土木署新法防治山泥傾瀉 驗測泥釘科技獲海外認同

  圖:張偉文(左)、楊暉(右)解釋新測量科技/大公報記者梁康然攝

  大公網6月13日訊(記者梁康然)極端天氣近年在本港頻繁出現,今年雨季,僅在四至五月,本港就已有八日出現黃雨、紅雨等極端天氣。土木工程拓展署接受《大公報》專訪時坦言,極端天氣頻繁,發生山泥傾瀉的風險也不斷增加,署方近年引入多項新的測量科技,例如航拍、激光掃描系統等,可前往過去難以單憑人力到達的深山或懸崖,收集地勢資料,有助署方掌握更精準的數據,用以設計防治山泥工程,或進行斜坡急修葺、鞏固工程,將潛在的山泥傾瀉風險降至可接受水平。

  今年才踏入雨季初,本港已出現多日暴雨,尤其是在5月21日清早暴雨突襲西貢區,曾在一小時內錄得逾200毫米雨量,導致吹風坳至赤徑一帶發生多宗山泥傾瀉,西貢西灣路及山路赤徑都被山泥掩埋,西灣村因為進出無路而“封村”。

  就西灣村個案,土木工程拓展署透露,將會以嶄新測量科技,即時了解當地斜坡數據,包括先用無人駕駛直升機去拍攝山泥傾瀉地點,收集數據去建立三維地形資料,計算當地再出現山泥傾瀉的風險,並向進行緊急修葺鞏固工程的相關部門,提供最快的工程數據及意見。如有需要,該署考慮利用移動激光掃描(MLS)測量科技進一步收集數據,了解山泥傾瀉後的詳細地貌及地勢變化,研究日後的防止山泥工程。

  陸路中斷 無人機了解災情

  該署透露,過去不時以航拍去觀察山泥傾瀉後的情況,如在2008年大嶼山出現多處嚴重山泥傾瀉,導致大澳及昂坪對外陸路中斷。署方就以航拍去了解災情,研究緊急修葺工程。

  除航拍外,土木工程拓展署自2010年起,引用空載激光掃描(Airborne LiDAR)科技,用載有激光掃描儀器的飛機圍繞本港飛行,只需44小時就收集到本港全域的地面地勢數據,其精準度達到可分辨出每50釐米間距內,10釐米的垂直落差及30釐米的水平落差。

  激光穿透植被 測細微落差

  土木工程拓展署總土力工程師張偉文指,本港山坡大都有植被,難以透過航拍照片了解植被下的山坡情況。而激光掃描就可穿透植被,直接得到山坡地貌的數據,有助研究山坡狀況,如揭示山坡過去有否滑坡殘痕等,可及早發現有潛在風險的斜坡,去進行鞏固工程。

  至2013年,署方又引入MLS科技,MLS的測量範圍不及空載激光掃描,有效的掃描範圍介乎1.5至200米之間,但精準度更佳,可測量出地貌上每五釐米的細微落差。更重要是該科技的儀器可安裝在船隻、汽車,甚至是手推車上,可在狹小空間進行測量。

  張偉文稱,本港不少基建設施依山而建,就如港島的大潭道,馬路下就是懸崖,萬一路下懸崖崩塌,就會毀壞大潭道路基,後果堪虞。署方需要掌握有關路段的懸崖斜坡數據,評估那一地段有較大風險,從而進行鞏固工程。

  搭平台耗月 掃描僅三句鍾

  如以傳統方式去測量,就要在懸崖上搭建工作平台,耗時將數以月計。如用MLS科技,就可將儀器安置在船上,從海面用儀器掃描懸崖斜坡,僅需三小時就收集到大潭道一帶的數據。

  MLS科技亦適用於隧道測量,該署曾以MLS重新測量寶珊排水隧道內部情況(右圖),用以對比舊數據,以了解隧道有否受自然力量影響而出現肉眼難以察覺的細微異樣,防患未然。

  近年,署方又開始測試手提式MLS儀器,這類儀器可供地質師徒步攜帶。張偉文指,有些地勢崎嶇的山坡、密林地帶或山泥傾瀉現場,交通工具難以抵達,手提式MLS這時就可大派用場。地質師只需花幾分鐘,就可透過MLS收集現場的全面地形數據,提升工作效率外,亦減少地質師身處危險地區的時間,降低出現意外風險。

  數碼系統將“斜坡當蛋糕切”

  近年土木工程拓展署完成不少防治山泥工程,背後的“無名功臣”當數署方的“數碼地形模型”電腦系統,該系統不單可以描繪整體斜坡地勢,更可把“斜坡當成蛋糕去切片”,讓工程師掌握各段斜坡的詳細數據,有助設計更具成效的防治山泥工程。

  圖像化助評估工程施工

  現時本港常見的防治山泥工程主要為混凝土泥石壩、混凝土及鋼鐵抵擋柱、柔性防護網三種。署方要決定選用哪一種方式去防治山泥傾瀉,就需要先行計算山坡的“災害圖”,用以評估有關山坡各區的塌滑、泥石流、巖石崩塌、孤石崩落等等風險,同時要計算崩瀉下來的泥石體積、泥石流向路徑、威力等等。

  土木工程拓展署現時以新技術收集到的大量地形數據,都可輸入“數碼地形模型”電腦系統。該系統不單可以在幾分鐘內,完成某山坡的“切片地勢”數據,並可將“切片地勢”立體圖像化。工程師更可以利用立體圖像,以電腦程式進行“泥石流動性分析”,模擬山坡發生山泥傾瀉時的情況,從中了解泥石體積、流向、滑落速度等等資料。工程師就可利用上述資料再計算決定選用何種防治工程、施工位置、施工規模。

  省時省錢添綠化設計效果

  張偉文稱,只要地勢中的幾釐米變化,就足以改變泥石滑落的情況及流向,若無法掌握所有影響山泥傾瀉的數據,就無法掌握泥石滑落的流向及威力。屆時,工程師就要在所有可能出現泥石流經地點都建造防治工程,或棄用柔性防護網,而全部都改用泥石壩工程。署方將要耗費鉅大資金及時間,才能確保泥石不會造成嚴重破壞。

  他舉例指,早前竣工的大嶼山裕東路泥石壩,如果沒有“數碼地形模型”協助,當地的泥石壩數量可能會增加,亦無法減少工程設計對大自然觀景的損害。他又透露,“數碼地形模型”有個附加小功能,工程師可透過系統去模擬防治建築的綠化設計效果。

  驗測泥釘科技獲海外認同

  圖:市區常見的護土牆及泥釘/大公報記者梁康然攝

  本港多年來不斷削平山坡,平整成人造斜坡、護土牆等。為鞏固各個人造斜坡,土木工程拓展署自2000年起研發新泥釘科技,包括碳纖維、玻璃纖維等非金屬物料作泥釘。另外,署方自行研發出的驗測泥釘科技“時域反射法(TDR)”,更獲載入英國工程指引中,得到海外工程界認同及運用。

  碳玻璃纖維改良泥釘

  傳統泥釘都是鋼筋為主,署方先後研發包括以碳纖維、玻璃纖維物料去製成泥釘。總土力工程師張偉文指泥釘的作用主要是承擔泥土向下滑時的拉力,預防山泥下滑。雖然碳纖維、玻璃纖維不及鋼筋堅硬,但可承受的拉力就可比擬鋼筋。而纖維泥釘較鋼筋更輕,又可以捲曲,可在狹窄環境下,如貼近樓宇的斜坡上施工。不過,纖維物料泥釘成本比鋼筋貴五倍以上,目前署方只在特定環境下才使用纖維泥釘。

  另外,署方在2001年研發出“時域反射法(TDR)”,可在不破壞泥釘的情況下,測量已竣工泥釘的長度、水泥漿質量是否合乎應有水平。簡而言之,TDR是在打泥釘時,沿着泥釘鋼筋安裝電線,完工後就可用儀器,發出電磁波透過電線傳送,儀器可收集泥釘反射的電磁波圖像,讓工程師知道泥釘及水泥漿狀況。有關科技已獲英國工程學界認可,曾於工程學界期刊公佈,目前已載入英國工程指引中。

  新研礦渣粉入釘推動環保

  現時,署方正在進行兩個新研究項目,其一是以“粒化高爐礦渣粉”(Ground Granulated Blastfurnace Slag)去取代泥釘中的部分水泥,藉此助推動環保。據資料,粒化高爐礦渣粉是鋼鐵廠冶煉生鐵時所出現的副產品,一般可用來取代混凝土的膠結料。

  另一個研究,是以自動運作的鑽孔機打泥釘的鑽孔工程,過程中無需架設臨時工作平台,既可縮短施工時間,亦降低施工時對交通的影響。

  按“風險基準”訂維修先後

  本港約有六萬幅護土牆及人造斜坡載入“人造邊坡記錄冊”中,當中約四萬幅由政府負責,其餘約二萬幅由私人負責。土木工程拓展署按“風險基準”為各個人造邊坡,訂下鞏固工程優先次序。由政府負責的人造邊坡,按所在位置交由七個政府工務部門去負責維修。署方就制訂指引並定期審核,以確保維修水準。

  署方坦言,本港山泥傾瀉風險永遠不會減至零,尤其是大型天然山體。署方的目標是一方面持續維持人造邊坡安全穩定,另一方面就有系統地緩減天然山體的山泥傾瀉危害風險。署方每年的工作目標,分別為鞏固150個政府人造斜坡、100個私人人造斜坡進行安全篩選研究、30幅天然山坡進行風險緩減工程。

  山泥掩路 西灣村通車無期

  西貢西灣村的出入要道因山泥傾瀉而封閉,當中可行車的西灣路至今仍未通車。西灣村村長黎恩表示,過去西灣路亦曾被山泥掩埋,但未及今年嚴重,亦需要封路達一個月。他估計要待修復山坡後,政府會批准再通車,或需時幾個月。

  黎恩透露,在5月21日暴雨後三日,政府工人已清走西灣路崩塌泥石,開出一條通道。他向工人了解,估計六月上旬可清走西灣路泥石,基本上可以行車,但要修復塌下山泥的坡至安全水平,或需數月。

  黎恩指出入西灣村有兩條主要陸路,分別為西灣路及赤徑。在5月25日起,有個別行山者沿山路行入西灣村,行山者指赤徑一帶多處有山泥掩路,可勉強爬過山泥前行。另有行山者繞過萬宜水庫從浪茄山路,花幾小時前來西灣村。

  他稱,近日有村民強行通過赤徑山路,前往北坳(北潭坳)再乘車往西貢市區買菜。據了解,如西灣路通車,只需行半小時左右就可以乘車往西貢市區,但前往北坳就要花兩小時左右。

  無車可達 人手清走泥石

  黎恩表示,過去幾年每逢雨季,西灣村一帶都有山坡出現山泥傾瀉,不過多在無人野嶺發生,不影響生活。而在三、四年前,西灣路也曾出現類似的嚴重山泥傾瀉,需要封路達一個月,但當年的情況未獲外界關注。而今次的山泥傾瀉比過去更嚴重,或需幾個月時間西灣路才可以通車。至於被掩埋山路,因無車可達,需人手清走泥石,更不知何時才清走所有山泥。

  據了解,前往西灣路的村巴至今仍然因西灣路封閉而停駛,村巴公司也不知道何時可會通車。

大公報6月13日 A5版

責任編輯:胡明明 DN009

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