第三跑的另类构想(5月17日信报专栏)

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香港机场第三跑道的争议一直在于造价、客运量、空域、环保、成本效益等问题,但是大家好像从未讨论过建造方式等问题。普遍的香港市民大都假设机场第三跑道便需要在机场附近作大规模填海,然后再兴建新的客运大楼和跑道。
不过,羽田机场第四条跑道则有部份跑道是没有使用填海方式来增加土地。由于羽田机场第四条跑道离开主机场有一段距离,虽然大部份都是在东京湾内,但由于部份跑道是位于多摩川(Tama
river)
的河口,所以如果整条跑道都以填海的方式来兴建的话,便会严重影响多摩川的水流,亦同时影响多摩川的自然排污功能,亦会增加摩川的泛滥的机会。
不填海的可行性
因此,负责这工程的鹿岛企业(Kajima
Corporation)和联营财团在设计初期研究了一个不填海而能增加土地的方案—钢架结构(Pile-founded
steel-jacket–platform hybrid method)。
这方法是在海床上加上一个65m x 45m x
35m高的大型钢框然后在钢框上连接一系列的1.8m直径钢柱,这些钢柱便会用来承托钢板,之后便在钢板上加上混凝土板这便形成机场跑道。由于钢架结构不需要填海,所以工期比填海为短,成本亦相应地较低,而且亦避免出现填海土地经常出现的沉降问题。
因为若以羽田这条新跑道为例,填海的时间约3年,但是单是调整海床硬度和在海床打桩这两工序便用了1年半。不过,若使用钢架结构的方法便只需要在钢架坐落海床的位置处打桩,并平整海床,不用调整所有土地的面积。
另外,如果要填上3120m长、500m阔的跑道,便需要用上8100万立方米的沙石。不论购买和运输8000多万立方米的沙石都很费劲,而且填海出来的面积不是马上可以用,需要让泥土自然沉降和平定之后,才可以在新建的土地大规模发展。最重要是可以让多摩川的河水从钢柱之间的空间流过,这便避免了因填海而产生的环保问题。
虽然钢架结构好处多,但是羽田机场第四跑并没有全部使用钢架结构,因为每个钢架的重量达1300吨、35高。在日本能吊起这重量的起重机绝不多,最后承建商一方找来巨型的起重机—「Yoshida
No.28」,虽然这起重机可以吊起2400吨的物件,但是其高度达83m,所以便超出1-3号跑道的安全飞行高度范围。因此,「Yoshida
No.28」便需要调节其高度至49.4m才能在不影响航机安全的情况下施工。
另外,在日本可以建造一个如此巨型的钢框(65m x 45m x
35m)的工厂其实亦不多,尽管在现场施工的时间只是一年多,但是要在工厂制造154个巨型钢框都需要2年多的时间而现场亦只有一台「Yoshida
No.28」,因此若加上工厂预订的时间和「Yoshida No.28」现场施工的时间,实际需要的时间都不比填海为少。
因此羽田机场第四跑便可能出现世界上绝无仅有的填方式,首2020m
的跑道为传统填海,其后的1100m的跑道为传统填海+钢架结构(Pile-founded steel-jacket–platform
hybrid method
)。这方案不单在不影响多摩川和航班升降的前题下,亦同时可填海和钢框两部份同时24小时施工,否则不能41个月的工期之内完成。
如何合得来呢?
至于两个不同类型结构的接洽问题,承建商先在填海土地的边缘加上双层的防波堤,每层的防波堤长428m并由混凝土柱来组成,并用来抵挡海浪的问题。另外,为了要增加所有钢柱的稳定性便在海床上加上1165支钢柱,每支钢柱都深入海床70m,才可确保钢框在东京湾内稳定地装下来。
当稳定工作完成后,便在两种不同结构的夹缝处安装伸缩缝来抵御震动。当左右两边的结构震动的时候,伸缩缝内的弹簧便会吸引相关的震动以确保封闭结构之间的间隙。不过,由于这个接洽位置比较大,而且是用于在河流出口附近的结构,所以这个伸缩缝不是由风琴式的弹簧为核心,然后用伸缩胶来作封倒之用。
这一次使用的伸缩缝名为Roller shutter expansion joint
(铁闸伸缩缝),中央部份不采用弹簧,而内藏了一部份钢板,当结构出现较大的震动时,内藏的钢板便会被伸出,以确保间隙封好并可以承受600mm的震动,在2011年日本311大地震时亦没有被破坏。
若归纳羽田机场的例子,这证实了使用钢结构来代替的填海是一个可行方案,而且机场可以选择单独使用钢结构或混合使用钢结构+传统填海的方法。问题的精结不是设计和安全的问题,而是钢结构生产或起重机吊运的问题。
由于香港机场第三跑还在设计阶段,建筑师与工程师其实研究多一步,从而尝试减少造价和对环境的破坏。
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