金門大橋╱掌握關鍵技術 奠定台灣跨海工程里程碑 (下)

  • 時間:2019-04-18 10:13
  • 新聞引據:採訪
  • 撰稿編輯:吳琍君
施工中的金門大橋一隅(吳琍君攝)

金門大橋跨海長度近5公里,其中主橋連同邊橋共1,770公尺的橋段,正好通過金烈水道的深水區,如何讓橋墩屹立在海平面下20多米深的花崗岩盤上,成為這項工程的最大挑戰。為此,施工團隊引進多部特殊大型船機設備練兵後,終於掌握關鍵技術,奠定台灣跨海工程的里程碑。

花崗岩海床拓荒 菠蘿頭墳場見證艱辛

金門大橋最艱困的挑戰,都在看不到的海面下,即使透過水中攝影,也因海水混濁,無法看清。僅管如此,從施工現場各式各樣罕見的大型船機與特殊裝備,也可以想像箇中的難度。


施工中的金門大橋一隅(吳琍君攝)

尤其長1,050公尺的主橋段,在高出海平面42公尺的橋墩下,各有一個長29米、寬23米、厚5米的橋墩「基礎」,須整個沒入水中做為「樁帽」;每個樁帽下還有20多支長達50、60米的大口徑基樁,嵌入海底花崗岩盤下20、30米深處。

也因此,如何在水下20多米深的花崗岩海床上「拓荒」,成為施工團隊的首要關卡。為此,東丕營造特別引進了6部罕見的RCD鑽掘機,上面有壞了隨時可更換的特殊鑽頭。世曦現場工程師黃俊憲說:『(原音)那這個鑽頭組它上面可以看到有17顆的「菠蘿頭」、長的像菠蘿一樣的菠蘿頭。那通過鑽掘的過程,就是旋轉、研磨、出渣,所謂「出渣」就是把我鑽起來的碎片排出去,然後往下鑽掘。然後各位看到中間有一個出渣的、圓形的出渣孔,就是利用空壓機把空氣打進去鑽孔裡面,然後把我們的渣料往上排。』

排出來的渣料,因為風化程度不同,軟硬度及色澤也不一,必須看到排出色澤較深、質地堅脆的碎片,才表示已經挖到比較新鮮的岩盤,可以牢牢抓住伸進去的基樁。

這一年來,施工團隊總共鑽了近80支大口徑基樁,每支基樁至少需歷經4、5天的鑽掘,不過也因此磨損了近70個、單一要價新台幣8到10萬元的菠蘿頭,還堆成一處「菠蘿頭墳場」,見證開荒的艱辛。


為了在金門大橋水下20多米深的花崗岩海床上「拓荒」,施工單位引進裝有菠蘿頭特殊鑽頭的RCD鑽掘機。(吳琍君攝)

基樁入水 重裝出籠

除了RCD鑽掘機,還要搭配台灣首見的「振動樁錘」,利用它每振一下就高達500噸的力道,將基樁的外套鋼管振入岩盤中。之後再將大型的「鋼筋籠」放入外套鋼管內,然後澆製水泥進去,成為一支又一支深入海床的「樁腳」。

事實上,金門大橋就連基樁裡的「鋼筋籠」,都有別於一般在台灣見到的鋼筋。世曦大金端工務所主任盧建州說:『(原音)在我們金門大橋的「鋼筋籠」有3種尺寸,一種是1米半、2米、還有2米半的。這邊的樁徑尺寸非常地大,有別於我們一般在台灣的話大概就是80公分或60公分的樁徑;而且它的體積也非常地龐大,這邊我們一支、整支接起來,最重達到48噸,非常地重,一般台灣的鋼筋籠大概不到10噸,而且它鋼筋間距的密度也比較寬,不會箍得這麼密。』


金門大橋就連基樁裡的「鋼筋籠」,尺寸及重量都比在台灣常見的鋼筋大上好幾倍。(吳琍君攝)

為了支撐整座金門大橋,總計需要532支基樁,其中主、邊橋的11個橋墩,就需要193支大型基樁,每支基樁則須焊接3節到6節鋼筋籠。


金門大橋基樁裡的「鋼筋籠」,就在大金岸邊現場打造。 (吳琍君攝)

特殊船機 海上建功

至於鋼筋籠則是在橋端現場打造,需要時再利用首度自新加坡引進、重達5千噸的「起重船」,將這些鋼筋籠吊到平台船上,再運往海上施工現場。起重船共2艘,一艘起吊能力達650噸,一艘則可達800噸。


重達48噸的金門大橋鋼筋籠,還要想方設法吊到平台船上,再運往海上施工現場。(吳琍君攝)

此外,海上還有2條同樣是台灣首見的「混凝土拌和船」,有如行動式的海上混凝土工廠,可直接載著船上一桶一桶白色的「料倉」,到施工現場直接現壓現送新鮮的混凝土。


為了建造金門大橋,首度引進的「混凝土拌和船」,有如行動式的海上混凝土工廠。(吳琍君攝)

而為了方便這麼多的重型機具在海上施作,施工團隊還引進了3艘「頂昇式平台船」,不僅可以視需要在海上移動,開到施工定點後,還可以不用浮在水面。世曦中區辦事處計劃副理謝克岱說:『(原音)在我身後的這艘是所謂的「頂昇式平台船」,那這艘船呢,整個噸位大概是2,200噸,那其實基本上它就是一艘船,在我身後其實看到它還是有所謂的錨鍊等設備,那它的特色是甚麼呢?它在船的四周有4支所謂的「棒錨」,可以深入海床做一個支撐,把船身頂離這個水面,那這艘船就可以構成一個平穩的作業平台。』


「頂昇式平台船」一隅。(吳琍君攝)

鋼箱圍堰 台灣首見水下工法

光是打基樁,工序就如此繁複,緊接著要在這些基樁頂戴上「樁帽」,而且還要沒入水下5米多深,做為橋墩的「水中基礎」,則是另一大挑戰。

為此,金門大橋也採用了台灣首見的「鋼箱圍堰」工法。世曦中區辦事處經理柯明佳說:『(原音)那這個鋼箱呢,算是我們國內第一個在這種海域環境施作的工法,然後本身因為這個深槽區的基礎非常地大,它有29米乘23米的一個面積,那厚度有5米深,所以說我們要做這樣一個基礎,就必須做一個比較大的鋼箱,沉放到海面下負5.8公尺,然後我們就會去封板,之後就要準備澆製壓重的混凝土,然後把水抽乾,讓我們的施工人員能夠在箱體裡面,依序綁紮基礎的鋼筋,甚至逐步地完成墩柱的施工。』


金門大橋主橋段在今年春天首度沉放的大型鋼箱圍堰,此為沉放前組裝完成2/3的外觀。(吳琍君攝)

柯明佳解釋,每個樁帽視橋梁的承受力及地質條件,需要不同的基樁數,最多達25支,如地質狀況較差,基樁數就要比較多,樁帽也要比較大。以小金端引橋為例,需要15座1千立方米大的小型鋼箱圍堰,但是主、邊橋則需要設置11座6千立方米的大型鋼箱圍堰。


金門大橋第一座沉放的大型鋼箱圍堰,施工人員在沉放前,於鋼箱內部加強施作的情形 。(吳琍君攝)

問題是,沉放小鋼箱,只需克服1千噸的海水浮力,大鋼箱則須克服達4,800噸的海水浮力,還需確保箱體接縫處不會滲水,因此難度相當高,尤其水下焊接也是一門技術。


從海上遠觀金門大橋大型鋼箱圍堰的景況。 (吳琍君攝)

也因此,當施工團隊經過一年來的練兵,終於掌握「深海基樁」與「水中樁帽」兩大關鍵技術之後,也象徵台灣的跨海工程已邁入新的里程碑。

 金門大橋 不再沉浮 後年初可望完工 (上)

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