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潜行深海: 屯门–赤鱲角隧道

2020年12月19日

屯门–赤鱲角隧道(图1)将于今年12月27日开通。市民以后往返屯门南和香港国际机场只需10分钟,较现时缩短了约20分钟。为了让市民节省20分钟的行车时间,背后是工程团队多年的心血和汗水。为了增加施工效率及确保工作人员安全,策划和兴建这条跨海隧道时,引入了多项创新技术,亦创造了六个「第一」。

(图1 )屯门-赤鱲角隧道入口
(图1 )屯门-赤鱲角隧道入口

全港长度第一、深度第一的行车隧道

屯门至赤鱲角北面连接路的隧道部分-屯门-赤鱲角隧道,全长约5公里、深入水平面以下约60米,是现时香港长度和深度第一的行车隧道。香港虽然有使用沉管方式兴建三条过海行车隧道的经验,但屯赤隧道的走线横跨交通繁忙的龙鼓水道;该处海床又设有重要供电设施,工程团队遂以海床底下以鑽挖方式建造,减少施工时对周遭环境的影响,屯赤隧道亦成为了全港第一条以这种方法兴建的行车隧道。

工程採用了目前全球最大的隧道鑽挖机「秦良玉」(图2),直径逹17.6米,相当于6层楼宇的高度。以此命名是寄寓它能够像明代女将军秦良玉一样征战常捷,克服不同困难,顺利完成这项艰钜的鑽挖任务。

(图2)目前世界上最大的隧道鑽挖机,直径达17.6米
(图2)目前世界上最大的隧道鑽挖机,直径达17.6米

「饱和高压」技术

最锋利的刀,都会有变钝的一日。「秦良玉」虽攻无不克,但鑽挖时要面对花岗岩等坚硬的岩石,鑽挖机的200多个刀具亦会不断耗损(图3及图4),工程人员需要经常检查及更换(图5)。

但工程在深入水平面以下约60米进行,四周的大气压力是地面的6倍。若以普通深潜技术检查及更换刀具,工程人员每天工作前需要先进行加压,让身体适应更高的大气压力,然后再在完成工作后进行减压。工程团队第一次引进「饱和高压」技术,进行本港隧道工程,令工程人员要承受患上减压病(俗称潜水夫病或沉箱病)的风险大大减少,而且每天的实际工作时间亦由不能多于两小时,增加至六小时。

(图3) 耗损的刀具
(图3) 耗损的刀具

(图4) 新的刀具
(图4) 新的刀具

(图5) 接受过专业训练的加压工程人员在鑽挖舱内更换刀具
(图5) 接受过专业训练的加压工程人员在鑽挖舱内更换刀具

「饱和高压」技术是将接受过专业训练的工程人员,把他们的工作及起居生活(包括饮食、休息、洗澡和睡觉),全数转移到海床底下。工程人员以4人为一组,28天为一个工作週期。其间,他们每天由加压的生活舱(图6),经运输舱载送至鑽挖舱工作,完成工作后再返回生活舱。经过25天的工作后,他们会到减压舱进行为期3‍天的减压程序,重新适应地面的大气压力。工程团队总共进行了18个週期的「饱和高压」作业,安全及有效率地更换了超过1,400个隧道鑽挖机刀具。

(图6) 生活舱的内部设施及环境
(图6) 生活舱的内部设施及环境

为了尽快完成项目,工程团队在建造过程中广泛应用组装合成技术配合建筑信息模拟。隧道内壁、上方的抽风管道面板(图7)、中层道路护栏及公共设施走廊等,都使用大量预製组件兴建,减低在工地现场施工时使用的溷凝土模板及临时支撑,减少施工时间、天气对施工进度的影响及令工程更安全。

(图7) 在隧道内组装预製的架抽风管道面板
(图7) 在隧道内组装预製的架抽风管道面板

为了在维护隧道公用设施时,不影响隧道行车。屯赤隧道的另一个「第一」,是首次于香港的隧道行车道下方设置公用设施走廊(图8及图9),安放排水管道、消防喉管、供电及讯号系统装置等公用及机电设施,令日常维护工作可在日间进行,维护排程更有弹性,同时也善用隧道行车道下方空间。走廊内亦设有电动车,提高检查和维修工作的效率。

(图8)屯门-赤鱲角隧道内部及公用设施走廊入口
(图8)屯门-赤鱲角隧道内部及公用设施走廊入口

(图9 )香港首条设有公用设施走廊的海底行车隧道
(图9 )香港首条设有公用设施走廊的海底行车隧道

这项隧道工程还採用了其他创新的设计和技术,例如接驳鑽挖隧道南端出口至地面的一段工程,创新採用了环型连续牆作为临时护土设施,以拱形效应增加其抵抗两旁泥土压力的能力,大量减少横向支撑数量,扩大施工环境并减低施工风险。这技术荣获了2019英国土木工程师学会期刊New Civil Engineer的创新设计和实践大奖。大家可以观看以下由路政署製作的工程纪念短片,了解更多。

工程纪念短片 -简介屯门至赤鱲角连接路的工程亮点

屯门至赤鱲角连接路 准备就绪

屯门–赤鱲角隧道为前往机场提供多一条陆路通道,亦有助分流往来大屿山的交通(图10)。政府将于隧道开通同日(即12月27日),豁免新隧道和青屿干线的收费。我们会继续拓展道路网络,为香港未来發展提供优质和便捷的交通基建。

(图10) 屯门至赤鱲角连接路概览图
(图10) 屯门至赤鱲角连接路概览图

项目简介短片