香港機場第三跑道的爭議一直在於造價、客運量、空域、環保、成本效益等問題,但是大家好像從未討論過建造方式等問題。普遍的香港市民大都假設機場第三跑道便需要在機場附近作大規模填海,然後再興建新的客運大樓和跑道。 不過,羽田機場第四條跑道則有部份跑道是沒有使用填海方式來增加土地。由於羽田機場第四條跑道離開主機場有一段距離,雖然大部份都是在東京灣內,但由於部份跑道是位于多摩川 (Tama river) 的河口,所以如果整條跑道都以填海的方式來興建的話,便會嚴重影響多摩川的水流,亦同時影響多摩川的自然排污功能,亦會增加摩川的氾濫的機會。
不填海的可行性
因此,負責這工程的鹿島企業(Kajima Corporation)和聯營財團在設計初期研究了一個不填海而能增加土地的方案—鋼架結構(Pile-founded steel-jacket–platform hybrid method)。
這方法是在海床上加上一個65m x 45m x 35m高的大型鋼框然後在鋼框上連接一系列的1.8m直徑鋼柱,這些鋼柱便會用來承托鋼板,之後便在鋼板上加上混凝土板這便形成機場跑道。由於鋼架結構不需要填海,所以工期比填海為短,成本亦相應地較低,而且亦避免出現填海土地經常出現的沉降問題。
因為若以羽田這條新跑道為例,填海的時間約3年,但是單是調整海床硬度和在海床打樁這兩工序便用了1年半。不過,若使用鋼架結構的方法便只需要在鋼架坐落海床的位置處打樁,並平整海床,不用調整所有土地的面積。
另外,如果要填上3120m長、500m闊的跑道,便需要用上8100萬立方米的沙石。不論購買和運輸8000多萬立方米的沙石都很費勁,而且填海出來的面積不是馬上可以用,需要讓泥土自然沉降和平定之後,才可以在新建的土地大規模發展。最重要是可以讓多摩川的河水從鋼柱之間的空間流過,這便避免了因填海而產生的環保問題。
雖然鋼架結構好處多,但是羽田機場第四跑並沒有全部使用鋼架結構,因為每個鋼架的重量達1300噸、35高。在日本能吊起這重量的起重機絕不多,最後承建商一方找來巨型的起重機—「Yoshida No.28」,雖然這起重機可以吊起2400噸的物件,但是其高度達83m,所以便超出1-3號跑道的安全飛行高度範圍。因此,「Yoshida No.28」便需要調節其高度至49.4m才能在不影響航機安全的情況下施工。
另外,在日本可以建造一個如此巨型的鋼框(65m x 45m x 35m)的工廠其實亦不多,儘管在現場施工的時間只是一年多,但是要在工廠製造154個巨型鋼框都需要2年多的時間而現場亦只有一台「Yoshida No.28」,因此若加上工廠預訂的時間和「Yoshida No.28」現場施工的時間,實際需要的時間都不比填海為少。
因此羽田機場第四跑便可能出現世界上絕無僅有的填方式,首2020m 的跑道為傳統填海,其後的1100m的跑道為傳統填海 +鋼架結構(Pile-founded steel-jacket–platform hybrid method)。這方案不單在不影響多摩川和航班升降的前題下,亦同時可填海和鋼框兩部份同時24小時施工,否則不能41個月的工期之內完成。
如何合得來呢?
至於兩個不同類型結構的接洽問題,承建商先在填海土地的邊緣加上雙層的防波堤,每層的防波堤長428m並由混凝土柱來組成,並用來抵擋海浪的問題。另外,為了要增加所有鋼柱的穩定性便在海床上加上1165支鋼柱,每支鋼柱都深入海床70m,才可確保鋼框在東京灣內穩定地裝下來。
當穩定工作完成後,便在兩種不同結構的夾縫處安裝伸縮縫來抵禦震動。當左右兩邊的結構震動的時候,伸縮縫內的彈簧便會吸引相關的震動以確保封閉結構之間的間隙。不過,由於這個接洽位置比較大,而且是用於在河流出口附近的結構,所以這個伸縮縫不是由風琴式的彈簧為核心,然後用伸縮膠來作封倒之用。
這一次使用的伸縮縫名為Roller shutter expansion joint (鐵閘伸縮縫),中央部份不採用彈簧,而內藏了一部份鋼板,當結構出現較大的震動時,內藏的鋼板便會被伸出,以確保間隙封好並可以承受600mm的震動,在2011年日本311大地震時亦沒有被破壞。
若歸納羽田機場的例子,這證實了使用鋼結構來代替的填海是一個可行方案,而且機場可以選擇單獨使用鋼結構或混合使用鋼結構+傳統填海的方法。問題的精結不是設計和安全的問題,而是鋼結構生產或起重機吊運的問題。
由於香港機場第三跑還在設計階段,建築師與工程師其實研究多一步,從而嘗試減少造價和對環境的破壞。
Comments