作後再返回生活艙。經過25天的工作後,他們會到減壓艙進行為期3‍天的減壓程序,重新適應地面的大氣壓力。工程團隊總共進行了18個週期的「飽和高壓」作業,安全及有效率地更換了超過1,400個隧道鑽挖機刀具。

(圖6) 生活艙的內部設施及環境
(圖6) 生活艙的內部設施及環境

為了盡快完成項目,工程團隊在建造過程中廣泛應用組裝合成技術配合建築信息模擬。隧道内壁、上方的抽風管道面板(圖7)、中層道路護欄及公共設施走廊等,都使用大量預製組件興建,減低在工地現場施工時使用的混凝土模板及臨時支撐,減少施工時間、天氣對施工進度的影響及令工程更安全。

(圖7) 在隧道內組裝預製的架抽風管道面板
(圖7) 在隧道內組裝預製的架抽風管道面板

為了在維護隧道公用設施時,不影響隧道行車。屯赤隧道的另一個「第一」,是首次於香港的隧道行車道下方設置公用設施走廊(圖8及圖9),安放排水管道、消防喉管、供電及訊號系統裝置等公用及機電設施,令日常維護工作可在日間進行,維護排程更有彈性,同時也善用隧道行車道下方空間。走廊內亦設有電動車,提高檢查和維修工作的效率。

(圖8)屯門-赤鱲角隧道內部及公用設施走廊入口
(圖8)屯門-赤鱲角隧道內部及公用設施走廊入口

(圖9 )香港首條設有公用設施走廊的海底行車隧道
(圖9 )香港首條設有公用設施走廊的海底行車隧道

這項隧道工程還採用了其他創新的設計和技術,例如接駁鑽挖隧道南端出口至地面的一段工程,創新採用了環型連續牆作為臨時護土設施,以拱形效應增加其抵抗兩旁泥土壓力的能力,大量減少橫向支撐數量,擴大施工環境並減低施工風險。這技術榮獲了2019英國土木工程師學會期刊New Civil Engineer的創新設計和實踐大獎。大家可以觀看以下由路政署製作的工程紀念短片,了解更多。

工程紀念短片 -簡介屯門至赤鱲角連接路的工程亮點

屯門至赤鱲角連接路 準備就緒

屯門–赤鱲角隧道為前往機場提供多一條陸路通道,亦有助分流往來大嶼山的交通(圖10)。政府將於隧道開通同日(即12月27日),豁免新隧道和青嶼幹線的收費。我們會繼續拓展道路網絡,為香港未來發展提供優質和便捷的交通基建。

(圖10) 屯門至赤鱲角連接路概覽圖
(圖10) 屯門至赤鱲角連接路概覽圖

項目簡介短片