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技師報於85年11月18日土木日創刊
新聞局出版事業登記證局版省報字第48號


中華民國一一○年八月七日

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本期主筆:蔡志揚
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文字記者:許素梅

淺談以升降式船台進行沉箱製作

-以基隆港圍堤工程為例

郭仕謙/工程師/臺灣港務公司基隆港務分公司

吳泓論/土木技師/主任/台灣世曦 營建部

林晏暘/工程師/台灣世曦 營建部

一、  前言

近年來海事工程日漸增加,沉箱製作之數量亦與日俱增。沉箱製作工法,常用的有:1.浮塢(台船)工法、2.沉箱渠工法(沙灘工法)、3.抽砂下水工法、4.滑道下水工法、5.升降式船台等工法。其中以浮塢(台船)工法,最為常用與常見;其他工法之擇用,則受限施工場地之地形地質、水深及場地之大小,及是否有適宜碼頭與後線工料堆置場地等影響。本文將以升降式船台工法,進行沉箱製作介紹,分享工程界。

二、  採用本工法緣由

本工法實際應用在國內海事工程,「基隆港航道、迴船池水域加深浚挖工程及土方收容填區圍堤工程」。依據「臺灣國際商港未來發展及建設計畫(106110)」,基隆港現況,係以5,000TEU貨櫃輪滿載為計畫進港船型,擬提升為6,000TEU貨櫃輪滿載進出港,航道、迴船池,需配合進行浚深,將以西防波堤,堤頭向堤根處220mW33B 碼頭,延伸至西碎波堤,兩點連線作為定案配置,圍堤長度約為270m,填地面積約2.8公頃(詳圖1)

1 基隆港圍堤工程範圍示意圖

考量未來有可能轉為營運碼頭使用,故以沉箱堤方式設計,兩端以方塊堤與既有堤體銜接,以利後續使用。

本案共有9座沉箱,原規劃採浮塢(台船)工法,後因配合基隆港務分公司營運,將施工區域分成四塊零碎區域,礙於施工場地並無適宜碼頭及後線工料堆置場地,以及近年海事工程日漸增加,造成國內數量較少浮船塢等船機,更是較難租賃,剛好基隆港務分公司為了營運及有效土地活化,將目前閒置之港區內西28號碼頭既有升降式船台,租賃予施工廠商,供沉箱製作使用。而港務分公司除有租金收入外,又可解施工廠商之困境,實乃一舉兩得。

  船台評估與沉箱製作

依船台圖說,得知船台長37公尺、寬18公尺,水深約6.5公尺,係由八台捲揚機、捲動八條鋼索所組成,每條鋼索可承受245噸,總共可承受1960(詳圖2)。而本案沉箱尺寸為9.5x25x9m(1m基腳),浮游曲線為6m,經評估船台:每公尺長度可承受38.5噸,沉箱總長為25公尺,預計沉箱生產範圍內,總共可承受962噸,沉箱製作採用活動鋼模,分基礎版(70cm)、牆身三昇層(2.8m+2.8m+2.7m) 及沉箱出塢,共五階段分別施作

  第一階段施作基礎版70cm,沉箱約483噸,符合船台承重。

  第二階段施作牆身第一昇層2.8m,船台則下降使沉箱基礎沒入水中40cm,沉箱自重扣除浮力約697噸,符合船台承重。

  第三階段施作牆身第二昇層2.8m,船台則下降使沉箱牆身第一昇層露出水面40cm,沉箱自重扣除浮力約370噸,符合船台承重。

  第四階段施作牆身第三昇層2.7m,船台則下降使沉箱牆身第二昇層露出水面40cm,沉箱自重扣除浮力約23噸,符合船台承重。

  第五階段為沉箱出塢,因船台平均水深與沉箱浮游曲線相差不多,故建議出塢時應選漲潮時段,使沉箱能順利與船台脫離並出塢。

前四階段,每階段沉箱製作時,將沉箱沒入水中僅露出水面40公分,以利下一階段施作。沉箱製作過程中,藉由浮力減輕沉箱對船台荷重,經計算後船台所承受荷重,約介於23噸至697噸間,皆符合船台荷重之需求。且每一階段人員之上下進出,或施工人員之施作,其高度均小於一昇層(2.8m),大大降低施工時墜落、滾落之風險,並於臨海側均加裝安全護欄,使之本為高風險作業之沉箱施工,依此施工法,則變成可有效管控之施工項目(詳圖3)

 

升降式船台照片

  沉箱施工照片

四、  結語

本案沉箱製作一年多來,總結船台工法特色如下:

1. 優點

       ˙機動性高,可有效控制高度,減少施工人員暴露於高空作業危害。

       ˙受海象影響較小,升降船台一般設置於內港,颱風來襲時,只需稍加固定,無須如浮船塢應移動至港內安全區域固定。

       ˙租用金額較低,且無須動員費及靠港費用等額外費用。

       ˙減少動員時間,出塢時可採較低承載力之船機施工,國內可選擇之船機較多。

       ˙保養容易

2. 缺點

       ˙沉箱設計規劃尺寸受侷限,因升降船台承載荷重及水深有限,其設置成本與承載荷重成正比。

       ˙不利於異型沉箱製作,因升降船台須平均受力。

       ˙如需維修更換構件,均須專業工班施作,且所需時間較長,此乃船台主要構件均仰賴進口,且國內找尋符合零件不易。

綜上所述,雖然升降式船台工法優點頗多,但全台僅基隆港及高雄港有此設備,且受限於船台承載荷重及水深等限制,可使用此工法之沉箱尺寸有限,再加上基隆港港內可提供作施工場地的用地難覓,導致沉箱施作時,後線工料堆置場地不足,常與施工機具及施工動線相衝突,影響沉箱施作進度。

本案幸得基隆港務分公司全力支持,又剛好港區內西28號碼頭,既有升降船台正處於閒置狀態,船台尺寸與水深狀況,亦符合本案沉箱需求,再加上本工程施工團隊之全力配合,天時、地利、人和俱足,才使得本工程得以圓滿順利進行。

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