跨海橋梁工程設計與監造實務介紹-

以中油第三座液化天然氣接收站棧橋新建工程為例

台灣中油股份有限公司液化天然氣工程處/李文毅 處長、張致豪 土木技師

台灣世曦工程顧問股份有限公司營建工程部／林聰能協理(土木技師)、洪博勝 副理兼計畫經理、劉再富 監造主任

壹、前言

「第三座液化天然氣接收站棧橋新建工程」(以下簡稱本工程，如圖1)位處桃園市觀音區塘尾、大潭地區之連絡棧橋主要功能為銜接LNG儲存槽與離岸卸收碼頭，提供岸港連結之儀電纜線、海水取排管線及LNG進料管線承載。配合LNG儲存槽與外海卸收碼頭位置及高程需求，本工程配置依工址條件區分為A2引道擋土牆及路堤段長度共約106m、橋梁段長度約946m，橋梁寬度視管線配置需求分為8.5m及21.5m，另考量氣化標管線配置熱脹冷縮之需求，配合於橋墩位置(P1~P8)北側設置一處橫向10.4m乘縱向15m橋面彎管平台(TW1~TW8)。

圖1  第三座液化天然氣接收站棧橋新建工程

貳壹、主要工項

1.施工期間施工鋼便橋1座(寬8m，長950m)。

2.全套管鑽掘混凝土基樁(D=1,500mm)共36支、(D=2,000mm)共204支，基樁載重試驗1處，基樁完整性試驗(六條測線)共11,282m，外套鋼管(D=2,200mm)共3071.2m。

3.樁帽圍堰共16處(P1~P8+TW1~TW8)。

4.管架下方混凝土鋪面及排水工程(3處集水井+3段排水溝)，210kgf/cm²約600m³。

5.橋梁基礎18處(P1~P10+TW1~TW8)及橋台2處(A1+A2)，350kgf/cm²(第2型水泥)約16,533m³。

6.橋梁墩柱18處(P1~P10+TW1~TW8)，350kgf/cm²(自充填，第2型水泥)約3,054m³。

7.橋梁上部結構(含彎管平台)，420kgf/cm²(第2型水泥)約23,710m³。

8.預力鋼腱(後拉式施預力)約926T。

9.盤式支承:鋅鋁熔射共25個、不鏽鋼共9個。

10.剪力鋼箱共22座。

11.填方:路堤填築1,635m³、碎石級配367m³。

12.瀝青混凝土:粗級配288T、密級配1030T。

13.橋面透空式護欄共2,120m，人行欄杆共1,891m。

14.伸縮縫4處:A1(伸縮量24cm共21公尺)+P5(伸縮量40cm共21m)+P9(伸縮量32cm共8m)及A2(伸縮量5cm共8m)。

圖2  觀塘棧橋新建工程空拍圖

參、工程之創新性、挑戰性及周延性

一、創新性

工程採全套管基樁，考量施工性、結構穩定並減少海床開挖;位於海域之橋墩樁帽置於海床面以上，以退潮時不露出基樁為原則，基樁突出海床面之部分配合外套鋼管施工，採鏤空方式增加海洋對流，降低對海床及藻礁生態影響。(如圖3)

工程深水區域採用台灣較罕見的鋼箱樁帽圍堰工法，於地面預先組立鋼箱，減少海上作業風險提升工程安全性，透過樁帽懸吊下放至指定高程，大幅縮短工期;鋼箱內部使用型鋼支撐增加側壁強度，創造乾式施工環境利於樁頭處理、鋼筋綁紮、混凝土澆置等作業，大幅提高施工安全性。(如圖4)

圖3  基礎不坐底		圖4  鋼箱樁帽圍堰工法

二、挑戰性

(一)天候影響

觀塘工區因受惡劣天候影響，施工期間遭遇東北季風強風大浪、西南氣流低溫寒冷、颱風與頻繁降雨以及大霧能見度低，施工困難度增加，每年受海象浪況影響可工作日約為7個多月，團隊克服施工困難，不分晝夜全力趕做，因應惡劣天候即時決策、與天搶食。(如圖5~6)

圖5  天候影響施工困難

圖6 不分晝夜全力趕做

(二)預鑄節塊吊裝

棧橋海域段採用預鑄節塊懸臂吊裝工法，加快施工進度縮短工期並提升工程安全性，利用地面預鑄節塊取代場鑄高空作業，減少高空作業風險及施工誤差。(如圖7)

圖7  海域段採用預鑄節塊吊裝

三、周延性

除基樁外採鍍鋅鋼筋防蝕外，另採 II型水泥，並加大保護層厚度、橋墩採自充填混凝土，提升工作性、混凝土配合添加高爐石粉、飛灰等並控制最大水灰比。(如圖8)

採大跨徑橋梁搭配懸臂工法施工，並避免於海域架設支撐，減少海域落墩數，降低施工風險；棧橋設置維修孔道，藉由人孔連接兩端陸地，便於箱室內維管，配合設置樓梯、加大人孔尺寸(145cm*80cm)，易於維修人員穿越，並設置車道護欄及人行欄杆，維護橋面管線維修人員安全。(如圖9)

減少結構量體:逐墩最佳化基樁配置，以減小基礎尺寸；再生材料使用:使用高爐石粉、飛灰降低水泥用量；善用鋼材: 施工棧橋、構台及鋼箱圍堰等假設工程可回收使用；材料利用:基樁鑽掘出渣料利用於陸域或沉箱回填。

圖8  強化鋼筋混凝土品質耐久性

圖9  棧橋維修孔道

肆、遭遇困難問題之解決

一、東北季風

因受東北季風惡劣天候影響導致可施作條件減少，故本工程使用天氣風險公司提供小區域精準氣象預報資料進行天氣預測，根據檢討近五年海氣象條件，一年可工作天數(示性波高<1米)約為7個月，為彌補可施作天數短少之問題，採取延長施工工時之方法，並在潮汐漲退轉區間換或天氣趨緩時加緊趱趕施作。另因應海象惡劣，施工船機在無遮蔽區條件下，評估施工船機抗浪性，同時建立船舶撤離標準機制。(如圖10~11)

圖10  船機航線

圖11  船機避颱位置

二、漁民抗爭

施工期間遭遇民間團體和漁船抗爭，原工業區共232公頃並浚深248公頃共四次修改方案，至110年5月3日行政院宣布三接外推方案，原工業港外推455m，取消外海填區21公頃，不浚深、不回填。(如圖12)

工程開發量體縮小、保留大潭潮間帶藻礁不開發：為保護藻礁，三接工業區從原方案232公頃縮小至23公頃，僅使用既有填區，完全避開潮間帶裸露藻礁及柴山多杯孔珊瑚（G1、G2及G3區不開發），保留自然海岸。(如圖13)

離岸式設計且碼頭海堤再外推455m：工業港再外推455m，離岸1.2km，聯絡工業區及工業港之鏤空棧橋為大跨距橋墩，使其海流自然流通，不產生突堤效應，亦不阻隔海洋幼生隨著沿岸流活動，同時保持工業港和潮間帶這兩種不同生態系統之連通性。

圖12  民間團體抗爭		圖13  三接計畫變更

三、介面處理

三接計畫共有8大標案工程同時進行施工並有介面存在，採不定期由處長或副召集人邀集各工程承攬商負責人召開介面協調會議，研商討論介面衝突問題，並明確說明施工介面問題與範圍，即時解決克服施工中問題。(如圖14)

伍、生態環境維護

一、保護藻礁

工程開發量體縮小、保留大潭潮間帶藻礁不開發：為保護藻礁，三接工業區從原方案232公頃縮小至23公頃，僅使用既有填區，完全避開潮間帶裸露藻礁及柴山多杯孔珊瑚（G1、G2及G3區不開發），不浚挖、不填地：工業港內天然氣船航道及迴船池不浚挖，取消原21公頃外海填區，不破壞海床下泥沙覆蓋之礁石保留自然海岸。(如圖15)

離岸式設計且碼頭海堤再外推455m：工業港再外推455m，離岸1.2km，聯絡工業區及工業港之鏤空棧橋為大跨距橋墩，海流自然流通，不會產生突堤效應，亦不阻隔海洋幼生隨著沿岸流活動，同時保持工業港和潮間帶這兩種不同生態系統之連通性。(如圖16)

圖15  開發面積縮小與外推方案		圖16 外推方案

二、落墩位置調查

棧橋工程於施工前調查柴山多杯孔珊瑚之分佈位置，必要時調整落墩位置，加大橋墩間距，以減少落墩數，儘量減少礁體之破壞。橋墩採流線性設計，為減少影響範圍，橋墩採群樁型式，其單樁樁徑約2m，遠小於波長，故對波場影響甚小。本棧橋基礎施作工程採對環境影響最小之全套管基樁工法，並於基樁挖掘期間佈設污染防止膜，施工期間僅設單側施工便橋，儘量束縮集中施工對環境海域之影響海域環境範圍相對較小且集中。(如圖17)

圖17  落墩位置調查

三、環評承諾

施工期間依環評承諾進行環境監測，其監測項目包含空氣品質、噪音振動、營建噪音、陸域生態、漁業資源、交通流量、礁體懸浮固體監測、海域地形地貌調查/水深監測、藻礁生態調查及研究、海域及河口生態/水質等，監測期間若有異常則立即採取應變措施並通報主管機關。(如圖18)

配合地方主管機關結合地方社區組織成立大潭巡守隊，擴大參與海岸巡護、生態保育及環境維護工作，定期清理海漂垃圾及舉辦大型淨灘活動，自108年起總計清理超過230公噸垃圾。(如圖19)

環境教育訓練與宣導作為，針對進場人員進行關注物種之生態告知與宣導並提醒違反野生動物保育法之相關罰則，避免觸法。不定期辦理環境或生態教育課程，有效提升環境及生態素養。(如圖20)

成立生態保育執行委員會：5年編列生態保育基金1億元，結合產、官、學、民間力量，共同監督三接計畫的執行。(如圖21~22)

圖18  各監測項目

圖19  舉辦大型淨灘活動		圖20  藻礁生態教育訓練
圖21  觀塘執委會委員現場監督		圖22  觀塘藻礁生態保育成果發表

陸、結語

本工區受東北季風之影響，每年可工作之月數約僅7個月，本工程必須把握每次有利的氣候及海況進行工程施工，三接是台灣第一座離岸的接收站，以棧橋銜接離岸碼頭與陸岸儲槽，不但需要承擔人、車通行的交通功能，同時也需要配置管線，把在離岸碼頭卸收的LNG，輸送到陸上儲槽。

於設計的需求上，除了需要採取大跨距來減少橋墩落墩數量，同時滿足LNG卸料臂維修之特殊載重需求；整體來說，三接工程必須同時面對生態、天候、趕工等三大挑戰。為了保護藻礁，我們在事前就進行調查，使每一個落墩位置皆能避開柴山多杯孔珊瑚；因應東北季風季平均一年只有七個月工作天可以施作之惡劣天候下，為搶快趱趕供氣，工區相關團隊常常需要同時進場施作，故增加了介面整合的複雜度。

公共工程對於生態減輕策略，有所謂的迴避、縮小、減輕、補償，四種方法，大部份的公共工程會做到其中幾項，但本案則是四種策略都囊括在內，例如生態補償，這是其他工程比較少觸及的，但我們打造了小燕鷗繁殖棲地。我們還結合專業的學術團隊進行監測，更重視生態教育推廣，除了與當地的社區合作之外，我們還發起淨灘活動、盡量聘用當地人員、支持當地公益建設，中油公司出錢出力，立志成為在地的好鄰居。

參考文獻

1.「第三座液化天然氣接收站棧橋新建工程」中油工程說明書，2019年。

2.「第三座液化天然氣接收站棧橋新建工程」服務建議書，2019年。

3.經濟部優質獎簡報評選「第三座液化天然氣接收站棧橋新建工程」，2024年。

4.經濟部提報「公共工程金質獎」之公共工程品質優良獎推薦表，2024年。

5.中華民國熱浸鍍鋅協會之「優良熱浸鍍鋅工程獎｣參選申請書，2024年。