1 PORT WORKS MANUAL Design, Construction and Maintenance Civil Engineering Department 土木工程署 海港工程 手冊 設計,建造 及維修 2 © Hong Kong Government © 香港政府 First published, December 1992. Second Edition, December 1996. 一九九二年十二月初版(英文版) 一九九六年十二月以中英文再版 Prepared by : 編寫﹕ Civil Engineering Office, Civil Engineering Department, Civil Engineering Building, 101 Princess Margaret Road, Homantin, Kowloon, Hong Kong. 香港九龍何文田公主道101號 土木工程署大樓 土木工程署土木工程處 This publication is available from : 本手冊可在以下地方購買﹕ Government Publications Centre, Ground Floor, Low Block, Queensway Government Offices, 66 Queensway, Hong Kong. 政府刊物銷售處 香港金鐘道66號 金鐘道政府合署低座地下 Overseas orders should be placed with : 海外郵購訂單請寄往﹕ Publications (Sales) Office, Information Services Department, 28th Floor, Siu On Centre, 188 Lockhart Road, Wan Chai, Hong Kong. 香港灣仔 駱克道188號 兆安中心28字樓 政府新聞處 政府刊物銷售組 Price in Hong Kong : HK$50 Price overseas : US$12 (including surface postage) 香港價格﹕50港元 海外價格﹕12美元(包括平郵費用) An additional bank charge of HK$50 or US$6.50 is required per cheque made in currencies other than Hong Kong dollars. Cheques, bank drafts or money orders must be made payable to HONG KONG GOVERNMENT. 凡以外幣支票付款,每票須附加銀 行費用50港元或6.5美元。支票、 銀行匯票或本票,必須寫上抬頭人 為 「 香港政府 」 。 3 FOREWORD 前言 The Port Works Manual offers general guidance on the design, construction and maintenance of marine structures in Hong Kong. The Manual was first published in English in December 1992 after consultations with practitioners. Since then it has been widely circulated as a useful reference for port engineering works in the territory. 《 海 港 工 程 手 冊 》主 要 是 為 從 事 設 計 、 建 造 及 維 修 港 口 設 施 的 專 業 人 士,提供一 般 技 術 及 應 用 指 引。 英 文 版 於 一 九 九 二 年 十 二 月 出 版, 之 前 曾 進 行 廣 泛 諮 詢, 獲 得 不 少 寶 貴 意 見, 所 以 該 手 冊 出 版 後, 能 廣 為業內人士參考使用。 This second edition presents the original English version and its Chinese counterpart in a parallel format. The opportunity has been taken to rectify minor typographic errors in the first edition and to up-date the environmental data and basic characteristics of vessels. These data were respectively provided by the Royal Observatory, Marine Department and local ferry operators whose constributions are gratefully acknowledged. 本手冊主要翻譯自該英文版本及以中 英 合 併 形 式 再 版。 同 時, 亦 修 訂 了 其 中 有 關 香 港 氣 象 及 船 舶 的 資 料。 這 些 資 料 由 皇 家 香 港 天 文 台、 海 事 處 及 有 關 渡 輪 公 司 供 給,本處謹在此表示謝意。 This second edition was prepared by Mr Leung Kin-man, Mr Ma Pak-fai and Mr Tso Man-lun, staff of the Civil Engineering Office under the supervision of Mr Shiu Wing-yu. The Chinese translation work was assisted by Mr Jiang Ju-yao and Ms Li Ling-ling of the Tianjin Research Institute of Water Transport Engineering. 本手冊的出版工作由土木工程處蕭永 如 先 生 督 導, 由 梁 建 文 先 生、馬 輝 先 生 及 曹 曼 麟 先 生 統 籌 及 校 對。 內 文 翻 譯 處 理 得到天津水運工程科學研究所的蔣雎耀 先生及李苓苓女士協助。 Practitioners are encouraged to offer comments at any time to the Civil Engineering Office on the contents of this Manual, so that improvements can be made to future editions. 我們希望有關業內人士能就本手冊的 內 容 提 供 意 見, 以 確 保 本 處 可 以 制 訂 更 好 的技術指引,供業界參考。 C C Chan Principal Government Civil Engineer 土木工程處處長 陳展津 4 5 CONTENTS 目錄 Page No. 頁數 1. 2 3. TITLE PAGE 標題頁 2 FOREWORD 前言 3 CONTENTS 目錄 5 INTRODUCTION 引言 11 1.1 1.2 範圍 定義和符號 11 11 OPERATIONAL CONSIDERATIONS 操作考慮 13 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 概述 設計使用期 船舶數據 進出港航道 靠泊條件 水流 13 13 14 14 16 16 ENVIRONMENTAL DATA 環境資料 17 3.1 3.2 概述 風 觀測站 歷時一小時的平均風速 歷時超過一小時的平均風速 17 17 17 17 18 歷時不足一小時的平均風速 18 最高陣風 風玫瑰圖 19 19 波浪 概述 船上觀測 波浪記錄與分析 用風速記錄推算波浪特性 19 19 20 21 21 離岸波浪特性的變化 24 波浪參數的選擇 潮汐和水位 水流 各種因素聯合作用的可能性 越堤浪 24 24 26 27 27 LOADS 荷載 29 4.1 4.2 概述 正常荷載條件 29 29 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 4. Scope Definitions and Symbols General Design Life Ship Data Approach Channels Berthing Conditions Currents General Winds 3.2.1 Collection Stations 3.2.2 Mean Hourly Wind Speeds 3.2.3 Mean Wind Speeds for Durations Exceeding One Hour 3.2.4 Mean Wind Speeds for Durations Less than One Hour 3.2.5 Maximum Gusts 3.2.6 Pictorial Summaries of Wind Direction and Speed Waves 3.3.1 General 3.3.2 Ship Observations 3.3.3 Wave Recording and Analysis 3.3.4 Wave Prediction from Local Wind Records 3.3.5 Transformation of Offshore Wave Characteristics 3.3.6 Selection of Wave Parameters Tides and Water Levels Currents Joint Probability Wave Overtopping General Loading Conditions and Combinations 6 Page No. 頁數 荷載條件及組合 極端荷載條件 臨時荷載條件 意外荷載條件 恒載 附加恒載 活荷載 活荷載的確定 持續活荷載的確定 30 31 32 33 34 34 34 34 35 靜水壓力 土壓力 溫度變化 潮汐和水位變化 風荷載 水流 穩定水流力 水流引起的振動 波浪 概述 設計波浪參數 平均最大波高的計算 36 36 37 37 39 40 41 41 41 41 42 43 受水深限制的情況 一般波浪力的計算 反射情況下的波浪力 用 Morison 公式計算波浪力 波浪浮托力 靠泊 概述 吸收能量的估算 靠泊反力 繫泊 地震 位移和振動 44 45 45 46 49 49 49 50 51 51 52 53 DESIGN OF FOUNDATIONS 地基設計 55 5.1 5.2 5.3 5.4 概述 現場勘測 地質特性 樁柱地基 55 56 56 56 DESIGN OF SUSPENDED DECK STRUCTURES 承台結構的設計 59 6.1 6.2 6.3 概述 荷載組合與系數 上蓋結構 59 59 60 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 4.16 5. 6. 4.2.1 Normal Loading Conditions 4.2.2 Extreme Loading Conditions 4.2.3 Temporary Loading Conditions 4.2.4 Accident Loading Conditions Dead Loads Superimposed Dead Loads Live Loads 4.5.1 Determination of Imposed Live Loads 4.5.2 Determination of Continuous Live Loads Hydrostatic Loads Soil Pressures Temperature Variations Tides and Water Level Variations Winds Currents 4.11.1 Steady Drag Forces 4.11.2 Flow-induced Oscillations Waves 4.12.1General 4.12.2 Design Wave Parameters 4.12.3 Calculation of Average Maximum Wave Height 4.12.4 Depth-limited Situations 4.12.5 Calculation of Wave Forces in General 4.12.6 Wave Forces for Reflective Conditions 4.12.7 Wave Forces Using Morison's Equation 4.12.8 Wave Uplift Pressures Berthing 4.13.1 General 4.13.2 Assessment of Energy to Be Absorbed 4.13.3 Berthing Reactions Mooring Earthquakes Movements and Vibrations Introduction Site Investigations Properties of the Ground Piled Foundations Introduction Load Combinations and Factors Superstructure 7 Page No. 頁數 6.4 6.5 7. 8. 9. 樁柱 耐久性 鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土 鋼結構 60 60 60 61 DESIGN OF SHEET PILED STRUCTURES 板樁結構的設計 63 7.1 7.2 概述 銹蝕防護 63 63 DESIGN OF GRAVITY STRUCTURES 重力式結構的設計 65 8.1 8.2 概述 混凝土方塊牆 概述 地下水的水位和分佈 沉降問題 65 65 65 66 66 DESIGN OF RUBBLE STRUCTURES 堆石結構的設計 67 9.1 9.2 9.3 概述 設計波浪 穩定性 概述 用 Hudson 公式設計護面塊體 67 67 69 69 69 堤頭條件 模型試驗 用 Van der Meer 公式設計護面塊體 70 71 71 堤頂高程 72 DESIGN OF RECLAMATIONS 填海工程的設計 75 10.1 10.2 10.3 10.4 概述 範圍和佈置 填築高程 回填方法 概述 海相沉積土清除法 海相沉積土排移法 控制薄層填放法 其他 概述 打樁 暗渠地基 75 76 77 78 78 79 79 81 83 83 83 84 CONSTRUCTION MATERIALS 施工材料 87 11.1 11.2 11.3 概述 護面塊石 回填材料 概述 87 87 87 87 9.4 10. 10.5 11. Piles Durability 6.5.1 Reinforced and Prestressed Concrete 6.5.2 Steelwork General Corrosion Protection General Concrete Blockwork Walls 8.2.1 General 8.2.2 Ground Water Levels and Profiles 8.2.3 Consideration of Settlement General Design Wave Stability 9.3.1 General 9.3.2 Design of Armour Units Using Hudson's Formula 9.3.3 Structure Head Conditions 9.3.4 Model Testing 9.3.5 Design of Armour Units Using Van Der Meer's Formulae Crest Level General Extent and Layout Reclamation Level Reclamation Method 10.4.1 General 10.4.2 Marine Deposit Removal 10.4.3 Marine Deposit Displacement 10.4.4 Controlled Thin Layer Fill Placement Miscellaneous 10.5.1 General 10.5.2 Piling 10.5.3 Culvert Foundations General Armour Rock Fill 11.3.1 General 8 Page No. 頁數 11.4 公眾卸泥物料 經挑選的填料 碎石 海相填料 混凝土 鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土 88 90 91 91 91 91 耐久性 無配筋混凝土 水下混凝土 設計 鋼材 結構鋼概述 銹蝕防護 不銹鋼的使用 一般指引 木材 木材種類 設計應力 荷載系數 橡膠 樁 概述 混凝土打入樁 鋼管樁 鑽孔灌注樁 護舷樁 鋼板樁 防護措施 概述 防護層的使用期 考慮的要點 鋼管樁的銹蝕防護 92 93 94 95 95 95 95 96 96 97 97 97 98 100 100 100 100 101 101 102 102 102 102 103 104 105 TYPES OF STRUCTURE 結構類型 107 12.1 12.2 12.3 12.4 概述 防波堤 海堤 碼頭 概述 公用碼頭 渡輪碼頭 船墩 泵房 概述 平面佈置和定位 結構和設計 拉桿和止水塞 107 107 108 111 111 112 113 114 114 114 114 115 116 11.5 11.6 11.7 11.8 11.9 12. 11.3.2 Public Dump Material 11.3.3 Selected Fill 11.3.4 Crushed Rock 11.3.5 Marine Fill Concrete 11.4.1 Reinforced and Prestressed Concrete in General 11.4.2 Durability 11.4.3 Unreinforced Concrete 11.4.4 Underwater Concrete 11.4.5 Design Steel 11.5.1 Structural Steel in General 11.5.2 Corrosion Protection 11.5.3 Use of Stainless Steel 11.5.4 General Guidance Timber 11.6.1 Types of Material 11.6.2 Design Stress 11.6.3 Loading Factors Rubber Piles 11.8.1 General 11.8.2 Driven Concrete Piles 11.8.3 Tubular Steel Piles 11.8.4 Bored Piles 11.8.5 Fender Piles 11.8.6 Sheet Piles Protective Measures 11.9.1 General 11.9.2 Life of Protective Coatings 11.9.3 Important Points to Be Considered 11.9.4 Corrosion Protection of Steel Tubular Piles 12.5 12.6 General Breakwaters Seawalls Piers 12.4.1 General 12.4.2 Public Piers 12.4.3 Ferry Piers Dolphins Pumphouses 12.6.1 General 12.6.2 Layout and Location 12.6.3 Structure and Design 12.6.4 Ties and Waterstops 9 Page No. 頁數 12.6.5 Screens, Guides and Fittings Slipways and Ramps 12.7.1 General 12.7.2 Location and Basic Dimensions 12.7.3 Slipway Design 12.7.4 Ramp Design 12.8 Navigation Aids 12.9 Outfalls and Intakes 12.10 Miscellaneous 攔污柵、導框和配件 船排和滑道 概述 定位和基本尺度 船排設計 滑道設計 助航設備 排水口和進水口 其他 117 118 118 118 118 120 120 121 123 CONSTRUCTION 建造 125 13.1 13.2 概述 挖泥 概述 施工準備和執行 挖出物取樣 挖泥測量 傾卸挖出物 防波堤和海堤地基 概述 回填的準備與實施 回填測量 回填容許誤差 混凝土方塊體牆 整平石與方塊 護腳石 護面石和牆帽 碼頭和船墩 施工準備 打樁 護舷設備 協調工作 填海工程 回填程序 填海時的注意事項 125 125 125 125 126 128 130 130 130 130 132 132 133 133 133 134 134 134 135 136 136 137 137 137 水底爆破 材料檢查和試驗 概述 海相填料 石填料 護面塊石 護木 橡膠護舷 工程竣工 概述 竣工証書 工程竣工圖 138 138 138 139 139 140 140 140 141 141 141 141 12.7 13. 13.3 13.4 13.5 13.6 13.7 13.8 13.9 General Dredging 13.2.1 General 13.2.2 Preparation and Execution of Works 13.2.3 Sampling of Dredged Materials 13.2.4 Surveys for Dredging 13.2.5 Dumping of Dredged Material Breakwaters and Seawall Foundations 13.3.1 General 13.3.2 Preparation and Execution of Filling 13.3.3 Surveys for Fill Materials 13.3.4 Tolerances for Fill Materials Concrete Blockwork Walls 13.4.1 Levelling Stones and Blocks 13.4.2 Bermstones 13.4.3 Facing Stones and Copings Piers and Dolphins 13.5.1 Preparation of Works 13.5.2 Piling 13.5.3 Fendering 13.5.4 Works by Others Reclamations 13.6.1 Sequence of Reclamation 13.6.2 Precautions to Be Taken During Reclamation Underwater Blasting Material Inspection and Testing 13.8.1 General 13.8.2 Marine Fill 13.8.3 Rock Fill 13.8.4 Rock Armour 13.8.5 Timber for Fenders 13.8.6 Rubber Fenders Completion of Works 13.9.1 General 13.9.2 Completion Certificates 13.9.3 As-constructed Drawings 10 Page No. 頁數 14. MAINTENANCE 保養 143 14.1 維護性檢查 常規檢查 特別檢查 檢查程序 挖泥 概述 取樣與測量 結構附近的維護性疏浚 143 143 143 143 144 144 144 145 河流與水道的維護性疏浚 145 碼頭和船墩 樁 碼頭面板 護舷設備 階梯和登岸平台 雜類項目 方塊海堤 概述 修補堆石基床 修補混凝土塊體 修補花崗岩面層 修補混凝土牆帽 堆石海堤和防波堤 滑道和船排 泵房 助航設備 預算保養費用 概述 預算疏浚費用 碼頭的預算保養費用 海堤的預算保養費用 防波堤的預算保養費用 146 146 148 150 152 152 154 154 155 155 156 156 157 158 159 159 159 159 160 160 161 161 REFERENCES 參考文獻 163 TABLES 附表 169 附表目錄 附表 171 173 附圖 187 附圖目錄 附圖 189 191 14.2 14.3 14.4 14.5 14.6 14.7 14.8 14.9 Maintenance Inspections 14.1.1 Routine Inspections 14.1.2 Special Inspections 14.1.3 Inspection Procedures Dredging 14.2.1 General 14.2.2 Sampling and Surveys 14.2.3 Maintenance Dredging Adjacent to Structures 14.2.4 Maintenance Dredging of Rivers and Nullahs Piers and Dolphins 14.3.1 Piles 14.3.2 Decks 14.3.3 Fendering Systems 14.3.4 Steps and Landings 14.3.5 Miscellaneous Items Blockwork Seawalls 14.4.1 General 14.4.2 Repairs to Rubble Mounds 14.4.3 Repairs to Concrete Blocks 14.4.4 Repairs to Granite Facing 14.4.5 Repairs to Concrete Coping Rubble Seawalls and Breakwaters Ramps and Slipways Pumphouses Navigation Aids Estimates of Future Maintenance 14.9.1 General 14.9.2 Estimates for Dredging 14.9.3 Estimates for Maintenance of Piers 14.9.4 Estimates for Maintenance of Seawalls 14.9.5 Estimates for Maintenance of Breakwaters List of Tables Tables FIGURES List of Figures Figures 11 引言 1. INTRODUCTION 1. 1.1 1 . 1 範圍 Scope This Manual offers guidance on the design, construction and maintenance of those marine works and structures which are normally constructed by the Hong Kong Government. Such works and structures include breakwaters, seawalls, public piers, ferry piers, dolphins, reclamations, pumphouses, slipways, ramps and navigation aid supports. However, it should also provide a source of useful data and design guidance for other marine works in Hong Kong. 本手冊主要為香港政府興建的海事工 程 和 結 構, 在 設 計、 建 造 和 維 修 方 面 提 供 指 引。 範 圍 包 括 防 波 堤、海堤、公用碼頭、 渡 輪 碼 頭 、 靠 船 墩 、 填 海 工 程 、 泵 房 、船 排、 滑 道 及 導 航 設 施。 此 外, 香 港 的 其 他 海 事 工 程, 亦 可 以 將 本 手 冊 提 供 的 數 據 和 設計指引作為參考。 The recommendations in this Manual are for guidance only. Because of the nature of the loads involved, the design of marine structures relies particularly on the use of sound engineering judgement and experience. 手冊中提出的各項建議,僅作為指 引。 由 於 海 事 結 構 承 受 的 荷 載 性 質 複 雜 , 設 計 時 一 定 要 參 照 以 往 的 經 驗, 再 輔 以 準 確的專業判斷。 1.2 1 . 2 定義和符號 Definitions and Symbols The definitions given in BS 6349:Part 1 (BSI, 1984a), Section 1.3 apply. The Glossary of Terms given in the Shore Protection Manual (CERC, 1984) Volume II, Appendix A may also be useful for reference. Where symbols are not defined in the text, the standard meanings for the symbols given in BS 6349:Part 1 and other quoted references, as appropriate to the context, apply. 本 手 冊 內 詞 彙 的 定 義 , 以 《 BS6349: Part 1》 (BSI, 1984a) 第1.3節為根據。 《Shore Protection Manual 》 (CERC, 1 9 8 4 ) 第 二 卷 附 錄 A 列 出 的 詞 彙, 也 可 作 為 參 考。 手 冊 內 使 用 的 符 號, 若 未 有 註 明 定 義, 可 根 據 上 下 文 意 思,採用《 B S 6 3 4 9 : Part 1》和有關參考文獻的標準含意。 12 13 操作考慮 2. OPERATIONAL CONSIDERATIONS 2. 2.1 2 . 1 概述 General This Chapter gives guidance on general aspects such as the design life of structures, ship data, approach channels and other operational considerations. Appropriate advice should be obtained from the Director of Marine, Commissioner for Transport, other concerned Government Departments as appropriate, and the ferry operators, on all operational matters. 本 章 對 海 事 結 構 的 設 計 使 用 期、 船 舶 數 據、進 出 港 航 道 等 操 作 考 慮 提 供 指 引 。 有 關 操 作 上 的 問 題 應 向 海 事 處、 運 輸 署 及 其他有關的政府部門和渡輪公司查詢。 2.2 2 . 2 設計使用期 Design Life The design life of a structure is taken to be its intended useful life, and will depend on the purpose for which it is required. The choice of design life is a matter to be decided in relation to each project. Unless special circumstances apply, the design life for all permanent marine structures covered by this Manual should be taken to be 50 years. 海 事 結 構 的 設 計 使 用 期, 是 指 按 其 用 途 而 定 的 預 期 有 效 使 用 壽 命。 選 擇 設 計 使 用 期 時, 須 考 慮 每 項 工 程 本 身 的 特 點。除 特 殊 情 況 外, 本 手 冊 所 涉 及 的 永 久 性 海 事 結構設計使用期都應定為50年。 Design life and return period are not the same and should not be confused. If the return period for an event is numerically equal to the design life, then there is about a 63% chance of the event occurring within the design life. Recommended return periods are covered in other sections. 設計使用期和重現期有不同定義, 不 應 混 淆。 如 果 某 一 事 件 的 重 現 期 與 結 構 的 設 計 使 用 期 相 同, 那 麼 這 一 事 件 在 該 設 計 使 用 期 內 發 生 的 概 率 約 為 6 3 %。 有 關 重 現 期的設定,將在其他章節中闡述。 The design life is significant when assessing : (a) 在研究下列課題時,設計使用期是其 中要素: time dependent factors affecting the stability of the structure, such as fatigue loading, corrosion, marine growth and soil strength reductions, (a) 隨時間而變化且會影響結構穩定性 的因素,如疲勞荷載、銹蝕、 海 洋 附殖物和土壤強度衰減等, (b) probability levels for limit state design and for design condition return periods, and (b) 極限狀態設計和設計條件重現期的 概率,及 (c) (c) 未 來 發 展 及 工 程 項 目 在 經 濟 方 面 的 可行性。 economic feasibility of the project and future developments. 14 2.3 Ship Data 2 . 3 船舶數據 Where possible, details and dimensions should be obtained from the Director of Marine, the client, owners and operators of the vessels to be accommodated, and those likely in the anticipated lifetime of the structure. Vessel characteristics which should be considered include type, size and shape, ship handling requirements, cargo or passenger handling requirements, and vessel servicing requirements. 有關船舶細節和尺寸的數據應盡可能 從 海 事 處、 有 關 營 運 部 門、 可 能 停 靠 船 舶 的 船 公 司 等 處 搜 集。 應 考 慮 的 船 舶 數 據 包 括 其 類 型、 尺 寸 和 形 狀、 船 舶 操 作、 貨 物 裝卸和乘客上落船設備與船舶檢修的要 求。 Basic characteristics of local vessels taken from the Local Craft Registry provided by the Director of Marine are given in Table 1. Basic characteristics of the ferries owned by three of the major ferry operators at the time of going to press are given in Tables 2 to 4. All values should be checked with the Director of Marine or the ferry operators as appropriate before being used for design purposes. Information on other vessels using Hong Kong as a port of call should be sought from the appropriate authorities when required. 由海事處本地船隻登記處提供的本地 船舶基本數據,載列於表1。三間主要渡 輪公司在本手冊付印時擁有的渡輪基本 數 據, 載 列 於 表 2 至 表 4。 把 這 些 資 料 用 於 設 計 時, 應 與 海 事 處 或 渡 輪 公 司 核 對,確 定 其 是 否 依 然 適 用。 至 於 以 香 港 作 為 中 轉 港的船舶資料 ,可向有關的管理機構查 詢。 2.4 2 . 4 進出港航道 Approach Channels The depth and width of approach channels should be specified or approved by the Director of Marine. The required depth can be calculated taking into account the following factors : (a) the design vessel loaded draft, 進出港航道的深度和寬度由海事處規 定或批准 。所需深度可根據下述因素計 算﹕ (a) 設計船舶的滿載吃水, (b) the tide, (b) 潮汐, (c) (c) 船 舶 航 行 時 的 附 加 吃 水 , vessel squat, (d) vessel pitching and rolling, (d) 船舶的縱搖和橫搖, (e) vessel trim, and (e) 船舶縱傾度,及 (f) an empirical factor giving an under-keel clearance to facilitate manoeuvrability, economic propeller efficiency and a factor of safety. (f) 與船舶可操縱性、推進器效率和安 全系數有關的龍骨下富裕深度。 15 The required channel width depends upon the following factors : (a) the beam, speed and manoeuvrability of the design vessel, 所需的航道寬度取決於下述因素﹕ (a) 設計船舶的最大寬度、速度和可操 縱性, (b) whether the vessel is to pass another vessel, (b) 是否需要在航道內超越另一船隻, (c) (c) 航 道 的 深 度 , the channel depth, (d) the channel alignment, (d) 航道定線, (e) the stability of the channel banks, and (e) 航道邊坡的穩定性,及 (f) the winds, waves, currents and crosscurrents in the channel. (f) 風、波浪、航道內的水流和橫向環 流。 The above factors are covered in detail by Bruun (1981), the National Ports Council (1981) and the Department of Transport (1982a, b & c). 以 上 資 料 可 從 Bruun (1981), National Ports Council (1981), Department of Transport (1982a、b 及 c ) 等 處 獲 得 。 Where the bottom of the channel consists of mud it is usual in international ports to define the depth for navigation as being that between low water level and the level at which the density of the bottom sediment is equal to or greater than 1200 kg/m3, since research elsewhere has shown that mud layers of lower density do not significantly impede the passage of a ship. It should be noted that, depending on its operating frequency, an echo sounder will identify muds of significantly lower density at the seabed, whereas a sounding lead will sink until supported by muds of greater density than 1200 kg/m3. This aspect is covered in more detail in other chapters, but it should be noted that such measurement of density requires specialist equipment which may not be readily available. 如果航道的海底屬於泥質時 ,國際海 港通常會把通航深度定為從低水位到航 道底部淤泥密度等於1200 kg/m3泥面的 距離 ,因為研究發現低於該密度的淤泥 層, 對 航 行 阻 礙 不 大。 應 該 留 意 的 是,聲 納 測 深 儀 能 按 其 使 用 的 頻 率, 測 定 密 度 很 低 的 泥 層, 而 測 深 錘 卻 只 可 測 得 密 度 高 於 1200 kg/m3的泥層。這方面將在其他章 節 論 述。 量 度 淤 泥 密 度 需 要 專 門 的 儀 器 , 但這些儀器不容易得到。 When planning the location of approach channels, and approaches or fairways in general, account should be taken of future siltation and maintenance. Dredging should be carried out to a depth greater than the minimum required navigation depth, with the intention of eliminating the need for maintenance dredging for at least two and preferably five years after completion of initial dredging. 規劃包括引航道和主航道的進出港航 道時 ,須顧及未來的泥沙淤積和保養問 題。 為 了 在 基 建 挖 泥 後, 能 至 少 在 兩 年 , 甚 至 五 年 內 不 需 要 維 護 疏 浚, 在 初 次 挖 泥 時 的 深 度, 應 低 於 設 計 的 最 小 航 行 深 度。 16 2.5 Berthing Conditions Acceptable wave conditions at berths for ferries and public vessels or within cargo handling basins and typhoon shelters can only be determined after consultation with the Director of Marine, and ferry and other vessel operators. Guidance on acceptable wave conditions for moored vessels is given in BS 6349:Part 1 (BSI, 1984a), Sections 30 and 31, and some suggestions on port operation criteria have been made by Binnie & Partners (1987). 2.6 2 . 5 靠泊條件 在 確 定 渡 輪 和 公 共 碼 頭、 貨 物 裝 卸 作 業水域以及避風塘內的容許波浪條件之 前, 應 先 諮 詢 海 事 處、 渡 輪 公 司 及 其 他 船 舶 公 司。《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1 》 ( B S I , 1 9 8 4 a ) 第30節 和31 節, 載 有 關 於 繫 泊 船 隻 的 容 許 波 浪 條 件 指 引 ; Binnie & Partners (1987) 亦提出了有關港口作業標準的建 議。 Currents 2 . 6 水流 Major sea defence, reclamation or dredging work may cause changes in the pattern of tidal flow and consequently affect navigation, mooring and berthing forces, siltation and water quality in the vicinity of the reclamation or dredging site, and possibly some distance from the site. During planning of the project, advice should be sought from the Civil Engineering Department and Environmental Protection Department on whether detailed mathematical or physical modelling studies will be necessary. 大規模的海岸堤防 、填海和挖泥工 程, 都 可 能 引 起 潮 流 特 性 的 變 化, 從 而 對 填 海 或 挖 泥 區 域, 甚 至 附 近 一 定 範 圍 內 的 通 航、 繫 泊 和 靠 泊 力、 泥 沙 淤 積 和 水 質 產 生 影 響。 在 規 劃 工 程 項 目 時, 應 聽 取 土 木 工 程 署 和 環 境 保 護 署 的 意 見, 以 便 確 定 是 否有必要進行詳細的數學及物理模型試 驗。 17 環境資料 3. ENVIRONMENTAL DATA 3. 3.1 3 . 1 概述 General This Chapter gives information related to the environmental records available for Hong Kong conditions with regard to winds, waves, currents and sea levels, and gives guidance on the assessment of extreme values. 本章列出香港有關風 、浪、水流和水 位 等 環 境 資 料 的 記 錄。 同 時, 還 為 估 算 各 種環境參數的極端值提供指引。 Five day means of meteorological elements for Hong Kong from 1961 to 1990 are given in Table 5. These have been taken from Surface Observations in Hong Kong 1990 (RO, 1990). 表5列出香港從一九六一年到一九九 零 年 有 關 氣 象 要 素 的 五 天 平 均 值,它們取 自 《 Surface Observations in Hong Kong 1990》 (RO, 1990)。 3.2 3.2 風 Winds 3.2.1 Collection Stations 3 . 2 . 1 觀測站 The locations of the stations at which the Observatory has made wind observations for 10 years or more are shown in Figure 1. For details of these stations, covering such aspects as date of first observation, type of anemometer and height above mean sea level, reference may be made to Chin & Leong (1978). 由天文台操作 ,有超過十年風速觀測 紀錄的觀測站位置,示於圖1。關於這些 觀 測 站 的 詳 細 情 況, 如 首 次 觀 測 日 期、風 速儀的型號和高度等 , 可 參 閱Chin & Leong (1978)。 3.2.2 Mean Hourly Wind Speeds 3 . 2 . 2 歷時一小時的平均風速 Mean hourly wind speeds in metres/second for return periods of 5, 10, 20, 50, 100 and 200 years for four of the main stations, the Observatory, Kai Tak Airport (SE), Waglan Island and Cheung Chau are given in Tables 6 to 9. The assessment was carried out by the Observatory by applying Gumbel's method to the annual maximum mean hourly wind speeds for the eight directions for each of the stations. The period of records used for each station is given in Tables 6 to 9. The figures in Table 6 should be used with care because of the effects of urbanisation on winds after 1959; reference may be made to Chin & Leong (1978) for details of this effect. 表6至表 9列出在四個主要觀測站重現 期 為 5 、1 0 、2 0 、5 0 、1 0 0 和 2 0 0 年 的 一 小 時 平 均 風 速, 單 位 為 m / s 。 這 四 個 觀 測 站 位 於 天 文 台 、 啟 德 機 場( 東 南 )、 橫 瀾 島 和 長 洲。 這 些 數 據, 是 香 港 天 文 台 採 用 每 站在八個方位錄得的每年最高一小時平 均 風 速 , 經 Gumbel 法 分 析 而 得 出 的 結 果。 各 站 所 用 記 錄 的 年 期,也在表6 至 表 9 中 列 出。 因 為 一 九 五 九 年 以 後 風 速 受 到 都 巿化效應影響,使用表6的數據時應特別 小 心 , 詳 情 可 參 考 Chin & Leong (1978)。 18 The mean hourly wind speeds given in Tables 6 to 9 may be considered for design purposes to have been corrected to the standard height of 10 m above mean sea level. No corrections have been applied to the speeds recorded at the Observatory for the reasons stated by Chin & Leong, although the recording height varies from 47 to 72 m above mean sea level, or to the Kai Tak Airport (SE) speeds, with a recording height of 10 to 16 m above mean sea level. Although the Observatory station has the longest series of wind observations, the data are by no means homogenous due to the building development and changes in the instrumentation and height of the anemometer over the years. Hence, the wind information for the Observatory station should be used with due care and discretion. Minor corrections to the Waglan Island and Cheung Chau speeds, which have recording heights of 75 and 92 m above mean sea level respectively, have been made in line with the guidelines given by Chin & Leong, following advice from the Observatory. It should be noted that the normal wind-height adjustment formulae, including the power law referred to by the Shore Protection Manual (SPM) (CERC,1984), are not recommended by the Observatory for use in Hong Kong conditions. 如 果 在 設 計 時 使 用 表6 至 表 9 的 數 據 , 可 以 假 設 它 們 已 經 過 換 算, 相 等 於 在 平 均 海平面上 10米 標 準 高 度 的 一 小 時 平 均 風 速。 實 際 上, 儘 管 在 天 文 台 的 觀 測 站,測 量高度在平均海平面上 47到 72米 之 間 不 等, 它 的 風 速 記 錄 並 未 予 以 修 訂, 其 原 因 如Chin & Leong 所述。同樣地,啟德機 場( 東 南 ) 的 測 量 高 度 也 在 平 均 海 平 面 上 10到16 米, 那 裏 的 記 錄 亦 未 有 修 訂。 雖 然在天文台的觀測站有最長期的風速觀 測 資 料, 但 由 於 期 間 附 近 的 建 築 物 發 展 , 測量設備的變化和風速儀測量高度的不 同 等 原 因, 減 低 了 這 些 數 據 的 可 靠 性。因 此, 使 用 該 站 的 風 速 資 料 時 應 十 分 慎 重 。 根 據 天 文 台 的 建 議, 在 橫 瀾 島 和 長 洲 的 風 速資料已依據 Chin & Leong 的指引稍作 修 正。 這 兩 個 觀 測 站 的 測 量 高 度, 分 別 是 平 均 海 平 面 上 7 5 和 9 2 米。 應 該 留 意 的 是 , 天文台認為一些常用的風速高度換算公 式,包括《 S h o r e P r o t e c t i o n M a n u a l 》( 下 稱《SPM》) (CERC, 1984) 提到的指數 定律,均不適宜在香港的情況下使用。 3.2.3 Mean Wind Speeds for Durations Exceeding One Hour 3 . 2 . 3 歷時超過一小時的平均風速 Mean wind speeds for durations of 2, 3, 4, 6 and 10 hours and return periods of 5, 10, 20, 50, 100 and 200 years for Waglan Island NE, E, SE, S and SW directions and for Cheung Chau SE, S and SW directions are given in Tables 10 to 17. The assessment was carried out by the Observatory, applying Gumbel's method to the annual means for each duration and direction. Again, the wind speeds given can be considered for design purposes to have been corrected to the standard height of 10 metres above mean sea level. 表 10 至 表 17 列 出 橫 瀾 島 的 東 北 、 正 東、 東 南、 正 南 及 西 南 方 向 和 長 洲 東 南 、 正南及西南方向,重現期分別為5、10、 2 0 、5 0 、1 0 0 及 2 0 0 年 及 歷 時 為 2 、3 、4 、 6及10小時的平均風速。這些數據是由天 文 台 經 Gumbel 法 分 析 各 種 歷 時 和 方 位 的 年 均 值 而 推 算 出 的。 同 樣, 列 出 的 數 據 在設計時可以假設為已換算到在平均海 平面上10米標準高度的風速。 3.2.4 Mean Wind Speeds for Durations Less than One Hour 3 . 2 . 4 歷時不足一小時的平均風速 For conversion of the mean hourly wind speeds 設計時若要從一小時平均風速換算到 19 to mean speeds corresponding to durations of less than one hour, the following conversion factors are recommended for design purposes : Duration 歷 時 不 足 一 小 時 的 平 均 風 速, 建 議 使 用 以 下的換算系數﹕ Conversion Factor 歷時 換算系數 1.19 1.11 1.05 1.00 1分鐘 5分鐘 20分鐘 1小時 1.19 1.11 1.05 1.00 1 minute 5 minutes 20 minutes 1 hour 3.2.5 Maximum Gusts 3 . 2 . 5 最高陣風 For information on maximum gusts, reference may be made to Chen (1975) and Poon (1982). Additional useful information concerning the frequency and duration of tropical cyclone warning signals for the period from 1946 to 1990 is given by the RO (1991). 關 於 最 高 陣 風 的 資 料 , 可 參 閱 Chen (1975) 和 Poon (1982) 。另外 , 天 文 台 (RO, 1991) 出版了一九四六年至一九九 零年關於熱帶氣旋警報信號的頻率和歷 時等資料。 3.2.6 Pictorial Summaries of Wind Direction and Speed 3 . 2 . 6 風玫瑰圖 Pictorial summaries of the frequency distribution of wind direction and speed measurements, in the form of wind roses, are given for the four stations referred to in Section 3.2.2 on an annual basis in Figure 2. 圖 2是利用在第 3.2.2節 提 到 的 四 個 觀 測站所錄得的風速資料而繪製的風玫瑰 圖, 這 些 風 玫 瑰 圖 顯 示 以 整 年 計 的 風 向 頻 率和風速強弱。 3.3 3 . 3 波浪 Waves 3.3.1 General 3.3.1 概述 General notes on wave characteristics and properties are given in BS 6349:Part 1 (BSI, 1984a), Sections 21.1, 21.2 and 21.3, and the SPM, pages 2-3 to 2-11. Estimates of extreme wave conditions at a site should ideally be obtained by extrapolating a series of wave measurements made at or close to the site. However, because of the relatively high cost of setting up a wave recording system, and the need for records covering a suitable period (not less than one year) to enable sufficiently reliable extrapolation, no direct wave record will be available for the vast 波浪性質和特性的一般說明可參考 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1》 ( B S I , 1 9 8 4 a ) 第 21.1、21.2及21.3節和 《SPM》 第2 - 3 頁至2 - 11頁。要推算一特定地點的極端 波 況, 最 理 想 的 方 法 是 利 用 該 處 或 其 附 近 的 現 場 實 測 波 浪 數 據。 但 是, 因 為 設 立 波 浪 觀 測 記 錄 系 統 費 用 頗 高, 並 且 需 要 頗 長 的 觀 測 時 間( 不 少 於 一 年 ), 才 能 得 到 可 靠 的 數 據, 故 此 本 手 冊 所 涉 及 的 絕 大 多 數 海事結構 ,都沒有可直接利用的波浪記 錄。 20 majority of marine structures covered by this Manual. In Hong Kong waters, the most severe wave conditions are usually associated with storm waves and, in the absence of wave records, wave forecasting from wind records can be used to predict such conditions, as outlined in later sections. In some situations, particularly where there is direct exposure to the South China Sea and longer period waves are therefore considered important, swell waves from distant storms should be taken into account during design. If no direct wave records are available, information on swell waves can be obtained from existing wave records elsewhere or from visual wave observations made by ships' crews. 在香港水域,最惡劣的波浪通常和風 暴 有 關。 在 缺 乏 波 浪 觀 測 記 錄 的 情 況 下 , 可 利 用 風 速 記 錄 來 推 算 海 浪 的 情 況,這些 將 在 以 下 的 章 節 論 述。 在 某 些 情 況 下,特 別 是 在 面 向 南 海 的 地 區, 設 計 時 的 考 慮 , 應包括從遠處暴風區傳來有較長周期的 湧 浪。 若 無 直 接 的 波 浪 記 錄 可 用, 湧 浪 資 料 可 參 考 其 他 地 區 已 有 的 波 浪 記 錄,或利 用船上觀測所得的資料。 Because of the complex geographical features in Hong Kong waters, waves propagating into such waters are likely to be transformed by processes such as refraction, diffraction, reflection and seabed friction. These processes may have significant influence on the wave climate in the area to be studied. The designer has to assess these factors at an early stage to ascertain whether more sophisticated analysis has to be carried out. Computer models are available for such analysis and are recommended for use in studying the wave transformation in complex areas. These models have to be calibrated to make sure that they are suitable for that particular study area. 由於香港水域地理條件複雜 ,傳入的 波 浪 極 可 能 透 過 折 射、 繞 射、 反 射 和 海 底 摩 擦 等 現 象, 產 生 變 化。 這 些 變 化 可 能 會 對 研 究 區 域 的 波 況 產 生 很 大 影 響。設計人 員 必 須 事 先 評 估 這 些 因 素, 以 確 定 是 否 需 要 進 行 更 詳 細 的 分 析。 部 分 數 學 模 型 具 有 這 種 分 析 功 能, 因 此 可 用 來 研 究 複 雜 地 區 的 波 浪 變 化。 這 些 模 型 須 先 經 驗 證, 以 確 定是否適用於該特定的研究區域。 3.3.2 Ship Observations 3 . 3 . 2 船上觀測 It is generally accepted that predictions based on a large number of observations from ships made by different people can give a useful estimate of wave conditions. Records of ship observations within the area of the South China Sea bounded by longitudes 100°E and 120°E and by latitudes 0°N and 25°N are kept by the Observatory. Reference may be made to Lam (1979, 1980), although it should be noted that the areas covered by these studies include some relatively protected inshore regions. If information on swell waves is required from ship observations for a particular project, an open area of sea should be considered when approaching the Observatory for 由船舶上人員觀測所得的大量海浪實 測 資 料, 經 過 分 析 後 可 得 出 有 實 用 價 值 的 波 浪 數 據, 此 種 辦 法 早 已 被 採 用。 天 文 台 存 有 南 海 水 域 從 東 經 1 0 0 o 到 1 2 0 o,北緯0 o 到25o 範圍內的船測記錄。這方面的資料 可 參 考Lam (1979, 1980), 但 應 指 出 的 是, 這 些 研 究 所 涉 及 的 區 域 包 括 了 一 些 受 掩 蔽 的 近 岸 地 區。 如 果 需 要 就 具 體 的 工 程 項 目, 向 天 文 台 索 取 船 上 測 得 的 湧 浪 資 料 時, 應 選 擇 開 敞 海 域 範 圍 的 資 料。 南 海 的 波 浪 數 據 也 可 從 Hogben, Dacunha & Olliver (1986) 中獲得。 21 details of records held. Wave data for the South China Sea can also be obtained from Hogben, Dacunha & Olliver (1986). Offshore wave climate has been derived from ship observation records given in Binnie & Partners (1989). Data were taken from the sea area 18.8°N to 21.9°N and 112.0°E to 115.0°E, comprising some 24,000 observations from 1949 to 1985. The data were divided into 30° directional sectors centred upon 60°, 90°, 120°, 150°, 180°, 210°, 240° and 270°. The eight resulting distributions of significant wave height have been extrapolated to extremes using the Weibull fitting. Binnie & Partners (1989) 列出由船上 觀 測 記 錄 推 算 到 的 離 岸 區 波 況。 這 些 數 據 是從東經112.0o 到115.0o 和北緯18.8o 到 21.9o 的海域範圍內測得的,其中包括一 九 四 九 年 至 一 九 八 五 年 的 約24,000 個 觀 測值。這些數據按方位劃分,每30o一 個 扇 區 , 並 分 別 以 6 0 o 、9 0 o 、1 2 0 o 、1 5 0 o 、 180o、210o、240o 和270o 為中心, 共 分 成八個扇區。在這八個方位,已應用 Weibull及外推法推算了極端的有效波高 值。 3.3.3 Wave Recording and Analysis 3 . 3 . 3 波浪記錄和分析 For general information on wave recording and analysis, reference may be made to BS 6349:Part 1, Section 26. Wave records at Waglan Island have been kept by the Observatory since 1971. For details, reference may be made to Apps & Chen (1973), Chen (1979a, 1979b) and Cheng (1986). 關於波浪記錄和分析的一般資料, 可 參閱《BS6349: Part 1 》第26節。天文台 保 存 自 一 九 七 一 年 到 今 天, 在 橫 瀾 島 取 得 的波浪記錄,有關詳情可參閱Apps & Chen (1973),Chen (1979a及1979b) 和 Cheng (1986)。 It should be noted from the latest of the above publications that there were several recording system breakdowns when waves reached heights of nine to ten metres and that no return period/wave height analysis was carried out due to the limited number of records available for analysis. The return period/wave height information given by Chen (1979b) should not be used without checking with the Observatory concerning the latest wave records. Details of wave height observations made at Waglan Island between 1959 and 1966 are given by Cuming (1967). 但根據Cheng (1986) 的描述,部分的 記錄在波高達到9至10米時便中斷了,同 時 由 於 適 用 的 數 據 不 足, 而 無 法 進 行 重 現 期和波高分析。在採納Chen (1979b) 記 載 的 重 現 期 波 高 分 析 資 料 前, 應 向 天 文 台 查 證 最 新 的 波 浪 記 錄。C u m i n g ( 1 9 6 7 ) 載 有 一 九 五 九 年 至 一 九 六 六 年 間,在橫瀾 島取得的波高觀測資料。 3.3.4 Wave Prediction from Local Wind Records 3 . 3 . 4 用風速記錄推算波浪特性 For wave prediction from local wind records, it is recommended that the charts given in the SPM should be used : Figure 3-23 should be used for deep-water waves and Figures 3-27 to 3-36 for 如果要用風速記錄推算波浪情況, 建 議使用《SPM》 中的圖表:圖3 - 23用於 深水波,圖3 - 27至3 - 36用於淺水波。 本手冊的圖3至圖7 ,是以《SPM》 中 的 22 shallow-water waves. Figures 3 to 7 of this Manual are based on Figures 3-23, 3-30, 3-32, 3-34 and 3-36 of the SPM, but with the range of wind stress factor extended up to 100 m/s to allow for local conditions. When using these figures, the significant wave period can be taken as 0.95 times the peak spectral period for design purposes, see the SPM, page 3-47. 圖3 - 23、3 - 30、3 - 32、3 - 34和3 - 36 為基礎製成的 。為了符合本地的自然環 境, 圖 中 的 風 壓 系 數 已 增 加 至 1 0 0 m / s 。 應 用 這 些 圖 表 時, 有 效 波 周 期 可 取 譜 峰 周 期的0.95倍,詳情可參閱《SPM》 第3 47頁。 The estimation of fetch length for the direction being considered should be based on the method given in Section V, page 3-42 of the SPM, which considers a 24° sector centred on that direction, and involves the arithmetic averaging of a number of equally spaced radials within that sector. Before converting any wind speed from Tables 6 to 9 or Tables 10 to 17 to a wind stress factor by applying equation 3-28a of the SPM, the application of correction factors for stability and location in accordance with page 3-30 of the SPM is required. For the prediction of waves generated by tropical storms, a stability correction factor of 1.1 may be used for air/sea temperature adjustment. A location correction factor of 1 is recommended, as all anemometer stations considered are relatively close to shore. 至於風區長度,可以利用《SPM》 第 3 . 4 2 頁 第 V 節 提 供 的 方 法 推 算, 這 個 方 法 以所要考慮的方向為中心,設定一個 24o 的 扇 區, 把 扇 區 分 成 相 等 的 若 干 部 分,然 後求出每個部分徑向長度的算術平均 值。在應用《SPM》公式3 - 28a將表6至 表9 或 表 10 至 表 17 的 風 速 轉 換 為 風 壓 系 數前,須先用《SPM》第3 - 30頁列出的 穩 定 和 方 位 修 正 系 數 進 行 換 算。 在 推 算 由 熱 帶 風 暴 產 生 的 波 浪 時, 穩 定 修 正 系 數 可 取1.1,用以調整空氣和海水的溫度。 由 於 所 有 的 風 速 觀 測 站 都 靠 近 海 岸,因此建 議方位修正系數為1。 For 'fetch-limited' situations, mean hourly wind speeds from Tables 6 to 9 may be used for initial wave prediction, after correction for stability and location but, for final wave prediction, the corrected mean hourly wind speed should be adjusted using the conversion factor appropriate for the actual critical duration, as read from the wave prediction curves. Conversion factors for durations of less than one hour are given in Section 3.2. Linear interpolation between the figures given will be sufficiently accurate for other durations. As an example, for a corrected mean hourly wind speed of 48 m/s and a fetch of 2 km, the corresponding wind stress factor of 83.0 m/s gives a deep-water significant wave height of 1.9 m and a peak spectral period of 3.4s (significant wave period 3.2s) from Figure 3, with a critical duration of 20 min. As this critical duration is different from one hour, the mean hourly wind speed must be adjusted for this duration. From Section 3.2, the conversion factor for a 20 minute duration is 1.05. For the 在「有限風區」的情況下, 表6至表 9 的 一 小 時 平 均 風 速, 經 過 穩 定 和 方 位 修 正 之 後, 可 用 來 進 行 初 步 波 浪 推 算, 但 是 在 最 後 的 波 浪 推 算, 修 正 過 的 平 均 風 速 還 應 用 適 當 的 歷 時 換 算 系 數 來 校 正, 該 系 數 應 與從波浪推算曲線上查出的實際的臨界 歷 時 相 符 合。 歷 時 不 超 過 一 小 時 的 歷 時 換 算 系 數 , 已 在 第3 . 2 節 列 出 。 對 於 表 中 未 列 出 的 其 他 歷 時, 可 利 用 已 列 出 的 資 料 進 行 線 性 內 插 法 求 得。 舉 一 例 說 明, 設 修 正 後的歷時一小時平均風速為48 m/s, 風 區長度為2公里,相應的風壓系數為 83.0 m / s ,由圖3可查得其深水波有效波高為 1 . 9 米 , 譜 峰 周 期 為 3 . 4 秒( 有 效 波 周 期 為 3.2秒),其臨界歷時為20分鐘。 由 於 該 臨 界 歷 時 不 是 一 個 小 時,因此必 須 對 該 歷 時 的 平 均 風 速 加 以 校 正 。 從 第 3.2 節 可 知, 歷 時 為 2 0 分 鐘 時, 換 算 系 數 為 1 . 0 5 。 校正後的平均風速為 50.4 m/s,風區長 度不變,仍為2公里,相應的風壓系數變 23 corrected mean 20 minute wind speed of 50.4 m/s and the same fetch of 2 km, the corresponding wind stress factor of 88.2 m/s gives a deep-water significant wave height of 2.0 m and a peak spectral period of 3.5s (significant wave period 3.3s). For durations greater than one hour, the conversion factor for the adjustment of the mean hourly wind speed can be assessed from Tables 10 to 17. 為88.2 m/s ,由其引起的深水波有效波 高 為 2 . 0 米 , 譜 峰 周 期 為 3 . 5 秒( 有 效 波 周 期為3.3秒) 。當歷時大於一小時的時候, 用 來 校 正 平 均 風 速 的 換 算 系 數,可從表1 0 至表17查得。 For fetch-limited situations, several directions should be considered, as the most severe wave conditions will not necessarily correspond with the direction which has the longest fetch. Mean hourly wind speeds for directions other than those given in Tables 6 to 9 should be interpolated by an appropriate method. 在有限風區的條件下 ,應考慮多個不 同 方 向 的 狀 況, 因 為 最 惡 劣 的 海 浪 情 況 不 一 定 是 在 風 區 最 長 的 方 向。 部 分 方 向 的 平 均 風 速, 並 未 包 括 在 表 6 至 表 9 內,可用適 當的內插法估算。 For situations which are not fetch-limited, a series of durations and corresponding mean wind speeds, taken from Tables 10 to 17, should be considered for each direction, before the most critical wave conditions can be determined. The mean wind speed/duration distributions given in Tables 10 to 17 differ for different locations and directions. When using Figure 3 for wave prediction from the wind speed/duration figures for some directions, it will be found that there is a maximum off-shore significant wave height corresponding to a particular duration less than about ten hours, and within the range of two to six hours. However, for other directions, it will be found that the wave height continues to increase as the duration increases from 2 to 25 hours, and there is no apparent maximum. For durations greater than about 10 hours, particular care should be taken when assessing wave heights. It is recommended that the Observatory is consulted in such circumstances, and other methods of wave prediction and assessment should be used. The use of Figure 3 for wave prediction is based on the assumption that winds measured in Hong Kong waters apply equally with regard to strength, duration and direction over the respective fetch being considered. This assumption is reasonable for relatively short durations of several hours, which correspond to fetches of less than about 100 km for 100 year return period winds. However, for durations exceeding ten hours, which correspond 在無限風區的情況下 ,在確定每個方 向 的 最 嚴 峻 波 況 以 前, 應 該 考 慮 表 1 0 至 表 17列 出 的 不 同 歷 時 及 相 應 的 平 均 風 速 的 效應。 表10 至表 17列 出 的 平 均 風 速 歷 時 分 佈, 隨 不 同 的 位 置 和 方 向 而 改 變。如 果參照圖3進行海浪推算,便可以發覺某 些 方 向 的 風 速 歷 時 數 值, 在 歷 時 小 於 十 小 時 的 情 況 下( 一 般 在 二 至 六 小 時 的 範 圍 內 ), 會 出 現 最 大 離 岸 有 效 波 高。 然 而 在 其 他 方 向, 則 可 發 現 當 歷 時 由 二 小 時 增 加 到 2 5 小 時 的 時 候, 波 高 會 隨 之 加 大,而沒 有 明 顯 的 最 大 值。 因 此, 當 歷 時 大 於 十 小 時 的 時 候, 估 算 波 高 應 特 別 慎 重, 應 向 天 文 台 查 詢, 同 時 亦 應 採 用 其 他 方 法 進 行 海 浪預測和估算。運用圖3推算海浪時, 是 假 設 了 該 風 區 範 圍 內 的 風 強 度、 歷 時 和 方 向, 都 和 港 海 內 的 觀 測 結 果 相 同。 如 果 歷 時 較 短, 只 有 數 小 時 的 時 間, 這 項 假 設 是 合理的;例如風重現期為100年的話,其 相應風區長度會不超過100公里。然而, 如 果 歷 時 超 過 十 小 時, 而 風 重 現 期 同 樣 為 100 年 的 話 , 風 區 長 度 便 會 超 過 200 公 里, 再 加 上 這 些 極 端 風 通 常 都 與 熱 帶 風 暴 有關,上述的假設未必能成立。 24 to fetches greater than about 200 km for 100 year return period winds, there is increasing doubt about this assumption, particularly as such extreme winds will be associated generally with tropical storm conditions. 3.3.5 Transformation of Offshore Wave Characteristics 3 . 3 . 5 離岸波浪特性的變化 For the transformation of offshore wave characteristics into inshore wave characteristics, covering such aspects as refraction, shoaling and diffraction, reference should be made to BS 6349:Part 1, Sections 23.2 and 29 and the SPM, pages 2-60 to 2-108. Breaking waves are covered by BS 6349:Part 1, Section 23.4, and the SPM, pages 2-129 to 2-136. Further useful comments on breaking and nonbreaking waves and design wave conditions are given in the SPM, pages 7-1 to 7-16. When investigating whether a structure will be subjected to breaking or nonbreaking waves, all possible sea levels should be considered. For some structures in relatively shallow water, breaking waves at low sea levels will be critical, whereas nonbreaking wave conditions will apply at higher sea levels. 研 究 離 岸 波 浪 轉 變 成 近 岸 波 浪( 包 括 折 射、 變 淺 和 繞 射 等 ), 可 參 考《 B S 6 3 4 9 : Part 1 》 第 2 3 . 2 節 和 2 9 節 以 及 《 S P M 》 第 2 - 60頁至2 - 108頁。《BS6349: Part 1 》 第 2 3 . 4 節 和《 S P M 》第 2 - 1 2 9 頁 至 2 - 1 3 6 頁, 都 有 論 及 破 碎 波。 有 關 破 碎 波、 非 破 碎 波 及 設 計 波 浪 條 件 的 進 一 步 論 述,可見 於《SPM》第7 - 1 頁至7 - 16頁。研究結 構 是 受 破 碎 波 還 是 非 破 碎 波 影 響 時,應該 考 慮 整 個 的 水 位 變 化 幅 度。 對 於 一 些 位 於 淺 水 區 域 的 結 構 來 說, 低 水 位 時 破 碎 波 可 能 是 最 嚴 峻 的, 而 非 破 碎 波 會 在 水 位 較 高 時出現。 3.3.6 Selection of Wave Parameters 3 . 3 . 6 波浪參數的選擇 Guidance on the selection of design wave parameters for particular types of structure is given in other sections. Wave height parameters in terms of significant wave height are given in the SPM, page 72. Notes on the average maximum wave height and its relationship with the significant wave height, and the number of waves in the duration of the design condition, are given in BS 6349:Part 1, Section 27.3.2, and also in Section 4.12 of this Manual. 本 手 冊 其 他 章 節, 提 供 了 為 特定 類 型 海事結構選擇的設計波浪參數的指引。 《 S P M 》 第 7 - 2頁 列 出 了 與 有 效 波 高 有 關 的 波 高 參 數。 關 於 平 均 最 大 波 高 及 其 與 有 效 波 高 的 關 係, 以 及 在 設 計 歷 時 內 出 現 的 波 數 , 在 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1》 第 2 7 . 3 . 2 節和本手冊第4.12節中都有說明。 3.4 3 . 4 潮汐和水位 Tides and Water Levels The locations of tide gauges under the control of the Observatory at the time of going to press are given in Figure 8. Tide Tables are published each year by the Observatory. These give predicted times and 圖8顯示現時由天文台負責操作的潮 位 計 位 置。 天 文 台 每 年 均 印 製 潮 汐 表,表 中列出每個觀測站的預測高潮位和低潮 位 的 時 間 和 高 程。 潮 位 高 程 為 海 圖 基 準 面 25 heights of high and low waters at the tide stations. Tide levels are given in terms of Chart Datum (CD), which is 0.146 m below Principal Datum (PD). (CD) 以上高度,該基準面比水平基準面 (PD) 低0.146米。 Useful information on storm surges in Hong Kong during the period from 1906 to 1982, and the assessment of extreme sea levels for the tide gauge locations at North Point (since replaced by Quarry Bay in 1986), Tai Po Kau and Chi Ma Wan for various return periods, is given by Chan (1983). Chan (1983) 提供了一些關於一九○ 六年至一九八二年期間香港風暴潮增水 的 實 測 資 料, 同 時 也 列 出 了 位 於 北 角( 自 一 九 八 六 年 起 被 魚 涌 站 取 代 )、 大 埔 滘 和 芝 麻 灣 的 潮 位 計 所 在 水 域, 在 不 同 重 現 期下極端水位的估計值。 Updated extreme sea level analyses have been carried out by the Observatory for Quarry Bay/North Point, Tai Po Kau, Ko Lau Wan, Tsim Bei Tsui and Waglan Island. Extreme sea levels for return periods of 2, 5, 10, 20, 50, 100 and 200 years for these five locations are given in Tables 18 to 22. The period of records used in each case is given in the Tables. At each location, the assessment was carried out by fitting a Gumbel distribution to the annual maximum sea levels and using the method of moments in parameter estimation. 天文台更新了 魚涌 北 角、 大 埔 滘、 高 流 灣、 尖 鼻 咀 和 橫 瀾 島 的 極 端 水 位 分析。 表18 至表 22列出在這五個地點 , 重 現 期 分 別 為 2 、 5 、1 0 、2 0 、5 0 、1 0 0 和 200年的極端水位,分析使用的記錄年期 也 在 表 中 列 出。 計 算 的 程 序 是 先 應 用 Gumbel 法 找 出 每 年 最 高 水 位 的 分 佈 曲 線,然後利用力矩法估算出有關參數。 Lowest still levels observed at the tide stations shown in Figure 8 are as follows : 在圖8顯示的潮汐觀測站所測到的最 低靜水位為﹕ Station North Point Quarry Bay Chi Ma Wan Ko Lau Wan Lok On Pai Tai O Tamar Tsim Bei Tsui Tai Po Kau Waglan Island Sea Level (mCD) -0.16 -0.12 -0.13 -0.13 -0.28 -0.52 -0.17 -0.21 -0.26 -0.17 Probable minimum sea levels at North Point have been estimated by the Observatory using Gumbel's method, and are as follows : 觀測站 北角 魚涌 芝麻灣 高流灣 樂安排 大 澳 舊添馬艦海軍基地 尖鼻咀 大埔滘 橫瀾島 海水位 (mCD) -0.16 -0.12 -0.13 -0.13 -0.28 -0.52 -0.17 -0.21 -0.26 -0.17 北角站的最低水位 ,由天文台利用 Gumbel法估算出來,如下所列﹕ 26 Return Period (years) 2 5 10 20 50 100 200 3.5 Sea Level (mCD) 重現期(年) 0 -0.10 -0.15 -0.20 -0.30 -0.35 -0.40 Currents 2 5 10 20 50 100 200 海水位 (mCD) 0 -0.10 -0.15 -0.20 -0.30 -0.35 -0.40 3 . 5 水流 Indications of current speeds for Hong Kong waters are given in the Admiralty Tidal Stream Atlas, Hong Kong (Taunton, 1975). Additional information on currents in specific locations can be obtained from reports prepared by consultants for various Government departments over the last few years. The Civil Engineering Department, Territory Development Department, Environmental Protection Department and Marine Department should be consulted in the first instance for details of studies carried out in any areas for which information on currents is required. 《 Admiralty Tidal Stream Atlas, Hong Kong》 (Taunton, 1975) 說明了 香 港 水 域 的 水 流 速 度。 從 近 年 各 政 府 部 門 顧 問 完 成 的 研 究 報 告 中, 也 可 找 到 部 分 水 域 的 水 流 資 料。 在 對 任 何 水 域 進 行 深 入 研 究, 而 需 要 水 流 資 料 時, 應 先 諮 詢 土 木 工 程署、拓展署、環境保護署和海事處。 It is possible to predict representative currents within Hong Kong waters using the WAHMO suite of models held by Government. The computerbased mathematical models cover the whole of Hong Kong waters and include simulation of the two-layer effect in the wet season due to the Pearl River flow. In addition, the physical tidal model may be used for predictions inside Victoria Harbour for the dry season. 政 府 的 水 力 及 水 質 模 型 (WAHMO M o d e l s ), 可 以 用 來 預 測 香 港 水 域 的 典 型 水 流 情 況。 其 中 的 數 學 模 型, 覆 蓋 了 全 港 水 域, 同 時 也 模 擬 了 雨 季 時 因 珠 江 徑 流 引 起 的 分 層 現 象。 此 外, 實 體 潮 汐 模 型 也 可 用來預測維多利亞港旱季時的情況。 For locations where no information on existing currents is available, it may be necessary to carry out measurements on site. 在沒有現成水流資料的水域 ,可能需 要進行現場測量。 General notes on current meter observations and float tracking are given in Sections 11.2.2 and 11.2.3 of BS 6349: Part 1. The period of measurement should depend on flow characteristics in the area of interest and aspects of the study for which the current data is needed. It should also be set in such a way as to give an indication of velocity distribution with 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1 》第 1 1 . 2 . 2 節 和 1 1 . 2 . 3 節, 載 有 利 用 流 速 儀 觀 測 和 浮 標 追 蹤 觀 測 的 一 般 說 明。 測 量 期 長 短, 取 決 於 研 究 區 域 內 的 水 流 特 性, 以 及 水 流 數 據 將 用 於 何 種 研 究。 由 於 某 些 地 區 在 雨 季 的 分 層 現 象 比 較 明 顯, 因 此 應 該 量 度 不 同 水 深 的 流 速 分佈和流向。 27 depth below water level, and of direction as in some areas, stratification may be significant in the wet season. 3.6 Joint Probability 3 . 6 各種因素聯合作用的可能性 Some of the worst conditions that should be considered in relation to the design of coastal defence works are those which involve the combination of extreme sea level with severe wave action. This combination does not necessarily mean adding the predicted extreme still water level directly to the separately estimated extreme wave height value. There is a need to determine the degree of correlation between these two variables so that an appropriate choice can be made in relation to each type of structure in the light of the purpose for which it is being designed. 設計海岸防護工程時 ,應考慮最不利 的 情 況。 當 考 慮 極 端 水 位 與 惡 劣 的 波 浪 條 件 同 時 出 現 時, 並 不 一 定 代 表 須 將 推 算 到 的極端靜水位與分別估算出的極端波高 直 接 相 加, 而 是 須 要 確 定 這 兩 種 變 量 之 間 的 相 互 關 係, 以 便 因 應 各 類 海 事 結 構 的 不 同用途,作出適當的選擇。 The astronomical tide is considered an independent factor while the meteorological factors of storm surge and wave attack are linked. The degree of correlation can vary between different sites. Joint probability analysis is therefore recommended to establish such correlation, especially for large projects for which the cost implications can be very significant. 在這裏 ,天文潮應當視為一個獨立的 因 素, 但 與 氣 象 有 關 的 風 暴 潮 增 水 和 海 浪 擊 則 是 有 相 互 關 連 的, 其 相 關 程 度 會 因 地 點 不 同 而 變 化。 因 此, 應 對 各 種 因 素 一 同 出 現 的 概 率 加 以 分 析, 以 確 定 其 相 互 關 係。 對 於 造 價 較 高 的 大 型 工 程 來 說, 是 項 研究更為重要。 3.7 3 . 7 越堤浪 Wave Overtopping Assessment of the amount of overtopping is needed to determine the crest level. As guidance, the permissible volumes of overtopping water can be found in Fukuda, Uno & Irie (1974) and Goda (1971). However, the designer should examine each individual case to decide whether more conservative figures or otherwise, have to be adopted. The factors to be considered should include consequences of excessive overtopping, drainage behind the seawall and reliability of design parameters. 確定海事結構的頂高程時,須考慮越 堤 浪 的 數 量。F u k u d a , U n o & I r i e ( 1 9 7 4 ) 和 G o d a ( 1 9 7 1 ) 載 有 越 堤 浪 的 容 許 量。然 而, 設 計 人 員 還 應 對 個 別 情 況 加 以 分 析 , 以 確 定 應 否 採 用 更 為 保 守 的 數 值。考慮的 因 素 應 包 括 大 量 越 堤 浪 造 成 的 後 果、海堤 旁的排水情況及設計參數的可靠程度。 The amount of overtopping can be estimated by various methods. Two of the most commonly used ones are detailed in Goda (1971) and Hydraulics Research Station (1980). These methods have been 目前有多種方法可以估算越堤浪的數 量;G o d a ( 1 9 7 1 ) 和 H y d r a u l i c s R e s e a r c h Station (1980) 詳 述 了 最 常 用 的 兩 種 方 法。 它 們 都 是 以 不 規 則 波 模 型 試 驗 的 結 果 28 based on results of model tests using irregular waves. It is recommended that model tests should be carried out as far as is possible to verify the predicted amount of overtopping. 為 基 礎 的。 建 議 盡 可 能 進 行 模 型 試 驗,以 便核實有關越堤浪的估算。 29 荷載 4. LOADS 4. 4.1 4 . 1 概述 General This Chapter describes the loading conditions which should be considered in the design of marine structures (excluding rubble structures, which are covered in Chapter 9) and includes information on the loads to be taken into account. Guidance is given on the selection of relevant design parameters and methods of calculation to derive the resulting direct forces on structures, taking into account the nature and characteristics of the structures. 本章闡述海事結構 (不包括堆石結 構, 該 種 結 構 將 在 第 九 章 論 述 ) 設 計 過 程 中 須 考 慮 的 荷 載 條 件, 和 荷 載 的 資 料。本 章 還 對 計 算 在 結 構 上 的 作 用 力 時,怎樣因 應 結 構 本 身 特 性, 而 選 擇 適 當 的 設 計 參 數 和計算方法,提供指引。 In addition to dead loads, superimposed dead loads, hydrostatic loads and soil pressures, the other forces which may act on marine structures are environmental, arising from such natural phenomena as winds, temperature variations, tides, currents, waves and earthquakes, and those imposed loads due to operational activities. General imposed loads cover live loads from pedestrians, vehicles, cargo storage and handling. Vessel imposed loads cover berthing, mooring and slipping. 除恒載 、附加恒載、水壓力和土壓力 以外 ,還有一些荷載可能會施加在結構 上, 它 們 可 以 是 由 風、 溫 度 變 化、 潮 汐 、 水 流、 波 浪 和 地 震 等 自 然 現 象 引 起 的 環 境 荷載 ,或是由操作活動而引起的使用荷 載。 一 般 使 用 荷 載 包 括 由 行 人、 車 輛、貨 物 的 貯 存 和 裝 卸 產 生 的 活 荷 載。 而 船 舶 荷 載 包 括 由 於 船 舶 靠 泊、 繫 泊 和 走 錨 而 產 生 的荷載。 Unless stated otherwise, the design loads given in this Chapter are unfactored and can be used directly where appropriate in checking geotechnical instability modes, in design of piled foundations, see Section 5.4, and of steel structures using the working stress method of design, see Section 6.3. Guidance on appropriate partial factors for limit state design is to be found in other sections. 除另有說明外 ,本章闡述的設計荷載 都 是 未 加 系 數 的。 在 進 行 樁 柱 地 基 設 計 時, 這 些 荷 載 可 以 被 直 接 用 來 檢 驗 地 基 的 不 穩 定 模 式( 見 本 手 冊 第 5 . 4 節 )。 同 時 , 在 採 用 許 用 應 力 法 設 計 鋼 結 構 時,也可直 接使用(見本手冊第6.3節 )。關於使用 極 限 狀 態 設 計 法 時 的 分 項 系 數, 本 手 冊 在 其他章節提供了指引。 4.2 4 . 2 荷載條件及組合 Loading Conditions and Combinations The structure as a whole, or any part or section, should be designed and checked for at least the loading conditions given below. If it is expected that other loading conditions could be critical, they should also be investigated. Various types of load should be combined in a manner consistent with the probability of their simultaneous occurrence. 無論對結構的整體或局部進行設計和 檢 核, 最 低 限 度 應 包 括 以 下 的 幾 種 荷 載 條 件。 如 認 為 其 他 荷 載 條 件 也 有 嚴 重 影 響 時, 則 也 應 一 併 考 慮。 不 同 種 類 的 荷 載 , 應根據它們同時出現的概率組合起來。 30 4.2.1 Normal Loading Conditions 4 . 2 . 1 正常荷載條件 These loading conditions are those in which normal operations continue unaffected by environmental conditions. A combination of the following should be considered : 這是指在不受自然環境影響正常作業 情 況 下 的 荷 載 條 件。 其 組 合 應 包 括 以 下 荷 載﹕ (a) dead loads, (a) 恒載, (b) superimposed dead loads, (b) 附加恒載, (c) (c) 正 常 作 業 產 生 的 活 荷 載 ( 可 能 出 現 的最嚴苛組合), live loads due to normal working operations (the most severe arrangement likely to occur simultaneously), (d) vessel imposed loads (berthing and mooring), ( d ) 船 舶 荷 載( 靠 泊 和 繫 泊 時 的 荷 載 ), (e) normal environmental loads (winds, currents and waves), ( e ) 正 常 環 境 荷 載( 風、 水 流 和 波 浪 ), (f) soil pressures, and (f) 土壓力,及 (g) hydrostatic loads. (g) 靜水壓力。 Guidance on the calculation of environmental loads associated with normal working operations is given later in this Chapter under each type of loading condition. It should be assumed that maximum imposed live loads can occur simultaneously with maximum vessel imposed loads from either berthing or mooring, whichever gives the most severe effect, unless the size or geometry of the structure indicates that it is possible for certain mooring loads to occur at the same time as berthing. In this latter case, the most severe combination of berthing and mooring loads should be determined by the designer and this combination assumed to occur simultaneously with maximum imposed live loads. 本章稍後會論述在各種荷載條件下 , 計 算 在 正 常 作 業 時 的 環 境 荷 載 的 方 法。在 正 常 情 況 下, 應 假 設 最 大 使 用 活 荷 載 可 與 由靠泊或繫泊引起的最大船舶荷載同時 出現 ,並取其影響較大者 。 在 某 些 情 況 下, 結 構 的 外 形 和 尺 寸 顯 示 部 分 繫 泊 力 會 與 靠 泊 力 同 時 出 現,此時應 由 設 計 人 員 確 定 靠 泊 荷 載 和 繫 泊 荷 載 的 最 嚴 苛 組 合,並 假設這一組合與最大使用活荷載同時出 現。 For normal environmental loads, it should be assumed that maximum loads from winds, currents and waves can occur simultaneously. All directions should be considered when assessing the most severe effects from these loads. 考慮正常環境荷載時 ,應假設分別由 風、 水 流 和 海 浪 產 生 的 最 大 荷 載, 有 可 能 同 時 出 現。 在 估 算 這 些 荷 載 給 結 構 造 成 的 最 嚴 重 影 響 時, 應 包 括 所 有 可 能 的 方 向 組 合。 When combining the effects of maximum imposed loads due to normal working operations with 組合正常作業下的最大使用荷載與最 大 正 常 環 境 荷 載 時, 應 考 慮 到 靠 泊 或 繫 泊 31 maximum normal environmental loads, the possible shielding effect caused by a vessel when berthing or mooring should be considered. For certain structures, e.g. dolphins, it may not be realistic to assume that full berthing or mooring loads can occur simultaneously with full wind, current and wave loads. 中 的 船 舶 可 能 對 結 構 產 生 的 遮 擋 效 應。對 一 些 結 構 來 說, 如 靠 船 墩, 假 設 最 大 船 舶 荷載與最大環境荷載同時出現是不合理 的。 4.2.2 Extreme Loading Conditions 4 . 2 . 2 極端荷載條件 These loading conditions are associated with the most severe environmental conditions which the structure is designed to withstand. It is assumed that under these conditions most normal operations, such as vessel berthing and mooring, pedestrian and vehicle movements, and cargo storage and handling, will have ceased. A combination of the following should be considered : 這種荷載條件與結構設計所能承受的 最惡劣自然環境有關。在這種荷載條件 下, 大 多 數 正 常 的 作 業 活 動, 如 船 舶 靠 泊 和 繫 泊、 行 人 和 車 輛 活 動, 以 及 貨 物 貯 存 和 裝 卸 等 都 會 停 止。 此 時 應 考 慮 下 列 荷 載 組合﹕ (a) dead loads (same values as for Normal Loading Conditions), (a) 恒載(與正常荷載條件相同), (b) superimposed dead loads (these may be different from Normal Loading Conditions), (b) 附加恒載(可能與正常荷載條件不 同), (c) reduced live loads (if any at all) due to continuing operations, (c) 因 繼 續 作 業 而 尚 存 的 活 荷 載 ( 若 有 的話), (d) reduced vessel-imposed loads (if any) due to continuing operations, (d) 因繼續作業而尚存的船舶荷載( 若 有的話), (e) extreme environmental loads (winds, currents, waves and temperature variations), (e) 極端環境荷載(風、水流、 波 浪 和 氣溫變化), (f) soil pressures (same values as for Normal Loading Conditions), and (f) 土壓力(與正常荷載條件相同) , 及 (g) hydrostatic loads (in some cases, these will be different from Normal Loading Conditions). (g) 靜水壓力(在某些情況下可能與正 常荷載條件不同)。 It should be assumed for extreme environmental loads that maximum effects from winds, currents and waves can occur simultaneously, but maximum effects from temperature variations should be considered separately. Vessel-imposed loads can be ignored under 極端環境荷載 ,應假設由風 、水流和 波 浪 產 生 的 最 不 利 作 用 可 以 同 時 出 現,而 由溫度變化產生的最不利作用則應獨立 考 慮。 在 由 風、 水 流 和 波 浪 造 成 的 極 端 環 境 情 況 下, 不 應 再 有 船 舶 荷 載, 因 為 這 種 32 extreme environmental conditions from winds, currents and waves, as these will occur during tropical cyclone conditions when normal vessel movements will have ceased. However, vessel-imposed loads should be combined with maximum effects from temperature variations. Guidance on live loads to be considered under extreme environmental conditions from winds, currents and waves is given in Section 4.5. Normal maximum live loads should be combined with maximum effects from temperature variations, as these variations will not occur during tropical cyclone conditions. 情 況 必 定 在 熱 帶 風 暴 吹 襲 時 出 現,在這樣 惡 劣 的 天 氣 下, 一 般 船 舶 活 動 都 會 停 止 。 不 過, 由 溫 度 變 化 造 成 的 極 端 條 件, 則 應 該 與 船 舶 荷 載 組 合。 在 由 風、 水 流 和 波 浪 造成的極端環境情況下應考慮的活荷 載,可參考本手冊第4.5節的指引。 最 大 正 常 活 荷 載, 應 該 與 溫 度 變 化 造 成 的 最 不 利 影 響 組 合, 因 為 這 種 溫 度 變 化 與 熱 帶 風 暴沒有關係。 Unless stated otherwise, the extreme environmental conditions for structures having a design life of 50 years should be taken as those having return periods of 100 years. This is a conservative assumption intended to take account of the occurrence of tropical cyclones and the relatively short periods for which most records are available. Where special circumstances apply, resulting in a shorter or longer design life, the return period should be adjusted accordingly. It should be noted that for an event with a return period of 100 years, there is approximately a 1% chance of occurrence in any one year and approximately an 18%, 40% and 63% chance of occurrence in a 20 year, 50 year and 100 year period respectively. Reference can be made to Section 21.4 of BS 6349:Part 1 (BSI, 1984a) for the method of calculation. In any event, under Hong Kong conditions, where at present the periods of environmental records are relatively short, resulting in some degree of lack of confidence in assessed extremes, the true chance of occurrence may well be underestimated by using the formula. 除另有說明外,否則設計使用期為 50 年 的 結 構, 其 極 端 環 境 情 況 的 重 現 期 應 為 100年。這是一個保守的假設,但卻顧及 了熱帶風暴吹襲的可能性和多方面的記 錄 均 相 對 地 不 足。 若 情 況 特 殊, 採 用 了 不 同 的 設 計 使 用 期, 則 重 現 期 也 應 作 相 應 的 調整。值得留意的是,一個重現期為100 年 的 環 境 情 況, 它 在 任 何 一 年 裏 發 生 的 概 率均為1 ﹪, 而 在20年 、50年 和100年 的 期 限 內 發 生 的 概 率, 則 分 別 約 為 1 8 ﹪、4 0 ﹪ 和 63 ﹪ 。 計 算 方 法 可 參 考 《 BS6349: Part 1 》 (BSI, 1984a) 第21.4節。香港現 有 水 文 氣 象 的 記 錄 時 間 均 較 短, 以 致 估 算 得 的 極 端 值 可 靠 性 並 不 理 想, 因 此, 利 用 上述公式計算出來的實際發生概率很可 能偏低。 4.2.3 Temporary Loading Conditions 4 . 2 . 3 臨時荷載條件 Temporary Loading Conditions are those which arise during construction, towing, installation or the carrying out of unusual but foreseeable operations, such as the application of a test load. For these conditions, a combination of the appropriate dead and maximum temporary loads, together with the associated environmental loads, should be considered. 這是指那些在施工、拖帶、安裝設備 的 過 程 中, 或 在 一 些 不 經 常 出 現 但 可 預 見 的 操 作 過 程 中 產 生 的 荷 載 條 件, 如 進 行 試 驗 時 的 荷 載 條 件。 在 這 種 情 況 下, 應 該 考 慮 恒 載、 最 大 臨 時 荷 載, 以 及 相 應 的 環 境 荷 載 的 組 合 情 況。 臨 時 設 計 荷 載 和 環 境 荷 載, 都 取 決 於 結 構 所 在 的 位 置 以 及 施 工 或 33 Temporary design and environmental conditions should be appropriate for the location, and for the time of year, when the construction or operation will be carried out. 運作的時間。 4.2.4 Accident Loading Conditions 4 . 2 . 4 意外荷載條件 Accident Loading Conditions are those which occur during accidental impact by a vessel. For these conditions, a combination of dead, superimposed dead and hydrostatic loads, soil pressures, live loads and normal environmental loads, together with the appropriate accident berthing load, should be considered. Guidance on accident berthing loads is given later in this Chapter. The above combination is to some extent artificial, as an accident can occur at a time of normal or extreme environmental loading conditions. However, it is not normally necessary to combine accident berthing loads with maximum imposed loads and extreme environmental loads because of the low probability of their simultaneous occurrence. It is not necessary for all marine structures to be designed or checked for accident loading conditions. The need for checking will depend on : 這是指船舶意外撞擊海事結構時, 產 生 的 荷 載 條 件。 在 這 種 情 況 下, 應 考 慮 恒 載 、 附 加 恒 載 、靜水壓力、 土 壓 力 、活荷 載、 正 常 環 境 荷 載, 以 及 適 當 的 船 舶 意 外 靠 泊 力 的 組 合。 本 章 稍 後 會 提 供 計 算 意 外 靠 泊 力 的 指 引。 上 述 荷 載 的 組 合, 只 是 人 為 設 定, 因 為 無 論 是 在 正 常 或 在 極 端 環 境 荷 載 條 件 下, 都 有 可 能 發 生 意 外。 然 而 , 由 於 意 外 靠 泊 力, 最 大 使 用 荷 載 和 極 端 環 境 荷 載 同 時 出 現 的 機 會 很 小, 因 此 一 般 情 況 下 不 必 採 用 這 個 組 合。 並 非 所 有 的 海 事 結構都須設計或檢核在意外荷載條件下 的情況,這取決於﹕ (a) the importance of the structure, (a) 結構的重要性, (b) the location with respect to normal ferry routes and fairways, (b) 與渡輪航線和主航道的相對位置, (c) adverse (c) 結 構 暴 露 在 不 利 環 境 條 件 下 的 程 度, (d) the expected degree of use if the structure is a pier, and (d) 結構的使用頻率(對碼頭而言) , 及 (e) the susceptibility to damage of the type of design used. (e) 採用的設計類型, 是 否 容 易 受 到 損 壞。 Public and ferry piers, except those expected to have a particularly low level of use and in a particularly protected location, should generally be designed or checked for accident loading conditions. For such accident loading conditions, damage to minor structural members which can be readily repaired, and 公 用 和 渡 輪 碼 頭 的 設 計 與 檢 核, 通 常 應 包 括 其 在 意 外 荷 載 條 件 下 的 情 況,只有 當 其 預 計 使 用 率 偏 低, 且 處 於 特 別 安 全 的 位 置 時, 才 可 以 作 例 外 處 理。 如 在 意 外 荷 載 條 件 下 的 損 壞, 只 局 限 於 容 易 修 復 的 次 要 結 構 部 分, 和 諸 如 護 舷 之 類 的 構 件,設 the degree of exposure environmental conditions, to 34 to such items as fenders, can be accepted at the discretion of the designer. 計人員可酌情接納。 4.3 4 . 3 恒載 Dead Loads The dead load is the weight of the structural elements of the structure, including any substructure, piling and superstructure. The weight of the structure is its weight in air. Where parts are wholly, partially or intermittently immersed in water, upthrust on those parts should be calculated separately, as recommended in Section 4.6. 恒 載 是 指 海 事 結 構 構 件 的 重 量, 包 括 所 有 地 基 結 構、 樁 柱 和 上 蓋 結 構。 結 構 的 重 量 是 指 其 在 空 氣 中 的 重 量, 如 果 結 構 的 構 件 全 部、 部 分 或 間 中 浸 在 水 中, 在 這 些 構 件 上 的 浮 力 荷 載 應 獨 立 計 算, 如 本 手 冊 第4.6節所述。 4.4 4 . 4 附加恒載 Superimposed Dead Loads The superimposed dead load is the weight of all materials imposing loads on the structure that are not structural elements, and should include surfacing, fixed equipment, fenders, bollards, handrails, ladders, walkways, stairways, services, fittings and furniture. For all loading conditions, the possibility of any of the superimposed dead loads being removed should be considered. 附加恒載並不源自結構本身 ,而是附 加在結構上的所有物料的重量 ,包括面 層、 固 定 設 備、 護 舷 設 備、繫船柱、欄桿、 爬 梯 、 行 人 道 、樓梯、 管 線 設 施 、配件以 及 機 械 等。 在 考 慮 各 種 荷 載 條 件, 都 要 顧 及部分附加恒載被移走的可能性。 4.5 4 . 5 活荷載 Live Loads The imposed live loads include all loads which the structure has to withstand except dead, superimposed dead, hydrostatic, soil, vessel-imposed and environmental loads and, in the case of concrete structures, loads from such effects as prestress and creep, which are treated separately in other sections. Where appropriate, the imposed live loads should be taken as equal to those defined in, and calculated in accordance with, BS 6399:Part 1 (BSI, 1984b). 活荷載包括了除恒載 、附加恒載、 靜 水 壓 力、 土 壓 力、 船 舶 荷 載 和 環 境 荷 載 以 外, 結 構 所 要 承 受 的 所 有 荷 載。 至 於 混 凝 土 結 構, 更 應 減 去 由 預 應 力 和 徐 變 等 現 象 產 生 的 荷 載, 它 們 將 在 其 他 章 節 中 分 別 論 述。 在 一 般 情 況 下, 活 荷 載 應 按《 B S 6 3 9 9 : P a r t 1》 ( B S I , 1 9 8 4 b ) 的 規 定 取 值 , 並 按其提供的方法計算。 4.5.1 Determination of Imposed Live Loads 4 . 5 . 1 活荷載的確定 The determination of imposed live loads due to normal working operations for various structures should be in accordance with the following. 各類海事結構在正常作業時承受的活 荷載應按下列指引確定﹕ (1) Public Piers. The live load for the main decks of (1)公用碼頭﹕在公用碼頭主要面板上 35 public piers, to include for the movement of pedestrians, hand luggage, ship provisions and temporary stacking, should be taken as 10 kPa. Where access to the pier by vehicles is not physically prevented, the live load should also allow for possible emergency vehicular access by an ambulance, police vehicle and/or fire engine as appropriate and agreed with the relevant authority. The live load for any upper deck should be taken as 5 kPa, and 2.5 kPa for a roof with no general access. 的 活 荷 載, 包 括 行 人、 手 提 行 李、 船 舶 供 應 物 資 和 貨 物 臨 時 堆 存, 應 取 1 0 k P a。對 於 沒 有 圍 欄 阻 擋 車 輛 進 入 的 碼 頭,活荷載 還 應 適 當 地 包 括 由 救 護 車、 警 車 和 滅 火 車 等 在 碼 頭 上 緊 急 停 泊 的 作 用 力, 有 關 數 值 要 得 到 有 關 機 構 的 確 認。 每 塊 上 層 面 板 上 的活荷載都應取5 kPa,至於沒有裝置常 設通道的頂層活荷載應取2.5 kPa。 (2) Ferry Piers. The live loads for pedestrian ferry piers should be no less than those given above for public piers, but should in addition be checked and agreed with the prospective ferry operators. The live loads for vehicular ferry pier waiting areas and ramps will depend on the types of vehicles allowed or expected to use the services, and should be agreed with the prospective ferry operators. (2) 渡 輪 碼 頭 ﹕ 客 運 渡 輪 碼 頭 的 活 荷 載, 不 應 小 於 上 述 用 在 公 用 碼 頭 的 數 值 , 而 且 應 得 到 碼 頭 營 運 者 的 確 認。 汽 車 渡 輪 碼 頭 的 候 船 停 車 場 和 引 橋 上 的 活 荷 載,應 根 據 使 用 碼 頭 的 車 輛 種 類 而 定, 並 應 徵 得 碼頭營運者的確認。 (3) Other Piers. The live loads for other piers should be determined after consultation with the prospective users, taking into account the proposed use, possible cargo storage, cargo handling equipment and vehicular access. (3)其他碼頭﹕其他類型碼頭上的活荷 載, 應 包 括 碼 頭 將 來 使 用 時 可 能 貯 存 的 貨 物、 貨 物 裝 卸 設 備 以 及 車 輛 進 入 時 產 生 的 荷 載, 有 關 數 值 須 與 碼 頭 未 來 營 運 者 商 討 後確定。 (4) Seawalls. Where no specific use has been designated for the area of land to be formed immediately behind a seawall at the time of design, the live load for such land for the design of the seawall should be taken as 10 kPa. Where a specific use has been designated, the live load should be determined taking such use into account, but this load should not be less than 10 kPa. (4)海堤﹕如果在設計時,海堤旁的土 地 用 途 尚 未 明 確, 活 荷 載 應 取 1 0 k P a,如 果 已 訂 明 具 體 用 途, 則 可 以 此 為 根 據 確 定 活荷載的數值,但仍不應小於10 kPa。 4.5.2 Determination of Continuous Live Loads 4 . 5 . 2 持續活荷載的確定 Guidance on the determination of the live load due to continuing operations under extreme environmental conditions from winds, currents and waves, and of the live loads to be used in accident loading conditions referred to in Section 4.2, is given below. 持續活荷載分為兩種﹕一種是在風 、 水流和波浪形成的極端環境條件下仍繼 續 作 業 時 的 活 荷 載;另 一 種 是 在 意 外 荷 載 條件(見第4.2節)下的活荷載。 (1) Live Loads under Extreme Environmental Conditions. The live loads due to continuing operations under extreme environmental conditions from winds, currents and (1)極端環境條件下的活荷載﹕對碼頭 而 言, 在 風、 水 流 和 波 浪 形 成 的 極 端 環 境 條 件 下, 仍 繼 續 作 業 的 活 荷 載, 通 常 可 以 36 waves may be taken as zero for piers unless there is a specific need or requirement for the pier to be used during tropical cyclone conditions, e.g. for emergencies or storage. For seawalls, the maximum live loads on the adjacent land due to continuing operations under extreme environmental conditions should be taken as 50% of the live loads due to normal working operations under normal environmental conditions, unless it can be ensured with reasonable certainty that the land behind the seawall will not be used for the storage or temporary stacking of materials. In this latter case, the live load can be taken as zero. For other structures, the live loads due to continuing operations under extreme environmental conditions should be assessed by the designer. Normal maximum live loads should be considered to apply under extreme environmental conditions relating to temperature variations. 刪 除。 在 特 殊 情 況 下, 如 遇 上 緊 急 事 故 或 貯 存 貨 物, 碼 頭 在 熱 帶 氣 旋 影 響 時 仍 須 繼 續 作 業, 則 屬 例 外。 對 海 堤 而 言, 堤 旁 的 土地在極端環境條件下繼續作業的最大 活 荷 載, 應 取 在 正 常 環 境 條 件 下 正 常 作 業 的 活 荷 載 之 5 0 ﹪。 但 若 可 以 肯 定 海 堤 旁 的 土 地 不 會 用 於 貯 存 或 臨 時 堆 放 物 料,則活 荷載可以刪除 。至於其他類型的海事結 構, 在 極 端 環 境 條 件 下 作 業 的 活 荷 載 應 由 設 計 人 員 估 算。 若 極 端 環 境 條 件 是 因 溫 度 變 化 而 造 成, 則 應 採 用 正 常 情 況 下 的 最 大 活荷載值。 (2) Live Loads under Accident Conditions. The live loads to be used in Accident Loading Conditions for normal structures can be taken as 50% of the live loads due to normal working operations under normal environmental conditions. At the discretion of the designer, this percentage may be reduced to 25% for structures expected to be loaded infrequently, or increased to 75% for structures expected to have particularly heavy usage such as ferry piers on major routes with exceptionally frequent services. (2)意外條件下的活荷載﹕對一般海事 結 構 來 說, 意 外 荷 載 條 件 下 的 活 荷 載,可 以 取 正 常 環 境 條 件 下, 正 常 作 業 活 荷 載 的 5 0 ﹪。 至 於 一 些 不 經 常 加 載 的 結 構,可考 慮 把 百 分 比 降 至 2 5 ﹪; 而 那 些 使 用 率 特 別 高 的 結 構, 例 如 位 於 重 要 航 線 上 而 特 別 繁 忙 的 的 渡 輪 碼 頭, 則 可 把 百 分 比 提 升 至 7 5 ﹪。 4.6 4 . 6 靜水壓力 Hydrostatic Loads When considering the effects of buoyancy, it is preferable to represent the buoyancy and gravitational loads as separately applied loading systems. In this way, the effect of changes in water level can be seen more clearly, and it is possible in limit state design to apply different load factors to dead loads and hydrostatic loads as appropriate. 考慮浮力的作用時,最好是把浮力荷 載和重力荷載分別以兩個獨立的荷載系 統 代 表。 用 這 種 方 法, 可 以 更 清 楚 地 看 到 水 位 變 化 產 生 的 影 響, 而 且 在 應 用 極 限 狀 態 設 計 法 時, 恒 載 和 靜 水 壓 力 也 可 分 別 採 用不同的荷載系數。 4.7 4 . 7 土壓力 Soil Pressures Guidance on the calculation of soil pressures is given in BS 6349:Part 1, Section 6. Reference can also be made to Geoguide 1 (GEO, 1993). 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1》 第 6 節 載 有 計 算 土 壓 力 的 指 引, 也 可 參 考 《 G e o g u i d e 1 》 (GEO, 1993)。 37 For the purposes of calculating soil pressures : (a) 在計算土壓力時﹕ extreme water levels should be derived as described in Section 4.9, (a) 應 按 第 4.9 節 描 述 的 方 法 推 算 極 端 水位, (b) ground pore water pressures should be determined with reference to tidal range, soil permeability, drainage provisions, and any artesian and sub-artesian ground water conditions, and (b) 地下孔隙水壓力應根據潮差、 土 壤 的透水性、排水設施及所有的承 壓、半承壓地下水情況而定,及 (c) (c) 應 考 慮 挖 泥 時 , 超 挖 和 水 流 能會減少被動土壓力。 4.8 allowance should be made for reduced passive resistance due to overdredging or scour. Temperature Variations 刷可 4 . 8 溫度變化 The loads or load effects arising from thermal expansion or contraction of the structure and from temperature gradients in the structure will usually be minor in relation to other loads for marine structures with a maximum length between joints of 50 metres, and need not be considered. 海事結構的冷縮熱脹以及結構內部的 溫 度 梯 度, 都 會 產 生 荷 載 或 荷 載 效 應。若 結 構 的 接 縫 間 距 小 於 5 0 米, 則 產 生 的 荷 載 和 荷 載 效 應 與 其 他 荷 載 相 比 是 很 小 的,可 以不予考慮。 The loads arising from thermal expansion or contraction of the structure for marine structures with a length between joints exceeding 50 metres should be assessed. This is particularly important for piers and similar suspended deck structures where thermal movements of the deck induce loads in the supporting piles. Where no specific information is available concerning the temperatures of the structure at the time of construction, and the extremes expected during the design life of the structure, for design purposes an effective maximum temperature drop of 25°C and an effective maximum temperature rise of 20°C can be assumed for concrete deck structures under extreme environmental conditions. Under normal loading conditions, the effects of temperature variations may be ignored. 倘若結構的接縫間距超過50米,則須 估 算 由 冷 縮 熱 脹 引 起 的 荷 載。 這 對 碼 頭 和 類 似 的 承 台 結 構 尤 為 重 要, 因 為 這 些 結 構 的 面 板 遇 熱 變 形, 會 增 加 承 托 樁 柱 上 的 荷 載。 關 於 建 造 結 構 時 的 溫 度, 及 其 在 設 計 使 用 期 內 可 能 經 受 的 極 端 溫 度, 如 果 沒 有 具 體 的 資 料, 則 可 以 假 設 混 凝 土 樑 板 結 構, 在 極 端 環 境 條 件 下,可能有2 5 ℃ 的 最 大 有 效 溫 降,及 2 0 ℃ 的 最 大 有 效 溫 升。在 正 常 荷 載 條 件 下, 溫 度 變 化 的 影 響 可 略 而 不計。 4.9 4 . 9 潮汐和水位變化 Tides and Water Level Variations Information on tides and the extreme range of still water levels is given in Section 3.4. Such information is 本 手 冊 第 3.4 節 載 有 潮 汐 和 靜 水 位 最 大變化幅度的資料 。這些資料可用來計 38 required for the evaluation of : (a) overtopping, (b) hydrostatic effects, (c) 算﹕ (a) 越堤浪, pressures, including buoyancy soil pressures, and (b) 靜水壓力,包括浮力效應, (c) 土 壓 力 , 及 (d) levels of action of mooring, berthing and wave forces. (d) 船舶靠泊、繫泊和波浪等作用力的 高程。 In addition, the effect of waves and wave run-up should be considered in relation to overtopping and hydrostatic pressures. 另外 ,在確定波浪越頂和靜水壓力 時,還應考慮波浪和波浪上衝的作用。 For structures with a design life of 50 years, for the loading conditions referred to in Section 4.2, maximum still water levels due to tide and surge effects corresponding to the following return periods can be assumed : 設計使用期為50 年的海事結構, 在 第 4.2節論述的荷載條件下,計算因潮汐和 風 暴 潮 增 水 作 用 形 成 的 最 高 水 位 時,可採 用以下重現期﹕ Loading Conditions Normal Extreme Accident Return Period 2 years 100 years 2 years 荷載條件 重現期 正常 極端 意外 2年 100年 2年 For structures where a different design life applies, the return period for extreme loading conditions should be adjusted accordingly. 若結構採用了不同的設計使用期時 , 其極端荷載條件的重現期也應作相應調 整。 The observed lowest levels given in Section 3.4 can be used for Normal and Accident Loading Conditions. For Extreme Loading Conditions, the lowest water level can be assumed to be 0.3 m below the levels given in Section 3.4. For information on tide levels at locations not covered by the tide stations, the Observatory should be consulted. 本 手 冊 第 3.4 節 列 出 的 最 低 觀 測 水 位, 可 用 於 正 常 和 意 外 荷 載 條 件 下。 在 極 端荷載條件下 ,可假設其最低水位比第 3 . 4 節 列 出 的 水 位 低 0 . 3 米。 關 於 潮 汐 觀 測 站 覆 蓋 範 圍 以 外 地 區 的 潮 位 資 料,可向天 文台查詢。 The range of still water level to be considered for Temporary Loading Conditions should be assessed by the designer for each individual case. 臨時荷載條件下靜水位的變化幅度 , 可由設計人員按個別情況進行估算。 Structures should be designed to withstand safely the effects of the extreme range of still water level 結構的設計應能安全地承受在各種荷 載條件下 ,上述極端靜水位所產生的影 39 referred to above for each loading condition. It should be noted that for different types of structure, different loading cases, and different conditions, the critical still water level may be the minimum, maximum or some intermediate level; the full range must be investigated by the designer. 響。 對 於 不 同 類 型 的 結 構 和 不 同 荷 載 條 件, 最 嚴 峻 的 靜 水 位, 可 能 是 最 高 水 位 , 也 可 能 是 最 低 水 位, 或 處 於 兩 者 之 間,所 以設計人員的研究必須涵蓋整個水位變 化幅度。 4.10 Winds 4 . 1 0 風荷載 For the assessment of wind loads on marine structures, for the loading conditions referred to in Section 4.2, the following design wind pressures may be assumed : 按第4.2節論述的荷載條件,評估海事 結 構 上 的 風 荷 載 時, 可 採 用 下 列 設 計 風 壓 力值﹕ Loading Conditions Normal Extreme Accident Design Wind Pressure 1.2 kPa 3.0 kPa 1.2 kPa For Temporary Loading Conditions, the design wind pressure should be assessed by the designer for each individual case, taking into account the following points. (a) 荷載條件 正常 極端 意外 設計風壓力 1.2 kPa 3.0 kPa 1.2 kPa 對於臨時荷載條件下的設計風壓力 , 設 計 人 員 可 以 根 據 個 別 情 況, 考 慮 下 列 因 素而予以確定﹕ The design wind pressure of 1.2 kPa for Normal and Accident Loading Conditions corresponds to a gust of about 44 m/s, which is the maximum gust expected to occur with a mean hourly wind speed of 17 m/s (33 knots). This by definition is the maximum mean hourly wind speed likely to occur while Tropical Cyclone Signal No. 3 is hoisted or within the first few hours of the hoisting of Tropical Cyclone Signal No. 8. The above assumes a gustiness factor (ratio between maximum gust and mean hourly wind speed) of about 2.6, which is not normally exceeded under Hong Kong conditions. For details of gustiness factors, reference may be made to Chen (1975) and Poon (1982). (a) 在正常荷載和意外荷載條件下的設 計 風 壓 力 為 1 . 2 k P a, 相 當 於 速 度 約 為 4 4 m / s 的 陣 風。 這 是 當 平 均 風 速 為17 m/s (33浬) 時,可能出現的 最 高 陣 風。而 1 7 m / s 正 是 三 號 熱 帶 氣旋警告信號懸掛以後,或八號熱 帶氣旋警告信號懸掛後的最初數小 時內,預期出現的最高平均風速 。 以上論述假設了在香港的環境情況 下,陣風系數(最高陣風和平均風 速之間的比率),通常不會超過 2 . 6。 有 關 陣 風 系 數 的 詳 細 資 料 可 參 考Chen (1975) 及Poon (1982)。 (b) The design wind pressure of 3.0 kPa under extreme environmental conditions corresponds to a gust of about 70 m/s (136 knots), which is the maximum gust expected to occur with a (b) 在極端環境條件下的設計風壓力為 3 . 0 k P a, 其 相 對 的 陣 風 速 度 約 為 7 0 m/s (136浬 )。這是香港水域內 , 預計重現期為50年的最高陣風。 40 return period of about 50 years in Hong Kong waters. (c) 4.11 Wind forces on structures and elements of structures should be calculated in accordance with Sections 4 and 5 of BDD (1983). Further guidance may be obtained from CP3 (BSI, 1972), Chapter V, Part 2. Currents (c) 在 結 構 和 結 構 構 件 上 的 風 荷 載 , 可 以按照BDD (1983) 第4節和第5節 論 述 的 方 法 計 算 。《 CP3》 (BSI, 1972) 第 Ⅴ 章 第2 部 分 有 進 一 步 的 指引。 4 . 1 1 水流 Where no detailed information or records are available at a site where a structure is to be located, the design current velocity for Normal, Extreme, Temporary and Accident Loading Conditions may be taken as a constant 1 m/s at a depth of 15 metres below the water surface. Below 15 metres water depth, the current may be ignored. For most locations, particularly within the harbour area, the above will be conservative, as current forces are assumed to act simultaneously with wave and wind forces. For locations near channels such as Kap Shui Mun, Urmston Road, Tolo Channel, Rambler Channel and Lei Yue Mun, where above average currents are encountered, the figure of 1 m/s should not be used without a detailed investigation. Where measurements are available, the designer should assess design current velocities for the various loading conditions. 如果結構座落的地點 ,沒有可供利用 的 詳 細 資 料 或 記 錄, 在 正 常、 極 端、 臨 時 和 意 外 荷 載 條 件 下, 水 面 以 下 直 至 1 5 米 深 處 的 設 計 水 流 速 度 可 以 取 恆 量 1 m / s 。水 深 超 過 1 5 米 處 的 水 流, 可 以 省 略。對於大 多 數 地 點, 特 別 是 在 港 口 區 域 內, 上 述 取 值 比 較 保 守, 因 為 水 流 荷 載 是 假 設 與 波 浪 荷 載 和 風 荷 載 共 同 起 作 用 的。 在 距 離 汲 水 門、 龍 鼓 水 道、 赤 門、 藍 巴 勒 海 峽 和 鯉 魚 門 等 水 道 較 近 的 地 方, 會 出 現 超 過 上 述 速 度 的 水 流, 因 此 未 經 詳 細 調 查, 水 流 速 度 不應取1 m/s。若有可供利用的測量資料 時, 設 計 人 員 應 分 別 評 估 在 各 種 荷 載 條 件 下的設計水流速度。 The direction of the design current for locations where no information or records are available should be determined by the designer. For locations close to the shore, the direction may normally be assumed to be parallel to the shore line. For isolated locations remote from the shore, it should normally be assumed that the design current can occur in all directions. 當無任何資料或記錄可供使用時, 設 計 水 流 方 向 應 由 設 計 人 員 自 行 確 定。如果 位 置 距 海 岸 較 近, 水 流 方 向 可 假 設 為 與 海 岸 線 平 行; 如 果 位 置 距 海 岸 較 遠, 則 通 常 應假設設計水流在任何方向都有可能出 現。 For the assessment of current forces on piles and other parts of structures, for all loading conditions other than for temporary conditions during construction, the area normal to flow should include an allowance for marine growth. Where no other information or site measurements are available, a uniform effective thickness of 100 mm of marine 評估在結構的樁柱和其他部分之水流 力 時, 除 施 工 階 段 外, 水 面 下 面 積 應 包 括 海 洋 附 殖 物 造 成 的 增 量。 若 沒 有 其 他 資 料 或 現 場 測 量 結 果 可 用, 可 假 設 所 有 位 於 平 均 海 平 面 以 下 的 結 構 表 面 上, 都 長 有 有 效 厚度為100毫米的海洋附殖物。 41 growth for all surfaces below mean sea level can be assumed. Loads imposed by currents on marine structures may be classified as either drag forces parallel to the flow direction, or cross-flow forces transverse to the flow direction. Current drag forces are principally steady; the oscillatory component is only significant when its frequency approaches the natural frequency of the structure. Cross-flow forces are entirely oscillatory for bodies symmetrically presented to the flow. 由水流產生在海事結構上的荷載, 可 分為平行於水流方向的水流力和垂直於 水 流 方 向 的 橫 向 力。 水 流 力 大 致 上 是 穩 定 的, 其 振 動 分 力 只 在 振 動 頻 率 接 近 結 構 本 身 的 振 動 頻 率 時, 才 有 顯 著 的 影 響。 若 結 構 構 件 對 稱 地 經 受 水 流 力 作 用 的 時 候,便 只有振動性的橫向水流力產生。 4.11.1 4 . 1 1 . 1 穩定水流力 Steady Drag Forces Steady drag forces can be calculated using the formula given in Section 38.2 of BS 6349:Part 1. For the assessment of drag coefficients for circular cylinders, the values corresponding to moderate marine growth should be used unless special circumstances apply. 穩 定 水 流 力 可 以 利 用 《BS6349: Part 1》第38.2節列出的公式計算。除非在特 殊 的 情 況 下, 否 則 估 算 在 圓 柱 形 構 件 上 的 水 流 力 系 數 時, 應 假 設 構 件 已 長 有 中 量 海 洋附殖物。 4.11.2 4 . 1 1 . 2 水流引起的振動 Flow-induced Oscillations Notes on flow induced oscillations for piles are given in Section 38.3 of BS 6349:Part 1. During construction, restraint should be provided to pile heads immediately after driving to prevent the possibility of oscillation in the cantilever mode. For completed structures in Hong Kong conditions, in typical water depths and with the types of pile normally used, it is not usually necessary to check critical flow velocities. Checks should be made for structures in particularly deep water where slender piles are being considered, and at locations where high design current velocities apply. 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1 》第 3 8 . 3 節 載 述 了 水 流 在 樁 柱 引 起 的 振 動。 在 施 工 期 間, 應 該 在 打 入 樁 柱 以 後 立 即 限 制 樁 頭 移 動,以避 免樁柱可能會因水流作用而產生懸臂樑 式 的 振 動。 在 香 港 的 環 境 情 況 下, 完 成 了 的 海 事 結 構, 若 採 納 了 常 用 的 樁 柱 類 型 , 且 在 典 型 的 水 深 情 況 下, 通 常 不 須 檢 核 臨 界 流 速。 當 考 慮 在 深 水 結 構 中, 使 用 細 長 的 樁 柱, 又 或 結 構 位 於 高 設 計 流 速 的 地 方 時,則應該檢核臨界流速。 4.12 Waves 4 . 1 2 波浪 4.12.1 4 . 1 2 . 1 概述 General Wave loads on a structure are dynamic in nature, but when the design wave period is much higher than the structure's fundamental period, as will be the case for the vast majority of structures covered by this 作 用 在 海 事 結 構 上 的 波 浪 荷 載, 其 性 質 是 動 態 的, 但 當 設 計 波 浪 周 期 遠 遠 超 過 結 構 固 有 周 期 時, 這 種 動 態 荷 載 可 以 用 它 們 的 靜 態 等 效 荷 載 來 代 表, 本 手 冊 內 絕 大 42 Manual, these loads may be adequately represented by their static equivalents. Dynamic responses and vibrations are covered in Section 4.16. The crest of any design wave should be positioned relative to a structure such that the wave forces have their maximum effect on the structure. It should be noted that the maximum stress in elements of the structure may occur for wave positions, directions and periods other than those causing the maximum force on the structure. 多 數 的 海 事 結 構 正 是 這 樣。第 4 . 1 6 節 論 述 有 關 動 態 反 應 和 振 動。 設 計 波 峰 應 該 設 在 波 浪 力 對 結 構 影 響 最 大 的 位 置 上。但要留 意 的 是, 波 浪 在 結 構 構 件 內 產 生 最 大 應 力 時 的 相 位、 波 向 和 周 期, 可 能 與 其 在 整 體 結構上產生最大波浪力時不同。 4.12.2 4 . 1 2 . 2 設計波浪參數 Design Wave Parameters Design wave parameters depend very much on the design life and return period, which have to be assessed for each individual structure. Design life is the intended useful life of the structure taking into account, amongst other things, changes in circumstances and operational practices which may make the structure redundant. Return period may vary according to the consequence of failure, availability of data and financial considerations. 設計波浪參數 ,很大程度上取決於設 計 使 用 期 和 重 現 期, 故 此, 對 於 不 同 的 海 事 結 構, 這 兩 個 設 計 值 都 會 經 過 獨 立 評 估 才 確 定。 設 計 使 用 期 是 指 設 計 結 構 時,為 它 所 訂 定 的 有 效 使 用 年 期, 期 間 考 慮 的 眾 多 因 素 中, 應 包 括 環 境 的 變 遷 和 作 業 方 式 的 改 變, 它 們 可 以 令 結 構 變 得 再 無 使 用 價 值。 重 現 期 則 可 因 結 構 損 毀 的 後 果、 資 料 的多寡和經濟方面的考慮而不同。 As a guide, for extreme environmental conditions for a structure having a design life of 50 years, (except for rubble structures which are covered in Section 9.2), the design wave for the assessment of wave loads should be taken as the average of the highest 1% of all waves (H1), which is approximately equal to 1.67 times the significant wave height, having a return period of 100 years. For structures with different design lives, the return period should be adjusted accordingly. 評估極端環境條件下的波浪荷載時 , 若 海 事 結 構 的 設 計 使 用 期 為 5 0 年,其設計 波浪應該取重現期為100 年之最大 1﹪ 波 浪 的 波 高 平 均 值 ( H 1 ), (堆石結構除外, 此 種 結 構 將 在 第9 . 2 節 論 述 ) , 這 約 為 有 效 波 高 的 1 . 6 7 倍。 對 於 採 用 了 不 同 設 計 使 用 期 的 結 構, 重 現 期 也 應 作 相 應 的 調 整。 The design wave for normal and accident loading conditions, for the assessment of wave loads, should be taken as the average of the highest 1% of all waves corresponding to a mean hourly wind speed of 17 m/s, or the equivalent wind speed adjusted for duration, as appropriate for the fetch being considered. The reason for selecting this particular mean hourly wind speed is given in Section 4.10. Where, for the particular location and direction being considered, the mean hourly wind speed for a 5 year return period from Tables 6 to 9 is less than 17 m/s, a reduced mean hourly wind speed equal to this figure may be used in place of 17 m/s. For Temporary Loading Conditions, 評 估 波 浪 荷 載 時, 正 常 荷 載 和 意 外 荷 載 條 件 下 的 設 計 波 浪, 可 以 用 一 小 時 平 均 風速為17 m/s 時產生的最大 1﹪波浪的 波 高 平 均 值, 或 者 採 用 按 歷 時 調 整 得 出 的 等 效 風 速, 在 有 關 風 區 長 度 所 產 生 的 最 大 1﹪波浪的波高平均值。第4.10節 已 提 及 選取這個特定的平均風速的原因。在表 6 至表9,某些地點和方向的5年重現期平 均 風 速 是 低 於1 7 m / s , 在 這 情 況 下 , 可 以 採 用 這 個 較 小 的 平 均 風 速 代 替 17 m / s 。 在 臨 時 荷 載 條 件 下, 設 計 人 員 應 評 估 在 每 種 情 況 下 的 波 浪 參 數, 其 中 應 考 慮 預測的一小時平均風速或其等效值的影 43 the designer should assess the design wave parameters for each situation, taking into account the likely mean hourly wind speed or its equivalent expected to be experienced. 響。 Wave loading due to swells should be checked in the design, particularly for structures exposed to the South China Sea. For Normal and Accident Loading Conditions, swells having a return period of five years can be used in the design. A return period of 100 years should be used for Extreme Loading Conditions. 設計時也應驗算由湧浪引起的波浪荷 載, 對 於 那 些 直 接 受 南 海 影 響 的 海 事 結 構, 這 尤 為 重 要。 在 正 常 荷 載 和 意 外 荷 載 條 件 下, 設 計 可 以 採 用 重 現 期 為 五 年 的 湧 浪。 在 極 端 荷 載 條 件 下,重 現 期 則 應 取 1 0 0 年。 4.12.3 4 . 1 2 . 3 平均最大波高的計算 Calculation of Average Maximum Wave Height The designer may, in some cases, choose to adopt the average maximum wave height for extreme environmental conditions. Information on the method of calculation of average maximum wave height is given in Section 3.3. The ratio between the average maximum wave height and significant wave height depends on the number of waves in the design event, as follows : Number of Waves 200 400 600 1000 2000 4000 Ratio 1.72 1.81 1.87 1.94 2.02 2.11 In each case, the number of waves to be considered in the design event, and the resulting ratio between the average maximum wave height to be used for design and the significant wave height, must be decided by the designer. As a guide, the ratio should be within the range 1.8 to 2.0, which corresponds to a number of waves between about 400 and 2000. Normally, the average maximum wave height may be taken as 1.9 times the significant wave height. This corresponds to about 750 waves in the design event which, with an assumed average period of five seconds (typical for 在某些情況下 ,設計人員可以選用極 端 環 境 條 件 下 的 平 均 最 大 波 高。 本 手 冊 第 3.3節載述了計算平均最大波高的方法 。 平 均 最 大 波 高 和 有 效 波 高 的 比 值,取決於 設計狀況中的波數,如下所示: 波浪數目 200 400 600 1000 2000 4000 比率 1.72 1.81 1.87 1.94 2.02 2.11 在每一種情況 ,設計時考慮的波浪數 目, 以 及 要 採 用 的 平 均 最 大 波 高 與 有 效 波 高 的 比 值, 都 必 須 由 設 計 人 員 確 定。 可 供 參 考 的 是, 這 個 比 值 應 該 在 1 . 8 至 2 . 0 的 範 圍內 , 其 相 應 的 波 數 為 400 至 2000 。 通 常,平均最大波高可以取有效波高的 1.9 倍,這對應於波浪數目約為750的設計狀 況,並假設了平均周期為5秒(在香港一 些 較 受 掩 護 的 地 區, 這 是 典 型 的 周 期 ), 亦對應於歷時為剛剛超過一小時的設計 狀 況 或 風 暴。 在 設 計 時, 平 均 最 大 波 浪 與 44 relatively protected locations in Hong Kong), in turn corresponds to a duration of the design event or storm of just over one hour. For design purposes, the wave period corresponding to the average maximum wave height may be taken to be equal to the significant wave period. 有效波浪具有相同的周期。 It should be noted that, although the average maximum wave height is close to being the most probable value of the maximum wave height, by definition the actual maximum wave height is quite likely to exceed the average maximum wave height. As an example, using the probability formula given in Section 27.3.2 of BS 6349:Part 1, for a group of 750 waves there is about a 22% probability of the maximum wave height exceeding 2.0 times the significant wave height and about a 10% probability of it exceeding 2.1 times the significant wave height. 應該留意的是 ,雖然平均最大波高與 最 可 能 出 現 的 最 大 波 高 值 很 接 近,但實際 上最大波高很有可能超過平均最大波 高。例如,利用《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1 》第 2 7 . 3 . 2 節 列 出 的 概 率 公 式, 可 得 出 在 一 個 波 數 為 750的波群裏,其最大波高超出有效波高 2 . 0 倍 的 概 率 為 2 2 ﹪, 而 超 出 有 效 波 高 2 . 1 倍的概率則為10﹪。 4.12.4 4 . 1 2 . 4 受水深限制的情況 Depth-limited Situations For comments on breaking and non-breaking waves in relation to the range of water levels to be considered, reference should be made to Section 3.3. It should be noted that, for some structures, the design wave will be 'depth-limited' and the design wave parameters will not correspond to those referred to above for the various loading conditions. For these situations, particular care should be taken with the design, as the structure will be subject to breaking waves and will be more likely to have to withstand many waves similar in magnitude to the design wave during its design life. For depth-limited designs, the design wave height will be dependent on the water depth at the structure, but the full range of possible periods should be investigated before determining the design wave period. As an upper bound, under depth-limited conditions, the design wave period may be taken to be the period of the design wave referred to above for the loading condition being considered, assuming the conditions are not depth-limited. 關於破碎波和非破碎波在不同水位時 的 情 況 , 可 以 參 閱 本 手 冊 第3 . 3 節 。 應 該 留 意 的 是, 有 些 海 事 結 構 的 設 計 波 浪 會 受 到 水 深 限 制, 在 各 種 荷 載 條 件 下 的 設 計 波 浪 參 數, 都 會 和 以 上 章 節 所 載 述 的 不 同 。 這 時, 設 計 便 應 特 別 小 心, 因 為 這 些 結 構 在其設計使用期內 ,要承受破碎波的作 用, 且 極 有 可 能 遭 受 許 多 與 設 計 波 浪 類 似 的 波 浪 襲 擊。 在 被 水 深 限 制 的 設 計 裏,設 計 波 高 會 與 結 構 前 的 水 深 有 關, 在 確 定 設 計 波 浪 周 期 以 前, 應 研 究 所 有 可 能 出 現 的 波 浪 周 期 的 影 響。 在 受 水 深 限 制 的 環 境 , 各 種 荷 載 條 件 下 的 設 計 波 浪 周 期 上 限,可 取 自 以 上 章 節 載 述 的 方 法, 假 設 不 受 水 深 限制時所得的數值。 45 4.12.5 Calculation of Wave Forces in General 4 . 1 2 . 5 一般波浪力的計算 Guidance on the calculation of wave forces is given in Section 39.4 of BS 6349:Part 1 and Chapter 7, Section III of the Shore Protection Manual (SPM) (CERC, 1984). Reference may also be made to Tomlinson (1987) for wave forces on piles and to Bruun (1981) for wave forces on vertical walls. As for current loads in Section 4.11, allowance should be made in calculations for the build-up of marine growth on the structures. 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1 》第 3 9 . 4 節 和《 S h o r e Protection Manual》(下稱《SPM》 ) (CERC, 1984) 第七章第 3節, 載 有 關 於 計 算 波 浪 力 的 指 引。 計 算 在 樁 柱 上 和 直 立 牆 上 的 波 浪 力 時, 也 可 參 考 T o m l i n s o n (1987) 和Bruun (1981)。跟第4.11節 中 介 紹 的 水 流 荷 載 的 計 算 一 樣, 計 算 波 浪 力 時也應考慮結構上海洋附殖物的影響。 Notes on when to use reflection theory, diffraction theory and Morison's equation for the assessment of wave loads are given in Section 39.4.1 of BS 6349:Part 1. For the range of structure width to wavelength where diffraction theory applies, it is suggested that calculations are carried out separately for reflective conditions and using Morison's equation, and a weighted average used for the design wave load. For some structures, it will be necessary to separate the structure into different elements and apply different theories to different elements in order to assess the total wave load on the structure. For a normal pier consisting of a relatively open concrete deck with timber fenders suspended on piles, the deck should be considered to consist of a solid concrete deck edge, with effective depth to be assessed by the designer, for which reflective conditions will apply if the deck length is sufficient. Below this solid concrete deck edge, wave loads on the piles and fenders should be assessed separately using Morison's equation. It should normally be assumed that maximum wave forces on the deck edge, front piles and fenders can occur simultaneously. However, it should be noted that maximum wave forces will not occur simultaneously at all piles in a pile bent. 《BS6349: Part 1 》第39.4.1節說明了 在 計 算 波 浪 荷 載 時, 反 射 定 律、 繞 射 定 律 和 M o r i s o n 方 程 的 適 用 範 圍。 當 結 構 寬 度 與波長之間的比值在繞射定律適用的範 圍 內 時, 建 議 分 別 利 用 M o r i s o n 方 程 和 反 射 理 論 計 算, 然 後 再 用 加 權 平 均 數 求 出 設 計 波 浪 荷 載。 在 某 些 情 況 下, 須 將 整 個 結 構 分 解 成 不 同 的 部 分, 分 別 採 用 不 同 的 理 論, 以 便 估 算 作 用 在 結 構 上 的 總 波 浪 荷 載。 對 於 一 個 由 樁 基 混 凝 土 面 板 結 構 組 成 的 普 通 碼 頭, 如 果 在 樁 上 懸 掛 有 護 木,則 面 板 可 以 視 為 一 整 片 實 體 面 板 的 邊 緣,其 所 處 位 置 的 有 效 深 度 由 設 計 人 員 評 估,若 面 板 有 足 夠 的 長 度, 應 按 反 射 理 論 計 算 。 在 這 個 實 體 混 凝 土 面 板 邊 緣 下 面,作用在 樁柱和護木上的波浪荷載應分別用 M o r i s o n 公 式 計 算。 通 常 可 以 假 設 作 用 在 面 板 邊 緣、 前 排 樁 和 護 木 上 的 最 大 波 浪 荷 載 同 時 發 生。 但 應 注 意 的 是, 最 大 波 浪 荷 載不會同時在一個樁群裏的所有樁上出 現。 4.12.6 4 . 1 2 . 6 反射情況下的波浪力 Wave Forces for Reflective Conditions For reflective conditions, the method of calculation of wave forces given in Section 39.4.2 of BS 6349:Part 1 may be used for breaking and nonbreaking waves, but care should be taken to cater for possible high local wave pressures if breaking waves apply. For non-breaking waves, the method of 在 反 射 情 況 下, 可 以 用《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1》第39.4.2 節載述的方法來計算破碎波 和 非 破 碎 波 的 波 浪 力。 但 在 計 算 破 碎 波 的 作 用 時, 應 特 別 注 意 可 能 出 現 較 大 的 局 部 波浪壓力 。 若 是 非 破 碎 波, 則 可 使 用 《SPM》第7 - 161頁至7 - 180頁載述的 46 calculation given in pages 7-161 to 7-180 of the SPM may be used as an alternative. For the situation referred to above, with a solid concrete deck edge suspended on piles, it is conservative to assume that the pressure distribution will be the same as that for a solid vertical wall replacing the piles, and to use either of the methods given above, allowing for a rubble foundation in place of the piles under the deck, see Figure 23(a) of BS 6349:Part 1 and Figure 7-98 of the SPM. For background information on the development of the formulae given in Section 39.4.2 of BS 6349:Part 1 for the calculation of wave forces for reflective conditions, reference may be made to Goda (1974). These formulae were developed experimentally for both breaking and non-breaking waves, and calibrated with prototype breakwaters. From the information and conclusions given by Goda (1974), it is suggested that Minikin's method for the assessment of wave forces under reflective conditions for breaking waves, as given in pages 7-181 to 7-192 of the SPM, should not normally be used for long vertical-face structures, as the predicted wave pressures appear generally to be far larger than those measured. However, Minikin's method may still be used as an upper bound check on : 計 算 方 法。 如 果 遇 到 上 面 提 到 的 情 況,即 樁 基 上 有 實 體 混 凝 土 面 板 的 結 構,稍為保 守的方法 ,是假設作用在其上的壓力分 佈, 與 作 用 在 以 實 體 直 牆 代 替 樁 柱 時 相 同, 及 用 堆 石 地 基 代 替 面 板 下 的 樁 基,然 後 採 用 上 述 兩 種 方 法 其 中 之 一 計 算,這方 面 可 參 考 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1》 圖 2 3 ( a ) 和 《SPM》圖7 - 98。 關於《BS6349: Part 1 》第39.4.2節載 述 在 反 射 條 件 下, 計 算 波 浪 力 的 公 式,可 參 閱 G o d a ( 1 9 7 4 ) 的 背 景 資 料。 這 些 公 式 是 通 過 對 破 碎 波 和 非 破 碎 波 的 實 驗,並經 過原型防波堤的驗證得出的。按照 Goda ( 1 9 7 4 ) 提 供 的 資 料 和 結 論 , 《 S P M 》第 7 - 181頁至7 - 192頁載述的在反射條件下 計算破碎波波浪力的Minikin法,一般不 宜 應 用 在 具 有 較 長 垂 直 立 面 的 結 構,因為 其估算所得的波浪壓力通常遠遠大於實 測值。然而,Minikin法仍可為以下各項 校核提供上限值﹕ (a) 破碎波在特別重要的結構上產生的 波浪力, (a) wave forces from breaking waves for particularly critical structures, (b) local wave pressures, and (c) for structures of intermediate width, where diffraction theory applies and both reflection formulae and the use of Morison's equation will be required, as explained above. (b) 局部波壓力,及 (c) 具 有 中 等 寬 度 的 結 構 , 正 如 前 面 所 說,在應用繞射定律時,須要同時 利 用 反 射 公 式 和 Morison 公 式 計 算。 4 . 1 2 . 7 用M o r i s o n 公式計算波浪力 4.12.7 Wave Forces Using Morison's Equation For the assessment of wave forces on piles and other elements or structures which extend from water level to sea-bed level, the method of calculation given in pages 7-101 to 7-160 of the SPM based on 計算在樁柱上 ,及其他由水面伸延至 海 床 的 結 構 或 結 構 構 件 上 的 波 浪 力,可以 使用《SPM》第7 - 101頁至7 - 160頁列 出 基 於 M o r i s o n 公 式 的 計 算 方 法。 計 算 只 有 部 分 在 水 下 的 結 構 或 結 構 構 件,比如護 木 和 靠 船 墩 樁 帽 上 的 波 浪 荷 載 時,建議使 47 Morison's equation may be used. For the assessment of wave loads on elements or structures such as timber fenders and dolphin pile caps which do not fully extend from water level to sea-bed level, the following methods are suggested : (a) Maximum total wave force, assuming the element or structure extends fully from water level to sea-bed level, can be assessed as above from Figures 7-76 to 7-83 of the SPM. (b) The degree of predominance of inertia/drag force components can be determined by assessing separately maximum total inertia and drag forces using Figures 7-71 and 7-72 of the SPM and comparing these forces with the maximum total wave force assessed above. The degree of predominance can be checked using the criteria given in Section 39.4.4 of BS 6349:Part 1 relating the width of the submerged part of the element or structure to the orbit width of the water particles at the surface. (c) The maximum total wave force on the element or structure, as a percentage of the maximum total wave force assuming the element or structure extends fully from water level to seabed level, can be estimated from Figures 9 to 20. Figures 9 and 10 give the variation of maximum wave force with depth, from 0.4 d above still water level to sea-bed level, where d is the depth from still water level to sea bed level, for inertia and drag components, and have been prepared for linear (Airy) wave theory using equations 7.25 and 7.26 from the SPM. Figures 11 to 20 give the variation of the percentage of total maximum wave force with depth, from water level to sea bed level, for inertia and drag components, and have been prepared directly from Figures 9 and 10. In each case, sets of curves are given for five different water levels from 0.4 d above still water level to still water level. The maximum wave crest elevation above still water level can be assessed from Figure 7-69 of the SPM. The actual water level at the 用下面的方法﹕ (a) 假設結構或結構構件從水面完全伸 至海床,最大的總波浪力可以按照 上文提到的方法,根據《SPM》 圖 7-76至圖7-83估算。 (b) 慣性力 拖曳力分量的重要程度可 以用下面的方法確定 ,先利用 《SPM》圖7 -71和圖7 - 72分別計 算總慣性力和拖曳力,然後與前面 估算出來的最大總波浪力相比較 。 其 重 要 程 度 可 以 利 用 《 BS6349: P a r t 1 》第 3 9 . 4 . 4 節 載 述 的 標 準 進 行 檢驗,該標準與結構或結構構件水 下部分的寬度和水面水質點運動軌 跡的寬度所成的比例有關。 (c) 在 結 構 或 結 構 構 件 上 的 最 大 總 波 浪 力,與在假設完全從水面延伸至海 床的結構或結構構件上的最大總波 浪 力 的 百 分 比, 可 以 利 用 圖 9 至 圖 2 0 估算出來 。圖 9和 圖10 分 別 顯 示 波 浪慣性力和拖曳力由靜水位以上 0.4d 至 海 床 的 變 化 情 況( d 是 從 靜 水位至海床的深度),它們是根據 線 性 波 理 論 ( A i r y ) 利 用 《 S P M 》的 方程7.25和方程 7.26繪製的。圖 11 至圖20顯示波浪總慣性力和波浪總 拖曳力的百分比,由水面至海床的 變 化 情 況 , 它 們 是 根 據 圖9 和圖 10 繪出的。每幅圖都顯示出從靜水位 以上0.4d 至靜水位的五個不同水位 的曲線。最大波峰超出靜水位的高 度,可以利用《 SPM》圖 7 - 69 估 算。結構或結構構件上的實際水 位,可以根據下面的假設估算, 即 慣性力佔 100﹪ 時 對 應 的 是 結 構 或 結構構件上的靜水位,而拖曳力佔 100﹪ 時 對 應 的 是 結 構 或 結 構 構 件 上的最大波峰位。 48 element or structure can be estimated on the assumption that 100% inertia force predominance corresponds to still water level at the element or structure, and 100% drag force predominance corresponds to maximum wave crest level at the element or structure. (d) The actual maximum total wave force on the element or structure can be calculated by multiplying the maximum total wave force assessed in (a) above by the percentage estimated in (c) above. It should be noted that this method is only approximate, the major limitation being that the total wave loads are based on Dean's stream-function theory and the distribution of wave load with depth is based on linear (Airy) wave theory. Figure 7-75 of the SPM give details of the regions of validity of various wave theories and can be used to assess the degree of non-linearity of a wave. It is particularly important when assessing wave forces for suspended deck structures, where reflective conditions may apply for one part and Morison's equation for another part of the structure, to check wave forces for different still water levels. The critical still water level for wave loads on different elements of the structure will not always be the same, and will not always correspond to the critical water level for wave loads for the structure as a whole. It should be noted that the formulae given in Section 39.4.4 of BS 6349:Part 1 for the calculation of wave forces using Morison's equation are derived from linear (Airy) wave theory, and it is recommended that these formulae are not directly used for the calculation of wave forces without first checking that this theory applies for the situation being considered. This point is covered by pages 7-101 to 7-112 of the SPM. For suggested values of inertia and drag coefficients, reference may be made to Figure 24 and Table 5 of BS 6349:Part 1. It is recommended that the values corresponding to moderate marine growth in (d) 作用在結構或結構構件上的實際最 大總波浪力可以利用 ( a ) 中估算 出的最大總波浪力與 ( c ) 中估算出 來的百分比相乘求得。應該留意的 是,這種方法只能求得近似值, 因 為 以 上 總 波 浪 力 的 計 算 是 以 Dean 的流函數理論為基礎的,而波浪力 隨水深的變化是以線性波理論 ( A i r y ) 為 基 礎 的 。《 S P M 》圖 7 - 7 5 詳細地顯示了各種波浪理論的適用 範圍,它也可以用來評估波浪的非 線性程度。 估 算 在 承 台 結 構 上 的 波 浪 力 時, 有 可 能 出 現 一 部 分 結 構 要 應 用 反 射 理 論,而另 一 部 分 要 採 用 M o r i s o n 公 式 的 情 況, 這 時 尤其重要的是要驗算不同靜水位下的波 浪力 。計算結構不同部位上的波浪荷載 時, 影 響 最 嚴 重 的 靜 水 位 並 不 一 定 都 相 同, 也 不 一 定 與 對 整 個 結 構 產 生 最 大 波 浪 力的水位一致。 應 該 留 意 的 是 ,《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1 》第 39.4.4 節 列 出 利 用 Morison 方 程 來 計 算 波 浪 力 的 公 式, 是 由 線 性 波 理 論 ( A i r y ) 推 導 出 來 的, 因 此, 在 未 檢 核 線 性 波 理 論 是 否 適 用 以 前, 這 些 公 式 不 應 被 用 來 計 算 波 浪力,這一點在《SPM》 第7 - 101頁至7 - 112頁已有論及。 《BS6349: Part 1》圖24和表5載有建 議 使 用 的 慣 性 力 系 數 和 拖 曳 力 系 數。除特 殊 情 況 外, 建 議 選 用 圖 2 4 中 屬 於 中 量 海 洋 附殖物的值。 49 Figure 24 are used unless special circumstances apply. 4 . 1 2 . 8 波浪浮托力 4.12.8 前 述 的 參 考 文 獻, 並 未 有 論 及 承 台 結 構 所 承 受 的 波 浪 浮 托 力。 對 於 一 塊 底 面 高 於 靜 水 位 的 面 板, 浮 托 力 的 特 點 是 在 波 峰 出 現 時 壓 力 較 大, 而 持 續 時 間 較 短; 隨 後 壓 力 逐 漸 變 小, 而 持 續 時 間 較 長, 初 時 為 正 壓 力, 後 來 變 為 負 壓 力。 在 沒 有 其 他 可 利 用 的 資 料 時, 對 於 那 些 在 開 敞 水 域 中 的 一般結構和斜坡式塊石護面海堤前面的 較 寬 結 構, 如 果 靜 水 位 有 可 能 出 現 與 面 板 底 高 程 接 近 的 情 況 時, 面 板 設 計 便 應 考 慮 一 個 平 均 分 佈 的 浮 托 力 和 下 拽 力( 與 最 大 波 高 的 一 半 相 對 應 ), 同 時 還 伴 隨 一 個 附 加 浮 托 力,( 該 浮 托 力 與 平 均 最 大 波 高 相 對 應 ), 其 範 圍 寬 一 米 及 與 波 鋒 平 行。對 於那些位於斜坡式塊石護面海堤前面較 窄( 寬 度 小 於 2 0 米 ) 的 結 構、 直 立 式 海 堤 前 面 的 結 構, 以 及 在 特 別 開 敞 水 域 的 結 構, 上 文 提 到 的 波 浪 壓 力 計 算 方 法 可 能 並 不 足 夠, 設 計 人 員 應 作 進 一 步 研 究。 如 有 可 能, 應 進 行 模 型 試 驗。 關 於 波 浪 浮 托 力 的 其 他 資 料 , 可 參 考 French (1979) 及 Hydraulic Research Station (1971a 及 b)。 Wave Uplift Pressures The standard references given above do not cover wave uplift pressures on suspended deck structures in any detail. For a deck whose soffit is above still water level, uplift pressures are characterised by an initial peak pressure of relatively high magnitude but short duration, followed by a relatively slowly varying uplift pressure of lower magnitude but of considerable duration, and which is first positive and then negative. Where no other information is available, for normal structures in open water and for wide structures fronting sloping rock-armoured seawalls, where it is possible for still water level to coincide approximately with the deck soffit level, the deck should be designed for a uniform uplift and down drag pressure corresponding to one half of the maximum wave height, with an additional uplift pressure corresponding to the average maximum wave height covering a one metre wide strip parallel to the wave front. For narrow structures (width less than 20 metres) fronting sloping rock-armoured seawalls, for all structures fronting vertical seawalls, and for structures in particularly exposed locations, the above wave pressures may not be adequate for design, and further research should be carried out by the designer. If possible, model studies should be carried out. For additional information on wave uplift pressures, reference may be made to French (1979), and the Hydraulic Research Station (1971a & b). 4 . 1 3 靠泊 4.13 Berthing 4 . 1 3 . 1 概述 4.13.1 在船舶靠泊過程中,船舶和靠泊結構 之 間 會 產 生 荷 載。 這 一 荷 載 從 船 與 結 構 開 始 接 觸 時, 一 直 持 續 到 船 舶 完 全 停 止。荷 載的大小不僅取決於船舶的大小和速 度, 同 時 也 取 決 於 結 構 本 身 的 特 性, 包 括 其護舷設備及結構在被撞時的彈性表 現。 General In the course of berthing, loads will be generated between the vessel and the berthing structure from the moment at which contact is first made until the vessel is finally brought to rest. The magnitude of the loads will depend, not only on the size and velocity of the vessel, but also on the nature of the structure, including any fendering, and the degree of resilience it presents under impact. 傳遞到結構上的靠泊荷載,包括垂直 50 Berthing loads transmitted to a structure comprise impact loads normal to the berthing face and friction loads parallel to the berthing face. The impact load normal to the berthing face depends upon the berthing energy and the load/deflection characteristics of the vessel, structure and fender system. The design friction load parallel to the berthing face should be taken as the coefficient of friction between the two faces in contact multiplied by the maximum design impact load. Guidance on this coefficient is given in Table 3 of BS 6349:Part 4 (BSI, 1985a). 於靠泊面的撞擊荷載和平行於靠泊面的 摩 擦 荷 載。 撞 擊 荷 載 強 弱, 取 決 於 靠 泊 時 船 舶 具 有 的 能 量 和 船 舶、 結 構 及 護 舷 系 統 的 荷 載 變 位 特 性。 設 計 摩 擦 荷 載, 應 為 接觸面間的摩擦系數乘以最大設計撞擊 荷 載。《 B S 6 3 4 9 : P a r t 4 》 ( B S I , 1 9 9 4 ) 表 3提供了關於選擇摩擦系數的指引。 4 . 1 3 . 2 吸收能量的估算 4.13.2 Assessment of Energy to Be Absorbed A method of assessing the total amount of energy to the absorbed, either by the fender system alone or by a combination of the fender system and the structure itself for a structure with some flexibility, is given in Section 4.7 of BS 6349:Part 4. For this assessment, the eccentricity coefficient can normally be taken as 0.5, the softness coefficient as 1.0, and the berth configuration coefficient as 0.8 and 1.0 for a solid quay wall and open piled jetty respectively. The design velocity of the vessel normal to the berth depends on the vessel size and type, frequency of arrival, possible constraints on movement approaching the berth, and wave, current and wind conditions likely to be encountered at berthing. Where no other information is available, for the Normal Loading Conditions referred to in Section 4.2, the following transverse velocities may be used as a guide : Vessel Displacement Transverse Velocity Under 100 t 100 to 200 t 200 to 500 t 500 to 1500 t 0.40 m/s 0.35 m/s 0.30 m/s 0.25 m/s The transverse velocities suggested above relate to structures located at sites with normal exposure to environmental conditions without excessive frequency of use, and assume that berthing may continue after the raising of Tropical Cyclone Signal No. 3, and for the 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 4》 第 4 . 7 節 載 述 了 估 算 被 吸 收 能 量 總 額 的 方 法, 這 些 能 量 可 能 被 護 舷 系 統 獨 立 吸 收, 也 可 能 被 護 舷 系 統 和 具 有 彈 性 的 結 構 共 同 吸 收。 在 估 算 時 , 偏 心 系 數 通 常 可 取 0.5 , 柔 度 系 數 可 取 1.0,靠泊實體裝卸堤和透空式樁基突堤 的 形 狀 系 數 可 分 別 取 0 . 8 和 1 . 0。 船 舶 的 設 計 靠 泊 速 度 決 定 於 船 舶 種 類 和 大 小、船舶 到 岸 的 頻 率、 船 舶 接 近 碼 頭 時 的 操 作 情 況, 以 及 在 靠 泊 時 可 能 出 現 的 波 浪、 水 流 和 風 等 環 境 條 件。 當 沒 有 其 他 可 用 資 料 時,在第4.2節提到的正常荷載條件下 , 可採用下列橫向速度 : 船舶的排水量 橫向速道 100 100 200 500 0.40 0.35 0.30 0.25 t 以下 至 200 t 至 500 t 至 1500 t m/s m/s m/s m/s 以上列出的橫向速度 ,適用於暴露在 一 般 環 境 條 件 下, 且 使 用 率 正 常 的 結 構 , 同時還假設在三號熱帶氣旋信號懸掛以 後, 及 八 號 熱 帶 氣 旋 信 號 懸 掛 後 的 最 初 數 小 時 內, 船 舶 的 靠 泊 作 業 未 因 而 中 止。如 要 採 納 這 些 速 度 作 詳 細 設 計, 應 先 徵 詢 海 事處、其他使用者或渡輪公司。 51 first few hours after the raising of Tropical Cyclone Signal No. 8. Before any velocity is finally adopted for detailed design, advice should be sought from the Director of Marine and other users or ferry operators as appropriate. For Accident Loading Conditions, general comments are given in Section 4.2.4. The vessel displacement and transverse velocity for such conditions must be decided by the designer for the individual structure being considered, but as a general rule the total energy to be absorbed for accident loading should be at least 50% greater than for normal loading. For particularly critical structures or for structures with expected heavy use and exposure, this may need to be increased to 100%. 第4.2.4節已論述了意外荷載條件, 在 這 種 條 件 下 的 船 舶 排 水 量 和 橫 向 速 度,必 須 由 設 計 人 員 根 據 結 構 具 體 情 況 確 定。但 是, 一 般 在 意 外 荷 載 條 件 下, 須 吸 收 的 總 能量 ,至小應比正常荷載條件下高出 50 ﹪, 而 對 特 別 重 要, 或 使 用 率 高、 暴 露 程 度 較 大 的 結 構, 所 要 吸 收 的 能 量 可 能 要 比 正常荷載條件下高出100﹪。 4 . 1 3 . 3 靠泊反力 4.13.3 Berthing Reactions Berthing reactions to be taken by the structure can be assessed from the manufacturer's reaction/deformation/energy curves once the type of fender to be used has been determined. For information on types of fenders, see BS 6349:Part 4, Quinn (1972) and manufacturers' catalogues. The ultimate energy capacity of each fender should in general be at least 50% greater than that calculated for normal loading conditions to allow for accidental occurrences such as vessel engine failure, breaking of mooring or towing lines, sudden changes of wind or current conditions, and human error. Because of the non-linear energy/deflection and reaction/deflection characteristics of most fender systems, the effects of both normal and abnormal impacts on the fender system and berth structures should be examined. 在確定護舷類型後,便可根據生產商 提 供 的 反 力 變 形 能 量 曲 線, 估 算 結 構 對靠泊的反作用力 。有關護舷類型的資 料,可查閱《BS6349: Part 4 》,Quinn ( 1 9 7 2 ) 和 生 產 商 的 產 品 目 錄。一般來說, 護 舷 所 能 承 受 的 最 大 能 量, 至 少 應 比 正 常 荷 載 條 件 下 計 算 出 來 的 要 求 高 出 5 0 ﹪,以 顧 及 船 舶 發 動 機 故 障、 繫 泊 纜 繩 或 牽 引 纜 繩 斷 裂、 風 或 海 浪 條 件 突 然 變 化, 以 及 人 為 失 誤 等 意 外 事 故 的 發 生。 由 於 大 多 數 護 舷系統在能量 變位和反力 變位的關 係 都 是 非 線 性 的, 因 此 在 護 舷 系 統 和 靠 泊 結 構 上 的 撞 擊, 無 論 是 正 常 或 非 正 常 的 , 其影響都應加以檢驗。 4 . 1 4 繫泊 4.14 Mooring Mooring loads comprise those loads imposed on a structure by a vessel tied up alongside, both through contact between the vessel and structure or its fendering system, and through tension in mooring ropes. These loads are principally caused by winds and 繫泊荷載是由停靠在海事結構旁的船 舶 施 加 到 結 構 上, 包 括 通 過 船 舶 與 結 構 或 其 護 舷 系 統 的 直 接 接 觸, 和 通 過 纜 繩 的 張 拉 而 產 生 的 荷 載。 它 們 主 要 由 風 和 水 流 引 起, 而 在 較 開 敞 水 域, 也 會 由 波 浪 引 起 。 對 於 本 手 冊 涉 及 的 普 通 海 事 結 構,和較小 的船隻(排水量少於1500公噸), 通 常 不 52 currents and, in more exposed locations, by waves. For the normal structures covered by this Manual and the relatively small vessels considered for berthing (displacement generally less than 1500 t), it is not usually necessary to carry out specific calculations to determine the probable maximum mooring loads, as these loads generally will not be critical for structural design. Mooring bollard locations and normal maximum working loads should be agreed with the Director of Marine, user departments and the ferry operators as appropriate. For Normal Loading Conditions, mooring loads may be assumed to be equal to the normal maximum bollard working loads. Allowance should be made for the mooring lines not being horizontal; if no other information is available, a maximum angle to the horizontal of 30° (up and down) may be assumed. The direction of each mooring load should be taken as that having the most adverse effect on the structure, and in general it should be assumed that all mooring loads on a structure can act simultaneously. Because of the relatively small vessels considered for berthing, the loads imposed on a structure by direct contact between the vessel and the structure, or its fendering system, need not be considered for Normal Loading Conditions, as these will usually be minor in relation to the combined effects of other imposed loads such as those from winds, currents, waves and berthing. Where it is considered necessary to calculate the forces acting on moored vessels in order to check bollard loads or loads imposed directly by vessels on a structure, reference may be made to BS 6349:Parts 1 & 4, Quinn (1972) and Bruun (1981). 須 估 算 其 可 能 出 現 的 最 大 繫 泊 荷 載,因為 這些荷載一般對所設計的結構並不構成 嚴重影響。 確定繫船柱的位置和正常最大工作荷 載 前, 應 先 徵 詢 海 事 處、 使 用 部 門 和 渡 輪 公 司。 在 正 常 荷 載 條 件 下, 可 以 假 設 繫 泊 荷載與繫船柱的正常最大工作荷載相 同。 須 考 慮 繫 船 纜 繩 並 非 水 平 的 情 況;如 果 沒 有 其 他 可 用 資 料 時, 可 以 假 設 纜 繩 與 水 平 面 的 最 大 夾 角 為3 0 o ( 可 在 水 平 面 以 上, 也 可 在 水 平 面 以 下 ), 而 每 一 個 繫 泊 荷載都應假設在對結構產生最不利影響 的 方 向。 一 般 來 說, 應 該 假 設 在 結 構 上 的 所有繫泊荷載,都可能同時出現。 如 果 靠 泊 船 隻 相 對 較 小, 則 船 舶 與 結 構或護舷系統發生直接接觸而作用於結 構 上 的 荷 載, 在 正 常 荷 載 條 件 下 不 須 考 慮, 因 為 這 些 荷 載 與 由 風、 水 流、 波 浪 和 靠 泊 所 產 生 的 綜 合 荷 載 效 應, 相 比 是 很 小 的。 在某些情況下 ,須計算作用在已繫泊 的 船 舶 上 的 荷 載, 以 便 檢 驗 繫 船 柱 上 的 荷 載 和 直 接 在 結 構 上 的 荷 載, 這 方 面 可 參 考 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1 》及《 B S 6 3 4 9 : P a r t 4 》、 Quinn (1972) 和Bruun (1981)。 4 . 1 5 地震 4.15 Earthquakes For the marine structures covered by this Manual, seismic forces in Hong Kong can be assumed to be minor in relation to the combined effects of other 與其他荷載的綜合效應比較 ,香港地 震 力 對 本 手 冊 涉 及 的 海 事 結 構 的 影 響,可 說 十 分 輕 微, 因 此, 縱 使 未 有 經 過 驗 算 , 也可以假設這些結構能抵受地震力的作 用。GCO (1991) 載有關於地震情況的資 料。 53 imposed loads, and it can be assumed that these structures can adequately withstand such forces without a specific check. Further information on seismicity may be obtained from GCO (1991). 4 . 1 6 位移和振動 4.16 Movements and Vibrations For guidance on movements and vibrations, reference may be made to Section 47 of BS 6349:Part 1. For the marine structures covered by this Manual and the relatively shallow-water depths normally applying, movement and vibration problems should not be expected and usually can be effectively ignored. Movements between different parts of structures, and between new and existing structures, should be assessed in the usual way in order to fix joint sizes and locations. Where vessel berthing occurs, movements of flexible and even relatively inflexible structures can be important in assisting with energy absorption. 關於位移和振動方面的指引 ,可參考 《BS6349: Part 1 》第47節。本手冊內提 及 的 海 事 結 構 如 果 位 於 較 淺 水 域,位移和 振 動 的 問 題 通 常 不 會 出 現, 因 而 可 以 不 予 考 慮。 結 構 不 同 部 分 之 間 和 新 舊 結 構 之 間 的 位 移, 應 根 據 常 用 的 方 法 估 算, 以 便 確 定接縫的大小和位置。船舶靠泊時 ,柔 性、 甚 至 柔 性 相 對 地 較 低 的 結 構 的 位 移 , 都是吸收能量的重要因素。 54 55 地基設計 5. DESIGN OF FOUNDATIONS 5. 5.1 5 . 1 概述 Introduction This Chapter gives guidance on the design of foundations for marine structures and covers such aspects as site investigation, soil properties and foundations. The structural design of piles is covered by Chapter 6. Guidance on the design of sheet piled, gravity and rubble structures is given in Chapters 7, 8 and 9 respectively, although many comments in this Chapter apply also to these types of structures. 本章為海事結構的地基設計提供指 引, 內 容 包 括 現 場 勘 測、 土 壤 特 性 及 地 基 等。 樁 柱 結 構 的 設 計, 將 在 第 六 章 論 述 。 第 七、 八 及 九 章 載 有 關 於 板 樁 結 構、 重 力 式 結 構 及 堆 石 防 波 堤 結 構 的 設 計 指 引;本 章部分內容亦適用於這些海事結構。 The structure and its foundation should be designed so that, during its intended life, foundation displacements and movements are kept within the limits that the structure can tolerate without affecting its structural integrity and functional capability. Consideration of the interaction between structure and soil, and the need to limit foundation movements, may determine the most suitable type of structure for a particular location. The performance of the structure and the sea bed should be considered together. BS 8004 (BSI, 1986) relates to the foundations of buildings and general engineering structures, but many of the recommendations are equally applicable to marine structures. One particularly important aspect to be investigated for foundations for marine structures relates to the stability of the adjacent sea bed under wave and current action, and the possibility of scour and undermining. It is also necessary to check the overall stability of marine structures against potential shear failure in the supporting ground. 結構及其地基設計,應使其在設計使 用 期 內, 地 基 位 移 保 持 在 容 許 的 限 度 內 , 不 會 影 響 結 構 的 完 整 性 和 使 用 功 能。結構 和 海 床 的 特 性, 結 構 和 土 壤 的 相 互 作 用 , 及 限 制 地 基 位 移 等 因 素, 會 決 定 某 一 特 定 場 地 的 最 適 當 結 構 類 型。 《 B S 8 0 0 4 》( B S I , 1986) 論 述 了 建 築 物 和 一 般 工 程 結 構 的 地 基, 其 中 很 多 建 議 也 同 樣 適 用 於 海 事 結 構。 考 慮 海 事 結 構 的 地 基 時, 須 特 別 評 估 其附近的海床在波浪和水流作用下的穩 定 性, 和 可 能 出 現 的 水 流 刷 與 淘 空。同 時, 還 要 檢 查 海 事 結 構 的 承 載 地 基, 在 防 止潛在的剪切破壞方面的總體穩定性。 It is recommended that global factors of safety should be used when designing foundations for marine works. Loads used should be unfactored values covered by Chapter 4, with no allowance for partial safety factors. When considering the interaction between structure and soil, all of the appropriate loading conditions described in Section 4.2 should be examined. If it is expected that other loading conditions could be critical, they should also be investigated. Guidance on factors of safety is given in Section 5.4 for piled foundations and in later sections 設 計 海 事 結 構 的 地 基 時, 建 議 使 用 綜 合 的 安 全 系 數。 所 用 荷 載 應 為 第 四 章 所 述 的 基 本 荷 載 值, 毋 須 加 上 分 項 安 全 系 數 。 在 考 慮 結 構 和 土 壤 的 相 互 作 用 時,須檢視 第4.2節所述的所有適用荷載條件。 如 果 認 為 其 他 某 些 荷 載 條 件 也 有 嚴 重 影 響,則 這 些 荷 載 條 件 亦 應 予 以 考 慮。 第 5 . 4 節 載 有 關 於 樁 柱 地 基 安 全 系 數 的 指 引,而後面 的章節會論述其它類型的地基。 56 for other types of foundations. 5.2 Site Investigations 5 . 2 現場勘測 Reference should be made to Geoguide 2 (GCO, 1987) for guidance on good site investigation practice and Geoguide 3 (GCO, 1988) for guidance on description of rocks and soils in Hong Kong. Chapter 14 of Geoguide 2, which covers ground investigations over water, is particularly relevant, together with Sections 10.7.7 and 33.3. Further guidance relevant to marine situations is given in Section 49 of BS 6349:Part 1 (BSI, 1984a). 《Geoguide 2》 (GCO, 1987) 提供了現 場勘測工作的指引,而《 Geoguide 3》 (GCO, 1988) 描述了香港的岩石和土壤 特 性。 它 們 都 可 作 為 現 場 勘 測 的 參 考,其 中 《 G e o g u i d e 2》 第 1 4 章 、 第 1 0 . 7 . 7 節 及 3 3 . 3 節 論 述 水 上 地 質 勘 測, 尤 為 適 用 。 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1》 ( B S I , 1 9 8 4 a ) 第 4 9 節也載有適用於海事工程的指引。 5.3 5 . 3 地質特性 Properties of the Ground Information on average properties for preliminary design and the selection of parameters for working design is given in Chapter 50 of BS 6349:Part 1. Further guidance on the properties of the ground in relation to various structures is given in BS 8004 (BSI, 1986). 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1》 第 5 0 章 載 有 一 般 的 土 質 特 性, 可 用 於 初 步 設 計, 此 外 也 有 選 擇 實 質 設 計 參 數 的 有 關 資 料 。 《BS8004》 (BSI, 1986) 提供和各種結 構有關的土質特性的具體指引。 5.4 5 . 4 樁柱地基 Piled Foundations Guidance on the design of piled foundations is given in BS 8004 and Tomlinson (1987). Sections 6.12.4, 6.12.5, 6.12.6, 6.12.8 and 6.12.12 of BS 6349:Part 2 (BSI, 1988) are also relevant. 《BS8004》 和Tomlinson (1987) 載 有 設 計 樁 柱 地 基 的 指 引 。《 B S 6 3 4 9 : P a r t 2 》 (BSI, 1988) 第 6.12.4 、 6.12.5 、 6 . 1 2 . 6、6 . 1 2 . 8 和 6 . 1 2 . 1 2 節 也 有 適 用 的 指 引。 For any pile, the working load should be not greater than the ultimate bearing or pull-out capacity, as appropriate, divided by a factor of safety. Wherever possible and practical, ultimate bearing or pullout capacities should be assessed from loading tests. Where ultimate bearing or pullout capacities have been assessed from a number of loading tests, a global factor of safety of 2.0 is recommended. Where only one or a small number of loading tests has been carried out, an increase in the factor of safety should be considered. Where no loading test has been carried out, and ultimate bearing or pullout capacity has been assessed from application of a dynamic driving 任何樁柱的工作荷載 ,均不應超過極 限承壓力或極限抗拔力除以安全系數所 得 的 值。 如 有 可 能,應 通 過 荷 載 試 驗,確 定 其 極 限 承 壓 力 和 極 限 抗 拔 力。 如 極 限 承 壓力和極限抗拔力根據大量荷載試驗而 訂 定 , 建 議 綜 合 安 全 系 數 取2 . 0 ; 如 只 根 據 一 個, 或 少 數 荷 載 試 驗 訂 定, 則 應 將 安 全 系 數 提 高; 如 未 有 進 行 任 何 荷 載 試 驗 , 而 是 通 過 動 態 打 樁 公 式、 應 力 波 分 析、土 壤 試 驗 或 綜 合 應 用 這 些 方 法 來 訂 定,則建 議綜合安全系數取3.0。如覆打時發現阻 力 減 少, 或 未 運 用 上 述 綜 合 方 法, 或 得 出 不一致的結果,均應將安全系數提高。 57 formula, use of stress wave analysis, soil tests, or combination of these, a global factor of safety of 3.0 is recommended. Where reduced resistance has been found during redriving, or where no combination referred to above has been used, or where inconsistent results have been found, an increase in the factor of safety should be considered. The working load for a pile may be taken as the maximum of the computed axial bearing and pullout loads for the various loading conditions referred to in Section 4.2 multiplied by the following factors: Loading Condition Normal Extreme Temporary Accident Factor 1.00 0.80 0.80 0.75 採 用 第 4 . 2 節 提 到 的 各 種 荷 載 條 件 ,算 出的最大軸向承壓力和抗拔力再乘以以 下系數後,可作為樁柱的工作荷載。 荷載條件 正常 極端 臨時 意外 系數 1.00 0.80 0.80 0.75 It should be noted that the above factors imply an acceptable level of overstress compared with normal conditions of 25% for extreme and temporary conditions and 33.3% for accident conditions. 應 用 上 述 系 數 時, 其 實 是 容 許 一 定 程 度 的 超 載。 與 正 常 荷 載 條 件 相 比, 在 極 端 和 臨 時 荷 載 條 件 下, 容 許 的 超 載 為 2 5 ﹪ ; 在意外荷載下,則為33.3﹪。 There are a number of definitions for the ultimate capacity of piles. However, for a loading test carried out in accordance with the General Specification for Civil Engineering Works (Hong Kong Government, 1992a), the ultimate bearing or pullout capacity of a pile may be taken as the maximum test load for which the permanent settlement or upward movement, on completion of the load test, is D/50 or 8 mm, whichever is the lesser, where D is the diameter of a circular pile or the least dimension of a rectangular pile. 樁柱的極限承壓力,可有不同定義 。 然 而, 若 按 照《 G e n e r a l S p e c i f i c a t i o n f o r C i v i l E n g i n e e r i n g W o r k s 》( H o n g K o n g Government, 1992a) 進行荷載試驗,則 樁 柱 的 極 限 承 壓 力 或 極 限 抗 拔 力,可界定 為 最 大 試 驗 荷 載; 該 荷 載 使 試 驗 結 束 後 的 永 久 沉 降 或 向 上 位 移 為 D / 5 0 或 8 毫 米,取 其 最 小 值, 其 中 D 代 表 圓 樁 的 直 徑 或 方 樁 的最小尺寸。 58 59 承台結構的設計 6. DESIGN OF SUSPENDED DECK STRUCTURES 6. 6.1 6 . 1 概述 Introduction This Chapter gives guidance on the design of suspended deck structures, including dolphins. It covers structures of concrete, steel and a combination of these materials. The design of sheet pile and gravity structures located immediately behind marginal quays, and of rubble mound structures located under marginal quays, is covered in Chapter 7, 8 and 9 respectively. Comments on general design methods are given in Section 6.10 of BS 6349:Part 2 (BSI, 1988). Particular note should be taken of Clause 6.10.3.1 of BS 6349:Part 2, which relates to the distribution of transverse loads. 6.2 Load Combinations and Factors 本章提供設計承台式碼頭結構的指 引, 靠 船 墩 的 設 計 也 包 括 在 內。 其 中 涉 及 混 凝 土 結 構、 鋼 結 構 及 此 類 材 料 的 混 合 結 構。 順 岸 式 碼 頭 後 的 板 樁 和 重 力 式 結 構 的 設 計, 及 順 岸 式 碼 頭 下 面 的 堆 石 結 構 的 設 計,分別在第七、八及九章論述。 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 2 》( B S I , 1 9 8 8 ) 第 6 . 1 0 節載有一般的設計方法。應特別注意 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 2》 第 6 . 1 0 . 3 . 1 節 , 此 節 論述橫向荷載的分佈。 6 . 2 荷載組合與系數 The structure should be designed to resist all combinations of loads which may realistically be assumed to act on the structure simultaneously, either directly on the superstructure or indirectly via the piles. As a minimum, the load cases referred to in Section 4.2 should be considered. Guidance on nominal loads for both limit state and working stress design methods are given in Sections 4.3 to 4.16. 結構的設計,應能承受可能同時作用 的 所 有 荷 載 組 合, 包 括 直 接 作 用 在 上 蓋 結 構 與 間 接 經 樁 柱 傳 送 的 荷 載。 第 4 . 2 節 提 到 的 荷 載 組 合 可 視 為 最 低 的 設 計 標 準。第 4.3節至4.16 節載有關於極限狀態設計法 和許用應力設計法的額定荷載的指引。 For limit state design, it is recommended that the load factors given in Clause 6.11.4.2 of BS 6349:Part 2 are adopted. It is suggested that, for Accident Loading Conditions (see Section 4.2.4), the partial load factors given in Table 2 of BS 6349:Part 2 for Extreme Loading Conditions (Section 4.2.2) should be used. 應用極限狀態設計法時,建議採用 《BS6349: Part 2 》 第6.11.4.2節列出的 荷 載 系 數。 在 意 外 荷 載 條 件 下( 見 第 4 . 2 . 4 節 ) , 建 議 採 用 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 2》 表 2 列 出 相 當 於 極 端 荷 載 條 件( 見 第 4.2.2 節)的分項荷載系數。 For working stress design, under Extreme and Temporary Loading Conditions (Sections 4.2.2 and 4.2.3), it is suggested that normal permissible working stresses may be increased by 25%; under Accident Loading Conditions, an allowable increase of 33.3% is 應 用 許 用 應 力 設 計 法 時, 則 建 議 在 極 端 和 臨 時 荷 載 條 件 下 ( 見 第 4.2.2 節 和 4 . 2 . 3 節 ) , 一 般 容 許 應 力 可 提 高2 5 ﹪ ; 在 意 外 荷 載 條 件 下, 可 提 高 3 3 . 3 ﹪。 詳 情 可 參 閱《 B S 6 3 4 9 : P a r t 2 》第 6 . 1 1 . 4 . 3 節。 60 suggested. Reference is made to Section 6.11.4.3 of BS 6349:Part 2. For all loading conditions other than Accident Loading Conditions, the partial safety factors for materials given in Table 2.2 of BS 8110:Part 1 (BSI, 1985a) should be used. For accident loading conditions, the factors for concrete in flexure, and for steel reinforcement, may be reduced from 1.5 to 1.3 and from 1.15 to 1.0 respectively. 除意外荷載條件外,所有荷載條件均 應使用《BS8110: Part 1 》 (BSI, 1985a) 表2.2列出的材料分項安全系數。在意外 荷 載 條 件 下, 受 彎 混 凝 土 和 鋼 筋 的 系 數 可 分別由1.5減為1.3及由1.15減為1.0。 6 . 3 上蓋結構 6.3 Superstructure It is recommended that BS 8110:Part 1 should form the basis for the design of concrete deck structures, using the partial load factors referred to in Section 6.2. For steel deck structures, the use of BS 449:Part 2 (BSI, 1969) is recommended, with increased permissible stresses for certain loading conditions as suggested in Section 6.2. 混 凝 土 面 板 結 構 的 設 計 , 應 以 《BS8110: Part 1 》 為依據,並應使用第 6.2節所述的分項荷載系數 。鋼面板結構 的 設 計,建 議 採 用《 B S 4 4 9 : P a r t 2 》( B S I , 1 9 6 9 ) 的 標 準 , 並 在 某 些 荷 載 條 件 下 ,如 第6.2節所述,提高容許應力。 6 . 4 樁柱 6.4 Piles For general comments on the design of piles, see Section 6.12 of BS 6349:Part 2. It is recommended that limit state design is used for concrete piles, and working stress design for steel piles, as for concrete and steel deck structures in Section 6.3 above, using similar load factors and increased permissible stresses as appropriate. 有 關 樁 柱 的 設 計 概 述 見《 B S 6 3 4 9 : P a r t 2》 第6.12節。樁柱的設計方法,應與第 6.3節所述混凝土與鋼面板結構相同, 即 採 用 相 同 的 荷 載 系 數, 用 極 限 狀 態 設 計 法 設 計 混 凝 土 樁, 和 採 用 較 高 的 容 許 應 力 , 用許用應力設計法設計鋼樁。 6 . 5 耐久性 6.5 Durability 6 . 5 . 1 鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土 6.5.1 Reinforced and Prestressed Concrete General requirements for reinforced or prestressed concrete can be found in Section 11.4. Compliance with the bar spacing rules given in Section 3.12.11 of BS 8110:Part 1 will generally ensure that, for the most severe combination of loads under the serviceability limit state, crack widths anywhere in a concrete structure will be limited to a maximum of 0.3 mm. For concrete within the 關於鋼筋混凝土或預應力鋼筋混凝土 的一般要求見第11.4節。 若 按 照 《 B S 8 1 1 0 : P a r t 1》 第 3 . 1 2 . 1 1 節 的 規 定 佈 筋, 則 在 耐 久 性 極 限 狀 態 的 最 大 荷 載 組 合 下, 混 凝 土 結 構 任 何 部 位 的 最 大 裂 縫 寬 度 , 一 般 不 會 超 過0 . 3 毫 米 。 位 於 水 位 變 動 和 浪 濺 區 的 混 凝 土, 在 典 型 的 平 均 荷 載 長 期 作 用 下, 裂 縫 寬 度 應 限 制 在 0.1毫米。長期作用在結構各構件上的典 61 intertidal and splash zones, it is recommended that crack widths under typical average long term loading conditions should be limited to 0.1 mm. The typical average long term loading conditions for each element of a structure will depend on the type of structure and its use, and must be assessed by the designer for each case. As a guide, for the normal types of suspended deck structure covered by this Manual, typical average long term loading should cover full dead and superimposed dead loads, combined with 50 to 75% of full live loads, using nominal or characteristic loads in each case. Normally, berthing, mooring, wind and wave loads need not be considered, because of their relatively short duration. For the assessment of crack widths, reference can be made to Section 3.8 of BS 8110:Part 2 (BSI, 1985b). 型 平 均 荷 載, 與 結 構 型 式 及 其 用 途 有 關 , 須 由 設 計 人 員 按 個 別 情 況 估 算。 對 於 本 手 冊 提 到 的 一 般 承 台 式 結 構, 典 型 的 長 久 平 均 荷 載 應 包 括 恒 載, 附 加 恒 載 及 5 0 ﹪ 到 7 5 ﹪ 的 活 荷 載, 按 情 況 採 用 額 定 荷 載 或 特 徵 荷 載。 靠 泊 力、 繫 泊 力、 風 荷 載 和 波 浪 荷 載 的 作 用 時 間 相 對 較 短, 因 此 通 常 都 無 須 考慮 。至於裂縫寬度的評估 ,可參考 《BS8110: Part 2》 (BSI, 1985b) 第3.8 節。 6 . 5 . 2 鋼結構 6.5.2 Steelwork Guidance on corrosion protection and allowance for metal losses can be found in Chapter 11. 有關銹蝕防護和預留銹蝕量的指引 , 載於第11章。 62 63 7. DESIGN STRUCTURES 7.1 OF SHEET PILED General General information on the design of sheet piled structures is given in Section 51 of BS 6349:Part 1 (BSI, 1984a), and information on the design of sheet piled walls in quay and jetty construction is given in Section 4 of BS 6349:Part 2 (BSI,1988). Reference may also be made to GCO (1990) and to BS 8002 (BSI, 1994c). 7. 板樁結構的設計 7 . 1 概述 《BS6349: Part 1 》(BSI, 1984a) 第51 節, 載 有 關 於 設 計 板 樁 結 構 的 常 用 資 料 ; 《BS6349: Part 2》(BSI,1988) 第4節, 載有關於設計板樁裝卸堤和突堤的資 料。此外,還可參考GCO (1990) 和 《BS8002》(BSI, 1994c) 。 7 . 2 銹蝕防護 7.2 Corrosion Protection For steel sheet piled structures, the basic comments regarding corrosion loss and protection given in Section 11.5.2 for steel suspended deck structures apply. Full corrosion protection is recommended above sea bed level for normal permanent structures. For temporary structures, with a design life not greater than ten years, where there is no corrosion protection, an allowance for corrosion loss of 0.5 mm/year per surface is suggested for the zone between sea bed level and Chart Datum. Above Chart Datum, full corrosion protection is strongly recommended, even for temporary structures. 第 11.5.2節 論 述 鋼 板 承 台 式 結 構 的 銹 蝕 損 壞 及 其 防 護, 該 部 分 亦 同 樣 適 用 於 板 樁 結 構。 至 於 一 般 的 永 久 性 結 構, 海 床 以 上 的 部 分 應 進 行 全 銹 蝕 防 護。 無 銹 蝕 防 護 而 設 計 使 用 期 不 超 過 十 年 的 臨 時 結 構,建 議在海床和海圖基準面之間部分的預留 銹蝕量為每面每年0.5毫米 。海圖基準面 以 上 部 分, 建 議 進 行 全 銹 蝕 防 護, 即 使 是 臨時結構,也不例外。 64 65 重力式結構的設計 8. DESIGN OF GRAVITY STRUCTURES 8. 8.1 8 . 1 概述 General Information on the design of gravity walls in quay and jetty construction is given in Section 5 of BS 6349:Part 2 (BSI, 1988). Reference may also be made to ISE (1951), which is currently under revision as BS 8002 (BSI, 1994c), and Geoguide 1 (GEO, 1993). Certain aspects of the design of concrete blockwork walls, which are the most commonly constructed gravity structures in Hong Kong, are expanded upon in this Chapter. 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 2》 ( B S I , 1 9 8 8 ) 第 5 節載述了設計重力式裝卸堤和突堤的資 料 。 此 外 , 亦 可 參 考 《 BS8002 》 (BSI, 1 9 9 4 c ) 和《 G e o g u i d e 1 》( G E O , 1 9 9 3 ) 。 本 章 闡 述 香 港 最 常 用 的 重 力 式 結 構,混凝 土方塊牆的設計要點。 8.2 8 . 2 混凝土方塊牆 Concrete Blockwork Walls 8.2.1 General 8 . 2 . 1 概述 Whenever possible, checks against soil shear failure should be based on ground investigation in accordance with Geoguide 2 (GCO, 1987) and tests on construction materials. 進行土壤抗剪切破壞驗算時 ,應盡可 能 參 照 按《 G e o g u i d e 2 》( G C O , 1 9 8 7 ) 完 成 的 地 質 勘 測 資 料, 和 施 工 材 料 的 試 驗 結 果。 Where soil properties have been tested in accordance with Geoguide 2, minimum factors of safety against soil shear failure of 1.3 for Normal Loading Conditions and 1.2 for Extreme Loading Conditions are recommended. For overturning, under Normal Loading, a factor of safety of 2.0 is recommended provided that the resultant is within the middle third of the base width for the interface between the blocks and the rubble foundation when transient loads are ignored. For the interface between the blocks, the resultant force may lie within the middle half. For Extreme Loading, the resultant may fall outside the middle third provided the minimum factor of safety against overturning is 1.5. Recommended minimum factors of safety against sliding of the base, or at horizontal block interfaces, are 1.75 for Normal Loading and 1.5 for Extreme Loading Conditions. 如 果 根 據 《 G e o g u i d e 2》 進 行 了 土 壤 特 性 試 驗, 建 議 在 正 常 荷 載 條 件 下, 土 壤 抗剪切破壞的最低安全系數取1.3; 在 極 端荷載條件下 ,最低安全系數取1.2。 驗 核 在 正 常 荷 載 條 件 下 抗 傾 覆 情 況 時,若省 略 瞬 時 荷 載 後, 方 塊 和 堆 石 基 床 交 界 處 的 合 力 作 用 點, 落 在 地 基 寬 度 中 間 三 分 之 一 範圍內,建議安全系數取 2.0。各方塊層 間 的 合 力 作 用 點, 可 落 在 中 間 二 分 之 一 範 圍 內。 在 極 端 荷 載 條 件 下, 合 力 作 用 點 可 以 落 在 中 間 三 分 之 一 範 圍 以 外, 但 這 時 最 小抗傾覆安全系數須取1.5 。方塊牆的底 部 或 方 塊 層 間 的 水 平 交 界 處, 在 正 常 荷 載 條 件 下 的 抗 滑 動 安 全 系 數,建議取1 . 7 5 ; 在極端荷載條件下,則取1.5。 For information on coefficients of friction, to supplement that given in Sections 5.3.1.4 and 5.4.8.5 of BS 6349:Part 2, see Table 7-16 of the Shore 《 BS6349: Part 2》 第 5.3.1.4 節 和 5.4.8.5 節 載 有 關 於 摩 擦 系 數 方 面 的 資 料 ; 《 Shore Protection Manual 》 66 Protection Manual (CERC,1984) and Appendix B, Part 3, of Bruun (1981). For friction between two precast concrete blocks and between a precast concrete block and a levelled rubble foundation, a coefficient of friction of 0.6 is suggested. (CERC,1984) 表7 - 16 和Bruun (1981) 第三部分附錄B也有補充資料。預製混凝 土 方 塊 之 間, 及 預 製 混 凝 土 方 塊 和 整 平 過 的堆石基床之間的摩擦系數建議取0.6。 For guidance on the stability against wave attack of rubble foundations for concrete blockwork walls, reference should be made to Chapter 9. 關於混凝土方塊牆的堆石基床在波浪 擊下的穩定性問題,可參考第九章。 8.2.2 Ground Water Levels and Profiles 8 . 2 . 2 地下水的水位和分佈 The situation with a wave trough at the seawall combined with the expected range of still water level should be investigated for both Normal and Extreme Loading Conditions. The ground water level immediately behind the concrete block seawall can be assumed to be the same as still water level. The ground water profile in the fill behind the seawall should be assessed, taking into account expected fill permeability, tidal lag and the flow of surface or subsoil water from landward sources. As a guide, for normal conditions, where the land behind the seawall is not paved and where the fill is highly variable, a ground water profile rising from behind the seawall at a slope of one vertical to two horizontal to a level of 0.5 m above MHHW is suggested; for extreme conditions, a slope of one vertical to one horizontal rising to ground level is considered reasonable. 有關正常和極端荷載條件下的查驗 , 均 須 包 括 海 堤 處 於 波 谷 位 置, 而 遇 上 任 何 可 能 出 現 的 靜 水 位 時 的 情 況。 緊 接 混 凝 土 方塊海堤後面的地下水位則可假定與靜 水 位 相 同。 估 量 海 堤 後 回 填 土 的 地 下 水 位 時, 要 預 計 回 填 土 的 透 水 性、 潮 汐 滯 後 時 間、 地 表 徑 流 和 陸 向 來 的 地 下 水。 在 正 常 荷 載 條 件 下, 如 果 海 堤 後 的 土 地 未 有 鋪 面, 且 回 填 土 的 種 類 變 化 很 大 時, 海 堤 後 的 地 下 水 位 可 假 設 以 1( 垂 直 ):2( 水 平 ) 的坡度上升,直到平均高高潮位以上 0.5 米 為 止。 至 於 在 極 端 荷 載 條 件 下, 地 下 水 位 沿 1:1 的 坡 度 上 升 至 地 面, 是 較 為 合 理 的假設。 8.2.3 Consideration of Settlement 8 . 2 . 3 沉降問題 For all concrete blockwork walls, the total settlement expected during the design life of the structure should be assessed to ensure that this is acceptable in relation to the proposed use. In many cases, the depth of dredging and width of dredged trench for a rubble foundation of a concrete blockwork wall will be determined by the need to limit long term settlement rather than the need to have an adequate factor of safety against a deep rotational failure in the underlying soil. 設計混凝土方塊牆時 ,必須評估它在 設 計 使 用 期 內 的 總 沉 降 量, 以 確 保 它 的 功 能 不 致 受 影 響。 在 許 多 情 況 下, 混 凝 土 方 塊 牆 堆 石 地 基 的 挖 槽 深 度 和 寬 度,都取決 於 長 期 沉 降 的 限 制, 而 不 是 決 定 於 地 基 以 下土層的抗圓弧滑動破壞之所需安全系 數。 67 堆石結構的設計 9. DESIGN OF RUBBLE STRUCTURES 9. 9.1 9 . 1 概述 General Information on the design of rubble structures is given in pages 7-202 to 7-249 of the Shore Protection Manual (SPM) (CERC,1984). Further guidance is given in this Chapter on some aspects of the design of rubble structures, including comments on the choice of design wave, stability formulae and the determination of crest level. It should be noted that, although this Chapter mainly covers rubble mound seawalls and breakwaters, many of the comments, particularly those covering toe protection and scour, apply equally to rubble foundations for gravity structures such as concrete blockwork seawalls. 《Shore Protection Manual》(下稱 《SPM》) (CERC,1984) 第7 - 202頁至 7 - 2 4 9 頁, 載 述 了 設 計 堆 石 結 構 的 資 料 , 本 章 為 其 中 部 分 問 題 提 供 進 一 步 指 引,包 括 設 計 波 浪 的 選 擇、 穩 定 性 公 式 和 堤 頂 高 程 的 確 定 等。 儘 管 本 章 主 要 論 述 的 是 堆 石 海 堤 和 防 波 堤, 但 其 中 多 處, 特 別 是 關 於 坡 腳 保 護 和 刷 的 部 分, 也 同 樣 適 用 於 混 凝土方塊海堤等重力式結構的堆石地 基。 9.2 9 . 2 設計波浪 Design Wave The designer should first assess the type of waves critical for design of the structure. In general, for sheltered areas inside the harbour, short period locally generated storm waves will be predominant for the extreme case. In areas exposed to offshore waves, the effect of attack from long period swells has to be checked. In some cases, the combined effect of the two types of waves has to be taken into account. Notes on the selection of design wave for a rubble structure are given in 7-2 to 7-4 and 7-203 of the SPM. It is recommended that the design wave height for rubble seawalls and breakwaters, for use in Hudson's formula referred to in Section 9.3, should normally be taken as the average of the highest 10% of all waves, H10, which is approximately equal to 1.27 times the significant wave height. Hudson's formula does not include the effect of wave period and is not recommended for use in structures subject to attacks from swells. In Van der Meer's Formulae, the significant wave height is adopted. 設 計 海 事 結 構 時, 設 計 人 員 應 首 先 確 定 波 浪 類 型。 一 般 來 說, 在 極 端 情 況 下 , 港 內 有 掩 護 的 水 域, 主 要 是 受 本 地 風 暴 引 起 的 短 周 期 大 浪 影 響; 在 開 敞 而 受 離 岸 波 浪 影 響 的 水 域, 則 必 須 檢 核 長 周 期 湧 浪 的 作 用。 在 某 些 情 況 下, 必 須 考 慮 兩 種 波 浪 的共同作用。 《SPM》第7 - 2至7 - 4頁和第7 - 203 頁, 載 述 了 為 堆 石 結 構 選 擇 設 計 波 浪 的 方 法。利用第9 . 3 節 的 H u d s o n 公 式 設 計 堆 石 海 堤 和 防 波 堤 時 採 用 的 設 計 波 高,通常取 十分之一大波H10(即波群中以波高計最 大 的 1 0 ﹪ 波 浪 的 波 高 平 均 值 ), 這 約 等 於 有效波高的1.27倍。 Hudson公式並沒有考慮波浪周期的 影 響, 因 此, 並 不 適 宜 用 於 設 計 受 湧 浪 作 用 的 結 構。 Van der Meer 公 式 則 採 用 了 有效波高值。 68 The designer should consider the use of a higher design wave if one or more of the following factors apply :(a) 如果出現下列任何一種情況 ,設計人 員便應考慮採用較高的設計波高: The structure is particularly important and major damage or failure would result in loss of life. (a) 結構特別重要,嚴重損毀或破壞會 引致人命損失。 (b) The location is such that access for maintenance is exceptionally difficult and any maintenance would be expensive. (b) 維修異常困難,且維修費用昂貴。 (c) The design wave is from the easterly sector, which corresponds to the prevailing direction for both normal and tropical cyclone winds. (c) 設 計 波 浪 來 自 東 面 , 無 論 是 正 常 情 況或熱帶氣旋吹襲,這都是強風出 現頻率最高的風向。 (d) There is some doubt about the assessed wave heights, for example if the waves have been forecast from wind records with a long or unlimited fetch. (d) 對設計波高存疑,例如,波浪是利 用風速記錄,再根據很長或無限長 度的風區推算出來的。 (e) The structure is located in relatively shallow water and regularly exposed to breaking waves of similar magnitude to the design wave. (e) 結構位於伙較淺水域, 並 經 常 承 受 與設計波高接近的破碎波作用。 (f) The site is exposed to long period swell waves of height similar to the design wave. (f) 該位置受到接近設計波高的長周期 湧浪直接影響。 The use of a lower design wave height, such as the significant wave height, should only be considered if, say, three or more of the following factors apply: 如 果 下 列 三 項 或 以 上 情 況 出 現, 才 可 考 慮 採 用 較 低 的 設 計 波 高, 如 有 效 波 高: (a) The structure is of minor importance and major damage or failure would not result in loss of life. (a) 結構並不太重要,嚴重損壞也不會 導致人命損失。 (b) Access for maintenance is easy and any maintenance would be relatively inexpensive. (b) 地點容易到達,維修方便,維修費 用也相對地較為便宜。 (c) The site is not exposed to long period swell waves and the fetch is limited. (c) 現 場 不 受 長 周 期 湧 浪 的 直 接 影 響 , 且風區長度有限。 (d) Wave heights assessed from wind records are supported by wave records. (d) 風速記錄推算的設計波高,有波浪 記錄加以驗證。 69 9.3 Stability 9 . 3 穩定性 9.3.1 General 9 . 3 . 1 概述 For the stability of rubble structures against wave attack, covering the design of armour, underlayers, bedding layers, core and toe protection, reference may be made to pages 7-204 to 7-249 of the SPM. Comments on soil shear failure are given in Section 8.2 for rubble foundations of gravity structures; these comments apply also to rubble seawalls and breakwaters. 堆石結構在波浪作用下的穩定性設 計, 包 括 護 面、墊層、底層、 堤 心 和 坡 腳 , 可 參 閱《 S P M 》第 7 - 2 0 4 頁 至 7 - 2 4 9 頁 。 第8.2節關於重力式結構堆石基床的土壤 抗 剪 切 破 壞 方 面 的 論 述, 也 適 用 於 堆 石 海 堤和防波堤。 9.3.2 Design of Armour Units Using Hudson's Formula 9 . 3 . 2 用H u d s o n 公式設計護面塊體 The design of armour units given by the SPM is based on the use of Hudson's formula, see Eq. 7-116. Figures 21 and 22 in this Manual have been prepared using this formula and the stability coefficients given in Table 7-8 of the SPM to assist in the preliminary design of armour units consisting of rough angular quarrystone with random placement and layer thickness comprising two units. A unit weight for the armour unit corresponding to a specific gravity of 2.6 has been assumed, and curves are given for structure slopes of 1 on 1.5, 1 on 2 and 1 on 3 for breaking and non-breaking wave conditions for structure trunk and structure head. The curves cover design wave heights up to about 6 m, with corresponding armour weights up to about 10 t; this corresponds approximately to the range of rock size normally available locally, although rock in the upper part of this range will usually only be available in small quantities. 《 S P M 》 載 述 了 基 於 H u d s o n 公 式 ,設 計護面塊體方法,參閱方程 7 - 116。 本 手 冊 圖 2 1 和 圖 2 2 是 根 據 該 公 式 和《 S P M 》 表7 - 8列出的穩定系數製成的 。這兩幅 圖 有 助 護 面 塊 體 的 初 步 設 計, 適 用 於 粗 糙 角 形 礦 石, 採 取 隨 機 散 拋 的 方 式 放 置 的 兩 層 護 面。 製 圖 時 假 設 護 面 塊 體 比 重 為 2.6,圖內曲線表示當坡面為1: 1.5、1: 2 和 1: 3 時 , 在 破 碎 波 和 非 破 碎 作 用 下 , 防 波 堤 堤 身 和 堤 頭 的 所 需 塊 體 重 量。附圖顯 示的設計波高最大約達6米,塊體重量最 大 約 達 1 0 公 噸, 這 相 當 於 本 地 常 見 的 石 料 重 量 範 圍,雖然接近1 0 公 噸 的 石 料 通 常 只 有少量供應。 For armour design, it is recommended that the specific gravity of the rock, if obtained locally, should be taken as 2.6. A figure higher than this value should not be used for design without extensive testing, both prior to construction, where a rock source has been identified, and during construction for quality control. 如果石料從本地供應 ,建議設計護面 塊 體 的 比 重 值 為2 . 6 。 除 非 在 設 計 時 能 充 分 測 試 擬 用 的 石 料, 並 在 施 工 時 有 質 量 驗 證 試 驗 , 否 則 不 應 使 用 高 於 2.6 的 比 重 值。 70 9.3.3 Structure Head Conditions 9 . 3 . 3 堤頭條件 It is recommended that, when using Hudson's formula for armour design, and in particular the stability coefficients given in Table 7-8 of the SPM, the term "structure head" should be applied, not only to the ends of breakwaters, but also to all other locations/discontinuities, where normal "trunk" conditions no longer exist, including the following : 當 使 用 Hudson 公 式 , 特 別 是 使 用 《SPM》表 7 - 8的穩定系數設計護面塊 體 時, 建 議「 堤 頭 」 的 範 圍 不 要 局 限 在 防 波 堤 的 末 端, 還 包 括 不 再 具 備「堤身」條 件 的 其 他 地 方 及 間 斷 處, 如 以 下 幾 種 情 況: (a) where breakwaters or rubble seawalls have sharp changes in direction, (a) 防波堤或堆石海堤定線方向有急劇 的改變, (b) at the ends of breakwaters or rubble seawalls where there is a junction with a vertical-face seawall, and (b) 與直立式海堤相接的防波堤或堆石 海堤末端,及 (c) where other types of construction/ structure, such as a vertical-face seawall with landing steps or extensive culvert wing walls, have been incorporated into a length of breakwater or rubble seawall. (c) 有 其 他 類 型 的 結 構 加 插 在 防 坡 堤 或 堆石海堤堤身,如裝有登岸台階或 寬闊的通渠翼牆的直立式海堤。 The length of structure to be considered as corresponding to "head" conditions will be dependent on site conditions, crest level and armour slope, and must be decided by the designer in each case. As a guide, at any junction/discontinuity, head conditions should be taken for design purposes to extend at least 20 metres past the location where the normal trunk section exists. 結 構 屬 於「 堤 頭 」 條 件 的 長 度, 取 決 於 現 場 的 狀 況、 堤 頂 高 程 和 護 面 坡 度,並 須 由 設 計 人 員 按 個 別 情 況 確 定。 以 下 可 作 為 參 考 ﹕ 在 任 何 連 接 點 和 間 斷 處,從正常 堤 身 延 伸 至 少 2 0 米 範 圍 內, 於 設 計 時 須 視 為屬於堤頭條件。 It is usual to cater for head conditions by maintaining the same basic geometry of the structure used for trunk conditions and increasing the armour size to suit the reduced stability coefficient. As an alternative, if larger armour is not available, the armour size can remain unchanged for head conditions and the armour slope adjusted instead. For smaller structures with significant junctions/discontinuities where head conditions apply, for simplicity it may be justified to use stability factors corresponding to head conditions for the full structure length. 為 滿 足 堤 頭 條 件, 設 計 通 常 會 保 持 堤 身 結 構 的 基 本 外 形, 並 加 大 護 面 塊 體,以 適 應 較 小 的 穩 定 系 數。 如 果 沒 有 較 大 的 護 面 塊 體, 則 可 保 持 其 大 小 不 變, 而 調 整 護 面 的 坡 度。 若 一 些 小 型 結 構 具 有 大 量 的 連 接 點 和 間 斷 處, 並 符 合 堤 頭 條 件, 為 簡 便 起 見, 整 個 結 構 均 可 使 用 和 堤 頭 條 件 相 同 的穩定系數。 71 9.3.4 Model Testing 9 . 3 . 4 模型試驗 Where possible, armour design using Hudson's formula and other aspects of rubble seawall and breakwater design taken from the SPM should be checked by model testing. For the majority of rubble structures in Hong Kong, with maximum armour size in the range of, say, 6 to 8 t, model testing will not normally be practical based on economic and programming considerations. Where required maximum rock armour sizes exceed the range given above, the use of precast concrete armour units will normally be necessary; in this case model testing is considered essential and account must be taken of this when planning a project, with regard to the effect on costs and programming. 利用Hudson 公式設計護面塊體以及 根 據《 S P M 》設 計 堆 石 海 堤 和 防 波 堤 時 , 應 盡 量 透 過 模 型 試 驗 來 驗 證。 香 港 的 大 部 分 堆 石 結 構, 最 大 護 面 塊 體 為 6 至 8 公 噸 , 基 於 成 本 和 進 度 規 劃 的 考 慮, 模 型 試 驗 未 必 可 行。 當 所 需 的 最 大 護 面 塊 石 超 出 了 上 述 範 圍 時, 一 般 會 用 預 製 混 凝 土 護 面 塊 體 代替 。在這種情況下, 必 須 進 行 模 型 試 驗, 同 時 在 規 劃 工 程 項 目 時, 也 應 該 考 慮 到模型試驗對工程造價及進度的影響。 9.3.5 Design of Armour Units Using Van Der Meer's Formulae 9 . 3 . 5 用V a n d e r M e e r 公式設計護面塊體 The Van der Meer's Formulae have been established based on the result of a series of model tests using irregular waves. They are considered the most widely applicable of the prediction methods currently available and are based on the widest set of model data. Van der Meer公式是根據一系列不規 則 波 模 型 試 驗 的 結 果 而 建 立 的。 它 是 目 前 應 用 最 廣 泛 的 方 法, 並 且 是 根 據 最 多 的 模 型試驗數據得出的。 These formulae take into account the wave period, number of waves, permeability of the core and distinguish between breaking and non-breaking conditions. They are described as practical design formulae for rock armour, although experience in their use is limited at present. 這套公式考慮了波浪周期、波數、 堤 心滲水性以及破碎波和非破碎波之間的 區 別。 儘 管 目 前 應 用 這 套 公 式 的 經 驗 還 很 有 限, 但 它 已 被 接 受 為 設 計 護 面 塊 石 的 適 當公式。 Details of the formulae are given in Van der Meer & Pilarczyk (1987). Van der Meer & Pilarczyk (1987) 有 這套公式的詳細介紹。 When using Van der Meer's Formulae, the core permeability factor, P, has to be assessed carefully. The values of P suggested range from 0.1 for a relatively impermeable core, up to 0.8 for a virtually homogeneous rock structure. However, it should be noted that values are only assumed and have not yet been related to the actual core permeability. 使用Van der Meer公式時,必須慎重 確 定 堤 心 的 滲 水 系 數 P。P 值 的 建 議 取 值 範 圍 是 0 . 1 至 0 . 8, 堤 心 相 對 地 不 透 水 時 應 取0.1 , 而 均 勻 的 塊 石 結 構 則 取 0.8 。 然 而,應注意P只是假設值,其與實際的堤 心 滲 水 性 的 關 係 尚 未 確 定。 一 般 防 波 堤 的 滲 水 系 數 取 0.3, 海 堤 或 護 坡 則 取 0.1 至 72 Permeability coefficients of 0.3 for normal breakwaters and 0.1 to 0.2 for normal seawalls or revetments are suggested. Ultimately the choice of P must depend on the designer's judgement, and it is strongly recommended that the permeability be underestimated rather than over-estimated, if in doubt. Sensitivity of the final calculated rock weight to the assumed value of P should always be checked. 0 . 2。P 值 的 選 擇 最 終 須 由 設 計 人 員 判 斷 。 要 特 別 強 調 的 是, 當 沒 有 十 分 把 握 時,寧 可低估也不要過高估計P值。設計時應校 核最終計算出的塊石重量對P值的敏感 度。 Unless data available allow more detailed assessment to be made, it has been suggested that the following values be used :- 如果沒有充分的數據來做更準確的估 算,建議採用下列數值: N = 3000 to 5000 N= 3000至5000 S = 1 to 3 (roughly equivalent to 5% damage) S = 1至3(約等於5﹪的損壞) It should be noted that experience in the application of these formulae is limited. Their use should not be extended beyond the experimental limits. Except for relatively sheltered areas and for small or unimportant structures, physical model tests are strongly recommended to verify the design. 由於應用這公式的經驗尚屬有限, 其 使用範圍不應超出原來模型試驗參數的 限 制。 除 相 對 地 隱 蔽 的 水 域, 及 小 型 或 次 要 的 結 構 外, 建 議 其 他 設 計 須 通 過 物 理 模 型試驗來驗證。 9.4 9 . 4 堤頂高程 Crest Level Notes on crest elevation and width are given in pages 7-229 to 7-233 of the SPM , and wave runup is covered in pages 7-16 to 7-43. For the majority of rubble structures covered by this Manual, where minor overtopping during the design event can be tolerated, the design wave for the assessment of runup can be taken to be equal to the significant wave height applicable at the structure. The crest level of the rubble structure will be the extreme water level plus the runup corresponding to this design wave, plus an allowance for structure settlement during the design life, plus a nominal allowance for freeboard of, say, 0.2 to 0.3 metre. 《SPM》第7 - 229頁至7 - 233頁載述 了堤頂高程和寬度的資料;第7 - 16頁至 7 - 43頁載述了波浪上衝的高度。本手冊 內 涉 及 的 大 部 分 堆 石 結 構, 在 設 計 條 件 下 可 容 許 有 少 量 的 越 堤 浪, 設 計 時 可 用 作 用 在 結 構 的 有 效 波 高 來 評 估 上 衝 高 度。堆石 防 波 堤 的 堤 頂 高 程 應 為 最 高 水 位、上衝高 度及結構在設計使用期內的預留沉降量 的和 , 再 加 上 約 0.2 至 0.3 米 額 定 富 裕 高 度。 An indication of the extent of overtopping to be expected, if the design wave for assessing runup is taken to be the significant wave height, can be obtained from Figure 7-23 of the SPM. The runup height exceeded by 10%, 5%, 2% and 1% of the 如果以有效波高為設計波浪來估算上 衝高度,則可從《SPM》圖7 - 23估計波 浪 越 堤 的 程 度 。 被 1 0 ﹪ 、 5 ﹪ 、2 ﹪ 和 1 ﹪ 波 浪 超 越 的 上 衝 高 度, 約 比 有 效 波 高 的 上 衝 高 度 高 8 ﹪ 、 2 3 ﹪ 、3 9 ﹪ 和 5 2 ﹪ 。 波 浪 73 waves is approximately 8%, 23%, 39% and 52% respectively greater than the runup for the significant wave, and the runup from approximately 13% of the waves will exceed that for the significant wave. 約有13﹪會超越有效波高的上衝高度。 Notes on concrete caps, including wave walls, for rubble structures is given in pages 7-235 and 7-236 of the SPM. For both breakwaters and rubble seawalls it is recommended that concrete caps/wave walls should be avoided where possible. The need for a wave wall can often be avoided simply by increasing the crest level of the rubble structure. If a wave wall is considered essential, for example for a rubble seawall to reduce minor overtopping to the minimum, the wave wall should be founded on an underlayer or the core, not the primary armour layer, and should be set back from the primary armour units. Any wave wall itself should consist of substantial concrete blocks, preferably keyed and unreinforced, and should be capable of taking some differential settlement; a rigid wave wall design founded on a flexible rubble structure should be avoided. 《SPM》第7 - 235頁和7 - 236頁,載 述 了 堆 石 防 波 堤 的 混 凝 土 護 頂( 包 括 防 波 牆 )。 在 可 能 情 況 下, 應 避 免 在 防 波 堤 和 堆 石 海 堤 使 用 混 凝 土 護 頂 和 防 波 牆;可通 過 提 高 結 構 的 頂 高 程 來 代 替 防 波 牆。如必 須 使 用 防 波 牆( 例 如 利 用 防 波 牆 來 將 越 堤 浪減至最少) ,則它應建在墊層或堤心 上, 而 不 是 在 護 面 層 上, 並 應 放 在 護 面 塊 體 之 後。 防 波 牆 應 由 大 塊 的 混 凝 土 塊 組 成 ( 最 好 用 鍵 接 和 無 配 筋 方 塊 ), 並 能 承 受 不 均 勻 的 沉 降; 應 該 避 免 將 剛 性 防 波 牆 座 落在柔性的堆石結構上。 74 75 填海工程的設計 10. DESIGN OF RECLAMATIONS 10. 10.1 1 0 . 1 概述 General This Chapter gives brief comments and guidance on the design of reclamations, covering such aspects as extent and layout, reclamation level and methods, fill materials, and miscellaneous related matters including piling through reclamations, and culvert foundations. 本章有設計填海工程的簡要論述和指 引, 涉 及 範 圍 包 括:平面佈置、填築高程、 回 填 方 法、 回 填 材 料, 以 及 有 關 填 海 區 打 樁和暗渠地基等問題。 The design of a reclamation should be carried out with the aim of fulfilling the requirements of the planned use and programme for development, particularly with regard to time/settlement characteristics of the reclamation and foundation materials. The timing of the future development is of particular importance, together with the location of future roads, drains, buildings and areas of open space. It should be noted that sometimes it may be necessary to design reclamations for the main initial purpose of spoil disposal; in such circumstances, future land use and development is likely to be known only in general terms at the time of reclamation design. It is relatively common for planned use and development of reclamations to change with time, due to changing needs, and account should be taken of this where possible by designing reclamations for flexibility of use. 填 海 工 程 的 設 計, 應 滿 足 既 定 規 劃 用 途 和 發 展 時 間 表 的 要 求, 特 別 應 要 考 慮 到 回填材料和地基材料會隨時間而沉降的 特 性。 計 劃 發 展 的 時 間, 以 及 道 路、 排 水 系 統、 建 築 物 及 遊 憩 用 地 的 佈 局 都 十 分 重 要。 應 該 注 意 的 是, 有 時 填 海 工 程 的 主 要 目 的, 是 盡 快 提 供 廢 料 棄 置 地 方; 在 這 種 情 況 下, 很 可 能 在 設 計 時 仍 對 未 來 土 地 的 使 用 和 發 展 所 知 有 限。 由 於 填 海 區 的 使 用 和 發 展, 常 因 不 同 需 要 而 變 化 , 在 設 計 時, 應 充 分 考 慮 到 上 述 因 素, 讓 土 地 能 靈 活使用。 Site investigations prior to the design of reclamations are particularly important in order to be able to arrive at the most appropriate design, as reclamation projects are usually extensive, carrying major financial implications if problems develop during or after the construction stage. In addition to the normal investigations required for marine structures, the investigations may need to cover potential sources of fill materials. In particular, insitu and laboratory testing of soil samples within the proposed reclamation area should be carried out with the aim of determining settlement characteristics of underlying marine and alluvial soils. 為做到最適當的設計 ,填海工程設計 前 的 現 場 勘 測 極 為 重 要, 因 為 填 海 工 程 項 目 的 規 模 通 常 很 大, 如 果 在 建 設 階 段 或 建 成後出現誤差 ,便會造成較大 的經濟損 失。 除 海 事 結 構 所 需 的 一 般 勘 測 外, 還 須 研 究 可 能 的 填 料 來 源, 特 別 是 應 對 擬 定 的 填海區內的土質進行現場試驗或實驗室 試 驗, 以 便 確 定 海 床 下 海 相 和 沉 積 土 壤 的 沉降特性。 76 10.2 Extent and Layout 1 0 . 2 範圍和佈置 The extent of a reclamation will be governed largely by the shape of the existing shoreline, where an existing bay or indentation is to be reclaimed, and by strategic planning for more extensive reclamations, where major changes to the land/sea boundary result. The major limitations on the extent of reclamations will be water depth, and the need to maintain fairways, moorings and other marine traffic channels and clearances to the approval of the Director of Marine. 在現有海灣或凹入處填海,其範圍主 要 取 決 於 現 有 海 岸 曲 線; 若 按 策 略 性 規 劃 進 行 大 規 模 填 海, 則 海 岸 線 將 有 很 大 變 化。 填 海 範 圍 主 要 的 制 約 因 素 有: 水 深 、 主 航 道、 停 泊 區 及 其 他 海 上 運 輸 航 道 和 間 距,應取得海事處的批准。 For all major reclamations, and for minor reclamations where there is a significant change in the shape of the land/sea boundary, it will be necessary to carry out detailed investigations, including physical and mathematical modelling, to ensure that the changes in currents, waves and storm surge characteristics expected to be caused by the reclamation have no unacceptable effects with respect to : 所有大型填海工程,以及使海岸線產 生 重 要 變 化 的 小 型 填 海 工 程, 均 須 事 先 進 行 詳 細 研 究, 包 括 物 理 和 數 學 模 型 試 驗 , 以 確 保 填 海 工 程 引 起 的 水 流、 波 浪 和 風 暴 潮 增 水 等 特 性 的 變 化, 不 致 在 以 下 各 方 面 產生不能接受的影響: (a) navigation of large and small vessels, (a) 大小船舶的航行, (b) tidal flushing and water quality, (b) 潮汐 (c) (c) 淤 積 和 海 床 siltation and seabed scour, 洗作用和水質, 刷, (d) the operation of piers, wharves and cargo-handling areas, and (d) 碼頭和貨物起卸區的作業,及 (e) (e) 潮汐和風暴潮增水共同作用引起的 泛濫。 flooding due to tides combined with storm surge. It must be recognised that the effects of a reclamation on water flow in general, and currents, waves and storm surge characteristics in particular, can cover a far more extensive area than the area immediately adjacent to the reclamation itself, and the detailed investigations referred to above should take this into account. 由 於 填 海 工 程 對 於 水 流, 特 別 是 對 流 速、 波 浪 和 風 暴 潮 增 水 的 影 響, 所 及 範 圍 可 能 覆 蓋 遠 離 填 海 區 的 水 域。 因 此, 這 些 考慮亦應包括在上述詳細研究內。 The layout of a reclamation will largely be governed by town planning considerations. However, marinefrontage related uses on the planned reclamation, such as piers, wharves, cargo-handling areas, seawater 填海區的平面佈置很大程度取決於城 巿 規 劃。 但 是, 填 海 區 海 傍 土 地 的 使 用 , 如 碼 頭、 貨 物 起 卸 區、 海 水 進 水 口 以 及 雨 水 和 污 水 排 放 口 等, 都 應 及 早 確 定, 以 便 77 intakes, stormwater and sewerage outfalls, need to be identified at an early stage. The proposed locations of such structures, areas and facilities will need to be known, at least in general terms, at the time of the detailed investigations referred to above. 進行上述詳細研究。 The layout of a reclamation, with regard to the locations of roads, bridges, buildings, stormwater culverts and major sewers, is important when considering the settlement characteristics of the fill material to be used in different areas of the reclamation and the proposed reclamation method. However, as pointed out in Section 10.1, reclamations should be designed for full flexibility of land use where possible. 當 考 慮 在 填 海 區 內 的 各 個 區 域, 採 用 具 有 不 同 沉 降 特 性 的 填 料, 及 不 同 的 回 填 方 法 時 , 區 內 的 道 路 、 橋 樑 、 建 築 物 、雨 水渠和主要污水渠的位置是十分重要的 因 素 。但是,如第1 0 . 1 節 所 述 ,設計填海 工程時應盡可能顧及土地靈活使用的要 求。 10.3 Reclamation Level 1 0 . 3 填築高程 Before deciding on the finished level for a reclamation, the following aspects should be considered : 決定填海的最終高程之前,應考慮以 下幾方面: (a) the availability and cost of fill, (a) 填料的供應和價格, (b) the urgency of the land development, (b) 土地開發的迫切性, (c) (c) 現 有 相 鄰 土 地 、 道 路 和 排 水 溝 渠 的 高程, existing ground, road and drain levels for adjacent developments, (d) post-construction settlement of the fill and underlying marine and alluvial soils, (d) 建成後填料、下臥海相和 的沉降, (e) the type of seawall and the extent of wave overtopping expected, (e) 海堤的類型和預計越堤浪的量, (f) normal and extreme still water levels due to tides combined with storm surge, (f) 正常靜水位以及潮汐和風暴潮增水 共同作用下的極端水位, (g) land use of sea frontage, and (g) 海傍土地的用途,及 (h) possible long term increase in mean sea level. (h) 長期的平均海水水位上升。 積土壤 78 It is relatively easy in most cases to ensure that a seawall cope level and reclamation level is higher than extreme still water level corresponding to a reasonable return period of, say, 100 years, or even 200 years where flooding would cause substantial damage to lives and property. However, it is generally not possible or practical to design a seawall, even with the addition of a wave wall, to effectively prevent overtopping from waves during extreme events. A certain degree of overtopping, particularly with vertical-face seawalls, is always to be expected at times of extreme water level from the higher waves in the spectrum, and the drainage immediately behind the seawall should be designed to cater for this if major flooding is to be avoided. Wave walls are likely to be of only limited use in controlling or preventing extensive overtopping unless careful detailing is carried out at discontinuities such as piers, wharves, pumphouses and landing steps. 一般情況下,要確保海堤堤頂和填海 區 的 高 程, 高 於 會 造 成 生 命 財 產 重 大 損 失 的 極 端 靜 水 位, 例 如100 年 甚 至 200年 一 遇 的 水 位, 並 不 困 難。 然 而, 要 設 計 一 個 能有效防止在極端情況下出現越堤浪的 海 堤, 縱 是 加 上 防 波 牆, 都 是 不 可 能 或 不 切 實 際 的。 水 位 到 達 極 端 情 況 時, 波 譜 中 較大的波浪總會產生一定程度的越頂現 象, 直 立 式 海 堤 會 令 情 況 更 加 嚴 重。 海 堤 後方應設置排水渠 ,以防止海水大量灌 入, 引 起 泛 濫。 除 非 在 間 斷 處, 如 碼 頭 、 泵 房 和 登 岸 台 階 等 地 方, 小 心 設 計 各 項 細 節, 否 則 防 波 牆 在 控 制 或 防 止 大 量 越 堤 浪 方面的作用十分有限。 It has been common practice in the past to use a nominal figure of +4.0 mCD for reclamation and seawall cope levels within the general harbour area. This figure should not be used for future reclamations without detailed consideration being given to the points listed above. All reclamations should be considered on an individual basis, and the consequences of adopted reclamation level fully investigated, before determining the most appropriate level in each case. 以往,在海港內的填海區和海堤堤頂 高程,都普遍採用海圖基準面上4.0米 。 除 非 已 仔 細 衡 量 上 述 各 項 因 素, 否 則 將 來 的 填 海 工 程 不 應 再 採 用 該 高 程。 所 有 填 海 工 程 均 應 根 據 個 別 具 體 情 況 考 慮,在確定 最 合 適 的 填 築 高 程 之 前, 須 詳 細 研 究 可 能 出現的後果。 10.4 Reclamation Method 1 0 . 4 回填方法 10.4.1 1 0 . 4 . 1 概述 General The design of a reclamation with regard to settlement is dependent on the method used to form the reclamation. Three main reclamation methods have been used in the past under local conditions, each one different in terms of reduction or control of settlement. These are : full removal of marine deposits, displacement of marine deposits, and controlled fill placement, combined with the use of vertical drains as necessary. Each of these methods is described briefly below, with comments on particular aspects, advantages and disadvantages in each case. Permanent 填海工程有關沉降的設計,取決於回 填 方 法。 在 香 港 回 填 方 法 主 要 有 三 種,它 們在減少或控制沉降方面的特性各不相 同。 該 三 種 方 法 是: 海 相 沉 積 土 清 除 法 、 海 相 沉 積 土 排 移 法 和 控 制 填 放 法,而按情 況 可 與 豎 向 排 水 相 結 合。 下 文 將 分 別 簡 要 介 紹 以 上 各 方 法, 並 論 述 其 特 點、 優 點 和 不 足 之 處。 永 久 性 土 地 用 途, 是 決 定 採 用 那種回填方法前須考慮的主要因素。 79 land usage is a major factor which should be considered before deciding which method of reclamation is to be adopted. 10.4.2 Marine Deposit Removal 1 0 . 4 . 2 海相沉積土清除法 Settlement can be controlled effectively by removing all marine deposits by dredging. Normally, dredging will stop when alluvium or weathered rock has been reached, as determined by detailed ground investigation. This can be expensive where thick marine deposits exists, and disposal of marine mud, particularly contaminated mud, may be severely problematic. However, the basic method is relatively simple, both dredging and filling operations can be carried out with minimal restrictions, and a relatively short overall construction programme can be achieved combined with an economical cost, even when large quantities of mud and fill are involved. 挖去所有海相沉積土 ,可以有效地控 制 填 海 區 的 沉 降。 通 常, 挖 掘 到 達 積 層 或 風 化 岩 時 便 停 止, 但 要 通 過 詳 細 的 地 質 研 究 來 確 定。 如 海 相 沉 積 土 較 厚, 該 方 法 造 價 會 很 高, 而 且 棄 置 海 底 淤 泥 也 異 常 困 難。 如 果 淤 泥 已 受 污 染, 問 題 會 更 嚴 重 。 但 是, 相 對 來 說, 此 法 較 為 簡 單, 挖 泥 和 回 填 作 業 都 很 少 限 制,即使挖填 工 程 量 很 大,所需施工期也會較短 , 而 且 費 用 較 低。 The removal of upper marine deposits only, with the lower, stiffer or stronger deposits remaining in place, has the advantage of reduction in dredging and fill quantities, and may be adequate in certain circumstances. Better control is required than for full marine deposit removal for the final trimming in dredging and for initial fill placement, to avoid future differential settlements, compared with full marine deposit removal. The remaining relatively thin layer of marine deposits will consolidate relatively quickly under vertical drainage through the fill during the filling operation, with the major part of the total settlement probably being completed during the reclamation formation period. The extent of marine deposits to be left should be subject to investigation and detailed design, and should depend on the magnitude of differential settlement which can be tolerated in the particular situation. Post-construction problems may arise if undetected deep pockets of mud are left in place. 此外,還可以僅將上層海相沉積土清 除, 而 保 留 下 層 較 硬 或 較 堅 實 的 沉 積 土 , 其 優 點 是 可 以 減 少 挖 填 量, 這 在 某 些 情 況 下 是 較 好 的 方 法。 挖 泥 後 的 整 理 和 最 初 的 填 料 投 放, 其 質 量 控 制 比 清 除 全 部 沉 積 土 要 求 更 高, 以 避 免 將 來 的 不 均 勻 沉 降。在 回 填 時, 採 用 豎 向 排 水 管 排 水, 可 以 加 快 剩 下 的 海 相 沉 積 土 層 的 固 結 速 度,使大部 分 的 沉 降 在 回 填 期 間 便 完 成。 至 於 可 保 留 的 海 相 沉 積 土 厚 度, 應 取 決 於 在 該 具 體 情 況 下 可 容 許 的 不 均 勻 沉 降, 針 對 這 問 題 , 應 進 行 詳 細 勘 測 和 設 計。 如 果 在 挖 泥 局 部 地 方 留 下 深 厚 的 淤 泥 未 被 發 覺, 建 成 後 便 可能會出現問題。 10.4.3 1 0 . 4 . 3 海相沉積土排移法 Marine Deposit Displacement This method involves direct tipping of fill, possibly 此法是將可能包括公眾卸泥物料的填 80 including public dump material (see Section 10.5.2), from trucks onto the surface of the marine deposits. Initial filling is often carried out along the lines of future roads and drainage reserves; as filling progresses, the softer upper marine deposits are displaced to the sides and in front of the reclamation bund or line. The displaced marine deposits or mud waves can often be controlled by forming the initial reclamation in bunds on grids. Where displaced marine deposits are not sufficiently dry and stable to be eventually covered by fill, they are removed by land based plant, transported to a barging point by truck and disposed of at a marine dumping site. Such removal is relatively expensive on a unit cost basis because of the multiple handling, but in relation to the overall project cost is usually not of major consequence; the total quantity of marine deposits required to be removed is usually small in relation to the total quantity covered and the total fill quantity. 料, 直 接 由 運 泥 車 傾 倒 在 海 相 沉 積 土 的 表 面( 見 第 1 0 . 5 . 2 節 )。 最 初 的 回 填 通 常 沿 未 來 的 道 路 和 排 水 專 用 範 圍 進 行。隨 回 填 工 程 的 進 展, 較 軟 的 上 層 海 相 沉 積 土, 被 排 移 到 回 填 料 的 兩 側 和 回 填 區 的 前 緣。 被 排 移 的 海 相 沉 積 土 造 成 的 淤 泥 流 動 現 象, 可 通 過 事 先 填 築 縱 橫 交 錯 的 堤 壆 來 控 制。 如 果 被 排 移 的 海 相 沉 積 土 不 夠 乾 實 或 穩 定 以 接 受 填 料 覆 蓋, 便 需 用 陸 上 的 設 備 挖 掘, 用 運 泥 車 運 至 躉 船 載 運 站, 再 由 躉 船 拋 置 於 海 上 卸 泥 區。 因 要 重 覆 處 理 物 料, 這 樣 的 綜 合 處 理 方 法, 以 每 單 位 量 計 費 用 可 能 會 較 高, 但 因 為 須 要 清 除 的 泥 土 數量一般要比被覆蓋的淤泥量和總填土 量 要 小 得 多, 所 以, 其 所 需 費 用 在 整 個 工 程項目中並不會佔太大比重。 Where initial filling is carried out on a wide front rather than in bunds, it is often possible for excess displaced marine deposits in front of the reclamation line to be removed by grab dredger and bottomdump barges, provided adequate access and water depths can be maintained. The unit cost for such removal will be significantly lower than for removal by land based plant, but the total quantity required to be removed will be larger, as less material will be covered by the fill. 若回填是從開闊的前緣開始而不是利 用 堤 壆, 並 且 能 夠 維 持 適 當 的 航 道 和 水 深, 便 可 用 抓 斗 式 挖 泥 船 和 開 底 運 泥 船 , 清除回填線前方被排移的過剩海底淤 泥。 用 此 種 方 法 清 除 淤 泥 的 造 價 以 每 單 位 量 計 大 大 低 於 使 用 陸 上 設 備 的 造 價,但是 需 要 清 除 的 總 量 較 大, 被 回 填 料 覆 蓋 的 淤 泥也較少。 The reclamation method referred to above gives a very low initial cost for the reclamation, particularly where public dump material is used for filling. Reclamation by marine deposit displacement can be the most appropriate and economical method where public dump material is available, low initial cost is important and permanent development of the land so formed is not urgently required. However, where thick marine deposits occur, the method can result in long term settlement problems due to consolidation of the trapped marine deposits under the fill. Where initial reclamation is carried out by end-tipping on a wide front or in bunds, it is never possible to ensure that all marine deposits are displaced. Any remaining mud trapped under the fill will be of unknown and variable 上述回填方法初期費用很低 ,特別是 利 用 公 眾 卸 泥 物 料 作 為 填 料, 會 更 為 便 宜。 在 那 些 有 公 眾 卸 泥 物 料 可 用、 初 期 投 資 預 算 較 低, 以 及 不 急 需 土 地 進 行 永 久 性 發 展 的 地 方, 用 海 相 沉 積 土 排 移 法 回 填 , 可 能 是 最 合 適、 最 經 濟 的。 但 是, 在 海 底 淤 泥 很 厚 的 地 方, 由 於 填 料 下 面 殘 留 淤 泥 的 固 結, 此 種 方 法 會 導 致 長 期 的 沉 降 問 題。 如 果 初 期 回 填 是 用 運 泥 車 在 開 闊 的 前 緣 或 填 築 的 堤 壆 間 傾 倒 物 料, 便 無 法 保 證 所 有 淤 泥 都 已 被 排 移。 由 於 殘 留 在 回 填 料 下 面 的 淤 泥 厚 度 不 能 確 定, 也 不 均 勻,所 以 會 引 起 不 均 勻 沉 降 問 題, 其 中 包 括 不 同 沉 降 值 和 不 同 固 結 期 的 影 響。 若 最 初 被 排 移 的 淤 泥 被 分 隔 在 堤 壆 內, 再 被 填 料 部 分 81 thickness, and can give rise to differential settlement problems, related notonly to different settlement magnitudes but also to different periods for consolidation to take place. Where initially displaced marine deposits are isolated within bunds and later partially or completely covered by fill, the settlement problems are likely to be even greater, as these marine deposits will be from the upper layers and remoulded, and therefore of lower strength, and the overall thickness of marine deposits within the bunds will be greater than the original thickness. Differential settlements between areas formed as bunds and areas within bunds will usually be significant. 或 完 全 覆 蓋, 沉 降 問 題 會 更 加 嚴 重, 因 為 這 些 淤 泥 來 自 沉 積 土 上 層, 又 經 過 重 塑 , 因 此 其 強 度 較 低, 而 且 此 處 的 淤 泥 層 厚 度 比 原 來 的 更 大。 在 這 種 情 況 下, 堤 壆 本 身 與堤壆內地區之間的不均勻沉降通常會 很嚴重。 10.4.4 1 0 . 4 . 4 控制薄層填放法 Controlled Thin Layer Fill Placement This method leaves the existing marine deposits undisturbed, and involves the controlled placement of relatively thin layers of fill to avoid shear failure in the underlying soils and ; 'mud waves', usually using bottom-dump barges, hydraulic filling or grab. The initial capping or blanket layer is particularly important and should consist of free-draining granular material to ensure satisfactory vertical drainage from the marine deposits. Initial thicknesses of one to two metres are usually required, with subsequent layer thicknesses increased as appropriate. Layers must be staggered, with control being exercised to ensure a sufficient leading edge for the underlayer in relation to the layer being formed. When a total thickness of about 5 m of fill has been placed, the degree of control may be reduced, and it is often possible to complete the reclamation using end-tipping by truck, again in layers if necessary. 這種方法可使海底淤泥不受擾動, 並 通 過 有 控 制 地 投 放 薄 層 回 填 材 料,避免下 層 土 壤 的 剪 切 破 壞 和 淤 泥 流 動。 回 填 時 通 常採用開底運泥船 、水力填築或抓斗填 築。 最 初 的 覆 蓋 層 非 常 重 要, 應 由 透 水 性 良 好 的 粒 狀 材 料 組 成, 以 確 保 海 底 淤 泥 能 通 暢 地 進 行 豎 向 排 水。 最 初 覆 蓋 層 厚 度 可 定 為 1 至 2 米, 以 後 逐 漸 增 加。 各 層 必 須 交 錯 回 填, 同 時 應 加 以 控 制 以 確 保 下 填 層 和 新填層兩者的前緣之間有一個適當的距 離。當回填的總厚度達5米時,控制的標 準 便 可 降 低 一 些。 這 時, 一 般 可 用 運 泥 車 傾 倒 至 完 成 回 填 為 止, 但 如 有 需 要, 仍 應 分層進行。 Where the thickness of marine deposits is too great to ensure that settlements will have been substantially completed before final development of the reclamation is required, special measures to increase the rate of consolidation will be required. Such measures include the use of vertical drains, surcharging, or a combination of these measures. 如果海底淤泥太厚,而預計沉降不會 在 填 海 區 進 行 永 久 性 發 展 前 停 止,便須採 用 特 殊 措 施 加 快 固 結 速 度, 包 括 使 用 豎 向 排水管、加載或兩者並用。 Vertical drains are drainage conduits inserted into compressible soils of low permeability (typically, the 豎向排水管是插入具有低透水性的可 壓 縮 土 壤( 如 海 底 淤 泥 ) 中 的 排 水 通 道 , 82 marine deposits) to enable the pore water in the soil matrix to drain horizontally to the conduits, and then vertically through the conduits to the free draining layer provided on top of the deposits, and to more permeable underlying soils. The rate of consolidation of the marine deposits will depend on the drain size, drain spacing and the properties of the deposits. Prefabricated paper or plastic band drains are the most commonly used in local conditions because of their resistance to shearing (Premchitt & To, 1991). A triangular spacing in the range of 1.5 to 3.0 m is normal, with primary consolidation, (which can be in the order of 20 to 30% of the thickness of the marine deposits), being completed within one to two years for typical sites with 5 to 10 m thickness of marine deposits, compared with 10 to 20 years if no vertical drains are used. To avoid the need for preboring through the reclamation fill, the band drains are commonly installed over water using special plant, through the blanket layer of free draining granular material, prior to the fill being placed. For additional information, reference may be made to the various published papers related to the test embankment at Chek Lap Kok. 使 土 壤 中 的 孔 隙 水 橫 向 地 流 入 排 水 管,然 後 通 過 豎 向 排 水 管, 排 到 淤 泥 上 面 透 水 性 優良的回填層及透水性較好的下臥土 層。 海 底 淤 泥 的 固 結 速 率, 取 決 於 排 水 管 道 的 大 小、 間 距 和 淤 泥 的 性 質。 預 製 的 紙 或 塑 料 排 水 板, 具 有 良 好 的 抗 剪 性 能 (Premchitt & To, 1991),因而在本地廣 泛 使 用。 通 常 排 水 管 採 用 間 距 為 1 . 5 至 3 . 0 米的三角形佈置,用於海底淤泥厚度為 5 至 1 0 米 的 典 型 地 點, 初 步 固 結( 達 海 底 淤 泥 厚 度 的20至 30﹪ 左 右 ) 可 在1至 2年 內 完 成。 若 不 使 用 豎 向 排 水 管, 便 需 1 0 至 2 0 年。 為 避 免 在 回 填 層 上 鑽 孔, 安 放 排 水 板 時, 通 常 會 在 回 填 材 料 投 放 前, 利 用 在 水 面 運 作 的 專 用 設 備, 將 排 水 板 穿 過 透 水 性 好 的 粒 狀 材 料 層。 進 一 步 的 資 料, 可 參 考 已發表的有關赤 角試驗性圍堤工程的 論文。 The rate of consolidation of marine deposits can be increased by the application of a temporary surcharge load. Surcharge loads are usually applied immediately on completion of a part of the reclamation to design level, using fill. By careful planning, after completion of consolidation, the surplus surcharge fill can be used elsewhere in the reclamation, so reducing double handling costs to the minimum. When combined with the use of vertical drains, surcharging can be a very effective method of increasing the rate of consolidation of thick marine deposits. 堆加臨時荷載的方法可加速海底淤泥 的 固 結。 通 常 當 其 中 一 部 分 的 回 填 達 到 設 計 高 程 後, 便 立 即 用 填 料 施 加 荷 載。 通 過 周 密 計 劃, 在 固 結 完 成 後, 餘 下 的 加 載 填 料 可 用 於 填 海 區 的 其 他 地 方, 這 樣 可 減 少 重 覆 處 理 的 費 用。 附 加 荷 載 和 豎 向 排 水 管 結 合 使 用, 是 加 快 較 厚 的 海 底 淤 泥 固 結 的 有效方法。 Reclamation using controlled thin layer fill placement, combined with the use of vertical drains, surcharging or both where appropriate, can be the most suitable and economical method for large projects on thick marine deposits, where fill is costly, disposal of dredged mud is problematic, and development of the land is required within a year or so of the filling completion date. However, it should be noted that the techniques involved with thin layer fill 對於在較厚的海底淤泥上進行大型的 工 程 項 目 來 說, 如 果 回 填 材 料 較 貴, 挖 出 的 淤 泥 難 以 處 理, 或 回 填 完 成 後 大 約 一 年 就 要 進 行 土 地 發 展, 那 麼, 在 採 用 控 制 薄 層 填 放 法 的 同 時, 結 合 豎 向 排 水 法、 加 載 法 或 兩 者 兼 用, 可 能 是 最 合 適、 最 經 濟 的 方 法。應 該 注 意 的 是, 薄 層 回 填 和 安 放 豎 向 排 水 管 所 涉 及 的 技 術 較 為 複 雜,需要有 嚴 格 監 管 和 有 經 驗 的 承 建 商。 應 用 控 制 薄 83 placement and vertical drain installation are relatively sophisticated compared with other reclamation methods, and require tight control and experienced contractors. With controlled thin layer fill placement, close monitoring on site is necessary and instrumentation, including piezometers, inclinometers, sub-surface and surface settlement measurement systems, and monitoring will be needed. 層 填 放 法 時, 必 須 進 行 嚴 密 的 現 場 監 測 , 和 使 用 包 括 水 壓 計、 傾 斜 儀、 地 面 和 地 底 的沉降測量系統等檢測儀器。 10.5 MISCELLANEOUS 1 0 . 5 其他 10.5.1 1 0 . 5 . 1 概述 General Comments on particular aspects of reclamation design related to piling and culvert foundations are given below. 下文專門論述與打樁和暗渠地基有關 的回填設計。 10.5.2 1 0 . 5 . 2 打樁 Piling Obstructions to piling installed at reclamation sites can cause serious problems, with cost overruns and programme delays. The largest rock or boulder size encountered when driving piles must be breakable by impact or be capable of displacement. For the latter case there must be sufficient voids in the fill to cope with the pile volume and allow the displacement. Experience has shown that 250 mm is the approximate upper limit in rock or boulder size within the fill to ensure no major problems with the installation of the types of piles normally used, including driven concrete, steel H-section and steel tubular piles, and bored piles. For bored piles, permanent steel liners are usually necessary to avoid necking, particularly in crushed rock fill or where pockets of unconsolidated marine deposits are suspected, as would be the case if marine deposit displacement had been used for the reclamation method. Special shoes or reinforced sections or points are normally required for driven piles, particularly in public dump material or crushed rock fill. 在填海區內打樁遇到障礙時會導致嚴 重 問 題, 如 費 用 超 支 和 工 期 延 誤 等。 打 樁 碰 到 大 塊 岩 石 或 巨 礫, 必 須 將 其 擊 碎 或 移 開。 在 後 一 種 情 況, 回 填 材 料 必 需 有 足 夠 的 孔 隙, 以 容 納 樁 柱 的 體 積, 並 讓 大 石 塊 移 開。 據 以 往 經 驗, 如 要 保 證 各 種 常 用 的 樁 在 裝 置 時 不 會 出 現 大 問 題, 回 填 材 料 中 石塊和巨礫尺寸的上限約為250毫米。常 用 的 樁 包 括 混 凝 土 樁 ,H 型 鋼 樁 , 鋼 管 樁 和鑽孔灌注樁。 在 填 海 區 的 鑽 孔 灌 注 樁, 通 常 要 使 用 永 久 性 鋼 套 管 以 避 免 頸 縮, 在 碎 石 回 填 區 或 懷 疑 有 尚 未 固 結 海 底 淤 泥 的 地 區,更應 注 意。 在 使 用 海 底 沉 積 土 排 移 法 回 填 的 填 海 區, 就 要 採 用 這 種 方 法。 若 是 使 用 打 入 樁, 通 常 須 裝 上 特 別 的 樁 靴、 加 勁 裝 置 或 尖 咀; 在 使 用 公 眾 卸 泥 物 料 或 碎 石 作 填 料 的地區,更應注意。 所有設置在填海區內的樁 ,在設計 84 For all piles installed in reclamations, the possible effects of negative skin friction on the pile design should be assessed. The magnitude of the negative skin friction on any site will depend on the pile characteristics, fill characteristics, pile movement and the time since the reclamation was completed. 時, 都 應 考 慮 樁 身 表 面 負 摩 擦 力 的 影 響 。 表 面 負 摩 擦 力 的 大 小, 取 決 於 樁 的 性 質 、 填 料 的 特 性、 樁 的 移 動 和 回 填 完 成 的 時 間 等因素。 1 0 . 5 . 3 暗渠地基 10.5.3 Culvert Foundations Existing stormwater outfalls will need to be temporarily diverted away from the line of the future culvert extensions while reclamation is being carried out. The type of foundation to be used for a culvert extension across the new reclamation will depend on the method of reclamation used and the degree of consolidation of any remaining marine deposits. Where the marine deposits have been fully removed or where consolidation of any remaining deposits has effectively been completed before culvert construction commences, a normal foundation for the culvert, consisting of a nominal crushed rock or rubble layer, will usually be acceptable. Where marine deposit displacement has been used as the reclamation method, with a bund being formed along the line of the future culvert, a normal foundation as described above can usually be used following surcharging. Suitable surcharging would be carried out with surplus fill over a strip two to three times the width of the culvert and about four metres high for a period of three to six months until settlement has stabilised. Where consolidation of any remaining marine deposits has not effectively been completed or where variable thicknesses of underlying marine deposits are suspected, surcharging as outlined above can be of assistance in controlling settlement problems, but it is recommended that special measures are taken to allow for some differential settlement at the culvert joints. The use of piled foundations may be considered where differential settlement problems are expected to be particularly severe, but such a solution will be relatively expensive on an initial cost basis, and can result in other forms of settlement problems, as outlined below. 在回填過程中 ,現有雨水排放口須從 擬 建 的 暗 渠 延 伸 線 上 暫 時 改 道。 至 於 貫 穿 新 填 海 區 內 的 暗 渠 地 基 類 型, 取 決 於 回 填 方法和殘留海底淤泥的固結程度。 如果在暗渠開始施工之前已清除了淤 泥, 或 所 有 留 下 的 淤 泥 已 完 成 固 結, 暗 渠 的 地 基 可 以 採 用 較 薄 的 毛 石 或 碎 石 層。如 果 使 用 了 海 相 沉 積 土 排 移 法, 並 在 沿 擬 建 暗 渠 定 線 上 築 了 堤 壆, 通 常 可 用 以 上 提 到 的 地 基 設 計, 並 經 加 載 處 理。 加 載 範 圍 覆 蓋暗渠寬度的兩至三倍、厚約4米, 經 三 至六個月時間,直至沉降穩定為止。 在殘留的海底淤泥尚未有效固結, 或 懷 疑 有 不 同 厚 度 的 淤 泥 之 處, 加 載 方 法 有 助 於 控 制 沉 降 問 題, 但 建 議 在 暗 渠 構 件 的 連 接 處, 採 用 特 殊 方 法 處 理 不 均 勻 沉 降 。 在 預 計 不 均 勻 沉 降 特 別 嚴 重 之 處,可考慮 採 用 樁 基, 但 此 法 造 價 較 高, 並 且 可 能 導 致下述的沉降問題。 85 Normally culvert outfalls are formed in concrete block seawalls using special concrete outfall blocks. Such seawalls usually have rubble foundations and will experience some settlement with time, causing differential movement to develop at the junction with a piled culvert. In addition, differential settlement will also develop with time along each side of a piled culvert, as the adjacent reclamation material continues to settle over the underlying consolidating marine deposits. 通常,暗渠排水口是用特製的混凝土 構 件, 安 置 在 混 凝 土 方 塊 海 堤 內, 這 種 海 堤通常採用堆石地基,會有持續沉降現 象, 因 而 導 致 排 水 口 與 樁 基 暗 渠 的 連 接 處 出 現 不 均 勻 位 移。 此 外, 由 於 下 臥 層 海 底 淤 泥 的 固 結, 會 導 致 回 填 材 料 持 續 沉 降 , 因而樁基暗渠與兩側的不均勻沉降還會 不斷增加。 86 87 11. CONSTRUCTION MATERIALS 11. 施工材料 11.1 11.1 概述 General This Chapter gives comments and guidance on particular matters considered of importance for the design of marine structures concerning material selection, use and specification. The materials covered are armour rock, filling, concrete, steel, timber and rubber. For general information on these materials and any other materials used in marine structures, reference should be made to the General Specification for Civil Engineering Works (GS) (Hong Kong Government, 1992a). Comments on piles and protective measures in relation to material selection and use are also given in this Chapter. 本 章 重 點 論 述 設 計 海 事 結 構 時, 護 面 塊 石 、 回 填 料 、 混 凝 土 、鋼 、 木 材 和 橡 膠 等 材 料 的 選 擇、 應 用 和 規 格, 同 時 也 提 供 有 關 的 指 引。 至 於 其 他 物 料 的 一 般 資 料 , 可 以 參 考 《 General Specification for Civil Engineering Works》 ( 下 稱《 G S 》) (Hong Kong Government, 1992a)。本 章還論及樁柱及保護措施對選擇和使用 材料的影響。 11.2 1 1 . 2 護面塊石 Armour Rock It is recommended in Section 9.3.2 that a specific gravity of 2.6 should normally be used for armour design; this figure corresponds with the minimum requirement for armour rock given in Section 21 of the GS. The requirements given in the GS for armour rock are in agreement with those given in Clause 57.2 of BS 6349:Part 1 (BSI, 1984a), although in this clause it is noted that lower standards of quality may be acceptable for stone to be used in layers other than the primary armouring. Clause 57.1 of BS 6349:Part 1 recommends that individual stones should be prismoidal in shape, with the maximum dimension generally not exceeding twice the minimum dimension, and never exceeding three times the minimum dimension. As stated in Section 9.3.4, the normal maximum armour size available locally in reasonable quantities is in the range 6 to 8 t, although sizes up to about 10 t may be available in small quantities. 第9.3.2節建議設計護面時,塊石的比 重 值 一 般 應 取 2 . 6 , 此 數 值 符 合《 G S 》第 2 1 節 的 最 低 要 求。 《 G S 》 內 有 關 護 面 塊 石 的 規 格, 符 合《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1 》 ( B S I , 1984a) 第57.2節的要求 ,只是後者容許 在 非 主 要 護 面 層, 採 用 較 低 標 準 的 塊 石 。 《BS6349: Part 1 》第57.1節建議塊石應 為 稜 柱 體, 塊 石 的 最 大 尺 寸 一 般 不 應 超 過 其最小尺寸的兩倍 ,更絕對不得超過三 倍。 如 第9.3.4節 所 述 , 雖 然 在 本 地 仍 然 有 可 能 取 得 少 量 近 1 0 公 噸 的 護 面 塊 石,但 通 常 有 充 足 供 應 的 仍 局 限 在6 至 8 公 噸 以 下。 11.3 1 1 . 3 回填材料 11.3.1 Fill General When placing fill under water, the material and 11.3.1 概述 因為施用外力壓實的工序十分昂貴 , 88 method of placement should be capable of achieving a relatively high density fill untreated, as external compaction is expensive. Care must be taken with the choice of bedding and filter materials to prevent loss of material from wave or current action and groundwater movements. Fill material placed immediately behind seawalls above Chart Datum should be free draining to avoid the unnecessary build up of water pressures due to tidal lag and ground water flow. 所 以, 在 水 下 進 行 回 填 時, 採 用 的 填 放 材 料 及 方 法, 應 能 讓 填 料 在 未 經 處 理 的 狀 態 下, 仍 有 較 高 的 密 度。 選 擇 底 層 和 過 濾 材 料 時, 必 須 注 意 防 止 它 們 受 到 波 浪、 水 流 作用及地下水運動而流失 。置於海堤後 方, 海 圖 基 準 面 以 上 的 填 料, 應 具 有 良 好 的 排 水 性 能, 以 免 因 潮 滯 和 地 下 水 作 用 而 增大水壓力。 The choice of fill materials for use in a reclamation will be greatly dependent on availability and cost. The four main types of fill are public dump material, selected fill from land sources, crushed rock, and marine fill. Pulverized Fuel Ash (PFA) is another possible material, but the quantities available are relatively small, and it contains toxic contaminants. Use of PFA as fill is subject to the control of the Director of Environmental Protection. For most reclamations only one of the above types will normally be used, but there is no reason in principle why two or more could not be used on the same project, depending on availability with regard to the required programme and cost. Brief notes on the four main types are given below, with comments on particular aspects, advantages and disadvantages. Some general comments on fill suitability are also given herein. 回 填 材 料 的 選 擇, 主 要 取 決 於 供 應 情 況 和 成 本。 常 用 的 填 料 有 四 種, 包 括 公 眾 卸 泥 物 料、 選 自 陸 地 的 填 料、 碎 石 及 海 相 填料。研磨煤灰 (PFA) 是另一個可能的 選擇 ,但供應量較少, 且 含 有 有 毒 污 染 物, 因 此, 研 磨 煤 灰 在 填 海 工 程 上 的 使 用 是 受 到 環 境 保 護 署 的 監 管。 大 部 分 回 填 工 程, 只 採 用 一 種 填 料, 但 原 則 上, 多 種 填 料 可 以 共 用 在 同 一 工 程 項 目 中, 有 關 的 選 擇是取決於填料供應的價格和對工程進 度 的 影 響。 下 文 提 供 這 四 種 填 料 的 簡 要 說 明, 同 時 亦 論 述 它 們 的 特 性 及 優、 缺 點。 In order to conserve and ensure the most economic and effective use of fill from land and marine sources in Hong Kong, the Fill Management Committee was established in 1989 under the chairmanship of the Director of Civil Engineering to identify and manage the supply and demand of land and marine fill sources for all Government, quasi-Government and major private sector projects. 為保護香港陸地和海床的可用填料 , 及 保 證 它 們 的 使 用 有 最 高 的 經 濟 效 益,以 土木工程署署長為主席的填料管理委員 會在一九八九年成立。它的職能是為政 府、 半 官 方 以 及 大 型 私 人 機 構 的 工 程 項 目, 勘 察 填 料 的 來 源, 及 處 理 有 關 的 供 求 事宜。 11.3.2 11.3.2 Public Dump Material Public dumps are operated as a service to the general community to provide sites for the disposal of surplus material from private development and building demolition sites and to ensure that good use is made of such material, rather than it becoming a 公眾卸泥物料 設立公眾卸泥區是一項公共服務, 為 私人發展和拆卸房屋工程製造的廢料提 供 棄 置 場 地 的 同 時, 也 可 有 效 地 利 用 這 些 材 料, 使 資 源 不 致 浪 費。 公 眾 卸 泥 牌 照 的 條 款 規 定, 傾 卸 在 卸 泥 區 的 物 料, 只 限 於 89 wasted resource. The material brought to a dump is restricted by the conditions of the dumping licence to earth, inert building debris and broken rock and concrete. Since rock and concrete over 250 mm would impede subsequent piling, it has to be broken down to this size or dumped in areas where no building development will take place, e.g. in areas zoned for open space, road and drainage reserves, immediately behind seawalls etc. 泥 土、 建 築 碎 料、 碎 石 和 混 凝 土 等。 超 過 250毫米的石塊和混凝土塊,會妨礙以後 的 打 樁 工 程, 因 此 必 須 將 其 打 碎, 或 放 在 不 會 用 於 建 築 物 發 展 的 區 域 內; 那 些 規 劃 為 遊 憩 用 地、 道 路 及 排 水 專 用 範 圍 的 區 域, 或 與 海 堤 相 鄰 的 地 方, 都 是 常 見 的 例 子。 Where there is land access to the site, public dump material will be directly end-tipped by the licensed trucks onto the reclamation, under the control of dump supervisors, with spreading also carried out under the control of dump supervisors using hired plant. Normally, no compaction is carried out other than that caused directly by the passage of the dumping vehicles and spreading plant. Where possible, the tipping is carried out in two stages, firstly to a general level just above high water mark and later to the finished reclamation level. 在有陸路連接的公眾卸泥區 ,領有牌 照的運泥車會直接將物料傾倒到回填 區, 管 理 人 員 會 監 督 卸 泥 進 行, 亦 會 利 用 租 用 設 備 整 平 物 料。 通 常, 該 等 物 料 的 壓 實,只局限 於 卸 泥 車 和 整 平 設 備 行 駛 的 直 接 作 用, 而 不 會 有 額 外 的 安 排。 在 可 能 的 情 況 下, 卸 泥 應 分 兩 階 段 進 行 ﹕ 首 階 段 填 至 略 高 於 高 潮 位, 往 後 再 填 至 竣 工 填 築 高 程。 Where direct land access to the site is not available, public dump material will be conveyed via ramps into barges, under the direction of dump supervisors, for transport to the reclamation site by contractor. Contract arrangements should ensure that barges are available at all times, to avoid the need for temporary stockpiling of dump material at the barge loading site. At the reclamation site, material will either be bottomdumped by barge or placed by grab, depending on the available water depth. Usually, completion of the reclamation to the required finished level is not possible using marine plant and direct grab placement; the use of temporary stockpiles, and distribution and final placement using trucks and spreading plant is common. 在沒有陸路連接的卸泥區,卸泥車會 在 管 理 人 員 的 指 導 下, 利 用 斜 台 將 物 料 傾 倒 到 運 泥 船, 再 由 承 建 商 運 至 填 海 區。在 這 種 情 況 下, 合 約 應 規 定, 承 建 商 須 安 排 任 何 時 候 都 有 運 泥 船 在 場 運 作, 以 免 要 將 廢 料 臨 時 堆 置 在 載 運 站 內。 到 達 填 海 區 的 物 料, 可 用 開 底 運 泥 船 或 抓 斗 卸 下, 具 體 方 法 取 決 於 現 場 水 深。 通 常, 利 用 海 上 機 械 或 直 接 用 抓 斗 卸 放, 都 不 可 能 使 回 填 達 到 要 求 的 竣 工 高 程, 所 以 一 般 須 先 臨 時 堆 存,其 後 再 由 運 泥 車 和 整 平 機 械 進 行 最 後 鋪放。 Disadvantages of using public dump material include the extreme variability of the material. The material is governed by the licence conditions but the quality is difficult to control, being mainly dependent on the type of development and demolition work from which it originates. Invariably, despite strict control, timber and other floating material are 利 用 公 眾 卸 泥 物 料 的 缺 點 之 一, 是 它 包 含 有 各 種 不 同 的 物 料, 縱 使 有 牌 照 條 款 的 規 限, 其 質 量 亦 難 以 控 制, 反 而 主 要 取 決 於 來 源 地, 即 有 關 發 展 和 拆 卸 工 程 的 類 型。 雖 有 嚴 格 的 控 制 措 施, 木 材 和 其 他 漂 浮 物 仍 經 常 隨 棄 土 從 運 泥 車 卸 下,如果裝 載 的 是 建 築 碎 料, 這 問 題 尤 為 嚴 重 。 對 90 discharged from trucks, particularly those laden with building debris. Supervisors should be especially vigilant, and should warn drivers of such trucks. Repeat offenders should have their licences revoked. Also, sampans should be employed to pick up floating materials from the water within the reclamation site. Such materials can be hazardous to shipping and are unsightly if allowed to drift into open waters; where possible, floating refuse booms should be used to surround the site to contain the debris and ease removal by the sampans. 此, 管 理 人 員 應 特 別 提 高 警 惕, 並 應 經 常 警 告 有 關 的 運 泥 車 司 機, 屢 次 違 例 者 的 牌 照 應 予 以 撤 消。 同 時, 還 應 用 小 艇 清 除 填 海 區 內 的 漂 浮 物, 如 任 由 它 們 漂 入 公 共 水 域, 會 對 航 運 造 成 危 害, 亦 有 礙 觀 瞻。在 情 況 許 可 下, 應 使 用 懸 浮 垃 圾 欄 圍 漂 浮 物,以便清除。 Another disadvantage is that the rate of supply of material to a public dump, being dependent mainly on private development projects, is largely not controllable, and planning work is particularly difficult if completion dates are critical. During the operation of a public dump it is quite usual for the number of trucks per day to vary widely. The number per day can typically vary from lows of 100 to 200 to highs of 1,000 to 1,500, with an average load per truck of 5 to 8 m3. This leads to another disadvantage in that traffic congestion at entrances and exits is unavoidable. 由於公眾卸泥物料主要源自私人發展 項 目, 因 此, 其 另 一 缺 點 是 難 以 控 制 其 供 應 速 度; 對 一 些 完 工 日 期 十 分 重 要 的 工 程 而 言, 籌 劃 工 作 會 非 常 困 難。 而 且, 在 公 眾卸泥區運作期間 ,每日到達的運泥車 數, 往 往 有 很 大 變 化,少則1 0 0 至 2 0 0 輛 , 多 則 1 0 0 0 至 1 5 0 0 輛, 每 輛 車 平 均 裝 載 5 至 8立方米。這又導致了另一不利情況, 即 不能避免造成進出口的交通擠塞。 The main advantage of using public dumping in reclamations, other than the benefit to the community, is low cost. The only costs relate to the provision of wheel washing facilities at the exit to the site, road cleaning adjacent to the site, provision of booms and sampans, provision of plant to spread the material, and supervisory staff. 利用公眾卸泥物料填海的主要優點 , 除 方 便 公 眾 外, 便 是 低 廉 的 成 本。 開 支 只 須 包 括 在 出 口 設 置 車 輛 清 洗 設 備,清潔附 近 道 路, 設 置 浮 欄, 租 用 小 艇 及 整 平 物 料 設備和雇用管理人員。 11.3.3 11.3.3 Selected Fill Selected fill material from a land source can be provided either by a contractor from his own source, with the quality subject to the specification in the contract, or from designated Government borrow areas or site formation projects. In the latter case some materials from the designated source may not comply with the specified quality. Weathered granites from such sources are generally considered to be suitable as fill for reclamations. However, weathered volcanic rocks should normally be used only above tide level, and preferably when mixed with other granular 經挑選的填料 源自陸上的挑選填料 ,既可由承建商 按 合 約 規 定 的 規 格 提 供, 也 可 取 自 政 府 指 定 的 採 石 場 或 地 盤 平 整 工 程。 取 自 後 者 的 填 料, 部 分 可 能 不 合 原 定 的 規 格。 這 些 來 自 指 定 地 點 的 物 料, 若 是 風 化 花 崗 岩,一 般 會 符 合 回 填 材 料 的 要 求。 若 是 風 化 火 山 岩, 因 其 顆 粒 一 般 都 較 小 和 塑 性 較 高,通 常 只 填 放 在 潮 位 以 上 的 地 方。 如 填 放 前 先 與其他粒狀材料混合,效果會好一些。 91 materials, because of their typically finer grading and higher plasticity. 11.3.4 Crushed Rock 11.3.4 碎石 Crushed rock, uniformly graded and with maximum dimension about 250 mm, is suitable as a fill material for reclamations, but normally will be available only at a reasonable cost when provided as a by-product of a major public or private site development project involving large quantities of rock excavation and removal. For reclamations comprising crushed rock, consideration should be given to reduce the maximum size and mix the crushed rock with fine material in the top metre or so, and on the lines of drainage reserves, to allow easier future installation of services. 均 勻 級 配 且 粒 徑 不 超 過 250毫 米 的 碎 石, 是 合 適 的 回 填 材 料, 但 通 常 只 有 當 這 些碎石是牽涉大規模岩石挖掘的發展工 程 的 副 產 品 時, 才 能 以 合 理 的 價 格 獲 得 。 用 碎 石 填 築 時, 應 考 慮 減 低 填 料 的 最 大 粒 徑, 並 在 回 填 頂 部 約 一 米 厚 的 部 分, 或 專 用 排 水 區 地 方, 將 碎 石 與 細 粒 材 料 混 合 , 以方便將來安裝各類管線設施。 11.3.5 11.3.5 Marine Fill 海相填料 The Fill Management Committee has taken over responsibility for identifying and investigating marine borrow areas, and for allocation of fill to individual projects. The use of marine fill can be economically viable for a reclamation project where a marine borrow area can be allocated by the Fill Management Committee within a reasonable distance of the site and where the size of the project justifies the use of sophisticated dredgers with high mobilisation costs. Such plant can dredge marine deposits at relatively low unit cost. Trailer dredgers can deposit marine sand in the reclamation by bottom dumping or by pumping, depending on the access and water depth available. The rate of formation of the reclamation can be extremely rapid compared with the use of other types of fill, and often several trailer dredgers can be used on the same site if necessary. 填料管理委員會負責勘察和研究海上 採 泥 區, 並 分 配 填 料 予 各 項 工 程。 對 於 填 海 工 程 來 說, 由 於 利 用 現 代 化 挖 泥 機 挖 掘 海 相 沉 積 物 的 單 位 成 本 較 低, 如 果 填 料 管 理委員會分配使用的海上採泥區接近工 地, 而 工 程 的 規 模 又 能 承 擔 這 些 現 代 化 挖 泥 機 的 高 昂 調 遣 費 用 的 話, 採 用 海 相 填 料 在 經 濟 上 是 可 行 的。 耙 吸 挖 泥 船 可 開 底 或 用 泵 在 填 海 區 內 卸 下 海 相 填 料, 使 用 的 方 法 應 視 乎 航 道 情 況 和 水 深 而 定。 利 用 海 相 填料回填 ,可以比採用其他材料快捷很 多, 而 且 必 要 時, 更 可 同 時 使 用 數 艘 耙 吸 挖泥船在同一工地內操作。 11.4 1 1 . 4 混凝土 11.4.1 Concrete Reinforced and Prestressed Concrete in General Recommendations for reinforced and prestressed 11.4.1 鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土 除了不會直接暴露於海相環境的部分 92 concrete, except where protected from direct exposure to the marine atmosphere, are in line with those given in Chapter 6 for suspended deck structures and are as follows : 外, 有 關 鋼 筋 混 凝 土 和 預 應 力 鋼 筋 混 凝 土 的標準是與第六章有關在承台式結構使 用的混凝土的建議一致的,如下所示﹕ (a) Minimum characteristic strength (a) 最小特性強度 45MPa (b) Maximum free water/cement ratio 0.40 (b) 最大水/水泥比值 0.40 45 MPa (c)(i) Nominal concrete cover fully immersed, and in tidal and splash zones 60 mm (c)(i) 水下、水位變動及 浪濺區的混凝土保 護層額定厚度 60 mm (ii) Nominal concrete cover above splash zone 50 mm (ii) 浪 濺 區 以 上 的 混 凝 50 mm 土保護層額定厚度 It is considered that criteria (a) and (b) above should apply irrespective of whether the concrete is fully immersed, within the tidal or splash zones or located above the normal splash zone. For concrete within the tidal and splash zone, crack widths under typical average long term loading conditions, as described in Chapter 6, should be limited to 0.1 mm. Where protected from direct exposure to the marine atmosphere, reinforced concrete should comply with the recommendations given in BS 8110:Part 1 (BSI, 1985a) for "moderate" exposure conditions. 上述標準中的 (a) 和 (b),適用於各部 位 的 混 凝 土, 包 括 水 下、 水 位 變 動 和 浪 濺 區, 以 及 正 常 浪 濺 區 以 上 的 地 方。 水 位 變 動 和 浪 濺 區 的 混 凝 土, 在 典 型 的 長 期 荷 載 條 件 下, 其 裂 縫 寬 度, 如 第 六 章 所 述,應 限制在0.1毫米以下。在不直接暴露於海 相環境的地方 ,鋼筋混凝土應符合 《 B S 8 1 1 0 : P a r t 1》 ( B S I , 1 9 8 5 a ) 中 對 「中度」暴露條件的建議。 11.4.2 11.4.2 Durability The durability of reinforced concrete depends fundamentally on the quality and impermeability of the concrete, which prevent steel reinforcement from corroding. Normally concrete provides an alkaline environment which slows corrosive reactions. The best method of ensuring that this natural alkaline protective mechanism is maintained is by providing concrete which has the lowest possible permeability. This can be obtained by adopting mixes designed to produce concrete of the highest practicable density. However, care should be taken that requirements for high strength and low permeability do not result in the workability being restricted to less than that required for adequate compaction. The recommendation in 耐久性 鋼筋混凝土的耐久性 ,主要取決於能 防止鋼筋銹蝕的混凝土質素和不透水 性。 通 常, 混 凝 土 提 供 一 個 延 緩 銹 蝕 作 用 的 鹼 性 環 境, 保 持 這 一 自 然 鹼 性 防 護 機 制 的 最 好 方 法, 是 採 用 透 水 性 最 低 的 混 凝 土, 這 可 以 透 過 成 分 設 計, 製 造 最 高 密 度 的 混 凝 土 來 達 致。 但 應 注 意, 要 求 強 度 高、 透 水 性 低 的 同 時, 其 和 易 性 不 應 低 於 混 凝 土 能 被 充 分 搗 實 的 要 求。 上 述 標 準 (b)的 0.40 的 最 大 水/ 水 泥 值 是 出 自 混 凝 土技術常務委員會對海事鋼筋混凝土工 程 而 作 出 的 暫 用 混 凝 土 規 格 建 議。實際工 程上,採納這個偏低的水/水泥比值時, 許 多 結 構 和 構 件, 特 別 若 是 大 量 加 筋 的 93 criterion (b) above for a maximum free water/cement ratio of 0.40 is taken from the Interim Concrete Specification for Reinforced Concrete Structures in Marine Environment issued by the Standing Committee on Concrete Technology. In practice, the use of such a low water/cement ratio will require the use of a water reducing admixture, or superplasticizer, for many structures or elements, particularly those heavily reinforced, to ensure adequate workability and compaction. Particular care needs to be taken when detailing reinforcement to avoid congestion so that the concrete can be easily placed and subsequently compacted. It has to be noted that adequate curing of the concrete is essential to achieve the desired durability. For reinforced or prestressed concrete work in the tidal zone, precast units should be used wherever possible, with the minimum of in situ concrete connections; the use of epoxy coated reinforcement may be considered, and prestressed concrete should be avoided. 話, 須 使 用 減 水 劑 或 塑 化 劑, 以 確 保 混 凝 土 有 足 夠 的 和 易 性 和 密 實 性。 佈 筋 時,應 特 別 注 意 鋼 筋 不 要 過 密, 以 便 於 混 凝 土 灌 注 和 搗 實。 必 須 注 意 的 是, 充 分 養 護 混 凝 土 是 達 到 理 想 耐 久 性 的 基 本 條 件。在水位 變動區的鋼筋混凝土或預應力鋼筋混凝 土 結 構, 應 盡 量 使 用 預 製 構 件, 並 盡 量 減 少 採 用 現 場 澆 注 混 凝 土 的 接 合 點。此外, 也可考慮使用加上環氧樹脂塗層的鋼 筋,以及避免使用預應力鋼筋混凝土。 Correct use of PFA as a cement replacement can reduce permeability and increase resistance to sulphate attack. 正確地使用研磨煤灰來代替水泥, 能 降 低 混 凝 土 的 透 水 性, 也 可 提 高 對 硫 酸 鹽 侵蝕的抵抗力。 11.4.3 11.4.3 Unreinforced Concrete For unreinforced concrete in massive sections, such as precast concrete seawall blocks and backing concrete for granite facing in seawalls, the use of concrete with a minimum characteristic strength of 20 MPa has been shown to be successful, with no significant maintenance problems. The continued use of such concrete for massive sections is recommended, irrespective of whether the concrete is fully immersed or within the tidal or splash zones, provided the concrete is actually placed 'in the dry'. It should be noted that Clause 6.2.4.2 and Table 6.2 of Part 1 of BS 8110:Part 1 recommend the use of higher grades of concrete to 'ensure long service life' for unreinforced concrete under all exposure conditions other than 'mild'. It is suggested that these recommendations should be followed for unreinforced concrete except for massive sections referred to above. 無配筋混凝土 據 以 往 經 驗, 在 大 體 積 的 構 件 中,( 如 用於海堤的混凝土預製塊和花崗岩面層 後 的 堤 背 混 凝 土 ), 曾 廣 泛 地 使 用 最 小 強 度級別為20 MPa的無配筋混凝土, 而 沒 有 導 致 較 大 的 維 修 問 題。 因 此, 建 議 無 論 是 位 於 水 下、 水 位 變 動 還 是 浪 濺 區 的 大 體 積的構件 ,仍應繼續使用此級別的混凝 土, 但 澆 注 必 須 在「 乾 燥 狀 態 下 」 進 行 。 應 該 注 意 的 是 , 《 B S 8 1 1 0 : P a r t 1》 第 6 . 2 . 4 . 2 節 和 表 6 . 2 建 議, 除 了 處 於「 溫 和 」 暴 露 條 件 的 部 分 外, 構 件 中 的 無 筋 混 凝 土 都 應 屬 於 較 高 的 級 別, 以 確 保 其 在 所 有 暴 露 條 件 下 仍 能 保 持 較 長 的 使 用 期。因此, 建 議 除 上 述 大 體 積 構 件 外, 其 他 無 配 筋 混 凝土也應遵照這些指引。 94 Partial replacement of cement by PFA in thick sections will reduce the effects of heat of hydration. Replacement of up to 50% of the cement may be considered if early strength is not critical. 在較厚的部分用研磨煤灰代替部分水 泥,會 降 低 水 化 熱 作 用。 如 果 早 期 強 度 要 求 不 高, 可 考 慮 使 用 研 磨 煤 灰 代 替 高 達 5 0 ﹪的水泥。 11.4.4 11.4.4 水下混凝土 Underwater Concrete Guidance on underwater concrete is given in Section 58.11 of BS 6349:Part 1. The use of epoxy coated reinforcement and a waterproofing admixture in the concrete mix are recommended. Reinforced concrete placed underwater should only be used where absolutely necessary, because of the difficulties of ensuring sound results and the problems of inspection. In particular, the use of concrete placed by tremie for forming heavily reinforced small elements such as pile caps within the fully immersed or tidal zones should be avoided, by making full use of precast units or requiring the use of watertight steel shutters, extended in height as necessary, to enable the concrete to be placed 'in the dry'. For driven steel tubular piles which are intended to be filled with reinforced concrete to one or two metres below sea-bed level, it is usually possible, after excavation, to form a plug in the bottom and pump the inside of the pile dry. This approach is preferred to the use of concrete placed by tremie. For bored concrete piles with a steel tubular casing, it will not usually be possible to pump the inside of the pile dry before concreting, and there will be no alternative to using reinforced concrete placed by tremie. For such piles, it is recommended that a minimum of three galvanised steel tubes, of a diameter suitable for possible future sonic testing, are cast in the concrete from founding to cut off level. It should be noted that concrete placed under water should not be designed for a characteristic strength greater than 25 MPa. It is recommended that this limitation should apply to bored piles formed by reinforced concrete placed by tremie due to the defects which can occur, but a higher grade of concrete should be specified in order to achieve this condition. 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1》 第 5 8 . 1 1 節 提 供 了 有 關 水 下 混 凝 土 的 指 引。 建 議 使 用 環 氧 樹 脂塗層鋼筋和在混凝土拌合料中添上防 水 外 加 劑。 只 有 在 絕 對 必 要 時, 方 可 進 行 水 下 澆 注, 因 為 水 下 澆 注 難 以 保 證 其 效 果 良好 , 檢 測 亦 十 分 困 難。 應 特 別 注 意 的 是, 製 造 處 於 水 下 和 水 位 變 動 區 且 大 量 加 筋 的 小 構 件( 如 樁 帽 ) 時 , 要 避 免 用 豎 管 澆 注 混 凝 土, 而 應 盡 量 利 用 預 製 件 或 防 水 鋼 模 板, 必 要 時 可 將 模 板 加 高, 以 確 保 混 凝土在「乾燥狀態下」澆注。 如果計劃是在鋼管打入樁內填入鋼筋 混 凝 土, 至 海 床 以 下 1 至 2 米, 通 常 可 在 挖 方 工 序 完 成 後, 在 樁 底 形 成 管 塞, 並 將 樁 管 泵 乾, 這 方 法 比 用 豎 管 澆 注 混 凝 土 更 佳。 至 於 使 用 鋼 套 管 的 鑽 孔 灌 注 樁, 一 般 不 可 能 在 澆 注 混 凝 土 之 前 將 樁 管 泵 乾,而 必 須 使 用 豎 管。 在 這 情 況 下, 建 議 在 澆 注 混 凝 土 時, 安 裝 至 少 三 支 從 基 底 到 截 止 高 程 的 鍍 鋅 鋼 管, 該 等 鋼 管 直 徑 應 配 合 將 來 可能進行的音波試驗。 應該注意的是 ,水下澆注的混凝土 , 其 設 計 特 徵 強 度 不 得 高 於2 5 M P a 。 考 慮 到用豎管澆注的鋼筋混凝土鑽孔灌注樁 可 能 出 現 的 誤 差, 建 議 此 項 規 定 也 應 用 於 該 類 型 樁。 同 時, 為 了 要 符 合 這 項 規 定 , 應該指定使用級別較高的混凝土。 95 11.4.5 11.4.5 設計 Design It is recommended that BS 8110:Part 1 should form the basis for the design of concrete structures. Information on partial load factors for suspended deck structures is given in Section 6.2; this can be used as a guide for other types of concrete structure. 建 議 設 計 混 凝 土 結 構 時 , 應 以 《 B S 8 1 1 0 : P a r t 1》 為 依 據 。 第 6 . 2 節 列 出 的 承 台 結 構 之 分 項 荷 載 系 數, 亦 可 作 為 其他類型結構設計時的參考。 1 1 . 5 鋼材 11.5 Steel 11.5.1 11.5.1 結構鋼概述 Structural Steel in General 海 事 結 構 所 用 的 鋼 材 , 一 般 應 符 合 BS Structural steel in marine structures should normally be weldable structural steel complying with BS 7668:1994 (BSI, 1994d), BS EN 10137, Parts 1, 2 & 3:1996 (BSI, 1996a, b & c), BS EN 10113 Parts 1, 2 & 3:1993 (BSI, 1993a, b & c), BS EN 10029:1991 (BSI, 1991a), BS EN 10155: 1993 (BSI, 1993d), or BS EN 10210-1 (BSI, 1994b) as appropriate. The use of BS 449:Part 2 (BSI, 1969) for the design of steel elements and structures is recommended, with increased permissible stresses for certain loading conditions, in line with the suggestions given in Chapter 6 for suspended deck structures. 7668:1994 (BSI, 1994d), BS EN 10137, Parts 1, 2 & 3:1996 (BSI, 1996a, b & c), BS EN 10113 Parts 1, 2 & 3:1993 (BSI, 1993a, b & c), BS EN 10029:1991 (BSI, 1991a), BS EN 10155: 1993 (BSI, 1993d), or BS EN 102101 (BSI, 1994b) 規 定 的 可 焊 結 構 鋼 。 當 設 計 鋼 構 件 和 鋼 結 構 時 , 建 議 使 用《 BS449: P a r t 2》 ( B S I , 1 9 6 9 ) 規 定 的 標 準 , 同 時 在 某 些 荷 載 條 件 下, 根 據 第 六 章 關 於 承 台 結構的建議,增加容許應力。 11.5.2 11.5.2 銹蝕防護 Corrosion Protection For steel structures and major steel elements, corrosion protection or allowances for metal losses due to corrosion, or both, will be a major consideration. It should be noted that the advice in Table 22 of BS 6349:Part 1, which gives typical upper rates of corrosion for structural steels in maritime conditions in the United Kingdom, is not recommended for use in Hong Kong. Hong Kong waters are relatively warm, and contain various pollutants whose effect on steel is generally unknown. In many sites, the presence of anaerobic sulphatereducing bacteria, which can greatly increase normal steel corrosion rates, is also suspected. In the absence of full scale long-term tests covering metal loss from corrosion in Hong Kong waters, it is recommended that all structural steelwork above sea-bed level, 對 於 鋼 結 構 和 大 型 鋼 構 件 來 說, 銹 蝕 防 護 和 預 計 銹 蝕 量 是 很 重 要 的 因 素。應注 意 的 是 , 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1》 表 2 2 是 依 據鋼結構在英國的海相條件下的典型銹 蝕 率 上 限 而 制 定 的, 因 此, 不 應 在 香 港 應 用。 香 港 水 域 相 對 地 較 溫 暖, 含 有 各 種 污 染 物, 它 們 對 鋼 材 的 影 響, 目 前 尚 未 被 清 楚 確 定, 況 且, 在 香 港 許 多 地 方, 懷 疑 存 在著一種使鋼蝕率大幅提高的厭氧抗硫 酸 鹽 細 菌。 現 在 尚 未 有 全 面 就 香 港 水 域 銹 蝕 造 成 的 金 屬 損 失 進 行 過 長 期 試 驗,在這 情 況 下, 建 議 海 床 以 上 所 有 的 結 構 鋼,無 論 在 水 下、 水 位 變 動 及 浪 濺 區 或 甚 至 是 位 於 浪 濺 區 以 上 的, 均 應 按 設 計 使 用 期 進 行 全面銹蝕防護 。至於鋼樁 在海床以下部 分, 如 未 有 銹 蝕 防 護, 可 以 假 定 其 外 層 表 面 每 年 的 銹 蝕 量 為 0 . 0 5 毫 米。 關 於 銹 蝕 防 96 whether fully immersed, within the tidal or splash zones, or generally above the splash zone, is fully protected against corrosion for the design life of the structure. Below sea-bed level, an allowance for corrosion loss of 0.05 mm per year on the outside face of steel piles is considered reasonable, if no corrosion protection is carried out within this zone. For guidance on protective measures which can be taken against corrosion, see Section 11.9. 護措施的指引,可參考第11.9節。 11.5.3 11.5.3 Use of Stainless Steel Section 21 of the General Specification for Civil Engineering Works (Hong Kong Government, 1992a) requires stainless steel for elements in marine works such as chains, railings, cat ladders, pumphouse screens and screen guides, mooring eyes and other fittings to be austenitic stainless steel grade 316 complying with BS 970:Part 1 (BSI, 1996d), BS 1449:Part 2 (BSI, 1983), or BS EN 10088: Parts 1, 2 & 3 (BSI, 1995a, b & c) as appropriate. It should be noted that the commonly available grade 304 stainless steel is not suitable for use in a marine environment due to the presence of chlorides. The selection of the correct grade of stainless steel at the design stage is most important, as corrosion in stainless steel members and fasteners may not be readily evident. In stress corrosion cracking, corrosion occurs along grain boundaries, and there may be no corrosion product evident, or only slight staining. A visual examination may not show this cracking, even though the member or fastener is about to fail. 《 G S 》第 2 1 節 規 定 海 事 工 程 構 件 使 用 的 不 銹 鋼, 須 符 合《 B S 9 7 0 : P a r t 1 》( B S I , 1 9 9 6 d ) ,《 B S 1 4 4 9 : P a r t 2 》 ( B S I , 1 9 8 3 ) 或《BS EN 10088: Parts 1, 2 & 3 》(BSI, 1995a, b & c) 奧氏體不銹鋼級別316的規 格 。 這 些 構 件 包 括 鏈 條 、 圍 欄 、 爬 梯 、泵 房 欄 污 柵、欄 污 柵 導 框、 繫 船 環 及 其 他 裝 置。應該指出的是,常用的304級別不銹 鋼, 並 不 適 合 在 含 氯 化 物 的 海 相 環 境 中 使 用。 因 為 不 銹 鋼 構 件 和 固 緊 件 的 銹 蝕 可 能 不 太 明 顯, 所 以 設 計 時 選 擇 適 當 等 級 的 不 銹鋼非常重要 。若因應力引起了銹蝕裂 化, 銹 蝕 會 沿 顆 粒 邊 緣 出 現, 這 時 可 能 沒 有 明 顯 的 銹 蝕 產 物, 或 只 有 少 許 銹 斑,因 此, 即 使 構 件 或 固 緊 件 已 近 乎 損 壞, 使 用 目測亦未必會發現裂紋。 11.5.4 11.5.4 一般指引 General Guidance General guidance on the use of structural steel and other metals in marine structures is given in Clause 59 of BS 6349:Part 1. Important points to note are as follows : (a) 不銹鋼的使用 Fabrication details should be kept as simple as possible and should be designed to avoid corrosion and facilitate maintenance. (b) Tolerances for on-site connections should be 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1 》第 5 9 節 載 述 了 在 海 事結構中採用鋼和其他金屬的一般指 引。應注意的重點如下﹕ (a) 裝配細節應盡量簡單,其設計 要 能 避免銹蝕及便於維修, (b) 在海相環境下工作困難,因此, 現 場連接工序的容許誤差應較寬裕, 97 generous because of the difficulties associated with working in a marine environment. (c) As much prefabrication as possible should be undertaken, taking advantage of mechanised welding and early painting under factorycontrolled conditions. (d) Steel embedded in concrete is cathodic relative to the same steel in seawater, and rapid corrosion will therefore occur at the interface of a partly embedded member unless special treatment is carried out, e.g. use of sacrificial anodes and impressed currents. (e) Chemical composition of steels has less influence on corrosion rates in a marine environment than physical factors such as the roughness of the surface finish of the steel and the presence of holes and re-entrant corners, all of which tend to promote the formation of galvanic corrosion cells. (c) 盡 可 能 使 用 預 製 方 法 , 俾 能 充 分 利 用在廠房調控環境下進行機械焊接 和完成早期塗層的優點, (d) 鋼件埋置在混凝土的部分,相對於 浸在海水的部分來說屬於陰極, 因 此,除非經過特別處理,一個只有 部分埋藏在混凝土內的鋼構件, 會 在交接處被迅速腐蝕。使用消耗陽 極和外接電流,是這些特別處理的 其中一種, (e) 在海相環境下, 鋼 的 化 學 成 分 對 銹 蝕率的影響,不及物理因素重要 , 例如鋼表面的粗糙加工、孔隙和陰 角的存在等,都會導致銹蝕電池體 的產生。 1 1 . 6 木材 11.6 Timber 11.6.1 11.6.1 Section 21 of the GS requires timber for fenders to be "Selangan Batu" (also known as "Yacal" and "Balau") or similar species of hardwood, visually stress graded to the Hardwood Structural (HS) grade of BS 5756 (BSI, 1980), and to satisfy the strength requirements for strength class SC 8 or SC 9 of BS 5268:Part 2 (BSI, 1991b). 《 G S 》第 2 1 節 要 求 護 舷 設 備 使 用 的 木 材 應 為「 杪 木 」( S e l a n g a n B a t u、Y a c a l 或 B a l a u ), 或 類 似 的 硬 木 , 亦 須 經 目 測 判 別 應 力 等 級,符合《 B S 5 7 5 6 》( B S I , 1 9 8 0 ) 規定的硬木結構 (HS) 級別。另外,木材 應符合《BS5268: Part 2 》 (BSI, 1991b) 強度級別SC8和SC9的規格。 11.6.2 11.6.2 木材種類 Types of Material 設計應力 Design Stress For the design of timber fenders and walings, it is recommended that the grade stresses and moduli of elasticity for strength class SC 7 given in Table 9 of BS 5268:Part 2 should be used, after application of the modification factor K 2 for wet exposure conditions given in Table 16 of BS 5268:Part 2. It 設計防撞和橫向護木時,建議採用 《 B S 5 2 6 8 : P a r t 2 》表 9 列 出 , 等 級 為 S C 7 的木材的等級應力值和彈性模量計算強 度,再乘以《BS5268: Part 2 》表16列出 在濕潤條件下的修正系數 K2。應該注意 的是,表9中的等級應力值,只適用於在 長 期 荷 載 作 用 下 的 情 況。 當 護 木 受 到 其 他 98 should be noted that the grade stresses given in Table 9 apply to long term loading, and Table 17 of BS 5268:Part 2 gives details of the modification factor K3 by which these stresses can be multiplied for various other durations of loading. It is recommended that any combination of loading with berthing or wave loads may be considered 'very short term' for the purposes of assessment of a value for K3 from Table 17. Note should be taken of Clause 14.6 of BS 5268:Part 2, which covers the depth modification factor K7 which is used for adjusting the grade bending stresses given in Table 9, where the depth of the member being designed is other than 300 mm. Clause 2.8 of BS 5268:Part 2 defines the grade stress as the stress which can safely be permanently sustained by material of a specific section size and of a particular strength class or species and grade. By implication, grade stresses, adjusted where appropriate using the modification factors, should be used for the design of timber structures or timber members, where it is required that the structure or member should be able to last without replacement for the design life of the structure. It is not considered necessary or economical to design a timber fendering system for the full design life of a suspended deck structure, because replacement of individual members is relatively simple and inexpensive, and damage or failure of part of the fendering system will normally result in normal minor damage, if any, to the suspended deck structure itself. For timber, the variation in material properties within any strength class is particularly large, and to design timber fendering systems based on the grade stress, which is based on the 5% lower exclusion values of strength, would not make the best use of the material, and would result in larger timber sections, steel bolts and fixings being required than have been used in the past and are commonly available. 荷 載 歷 時 作 用 時, 可 以 將 這 應 力 強 度 再 乘 以《BS5268: Part 2 》表17列出的修正系 數K3。利用表17估 算K3值時,任何包括 靠 泊 力 或 波 浪 力 的 荷 載 組 合, 都 應 視 為 「非常短暫」。 如 果 設 計 的 護 木 厚 度 不 是 3 0 0 毫 米,應 參 考《 B S 5 2 6 8 : P a r t 2 》第 1 4 . 6 節 的 論 述 , 其中涉及的厚度修正系數 K7,可用來調 整列於表9的等級彎曲應力。 《 B S 5 2 6 8 : P a r t 2》 第 2 . 8 節 註 明 等 級 應 力 的 定 義 是: 具 有 指 定 剖 面 尺 寸、 屬 於 特定類別和強度等級的材料所能長期承 受 的 應 力。 因 此, 以 適 當 修 正 系 數 調 整 後 的 等 級 應 力, 可 用 來 設 計 木 料 結 構 和 構 件, 使 其 於 設 計 使 用 期 內 不 必 更 換。 對 承 台 結 構 而 言, 若 護 木 系 統 採 用 與 結 構 相 同 的 設 計 使 用 期, 是 既 不 必 要 也 不 經 濟 的 , 因為更換護木系統的個別構件較為簡單 和 便 宜, 而 且 , 縱 然 部 分 護 木 系 統 損 壞 了, 通 常 也 只 會 對 整 個 承 台 結 構 做 成 輕 微 影 響。 縱 是 同 一 強 度 等 級 的 木 材, 其 特 性 變 化 也 會 很 大, 木 材 的 等 級 應 力 是 根 據 除 去最低5﹪後強度所對應的應力而確定 的。 以 這 等 級 應 力 來 設 計 的 防 撞 護 木 系 統, 不 能 最 有 效 地 利 用 各 類 物 料, 所 需 的 護 木 剖 面、 鋼 螺 栓 和 固 定 件 都 會 比 過 去 所 用的要大,也不易有供應。 11.6.3 11.6.3 荷載系數 Loading Factors For the reasons given above, it is recommended 綜 上 所 述, 設 計 護 木 系 統 時 建 議 提 高 護 木 的 容 許 應 力, 方 法 是 將 根 據 《BS5268: 99 that the permissible stresses obtained from the grade stresses and modification factors in BS 5268:Part 2 should be increased by multiplying by a design factor for the design of timber fendering systems. Suggested values for this design factor for different members and loading conditions are as follows : Part 2 》 的 等 級 應 力 和 修 正 系 數 得 出 的 容 許 應 力, 乘 以 一 設 計 系 數。 不 同 構 件 和 荷 載 條 件 下, 建 議 使 用 的 設 計 系 數 值 如 下 ﹕ 荷載條件 Loading Condition Normal Extreme Temporary Accident 系數 Factor 1.6 2.0 2.0 2.4 The factors proposed above relate to fendering systems for typical suspended deck structures. At the discretion of the designer, these factors may be increased or decreased to suit the structure use and location. For a public pier with relatively low use, for example, where the design vessel is not expected to berth frequently, an increase in the factors of up to 20% may be considered, whereas for a heavily used ferry pier, where the design vessel will berth frequently, a decrease in the factors of up to 20% would be more reasonable. When designing timber fenders for public piers and ferry piers, for vessels with displacement not exceeding about 1500 t, it is normal to assume for the design condition that the vessel contacts two vertical fenders simultaneously, provided that the clear distance between the fenders is not greater than about 800 mm. It is not normal, when designing timber fenders for public piers or ferry piers, to make an allowance for material loss due to wear of the faces of the fenders by the vessels during berthing. However, such an allowance should be considered by the designer when designing a ferry pier which is expected to be heavily used by vessels with steel-faced rubbing or berthing strips. In such a situation, the fender design should be checked with the ferry operator, but in any event it is not recommended that the fender size should be increased to an extent that this results in a size of fender and fixing outside the normal range. 正常 極端 臨時 意外 1.6 2.0 2.0 2.4 這些系數適用於典型的承台結構的防 撞 系 統。 設 計 人 員 可 以 按 結 構 的 使 用 情 況 和 所 處 的 位 置, 修 訂 這 些 系 數 的 值。 對 於 使 用 率 較 低 的 公 用 碼 頭, 如 設 計 船 型 不 經 常 靠 泊, 系 數 可 加 大 2 0 ﹪; 而 對 於 使 用 率 高, 設 計 船 型 經 常 會 靠 泊 的 渡 輪 碼 頭,將 系數減少20﹪較為適當。 設 計 公 用 和 渡 輪 碼 頭 的 護 木 時, 若 船 舶排水量不超過 1500公 噸, 護 木 之 間 的 淨距又不超過800毫米,通常會假設船舶 同時接觸兩條垂直護木。 在 設 計 公 用 和 渡 輪 碼 頭 護 木 時, 通 常 不會考慮因船隻靠泊而引起的表面磨 損。 不 過, 如 果 預 計 一 些 裝 了 鋼 面 層 護 舷 邊 條 的 船 隻 將 會 頻 密 地 靠 泊 時, 設 計 人 員 應 考 慮 加 上 這 些 磨 損 的 預 留 量, 這 些 護 木 設 計 應 與 渡 船 公 司 檢 核, 但 建 議 加 大 後 的 護木和配件,都應在常用的規格之內。 100 1 1 . 7 橡膠 11.7 Rubber Section 21 of the GS requires rubber for fenders to be resistant to aging, weathering and wearing, to be homogeneous, free from any defects or impurities, pores or cracks and to have certain defined properties as covered by parts of BS 903 (BSI, several parts, 1976 to 1995). Sources of information on types of rubber fenders are given in Section 4.13. Information given in the major manufacturers' catalogues concerning fender reaction, deformation and energy characteristics may generally be accepted with confidence. Before finalising a rubber fender design, advice should always be sought from one or more of the major reputable suppliers regarding suitability for the project. Wherever possible, rubber fenders should be selected or specified to match existing fenders, to minimise the different types of fenders required to be kept in stock for future maintenance. 《 G S 》第 2 1 節 要 求 橡 膠 護 舷 既 能 耐 老 化、 耐 風 化 和 耐 磨 損,又要均質、無缺陷、 無 雜 質、 無 孔 隙 和 無 裂 紋 , 且 還 應 具 備 《BS903》 (BSI, several parts, 1976至 1 9 9 5 ) 要 求 的 某 些 特 性 ,第 4 . 1 3 節 載 述 了 有 關 橡 膠 護 舷 類 型 的 資 料 來 源。 主 要 生 產 商 在 其 產 品 目 錄 裏 列 出 的 資 料, 包 括 護 舷 的 反 作 用 力、 變 形 和 吸 收 能 量 特 性 等,通 常 都 可 以 信 賴。在 確 定 橡 膠 護 舷 的 設 計 之 前, 應 先 向 信 譽 良 好 的 主 要 供 應 商 查 詢 , 讓他們就設計是否適用於該項工程提供 意 見。 選 擇 橡 膠 護 舷 或 訂 定 其 規 格 時,應 盡 量 與 沿 用 的 類 型 配 合, 以 減 少 用 作 維 修 儲備的各類型護舷數目。 11.8 樁 11.8 11.8.1 Piles General Section 8 of the GS covers piling works. For general information on types of piles and their suitability for different ground conditions, locations and types of structure, see Section 7.4 of BS 8004 (BSI, 1986) and Chapter 2 of Tomlinson (1987). Useful information on piles in maritime works is given in Clause 61 of BS 6349:Part 1. 11.8.1 《GS 》第 8節論述了打樁工程 。 關 於 各類型樁的一般資料,及它們在不同地 質、 結 構 位 置 和 形 式 等 情 況 下 的 適 用 性 , 可參閱《BS8004 》(BSI, 1986) 第7.4 節 和 T o m l i n s o n ( 1 9 8 7 ) 第 二 章。《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1 》第 6 1 節 載 有 樁 在 海 事 工 程 應 用 的 實用資料。 11.8.2 11.8.2 Driven Concrete Piles For the types of marine structure covered by this Manual, the choice of bearing pile will generally be limited to driven prestressed concrete, driven tubular steel and bored cast in situ concrete piles, and minipiles. Driven prestressed concrete piles have been successfully used in local conditions for many years, but have disadvantages related to loading and size/weight/length limitations, problems with 概述 混凝土打入樁 本 手 冊 提 及 的 海 事 結 構, 其 支 承 樁 一 般 會 選 擇 預 應 力 鋼 筋 混 凝 土 打 入 樁、鋼管 打 入 樁、 現 澆 混 凝 土 鑽 孔 灌 注 樁 以 及 小 型 樁。 多 年 來, 在 香 港 採 用 預 應 力 混 凝 土 打 入 樁 都 相 當 成 功, 它 的 缺 點 是 在 荷 載 和 尺 度/重 量/長度方面的限制 ,接高 、 穿 過 大 石 和 障 礙 物 的 困 難, 及 因 須 預 製 而 影 響 施 工 進 度 的 問 題 等。 近 年, 由 於 濱 海 區 土 地 的 需 求 很 大, 在 該 等 地 區 找 尋 一 個 適 合 的大型預製場,往往非常困難。 101 extensions, driving through boulders and obstructions, and can give programming problems due to the need for precasting. The provision of a suitably large works area for a precasting yard with marine frontage is becoming increasingly difficult to arrange as pressure for waterfront sites increases. 11.8.3 11.8.3 Tubular Steel Piles Driven tubular steel piles are becoming increasingly widely used, due to their flexibility and general ease of use related to range of load, diameter, length, ease of extension and storage. Steel tubular piles can be either fully protected against corrosion or filled with reinforced concrete after driving, with the steel tube in this case often being left unprotected above seabed level. To reduce the possibility of long term maintenance problems, preference is for steel tubular piles to be infilled with concrete to at least below seabed level and for the steel tube above seabed level to be considered as sacrificial and ignored for design purposes, the length of pile above seabed level becoming in effect a reinforced concrete cast in situ pile. Such reinforced concrete should follow the recommendations of Section 11.4, with the increase in durability provided by the steel 'casing' considered an additional benefit. With driven tubular steel piles, it is possible to overcome problems with obstructions, by chiselling inside the pile if driven open ended, or by temporary extraction, followed by the installation of an oversize casing through the obstruction and subsequent redriving within the casing. 鋼 管 打 入 樁 已 被 日 益 廣 泛 採 用, 原 因 是 其 承 載 力、 直 徑 和 長 度 的 範 圍 有 彈 性 及 方 便 使 用, 接 高 和 堆 存 亦 較 為 容 易。 鋼 管 樁 可 進 行 全 面 防 蝕 處 理, 也 可 於 打 樁 後 填 注 鋼 筋 混 凝 土, 這 通 常 可 令 位 於 海 床 以 上 的 鋼 管 不 用 再 加 保 護。 為 減 少 長 期 維 修 的 問 題, 應 在 鋼 管 樁 內 灌 入 混 凝 土, 至 少 到 達 海 床 以 下, 並 把 海 床 以 上 的 鋼 管 視 為 可 消 耗 的 部 分, 設 計 時 不 將 其 計 算 在 內。實 際 上, 這 會 令 樁 在 海 床 以 上 的 部 分 變 為 鋼 筋 混 凝 土 現 澆 樁。 鋼 筋 混 凝 土 的 選 用,應 遵 照 第 1 1 . 4 節 的 建 議 , 而 因 鋼 管「套」的 存 在 而 提 高 的 耐 久 性, 可 視 為 額 外 益 處 。 鋼 管 打 入 樁 能 克 服 障 礙 物 產 生 的 問 題。若 用 的 是 開 口 樁, 可 在 管 內 進 行 開 鑿; 也 可 臨 時 抽 出 樁, 然 後 用 一 加 大 的 套 管 穿 過 障 礙物,再在套管內將樁打入。 11.8.4 11.8.4 Bored Piles Bored cast in situ concrete piles should be avoided where possible because they generally require the use of a tremie, as discussed in Section 11.4, although any loss of durability caused by the use of concrete placed by tremie will be offset to some extent by the presence of the 'sacrificial' steel casing above seabed level. The advantages of this type of pile relate to the ability to carry high loads and the relative ease with which boulders and obstructions can be dealt with. High 鋼管樁 鑽孔灌注樁 如第 11.4節所述, 澆 注 鑽 孔 現 澆 混 凝 土 樁 時, 一 般 要 使 用 豎 管。 儘 管 海 床 以 上 的「 可 耗 性 」 鋼 套 管, 會 在 一 定 程 度 上 抵 消 由 豎 管 澆 注 混 凝 土 所 減 低 的 耐 久 性,在 可 能 情 況 下, 仍 應 避 免 使 用 這 類 樁。 它 的 優點是承載力高和較容易穿過大石及障 礙 物。 最 大 的 缺 點 是 造 價 高, 原 因 是 需 用 專 用 設 備 在 水 上 安 裝 直 徑 較 大 的 套 管,並 要在套管內部挖方。 102 cost, due to the need to use specialist plant to install a large diameter casing over water, and to excavate within this casing, is usually a major disadvantage. 11.8.5 11.8.5 Fender Piles Fender piles should, where possible, be dispensed with by designing structures and fendering systems in such a way that berthing loads are distributed directly to the main structure. Where fender piles are considered essential, they should be of steel or prestressed concrete and should be capable of being replaced during the design life of the structure, because of the possibility of accidental damage. Such replacement can best be arranged by locating the fender piles in sockets at or slightly below seabed level, rather than by driving the fender piles into the seabed as for normal driven bearing piles. Such sockets can be formed in precast concrete blocks surrounded by and resting on rubble. Replacement of driven fender piles can be extremely difficult or unsatisfactory due to the proximity of the structure, often with an overhanging or projecting roof or upper deck, and to disturbance of the seabed due to the driving and extraction of the original fender piles. 為了避免使用護舷樁 ,設計時應盡量 讓 靠 泊 荷 載 直 接 傳 到 主 要 結 構 上。若必須 使 用 護 舷 樁 時, 材 料 應 選 擇 鋼 或 預 應 力 鋼 筋 混 凝 土, 並 且 要 保 證 在 設 計 使 用 期 內 因 意 外 而 損 毀 時 可 以 更 換。 更 換 時, 最 好 的 方法是將護舷樁置於海床或稍低於海床 的 承 口 上, 而 不 要 像 通 常 打 入 承 載 樁 那 樣 打 入 海 底, 承 口 可 用 混 凝 土 預 製, 置 於 堆 石 上, 用 毛 石 圍 繞。 護 舷 樁 一 般 都 緊 連 結 構, 其 上 可 能 有 垂 懸 或 伸 出 結 構, 也 可 能 有 上 層 面 板, 加 上 打 樁 和 拔 樁 時 會 擾 動 海 床, 所 以 更 換 護 舷 樁 是 極 其 困 難 的, 亦 不 易得到令人滿意的效果。 11.8.6 11.8.6 Sheet Piles For the types of marine structure covered by this Manual, permanent sheet piles will not commonly be used. Where they are used, the common types of interlocking steel sheet piles will usually be suitable. Comments are given in Section 7.2 regarding material loss and corrosion protection for steel sheet piles. 護舷樁 鋼板樁 永久性鋼板樁並不常應用於本手冊內 提 及 的 海 事 結 構。 實 際 應 用 時, 常 見 的 連 鎖鋼板樁通常都會適用。 第7.2節論述了 鋼板樁的銹蝕損失和防護措施。 1 1 . 9 防護措施 11.9 11.9.1 Protective Measures General Information on protective measures which can be used to stop or reduce deterioration in marine 11.9.1 概述 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1 》第 6 8 節 闡 述 了 抑 制 或減慢海事結構損壞的防護措施。第 6.5 節、7.2節 和11.5節,分別論述了鋼材在 本地情況下的銹蝕損耗。 103 structures is given in Section 68 of BS 6349:Part 1 (BSI, 1984a). Comments on corrosion losses for steel in local conditions are given in Sections 6.5, 7.2 and 11.5. BS 5493 (BSI, 1977) gives valuable guidance on the choice and specification of coating systems available, although it should be noted that the definitions of environment and recommendations for coatings are primarily related to conditions in the United Kingdom; local conditions are likely to be more corrosive, due mainly to higher air and sea temperatures, and humidity. 《BS5493 》(BSI, 1977) 提 供 了 選 擇 和 規 範 塗 層 系 統 的 指 引, 但 仍 須 指 出 的 是, 其 中 關 於 環 境 因 素 的 界 定 和 塗 層 的 建 議, 都 是 基 於 英 國 的 情 況; 在 本 港, 由 於 氣 溫 和 海 水 溫 度 較 高, 濕 度 大, 所 以 可 能 腐蝕性會更高。 11.9.2 11.9.2 Life of Protective Coatings Where access for repair or maintenance is not possible or extremely difficult, the initial protective coating will be required to have the same life as the structure. Where access for repair or maintenance is readily available, the life requirement of the initial protective coating is based on the time which can elapse before major or general maintenance of the coating becomes necessary. That time is referred to as the 'time to first maintenance' in BS 5493. BS 5493 gives the following recommendations for common protective coatings in United Kingdom conditions for the seawater splash zone, frequent salt spray, or immersion in seawater : Typical Time to First Maintenance General Description with Total Nominal Thickness (µm) Long (10 to 20 years) (a)Galvanising (85 min.) plus Coal Tar Epoxy(150) (b)Coal Tar Epoxy (450) Medium (5 to 10 years) (a)Galvanising (140) (b)Coal Tar Epoxy (350) Short (a)Galvanising (85 min.) 防護層的使用期 在維修和保養很困難 ,甚或是不可能 的 地 方, 初 始 的 防 護 層 應 與 結 構 具 有 相 同 的 使 用 期。 在 便 於 維 修 和 保 養 的 地 方,初 始 防 護 層 的 使 用 期, 取 決 於 須 為 該 塗 層 作 全 面 保 養 前 的 時 間, 《 B S 5 4 9 3 》 稱 這 為 「首次保養期」 。《BS5493》 就 常 用 的 幾 種 塗 料 在 英 國 的 海 水 浪 濺 區、 鹽 霧 頻 繁 出 現 之 處 及 海 水 浸 沒 條 件 下, 提 出 下 列 建 議﹕ 首次保養期 塗料及 其總額定厚度 (微米) 長 (10至20年) a)鍍鋅 (最低限度85) 加煤焦油環氧樹脂 (150) b)煤焦油環氧樹脂 (450) 中 (5至10年) a)鍍鋅 (140) b)焦油環氧樹脂 (350) 短 (不足5年) a)鍍鋅 (最低限度85) b)煤焦油環氧樹脂 (250) 104 (less than 5 years) 11.9.3 (b)Coal Tar Epoxy (250) Important Points to Be Considered The following notes, which are taken partly from Clause 68.1 of BS 6349:Part 1, are particularly important when considering protective systems : (a) Potential corrosion hazards can be eliminated by careful design. Reference should be made to Appendix A of BS 5493. (b) The costs of protective measures are repetitive in that the protective materials themselves deteriorate, and regular maintenance and renewal of coatings will be necessary for all structures except those with relatively short design lives. (c) For important, heavily used structures, the need for regular maintenance and renewal of coatings should not be allowed to restrict normal use of the structures. (d) Corrosion does not proceed at a uniform rate over the whole structure or member, and at certain corrosion points, loss of the original material can be much more rapid than expected; any estimate of a corrosion allowance is likely to be excessive for some parts while being inadequate for others. (e) (f) The cost of renewing a protective system is likely to be much more than the initial protection due to the need to remove marine growth and old paint prior to renewal of the system, and the fact that access will usually be more difficult than during construction. Marine growth is prevalent on structures below mean high water level. Evidence exists that such growth can be protective against corrosion and therefore generally should not be removed, as it may be more effective and durable than a paint system which might replace it. Normally the only exposure zones which might usefully be 11.9.3 考慮的要點 在考慮防護系統時,應包括下列幾個 重 點( 部 分 選 自《 B S 6 3 4 9 : P a r t 1 》第 6 8 . 1 節)﹕ (a) 仔細的設計,可消除銹蝕引起的潛 在危險。這方面可參考《BS5493 》 附錄A。 (b) 用於防護措施上的開支,是會不斷 重覆的,因為塗料本身會損壞, 除 了設計使用期較短的結構外, 所 有 結構的塗料均須定期保養和更新。 (c) 對 於 使 用 率 高 且 重 要 的 結 構 , 不 應 因定期保養和更新塗料而影響其正 常使用。 (d) 銹蝕不會在整個結構和構件上均速 發展,在某些銹蝕點,材料的損耗 可能比預計的要快得多;任何估算 出的結構銹蝕量,都可能會在一些 部分過高,而在另一些地方不足。 (e) 更新防護系統的費用, 遠 比 初 始 防 護高,原因是要事先除掉海洋附殖 物和舊漆;而且工作空間和通道的 限制,通常都比在最初施工時更 多。 (f) 結構低於平均高潮位的部分, 普 遍 出現海洋附殖物。有證據顯示, 海 洋附殖物可防止銹蝕,並可能比要 代替它的塗料更有效,更耐久, 因 而一般不必清除。需要更新塗層的 部分,通常僅限於浪濺區和受大 氣 影響的部分。 105 repainted are the splash and atmospheric zones. 11.9.4 Corrosion Protection of Steel Tubular Piles For the corrosion protection of steel tubular piles, covering the immersed, tidal and splash zones, it is unlikely that coal tar epoxy, even when applied with a total dry film thickness of 400 to 500 µm, will have an effective life of more than 15 to 20 years, under the most favourable conditions and assuming no damage during handling and driving. The use of polyethylene sheeting for coating steel tubular piles may be considered, and in theory such a system should be able to offer full corrosion protection for the normal structure design life of 50 years. The polyethylene sheeting is normally several millimetres thick and is applied under controlled factory conditions by heatshrinking on to the outside of the steel tube, which has been treated with undercoat/primer and an adhesive layer. As for all pile coatings, extreme care is necessary not to cause damage during handling and driving. The main disadvantages relate to lack of experience with the material amongst local contractors and lack of full scale long term durability test data under local conditions. The use of normal site-applied wrappings consisting of mastics or primers wrapped with petroleum jelly impregnated tapes and PVC or polyethylene outerwraps are generally limited to tie rods, pipes and tubular steel piles in the splash zone. Wrapping systems are available for treating tubular steel piles and other steel members below water level, but these systems are relatively expensive and need only be considered for critical repair work where no other solution is apparent. For all proprietary coatings and wrappings, where site application is unavoidable, the advice of the manufacturer, particularly with regard to surface preparation, should be strictly followed and close supervision maintained. The electrochemical processes which accompany corrosion of submerged steel elements in seawater are 11.9.4 鋼管樁的銹蝕防護 對於在水下、水位變動或浪濺區鋼管 樁 的 銹 蝕 防 護, 如 果 採 用 煤 焦 油 環 氧 樹 脂 的話,即使總乾膜厚達 400至500 微米 , 並 假 設 在 操 作 和 打 樁 過 程 中 未 受 損 壞,其 有效使用期在最有利的情況下也多半不 會超過 15至 20年 。 可 以 考 慮 採 用 聚 乙 烯 薄 膜, 作 為 鋼 管 樁 保 護 層。 理 論 上, 該 系 統 可 以 在 一 般 結 構 的 50 年 設 計 使 用 期 內, 提 供 全 銹 蝕 防 護。 聚 乙 烯 薄 膜 通 常 厚 數 毫 米, 是 在 廠 房 的 調 控 環 境 下 通 過 熱 套 冷 縮 繞 到 鋼 管 上 的。 在 這 工 序 之 前, 鋼 管 須先進行內塗層/底漆和粘著層處理。正 如 其 他 樁 的 保 護 層 一 樣, 在 運 送 和 打 樁 過 程 中, 必 須 特 別 注 意, 不 得 讓 其 損 壞。這 個 方 法 的 主 要 缺 點, 是 本 地 承 建 商 缺 少 使 用 此 種 材 料 的 經 驗, 同 時, 亦 缺 乏 在 本 地 條件下的長期及全面耐久性試驗數據。 通 常 , 在 浪 濺 區 的 拉 桿、 管 道 及 鋼 管 樁 會 採 用 現 場 包 裹 方 法。 該 法 利 用 凡 士 林 浸 漬 帶 覆 蓋 瑪 脂 或 底 漆 進 行 包 裹,再在 外 層 加 上 聚 氯 乙 烯 或 聚 乙 烯。 也 有 包 裹 系 統可以處理水位以下的鋼管樁和其他鋼 構 件 的, 但 這 些 系 統 費 用 較 高, 除 非 沒 有 其 他 解 決 方 法, 而 有 關 維 修 工 作 又 十 分 重 要,才會考慮使用。 當使用專利塗料和包裹系統 ,而須在 現 埸 施 工 時, 應 嚴 格 遵 照 生 產 商 的 建 議 , 並 加 強 監 管, 特 別 是 進 行 表 面 處 理 時,應 更加小心。 《BS7361》 (BSI, 1991c) 描述了海水 下 鋼 構 件 銹 蝕 時 產 生 的 電 化 學 過 程,還詳 述 了 陰 極 保 護 抗 銹 蝕 的 方 法, 其 中 包 括 可 耗 性 電 陽 極 和 外 接 電 流 系 統。 一 般 認 為 , 陰 極 防 蝕 系 統 的 效 能, 只 有 在 平 均 潮 位 以 106 described in BS 7361 (BSI, 1991c), which also gives details of the way in which cathodic protection, both by sacrificial galvanic anodes or by impressed current systems, should be applied to combat corrosion. Cathodic protection is usually considered to be fully effective up to about half-tide mark. The main disadvantage of using a cathodic protection system for marine structures covered by this Manual, apart from possible increased costs compared with other designs and protection methods, relates to a general lack of expertise with regard to monitoring work after installation. It is recommended that the detailed design for any cathodic protection system should be entrusted to a suitably qualified specialist company and an operating and maintenance manual should be provided. For monitoring work after installation, consideration should be given to arranging a maintenance contract with a suitably qualified specialist. 下 的 部 分 才 能 充 分 發 揮。 在 本 手 冊 提 及 的 海 事 結 構 上, 應 用 陰 極 防 蝕 系 統, 其 主 要 缺 點 是 較 其 他 方 法 昂 貴, 另 外, 安 裝 後 的 專 門 檢 測 技 術 仍 然 非 常 缺 乏。 建 議 所 有 陰 極 防 蝕 系 統, 均 應 委 托 有 適 當 資 格 的 專 業 公 司 進 行 詳 細 設 計, 並 提 供 操 作 和 保 養 手 冊。 至 於 安 裝 後 的 檢 測 工 作, 應 考 慮 與 有 適當資歷的專業人員訂立保養合約。 107 12. TYPES OF STRUCTURE 12. 12.1 12.1 General 結構類型 概述 This Chapter gives guidance on types of structure and includes recommendations on preferred forms of construction and choice of materials where appropriate. Notes on design criteria are given where these have not been covered in other Chapters. Types of structure covered include breakwaters, seawalls, piers, dolphins, pumphouses, slipways, ramps, navigation aids, outfalls, intakes and miscellaneous minor structures. 本 章 介 紹 各 種 結 構 類 型, 亦 就 施 工 形 式 和 材 料 選 擇 提 供 建 議。 在 其 他 章 節 中 未 有 提 及 的 設 計 標 準, 也 會 在 本 章 說 明。本 章 涉 及 的 結 構 包 括 防 波 堤、 海 堤、 碼 頭 、 船 墩 、 泵 房 、 船 排 、 滑 道 、 助 航 設 備 、排 水口、進水口及其他輔助結構。 12.2 Breakwaters 12.2 Information on types of breakwater, with examples, is given in pages 6-88 to 6-94 of the Shore Protection Manual (SPM) (CERC, 1984) and Chapter 3 of Bruun (1981). Vertical wall breakwaters are rigid structures; they are generally impermeable and cause full wave reflection, thereby attracting large wave forces and increasing wave activity adjacent to the breakwater. Main types of vertical wall breakwaters include precast concrete blockwork, concrete caissons and cellular steel sheet piles. Rubble mound breakwaters have sloping faces and are flexible structures; they have significant permeability, are able to dissipate wave energy and greatly reduce wave reflection. Outer protective armour is of rock or precast concrete units. Composite breakwaters consist of a rigid vertical wall construction on a rubble mound foundation. Depending on the relative depth of the base of the vertical wall, some wave dissipation usually occurs, resulting in only Partial wave reflection. Where the base of the vertical wall is relatively high, problems can occur with wave scour at the top of the rubble foundation. 《Shore Protection Manual》 (下稱 《SPM》)(CERC, 1984) 第6 - 88頁至6 94頁和Bruun (1981) 第三章,論述並例 舉 了 不 同 類 型 的 防 波 堤。 直 立 式 防 波 堤 是 剛 性 的 結 構, 一 般 不 透 水, 波 浪 會 被 全 面 反 射, 因 此 防 波 堤 會 承 受 巨 大 的 波 浪 力 , 也 會 增 強 附 近 的 波 浪 活 動。 直 立 式 防 波 堤 的 主 要 類 型, 包 括 預 製 混 凝 土 塊 體、 混 凝 土 沉 箱 和 格 式 鋼 板 樁 結 構。 堆 石 防 波 堤 為 斜 坡 式 柔 性 結 構, 外 層 護 面 為 塊 石 或 預 製 混 凝 土 塊, 其 透 水 性 很 強, 能 消 耗 波 能 並 大 量 減 少 波 浪 反 射。 混 合 式 防 波 堤, 是 建 立 在 堆 石 基 床 上 的 剛 性 直 立 牆 結 構。這類 防 波 堤 通 常 可 以 消 耗 波 能, 使 波 浪 只 有 局 部 被 反 射, 幅 度 則 取 決 於 直 立 牆 底 部 的 相 對 深 度。 若 直 立 牆 的 底 部 較 高, 塊 石 基 床 的頂部會產生波浪 刷問題。 For local conditions, rubble mound breakwaters are normally preferred to vertical wall or composite breakwaters. Rubble mound breakwaters have the following advantages : 在本地情況下 ,堆石防波堤一般比直 立 式 或 混 合 式 防 波 堤 優 勝。 它 具 有 以 下 優 點: 防波堤 108 (a) Cost is relatively low due to availability of local rock for core, underlayers and armour, except for the most exposed locations. (a) 除非防波堤位於非常開敞的水域 , 否則,堤心、墊層和護面石料在本 地都有供應,因而建造費用較低。 (b) Wave conditions are improved due to wave absorption and minimal reflection, both behind and in front of the breakwater. (b) 具有較佳的波浪吸收性能,反射很 小,所以波浪狀況會得到改善。 (c) Overtopping is easier to control due to greatly reduced runup compared with vertical wall construction. (c) 與 直 立 式 結 構 相 比 , 波 浪 上 衝 量 較 小,因而較易控制越堤浪。 (d) Damage is progressive and sudden failure is unlikely, due to the flexible form of construction. (d) 由於其結構屬柔性,損壞是漸進式 的,因而不會突然塌毀。 (e) (e) 維修與保養,相對地容易進行。 Repairs and maintenance can be carried out relatively easily. One disadvantage is that floating refuse can be trapped easily in the rubble, and this is environmentally undesirable. 其 缺 點 是, 漂 浮 的 垃 圾 容 易 被 截 留 在 塊石之間,影響環境。 Guidance on the design of rubble mound breakwaters is given in Chapter 9. As stated in Section 9.4, concrete caps or wave walls should be avoided where possible. Navigation lights should be provided on breakwaters to the requirements of the Director of Marine. Access steps, in the form of precast concrete blocks, should be provided for light posts down to low tide level on the protected faces. For typhoon shelters and other similar breakwaters, bollards or mooring eyes may be required by the Director of Marine to be constructed at locations on the protected inner faces. 第九章提供了設計堆石防波堤的指 引。按第9.4節所述,應盡量避免使用混 凝 土 護 頂 或 混 凝 土 防 波 牆。 按 海 事 處 的 要 求, 須 在 防 波 堤 上, 設 置 航 行 燈 標, 並 應 在防波堤受保護一方加設以混凝土預製 塊 建 成 的 梯 階, 以 便 從 低 潮 水 位 通 往 堤 面 的 燈 標。 對 避 風 塘 和 其 他 類 似 的 防 波 堤 , 海 事 處 可 能 會 要 求 在 防 波 堤 的 內 側,設置 繫船柱和繫船環。 Innovative designs may be required where conventional breakwater design would result in unacceptable reduction of water quality due to obstruction of currents. 若採用傳統的防波堤設計會令水流受 阻, 引 致 水 質 下 降 時, 應 考 慮 一 些 特 殊 的 設計。 12.3 Seawalls 12.3 It is important to distinguish between seawalls whose only function is to protect the adjacent land 要留心區別兩種不同類型的海堤, 一 種 專 為 防 止 附 近 陸 地 被 海 水 蝕;另一種 海堤 109 from erosion by the sea, and seawalls which, in addition, have a secondary, and sometimes major, function of providing a berth for vessels. The term 'seawall' should strictly only be applied to the first type, where no berthing is possible or allowed for, and the term 'quay wall' should be used where berthing is possible or a primary requirement. Details of types of seawall are given in pages 6-1 to 6-14 of the SPM. The structure may be rigid, flexible or of some intermediate type, the choice of type being heavily dependent on the degree of exposure of the site to wave attack. 除 有 上 述 功 能 外, 還 為 船 舶 提 供 靠 泊 地 方。 嚴 格 地 說,「 海 堤 」一 詞 是 指 第 一 類 , 不 能 或 不 容 許 用 作 靠 泊 用 途 的 結 構。「 裝 卸 堤 」 一 詞 則 應 用 於 容 許 靠 泊, 甚 至 是 其 主 要 功 能 的 結 構。《 S P M 》第 6 - 1 至 6 - 1 4 頁 詳 細 地 論 述 了 海 堤 的 類 型。 海 堤 結 構 可 為 剛 性、 柔 性 或 混 合 型, 選 擇 時 主 要 取 決 於現場的波浪情況。 For local conditions, seawalls of rubble mound construction are preferred. Similar advantages over rigid impermeable structures apply as given in Section 12.2 for rubble mound breakwaters. Guidance on design is given in Chapter 9; comments on concrete caps and wave walls are given in Section 9.4. The structure will be permeable and flexible, and any handrail and pavement edge should be set well back from the seawall crest to minimise maintenance problems. 在本港 ,採用堆石結構式的海堤較為 適合 ,它比剛性不透水式結構優勝的地 方, 與 第12.2 節 所 述 有 關 堆 石 防 波 堤 相 似。 第 九 章 列 出 了 海 堤 的 設 計 指 引;第 9 . 4 節 論 述 了 海 堤 的 混 凝 土 護 頂 和 防 波 牆。由 於 堆 石 海 堤 是 透 水 性 高 的 柔 性 結 構,任何 欄 桿 和 鋪 面 邊 緣, 均 應 遠 離 海 堤 堤 頂,以 減少維修困難。 Details of various types of quay wall, with examples, are given in Chapter 4 of Bruun (1981). Quay walls can be divided into two main types : sheet walls and gravity walls. Types of sheet wall structure and sheet wall are given in Sections 4.3 and 4.4 of BS 6349:Part 2 (BSI, 1988). Types of gravity wall are given in Section 5.2 of BS 6349:Part 2. Bruun (1981) 第四章論述並例舉了各 種 裝 卸 堤 的 類 型。 它 主 要 分 為 兩 大 類:板 樁 堤 和 重 力 式 堤。 《 B S 6 3 4 9 : P a r t 2 》( B S I , 1988) 第4.3節和4.4節列出了板樁堤的結 構及其類型。重力式堤的類型則在 《BS6349: Part 2》第5.2節中列出。 In cases where excavation of soft material from the seabed is not practicable, alternative foundation designs, for example employing in-situ strengthening of soft material should be considered. 若 不 能 開 挖 海 床 的 軟 土, 應 考 慮 採 用 其 他 地 基 設 計 方 式, 例 如 現 場 軟 基 加 固 方 法。 For local conditions, with required water depth alongside not exceeding about 7 metres, gravity quay walls of concrete block construction, using standard concrete blocks and standard seawall sections where appropriate, are preferred. Such concrete block quay walls have the following advantages : 在本港,如果沿岸所需水深不超過7 米, 建 議 採 用 以 混 凝 土 方 塊 建 造 的 重 力 式 裝 卸 堤, 若 情 況 許 可, 可 以 採 用 標 準 的 混 凝 土 塊 體 和 海 堤 剖 面 設 計。 此 類 裝 卸 堤 具 有下列優點: (a) Cost is relatively low due to experience of local contractors with this type of construction and (a) 對於這種工程,本地承建商具有豐 富的經驗,能有效使用材料, 因 此 110 efficient use of materials. 費用較低。 (b) The form of construction has a long history of satisfactory performance with negligible need for maintenance. (b) 這 種 建 造 形 式 具 有 長 期 的 良 好 紀 錄,幾乎無須保養。 (c) The construction has some flexibility and can cope with some differential foundation settlement without risk of sudden failure. (c) 此 類 柔 性 結 構 , 能 抵 受 一 定 程 度 的 不均勻地基沉降,不會突然倒塌。 (d) Modification work is relatively simple, and damage from vessels in accidents is usually minor. (d) 改建工作較為簡單,船隻造成的意 外損壞較小。 (e) Incorporation of landings, pumphouses and drainage outfalls into lengths of wall is relatively simple. (e) 在堤身加建登岸台階, 泵 房 和 排 水 口比較容易。 (f) The form of construction can be used for a large range of sea bed depths and subsoil conditions by varying the dredging depth and extent of rubble foundation to suit. (f) 通過調整挖泥的深度和塊石地基的 大小,此類結構適用於差距甚大的 水深和地基條件。 Disadvantages of concrete block quay walls relate mainly to the relatively long construction period required and the need for a large casting yard and stacking area with marine frontage; however, these disadvantages can generally be reduced in significance with adequate project planning. Another disadvantage is that vertical walls reflect waves, with the consequence that adjacent wave activity is increased. 混凝土方塊裝卸堤的缺點,主要是施 工 期 較 長, 及 須 在 臨 海 地 區 建 立 大 面 積 的 澆注場地和堆置場 ,但只要計劃安排適 當, 便 可 減 少 這 些 缺 點 的 影 響。 它 的 另 一 缺 點, 是 直 立 牆 會 反 射 波 浪, 加 劇 附 近 的 波浪活動。 It should be noted that standard quay wall sections (CED, 1991) with toe levels at approximately +0.30, -1.05, -2.40, -3.75, -5.05 and -6.40 mCD incorporating standard concrete blocks are suitable only for use in relatively protected locations not exposed to severe waves, where the required ground level is approximately +4.0 mCD and the required live load behind the seawall is limited to 10 kPa. For other locations, ground levels and loadings, it may still be possible to use the standard sections, but the design must be checked in detail. Where checks show that the standard sections are not satisfactory, factors of safety against sliding and overturning can be improved by : 標準裝卸堤剖面設計 (CED, 1991) 採 用了標準混凝土方塊,其堤腳高程為 + 0 . 3 0、- 1 . 0 5、- 2 . 4 0、- 3 . 7 5、- 5 . 0 5 和 - 6 . 4 0 mCD,應該注意的是 ,這些設計只適用 於 沒 有 大 浪 襲 擊 的 有 屏 障 水 域, 地 面 高 程 約為 +4.0 mCD,並且堤後的活荷載不 超 過 1 0 k P a。 這 些 標 準 剖 面 設 計 也 可 用 於 其 他 位 置、 地 面 高 程 和 荷 載 條 件, 但 須 經 詳 細 驗 核。 如 果 發 覺 標 準 剖 面 設 計 不 符 合 要 求, 可 通 過 以 下 方 法 提 高 抗 滑 和 抗 傾 覆 的安全系數: 111 (a) incorporating keys at horizontal joints, (a) 在水平接縫加鍵, (b) widening of the section at critical levels, and (b) 在關鍵性高程加寬剖面,及 (c) improving the quality of the fill normally placed immediately behind the seawall. (c) 在 海 堤 後 方 , 選 用 較 優 質 的 回 填 料。 For all concrete block quay walls, whether standard sections are used or not, care should be taken to check the stability of the bermstones and adjacent rubble foundation against possible scour and undermining from wave attack; this is particularly important for walls with shallow toe levels in exposed locations. 所 有 混 凝 土 方 塊 裝 卸 堤, 無 論 是 否 採 用 標 準 剖 面 設 計, 均 應 注 意 護 腳 石 和 相 鄰 堆石基床在波浪的侵蝕和淘空作用下的 穩 定 性, 對 處 於 無 屏 障 水 域, 及 坡 腳 較 淺 的岸堤,這尤為重要。 Toe levels of concrete block quay walls should be determined following consultation with the Director of Marine, who will also advise on locations of public landings, bollards, mooring eyes and ladders. It is normal to provide standard timber fendering systems for public landings, but for public water fronts and public cargo working areas, fenders need not be provided. Mooring eyes, ladders and handrails should preferably be of stainless steel, particularly where located within the tidal, splash or spray zones. Notice boards should be provided as required by the Director of Marine. 混 凝 土 方 塊 裝 卸 堤 的 堤 腳 高 程, 應 與 海 事 處 商 議 確 定, 海 事 處 亦 會 提 供 公 用 登 岸 台 階、 欄 桿、 繫 船 柱 和 繫 船 環 的 位 置 。 登 岸 台 階 一 般 應 設 有 標 準 的 護 木 系 統,但 公眾堤岸和公眾貨物起卸區則毋須配備 護 木。 繫 船 環、 爬 梯 和 欄 桿, 應 盡 量 採 用 不 銹 鋼 材 料, 特 別 是 在 潮 位 變 動、 浪 濺 和 浪 花 區, 更 有 必 要。 告 示 牌 應 按 海 事 處 的 要求配置。 12.4 Piers 12.4 12.4.1 12.4.1 General Details of types of piers, with examples, are given in Chapter 4 of Bruun (1981). The majority of piers are suspended deck structures; examples of types of suspended deck structure are given in Section 6.4, Table 1 and Figure 41 of BS 6349:Part 2. Figure 44 of BS 6349:Part 2 gives examples of structural arrangements used to resist berthing loads, and Figure 45 gives examples of pile and deck connections. For local conditions, preference is for reinforced or prestressed concrete suspended decks, with maximum use of precasting for individual members, and prestressed concrete piles or steel tubular piles, infilled 碼頭 概述 Bruun (1981) 第四章詳述了不同的碼 頭 類 型, 並 提 供 了 一 些 例 子。 大 部 分 碼 頭 均 為 承 台 式 結 構 ; 在 這 方 面 《 BS6349: P a r t 2 》 第 6 . 4 節 、表 1 和 圖 4 1 提 供 了 一 些 範例。《BS6349: Part 2 》圖44例舉了承 受 靠 泊 荷 載 的 結 構 的 佈 置 方 式,圖 4 5 則 提 供了樁柱和面板接合的例子。 在本港 ,提議採用鋼筋混凝土或預應 力 鋼 筋 混 凝 土 承 台 結 構; 構 件 應 盡 量 預 製, 並 採 用 預 應 力 鋼 筋 混 凝 土 樁 或 鋼 管 樁, 鋼 管 樁 內 要 填 以 鋼 筋 混 凝 土 直 至 海 床 以 下; 在 海 床 以 上 的 鋼 管, 可 視 為 非 結 構 112 with reinforced concrete to below seabed level, with the steel casing above seabed level being treated as non-structural. The advantages of such construction relate mainly to minimising maintenance costs. For comments on standards for ferry piers and the siting of ferry piers, see Volume 9 of the Transport Planning & Design Manual (Transport Department, 1986). Vessel design requirements and layout requirements for ferry piers and public piers should be agreed with the Commissioner for Transport, the Director of Marine, and the proposed ferry operators as appropriate. For public piers, it is suggested that the pier structure and fendering system should be designed for use by vessels up to about 400 t displacement; this will allow for possible use by existing double deck ferries in an emergency. 性 的 部 件。 此 結 構 的 優 點, 主 要 是 維 修 費 用較低。 關於渡輪碼頭的標準和選址的討論 , 可參閱《Transport Planning & Design M a n u a l 》( T r a n s p o r t D e p a r t m e n t , 1 9 8 6 ) 第 九 卷。 渡 輪 和 公 用 碼 頭 的 船 型 設 計,和 平 面 佈 置 要 求, 應 按 情 況 與 運 輸 署、 海 事 處 及 有 關 渡 輪 公 司 商 議 確 定。 至 於 公 用 碼 頭 方 面, 建 議 其 結 構 和 護 舷 系 統 的 設 計 , 應適合排水量達400公噸的船舶,以便現 有的雙層渡輪在應急時也可使用。 12.4.2 12.4.2 公用碼頭 Public Piers Timber fenders at about 0.6 to 0.9 m centres, with timber walings and cylindrical rubber end-on buffers, are considered most appropriate for use for public piers, because of the need to cater for a large range of vessel size. Sets of landing steps, preferably 2 m wide, should be provided at minimum 30 to 40 m centres; each set should have two landings, each 1.5 to 2.0 metres long, at approximate levels of +2.5 and +1.0 mCD. Fenders should extend from about +0.3 mCD to at least +3.8 mCD. These levels are applicable to tidal conditions in Victoria Harbour. At locations which have different tidal ranges, these levels should be reviewed. A top capping piece should be provided to prevent fouling by ropes, and timber step blocks provided at the landing steps. Standard 10 t bollards at about 8 to 10 m centres are considered appropriate, with a reasonable number of mooring eyes or cleats at each set of landing steps. Handrails, preferably of stainless steel, should be provided at landing steps. Navigation lights should be provided to the requirements of the Director of Marine. 至於公用碼頭 ,為滿足大小不同船舶 的 需 要 , 可 按0.6 至 0.9 米 的 間 距 佈 置 護 木, 再 加 上 橫 向 護 木 和 邊 壓 圓 形橡 膠 護 舷。登岸台階應寬2米,每組中心距30至 4 0 米, 而 每 組 有 兩 個 平 台, 各 長 1 . 5 至 2 . 0 米,高程大約在 +2.5和 +1.0 mCD。護 舷裝置應從 +0.3 mCD至少延伸到 +3.8 mCD。上述的高程適用於維多利亞港的 潮 汐 情 況。 在 有 不 同 潮 差 的 地 區, 應 重 新 審 訂。 為 防 止 被 繩 索 拖 損, 應 在 頂 部 配 備 壓 簷 木, 並 在 登 岸 台 階 上 安 裝 踏 木 塊。每 隔8至10米處,應設一個10公噸的標準繫 船 柱, 並 在 每 組 登 岸 台 階 上 都 適 當 地 備 有 若 干 繫 船 環 和 繫 繩 鐵 角。 登 岸 台 階 還 須 配 備 欄 桿, 以 不 銹 鋼 材 料 製 造 為 佳。 航 標 燈 要按海事處的要求配置。 113 12.4.3 12.4.3 Ferry Piers Fendering systems for ferry piers should be designed on an individual basis to suit the expected vessel use, after consultation with the proposed ferry operator, as the operator will generally be responsible for maintenance of the fendering system under the terms of his franchise or licence. Locations of bollards and other fixtures and fittings should be decided in a similar manner after consultation with the proposed ferry operator. For ferry piers and single user piers where vessels have berthing or rubbing strips, and the range of vessel size using each pier is restricted, although a timber fendering system may still prove to be satisfactory, consideration should be given to providing other types of fendering system, which may be more cost effective in the long term. One such suitable type of system consists of steel frontal frames with nylon or polyethylene wearing pads supported on rubber cell fenders. The main advantages of such a system are : (a) The deflection/energy/reaction characteristics are such that relatively constant low reactions will apply for a range of energy absorption. (b) For relatively light, thin hulled vessels such as hydrofoils, the reaction on the vessel berthing or rubbing strips can be kept within acceptable limits by selecting suitably wide frontal frames. (c) 渡輪碼頭 The lengths of the frontal frames can be selected to cover the full required tidal range. (d) By rotating the nylon or polyethylene wearing pads, even wear rates can be maintained and efficient use made of the pads. This is not possible with timber fenders, where material wear is concentrated. Comments on the use of fender piles are given in Section 11.8. Particular attention should be paid to the possible need to replace fender piles during the design life of the pier. 渡輪碼頭的護舷系統 ,應該根據預計 的 船 舶 使 用 情 況 進 行 設 計, 並 應 與 有 關 的 渡輪公司商議 ,因為在專營協議或牌照 中, 通 常 都 會 要 求 該 等 公 司 負 責 保 養 護 舷 系 統。 繫 船 柱 及 其 他 附 屬 設 備 和 配 件 的 安 裝位置,同樣應與渡輪公司商議確定。 在一些渡輪碼頭或專用碼頭 ,靠泊的 船 隻 都 有 靠 泊 或 摩 擦 邊 條 裝 置, 而 大 小 也 受 到 限 制, 在 此 情 況 下, 儘 管 護 木 護 舷 系 統 的 效 果 可 能 令 人 滿 意, 仍 應 考 慮 使 用 其 他 形 式 的 防 撞 裝 置, 長 期 使 用 的 話, 它 們 可 能 更 具 經 濟 效 益。 其 中 一 種 是 由 支 承 在 鼓 形 橡 膠 護 舷 上 的 防 撞 鋼 構 架 組 成,並在 表 面 安 裝 有 尼 龍 或 聚 乙 烯 耐 磨 墊。其主要 優點是: (a) 由於在一定的能量吸收範圍內, 其 變 形 / 能 量 / 反 力 特 性, 產 生 的 反 力 會相對地穩定及細小。 (b) 在水翼船等船體較輕、殼較薄的船 上,可選擇較寬的防撞鋼構架, 使 在靠泊或摩擦邊條上的反作用力 , 能保持在容許的範圍內。 (c) 防 撞 鋼 構 架 的 長 度 , 可 按 潮 差 幅 度 選定。 (d) 通過轉動尼龍和聚乙烯耐磨墊, 可 以使其磨損較平均,而且更符合經 濟原則。護木系統的磨損非常集 中, 因 而 不 可 作 同 樣 的 處 理。第 1 1 . 8 節論述了護舷樁的使用,應特別注 意的是,護舷樁可能須在碼頭的設 計使用期內更換。 114 12.5 船墩 12.5 Dolphins Useful general comments on dolphins and examples of different types of flexible and rigid structures are given in Section 7 of BS 6349:Part 2. The comments given in Section 12.4 regarding preferred materials for construction of piers apply equally to dolphins. Fenders should be provided for mooring dolphins because of the possibility of accidental vessel impact. Fendering systems for both berthing (breasting) dolphins and mooring dolphins should be simple and robust, with the aim of minimising future maintenance. The Director of Marine should be consulted on the need for navigation lights on tops of dolphins. 《BS6349: Part 2 》 第7節載有關於船 墩 的 一 般 論 述, 並 例 舉 了 不 同 類 型 的 柔 性 和 剛 性 結 構。第 1 2 . 4 節 所 述 的 碼 頭 結 構 的 優 選 材 料, 同 樣 也 適 用 於 船 墩。 因 有 船 舶 意 外 碰 撞 的 可 能, 繫 船 墩 應 裝 有 護 舷 系 統。 靠 船 墩 和 繫 船 墩 的 護 舷 系 統, 均 應 簡 單、 堅 固, 以 減 少 將 來 所 需 的 維 修 工 作 。 至 於 是 否 須 在 船 墩 頂 部 設 置 導 航 燈,應諮 詢海事處。 12.6 泵房 12.6 Pumphouses 12.6.1 12.6.1 General Pumphouses covered by this Manual include sets of individual small units, interconnected small units and larger units for installation of pumps for providing salt water for buildings, usually for air-conditioning purposes. 本 手 冊 涉 及 的 泵 房 設 計, 包 括 獨 立 小 單 元 的 組 合、 互 相 連 接 的 小 單 元, 以 及 大 型 的 單 元, 安 裝 水 泵 後 可 為 建 築 物 供 應 鹹 水,而主要用於其空氣調節系統內。 12.6.2 12.6.2 The intake should be remote from sewage outfalls and other sources of contamination and debris, and also from salt water outlets which discharge heated water. (b) The seabed should be sufficiently deep to accommodate the intake, after allowance for silting. (c) 平面佈置和定位 Layout and Location In the design and construction of pumphouses covered by this Manual, the requirements of the client for such details as size, layout, facilities and fittings should be provided by or agreed in advance with the client. The following points should be noted when selecting a site for a pumphouse : (a) 概述 The water in front of the intake should not be 在設計和建造這些泵房之前 ,應與委 托 人 商 訂 詳 細 的 技 術 細 則, 例 如 尺 度、佈 置、 設 備 和 配 件 等 要 求。 選 址 時, 應 注 意 以下幾點: (a) 進水口應遠離污水排放口及其他污 染物和廢料的來源,亦應遠離加熱 後鹹水的排放口。 (b) 在將泥沙的沉積計算在內之後, 進 水口處的海床仍有足夠的深度。 (c) 進 水 口 處 的 海 水 應 保 持 流 動 , 與 其 相鄰海堤則不得靠船。 115 stagnant and the adjacent seawall should not be used by vessels for berthing. 12.6.3 12.6.3 結構和設計 Structure and Design Pumphouses normally consist of reinforced concrete units, precast where placed below general water level and cast in situ above water level. To ensure that the units are watertight, it is recommended that the design of all walls and base slabs in contact with seawater should be in accordance with BS 8007 (BSI, 1987). Pumphouse units are usually constructed as Part of a concrete blockwork quay wall founded on concrete blocks or on an extended rubble seawall foundation. To avoid possible future settlement problems, it is important that the underlying ground is consolidated by preloading before the setting of the pumphouse units. This preloading is particularly important where a pumphouse is to be constructed as an extension to, or immediately behind, an existing quay wall. The pumphouse units are connected to the sea by intakes formed in special precast concrete blocks. To ensure satisfactory operation of the pumps in all tidal and wave conditions, it is recommended that the crown of the intake should generally be at a level not higher than -0.6 mCD, see Section 12.9. For ease of construction and to minimise the number of joints, precast pumphouse units should be individual self-contained units with walls formed to as high a level as possible, subject to weight limitations, and preferably to a level between MSL (+1.4 mCD) and MHHW (+2.1 mCD) for harbour locations. For larger pumphouses, sets of units can be interconnected above the junction between the precast and in situ concrete level. It is usual for precast pumphouse units to be cast on a waterfront site, lifted by crane or crane barge, transported to the pumphouse site by barge, and set in position by crane or crane barge. For this method of construction, the weight of an individual unit is limited by the lifting capacity of available plant; units within the weight range of 50 to 100 t are relatively common. Another method of construction is 泵房一般由鋼筋混凝土構件組成, 通 常 水 位 以 下 部 分 會 預 製, 水 位 以 上 部 分 則 現 澆。 為 確 保 各 構 件 不 會 透 水, 與 海 水 接 觸 的 牆 和 底 板 , 均 應 按 《 BS8007 》 (BSI,1987) 設計。 泵房構件通常建於混凝土方塊或延伸 的 堆 石 基 床 上, 作 為 混 凝 土 方 塊 裝 卸 堤 的 一 部 分。 為 避 免 將 來 可 能 有 沉 降 問 題,在 放 置 泵 房 構 件 之 前, 應 先 預 加 荷 載, 使 地 基 固 結。 如 果 泵 房 是 建 於 原 有 裝 卸 堤 後 或 作 為 其 延 伸 部 分, 預 加 荷 載 尤 為 重 要。泵 房 的 進 水 口 由 預 製 混 凝 土 塊 體 構 成。為確 保水泵在任何的潮汐和波浪條件下均能 良 好 運 作, 進 水 口 頂 部 高 程 不 應 超 過 - 0 . 6 mCD,詳情可參閱第12.9節。 為便於施工和減少接縫數量 ,各預製 泵 房 構 件 應 為 獨 立 的 單 元, 在 不 超 越 重 量 限 制 的 情 況 下, 單 元 的 牆 壁 要 盡 量 加 高 , 如 果 在 港 內, 建 議 其 頂 部 應 在 平 均 海 平 面 (+1.4 mCD) 和 平 均 高 高 潮 位 (+2.1 m C D ) 之 間。 對 於 較 大 的 泵 房, 各 構 件 可 在牆壁的預製和現澆混凝土接合處以上 相 接。 預 製 泵 房 構 件, 通 常 在 臨 海 澆 注 場 製 造, 用 起 重 機 或 浮 吊 起 吊, 由 躉 船 運 至 泵 房 工 地, 再 由 起 重 機 或 浮 吊 安 放。 應 用 此 種 施 工 方 法 時, 各 構 件 重 量 受 到 起 重 設 備的限制;構件重量在50 至 100公 噸 範 圍 內 較 為 普 遍。 另 一 種 施 工 方 法 是 在 澆 注 構 件 後, 利 用 滑 道 下 水, 將 之 漂 浮 及 牽 引 到 泵 房 工 地, 再 用 起 重 機 或 浮 吊 安 放 就 位。 116 for the unit to be launched on a slipway after casting, floated, towed to the pumphouse site and set in position by crane or crane barge. When using the construction method referred to above, involving transport by barge, it is usual to test each unit at the casting yard for watertightness by filling the unit with water and leaving it filled for at least 24 hours. Although this method of testing does not fairly reflect normal water pressures during pumphouse operation, it is far simpler and less expensive than immersing the unit in water. Whichever method of testing is adopted, it is important that, during the design stage, the test loading condition is also checked and the reinforcement designed and detailed accordingly. Water or sand is usually used as ballast during the placing of the precast pumphouse units to guard against buoyancy. Such ballast should not be removed until a careful design check is made on the buoyancy of the structure. 使用上述利用躉船載運的施工方法 時, 一 般 會 在 澆 注 場 進 行 防 水 試 驗, 方 法 是 將 水 灌 入 各 構 件, 保 持 至 少 2 4 小 時。雖 然此種試驗方法不能準確地模擬泵房運 作 期 間 的 正 常 水 壓, 但 比 把 構 件 沉 入 水 中 試 驗 要 簡 單 和 經 濟 得 多。 無 論 採 用 那 種 試 驗 方 法, 在 設 計 階 段 都 應 檢 核 試 驗 荷 載 條 件, 並 相 應 地 設 計 與 佈 筋。 安 放 預 製 泵 房 構 件 時, 通 常 會 用 水 和 沙 作 為 壓 重 物 以 對 衡 浮 力。 須 仔 細 驗 核 浮 力 設 計 後, 方 可 卸 掉壓重物。 12.6.4 12.6.4 拉桿和止水塞 Ties and Waterstops When drafting Particular Specification clauses, it should be noted that BS 8007 recommends that ties used to secure and align formwork should not pass completely through any liquid-retaining Part of the structure, unless effective precautions can be taken to ensure watertightness after their removal. The ends of any embedded ties should have cover equal to that required for the reinforcement. The gap left from the end of the tie to the face of the concrete should be effectively sealed. Although it has been common practice to provide central waterstops and keys at construction joints between the precast units and in situ concrete sections, BS 8007 states that waterstops are not usually required for construction joints with complete continuity in water-retaining structures and, in Appendix D of BS 8007, an example of a construction joint with no waterstop or key is shown. Central waterstops can be difficult to fix and hold in position during concreting, and problems can be experienced when placing and compacting concrete around the waterstop. As explained in BS 8007, 在 擬 定 特 別 規 格 條 款 時, 應 該 注 意 的 是,《BS8007 》的有關建議, 除 非 利 用 有 效 的 預 防 措 施, 確 保 拉 桿 除 掉 後 結 構 仍 不 透 水, 否 則 用 來 固 緊 和 定 位 模 板 的 拉 桿 不 應 完 全 穿 過 結 構 的 擋 水 部 分。 埋 置 式 拉 桿 的 末 端, 都 應 有 保 護 層, 其 厚 度 與 保 護 鋼 筋 所 需 的 相 同, 而 拉 桿 末 端 與 混 凝 土 表 面 之 間 的 缺 口 須 有 效 地 密 封。 儘 管 預 製 件 和 現 澆 部 分 之 間 的 施 工 縫, 通 常 會 加 上 中 置 的 止 水 塞 和 鍵,但《 B S 8 0 0 7 》仍指出, 擋 水 結 構 中 的 施 工 縫, 如 果 具 有 完 整 的 連 續性,一般可以不須使用止水塞, 《BS8007 》 附 錄D 舉 出 了 一 個 不 帶 止 水 塞 和 鍵 的 實 例。 在 澆 注 混 凝 土 過 程 中,安 裝 和 固 定 中 置 止 水 塞, 及 在 止 水 塞 周 圍 澆 注 和 搗 實 混 凝 土 都 比 較 困 難 。 如 《 B S 8 0 0 7 》所 述, 無 論 是 否 使 用 止 水 塞 , 在泵房牆壁上的施工縫進行表面處理 時,都應特別小心。 117 whether or not a centre waterstop is used, extreme care should be taken during surface preparation for construction joints in pumphouse unit walls. 12.6.5 12.6.5 攔污柵、導框和配件 Screens, Guides and Fittings Pumphouse intake screen guides may be stainless steel or cast iron sections bolted onto the outside of the concrete intake blocks, or formed directly as a recess in the concrete intake blocks themselves. For the former case, the guides should be protected from damage by vessel impact using securely fixed timber fenders. For the latter case, the concrete nib between the recess and the outer block face should be detailed with care, with stainless steel sections being used as necessary to protect and line the recess. Problems have been experienced with such nibs due to inadequate thickness and concrete cover, combined with inappropriate reinforcement detailing. Screens may be of stainless steel, PVC tubing, hardwood, or a combination of materials as specified by, or agreed with, the client. For sets of pumphouse units constructed for possible future use by Parties other than the client, it is suggested that fabrication of the screens should be made the responsibility of the eventual users. The time between construction of the pumphouse and handover can often be several years; if the screens are placed in the guides immediately after construction, later removal will be difficult due to marine growth, and the alternative of storage for an indefinite period is not efficient or appropriate. Internal and external steel fittings and fixtures, such as ladders, gratings, guide covers and runway beams, should be stainless, galvanised or painted with coal tar epoxy, as agreed with the user. To protect the internal fittings and to guard against the entry of silt and other deposits, a temporary stopper should be provided to block the intake pipe. 泵 房 進 水 口 攔 污 柵 導 框, 可 用 不 銹 鋼 或 鑄 鐵 製 造, 用 螺 栓 固 緊 到 進 水 口 混 凝 土 塊 體 上, 或 直 接 在 進 水 口 混 凝 土 塊 體 上 鑄 成 凹 縫。 若 用 第 一 種 設 計, 導 框 應 安 裝 護 木, 以 防 船 舶 碰 撞 造 成 損 壞。 若 用 第 二 種 設 計, 則 須 小 心 詳 細 設 計 凹 縫 和 塊 體 表 面 之 間 的 混 凝 土 突 邊, 需 要 時 可 使 用 不 銹 鋼 型 材 保 護 和 加 固 凹 縫。 以 往 這 些 凹 縫 出 現 過 很 多 問 題, 主 要 是 由 於 混 凝 土 和 保 護 層 厚度不足,加上佈筋不當而引起。 按 委 托 人 要 求 或 經 委 托 人 同 意, 可 用 不 銹 鋼、 聚 氯 乙 烯 管、 硬 木 或 混 合 材 料 製 造 攔 污 柵。 如 果 泵 房 將 來 的 使 用 者 並 非 當 時 的 委 托 人, 建 議 攔 污 柵 應 由 該 使 用 者 安 裝, 由 於 泵 房 從 施 工 到 交 付 使 用, 往 往 需 要 幾 年 時 間, 如 果 在 竣 工 後, 立 即 將 攔 污 柵 放 到 導 框 裏, 因 海 洋 附 殖 物 的 累 積,將 來 移 去 時 會 很 困 難, 而 長 期 儲 存 這 些 導 框 也不適當。 諸 如 爬 梯、 格 柵、 導 框 蓋 和 軌 道 橫 樑 等 內、 外 部 鋼 配 件 和 附 屬 裝 置, 均 應 得 到 使 用 者 同 意, 方 可 確 定 用 不 銹 鋼、 鍍 鋅 鋼, 或 塗 上 煤 焦 油 環 氧 樹 脂 的 鋼 材 製 造 。 完 成 後 的 進 水 管, 須 用 臨 時 塞 堵 住, 以 保 護 內 部 配 件, 並 防 止 泥 沙 或 其 他 沉 積 物 進 入。 118 1 2 . 7 船排和滑道 12.7 Slipways And Ramps 12.7.1 12.7.1 A slipway is a structure, consisting of a rail track, cradle and haulage device, used in ship building and ship repair work for the movement of vessels to and from the sea. The cradle is used to support the vessel and runs along the rail track, usually of standard flatbottomed rails in two, three or four parallel lengths. Wire ropes are usually used to haul the vessel by means of a winch. Useful information on slipways is given by Grove & Little (1951). 船 排 是 包 括 軌 道、 承 船 架 和 牽 引 設 備 的 結 構, 在 造 船 和 修 船 時 用 來 拖 帶 船 隻 上 水 及 下 水。 承 船 架 的 用 途 是 支 承 船 隻 沿 軌 道 滑 行。 軌 道 一 般 有 二、 三 或 四 條 並 列 的 標 準 平 底 鋼 軌。 船 隻 牽 引 則 常 利 用 絞 車 和 鋼纜進行。Grove & Little (1951)載述了 船排的資料。 12.7.2 12.7.2 定位和基本尺度 Location and Basic Dimensions Slipways should be located, where possible, at sites well protected from wave action. The slipway dimensions will depend on the size of the largest vessel to be slipped; in general the length of track above high water should exceed the vessel length, and the lower end of the track should extend to a depth adequate to allow the cradle to clear the vessel at lowest tide. The overall slipway width should be at least one and a half times the width of the largest vessel, and the gradient of the track within the range 1 in 10 to 1 in 25, with about 1 in 15 being normal. 船排應盡量設置在免受波浪影響的地 方。 船 排 尺 度 按 將 會 處 理 的 最 大 船 舶 尺 度 而定 ;高潮位以上的軌道長度應超過船 長, 軌 道 下 端 應 伸 至 足 夠 的 深 度, 使 承 船 架 能 在 最 低 潮 時, 讓 船 舶 離 開。 船 排 總 寬 度至少應為最大船寬的1.5 倍;軌道坡度 範 圍 從 1 : 1 0 到 1 : 2 5,而 1 : 1 5 的 坡 度 較 為 常 見。 12.7.3 12.7.3 概述 General 船排設計 Slipway Design To a large extent, slipway design will depend on the method of construction; construction in the dry within a cofferdam may be more expensive in terms of initial cost than construction underwater, but will enable better quality of construction and tighter tolerances, resulting in a significant reduction in likely long term maintenance costs. With piled foundations, differential settlement will be controlled. With rubble mound foundations, it is essential that pre-loading is carried out to limit future differential settlement. Track support 船排設計很大程度上取決於施工方 法。 在 圍 堰 內 進 行 乾 地 施 工, 價 格 比 在 水 下 施 工 高, 但 能 達 致 較 好 的 施 工 質 量,誤 差 較 小, 使 長 期 保 養 費 用 顯 著 地 減 少。船 排 如 採 用 樁 柱 地 基, 便 可 以 減 低 不 均 勻 沉 降。 如 採 用 堆 石 地 基, 則 必 須 施 用 預 加 荷 載, 以 減 低 將 來 的 不 均 勻 沉 降。 軌 道 支 承 樑, 須 用 橫 向 拉 桿 連 接, 以 保 持 軌 距。軌 道 安 裝 設 計, 應 該 顧 及 在 船 排 的 設 計 使 用 期 內 須 進 行 重 新 整 平 和 調 向, 以 及 更 換 因 銹 蝕 而 損 壞 的 上 截 鋼 軌 的 要 求。 軌 道 通 常 119 beams should be connected by cross-ties to maintain track gauge. Rail track fixing details should allow for possible relevelling and realignment during the design life of the structure, and also possible replacement of the upper lengths due to corrosion; it is common for the track to be laid on a hardwood timber runner and fixed in position using special track spikes at the edges of the rail bottom flange. Setting tolerances for line and level will depend on the cradle design, but will normally be significantly tighter than for general marine works, and Particular Specification clauses should be drafted to reflect this; a tolerance of ± 10mm for line and level is considered typical, but is often difficult to achieve for underwater work. For the design of the rail track support beams, the main problem relates to the assessment of the load distribution as the vessel ceases to be waterborne and becomes carried on the loading cradle. At the start of slipping, with the cradle at the bottom of the slipway, the vessel is warped into position until bearing is obtained on the first section of the cradle. As slipping commences, by hauling up the cradle, gradually more and more weight is taken by the first section, and this load reaches the maximum just as the second section begins to take a share of the weight. Thereafter, all sections progressively take some load until the vessel is clear of the water and bearing uniformly over the whole cradle length. The exact value of the maximum load bearing on the first section, or 'sue' load, depends on the draft and outline of the vessel concerned, but as a guide can be taken to be about one third of the vessel weight. Since the sue load is only effective over a relatively short length, it is unnecessary to design the full slipway length for this load. The lowest length need only be designed to carry the weight of the cradle, and the upper length to carry the weight of the cradle plus vessel uniformly distributed. The intermediate length should be designed for the full sue load, or a proportion of the full sue load increasing from the lower end to the full sue load at the upper end, as appropriate. Care should be taken in estimating the cross distribution of load; with a cradle carried on two rails only, it is safe to regard the load as being equally divided between them, but where three or four rails are 會 置 於 硬 木 軌 枕 上, 並 在 軌 底 翼 緣 處,用 專 門 道 釘 固 定 就 位。 固 定 時, 整 平 調 向 的 容 許 誤 差, 按 承 船 架 的 設 計 而 定, 但 通 常 比一般海事工程的容許誤差小得多 ,因 此, 應 該 擬 定 一 特 別 規 格 條 款 加 以 說 明 ; 常 用 的 整 平 、 調 向 容 許 誤 差 為 ± 10 毫 米,水下施工卻往往難以達到要求。 鋼 軌 支 承 樑 設 計 的 重 點, 是 當 船 隻 剛 停 止 漂 浮, 座 落 在 承 船 架 上 時, 荷 載 分 佈 的 估 算。 滑 動 開 始 時 , 承 船 架 在 船 排 底 部, 船 舶 會 被 絞 到 適 當 位 置, 並 支 承 在 承 船 架 的 第 一 段。 開 始 滑 動 後, 承 船 架 被 牽 引 向 上, 它 的 第 一 節 所 承 受 的 重 量 逐 漸 加 大, 當 第 二 節 剛 開 始 承 重 時, 第 一 段 便 受 到 最 大 荷 載。 隨 後, 各 節 逐 漸 承 受 一 部 分 荷 載, 直 至 船 舶 離 開 水 面, 使 整 個 承 船 架 均 勻 地 承 重。 第 一 節 所 承 受 的 實 際 最 大 荷 載 值 , 或 稱「 起 承 」 荷 載 , 取 決 於 有 關 船 舶 的 吃 水 和 外 形, 建 議 可 取 船 重 的 三 分 之 一 值。 因 為 起 承 荷 載 只 作 用 在 較 短 的 長 度 上, 所 以 不 須 整 個 船 排 都 按 此 荷 載 設 計 。 在 最 低 段 只 須 按 承 船 架 的 重 量 設 計,而最 高段則須承受承船架的重量及均勻分配 的 船 舶 重 量。 中 間 段 應 按 起 承 荷 載 設 計 , 或按情況在下端只採用部分起承荷載 值, 逐 漸 加 大, 到 上 端 時 採 用 十 足 起 承 荷 載值。 應小心估算橫向荷載分佈。只有兩條 軌 道 支 承 承 船 架 時, 可 把 荷 載 平 均 分 配 到 該 兩 條 軌 道 上; 如 果 有 三 或 四 條 軌 道,則 這 假 設 便 不 成 立, 因 軌 道 可 能 經 歷 沉 降 而 導 致 承 船 架 負 載 不 均 勻, 建 議 在 這 情 況 120 involved, such an assumption is not recommended due to possible rail settlement causing the cradle to carry loads unevenly, and it is recommended that each rail should be designed for at least one half of the load. 下, 每 條 軌 道 至 少 按 總 荷 載 的 一 半 設 計。 12.7.4 12.7.4 滑道設計 Ramp Design In comparison with a slipway, a ramp is a relatively simple structure. It consists essentially of a concrete slab sloping from about lowest tide level to above high tide level, for the movement of vehicles, usually from vessels to the shore. Design criteria should be agreed with the client. Design axle loads are typically 5 to 10 t with a maximum of about 12 t, with a normal ramp width of about 8 m and a slope of about 1 in 12. A simple rubble foundation, at least 3 m thick, is usually satisfactory for a ramp, as settlement problems are not usually significant. The section within the lower tidal range is usually constructed using precast concrete blocks, for ease of construction and additional stability from possible wave scour and vessel underside/ramp fouling. The upper section is usually a normal in situ concrete slab, typically 0.3 m thick, either reinforced for crack control or unreinforced with joints at 4 to 5 m centres. Care should be taken to ensure that the rubble foundation at the lower end and sides is trimmed, and checked by a diver, to ensure no projection of rubble above the slab line which might cause damage to a vessel approaching the ramp. 與船排相比,滑道是一種較簡單的結 構, 它 主 要 包 括 一 個 從 最 低 潮 位 到 高 潮 位 以 上 的 傾 斜 混 凝 土 板, 供 車 輛 登 岸 或 登 船 之 用。 設 計 標 準 應 與 委 托 人 商 議 確 定。設 計 軸 壓 一 般 為 5 至 10公 噸 , 最 大 約 12 公 噸。標準滑道寬約8米,坡度為1 : 12。 因 為 沉 降 一 般 不 很 嚴 重, 滑 道 應 用 簡 單的塊石基床,厚度超過3米,通常便已 經 足 夠。 在 低 潮 位 以 下 的 那 段, 通 常 會 用 預 製 混 凝 土 塊 體 建 造, 因 其 施 工 簡 便,當 遇到波浪 刷及船底和滑道之間發生碰 撞 時, 亦 可 提 供 額 外 穩 定 作 用。 滑 道 的 上 段,一般是厚 0.3米的現澆混凝土板, 可 以 是 鋼 筋 混 凝 土 以 控 制 裂 縫, 也 可 採 用 有 間 距 4 至 5 米 的 接 縫 的 無 配 筋 混 凝 土。滑道 下 端 和 兩 側 的 塊 石 應 盡 量 修 齊, 經 潛 水 員 檢 驗, 確 保 混 凝 土 板 上 無 石 塊 突 出, 以 免 對準備進入滑道的船舶造成損壞。 12.8 助航設備 12.8 Navigation Aids Aids to navigation are used to mark limits of structures such as piers, quay walls, breakwaters and dolphins, channel entrances, boundaries and turns, and hidden dangers such as shoals and rock outcrops, to act as a guide for vessels and to assist with their safe movement. The type, size, location and details of fittings and fixtures for navigation aids should be to the requirements of the Director of Marine. 助航設備一般用來標示結構物的界限 ( 如 碼 頭 、 裝 卸 堤 、 防 波 堤 和 船 墩 )、航 道 進 口、 邊 界、 彎 道 及 潛 在 的 危 險( 如 淺 灘 和 礁 石 ), 作 為 船 舶 的 導 標, 幫 助 船 舶 安 全 航 行。助 航 設 備 的 種 類、尺度、位置、 裝 置 和 附 屬 設 備 等, 均 應 符 合 海 事 處 的 要 求。 121 Navigation aids covered by this Manual include lit and unlit beacons located offshore, on the foreshore or rock outcrops, and on land, and navigation lights on marine structures. Lights can be mains- or batterypowered as appropriate to the location, and as required by the Director of Marine. A beacon located offshore can either be a piled structure, similar to a dolphin in design, or a precast reinforced concrete gravity structure with enlarged base and rubble foundation, depending on the sea-bed conditions and water depth. Generally, single pile dolphins are not recommended because of their susceptibility to accidental damage. Beacons located on the foreshore or rock outcrops can usually be simple precast or cast in situ concrete structures doweled to underlying sound rock where possible. The above beacons will all be topped with steel light posts for final light connection for lit beacons, or simple steel/concrete marker posts for unlit beacons. Beacons located on land and navigation lights on structures will generally only be subjected to dead and wind loads, and simple mass concrete foundations for the light posts or marker posts will usually be adequate. Ladders, fenders and mooring eyes as appropriate should be provided for beacons located offshore. Beacons located on the foreshore, rock outcrops and land should be provided with landing facilities, either incorporated into the beacon structure or built separately. Fittings and fixtures such as ladders, handrails and mooring eyes should be stainless steel. Steel light posts and marker posts should preferably be galvanised after fabrication, and painted with a paint appropriate for the location, taking into account the ease of access for future maintenance (see Section 14.3.5). 本 手 冊 涉 及 的 助 航 設 備, 包 括 位 於 離 岸、 近 岸、 礁 石 上 和 陸 地 上 的 燈 光 航 標 和 不 發 光 航 標, 以 及 海 事 結 構 上 的 導 航 燈 。 航 燈 可 用 交 流 電 源, 也 可 用 電 池 供 電,應 按 其 位 置 和 海 事 處 的 要 求 而 決 定。離岸的 航 標 可 按 海 床 的 情 況 和 水 深, 設 計 成 類 似 靠 船 墩 的 樁 基 結 構, 也 可 採 用 預 製 鋼 筋 混 凝 土 重 力 式 結 構, 底 部 擴 大, 建 於 堆 石 地 基 上。 一 般 情 況 下 並 不 建 議 使 用 單 樁 墩 , 因 其 於 意 外 事 故 發 生 時 易 於 毀 壞。位於近 岸 和 礁 石 上 的 航 標, 通 常 可 為 預 製 或 現 澆 混 凝 土 結 構, 並 盡 可 能 應 以 榫 栓 連 接 到 堅 固 的 基 岩 上。 燈 光 航 標 上 會 裝 設 鋼 製 燈 柱, 不 發 光 航 標 可 用 簡 單 的 鋼 或 混 凝 土 做 標 誌 柱。 陸 上 的 航 標 和 結 構 上 的 導 航 燈 , 一般只承受恒載或風荷載 ,燈柱或標誌 柱, 一 般 採 用 無 配 筋 混 凝 土 地 基 已 足 夠。 離岸的航標,應按情況備有爬梯、 護 舷 裝 置 和 繫 船 環。 近 岸、 礁 石 上 和 陸 地 上 的 航 標, 應 備 有 登 岸 設 施, 它 可 以 作 為 航 標 結 構 的 一 部 分, 也 可 獨 立 建 造。 裝 置 及 輔 助 裝 置, 如 爬 梯、 欄 桿 和 繫 船 環, 均 應 使用不銹鋼。 鋼製燈柱和標誌柱, 應 於 裝 配 後 加 鍍 鋅, 並 須 考 慮 日 後 前 往 該 處 進 行保養工作的難度後,塗上適當的油漆 (見第14.3.5節)。 12.9 排水口和進水口 12.9 Outfalls And Intakes Stormwater outfalls in seawalls and quaywalls should preferably be located with invert levels no higher than +0.3 mCD to reduce visual impact, staining, and possible problems with adjacent vessels. In the case of larger sized culverts constructed through new reclamations, this requirement may need to be 海堤和裝卸堤的雨水排放口底高程 , 不 應 高 於 + 0 . 3 m C D, 以 減 少 觀 瞻 影 響 、 斑 漬 污 染 及 干 擾 附 近 船 舶 等 問 題。但在新 的 填 海 區 建 造 較 大 暗 渠 時, 為 達 到 水 力 設 計 的 標 準, 可 能 須 要 豁 免 這 限 制。 一 些 近 期 的 工 程 研 究, 曾 將 回 填 高 程 提 高, 部 分 原 因 是 要 容 納 較 高 的 管 道 底 高 程,以減低 122 waived in order to produce efficient hydraulic designs. In some recent engineering studies, reclamation levels have been raised, partly to permit higher invert levels to reduce backwater effects in the drainage systems. Outfalls should be located well clear of pumphouses, intakes and landing steps, and where possible should not be located immediately adjacent to suspended deck structures, because of possible future dredging access problems during desilting. Outfalls through rubble seawalls usually consist of precast concrete units with wing walls on the outer face. Outfalls through concrete blockwork quaywalls are formed in special precast concrete blocks to suit the size of drainage pipe or culvert. For large box culverts, it is often necessary to form two units with a horizontal joint at about mid-wall height in order to reduce unit weights to a reasonable level. Wherever possible, lifting hooks for precast concrete outfall units should be formed in recesses which can be filled with suitable grout or concrete after unit setting; in this way, lifting hooks need not be removed and are available for future use during demolition or future modification. Seals between outfall units are not usually necessary but shear keys are often provided. Where outfalls are constructed in advance of drainage pipes or box culverts, the outfalls should be temporarily sealed by timber boards, brickwork, concrete or steel plates as appropriate for the opening size; the loads on the temporary seals from waves, water pressure and soil pressure should be assessed. Intakes are usually formed in concrete blockwork quaywalls to provide seawater for pumping stations, and are usually constructed concurrently with the quaywall. Size and location of the intake will be determined by the client. The invert level should be designed to ensure a continuous supply of water, unaffected by waves, tides, currents and water temperature variations. The usual method of construction is to use precast concrete units for the base slab and lower walls, and cast in situ concrete for the upper walls and roof slab. Joints between precast concrete units are usually required by the client to be sealed. 排 水 管 系 統 的 回 水 作 用。 排 水 口 的 位 置 , 應 遠 離 泵 房, 進 水 口 和 登 岸 台 階, 亦 盡 量 不 要 設 在 承 台 式 結 構 附 近, 因 為 疏 浚 排 水 口 附 近 的 淤 積 時, 可 能 會 在 安 排 通 道 上 出 現問題。 堆石海堤的排水口,一般由外部帶翼 牆 的 混 凝 土 預 製 件 構 成, 混 凝 土 方 塊 裝 卸 堤 的 排 水 口, 則 利 用 混 凝 土 預 製 塊 體,特 別 設 計 以 適 應 排 水 管 或 暗 渠 的 尺 度。對於 大 型 箱 形 暗 渠, 通 常 要 分 為 上 下 兩 個 單 元 構件 , 在 牆 的 中 央 連 接, 以 減 少 構 件 重 量。吊 應 盡 可 能 在 混 凝 土 排 水 口 預 製 件 上 形 成 的 凹 槽 裏 安 裝, 於 構 件 固 定 後,可 用 水 泥 漿 或 混 凝 土 將 凹 槽 填 補。 採 用 此 種 方 法,吊 可 以 不 用 除 掉, 以 備 將 來 拆 卸 或 改 建 時 使 用。 出 水 口 構 件 之 間 一 般 不 用 密 封, 但 常 帶 有 抗 剪 鍵。 若 排 水 口 工 程 在 排 水 管 或 暗 渠 完 成 前 進 行, 須 用 木 板、磚 砌 體、 混 凝 土 或 鋼 板 將 排 水 口 臨 時 封 上 ; 該 封 口 的 設 計, 應 考 慮 到 波 浪、 水 壓 力 和 土壓力的荷載。 為 方 便 泵 站 抽 取 海 水 的 進 水 口, 通 常 會 建 於 混 凝 土 方 塊 裝 卸 堤 上, 一 般 進 水 口 及 堤 墻 會 同 時 建 造。 進 水 口 的 大 小 和 位 置 會 由 委 托 人 決 定。 管 道 內 底 高 程 的 設 定 , 應 確 保 供 水 能 連 續 不 斷, 不 受 波 浪 、 潮 汐、 水 流 和 水 溫 變 化 影 響。 常 用 的 施 工 方 法, 是 用 混 凝 土 預 製 底 板 和 牆 體 下 截;牆 體 上 部 和 頂 板 則 用 現 澆 混 凝 土。 通 常 委 托 人會要求預製件和現澆件之間的接縫要 封好。 建議進水口和排水口的鋼筋混凝土 , 123 It is recommended that reinforced concrete for outfalls and intakes should have a characteristic strength of 45 MPa, and should be in accordance with Section 11.4. 特性強度應為45 MPa,並應按第11.4 節 所述的要求澆注。 12.10 12.10 其他 Miscellaneous Measured mile markers or transit markers are marker posts erected in conspicuous locations on land, and used by the Marine Department for carrying out vessel speed trials. Two pairs of marker posts are used, each pair separated by a known fixed distance, and the lines joining the marker posts in each pair perpendicular to the known fixed distance. It is recommended that the ratio between the distance between each marker post in each pair, and the distance between the vessel trial line and the nearest marker post, should be not less than one third. Details of the size, height, and locations of marker posts are usually determined by the Director of Marine. Steel tubular marker posts are usually used with steel guy ropes as necessary, and mass concrete foundations. Concrete mooring blocks are normally precast in sizes of ½, 1, 2, 3, 5, 10, 15, 25, 50 and 90 t. Combined lifting and anchor hooks are provided for the five smallest sizes, and separate lifting and anchor hooks for the larger sizes. The 90 t mooring block consists of a 50 t main block and a separate 40 t saddle block which can be placed on top. Concrete for mooring blocks is usually unreinforced for the smaller sizes, and nominally reinforced for the larger sizes, excluding lifting and anchor hooks; concrete with a characteristic strength of 30 MPa is considered appropriate, as the blocks are fully immersed during use. 經實測確定的里程標或稱航行標, 是 海事處用來測量船速而豎立在顯著陸上 位置的標誌桿 。里程標由兩對標誌桿組 成, 每 對 均 按 固 定 的 距 離 分 隔, 每 對 之 間 的 連 線 都 垂 直 於 已 確 定 的 距 離。 每 對 標 誌 桿 的 間 距, 和 船 速 測 定 路 線, 與 最 近 的 標 誌 桿 的 距 離 的 比 率, 不 應 小 於 三 分 之 一 。 標 誌 桿 的 大 小、 高 度 及 位 置 等 細 節, 通 常 由 海 事 處 決 定。 其 結 構 一 般 採 用 鋼 管 桿 , 按 需 要 裝 上 鋼 絲 繩, 並 用 無 配 筋 混 凝 土 式 地基。 混 凝 土 繫 船 塊, 一 般 按 1 / 2、1、2、3 、 5、1 0、1 5、2 5、5 0 和 9 0 公 噸 的 規 格 預 製 。 規 格 最 小 的 五 種, 備 有 起 吊 和 錨 定 兩 用 ,其餘體積較大的則分別備有吊 和錨 定 。 90公噸繫船塊,由一個重 50公 噸 的 主 塊 體, 和 一 個 可 置 放 其 上,重 4 0 公 噸 的 鞍 形 塊 體 構 成。 通 常 較 小 混 凝 土 繫 船 塊 均 無 配 筋, 而 較 大 繫 船 塊 則 會 加 上 額 定 鋼 筋, 但 不 應 將 吊 和 錨 定 計 算 在 內。由 於 繫 船 塊 使 用 時 全 部 浸 沒 於 水 裏,所以可 用特性強度為30 MPa的混凝土。 124 125 建造 13. CONSTRUCTION 13. 13.1 1 3 . 1 概述 GENERAL This Chapter covers current practice in the supervision and the keeping of site records for different types of work and construction, including dredging, breakwaters and seawall foundations, concrete blockwork walls, piers and dolphins, reclamations and underwater blasting. Comments are given on aspects which require particular attention. 本章論述現行監督工程和保存工地記 錄 的 方 法, 涉 及 的 工 程 包 括 挖 泥、 防 波 堤 及 海 堤 地 基、 混 凝 土 方 塊 體 牆、 碼 頭 及 船 墩、 填 海 和 水 底 爆 破。 本 章 提 及 施 工 時 各 樣須特別注意的地方。 13.2 DREDGING 13.2 13.2.1 13.2.1 General 挖泥 概述 For capital works dredging, it is important to distinguish between foundation dredging which is required for breakwaters, seawall foundations and submarine pipelines, and navigation dredging which is required for new fairways and approaches to piers and ferry terminals. Maintenance dredging is covered separately in Chapter 14, although many aspects covered in this Chapter related to navigation dredging also apply to maintenance dredging. 進行基建挖泥時,須區別是地基開 挖,還是航道開挖 。 地 基 開 挖 是 指 防 波 堤、 海 堤 及 水 底 管 道 所 需 的 挖 泥, 而 航 道 開挖是指新建碼頭和渡輪碼頭的主航道 和 引 航 道 所 需 的 挖 泥。第 1 4 章 將 獨 立 論 述 維 護 性 疏 浚, 但 本 章 提 及 許 多 關 於 航 道 開 挖的要點,也適用於該類工程。 For foundation dredging, which is usually carried out in trenches, the quality of the remaining material at foundation level is of primary importance; for navigation dredging, the finished dredging level is the most important consideration. For foundation dredging, the stability of trench side slopes is of only secondary importance as these are required to be stable only temporarily until the trench has been filled with foundation material. For navigation dredging, the stability of any side slopes is of major importance as these are required to be stable under long term conditions covering current and wave extremes. 地基開挖通常會形成基坑,地基底部 的 土 質 非 常 重 要; 基 坑 邊 坡 的 穩 定 性,相 對 地 屬 次 要, 因 為 只 要 求 它 在 回 填 前,能 保 持 暫 時 的 穩 定。 至 於 航 道 開 挖, 完 成 挖 泥 後 的 深 度, 固 然 是 首 要 考 慮, 邊 坡 的 穩 定 性 也 相 當 重 要, 因 為 航 道 的 邊 坡, 須 要 長 期 經 受 水 流 和 波 浪 作 用, 期 間 可 能 出 現 極端條件,但仍須保持穩定。 13.2.2 13.2.2 Preparation and Execution of Works Before any dredging works commence on site, it is 施工準備和執行 在現場開展挖泥工程之前,要確保承 126 important to ensure that the contractor has erected sufficient land marks, and for the location of all land marks and the levels of all temporary tide gauges to be checked by land surveyor. The use of land marks and tide gauges will not be possible for some types of navigation dredging remote from the shore; in these cases, position checking will usually be by electronic distance measurement from shore stations, with the possible assistance of buoys for on-site cross checking, and level checking will be by interpolation from the nearest standard tide gauge stations. 建 商 豎 立 足 夠 的 界 標。 所 有 界 標 的 位 置 和 臨 時 潮 位 計 的 標 高, 均 須 經 土 地 測 量 師 檢 核。 若 航 道 開 挖 遠 離 岸 邊, 不 宜 使 用 界 標 和 潮 位 計, 則 一 般 會 在 岸 邊 測 站 用 電 子 測 距 法 檢 測 位 置, 可 借 助 現 場 浮 標 校 核,至 於 標 高, 則 用 鄰 近 的 驗 潮 站 資 料, 使 用 內 插法檢核。 Before dredging commences, a detailed initial sounding survey of the seabed should be undertaken jointly with the contractor and agreed for record and measurement purposes. Throughout the dredging works, a daily record of dredging should be maintained. Dredged quantities for interim payment purposes are usually estimated by assessing the quantity in each barge and applying a reduction factor, which should be agreed with the contractor, to take account of bulking and possible overdredging. An initial reduction factor for marine deposits of 0.6 is suggested. Reduction factors should be regularly checked and adjusted as necessary using interim surveys, or final surveys, as sections of the works are completed. 挖泥開始前,須和承建商共同進行詳 細 的 首 次 海 底 測 深, 數 據 須 和 承 建 商 共 同 確 定, 留 作 記 錄 並 用 來 計 算 工 量。 挖 泥 工 程 進 行 期 間, 每 天 須 記 錄 挖 泥 資 料。 計 算 階 段 性 付 款 時, 須 估 算 挖 泥 量, 通 常 會 先 估 計 每 條 運 泥 船 的 泥 量, 再 乘 以 一 個 與 承 建 商 協 議 的 折 減 系 數, 以 顧 及 濕 脹 及 可 能 的 超 挖 量。 海 相 沉 積 土 的 折 減 系 數, 最 初 可定為0.6,待進行了中期測量及竣工部 分 的 最 後 測 量 後, 便 可 定 期 用 這 些 結 果 , 校核和調整該折減系數。 Upon completion of dredging, a detailed final sounding survey of the dredged area should be undertaken jointly with the contractor and agreed. Calculation of final quantities for payment purposes is usually based on the initial and final sounding surveys, as proposed by the Standard Method of Measurement for Civil Engineering Works (Hong Kong Government, 1992b). 挖泥完成後,須和承建商共同在挖泥 區 進 行 詳 細 的 最 後 海 底 測 深, 該 測 深 結 果 須與承建商共同確定 。按照 《 Standard Method of Measurement for Civil Engineering Works 》 (Hong Kong Government, 1992b) 的建議,計算最後 應 付 款 的 挖 泥 量 時, 一 般 以 首 次 和 最 後 海 底測深的結果為依據。 13.2.3 13.2.3 Sampling of Dredged Materials Samples of dredged materials should be taken at regular intervals, and at any change in stratum or material quality in general. As a guide, for foundation dredging in a trench, with uniform material, samples should be taken at about 15 m centres along the line of the trench and 2 m centres vertically. Each sample should have a mass of about 1 kg and should 挖出物取樣 每隔一定距離 ,或在地層和泥沙性質 有 變 化 的 地 方, 應 從 挖 出 的 泥 沙 中 取 樣 。 在 土 質 一 致 的 基 坑 進 行 地 基 開 挖 時,須沿 基 坑 中 心 線 每 隔15 米 和 中 心 線 垂 直 方 向 每隔2米處取樣。每次取樣量約一公斤 , 及 盡 量 取 自 抓 斗 或 鏈 斗 的 中 央 部 分,若是 採 用 耙 吸 式 挖 泥 船, 則 應 從 在 把 挖 得 物 料 127 preferably be taken from the centre of a grab or bucket load; for a trailer suction dredger, the sample should be taken from the pipe discharging into the hopper. Samples should initially be placed in clear plastic bags, all air expelled and the bags sealed with plastic tape. Labels should be attached with the following information included : (a) contract no., 排 放 進 泥 艙 的 管 道 中 取 樣。 樣 本 應 放 入 透 明 的 塑 膠 袋 內, 然 後 排 出 袋 內 的 空 氣,用 膠貼封口,貼上填有下列資料的標簽﹕ (a) 合約編號, (b) location, (b) 位置, (c) (c) 深 度 和 高 程 , depth and level, (d) time and date, (d) 時間和日期, (e) dredging method, (e) 挖泥方法, (f) material description, and (f) 挖出物料說明,及 (g) sand percentage (if available). (g) 含沙率(如有)。 Samples need normally only be kept until the completion of all dredging work and finalisation of dredging quantities. Where it is necessary to keep samples for more than a few months, for example where there may be contractual claims, the samples should be transferred to air-tight clear glass jars for storage. All samples should be kept in the site office, together with a summary in table form of the information included on the labels attached to the samples. 通常,泥土樣本會保留下來 ,直到完 成 挖 泥 工 程, 及 確 定 挖 泥 量 後 為 止。 若 因 有合約索償等原因而須保留樣本數月以 上, 應 將 它 們 轉 存 到 密 封 的 透 明 玻 璃 瓶 裏。 所 有 樣 本, 連 同 記 有 標 簽 上 資 料 的 一 覽表,均應存放在工地辦公室內。 When carrying out foundation dredging, for samples taken from depths close to the proposed dredge profile, the sand content should be determined on site. As a guide for checking the suitability of material at the bottom of a dredged trench for a seawall or quaywall foundation, common practice is to accept material with a sand content not less than 70% by weight, subject to checking with the design calculations in each case. The basis for this rule of thumb is that normal specifications for sand filling and underwater filling material in general allow the use of material with up to 30% by weight passing a BS No. 200 (63 micron) sieve. In general, it is not considered necessary to remove material from the 進 行 地 基 開 挖 時, 取 自 原 定 挖 泥 深 度 附 近 的 泥 土 樣 本, 應 在 現 場 確 定 含 沙 率 。 在 海 堤 或 裝 卸 堤 的 基 坑, 常 用 的 標 準 是 其 底 部 的 泥 土 含 沙 率 不 少 於 總 重 量 的 70 ﹪, 當 然, 這 須 按 個 別 情 況, 先 核 對 設 計 計 算 書 後 才 確 定。 一 般 的 砂 和 水 下 填 料 規 格,容許通過 BS 200號 篩(63 微 米 ) 的 泥 粒 重 量 可 達 總 重 量 的 3 0 ﹪, 這 便 是 以 上 簡 單 方 法 的 依 據。 基 坑 底 部 的 泥 土, 如 其 含 沙 率 與 填 料 相 若, 通 常 便 不 用 挖 去。當 然, 如 果 基 坑 的 底 質 是 硬 黏 土, 上 述 方 法 便 不 適 用。 若 在 設 計 階 段 發 現 這 種 情 況 , 地 基 底 部 土 質 的 取 捨 準 則, 便 應 在 合 約 內 訂明。 128 bottom of a dredged trench if this material is to be replaced by filling material with a similar sand content. Of course, the above guide should not be used when the foundation material at the bottom of a dredged trench is a stiff clay. Such conditions should normally be identified at the design stage and alternative measures to determine the suitability of the founding material should be specified in the contract. Reference should be made to the design calculations to ensure that the material properties at the bottom of a dredged foundation trench assumed in the design are in fact attained. When the clay content is low, it may be possible to reduce the depth of dredging if material with a sand content exceeding 70% is reached before the required depth shown on the original profile. If the required depth is reached and the material has a sand content of less than 70%, it may be necessary for the trench to be deepened or widened, or both. A design check should be carried out before such variations are implemented. It is recommended that important design assumptions are indicated on the drawings to assist in such checks. 施工時須參考設計計算書,以確保基 坑 底 部 的 土 質 特 性, 已 達 到 設 計 的 標 準 。 如 果 基 坑 的 黏 土 含 量 低, 開 挖 尚 未 達 到 原 本 要 求 的 剖 面 深 度 前, 底 部 土 質 含 沙 率 已 超 過 7 0 ﹪, 可 減 低 挖 泥 深 度。 如 果 開 挖 已 經 達 到 所 要 求 的 深 度, 但 底 部 土 質 含 沙 率 仍 低 於 7 0 ﹪, 便 可 能 要 加 深 或 拓 寬 基 坑 , 或 兩 者 兼 用。 在 改 動 之 前 , 須 先 驗 算 設 計, 因 此, 為 便 利 驗 算, 建 議 在 圖 則 中 註 明重要的設計假定。 13.2.4 13.2.4 Surveys for Dredging Section 21 of the General Specification for Civil Engineering Works (GS) (Hong Kong Government, 1992a) requires the final survey for dredging to be carried out within 30 days after completion of dredging, and states that dredging should be carried out in such a manner and sequence that semi-fluid or disturbed seabed and foundation material will not accumulate in the dredged areas. For foundation dredging in a trench, it is important to check that there has been no significant deposition or accumulation of soft deposits in the bottom of the trench between completion of dredging and the start of filling with foundation material. This is particularly important when there has been a period of high waves during a storm. Such checking can be carried out by diver, grab sampling or repeat survey, or preferably a combination of these. 挖泥測量 《 General Specification for Civil Engineering Works》 ( 下 稱《 G S 》)(Hong Kong Government, 1992a) 第 2 1 節 規 定 , 須 在 挖 泥 結 束 後 3 0 天 內 進 行 最 後 測 量,該節 亦指出挖泥工序須避免半流質或受擾動 的海床及地基底部物質沉積在已挖區域 內。 若 屬 基 坑 開 挖 工 程, 在 開 始 回 填 地 基 物 料 之 前, 須 特 別 查 驗 在 完 成 挖 泥 後,坑 底 並 無 大 量 的 沉 積 或 淤 積。 若 期 間 曾 經 歷 風 暴 所 引 起 的 大 浪, 這 點 尤 為 重 要。 檢 查 可 由 潛 水 員 進 行, 也 可 用 抓 斗 取 樣, 或 重 新 測 量, 更 好 的 是 綜 合 使 用 這 幾 種 方 法。 129 Section 21 of the GS states that surveys for dredging should be carried out by echo sounders of 200 to 220 kHz frequency or other methods specified by the Engineer. It is important to arrange for echo sounding results to be checked using chain sounding, particularly for foundation dredging in trenches and where the presence of mud in suspension is suspected. Mud in suspension can be a major problem in deep trenches where soft marine deposits have been recently dredged; in some cases, the rate of settlement of the mud is extremely slow, possibly due to continuous disturbance due to the passage of vessels, wave effects and currents. Differences of several metres between echo sounder and chain sounding results in deep trenches have been experienced, even after several days following the completion of dredging. For such cases it has been necessary to ignore the echo sounder results and to use chain sounding for the final trench survey. Problems with echo soundings being reflected from mud suspensions can be investigated by taking samples by diver at different depths and by using a gravity corer. For navigation dredging, information on the density of bottom sediments in relation to 'nautical depth' is given in Section 2.4. Even where there are no apparent problems with echo soundings being reflected from mud suspensions, there will often be difficulties in interpreting echo sounding traces, due to aspects such as wave movements and beam widths. Each trace should be discussed with the surveyor, and contractor if appropriate, for each case, before determining the most appropriate interpretation under the circumstances. For different situations, it may be appropriate to use the high, mean or low reading from the trace at a particular point to represent the bed level at that point, or to use the mean of all the high and low readings from the trace between two points to represent the bed level midway between the two points. For payment purposes, the use of mean readings is considered generally to be the most reasonable and appropriate interpretation. For acceptance purposes, particularly for navigation 《 G S 》 第 2 1 節 指 出 , 挖 泥 測 深 時 ,須 用頻率200至220 kHz 的聲納測深儀或工 程 師 指 定 的 其 他 方 法。 要 注 意 聲 納 測 深 的 結果應用鏈測深檢核,特別是開挖基坑 時, 因 可 能 受 懸 浮 泥 漿 影 響, 更 應 留 意 。 對 剛 完 成 軟 土 挖 掘 的 深 基 坑 來 說,懸浮泥 漿 可 能 是 個 大 問 題。 在 某 些 情 況 下, 由 往 來 船 隻、 波 浪、 水 流 作 用 而 引 起 的 連 續 擾 動, 會 使 懸 浮 泥 漿 沉 降 變 得 極 其 緩 慢。因 此, 即 使 挖 泥 數 日 後, 用 聲 納 與 用 鏈 測 深 在 深 基 坑 中 錄 得 的 結 果, 也 可 能 相 差 數 米。 在 這 情 況 下, 可 放 棄 聲 納 測 深, 而 以 鏈測深結果為基坑深度的依據。 懸浮泥漿對聲納測深的影響 ,可用重 力 式 取 樣 管, 或 藉 潛 水 員 在 不 同 深 度 取 樣 研究。有關航道開挖工程,「通航深度」 與海底沉積物密度的關係資料載於第 2.4 節。 即使懸浮泥漿對聲納測深影響不大 , 但 由 於 波 浪 運 動 和 聲 束 寬 度 的 影 響,聲納 測 深 得 到 的 掃 描 往 往 不 易 分 析。 這 時 應 先 與測量師商討 ,必要時還要與承建商研 究, 才 能 作 出 最 合 理 的 判 斷。 掃 描 須 按 個 別 情 況 分 析, 在 一 個 定 點, 可 能 會 用 掃 描 的高 、中或低讀數來代表該點的海底高 程, 又 或 者 用 在 兩 點 之 間 掃 描 的 所 有 高 、 低 讀 數 的 平 均 值, 來 代 表 該 兩 點 的 中 間 位 置 的 海 底 高 程。 計 算 工 程 付 款 時, 一 般 認 為 取 中 間 讀 數 最 為 合 理。 驗 收 時, 通 常 採 用 掃 描 的 高 讀 數 較 為 恰 當, 特 別 是 在 開 挖 航 道 時, 由 於 個 別 的 高 點 可 能 會 引 致 嚴 重 後果,這點便更為重要。 130 dredging where isolated high spots may be critical, the use of the high readings from the trace will generally be more appropriate. For foundation dredging, when a section of trench has been completed and the profile checked by sounding survey and sampling, approval of the profile should be recorded and agreed with the contractor. No filling material should be placed in the section of trench under consideration until the relevant approval has been recorded. 在 完 成 了 地 基 開 挖 的 一 段 基 坑, 而 其 剖 面 又 已 經 測 深 和 取 樣 檢 核 後, 便 須 與 承 建商確定 ,將這一段認可的剖面記錄下 來。任何一段基坑 , 在 未 有 認 可 記 錄 之 前,不應拋放回填料入內。 13.2.5 13.2.5 傾卸挖出物 Dumping of Dredged Material It is not usually necessary to physically ensure that dredged materials are dumped at gazetted marine dumping grounds, as this is a legal requirement of the dumping licence issued by and policed by the Environmental Protection Department. However, periodic checks should be made that the contractor's barges are properly licensed and have appropriate dumping licences. The periods between the barges leaving full from the site and returning empty to the site should also be checked to ensure they are compatible with the time the trip to the appropriate dumping ground should take. 挖泥物料須於憲報刊登的海上卸泥區 傾 卸, 這 是 環 境 保 護 署 發 出 的 卸 泥 許 可 證 的 規 定, 由 該 署 執 行, 因 此, 通 常 不 用 監 督 每 艘 運 泥 船 卸 泥。 但 是, 仍 須 定 期 檢 查 承建商的運泥船有無適當的牌照及卸泥 許 可 證, 也 要 查 核 運 泥 船 滿 載 離 開 工 地 與 空 載 返 回 之 間 的 周 期, 以 確 保 與 其 來 往 卸 泥區所需的時間相符。 13.3 防波堤及海堤地基 13.3 BREAKWATERS AND SEAWALL FOUNDATIONS 13.3.1 13.3.1 This Section covers sand and rock filling and the placing of rock armour for breakwaters and seawall foundations, although many aspects covered also apply to foundations for other marine structures and rubble mound construction in general. 本節論述防波堤及海堤地基的砂、 石 回 填, 以 及 護 面 塊 石 的 堆 放, 所 提 及 的 許 多 要 點, 也 基 本 上 適 用 於 其 他 海 事 結 構 的 地基,和一般的堆石結構施工程序。 13.3.2 13.3.2 概述 General 回填的準備與實施 Preparation and Execution of Filling Prior to any filling or placing work, as for dredging, it is important to ensure that sufficient land marks and stagings have been erected and that the location of these and the levels of all temporary tide gauges have 與挖泥一樣,在進行任何回填和堆放 作業之前 ,首先要豎立足夠的界標和標 架, 並 檢 驗 其 位 置 和 所 有 潮 位 計 的 標 高。 131 been checked, if this has not already been done for prior dredging work. A daily record of filling and placing should be prepared. As for dredging, quantities for interim payment purposes can be estimated by assessing the quantity in each barge and applying a reduction factor, in this case to take account of waste, loss, consolidation and possible dumping outside the required profile. Initial reduction factors for sand filling and rock filling of 0.7 and 0.65 respectively are suggested and should be agreed with the contractor. Reduction factors should be checked regularly and adjusted as necessary using interim surveys, or final surveys as sections of the works are completed. Upon completion of filling or placing each material, final detailed surveys should be taken jointly with the contractor and agreed. These surveys form the basis for measurement and payment, in accordance with the Standard Method of Measurement for Civil Engineering Works (Hong Kong Government, 1992b). Section 21 of the GS requires rock in armour layers and underlayers in rubble mound construction to be placed working from the bottom to the top of a section, in such a manner and sequence that the individual rock pieces interlock and do not segregate and the interstices are kept free of small rock fragments. These requirements are particularly important as they relate directly to design assumptions covering stability against wave attack and wave run-up. There should be no free pieces on the surface of a completed layer, and all pieces should be wedged and locked together so that they are not free to move without disturbing adjacent pieces in the same layer. For rock armour layers and underlayers above water level, final visual inspections from the top of the slope and by boat from the bottom of the slope should be carried out in addition to the normal profile check by survey. Below water level, a final visual inspection by diver is recommended where possible, depending on visibility, particularly for rock armour layers. If any significant holes or areas with infilled interstices are detected, whether above or below water level, it will be difficult for these to be satisfactorily rectified without almost complete reconstruction of the adjacent areas. 回填和鋪放的資料,必須每日記錄下 來。 與 挖 泥 一 樣, 當 要 估 算 工 量 以 計 算 階 段 性 付 款 時, 可 先 估 計 每 條 躉 船 的 容 量 , 再 乘 以 折 減 系 數, 以 顧 及 物 料 損 耗 、 流 失、 固 結 及 被 拋 到 指 定 剖 面 以 外 的 可 能 性。 砂 和 石 填 料 的 折 減 系 數,應 與 承 建 商 協定,初時可定為 0.7和0.65, 以 後 可 利 用階段性測量和分段工程竣工時的最後 測 量 結 果, 作 定 期 的 檢 核 和 調 整。 各 種 材 料 回 填 和 鋪 放 完 成 後, 應 與 承 建 商 共 同 進 行 詳 細 的 最 後 測 量, 測 量 結 果 須 與 承 建 商 共同確定 。按照 《Standard Method of Measurement for Civil Engineering Works 》 (Hong Kong Government, 1992b) 的規定,計算工量與付款, 都 是 以這些測量結果為依據。 《 G S 》第 2 1 節 規 定, 舖 放 堆 石 基 床 時 , 護 面 層 和 墊 層 的 塊 石,應從剖 面 底 部 依 次 鋪 放 到 頂 部, 施 工 的 方 法 要 保 證 塊 石 相 互 聯 結, 不 致 分 離, 而 且 無 零 碎 石 塊 留 在 空 隙 內。 這 些 規 定 直 接 來 自 計 算 抗 波 浪 擊 和 波 浪 上 衝 穩 定 性 時 的 設 計 假 定,因此十 分 重 要。 在 已 完 成 的 回 填 層 表 面, 不 應 有 鬆 脫 的 塊 石, 而 所 有 塊 石 均 應 楔 緊 並 固 鎖 在 一 起, 使 每 塊 塊 石 都 不 會 單 獨 移 動。水 位 以 上 的 塊 石 護 面 和 墊 層, 除 了 通 過 測 量 對 剖 面 進 行 常 規 檢 測 外, 還 應 從 斜 坡 頂 部 及 乘 船 在 斜 坡 底 部 進 行 目 測 檢 驗。建議在 可 能 情 況 下, 應 視 乎 能 見 度 由 潛 水 員 目 測 檢 驗 基 床 在 水 位 以 下 的 部 分, 特 別 是 護 面 層,更應注意 。 不 論 在 水 位 以 上 還 是 以 下, 如 發 現 有 明 顯 的 孔 洞 或 有 空 隙 遭 填 塞, 均 須 和 相 鄰 的 護 面 層 一 起 全 部 重 鋪 , 才能達致滿意的效果。 132 Where filling or placing for a section of the work has been completed, and the profile checked by survey and inspection, approval of the profile should be recorded in the Site Instruction Book and countersigned by the contractor. No overlying work should be started for the section under consideration until the relevant approval has been recorded. 當一段堤身回填或堆放完成 ,且已對 該 剖 面 進 行 了 測 量 和 目 測 檢 驗 後,應在工 地 指 令 冊 記 錄 下 該 段 已 認 可 驗 收,並經承 建商確認 。在未有認可驗收記錄的堤身 上,不應覆蓋其他填料。 13.3.3 13.3.3 Surveys for Fill Materials Section 21 of the GS states that surveys for the deposition of fill material should be carried out by echo sounders of 200 to 220 kHz frequency or other methods specified by the engineer. As for dredging, echo sounding results should be checked using chain sounding, although mud in suspension is less likely to be a problem in this case. Difficulties in interpreting echo sounder traces are covered in Section 13.2. For fill material, the use of mean readings for payment purposes and low readings for acceptance purposes is suggested, but this should be discussed with the surveyor, and contractor if appropriate, for each particular case. Rock filling and rock armour above water level will need to be surveyed using a levelling staff. The method of survey should be agreed with the surveyor before work starts, to ensure that readings are taken at truly representative points but that any high and low spots are also identified. 《 G S 》第 2 1 節 指 出, 檢 核 填 料 的 回 填 , 應使用頻率200至 220 kHz的聲納測深儀 或 由 工 程 師 指 定 的 其 他 方 法。 儘 管 在 回 填 時, 懸 浮 泥 漿 可 能 不 是 主 要 問 題, 但 仍 應 與 挖 泥 一 樣, 用 測 深 鏈 檢 核 聲 納 測 深 的 結 果。第 1 3 . 2 節 論 述 了 分 析 聲 納 測 深 掃 描 所 遇 到 的 困 難。 計 算 工 程 費 用 時, 建 議 採 用 掃 描 的 中 間 讀 數, 而 驗 收 時 則 採 用 低 讀 數。 遇 上 特 殊 情 況, 應 與 測 量 師 研 究,必 要時還應與承建商商討。 水 位 以 上 的 石 填 料 和 塊 石 護 面, 須 用 測 量 尺 量 度。 測 量 方 法 在 施 工 前, 便 須 與 測 量 師 商 定, 以 確 保 讀 數 既 具 有 代 表 性 , 也可以顯示可能出現的高點和低點。 13.3.4 13.3.4 回填測量 回填容許誤差 Tolerances for Fill Materials Tolerances for the deposition of sand fill, rock fill and rock armour are covered in Section 21 of the GS. It is usual practice, particularly for concrete blockwork walls, for the level of the top of the rock fill in foundation construction to be raised above the required design level to allow for subsequent settlement during the construction period. The amount of set-up should be proposed by the contractor, and checked and agreed by the engineer. The amount depends on 《GS》第21節論述了砂、石填料和護 面 塊 石 的 施 工 容 許 誤 差。 在 建 造 地 基 時 , 特 別 是 對 於 混 凝 土 方 塊 體 牆, 通 常 會 將 填 石的頂部高程提高 ,超過設計規定的高 程, 以 彌 補 施 工 期 間 的 沉 降。 調 整 量 應 由 承 建 商 提 出, 並 經 工 程 師 檢 核 和 同 意,其 大 小 取 決 於 許 多 因 素, 包 括 地 基 下 土 質 的 特 性, 填 砂 和 填 石 的 厚 度、 地 基 上 結 構 的 重 量 以 及 預 計 的 施 工 期 等。 對 於 一 般 的 混 凝土方塊體牆工程,預計調整值會在100 133 many variables, including the characteristics of the underlying foundation material, the thickness of the sand and rock filling, the mass of the works to be constructed on the foundation, and the expected construction period. As a guide, for normal concrete blockwork wall construction, a set-up of between about 100 and 300 mm would be expected. 到300毫米之間。 13.4 混凝土方塊體牆 13.4 CONCRETE BLOCKWORK WALLS 13.4.1 13.4.1 Normally, no packing pieces are allowed at vertical or horizontal joints between precast concrete blocks; therefore the ease and accuracy with which a concrete blockwork wall can be constructed is greatly dependent on the accuracy in shape and size of the blocks being used, and the accuracy and consistency of the levelling stones on top of the rubble mound foundation. It is important for the levels of the rails or other profile marks to be checked by surveyor before the laying of the levelling stones starts, and for the levelling stones to be inspected by diver before any block setting. Daily records for the casting and setting of blocks should be kept. In addition, record drawings giving the date of setting of each block should be kept in the site office. After the setting of each layer of blocks has been completed, a diving inspection should be carried out to check such matters as the accuracy of setting, joint widths, infilling of channels between adjacent blocks and cleanliness of the top surface for receiving the next layer of blocks. 混凝土預製塊的垂直和水平接縫間 , 通 常 不 可 以 用 墊 塞 物。 因 此, 預 製 塊 形 狀 和 大 小 的 準 確 性, 以 及 堆 石 基 床 頂 部 的 整 平 碎 石 的 精 確 和 均 勻 程 度, 均 十 分 重 要 , 以確保方塊體牆的施工過程順利和免於 誤 差。 鋪 放 整 平 石 之 前, 首 先 要 由 測 量 師 檢 驗 整 平 線 和 其 他 剖 面 標 誌 的 高 程,再在 安 放 混 凝 土 預 製 塊 之 前, 由 潛 水 員 檢 查 碎 石的整平情況。 日常記錄應包括混凝土方塊的澆注和 安 放 資 料。 工 地 辦 公 室 應 存 有 記 錄 圖,記 下 混 凝 土 塊 的 安 放 日 期。 每 層 方 塊 安 放 完 成 之 後, 須 進 行 水 下 檢 測, 確 定 安 放 的 準 確 度、 接 縫 寬 度、 相 鄰 混 凝 土 方 塊 間 半 圓 槽 的 充 填 情 況, 以 及 方 塊 頂 的 清 潔 程 度 , 以便鋪放下一層預製塊。 13.4.2 13.4.2 整平石與方塊 Levelling Stones and Blocks 護腳石 Bermstones Section 21 of the GS requires bermstones to be placed as soon as practicable after the setting of toe blocks. Bermstones are required to prevent scour of foundation material from immediately in front of the toe blocks due to waves and currents, and early placement is particularly important when one or more of the following conditions apply : 《GS》第21節規定堤腳塊體鋪放好後 , 應 盡 快 鋪 放 護 腳 石。 護 腳 石 的 作 用, 是 防 止波浪及水流將堤腳前端的地基材料 走, 因 此, 遇 到 下 列 的 情 況 時, 應 及 早 鋪 放護腳石﹕ 134 (a) 位於水流急速的地方, (a) the location is subject to strong currents, (b) 位於受波浪 擊的地方, (b) the location is exposed to wave attack, (c) block setting is to be carried out in the season when tropical storms may be frequent, or (c) 在 熱 帶 風 暴 頻 密 的 季 節 安 放 塊 體 , 或 (d) 堤腳高程高於 -3 mCD。 (d) the toe level of the wall is higher than -3 mCD. The placing of bermstones should be checked by diver. It is important that the bermstones should extend over the foundation width required, that the gaps between bermstones are kept to the minimum, and that no part of any bermstone extends above the level of the top of the adjacent toe block. 護腳石的鋪放情況應由潛水員檢驗 。 注意護腳石應伸延至地基所需寬度以 外, 塊 石 之 間 的 空 隙 要 盡 量 縮 窄, 其 頂 部 更不可以超越堤腳塊體頂部的高程。 13.4.3 13.4.3 護面石和牆帽 Facing Stones and Copings The construction of in situ concrete copings and the pointing of facing stones should preferably be carried out as late as possible in the construction programme for each section of wall in order to minimise the effects of wall settlement. Subject to user requirements, it is common to allow the contractor to delay these two items of work until towards the end of the maintenance period. If it is necessary for any bollards to be used during the maintenance period, at least the sections of coping adjacent to each bollard foundation should be constructed together with the bollard before a certificate of completion for that section of the works is issued. 計 劃 牆 體 的 施 工 程 序 時, 應 盡 量 推 遲 現 澆 混 凝 土 牆 帽 和 面 層 石 勾 縫 的 建 造,以 減 低 牆 體 沉 降 的 影 響。 一 般 情 況 下, 若 與 土 地 使 用 者 要 求 無 砥 觸, 可 以 允 許 承 建 商 將這兩項工序延至接近保養期結束的時 候。 但 如 在 保 養 期 中 須 使 用 繫 船 柱, 則 應 在 發 出 該 段 工 程 竣 工 證 書 之 前, 完 成 繫 船 柱及與其基礎相鄰的牆帽。 13.5 碼頭和船墩 13.5 PIERS AND DOLPHINS 13.5.1 13.5.1 施工準備 Preparation of Works The location of all temporary setting-out marks and the levels of all temporary tide gauges should be checked by surveyor before any piling or other construction work starts on site. For a driven pile, the location and rake of the pile should be checked after pitching before driving starts, and for a bored pile, the location of the casing should be checked before any excavation is carried out. 在打樁和其他現場工序開始之前, 測 量師應檢驗所有臨時施工標誌的位置和 臨 時 潮 位 計 的 標 高。 在 完 成 定 位 後 的 打 入 樁, 應 在 打 樁 工 序 開 始 前 檢 驗 樁 的 位 置 和 傾 斜 度。 鑽 孔 灌 注 樁, 則 應 在 開 挖 之 前 檢 驗鋼管的位置。 135 Tidal work requires careful planning to ensure that all available working time at low tide is efficiently used. Charts should be drawn up from the tide tables, taking into account past records, to assist with planning work. The contractor should be reminded to apply for a Construction Noise Permit, if required, well in advance of the planned date of the work, if tidal work is required to be carried out outside normal working hours. When checking any contractor's temporary stagings and temporary works designs, care should be taken to take into account the effects of the following : 為確保能有效地利用低潮期間施工 , 各 項 工 序 須 作 周 詳 安 排。 應 根 據 潮 汐 表 , 及 以 往 的 記 錄 來 繪 製 圖 表, 以 協 助 制 定 施 工 計 劃。 應 提 醒 承 建 商, 如 有 需 要 在 正 常 工 作 時 間 以 外, 利 用 低 潮 施 工, 須 在 事 前 申請建築噪音許可證。 查驗承建商的臨時打樁架和臨時工程 設計時,須考慮到下列因素的影響﹕ (a) 風壓力, (a) wind pressure, (b) wave loads including possible uplift, (b) 波 浪 荷 載 , 包 括 可 能 產 生 的 浮 托 力, (c) 施 工 材 料 , (c) construction materials, (d) 模板和臨時支撐, (d) formwork and falsework, (e) 設備、裝置和工人,及 (e) plant, equipment and workmen, and (f) 動力(撞擊)荷載。 (f) dynamic (impact) loads. 13.5.2 13.5.2 打樁 Piling Temporary stagings for pile driving plant and equipment should take particular account of pile weights during pitching and during the driving of raking piles. Section 8 of the GS requires all marine piles to be driven from fixed stagings unless approved otherwise by the engineer. There is the likelihood of damage to precast concrete piles driven from a barge, especially at exposed sites. Under certain circumstances, pile driving from a barge may be acceptable for relatively protected sites, particularly where steel piles are to be used. Large piling barges should be used, and the contractor should demonstrate that pile damage during driving due to barge movements is very unlikely. 在斜樁的定位和打入過程中 ,須特別 注意樁重對承載打樁機及設備的打樁架 的影響。 《GS 》第 8節規定, 除 非 工 程 師 另 行 批 准, 所 有 海 事 工 程 的 樁 均 應 從 固 定 樁 架 施 打。 從 躉 船 上 打 的 混 凝 土 預 製 樁 容 易 損 壞。 如 果 是 在 開 敞 的 水 域 進 行, 情 況 會 更 嚴 重。 在 特 定 情 形 下, 特 別 是 在 使 用 鋼 樁 時, 才 可 容 許 在 掩 蔽 的 地 方 利 用 躉 船 打 樁。 但 應 使 用 大 型 的 打 樁 船, 而 且 承 建 商 要 通 過 實 地 試 驗, 證 明 不 會 因 躉 船 在 打 樁 過程中移動而損壞樁柱。 136 The provision of temporary supports for driven piles during driving, and until incorporation into the superstructure, is covered in Section 8 of the GS. For marine piles it is important to ensure that bracing to pile heads, in two directions at right angles, is provided immediately after driving, to prevent the possibility of oscillation in the cantilever mode due to current and wave forces. In addition to ensuring that the pile driving or installation records are kept in accordance with Section 8 of the GS, a drawing showing the location and reference mark of each pile, the date of driving or installation, sea bed and pile toe levels, and final set for each pile if applicable, should be prepared and kept up to date on site. For precast concrete piles, a record giving the pile reference mark, size, length and date of casting should be kept on site, together with the dates of tensioning and strand cutting if applicable. It is normal practice for the contractor and engineer jointly to keep a record of all relevant data relating to piling in the contract. It is important to check that precast concrete piles are lifted and supported at the specified points and generally handled with care. 《GS 》第 8節 列 明 打 入 樁 在 打 樁 過 程 中, 和 完 成 後 但 未 與 上 蓋 結 構 連 接 時 的 臨 時 支 撐 要 求。 打 樁 後, 為 防 止 可 能 由 水 流 力 和 波 浪 力 引 起 的 懸 臂 式 搖 擺, 應 即 時 將 樁頭在兩個垂直的方向加上支撐而連接 起來。 在 施 工 時 , 除 了 要 按 照《 GS》 第 8 節 的 規 定, 記 錄 樁 柱 的 打 入 或 安 裝 資 料 外 , 還 須 用 圖 樣 按 情 況 標 明 每 根 樁 的 位 置、參 考 標 誌、 打 樁 或 安 裝 日 期、 海 底 和 樁 底 高 程, 以 及 每 根 樁 的 最 終 貫 入 度。 在 施 工 期 間, 這 份 記 錄 圖 應 保 存 在 工 地 內, 並 經 常 加上最新的資料。 若採用的是混凝土預製樁,工地應保 存 有 關 樁 的 參 考 標 誌、 規 格、 長 度 和 澆 注 日 期 等 記 錄, 還 應 記 下 施 加 拉 力 和 切 割 預 應 力 鋼 纜 的 日 期。 通 常, 承 建 商 和 工 程 師 會 共 同 記 錄 有 關 打 樁 工 程 的 全 部 資 料。若 採 用 的 是 混 凝 土 預 製 樁, 便 應 檢 查 起 吊 和 支 撐 點 是 否 符 合 原 來 的 規 定, 及 注 意 操 作 時要小心謹慎。 13.5.3 13.5.3 Fendering It is normal to delay final fender fixing until as late as possible in the construction period, to reduce the possibility of damage by construction plant to the minimum. It is important that any cast-in fixing bolts are adequately protected against corrosion and damage, prior to the fenders being fixed. 一般做法是盡量在施工期最後階段才 安 裝 護 舷 設 備, 以 減 低 施 工 時 其 他 機 械 對 護 舷 設 備 所 造 成 的 破 壞。 在 安 裝 護 舷 設 備 之 前, 應 注 意 妥 善 保 護 預 埋 的 螺 栓, 以 防 銹蝕及損壞。 13.5.4 13.5.4 護舷設備 協調工作 Works by Others When facilities such as lights, cables, pipes, lifts and ramps are to be installed by other agencies during the works, particular attention should be paid to coordinating the different parties. The overall construction programme should take into account 施 工 期 間, 燈 、 電 纜 、 管 線 、 起 重 機 和滑道等裝置通常由其他部門或機構安 裝, 故 應 特 別 注 意 與 它 們 的 協 調 問 題。全 面 的 施 工 計 劃, 要 顧 及 須 預 先 通 知 各 部 門 及 機 構, 和 它 們 須 作 施 工 前 準 備 的 時 間 。 任 何 計 劃 的 改 變, 均 應 及 早 通 知 各 有 關 方 137 advance notice or lead time required by the various agencies, and any changes to the programme should be transmitted to all parties without delay. Wherever possible, a set of drawings giving details of all work to be carried out by others should be kept on site for reference. 面。 由 其 他 部 門 或 機 構 進 行 的 所 有 工 程 圖 樣,均應保存在工地內,以供參考。 13.6 填海工程 13.6 RECLAMATIONS 13.6.1 13.6.1 Sequence of Reclamation Where reclamation is being carried out at the same time as seawall construction, regular seabed surveys should be carried out to ensure that no mud waves affect the seawall under construction. In general, no filling should be carried out within 100 m of an uncompleted seawall. For a rubble or concrete block seawall with rubble foundation, it is usual to form a bund, using selected granular material where possible, along the line of and immediately behind the seawall, after completion of block setting and placement of filter material. Such a bund assists with stabilising the seawall and its foundation, reducing the possibility of mud waves adversely affecting the seawall stability, and helps to induce initial settlement before continuation of the seawall. 若 回 填 與 海 堤 工 程 同 時 進 行 時, 應 定 期 作 海 底 測 量, 以 確 保 施 工 時 海 堤 不 受 泥 波影響。通常不應在未完工的海堤100米 範 圍 內 進 行 回 填。 對 於 堆 石 海 堤 或 有 堆 石 地 基 的 混 凝 土 方 塊 海 堤, 當 安 放 塊 體 和 鋪 放 過 濾 物 料 完 成 後, 通 常 會 在 海 堤 後 建 一 堤 壆, 材 料 則 盡 量 選 用 挑 選 粒 狀 物 料。這 堤 壆 可 加 強 海 堤 及 地 基 的 穩 定 性,減少泥 波 影 響 海 堤 穩 定 的 可 能, 也 在 海 堤 工 程 繼 續進行前,加速其初始沉降。 13.6.2 13.6.2 回填程序 填海時的注意事項 Precautions to Be Taken During Reclamation During reclamation, care should be taken to check for existing outfalls, intakes and drains along the lines of existing shorelines, particularly at low tide. Any outfalls, intakes or drains which do not appear on the reclamation construction drawings should be recorded immediately and investigated with the appropriate authority; temporary channels should be provided as necessary across the reclamation as a short term measure to avoid any delays. Care should also be taken to minimise dust generated by trucks whilst inside the reclamation site. This can be achieved by providing water lorries to regularly water the access roads on the site. Wheel washing facilities should also be provided at exits to 在進行填海工程時,應特別在低潮期 間, 沿 海 岸 線 檢 查 原 有 的 排 水 口、 進 水 口 和 水 管。 圖 則 上 未 有 註 明 的 排 水 口、 進 水 口 和 水 管, 均 須 立 即 記 錄 下 來, 並 向 有 關 當 局 查 明。 有 需 要 時, 應 在 填 海 區 上 設 置 臨 時 排 水 渠 道, 此 等 臨 時 措 施, 可 避 免 工 程延誤。 應注意減少填海工地內由運泥車引起 的 灰 塵, 可 用 灑 水 車 定 期 噴 灑 進 出 工 地 的 道路 。為避免運泥車將泥沙帶至公共道 路,亦應在出口處備有車輪清洗設備。 138 ensure that dumping trucks do not take out and deposit mud onto public roads. 13.7 水底爆破 13.7 UNDERWATER BLASTING Requirements for blasting trials, blasting in general, and submissions of particulars of the proposed blasting procedures are given in Section 6 of the GS. Where underwater blasting is envisaged, additional requirements should be included in the Particular Specification. 《GS 》第 6節 載 有 爆 破 試 驗、 爆 破 一 般 注 意 事 項, 以 及 呈 交 擬 定 爆 破 程 序 細 則 等 規 定。 若 預 計 須 進 行 水 底 爆 破, 特 別 規 格明細表應加設附加規定。 以下各項須特別注意﹕ The following aspects require special attention : (a) Underwater blasting can only be carried out by a diver who possesses a valid Mine Blasting Certificate issued by the Commissioner of Mines. (b) All vessels within 150 m of the blast area should be cleared before the start of blasting operations. (c) Requirements concerning the possession and use of explosives are included in the Dangerous Goods Ordinance and subsidiary legislation. (d) Adequate prior notice should be given to the Director of Marine before any underwater blasting is carried out. (e) When explosives are being transported by sea and when underwater blasting operations are under way, signals should be displayed as prescribed by the Director of Marine. (a) 進行水底爆破的潛水員須持有 處發出的有效 場燃爆證書。 務 ( b ) 爆 破 作 業 開 始 之 前, 所 有 爆 破 區 1 5 0 米範圍內的船隻均須撤離。 (c) 危 險 品 條 例 和 其 附 屬 法 例 , 載 有 收 藏和使用炸藥的規定。 (d) 進行任何水底爆破前,應及早通知 海事處。 (e) 經海路運輸炸藥和進行水底爆破作 業時,應按海事處的要求,顯示應 有信號。 13.8 材料檢查和試驗 13.8 MATERIAL INSPECTION AND TESTING 13.8.1 13.8.1 概述 General This Section gives guidance on inspection and testing of materials and should be read in conjunction with the requirements given in the various sections of 本節載有檢查和試驗材料方面的指 引,閱讀時應同時參考《GS 》的規定 。 本 節 只 論 及 與 海 事 工 程 直 接 有 關,及一般 專 用 於 海 事 工 程 的 材 料。 海 事 工 程 使 用 的 139 the GS. Only materials which are directly related to, and generally peculiar to, marine works are covered. The inspection and testing of materials such as concrete, steel reinforcement and structural steelwork used in marine works should be no different from that for the same materials used in general civil engineering works, and are therefore not covered. 混 凝 土、 鋼 筋 和 結 構 鋼 等 材 料 的 檢 查 和 試 驗, 與 一 般 土 木 工 程 相 同, 因 此 本 節 不 予 論述。 13.8.2 13.8.2 Marine Fill The sampling and testing of marine fill material is covered in Section 21 of the GS; particle size distributions for samples taken from the proposed source of supply are required before any source is approved, and regular checks on the sand content of samples should be made before deposition on site. Regular checks should also be made that the material is coming from an approved source. It should be noted that weathered granite from land sources can be used as an alternative to sand in the foundations of seawalls and breakwaters. Reference may be made to Lo (1980). 《 G S 》第 2 1 節 論 述 了 海 相 填 料 的 取 樣 和 試 驗。 批 准 材 料 來 源 之 前, 須 實 地 取 樣 進 行 粒 徑 分 析 試 驗; 並 在 現 場 拋 填 之 前 , 經 常 取 樣 檢 驗 含 沙 率 , 同 時 也 應定 期 檢 核,確保材料來自已批准的來源。 源自陸上的風化花崗岩可用來代替海 堤 和 防 波 堤 基 床 中 的 砂, 這 方 面 可 參 考 Lo (1980)。 13.8.3 13.8.3 海相填料 石填料 Rock Fill No particular requirements for sampling and testing rock fill are included in Section 26 of the GS. Different types of rock fill should be checked regularly for compliance with the relevant clauses of Section 21 of the GS by visual inspection, preferably at stockpiles before loading onto barges for dumping at site. To assist with these visual inspections, specimens of pieces of rock complying with the upper and lower specified bounds for size and mass should be kept available for comparison. In extreme circumstances, particularly when there is major disagreement with a contractor, it may be necessary to carry out a full scale check on the material on site before compliance with the specification can be assured. 《 G S 》第 2 6 節 沒 有 為 石 填 料 的 取 樣 和 試驗加上特別規定 。因此,可按《GS 》 第 2 1 節 中 條 款, 定 期 為 不 同 種 類 的 石 填 料 進 行 目 測 檢 驗。 這 些 目 測, 應 盡 量 在 填 料 裝 入 躉 船 之 前 進 行。 同 時, 為 便 於 目 測 , 應存放合乎指定規格上限和下限的石塊 樣 本, 以 供 比 較。 在 極 端 情 況 下, 特 別 是 與 承 建 商 有 重 大 分 歧 時, 有 可 能 須 全 面 檢 查存放在工地的物料,以確定其符合規 格。 140 13.8.4 13.8.4 Rock Armour Requirements for laboratory testing and field checking of rock armour are covered in Section 21 of the GS. In general, it is not considered necessary for laboratory testing to be carried out where rock armour consists of sound granite. Field checking for mass need normally only be carried out by visual comparison with the specimen samples of the upper and lower bounds for each rock armour type covered in Section 21 of the GS. The 'dropping test' described in Section 21 of the GS should be used as a field check for all rock types. 《 G S 》第 2 1 節 載 有 護 面 塊 石 實 驗 室 試 驗 和 實 地 檢 查 的 規 定。 屬 於 堅 硬 的 花 崗 岩 的 護 面 塊 石, 通 常 不 需 實 驗 室 試 驗。 檢 查 《GS》第21節中提到的各種類型護面塊 石 的 重 量 時, 一 般 只 需 在 現 場 用 目 測,與 符 合 規 格 上 限 和 下 限 的 塊 石 樣 本 比 較。各 種 岩 石 的 實 地 檢 查 , 均 可 應 用《 G S 》 第 21節描述的「撞擊試驗」進行。 13.8.5 13.8.5 護木 Timber for Fenders The sampling and laboratory testing of timber for fenders are covered in Section 21 of the GS. Where the three pieces of timber selected for preparation of test specimens are not taken from a supply of timber already delivered to site, additional specimens from each piece should be taken at the time of preparation of the test specimens for future visual comparison with the timber actually delivered to site and purported to be from the same supply. All timber delivered to site should be checked for the marking required by for Tropical Hardwoods Graded for Structural Use in BS 5756 (BSI, 1980) to identify each piece as visually stress graded hardwood. In addition to the above checking, every piece should be inspected for major defects including knots, fissures, resin pockets, insect holes and fungal decay, before use on site. Any major defects should be checked against the requirements of BS 5756. 《 G S 》第 2 1 節 載 有 護 木 取 樣 和 實 驗 室 試 驗 的 規 定。 當 用 作 試 件 的 三 塊 木 料,並 非 取 自 已 運 往 工 地 的 材 料 時, 應 在 試 驗 時 從 每 塊 試 件 中 另 外 截 取 一 段, 以 供 日 後 與 運 至 工 地, 聲 稱 來 自 同 一 貨 源 的 木 料,進 行 目 測 比 較。 應 按《 B S 5 7 5 6 》( B S I , 1 9 8 0 ) 對 結 構 用 熱 帶 硬 木 的 規 定, 檢 查 所 有 運 至 工 地 的 木 料, 確 定 其 是 否 達 到 目 測 應 力 級 硬 木 應 有 的 質 量 標 準。 除 上 述 檢 驗 以 外 , 每 塊 木 料 在 工 地 使 用 前, 均 須 經 檢 查,以 確 定 其 沒 有 嚴 重 缺 陷, 如 節 疤、 裂 縫、樹 脂 囊、 蟲 洞 及 真 菌 朽 壞 等。 若 發 現 任 何 嚴 重缺陷, 便 應 參 照《BS5756》 的 規 定 檢 查。 13.8.6 13.8.6 護面塊石 橡膠護舷 Rubber Fenders Requirements for testing and certification of rubber fenders are covered in Section 21 of the GS. On delivery to site and before incorporation in the works, each rubber fender should be inspected for defects such as surface inclusions, pores and cracks. 《 G S 》第 2 1 節 載 有 橡 膠 護 舷 的 試 驗 與 鑒 定 的 規 定。 每 塊 運 至 工 地 的 橡 膠 護 舷 在 安 裝 於 結 構 之 前, 應 先 檢 查 其 有 無 缺 陷 , 如表面雜質、孔隙和裂縫等。 141 13.9 工程竣工 13.9 COMPLETION OF WORKS 13.9.1 13.9.1 This Section gives comments and guidance on certain aspects related to the completion of works, covering the issue of completion certificates and the preparation of as-constructed drawings. Only matters particularly related to marine works are considered. 本章論述與工程竣工有關的一些要 點, 亦 為 此 提 供 指 引, 其 中 包 括 簽 發 竣 工 證 書 和 繪 製 工 程 竣 工 圖。 本 章 只 論 述 與 海 事工程有直接關係的問題。 13.9.2 13.9.2 興建混凝土方塊海堤的工程 ,一般會 延至保養期內才建造牆帽和花崗岩護面 的 勾 縫, 在 一 些 情 況 下, 甚 至 繫 船 柱、護 舷和其他裝置 ,也同樣會留待保養期安 裝, 因 此, 即 使 這 些 細 項 尚 未 完 成, 工 程 亦 可 算 是 基 本 竣 工。 當 準 備 發 出 一 段 無 須 被 即 時 佔 用 的 海 堤 的 局 部 竣 工 證 書 時,通 常應考慮以下幾點﹕ (a) 該段海堤基本上已完成(牆帽、 勾 縫和裝置等除外)。 (b) 該段海堤不短於一個標準節間長 度,此長度約為24米。 (c) 與該段海堤相鄰的土地,已填築完 成,並能按計劃使用。 The seawall section should be substantially completed, i.e. complete except for coping, pointing and fittings as appropriate. (b) The length of the section should be not less than one standard panel length, which is about 24 metres. (c) 13.9.3 竣工證書 Completion Certificates For concrete blockwork seawall contracts, it is common for the construction of the coping and the pointing of the granite facing, and in some circumstances the installation of bollards, fenders and other fittings, to be carried out in the maintenance period; the works can therefore be generally considered to be substantially complete without these items. When considering the possibility of issuing a partial completion certificate for a section of seawall not immediately required for permanent occupation or use, the following should normally apply : (a) 概述 General The land formed behind the section of seawall should be capable of being put to the use for which it is intended. As-constructed Drawings As-constructed drawings should be prepared and signed by the engineer for the contract. In addition to checking the drawings before signature, the engineer should ensure that all relevant information related to the use and maintenance of the works is extracted from 13.9.3 工程竣工圖 工程竣工圖,應由負責該合約的工程 師 繪 製, 並 在 圖 則 上 簽 署。 簽 署 前, 除 檢 查 竣 工 圖 外, 工 程 師 還 應 確 定 一 切 有 關 該 工 程 的 使 用 和 保 養 資 料, 已 從 設 計 計 算 書 摘 錄 出 來, 並 以 說 明 或 其 他 適 當 方 式,載 於 整 體 安 排 圖 或 其 他 竣 工 圖 內。 以 下 各 項 142 the design calculations and incorporated, by way of notes or otherwise, into the general arrangement and other as-constructed drawings, as appropriate. Such information should include, but should not necessarily be limited to : (a) details of design loadings, in particular live loads and any vessel design characteristics, (b) safe working loads for bollards, cranes and other equipment, (c) corrosion allowances with design lives for any exposed steel members, and (d) any special requirements. inspection or 應作為這些資料的一部分﹕ (a) 設計荷載,特別是活荷載和船舶設 計特性的詳細資料, (b) 繫船柱、起重機和其他設備的安全 工作荷載, (c) 外 露 鋼 構 件 在 設 計 使 用 期 的 容 許 銹 蝕量,及 (d) 特殊檢查或保養要求。 maintenance Pile record drawings should be included. These should give full details, including pile types, toe levels, sizes, hammer type, final sets and any load testing results. Sounding survey results, before and after construction, should be included where appropriate. Foundation trench dredging drawings should be amended to suit, where the actual final dredged profile differs from that shown on the original construction drawings. As-constructed drawings for reclamations should give final levels, and the outlines of any special dumping areas such as rock dumps. Temporary drains should be included where these still remain at the date of preparation of the as-constructed drawings. It should be noted that as-constructed drawings are intended to provide a true and accurate record of the works as completed, for use by the client or user and the maintenance authority, and for possible later use when planning or undertaking modification, extension or demolition work. As such, the as-constructed drawings need not necessarily exactly correspond to the drawings used for payment purposes, particularly where different methods of construction from those shown on the tender drawings have been proposed by the contractor and accepted, with payment being based on the original tender details. 竣工圖應包括打樁記錄圖,圖中應列 出 有 關 的 詳 細 資 料, 包 括 樁 的 類 型、 樁 底 高 程、 尺 寸、 打 樁 錘 的 類 型, 最 終 貫 入 度 及荷載試驗結果等。 竣工圖亦應包括施工前後的測深結 果。 當 最 後 挖 成 的 實 測 剖 面 與 原 施 工 圖 所 示剖面不同時,應修改基坑挖泥圖。 填海工程的竣工圖,應詳載各個特殊 物 料 傾 卸 區( 如 棄 石 場 ) 的 最 後 高 程 和 範 圍。 如 果 在 繪 製 竣 工 圖 期 間, 填 海 區 內 仍 然有臨時排水渠道,應於圖中表明。 應指出的是,竣工圖應提供真實、 準 確 的 竣 工 工 程 記 錄, 以 供 委 托 人, 使 用 者 和 保 養 部 門 應 用, 並 供 將 來 可 能 進 行 改 建、 擴 建 或 拆 卸 時 使 用。 因 此, 竣 工 圖 不 必 與 付 款 用 圖 則 完 全 相 同, 特 別 是 當 承 建 商提出的施工方法與招標圖則不同而又 獲 得 批 准 時, 付 款 仍 會 以 原 招 標 詳 圖 為 依 據。 143 144 14. MAINTENANCE 14. 14.1 14.1 14.1.1 Maintenance Inspections Routine Inspections 保養 14.1.1 維護性檢查 常規檢查 Regular routine inspections of all piers and landings should be carried out. The frequency of inspection depends on the importance and vulnerability to damage of the pier or landing. In general, inspections of the structures above low water level should be carried out at least twice a year for facilities in the urban area, and at least once a year for facilities in the New Territories. For heavily used piers and landings in the urban area, it is necessary to carry out inspections of the fendering systems, particularly step-blocks, at least once a month. The frequency of underwater inspections depends on the availability of divers, weather conditions and access constraints. The aim should be to keep the period between underwater inspections to about 12 to 18 months for the urban area and 18 to 24 months for the New Territories. 所有碼頭和登岸平台均應定期進行例 行 檢 查, 檢 查 頻 率 取 決 於 它 們 的 重 要 性 和 是 否 易 於 損 壞。 位 於 巿 區, 而 在 低 水 位 以 上 的 結 構, 通 常 應 每 年 至 少 檢 查 兩 次,位 於 新 界 的 結 構, 則 至 少 每 年 一 次。 巿 區 內 使用率高的碼頭和登岸平台上的護舷設 備,特別是踏木塊 , 至 少 應 每 月 檢 查 一 次。水下部分檢查的頻率 , 取 決 於 潛 水 員、 天 氣 情 況 和 是 否 易 於 到 達。 在 巿 區 的 指標,應訂為相隔約12 至18 個月 , 而 在 新界,則為18至24個月。 14.1.2 14.1.2 Special Inspections In addition to regular routine inspections, special inspections are needed in the following circumstances : (a) after a severe tropical storm or typhoon (priority should be given initially to inspection of the fendering systems), 特別檢查 除 定 期 進 行 常 規 檢 查 外, 還 應 在 下 列 情況下進行特別檢查: (a) 風 暴 吹 襲 後 ( 應 首 先 檢 查 護 舷 設 備), (b) after an accident such as a vessel collision, (b) 如撞船等意外事故之後, (c) (c) 接 到 損 壞 的 投 訴 和 通 知 , 及 when a complaint or notice about any damage is received, and (d) after completion of repairs. 14.1.3 Inspection Procedures Wherever possible, all above-water inspections should be arranged to be carried out at low tide. The (d) 維修工程完竣後。 14.1.3 檢查程序 在可能情況下 ,應將水上檢查安排在 低 潮 期 間 進 行。 檢 查 的 範 圍, 應 包 括 所 有 145 above-water inspections should include all structural members, fendering systems, landings, steps, handrails, pier light posts and mooring facilities. Underwater inspections should include, where possible, all piles, pedestals and foundations, and particular attention should be paid to possible undermining of pedestal bases and toe blocks at shallow depths, i.e. higher than about -3 mCD. In many cases, it will not be possible or practical to carry out an underwater inspection of all piles and pedestals due to time and access constraints. In this situation, typical piles and pedestals at different parts of the structure should be inspected, and this should be noted on the inspection report. When carrying out underwater inspections, marine growth generally should not be removed from piles and pedestals, except locally when investigating possible defects or voids. 結 構 構 件、 護 舷 設 備、 登 岸 平 台、 階 梯 、 欄 桿、 碼 頭 燈 柱 及 繫 船 設 施。 水 下 檢 查 應 盡 可 能 包 括 所 有 樁、 支 座 和 地 基, 並 應 特 別注意在淺水區,即高於 -3 mCD的支座 和 堤 腳 塊 體, 底 部 有 否 淘 空。 由 於 時 間 和 通 道 的 限 制, 在 水 底 檢 查 所 有 的 樁 和 支 座,很多時是不可能或不設實際的 。 這 時, 只 須 檢 查 在 結 構 各 不 同 部 分 內, 有 代 表 性 的 樁 和 支 座, 這 些 資 料 應 在 檢 查 報 告 中 說 明。 進 行 水 下 檢 查 時, 除 非 是 要 查 證 樁和支座的局部地方是否已損壞或有孔 隙, 否 則 一 般 不 應 將 其 上 的 海 洋 附 殖 物 除 去。 Where any inspection identifies areas of deterioration or damage, the inspection report should be accompanied by sketches showing the location of the deterioration or damage and the extent of the repair required. 若檢查時發現有正在變壞或已損毀的 地 方, 檢 查 報 告 應 附 有 簡 圖, 標 明 變 壞 或 損毀的位置和需要維修的範圍。 14.2 Dredging 14.2 14.2.1 14.2.1 General 挖泥 概述 Many aspects covered in Section 13.2, and in particular those concerning navigation dredging, are also relevant when considering maintenance dredging. Section 13.2 should be consulted for basic guidance on such matters as the checking of land marks and tide gauges, the keeping of daily records, reduction factors for interim surveys, material sampling and the interpretation of echo sounder results. 第 1 3 . 2 節 論 述 的 許 多 要 點, 特 別 是 有 關航道開挖的問題 ,都與維護性疏浚有 關。 岸 標 和 潮 位 計 的 檢 查、 日 常 記 錄、階 段 性 測 量 檢 定 的 折 減 系 數、 材 料 取 樣 和 聲 納 測 深 結 果 的 整 理 分 析 等, 可 參 閱 第 1 3 . 2 節內的一般指引。 14.2.2 14.2.2 Sampling and Surveys Normally, the sand content of samples need not normally be obtained for maintenance dredging. Because the thickness of material required to be removed by dredging is generally less than one to two 取樣與測量 維護性疏浚,通常不必取樣試驗含沙 率。 測 量 時 因 為 需 要 挖 掉 的 泥 沙 厚 度 一 般 少 於 1 至 2 米, 所 以 很 少 遇 到 懸 浮 泥 漿 影 響 聲納測深結果的問題;但使用聲納測深 146 metres, problems are not usually experienced with mud in suspension affecting echo sounder results; however, checks using chain sounding should be made where echo sounding is used. In certain cases, vessel congestion, access problems or the shape of the area to be dredged will mean that chain sounding in place of echo sounding will need to be used in any event. For maintenance dredging in rivers and nullahs, current practice is to use chain sounding, with the lead modified with a steel disc because of the very soft deposits; echo sounding is sometimes used for check surveys at higher tides and over deeper sections, but not for payment purposes. 時, 仍 須 用 鏈 測 深 檢 驗。 在 某 些 時 候,因 挖 泥 區 船 舶 擁 擠、 進 出 困 難 或 受 挖 泥 區 域 的 形 狀 限 制, 只 能 使 用 測 深 鏈。 對 於 河 流 和 水 道 的 維 護 性 疏 浚, 因 沉 積 物 的 密 度 較 低, 所 以 現 行 的 辦 法 是 使 用 改 成 鋼 盤 鉛 錘 的 測 深 鏈。 有 時 會 利 用 聲 納 測 深, 檢 核 潮 位 較 高 時 在 較 深 水 域 的 測 深 結 果,但其結 果不會用作計算工程費用的依據。 14.2.3 14.2.3 Maintenance Dredging Adjacent to Structures 結構附近的維護性疏浚 Subject to the need to ensure no undermining of existing adjacent structures, maintenance dredging should preferably be carried out to a level deeper than the minimum depth required for navigation or other purposes, to allow for future siltation. Wherever possible, subject to the above limitations, there should be no need for future maintenance dredging for at least two years, and preferably three to five years, after completion. 除因為要避免將附近結構的底部淘空 外, 維 護 性 疏 浚 的 深 度, 應 盡 量 超 過 通 航 或 其 他 用 途 所 要 求 的 最 小 深 度, 以 容 納 將 來 的 淤 積。 在 可 能 情 況 下, 應 做 到 竣 工 後 至 少 兩 年, 最 好 三 至 五 年 內, 不 用 再 進 行 維護性疏浚。 For maintenance dredging immediately adjacent to existing structures, particularly pumphouse intakes and slipways, and where it is necessary to fully remove deposits from the tops of toe blocks, bermstones, rock fill or rock armour structures, grab dredgers cannot be used. In these circumstances, it is usually necessary to carry out initial removal of the material to a more accessible location by air-lift equipment for later removal by grab dredger, or to an adjacent location where it is not necessary to remove the material due to partial dispersal or the presence of low spots. 若 要 在 現 有 結 構, 特 別 是 泵 房 進 水 口 和 船 排 附 近 進 行 維 護 性 疏 浚, 或 有 需 要 在 堤 腳 塊 體、 護 腳 石、 填 石 或 塊 石 護 面 結 構 的 頂 部 清 除 沉 積 物, 不 得 使 用 抓 斗 式 挖 泥 船。 在 這 種 情 況 下, 通 常 須 把 沉 積 物 用 壓 縮空氣揚水泵轉移到較容易到達的地 方, 然 後 再 用 抓 斗 式 挖 泥 船 清 理; 或 將 其 移 到 附 近 坑 窪 之 處, 或 一 些 可 令 其 部 分 擴 散的地方,這樣便不必再另行清理。 14.2.4 14.2.4 Maintenance Dredging of Rivers and Nullahs Maintenance dredging of rivers and nullahs may be hampered by the following difficulties : 河流與水道的維護性疏浚 河流與水道的維護 性疏浚,可能遇到 下列困難: 147 (a) restricted access for marine plant due to shallow water and existing bridges with limited headroom, (a) 水深和現有橋樑高度對往來船隻的 限制,令海事工程船隻無法接近, (b) limitations on dredging depths due to high channel design invert and bank levels, (b) 因河床及堤岸的設計高程較高, 而 造成浚深的限制, (c) land access only available at certain locations for removal of material by land plant, (c) 用 陸 上 設 備 清 除 沉 積 物 , 卻 只 有 少 數地點可由陸路到達, (d) the fluid nature of deposits, resulting in leakage from barges and trucks, and (d) 液 化 的 沉 積 物, 由 躉 船 和 貨 車 洩 漏,及 (e) existing gas pipe and other services within and across channels, requiring additional control on dredging location and level. (e) 因航道內有煤氣管道或其他設施 , 限制疏浚工程的高程。 The type of equipment to be used to overcome the above difficulties should be left to the contractor to develop. Cutter suction dredgers as well as grab dredgers have been successfully used in the Shing Mun River, using specifically modified tugs and barges within the river channel itself. 應由承建商安排設備 ,來克服以上的 困 難。 鉸 吸 式 和 抓 斗 式 挖 泥 船, 與 經 特 別 改 裝 的 拖 船 和 躉 船 等, 曾 成 功 地 在 城 門 河 使用。 Maintenance dredging in fairways, e.g. the Northern Fairway, may require the use of trailer suction dredgers, where the Director of Marine stipulates that stationary dredging plant would be hazardous to shipping and therefore not permitted. 非自航式挖泥設備,在如北航道的主 航 道 進 行 維 護 性 疏 浚 時, 可 能 會 引 致 船 隻 事 故 發 生, 因 此, 海 事 處 不 准 在 這 些 區 域 使 用 此 類 設 備, 這 時, 可 能 須 要 使 用 耙 吸 式挖泥船。 14.3 Piers and Dolphins 14.3 14.3.1 14.3.1 Piles 碼頭和船墩 樁 For precast reinforced and prestressed concrete piles, usually the only sections showing defects and requiring maintenance are in the tidal and splash zones; for repairs to these sections, reference may be made to the advice given for concrete pile caps under Section 14.3.2, as the work will be of a similar nature. 預製鋼筋混凝土樁和預應力鋼筋混凝 土 樁, 通 常 僅 在 潮 位 變 動 和 浪 濺 區, 會 出 現 缺 陷 和 須 要 維 修; 對 此, 可 參 考 第 1 4 . 3 . 2 節 關 於 混 凝 土 樁 帽 的 建 議, 因 為 這 兩類維修工程的性質相似。 For uncoated tubular steel piles, corrosion of the steel should only be ignored when the as-constructed drawings indicate that the piles have been infilled with reinforced concrete to well below bed level, and the design calculations show that the steel is sacrificial and 若鋼管樁未加塗層,則只有當竣工圖 顯 示 樁 內 已 填 入 鋼 筋 混 凝 土, 直 到 海 床 以 下 足 夠 深 度, 而 且 設 計 計 算 書 列 明, 容 許 鋼 材 因 銹 蝕 而 完 全 消 耗, 並 在 設 計 時 已 將 這 因 素 考 慮 在 內, 鋼 的 銹 蝕 才 可 忽 略 不 148 has not been taken into account in the design. 理。 For coated or wrapped tubular steel piles, it should be assumed that the coating or wrapping is essential for the full protection of the piles, and no loss of steel thickness has been allowed for in the design, unless evidence to the contrary is available from the asconstructed drawings or the design calculations. 鋼 管 樁 若 有 塗 層 和 包 封, 便 應 假 定 它 們 對 樁 的 全 面 保 護 至 關 重 要, 而 且 設 計 時 並 不 容 許 鋼 料 耗 蝕; 若 竣 工 圖 和 設 計 計 算 書中有相反的說明,則屬例外。 Where it is necessary for the corrosion rate for a steel pile to be checked, it is recommended that this should be carried out by a suitably qualified company using specialist equipment. For each pile, a sufficient number of measurements should be made at each level, to ensure confidence in the assessed maximum, minimum and average thicknesses. For uncoated steel piles, where the design calculations allow a certain yearly corrosion loss, it is recommended that the first corrosion check should be carried out between three and five years after completion of pile driving. Intervals between subsequent checks will depend on the losses measured in relation to the design assumptions, but it is suggested that the time between checks should not exceed five years. 如 須 檢 測 鋼 樁 的 銹 蝕 率, 建 議 由 具 備 適 當 資 格 的 公 司 採 用 專 門 設 備 進 行。檢測 時, 在 每 根 樁 的 各 個 不 同 高 程, 都 應 搜 集 充 足 數 據, 以 確 保 估 計 的 最 大、 最 小 和 平 均 厚 度 與 實 際 情 況 相 符。 若 鋼 樁 未 有 塗 層, 而 設 計 計 算 書 又 容 許 一 定 的 年 銹 蝕 損 失, 建 議 在 打 樁 完 成 後 的 三 至 五 年 間 便 進 行 第 一 次 銹 蝕 檢 測。 以 後 的 檢 測 時 間,取 決於設計時假設的損失與測量結果的差 別, 但 建 議 每 次 檢 測 相 距 不 應 超 過 五 年。 Where maintenance work to tubular steel piles is necessary, because of damage to the existing coating or wrapping, or steel corrosion rate greater than allowed for in the design calculations, it is suggested that discussions are held with specialist suppliers, and subcontractors if necessary, before the method and type of repair is finalised. In all cases, the most appropriate method and type of repair will depend on the site conditions, location, type and extent of the damage. The application of a coal tar reinstatement epoxy, which can be applied underwater by glove, may be economical for small areas, and a proprietary underwater wrapping system for larger areas. In all cases, surface preparation must be in accordance with the material supplier's recommendations, and there may be a need to use a specialist subcontractor. 凡因鋼管樁上原有塗層和包封損壞 , 或鋼材銹蝕超過了設計計算書中容許的 銹 蝕 速 度, 而 須 進 行 維 修, 建 議 在 確 定 維 修 方 法 和 形 式 之 前, 與 專 門 供 應 商, 甚 或 分 包 承 建 商 商 討。 最 適 當 的 維 修 方 法 和 形 式,其實取決於當時結構所處環境 、 位 置、 損 壞 程 度 及 其 類 型。 可 用 手 套 在 水 中 塗 上 的 煤 焦 油 環 氧 樹 脂, 在 小 範 圍 使 用 可 能 比 較 經 濟; 專 利 的 水 下 包 封 系 統, 則 適 用 於 大 面 積 範 圍。 任 何 情 況 下, 表 面 處 理 均 應 遵 照 材 料 供 應 商 的 建 議, 需 要 時 可 請 專門分包商處理。 Repairs to timber and steel H-section fender piles are not usually practical or economical, and it is 一 般 情 況 下, 維 修 木 護 舷 樁 和 H 型 護 舷 鋼 樁, 既 不 實 際 也 不 經 濟, 因 此 慣 常 是 會 149 common to replace damaged piles with new ones. Where full replacement of steel piles is difficult or impossible due to time or headroom constraints, temporary repairs may be made for corroded or damaged sections above low water level by cutting off the section in question and welding or splicing on a replacement section at low tide. 用 新 樁 更 換 壞 樁。凡因時間 或 工 作 空 間 限 制 而 不 能 或 難 以 將 全 部 鋼 樁 更 換,可趁在 低潮時切斷低水位以上銹蝕或損壞的部 分, 然 後 透 過 焊 接 或 插 接 與 替 代 的 鋼 材 連 接,作臨時維修。 For cathodic protection systems, it is recommended that all inspection, monitoring and maintenance work should be carried out by a suitably qualified company which specialises in such work, with all maintenance work being carried out in accordance with BS 7361 (BSI, 1991c). It should be noted that cathodic protection is usually considered to be fully effective up to about the mid-tide level, provided the system is well designed and maintained. 若 使 用 陰 極 防 蝕 系 統, 建 議 所 有 檢 查、 監 測 和 保 養 工 作 均 由 有 適 當 資 格 的 專 業 公 司 進 行, 而 所 有 保 養 工 作 均 應 遵 照 《BS7361》 (BSI, 1991c) 的規定進行。 如 果 陰 極 防 蝕 系 統 設 計 和 保 養 良 好,一般 都能夠在中潮位以下發揮效用。 14.3.2 14.3.2 Decks 碼頭面板 For reinforced concrete decks, most maintenance work requires the treatment of defects which have resulted in reinforcement corrosion. Such corrosion is usually apparent first as rust staining at cracks, followed in due course by concrete spalling, exposing corroded reinforcement. It is important to try to distinguish between different types of cracks and their causes, and to determine, where possible, the reasons for any reinforcement corrosion. Certain types of cracks, for example those caused by structural or temperature movements and shrinkage, may result in reinforcement corrosion, while other cracks may be caused by expansion of reinforcement as it corrodes. 維修鋼筋混凝土面板的主要工作, 是 處 理 鋼 筋 銹 蝕 造 成 的 損 壞。 通 常, 這 些 銹 蝕 最 初 被 發 覺 時, 是 裂 縫 表 面 出 現 銹 斑 , 隨 後 混 凝 土 會 剝 落, 並 露 出 銹 蝕 鋼 筋。這 時, 應 盡 可 能 辨 明 裂 縫 的 種 類 和 成 因,和 確 定 鋼 筋 銹 蝕 的 原 因。 有 時 結 構 的 移 位 或 冷 縮 熱 脹 等 因 素, 會 產 生 裂 縫 而 導 致 鋼 筋 銹 蝕, 而 有 時 銹 蝕 亦 會 使 鋼 筋 膨 脹 而 產 生 裂縫。 For the majority of reinforced concrete deck structures covered by this Chapter, the main problems with reinforcement corrosion occur about 15 to 25 years after construction, in the upper tidal and splash zones, and appear to be due to chloride movement from the surfaces of the pile caps, beam sides and soffits, and slab soffits to the concrete immediately surrounding the reinforcing bars. Corrosion problems are usually at first only apparent in areas with higher 本章提及的大部分鋼筋混凝土面板結 構,都會在施工後約15 至25 年 間 在 高 潮 位 和 浪 濺 區 出 現 嚴 重 的 鋼 筋 銹 蝕,而且似 乎 都 是 由 於 氯 化 物 從 樁 帽 表 面、 橫 樑 側 面 和 底 面 及 面 板 底 面, 滲 透 至 鋼 筋 旁 的 混 凝 土。 銹 蝕 問 題 通 常 會 在 混 凝 土 滲 透 性 較 高 和保護層較薄的地方首先出現。 150 concrete permeability or lower cover. Repairs should be carried out as soon as cracks with rust stains are detected, in order to reduce the possibility of significant steel loss from the reinforcing bars due to corrosion. Concrete spalling can indicate that significant steel loss has already taken place, in which case costly repairs will be necessary. For susceptible areas, it is preferable for chloride penetration to be monitored, and protective coatings applied where necessary. 為減少銹蝕對鋼筋的損壞,一旦發現 混 凝 土 出 現 帶 有 銹 斑 的 裂 紋, 便 應 立 即 進 行 維 修。 待 至 混 凝 土 剝 落 時, 鋼 銹 蝕 損 失 已經相當嚴重 ,此時進行維修會相當昂 貴。 在 易 受 破 壞 的 地 方 應 監 測 氯 化 物 的 滲 透情況,如有需要則加防護塗料。 Cracks can be repaired temporarily by breaking out to expose the affected reinforcing bars, removing loose rust, and patching with epoxy mortar or concrete, after cleaning and priming as recommended by the manufacturer. Such repairs will usually last several years until further cracks develop, usually at the edges of the previous repair. More permanent repairs, which can usually last for at least five years and sometimes up to eight or ten years, can be carried out by : 臨時維修裂縫的方法 ,是先除去鋼筋 旁 的 混 凝 土, 盡 可 能 清 除 鐵 銹, 再 按 生 產 商 的 建 議 進 行 清 洗 和 塗 底, 最 後 用 環 氧 樹 脂 灰 漿 或 混 凝 土 修 補。 這 種 維 修 方 法 的 效 用 一 般 可 維 持 數 年, 直 至 裂 縫 再 出 現,這 些裂縫通常出現在曾經維修部分的邊 緣。 有 效 期 較 長 的 維 修( 至 少 維 持 五 年 或 可能達到八至十年),可用下列方法進 行: (a) breaking out all concrete adjacent to the affected bars, including behind the bars, (a) 銹蝕鋼筋周圍的混凝土全部除去, (b) removing all loose rust, (b) 清除所有鐵銹, (c) (c) 鑿 花 相 鄰 的 混 凝 土 表 面 , scabbling the adjacent surfaces, (d) fixing a galvanised wire mesh, and (d) 安裝鍍鋅鋼絲網,及 (e) guniting in layers using a 1 : 3 cement/sand mix over the full affected area. (e) 在整個受影響部分,鋪上1:3水泥 /砂噴漿層。 Maintenance problems with reinforced concrete pile caps and beams in the lower tide and submerged zones do not usually relate to normal reinforcement corrosion, due possibly to the reduced supply of oxygen and protection by marine growth. Within these zones, problems are more likely to be due to poorly compacted concrete or the use of concrete placed by tremie, combined with congested reinforcement. The use of concrete placed by tremie in low level pile caps appears to be a major cause of defects, and often results in effective wash-out of the concrete constituents over periods of months or years, 在低潮位和水下部分的鋼筋混凝土樁 帽 和 樑, 通 常 沒 有 常 見 的 鋼 筋 銹 蝕 問 題 , 這 可 能 由 於 只 有 較 少 的 氧 氣 供 應,和有海 洋 附 殖 物 保 護。 在 這 些 部 分 出 現 的 銹 蝕 問 題, 多 數 是 因 為 混 凝 土 搗 壓 不 足, 或 是 因 用 了 豎 管 澆 灌 混 凝 土, 再 加 上 鋼 筋 過 密 而 產 生。 用 豎 管 澆 注 混 凝 土 往 位 於 低 水 位 的 樁 帽, 可 能 是 導 致 缺 陷 出 現 的 主 要 原 因 。 常 有 的 情 況 是 在 一 段 時 間 後, 混 凝 土 成 分 被 大 量 蝕 掉, 特 別 是 當 流 急 浪 大, 以 及 駛 過 或 靠 泊 船 隻 引 起 湍 流 時, 蝕 更 加 嚴 重。 151 particularly when combined with high currents, waves and turbulence from passing or berthing vessels. Concrete repairs within the lower tide and submerged zones are generally difficult, and an effective life of only about five to eight years should be expected. The use of epoxy mortar and gunite is usually not possible, and the usual method of repair is to provide an additional collar of concrete to cover the area of defective concrete or washout. Care must be taken to remove all marine growth and or loose defective concrete by hand tools, air jet or water jet as appropriate, with work being carried out at low tide or by diver. Any exposed reinforcement must be cleaned and supplemented as necessary. Adjacent concrete surfaces should be scabbled, and dowel bars provided to key the new concrete collar, which should be nominally reinforced, to the existing concrete. Concrete can either be placed by tremie or 'in the dry' using extended watertight shutters, depending on the location, space and access constraints. If neither of the above methods of placing is considered suitable, the use of 'underwater' concrete, placed 'in the wet', using a proprietary admixture to increase cohesion, may be attempted; in this case, the manufacturer's instructions must be followed, and site trials must be carried out. 在低潮位和水下部分維修混凝土, 一 般都比較困難 ,預計有效期只有五至八 年。 一 般 情 況 下, 不 能 使 用 環 氧 樹 脂 灰 漿 和 噴 漿, 慣 常 的 維 修 方 法, 是 澆 注 一 混 凝 土 環, 包 住 有 缺 陷 的 混 凝 土 或 被 蝕 的 部 分。 如 趁 低 潮 維 修 或 由 潛 水 員 在 水 下 維 修, 必 須 小 心 用 手 工 具、 利 用 噴 射 氣 流 或 水流 ,清除海洋附殖物和有缺陷的混凝 土。 所 有 外 露 的 鋼 筋 , 都 必 須 清 理 和 增 補。 相 鄰 的 混 凝 土 表 面 也 應 鑿 花, 並 加 上 榫栓將其與所注的混凝土環牢固地連結 。 混 凝 土 環 應 加 上 適 量 鋼 筋。 混 凝 土 可 用 豎 管 澆 注, 也 可 視 乎 位 置、 空 間 和 通 道 的 困 難 程 度, 而 使 用 伸 延 擋 水 板 進 行「 乾 式」澆灌 。如認為以上兩種方法都不適 當,可 試 用 含 有 增 加 凝 聚 力 的 添 加 劑 的 混 凝 土 在「 水 下 」 澆 灌 。 此 時 , 必 須 遵 照 製 造商指示,並進行實地試驗。 For comments on repairs to steel members where these comprise part of a deck, reference can be made to Section 14.3.1 for below-deck work similar in nature to that required for steel H-section fender piles, and Section 14.3.5 for work generally above tide level. 碼 頭 面 板 的 鋼 構 件 須 要 維 修 時, 若 構 件 在 面 板 以 下, 而 維 修 工 作 的 性 質 又 與 H 型 鋼 護 舷 樁 所 需 的 類 似, 可 參 考 第 1 4 . 3 . 1 節 的 說 明, 若 構 件 在 潮 位 以 上 的 地 方,可 參考第14.3.5節。 14.3.3 14.3.3 Fendering Systems Repairs to normal timber fendering systems relate generally to loose, worn or missing step blocks, capping pieces and fenders. Repair work is usually relatively straightforward. Spikes, bolts and other steel fixtures and fittings should be replaced as a matter of course during repair work, where corrosion has caused a significant loss in section. In general, timber fenders should be replaced before the reduction in thickness at 護舷設備 維修常用的木質護舷設備時 ,通常是 針 對 已 鬆 脫、 磨 損 或 丟 失 的 踏 木 塊、 壓 簷 木 和 護 木, 這 類 維 修 較 為 簡 單。 若 發 現 長 釘、 螺 栓 以 及 其 他 鋼 附 件 和 配 件 嚴 重 銹 蝕, 維 修 時 就 應 更 換。 一 般 來 說, 在 任 何 剖 面 的 厚 度 磨 損 掉 2 0 ﹪ 以 上 時,護木便應 更 換。 應 該 指 出 的 是, 這 磨 蝕 了 的 厚 度 , 幾 乎 相 當 於 剖 面 模 量 或 強 度 減 少 了 50 152 any section due to wear exceeds 20%. It should be noted that such a reduction in thickness is equivalent to a section modulus or strength loss of almost 50%. When arranging for repair work, the opportunity should be taken to carry out minor improvements to design details, for example fixing, stiffening and bracing arrangements. For comments on the maintenance of timber and H-section steel piles, see Section 14.3.1. ﹪。 在 安 排 維 修 工 作 時, 應 同 時 改 善 設 計 的 細 節 部 分, 例 如 固 定、 支 撐 和 加 勁 的 裝 置 等。 有 關 木 護 舷 樁 和 H 型 鋼 護 舷 樁 的 維 修,可參考第14.3.1節。 Routine maintenance for fendering systems consisting of rubber cell fenders with steel frontal frames will normally be limited to rotation and occasional replacement of the nylon and polyethylene wearing pads. Touching up or complete repainting of the steel frontal frames should be carried out when damage to, or significant deterioration of, the original coal tar epoxy paint is detected. Removal of the frontal frames will be required for most touch up and repainting work; immediate replacement of the frontal frame with a spare frame or frame moved from a less critical location will usually be necessary. For touch up and repainting work, surface preparation should be carried out strictly in accordance with the manufacturer's recommendations. A minimum dry film thickness of 350 µm for repair work using coal tar epoxy paint is recommended. 若護舷系統由鼓形橡膠護舷和防撞鋼 構 架 組 成, 則 一 般 的 例 行 維 修 只 須 調 正 或 更 換 尼 龍 和 聚 乙 烯 耐 磨 墊。 當 發 現 防 撞 鋼 構架原煤焦油環氧樹脂塗層損壞或嚴重 退 化 時, 應 進 行 修 補 或 全 部 重 塗。 為 徹 底 修 整 和 重 塗, 應 將 構 架 拆 除, 暫 時 使 用 備 用 構 架, 或 移 用 次 要 位 置 的 構 架 臨 時 替 代。 修 整 和 重 新 塗 層 的 表 面 處 理 工 作,應 嚴 格 依 照 製 造 商 的 建 議。 使 用 煤 焦 油 環 氧 樹 脂 塗 料 維 修 時, 建 議 最 小 乾 膜 厚 度 為 350微米。 Damage to rubber cell fenders, rubber arch fenders and cylindrical rubber fenders will normally be limited to misuse or accident conditions. To avoid delays in replacing such fenders due to delivery time, a sufficient stock of spare fenders of each type and size should be kept ready for immediate use. 鼓形、拱形和圓形橡膠護舷的損壞 , 大 多 由 誤 用 和 意 外 引 起, 為 避 免 因 供 應 商 不 能 及 時 送 貨, 而 延 誤 更 換 這 些 護 舷 的 工 作, 應 有 各 種 類 型 和 規 格 的 護 舷 配 件 備 用。 Sway and sag chains for cell fender frontal frames and support chains for cylindrical fenders, together with their shackles, are usually of galvanised steel. Corrosion of the chains and shackles can normally be accepted until an effective reduction in diameter of about 10% at any section has occurred; in this case the full length of chain with shackles should be replaced. Such a reduction in diameter corresponds to a tension strength loss of almost 20%. 鼓形護舷鋼構架的固定鏈、圓形護舷 的 支 承 鏈 以 及 卡 環, 一 般 均 為 鍍 鋅 鋼。如 果支承鏈和卡環的銹蝕使直徑減少不超 過 1 0 ﹪, 還 可 繼 續 使 用; 如 直 徑 減 少 超 過 10﹪, 相 當 於 拉 力 強 度 損 失 近20 ﹪, 則 須要更換整條支承鏈和卡環。 153 U-anchors for the above chains are usually also of galvanised steel. Because the loads on such anchors are usually a combination of tension and bending, and replacement of the anchors, which are usually cast in, is particularly difficult, it is recommended that any corrosion is treated as soon as it is detected. Corrosion will normally first be apparent at the junction between the galvanised steel and the concrete support member, and treatment will be far easier and more effective if carried out before serious pitting and concrete spalling occurs. Treatment with coal tar epoxy paint to a minimum dry film thickness of 350 µm is suggested, after surface preparation strictly in accordance with the manufacturer's recommendations. 上 述 支 承 鏈 的 U 型 錨 栓, 通 常 也 由 鍍 鋅 鋼 製 成。 因 為 在 這 種 錨 栓 上 的 荷 載, 一 般 為 拉 伸 和 彎 曲 荷 載 的 組 合, 加 上 它 們 通 常 為 預 埋, 更 換 非 常 困 難, 所 以 一 旦 發 現 銹 蝕, 便 應 立 即 處 理。 銹 蝕 一 般 首 先 出 現 在 鍍鋅鋼和混凝土支承構件之間的接合 處, 如 在 嚴 重 的 孔 蝕 和 混 凝 土 剝 落 出 現 之 前 處 理, 則 更 容 易 及 有 效。 應 嚴 格 按 照 生 產 商 的 建 議 進 行 表 面 處 理, 然 後 加 上 用 煤 焦 油 環 氧 樹 脂 塗 料, 建 議 最 小 乾 膜 厚 度 為 350微米。 14.3.4 14.3.4 Steps and Landings Repairs to concrete steps and landings are relatively common due to heavy use and the adverse tidal location; these relate mainly to : (a) 階梯和登岸平台 由於使用率高和潮汐的不利影響, 混 凝 土 階 梯 和 登 岸 平 台 須 經 常 維 修;工作主 要包括以下幾項: damage to edges, due to step block/capping strip impact, and impact from heavy goods being carried to or from a vessel, (a) 邊緣的損壞,通常因踏木塊和壓簷 木的碰撞,以及裝卸沉重貨物時的 撞擊而引起, (b) regular renovation or replacement of the rough-cast finish due to wear, and, in the longer term, and (b) 定期修整或更新已磨損的粗注面 , 及 (c) cracks and possible spalling of concrete due to reinforcement corrosion. (c) 較 長 期 的 , 是 在 混 凝 土 上 因 鋼 筋 銹 蝕引起的裂縫和剝落。 Wherever possible, repairs should be carried out in such a way as to avoid the need for closing more than a part of any steps or landing at any one time. To avoid the need for complete replacement of any step or landing, cracks due to reinforcement corrosion should be treated as soon as they are detected. A suggested method of treatment is given in 14.3.2 above. 維修時應盡量避免完全封閉階梯和登 岸 平 台。 一 旦 發 現 鋼 筋 銹 蝕 裂 縫, 應 及 時 處理 , 這 樣, 便 無 需 更 換 階 梯 和 登 岸 平 台。建議的處理方法,載於第14.3.2節。 14.3.5 14.3.5 Miscellaneous Items Repairs and maintenance to miscellaneous items 雜類項目 此 節 論 述 雜 類 項 目 , 如 繫 船 柱、 繫 船 154 such as bollards, mooring eyes, ladders, light posts and handrails are covered below. 環、 爬 梯、 燈 柱 和 欄 桿 等 的 保 養 與 維 修。 Regular maintenance to standard cast iron concrete-infilled bollards is not usually necessary, as corrosion of the cast iron is not normally significant. Maintenance is limited to occasional repainting with bitumen paint to improve appearance where corrosion of the cast iron is noticeable; this is normally limited to bollards on public piers and at heavily used landing steps within the urban area. 以混凝土填滿的標準鑄鐵繫船柱, 鑄 鐵 銹 蝕 一 般 並 不 嚴 重, 所 以 通 常 不 需 進 行 定 期 維 修。 保 養 工 作 只 需 以 瀝 清 塗 料,重 新 塗 在 發 現 銹 蝕 的 繫 船 柱 上, 以 改 善 外 觀。 而 且, 通 常 只 是 在 巿 區 和 使 用 率 高 的 公用碼頭及登岸台階,才有此需要。 For the older mooring eyes and ladders, which were often only of steel treated with bitumen paint, normal practice has been to carry out no routine maintenance, but to wait until material loss from corrosion has become significant and then to replace the items with new sections. It is recommended that, for the older items, this practice should be continued because of the difficulty in carrying out an effective paint treatment to such items after corrosion is well underway. As a guide, mooring eyes and ladders should be replaced when an effective reduction in diameter or thickness of the steel section of about 20% has occurred; replacement items should be of galvanised or stainless steel. 較舊的鋼製繫船環和爬梯,只經瀝青 塗 料 處 理, 一 般 並 沒 有 例 行 保 養, 待 鋼 料 遭 嚴 重 銹 蝕 後, 才 用 新 的 構 件 替 換。 建 議 繼 續 用 這 種 方 法, 處 理 較 舊 的 構 件, 因 為 銹 蝕 開 始 之 後, 便 難 以 進 行 有 效 的 塗 層 處 理。 繫 船 環 和 爬 梯 的 剖 面 直 徑 和 厚 度 明 顯 減 少 約 2 0 ﹪ 時, 便 須 更 換, 這 些 新 構 件 應 以鍍鋅鋼或不銹鋼製造。 For the newer and replacement mooring eyes and ladders, which will be of galvanised or stainless steel, it is recommended that regular maintenance covering treatment of any detected corrosion is carried out as for fender chain U-anchors under Section 14.3.3 above. 較新的或已更換的繫船環和爬梯, 應 是 鍍 鋅 鋼 或 不 銹 鋼 製 造 的, 建 議 按 第 14.3.3節所述保養護舷鏈U型錨栓的方法 進 行 例 行 保 養, 其 中 包 括 發 現 銹 蝕 時 的 處 理方法。 Such treatment is particularly important at the junction between the steel section and the concrete. Regular maintenance will significantly extend the life of galvanised and stainless steel mooring eyes and ladders, and will avoid unsightly rust stains on the adjacent concrete faces. Heavily corroded mooring eyes can cause additional wear on mooring lines and heavily corroded ladders can be uncomfortable and dangerous for users. 這種處理對鋼和混凝土之間的結合處 相 當 重 要。 定 期 保 養 能 延 長 鍍 鋅 鋼 和 不 銹 鋼 繫 船 環 和 爬 梯 的 使 用 期, 並 可 防 止 相 鄰 混凝土表面出現銹斑。嚴重銹蝕的繫船 環, 會 加 速 繫 船 纜 索 磨 損, 而 嚴 重 銹 蝕 的 爬 梯, 則 會 令 使 用 者 不 舒 適 和 造 成 危 險。 Light posts and light support steelwork should be regularly treated and repainted to ensure that no 燈柱和航燈支承鋼架 ,應定期處理和 重 新 塗 層, 以 防 銹 蝕 發 展, 亦 應 保 持 海 事 155 corrosion is allowed to develop, and that any colour code required by the Director of Marine is maintained. The steel structures are usually located above tidal zones and surface preparation followed by repainting is generally not difficult. 處 規 定 的 顏 色 代 號。 這 些 鋼 結 構 一 般 設 置 在 潮 位 以 上, 表 面 處 理 與 重 新 塗 層 並 不 困 難。 The importance of adequate surface preparation and the need to carry out all work in favourable weather conditions to avoid contamination from moisture in the air and sea spray cannot be overstressed. 這裏,特別要強調優良的表面處理的 重 要 性, 並 且 所 有 工 序 須 在 良 好 的 天 氣 下 進 行, 這 樣 才 能 免 受 空 氣 中 或 浪 花 產 生 的 水氣影響。 Steel handrails should be regularly maintained to ensure maximum life and to avoid an unsightly appearance, particularly from rust staining. Unpainted galvanised steel sections should be treated with an appropriate paint system whenever corrosion is detected. Painted galvanised steel sections should be repainted whenever breakdown of the existing paint is detected and the underlying galvanised finish is visible. Surface preparation in accordance with the paint manufacturer's recommendations is important, particularly when painting or repainting galvanised surfaces. For handrails at lower landings and steps which are continuously within the lower tidal and splash zones, satisfactory surface preparation for painting or repainting will often not be possible. In this situation, the only practical solution is to replace any heavily corroded sections with new stainless steel or galvanised members, prepainted if possible. 鋼欄桿應定期保養,使其有最長的使 用 期 和 防 止 銹 斑 影 響 外 觀。 若 發 現 未 有 塗 層 的 鍍 鋅 鋼 出 現 銹 蝕, 便 須 用 適 當 塗 料 處 理。 若 鍍 鋅 鋼 有 塗 層 , 而 原 有 塗 層 已 破 損, 使 鍍 鋅 面 外 露, 便 應 重 新 塗 層。 表 面 處理 ,特別是鍍鋅表面的塗層和重新塗 層, 必 須 遵 照 塗 料 製 造 商 的 建 議 進 行。在 低 潮 和 浪 濺 區 的 登 岸 平 台 和 階 梯 欄 桿,所 處 位 置 較 低, 塗 層 和 重 新 塗 層 所 需 的 表 面 處 理, 往 往 不 可 能 達 到 標 準。 在 這 種 情 況 下, 唯 一 實 際 可 行 的 方 法 是 將 銹 蝕 嚴 重 的 部 分, 換 上 新 的 不 銹 鋼 或 鍍 鋅 鋼 構 件,如 有可能,這些構件應預先加上塗層。 14.4 Blockwork Seawalls 14.4 14.4.1 14.4.1 General Regular routine maintenance to concrete blockwork seawalls of standard design is usually not necessary. However, repairs to certain parts of the seawall structure, including rubble foundations, outfall blocks, granite facing and coping, can be required under particular circumstances, and these are dealt with below. For comments on repairs to fendering systems, steps and landings, bollards and miscellaneous steelwork items, such as mooring eyes, ladders and handrails, see Sections 14.3.3, 14.3.4 and 14.3.5. 方塊海堤 概述 使用標準設計的混凝土方塊海堤, 一 般 無 須 進 行 常 規 保 養。 但 是 方 塊 海 堤 的 某 些 部 分, 包 括 堆 石 地 基、 排 水 口 砌 塊、花 崗 岩 面 層 和 牆 帽, 在 特 殊 情 況 下 須 進 行 維 修,下文會對此詳細論述 。 關 於 護 舷 系 統、 階 梯、 登 岸 平 台、 繫 船 柱 及 其 他 鋼 結 構( 如 繫 船 環 、 爬 梯 和 欄 桿 ) 的 維 修 ,可 參考第14.3.3節、14.3.4節和14.3.5節。 156 14.4.2 Repairs to Rubble Mounds 14.4.2 修補堆石基床 Damage to rubble mound foundations due to currents and wave attack can result in undermining of bermstones and toe blocks, which in turn can result in loss of fill material from behind the seawall. The first warning of such damage will usually be the development of cracks in the paving behind the seawall caused by voids forming under the paving. This type of damage usually only occurs in locations exposed to relatively severe wave attack and where the seawall toe block level is relatively high, generally above -2.0 mCD. Undermining is particularly likely to occur with sections of older seawalls which have been founded on rock outcrops where the normal standard bermstone/toe block detail has not been used. A diving inspection will confirm the presence of voids at the interface of the concrete blocks and rubble mound foundation when undermining is suspected; there will also usually be evidence of fill material in the region in front of the wall. 若堆石基床給水流和波浪 擊以致損 壞, 便 可 能 令 到 護 腳 石 和 堤 腳 塊 體 底 部 淘 空, 繼 而 使 牆 後 的 回 填 料 流 失。 若 海 堤 旁 的 路 面 出 現 裂 縫, 通 常 便 是 這 種 損 壞 的 最 初 徵 兆。 裂 縫 是 因 為 路 面 下 的 空 隙 造 成 的, 這 種 損 壞 一 般 只 發 生 在 波 浪 擊 較 為 嚴重 ,而方塊海堤的堤腳高程又相對較 高,通常超過 -2.0 mCD的地方。若一些 舊式海堤沒有採用標準的護腳石和堤腳 塊 體 設 計 規 格, 且 建 於 外 露 岩 石 上, 便 特 別容易發生淘空現象。如懷疑底部給淘 空, 應 進 行 潛 水 檢 查, 以 證 實 混 凝 土 塊 體 和 堆 石 基 床 之 間 的 接 合 處 並 無 孔 隙。若海 堤 底 部 給 淘 空, 一 般 會 在 堤 前 地 方 發 現 有 填料的痕跡。 It is important that repair work to any undermining is carried out as soon as it is detected to avoid additional loss of fill material, possible complete collapse of the paving behind the seawall, and possible settlement, rotation or even collapse of the seawall itself. The method of repair will depend on the circumstances in each case. One common method which is used, subject to navigation requirements immediately in front of the seawall, is to use concrete placed by tremie to fill voids between the concrete blocks and rubble, after constructing a concrete bagwork wall about one metre high doweled to the rubble mound, one metre or so in front of the concrete blocks, to retain the concrete. The existing rubble mound in front of the concrete bagwork wall should be supplemented as appropriate, and additional filling placed as necessary behind the seawall with the paving repaired to suit, after completion of the concreting. 一旦發現淘空現象,必須及時維修 , 以 免 讓 回 填 料 進 一 步 流 失, 使 堤 旁 路 面 全 面 下 陷 及 海 堤 本 身 沉 降、 傾 覆 甚 至 塌 毀 。 維 修 方 法 取 決 於 個 別 情 況,一個常用 的 方 法, 是 先 在 海 堤 前 方 約 一 米 處 建 造 一 個 一 米 高 的 袋 裝 混 凝 土 護 牆, 榫 接 到 堆 石 基 床 上, 然 後 用 豎 管 澆 灌 混 凝 土 於 護 牆 圍 之 處, 填 滿 混 凝 土 塊 體 和 堆 石 之 間 的 孔 隙 。 使 用 這 方 法, 須 考 慮 海 堤 前 方 的 通 航 需 要。 混 凝 土 澆 注 完 成 之 後, 應 按 需 要 補 充 混 凝 土 護 牆 前 的 堆 石 基 床, 及 為 海 堤 補 充 回填料及修補路面。 14.4.3 14.4.3 Repairs to Concrete Blocks In general, the only concrete blocks in seawall 修補混凝土塊體 一 般 來 說, 排 水 口 的 砌 塊 是 方 塊 海 堤 157 construction which contain reinforcement are outfall blocks. For older seawalls, problems can be found with cracking and later concrete spalling due to reinforcement corrosion within the tidal and splash zones. Treatment should be carried out as described in Section 14.3.2, preferably as soon as cracks with rust staining are detected. 結 構 中 僅 有 的 鋼 筋 混 凝 土 塊 體。 舊 海 堤 可 能 出 現 的 問 題, 是 在 潮 位 變 動 和 浪 濺 區 , 因 鋼 筋 銹 蝕 而 使 混 凝 土 裂 開, 然 後 剝 落 。 一 旦 發 現 帶 有 銹 斑 的 裂 紋, 便 須 按 第 14.3.2節的建議立即處理。 14.4.4 14.4.4 Repairs to Granite Facing 修補花崗岩面層 Problems with granite facing relate to breakdown or loss of the mortar between the facing stones, apparently due to the chemical action of seawater or wave and current attack. Any sections where the original pointing has been damaged or lost should be repointed immediately in order to prevent further loss of mortar and eventual loss of individual facing stones. In older walls, where individual facing stones have already been lost, repairs can usually be carried out using in situ concrete doweled to the existing backing concrete, where appearance is not considered of major importance. Where it is considered essential that a uniform granite facing finish should be maintained, it is not normally possible to satisfactorily replace individual facing stones without effectively reconstructing the adjacent section of granite facing, including the backing concrete. 花崗岩面層的問題,主要是面層石之 間 的 灰 漿 損 壞 或 流 失。 這 顯 然 是 由 於 海 水 的 化 學 作 用, 或 波 浪 和 水 流 擊 所 致。為 防止灰漿進一步流失和個別面層塊石損 壞, 在 原 來 的 勾 縫 灰 漿 損 壞 或 流 失 時,便 應 在 該 部 分 重 新 勾 縫。 有 個 別 面 層 石 流 失 的 舊 海 堤, 如 果 外 觀 不 太 重 要, 可 用 現 澆 混 凝 土 修 補, 用 榫 栓 連 接 到 原 有 堤 背 混 凝 土 上。 若 花 崗 岩 面 層 須 保 持 均 勻 齊 整,便 須 連 同 花 崗 岩 面 層 的 相 鄰 部 分, 包 括 堤 背 混 凝 土, 一 同 修 補, 如 果 只 是 更 換 個 別 的 面層石,一般不會有令人滿意的效果。 14.4.5 14.4.5 Repairs to Concrete Coping Repairs to mass concrete copings relate mainly to damage from rope scrapes and vessels berthing, and to horizontal displacement, usually soon after construction of the coping and before final development and paving of the land behind the seawall has been carried out. Minor damage from rope scrapes and vessels need not normally be repaired unless the length of seawall is particularly heavily used by the public and appearance is considered important. More major damage can sometimes be effectively repaired using epoxy mortar, but it is usually necessary to break out and recast the full damaged length to produce a satisfactory result. Horizontal displacement of sections of coping should be treated on an individual basis, 修補混凝土牆帽 修補不含鋼筋的混凝土牆帽 ,主要是 針對由繩纜摩擦和船隻靠泊引起的損 壞, 以 及 在 牆 帽 完 成 後, 在 海 堤 旁 土 地 尚 未發展和鋪面前的水平位移所引起的損 壞。 除 非 一 段 海 堤 的 使 用 率 很 高, 兼 且 外 觀 非 常 重 要, 否 則 繩 纜 和 船 舶 造 成 的 輕 微 損 壞 不 用 修 補。 有 些 時 侯, 使 用 環 氧 樹 脂 灰 漿 修 補 較 嚴 重 的 損 壞, 是 非 常 有 效 的 , 但 要 獲 得 令 人 滿 意 的 效 果, 須 清 除 全 部 損 壞 的 部 分, 然 後 重 新 澆 注。 牆 帽 的 水 平 位 移, 應 視 乎 情 況 而 個 別 處 理。 若 剛 竣 工 的 海 堤 向 海 位 移 時, 通 常 不 必 立 即 修 葺,可 安 排 於 稍 後 時 間, 與 相 鄰 區 域 的 發 展 和 鋪 面 同 時 進 行, 那 時 可 按 需 要 清 除損 壞 部 158 depending on the circumstances. For newly completed seawalls, for displacement away from the sea, it is often not necessary to carry out immediate repairs, but to arrange for future repairs, including breaking out and recasting as necessary, to be carried out at the time of development and paving of the adjacent area. 分,然後重新澆注。 14.5 Rubble Seawalls and Breakwaters 14.5 Damage to rubble seawalls and breakwaters will normally only occur from wave attack during severe storms and typhoons. Minor damage to random rubble armoured structures, involving displacement, slippage or general movement of armour stones, can usually be repaired by placing additional stones of similar mass to infill any low regions and to build up the overall profile back to the existing design profile. Minor damage to older smooth faced rubble armoured structures, which normally consist of a single close fitting armour layer on rubble or quarry spalls, can most economically be repaired by infilling any holes with carefully selected and fitted armour stones, after levelling up the underlayer. 堆石海堤和防波堤的損壞,通常是由 於受到強烈風暴和颱風引起的波浪襲擊 而 造 成。 對 於 不 規 則 堆 石 護 面 結 構 的 輕 微 損 壞, 包 括 位 移、 護 面 塊 石 滑 動 和 一 般 錯 位 等, 修 葺 時 可 在 缺 損 之 處 填 入 同 質 量 的 塊 石, 重 建 至 原 設 計 剖 面 的 規 格。 舊 式 光 滑 護 面 堆 石 結 構, 一 般 只 有 單 一 的 護 面 層, 由 緊 密 結 合 的 塊 石 組 成, 放 於 堆 石 或 礦 場 碎 石 上。 這 類 堆 石 結 構 有 輕 微 損 壞 時, 可 以 先 整 平 墊 層, 然 後 將 精 選 的 合 適 護 面 塊 石 填 入 孔 隙 中, 這 是 最 經 濟 的 修 葺 方法。 Repairs to major damage to rubble structures should not be carried out until a full design check has been carried out to determine whether the existing design, in particular the armour size, is in accordance with recommended practice. When carrying out repairs, the opportunity should be taken to modify or improve the design as appropriate. When major damage has occurred to older smooth faced rubble armour structures, it may be quicker and more economical to overlay the existing damaged slope with random rubble armour, subject to the existing slope not being too smooth and regular, rather than to completely reconstruct the existing armour layer, which will often involve difficult excavation and sorting work and will result in the underlayers being further exposed during the reconstruction period. 若堆石結構嚴重損壞 ,開始維修工程 前, 應 先 進 行 全 面 核 算, 以 確 定 原 來 的 設 計, 特 別 是 護 面 規 格 方 面, 是 否 與 現 行 的 設 計 規 格 相 符。 如 有 需 要, 維 修 時 應 同 時 適 當 地 修 改 設 計 的 規 格。 舊 式 光 滑 護 面 堆 石 結 構 嚴 重 損 壞 時, 如 果 原 有 斜 坡 不 太 平 滑, 較 經 濟 和 簡 單 的 作 法, 是 用 不 規 則 的 護 面 塊 石 覆 蓋 損 壞 的 斜 坡, 這 樣 便 不 用 全 面 重 建 該 護 面, 從 而 避 免 複 雜 的 開 挖 和 分 選 石 塊 工 作, 和 使 墊 層 在 重 建 期 間 進 一 步 外露。 For comments on repairs to minor items, such as steps, bollards and light posts, see Sections 14.3.4 and 14.3.5. 有 關 小 型 項 目 , 如 階 梯、 繫 船 柱 和 燈 柱的修葺,可參考第14.3.4節和第14.3.5 節。 堆石海堤和防波堤 159 14.6 Ramps and Slipways 14.6 Repairs to ramps are rarely required. In exceptional circumstances, after a severe storm or typhoon, retrimming of the adjacent rubble foundation to avoid fouling by landing craft, or the placing of additional rubble to avoid undermining the ramp slabs and toe blocks, may be required. 滑道很少須要維修,只有在強烈風暴 或 颱 風 吹 襲 之 後, 為 避 免 被 靠 岸 的 船 隻 破 壞, 才 須 要 重 新 修 整 相 鄰 的 堆 石 地 基,或 為 防 止 滑 道 平 板 和 護 腳 塊 體 被 淘 空,而須 鋪放額外的堆石。 Major repairs to slipways, related to rail misalignment, material deterioration and desilting, are regularly required. Repair work is generally difficult, slow and expensive, being mostly underwater with poor visibility. Close co-ordination with the slipway user is necessary as the slipway will need to be temporarily taken out of service while repair work is being carried out. Misalignment problems generally relate to differences in level, and occur for slipways with more than two parallel rails when the centre rail or rails settle more than the outer rails, causing the cradle to no longer run freely. The usual solution is to provide additional packs, of steel or hardwood, for the rails or to replace the existing timber runners with thicker sections. 船 排 須 要 定 期 進 行 大 修, 主 要 針 對 不 準的鋼軌線向 、變質材料和淤積物的疏 浚。 修 葺 工 作 大 多 在 水 面 下 進 行, 能 見 度 差, 因 此 難 度 甚 大、 時 間 長 和 費 用 高 昂 。 修 葺 期 間, 船 排 暫 時 不 能 使 用; 因 此,應 和 船 排 使 用 者 密 切 配 合。 線 向 不 準 確 問 題, 一 般 與 高 低 差 有 關, 船 排 有 兩 條 以 上 並 行 鋼 軌 時, 若 中 間 的 鋼 軌 沉 降 超 過 外 鋼 軌, 便 會 使 承 船 架 不 能 自 由 移 動。 常 用 的 解 決 方 法, 是 在 鋼 軌 加 上 額 外 的 鋼 製 或 硬 木 墊 件, 或 用 較 厚 的 木 材 更 換 原 有 軌 枕。 During any realignment work, the opportunity should be taken to replace any timber runners, steel rails, fixtures and fittings which have badly deteriorated. Corrosion of the webs of the steel rails within the tidal zone will usually be particularly severe. As a guide, steel rails should be replaced when an average effective reduction in web thickness of 10% over any length can be measured. For checking horizontal alignment during realignment work underwater, a template based on the measured cradle roller dimensions, taking into account tolerances, should be used. When rail realignment work has been completed, any cradle deformation or defects, including sticking rollers, should be reported to the slipway user, for action by the appropriate maintenance authority. 鋼 軌 重 新 定 線 時, 應 同 時 更 換 嚴 重 損 壞 的 軌 枕、 鋼 軌、 附 屬 裝 置 和 配 件。 在 潮 位變動區的鋼軌腹板,往往銹蝕特別嚴 重。 當 測 出 鋼 軌 任 何 一 段 的 腹 板 平 均 厚 度 有 效 折 減 1 0 ﹪ 以 上 時, 便 須 將 其 更 換。重 新 定 線 時, 須 檢 查 水 平 線 向, 應 採 用 模 板 測 度, 模 板 應 依 據 承 船 架 滾 軸 尺 度, 加 上 容 許 誤 差 而 製 成。 鋼 軌 重 新 定 線 後, 任 何 承船架變形或缺陷 ,包括滾軸轉動有困 難, 均 應 通 知 船 排 使 用 者, 由 有 關 維 修 部 門跟進。 For comments on desilting for slipways, see Section 14.2. During the course of any slipway repair work, the opportunity should be taken to carry out any necessary desilting work, even if such work has not 有關船排清淤的要點 ,可參考第 14.2 節。 船 排 修 葺 期 間, 即 使 船 排 使 用 者 未 有 明 確 要 求, 也 應 按 需 要 疏 浚 淤 積 物, 以 減 少其封閉次數。 滑道和船排 160 been requested specifically by the slipway user, to reduce to the minimum the number of times the slipway needs to be taken out of service. 14.7 Pumphouses 14.7 Repairs to pumphouses usually relate to particular operational problems and are requested specifically by the user, who should specify all technical requirements. The refixing and replacement of screen guides and the cleaning of the insides of screen guides and intakes are relatively common items of work, and can usually be carried out by divers without undue difficulty. For comments on desilting in front of pumphouse intakes, see Section 14.2. 通常泵房的修葺與獨特的操作問題有 關, 有 需 要 時 泵 房 使 用 者 會 提 出 具 體 要 求, 和 所 有 技 術 規 格。 重 裝 和 更 換 攔 污 柵 導 框, 以 及 導 板 和 進 水 口 內 部 的 清 洗 工 作 是常見的維修項目 ,通常可由潛水員進 行, 並 不 困 難。 有 關 泵 房 進 水 口 前 方 的 清 淤要點,可參考第14.2節。 14.8 Navigation Aids 14.8 Maintenance and repair work to navigation aids, which generally consist of beacons and markers, is mainly limited to repainting and related treatment of miscellaneous steelwork items, such as light posts, ladders, mooring eyes and handrails. Reference may be made to Section 14.3.5 for comments on the general maintenance and repair of such items. 助航設備包括燈塔和航標,保養與維 修 工 作, 主 要 是 為 如 燈 柱、 爬 梯、 繫 船 環 和 欄 桿 等 鋼 結 構, 重 新 塗 層 和 進 行 有 關 的 的 處 理。 此 類 一 般 性 保 養 與 維 修, 可 參 考 第14.3.5節。 14.9 Estimates for Future Maintenance 14.9 14.9.1 14.9.1 General This Section gives comments and guidance on the preparation of cost estimates for the future maintenance of various types of works, including dredging, piers, seawalls and breakwaters. It should be noted that all projects are individual, and the information given below should be used as a general guide only. When preparing estimates for a particular project, all special circumstances should be taken into account and, if possible, proposed maintenance estimates should be cross-checked against actual maintenance costs for similar works. 泵房 助航設備 預算保養費用 概述 本節為制定各類型工程的預算保養費 用 提 供 指 引, 其 中 包 括 疏 浚、 碼 頭、 海 堤 和 防 波 堤。 應 當 指 出 的 是, 任 何 工 程 項 目 都 具 有 其 獨 特 性, 下 文 所 提 供 的 資 料,只 作 一 般 性 指 引。 為 一 具 體 工 程 項 目 制 定 預 算 時, 應 考 慮 個 別 情 況, 如 有 可 能, 還 須 利用同類型工程的實際保養費用來校 核。 161 14.9.2 Estimates for Dredging Estimates of future maintenance costs are usually difficult to make with any confidence, being dependent on many factors often for which little or no information is available. Estimates may be required for future maintenance costs for capital dredging works carried out as part of a project, or maintenance dredging costs for a project not necessarily involving capital dredging, e.g. the construction of a typhoon shelter. Factors which may influence estimates include : (a) general siltation and its effects on the works, 14.9.2 預算疏浚費用 保養費用由許多因素所決定 ,但往往 因 為 缺 少 或 沒 有 可 用 的 資 料, 而 難 以 制 定 準 確 的 預 算。 在 工 程 項 目 中, 無 論 是 否 包 括 基 建 性 挖 泥, 都 可 能 要 為 其 制 定 維 護 性 疏 浚 費 用 的 預 算, 後 者 可 舉 建 造 避 風 塘 為 例。影響預算費用的因素包括﹕ (a) 一般的淤積及其對工程的影響, (b) effects of currents and waves on the seabed within the area of the works and the possible changes in these caused by the construction of the works, (b) 水 流 和 波 浪 對 施 工 區 內 海 床 的 影 響,以及其可能因工程引起的變 化, (c) (c) 原 有 和 計 劃 中 的 雨 水 管 、 暗 渠 和 明 渠排水口的沉積物, deposits collecting at existing and planned future stormwater drain, culvert and nullah outfalls, (d) effects of construction of other works within the general area, and (d) 鄰近工程的影響,及 (e) (e) 非法棄置的建築材料和廢料。 possible illegal dumping of construction and waste materials. Past records and studies indicate siltation rates within the general harbour area, including fairways but remote from outfalls, in the order of 50 to 100 mm per year. However, rates measured around some fairly recent works are in the order of 200 to 300 mm per year, increasing markedly to 1000 mm per year or more in particular locations, e.g. near outfalls. 以 往 的 記 錄 和 研 究 顯 示, 海 港 內 ( 包 括 遠 離 排 水 口 的 主 航 道 ) 的 淤 積 率, 通 常 約為每年50至100毫米。然而,近年在一 些工地附近測得的淤積率 ,卻達到每年 200至300 毫米 。在一些特定區域 , 如 排 水 口 附 近, 更 高 至 每 年 1 0 0 0 毫 米 或 以 上。 14.9.3 14.9.3 Estimates for Maintenance of Piers Records for existing structures indicate that annual recurrent repair and maintenance costs for a public or ferry pier is in the order of 0.5% of the capital construction or replacement cost. This figure is based on a typical reinforced concrete suspended deck structure with a timber fendering system and 碼頭的預算保養費用 現 有 的 記 錄 顯 示, 公 用 或 渡 輪 碼 頭 的 每 年 維 修 與 保 養 費 用, 約 為 基 建 或 重 建 費 用的0.5﹪。這是基於碼頭位於海港內或 其 他 有 一 定 屏 障 掩 護 的 地 點, 為 典 型 鋼 筋 混 凝 土 承 台 式 結 構, 具 有 木 護 舷 系 統,樁 柱是預應力混凝土樁或其他「無需維修」 162 prestressed concrete or other similar 'maintenance-free' piles, in the harbour or reasonably protected location. An allowance has been included for the regular maintenance of miscellaneous minor items such as handrails, light posts and notice boards. 類 型。 這 預 算 保 養 費 用, 已 包 括 欄 桿、燈 柱和告示牌等雜項的定期保養。 14.9.4 14.9.4 Estimates for Maintenance of Seawalls 海堤的預算保養費用 The annual recurrent repair and maintenance costs for a length of vertical seawall has been estimated to be in the order of 0.1 to 0.3% of the capital construction or replacement cost. These figures are based on typical concrete blockwork structures, with rubble mound foundations and granite facing above about mid-tide level. The lower end of the range is applicable for walls with foundations below about -20 mCD dredged level, toe block levels lower than about -4 mCD and no or relatively few landing steps, bollards, notice boards and miscellaneous fixtures and fittings. The upper end of the range is applicable for walls with foundations higher than about -10 mCD dredged level, toe block levels higher than about -2 mCD, and a relatively large number of landing steps, bollards and miscellaneous items. 直立式海堤的每年維修和保養費用 , 約 為 基 建 或 重 建 費 用 的 0 . 1 至 0 . 3 ﹪。 這 預 算 假 設 海 堤 為 典 型 混 凝 土 方 塊 體 結 構,具 有堆石基床及在中潮位以上築有花崗岩 面層。預算下限會適用於地基開挖到 -20 mCD以下,堤腳高程在 -4 mCD以下 , 並 只 有 較 少 甚 至 沒 有 登 岸 梯 階、繫船柱、 告 示 牌 和 其 他 裝 置 與 配 件 的 牆 體。預算上 限則適用於地基開挖高程在約 -10 mCD 以上,堤腳高程約高於 -2mCD,並有較 多的登岸梯階 、繫船柱和其他雜項的牆 體。 For sloping rubble seawalls, annual repair and maintenance costs are in the order of 0.2 to 0.3% of the capital construction or replacement cost for relatively protected locations, and 0.4 to 0.6% for relatively exposed locations. The lower ends of the ranges are applicable for seawalls with foundations above about -10 mCD dredged level. 位於相對地掩蔽的水域的斜坡式堆石 海 堤, 每 年 維 修 與 保 養 費 用 約 是 基 建 或 重 建 費 用 的 0 . 2 至 0 . 3 ﹪; 若 在 相 對 地 開 敞 的 水域,則費用約為0.4至0.6﹪。這些預算 的 下 限 , 適 用 於 地 基 開 挖 高 程 在 約 -10 mCD以上的海堤。 14.9.5 14.9.5 Estimates for Maintenance of Breakwaters Annual recurrent repair and maintenance costs for typical random placed rubble armoured breakwaters are in the order of 0.4 to 0.7% of the capital construction or replacement cost for relatively protected locations, and 0.8 to 1.1% for relatively exposed locations. As for sloping rubble seawalls in Section 14.9.4 above, the lower ends of the ranges are applicable for structures with relatively deep 防波堤的預算保養費用 位於相對地掩蔽的水域的典型不規則 堆 石 防 波 堤, 每 年 維 修 和 保 養 費 用 約 是 基 建 或 重 建 費 用 的 0 . 4 至 0 . 7 ﹪; 若 在 相 對 地 開 敞 的 水 域 , 則 費 用 約 為 0 . 8 至 1 . 1 ﹪ 。和 以 上 第 14.9.4 節 所 述 的 斜 坡 式 堆 石 海 堤 一 樣, 這 些 預 算 的 下 限 適 合 於 地 基 較 深 的 結 構, 而 上 限 則 適 合 於 地 基 較 淺 的 結 構。 163 foundations and the upper ranges for structures with relatively shallow foundations. 164 REFERENCES 參考文獻 Apps, R.F. & Chen, T.Y. (1973). Sea Waves at Waglan Island. Royal Observatory, Hong Kong, Technical Note No. 36, 56 p. BDD (1983). Code of Practice on Wind Effects, Hong Kong. Building Development Department, Hong Kong, 14 p. Binnie & Partners (1987). Hydraulic and Water Quality Studies in Victoria Harbour. Port and Ship Studies - Initial Report. Territory Development Department, Hong Kong, 93 p. (Unpublished). Binnie & Partners (1988). Hydraulic and Water Quality Studies in Victoria Harbour. Part II Calibration and Validation Reports, Volume 10 - Wave Modelling Studies. Territory Development Department, Hong Kong, 56 p. Binnie & Partners (1989). Hydraulic and Water Quality Studies in Victoria Harbour. Mathematical Model Report, Part 1 - Overview. Territory Development Department, Hong Kong, 76 p. (Unpublished). Bruun, P. (1981). Port Engineering (Third Edition). Gulf Publishing Company, 787 p. BSI (several parts, 1957 to 1995). Physical Testing of Rubber (BS903). British Standards Institution, London. BSI (1969). Specification for the Use of Structural Steel in Building (BS 449:1969). Part 2 Metric Units. British Standards Institution, London, 116 p. BSI (1972). Code of Basic Data for the Design of Buildings (CP 3:1972). Chapter V - Loading, Part 2 - Wind loads. British Standards Institution, London, 49 p. BSI (1977). Code of Practice for Protective Coating of Iron and Steel Structures against Corrosion (BS 5493:1977). British Standards Institution, London, 114 p. BSI (1980). Specification for Tropical Hardwoods Graded for Structural Use (BS 5756:1980). British Standards Institution, London, 12 p. BSI (1983). Steel Plate, Sheet and Strip (BS 1449:1983). Part 2 - Specification for Stainless and Heat-Resisting Steel Plate, Sheet and Strip. British Standards Institution, London, 16 p. BSI (1984a). Code of Practice for Maritime Structures (BS 6349:1984). Part 1 - General Criteria. British Standards Institution, London, 179 p. BSI (1984b). Loading for Buildings (BS 6399:1984). Part 1 - Code of Practice for Dead and Imposed Loads. British Standards Institution, London, 21 p. 165 BSI (1985a). Structural Use of Concrete (BS 8110:1985). Part 1 - Code of Practice for Design and Construction. British Standards Institution, London, 126 p. BSI (1985b). Structural Use of Concrete (BS 8110:1985). Part 2 - Code of Practice for Special Circumstances. British Standards Institution, London, 50 p. BSI (1986). Code of Practice for Foundations (BS 8004:1986). British Standards Institution, London, 157 p. BSI (1987). Code of Practice for Design of Concrete Structure for Retaining Aqueous Liquids (BS 8007:1987). British Standards Institution, London, 31 p. BSI (1988). Code of Practice for Maritime Structure (BS 6349:1988). Part 2 - Design of Quay Walls, Jetties and Dolphins. British Standards Institution, London, 110 p. BSI (1991a). Specification for Tolerances on Dimensions, Shape and Mass for Hot Rolled Steel Plates 3mm Thick or Above. (BS EN 10029:1991). Part 1 - Code of Practice for Land and Marine Applications. British Standards Institution, London, 16 p. BSI (1991b). Structural Use of Timber (BS 5268:1991). Part 2 - Code of Practice for Permissible Stress Design, Materials and Workmanship. British Standards Institution, London, 130 p. BSI (1991c). Code of Practice for Cathodic Protection (BS 7361:1991). Part 1 - Code of Practice for Land and Marine Applications. British Standards Institution, London, 115 p. BSI (1993a). Hot-rolled Products in Weldable Fine Grain Structural Steels (BS EN 10113:1993). Part 1 - General Delivery Conditions. British Standards Institution, London, 24 p. BSI (1993b). Hot-rolled Products in Weldable Fine Grain Structural Steels (BS EN 10113:1993). Part 2 - Delivery Conditions for Normalized/Normalized Rolled Steels. British Standards Institution, London, 16 p. BSI (1993c). Hot-rolled Products in Weldable Fine Grain Structural Steels (BS EN 10113:1993). Part 1 - Delivery Conditions for Thermomechanical Rolled Steels. British Standards Institution, London, 16 p. BSI (1993d). Structural Steels with Improved Atmospheric Corrosion Resistance. Technical Delivery Conditions. (BS EN 10155:1993). British Standards Institution, London, 30 p. BSI (1994a). Code of Practice for Maritime Structures (BS 6349:1994). Part 4 - Design of Fendering and Mooring Systems. British Standards Institution, London, 51 p. 166 BSI (1994b). Hot Finished Structural Hollow Sections of Non-alloy and Fine Grain Structural Steels (BS EN 10210:1994). Part 1 - Technical Delivery Requirements. British Standards Institution, London, 28 p. BSI (1994c). Code of Practice for Earth Retaining Structures (BS 8002:1994). British Standards Institution, London, 113 p. BSI (1994d). Specification for Weldable Structural Steels. Hot Finished Structural Hollow Sections in Weather Resistant Steels (BS 7668:1994). British Standards Institution, London, 16 p. BSI (1995a). Stainless Steel (BS EN 10088:1995). Part 1 - List of Stainless Steel. British Standards Institution, London, 24p. BSI (1995b). Stainless Steel (BS EN 10088:1995). Part 2 - Technical Delivery Conditions for Sheet/Plate and Strip for General Purposes. British Standards Institution, London, 48p. BSI (1995c). Stainless Steel (BS EN 10088:1995). Part 3- Technical Delivery Conditions for Semi-finished Products, Bars, Rods, and Sections for General Purposes. British Standards Institution, London, 44p. BSI (1996a). Plates and Wide Flats Made of High Yield Strength Structural Steels in the Quenched and Tempered or Precipitation Hardened Conditions (BS EN 10137:1996). Part 1 - General Delivery Conditions. British Standards Institution, London, 20 p. BSI (1996b). Plates and Wide Flats Made of High Yield Strength Structural Steels in the Quenched and Tempered or Precipitation Hardened Conditions (BS EN 10137:1996). Part 2 - Delivery Conditions for Quenched and Tempered Steels. British Standards Institution, London, 20 p. BSI (1996c). Plates and Wide Flats Made of High Yield Strength Structural Steels in the Quenched and Tempered or Precipitation Hardened Conditions (BS EN 10137:1996). Part 3 - Delivery Conditions for Precipitation Hardened Steels. British Standards Institution, London, 18 p. BSI (1996d). Specification for Wrought Steels for Mechanical and Allied Engineering Purposes (BS 970:1996). Part 1 - General Inspection and Testing Procedures and Specific Requirements for Carbon, Carbon Manganese, Alloy and Stainless Steels. British Standards Institution, London, 50 p. CED (1991). Civil Engineering Department Standard Drawings. Civil Engineering Department, Hong Kong. CERC (1984). Shore Protection Manual, Volume I & II (4th Edition). Coastal Engineering Research Centre, Vicksburg, 1222 p. 167 Chan, Y.K. (1983). Statistics of Extreme Sea-Levels in Hong Kong. Royal Observatory, Hong Kong, Technical Note (Local) No. 35, 24 p. Chen, T.Y. (1975). Comparison of Surface Winds in Hong Kong. Royal Observatory, Hong Kong, Technical Note No. 41, 43 p. Chen, T.Y. (1979a). Comparison of Waves recorded at Waglan Island and at Kwun Mun. Royal Observatory, Hong Kong, Technical Note No. 48, 51 p. Chen, T.Y. (1979b). Spectral Analysis of Sea Waves at Waglan Island. Royal Observatory, Hong Kong, Technical Note No. 50, 39 p. Cheng, T.S. (1986). Tropical Cyclone Wave Statistics at Waglan Island. Royal Observatory, Hong Kong, Technical Note (Local) No. 37, 74 p. Chin, P.C. & Leong, H.C. (1978). Estimation of Wind Speeds near Sea-Level during Tropical Cyclone Conditions in Hong Kong. Royal Observatory, Hong Kong, Technical Note No. 45, 31 p. Cuming, M.J. (1967). Wave Heights in the Southeast Approaches to Hong Kong Harbour. Royal Observatory, Hong Kong, Technical Note No. 25, 25 p. Department of Transport (1982a). Port Approach Design - A Survey of Ship Behaviour Studies. Part 5 - The Determination of Channel Width Requirements allowing for Interactive Forces. Department of Transport, United Kingdom, 19 p. Department of Transport (1982b). Port Approach Design - A Survey of Ship Behaviour Studies. Part 6 - The Determination of Channel Width Requirements allowing for the Effects of Wind. Department of Transport, United Kingdom, 19 p. Department of Transport (1982c). Port Approach Design - A Survey of Ship Behaviour Studies. Part 7 - A Compendium Guide to the Design of Navigation Channels. Department of Transport, United Kingdom, 72 p. French, J.A. (1979). Wave Uplift Pressures on Horizontal Platforms. Proceedings of the Symposium on Civil Engineering in the Oceans IV, ASCE, pp 187-201. Fukuda N., Uno T. & Irie I (1974). Field Observations of Wave Overtopping of Wave Absorbing Revetment. Coastal Engineering in Japan, Vol. 17, Pg. 117-128. GCO (1984). Geotechnical Manual for Slopes, Second Edition. Geotechnical Control Office, Hong Kong, 295 p. GCO (1987). Guide to Site Investigation (Geoguide 2). Geotechnical Control Office, Hong Kong, 365 p. 168 GCO (1988). Guide to Rock and Soil Descriptions (Geoguide 3). Geotechnical Control Office, Hong Kong, 191 p. GCO (1990). Review of Design Methods for Excavations (GCO Publication No. 1/90). Geotechnical Control Office, Hong Kong, 192 p. GCO (1991). Review of Earthquake Data for the Hong Kong Region (GCO Publication No. 1/91). Geotechnical Control Office, Hong Kong, 115 p. GEO (1993). Guide to Retaining Wall Design (Geoguide 1), Second Edition. Geotechnical Engineering Office, Hong Kong, 267 p. Goda, Y. (1971). Expected Rate of Irregular Wave Overtopping of Sea Walls. Coastal Engineering in Japan, vol. 14, pp 43-51. Goda, Y. (1974). New Wave Pressure Formulae for Composite Breakwaters. Proceedings of the Fourteenth Coastal Engineering Conference, Copenhagen, vol. III, pp 1702-1720. Grove, G.C. & Little, D.H. (1951). The Design and Construction of Some Slipways up to 1,200 tons. The Institution of Civil Engineers Maritime Paper No. 17, 35 p. Hong Kong Government (1992a). General Specification for Civil Engineering Works. Hong Kong Government, 3 volumes. Hong Kong Government (1992b). Standard Method of Measurement for Civil Engineering Works. Hong Kong Government, 207 p. Hogben, N., Dacunha, N. & Olliver, G. (1986). Global Wave Statistics. British Maritime Technology, 661 p. Hydraulics Research Station (1971a). H.K. Container Terminal - Model Study of Uplift Forces due to Wave Action Beneath the Deck of a Piled Wharf Structure (Ex 536). Hydraulics Research Station, Wallingford, 17 p. Hydraulics Research Station (1971b). H.K. Container Terminal - Study of Uplift Pressures and Retaining Rock Stability in a Model Representation of the Junction with Berth No. 1 (Ex 559). Hydraulics Research Station, Wallingford, 14 p. Hydraulics Research Station (1980). Design of Sea Walls Allowing for Wave Overtopping (Ex 924). Hydraulics Research Station, Wallingford, 39 p. Lam, C.Y. (1979). Wind, Visibility, Sea and Swell over Coastal Waters of Eastern Guangdong 1961 - 1970. Royal Observatory, Hong Kong, Climatological Note No. 4, 37 p. Lam, C.Y. (1980). Wind, Visibility, Sea and Swell over Coastal Waters of Western Guangdong 1961 - 1970. Royal Observatory, Hong Kong, Climatological Note No. 5, 37 p. 169 Lo, Y.C. (1980). Behaviour of Decomposed Granite used in Marine Works. MSc(Eng.) thesis, University of Hong Kong, 42 p. (Unpublished). National Ports Council (1981). Port Approach Design - A Survey of Ship Behaviour Studies. Part 3 - The Prediction of Squat for Vessels in Shallow Waters. National Ports Council, United Kingdom, 19 p. Poon, W.C. (1982). Tropical Cyclones causing Persistent Gales at the Royal Observatory 1884 - 1957 and at Waglan Island 1953 - 1980. Royal Observatory, Hong Kong, Technical Note No. 66, 33 p. Premchitt, J. & To, P. (1991). A review of prefabricated band drains. Reclamation - Important Current Issues. Proceedings of the seminar organised by the Geotechnical Division of the Hong Kong Institution of Engineers on 14 May 1991, edited by P. Blacker, pp 75-93. Quinn, A.D. (1972). Design and Construction of Ports and Marine Structures. McGraw-Hill Inc., 611 p. RO (1990). Surface Observations in Hong Kong 1990. Royal Observatory, Hong Kong. RO (1991). Tropical Cyclones in 1990. Royal Observatory, Hong Kong. RO (annual). Tide Tables for Hong Kong. Royal Observatory, Hong Kong. Taunton (1975). Admiralty Tidal Stream Atlas, Hong Kong. Hydrographic Department, Taunton, 16 p. Tomlinson, M.J. (1987). Pile Design and Construction Practice. Viewpoint Publications, 378 p Transport Department (1986). Transport Planning & Design Manual, Volume 9 - Public Transport, Chapter 7 - Ferries. Transport Department, Hong Kong, 15 p. Van der Meer, J.W., Pilarczyk K.W. (1987), Stability of Breakwater Armour Layers Deterministic and Pro babilistic Design. Delft Hydraulics Communication No. 378, 34 p. 170 Table 附表 171 172 LIST OF TABLES 附表目錄 Table No 附表編號 Page No. 頁數 1 Basic Characteristics of Vessels Local Craft Registry (September 1996) 船舶基本數據 本地船隻登記處 (1996年9月) 173 2 Basic Characteristics of Vessels H.K.F. Ferry Fleet (September 1996) 船舶基本數據 香港小輪船隊 (1996年9月) 174 3 Basic Characteristics of Vessels The Star Ferry Fleet (September 1996) 船舶基本數據 天星小輪船隊 (1996年9月) 175 4 Basic Characteristics of Vessels Discovery Bay Ferry Fleet (September 1996) 船舶基本數據 愉景灣船隊 (1996年9月) 176 5 Five-day Normals of the Meteorological Elements for Hong Kong 1961 - 1990 香港氣象要素五天平均值 1961 - 1990 177 6 Mean Hourly Wind Speeds - The Observatory 1885 - 1939, 1947 - 1994 一小時平均風速 - 天文台 1885 - 1939, 1947 - 1994 179 7 Mean Hourly Wind Speeds - Kai Tak Airport (South-east) 1968 - 1994 一小時平均風速 - 啟德機場 (東南) 1968 - 179 1994 8 Mean Hourly Wind Speeds - Waglan Island 1975 - 1994 一小時平均風速 - 橫瀾島 1975 - 1994 180 9 Mean Hourly Wind Speeds - Cheung Chau 1970 - 1991 一小時平均風速 - 長洲 1970 - 1991 180 10 Mean Wind Speeds - Waglan Island (North-east) 1975 - 1994 平均風速 - 橫瀾島 (東北) 1975 - 1994 181 11 Mean Wind Speeds - Waglan Island (East) 1975 - 1994 平均風速 - 橫瀾島 (東) 1975 - 1994 181 12 Mean Wind Speeds - Waglan Island (South-east) 1975 - 1994 平均風速 - 橫瀾島 (東南) 1975 - 1994年 181 13 Mean Wind Speeds - Waglan Island (South) 1975 - 1994 平均風速 - 橫瀾島 (南) 1975 - 1994 182 14 Mean Wind Speeds - Waglan Island (South-west) 1975 - 1994 平均風速 - 橫瀾島 (西南) 1975 - 1994 182 15 Mean Wind Speeds - Cheung Chau (South-east) 1970 - 1991 平均風速 - 長洲 (東南) 1970 - 1991 182 16 Mean Wind Speeds - Cheung Chau (South) 1970 - 1991 平均風速 - 長洲 (南) 1970 - 1991 183 17 Mean Wind Speeds - Cheung Chau (South-west) 1970 - 1991 平均風速 - 長洲 (西南) 1970 - 1991 183 173 Table No 附表編號 Page No. 頁數 18 Extreme Sea Levels - Quarry Bay/North Point 1954 - 1994 極端海水位 1954 - 1994 19 Extreme Sea Levels - Tai Po Kau 1962 - 1994 極端海水位 - 大埔滘 1962 - 1994 184 20 Extreme Sea Levels - Ko Lau Wan 1974 - 1994 極端海水位 - 高流灣 1974 - 1994 184 21 Extreme Sea Levels - Tsim Bei Tsui 1974 - 1994 極端海水位 - 尖鼻咀 1974 - 1994 184 22 Extreme Sea Levels - Waglan Island 1976 - 1994 極端海水位 - 橫瀾島 1976 - 1994 185 魚涌/北角 183 173 表 Table 1 Basic Characteristics of Vessels - Local Craft Register (September 1996) 船舶基本數據 - 本地船隻登記處 (1996年9月) No. of Vessels Licenced 持有許可證的船隻 Type/ Category of Vessel 船舶種類 Mech. 機動 NonMech. 非機動 Approximate Dimensions (m) 大約尺寸 Total 合計 Length O.A. 全長 Beam 船寬 Depth 船深 Draft 吃水 Displacement 排水量 (m) (t) Carrying Capacity 承載能力 Service Speed 航速 (m/s) 1. Motor Launches & Ferry Vessels 機動小輪、渡輪 1077 - 1077 6.5 - 62.0 2.4 - 19.1 1.0 - 4.0 0.5 - 3.0 15 - 3000 7 - 1400 pass. 3 - 17 2. Class I 第I等 Passenger Sampans 客運舢舨 126 118 244 5.0 - 7.8 2.1 - 3.5 0.7 - 1.0 0.3 - 0.7 4 - 25 1 - 5 pass. - 3. Class II 第II等 Wooden, Steel Cargo / Work Barges 木殼、鋼殼貨運躉船 437 1838 2275 6.2 - 133.6 1.8 - 29.9 2.0 - 4.0 1.0 - 3.0 25 - 3200 25 - 2200 t 2-4 4. Class III 第III等 Stationary Craft 固定船隻 - 241 241 4.6 - 45.5 2.5 - 24.6 1.0 - 4.0 0.7 - 3.0 13 - 6200 - - 5. Class IV 第IV等 Fishing, Misc. Craft 漁船、雜貨船隻 2005 2853 4858 3.7 - 132.3 1.0 - 30 0.7 - 4.0 0.3 - 3.0 20 - 3200 15 - 2200 t 2-5 6. Class V 第V等 Trading Vessels 營業船 72 - 72 7.7 - 36.1 3.1 - 8.5 1.0 - 3.0 0.7 - 2.5 20 - 40 5-6t 5-7 7. Class VI 第VI等 Fishing Vessels 漁船 3606 2 3608 6.7 - 39.3 2.8 - 19.3 1.0 - 2.0 0.7 - 1.5 16 - 350 - 3 - 15 8. Class VII 第VII等 Floating Dock / Workshops 浮塢、浮置工場 - 13 13 23.2 - 270.0 8.5 - 59.2 2.0 - 3.0 1.0 - 2.5 150 - 58000 - - 9. Class VIII 第VIII等 Float Restaurant 水上食肆 - 3 3 52.5 - 76.2 15.1 - 22.7 - - - - - 5860 - 5860 1.7 - 62.5 1.7 - 11.3 0.3 - 5.0 0.2 - 4.5 0.5 - 800 1 - 200 pass. 2 - 30 13183 5068 18251 10. Various Classes Pleasure Vessels 各等級遊艇 Total 總 計 Mech. Non-Mech. Pass. = Mechanical = Non-mechanical = Passenger (機動) (非機動) (乘客) 174 表 Table 2 Basic Characteristics of Vessels - H.K.F. Ferry Fleet (September 1996) 船舶基本數據 - 香港小輪船隊 (1996年9月) Type of Vessel 船型種類 Length O.A. 全長 Beam 船寬 Draft 吃水 Displacement 排水量 (m) (m) (m) (t) Carrying Capacity 承載能力 Pass. Veh. 乘客 汽車 Service Speed 航速 (m/s) VEHICULAR FERRIES 載客/汽車混合渡輪 1. Double End Double Deck (Displacement < 1000t) 雙向雙層載客/汽車混合渡輪 (排水量<1000t) 52.0 12.8 2.9 - 3.0 907 - 953 436-897 30-55 2. Double End Double Deck (Displacement > 1000t) 雙向雙層載客/汽車混合渡輪 (排水量>1000t) 64.0 13.4 3.2 1166 - 1366 440 3. Double End Triple Deck (Night Club/Restaurant) 雙向三層載客/汽車混合渡輪 (備有夜總會/餐廳) 64.0 13.4 3.3 - 3.4 1326 - 1379 482-492 65-70 60 5.3-5.4 5.2-5.4 5.4 PASSENGER FERRIES 載 客 渡 輪 4. Single End Double Deck (Displacement < 200t) 單向雙層載客渡輪 (排水量<200t) 30.0 7.0 1.5 107 436 6.1 5. Single End Double Deck (Displacement 200 - 300t) 單向雙層載客渡輪 (排水量200-300t) 31.6 - 44.2 7.3 - 8.2 1.9 - 2.8 234 - 299 469 - 676 4.8 - 7.4 6. Single End Double Deck (Displacement > 300t) 單向雙層載客渡輪 (排水量>300t) 43.1 8.2 2.4 301 - 309 596 - 598 6.9 7. Single End Triple Deck 單向三層載客渡輪 49.4 - 65.5 10.1 - 11.6 2.2 - 2.8 534 - 965 1071- 1646 6.7 - 8.2 8. Double End Double Deck 雙向雙層載客渡輪 35.7 - 64.0 8.4 - 13.4 2.2 - 3.2 357 - 1366 717 - 1697 5.1 - 6.1 9. Double End Double Deck (Night Club/Restaurant) 雙向雙層載客渡輪 (備有夜總會/餐廳) 64.0 13.4 3.2 1113 536 5.9 77 - 108 13.4 10. Hovercraft 飛翔船 HM2 15.7 - 18.2 5.8 1.6 - 1.7 21 - 28 11. Hoverferry 飛翔船 HM5 26.2 9.7 2.6 144 200 14.4 12. Waterjet Catamaran 噴射推動雙體船 40.0 10.1 1.7 136 433 17.0 Pass. Veh. = Passenger = Vehicle (乘客) (汽車) 175 表 Table 3 Basic Characteristics of Vessels - The Star Ferry Fleet (September 1996) 船舶基本數據 - 天星小輪船隊 (1996年9月) Name of Vessel 船名 1. Celestial Star 天星 2. Meridian Star 午星 3. Solar Star 日星 4. Northern Star 北星 5. Night Star 夜星 6. Shinning Star 輝星 7. Day Star 晨星 8. Twinkling Star 熒星 9. Morning Star 曉星 10. Silver Star 銀星 11. Pacific Princess (launch) 太平洋公主 12. Golden Star 金星 13. World Star 世星 Length O.A. 全長 Beam 船寬 Draft 吃水 Displacement 排水量 (t) Passenger Carrying Capacity 載客量 Service Speed 航速 (m/s) (m) (m) (m) 33.8 8.6 2.4 241 566 5.7 39.2 7.9 3.8 251 100 6.2 44.4 9.3 3.6 383 762 6.0 176 表 Table 4 Basic Characteristics of Vessels - Discovery Bay Ferry Fleet (September 1996) 船舶基本數據 - 愉景灣船隊 (1996年9月) Type & Name of Vessel 船型種類及船名 1. HM218 Sidewall 飛翔船 HC (RTS201) 2. HM218 Sidewall 飛翔船 HC (RTS202) 3. HM218 Sidewall 飛翔船 HC (RTS203) 4. Monohull GRP 單層船 PB (DB8) 5. Monohull GRP 單層船 PB (DB9) 6. Monohull GRP 單層船 PB (DB23) 7. Waterjet Monohull 單體噴射船 PB (DB12) 8. Waterjet Monohull 單體噴射船 PB (DB15) 9. Waterjet Monohull 單體噴射船 PB (DB16) 10. Waterjet Monohull 單體噴射船 PB (DB19) 11. Waterjet Monohull 單體噴射船 PB (DB20) 12. Waterjet Monohull 單體噴射船 PB (DB21) 13. Waterjet Monohull 單體噴射船 PB (DB22) 14. Catamaran 雙體船 PB (DB1) 15. Catamaran 雙體船 PB (DB2) 16. Catamaran 雙體船 PB (DB3) Length O.A. 船長 Beam 船寬 Draft 吃水 Displacement 排水量 (t) Passenger Carrying Capacity 載客量 Service Speed 航速 (m/s) (m) (m) (m) 18.3 6.1 1.7 28.4 100 14.4 19.7 5.4 1.7 43 130 9.8 35.5 7.7 1.2 93 300 12.8 42.0 11.5 1.3 168 500 17.0 177 表 Table 5 Five-day Normals of the Meteorological Elements for Hong Kong 香港氣象要素五天平均值 1961 - 1990 M.S.L. Pressure 平均海平面氣壓 Mean Daily Maximum 日最高平均 (hPa) (° C) Air Temperature 氣溫 Mean 平均 Mean Daily Minimum 日最低平均 Wet-Bulb Temperature 濕球溫度 Dew Point 露點 Relative Humidity 相對濕度 Amount of Cloud 雲量 (% ) Rainfall (Mean Daily) 降雨量 (日平均) (mm) (° C) (° C) (° C) (° C) Wind 風 Mean Speed 平均風速 Prevailing Direction 盛行風向 (% ) Sunshine (Mean Daily) 日照 (日平均) (hr) (deg.) (m/s) Jan 1月 1- 5 6 - 10 11 - 15 16 - 20 21 - 25 26 - 30 31 - 4 1020.5 1020.6 1020.5 1020.3 1019.8 1019.3 1019.9 18.5 18.9 18.5 18.5 19.1 18.7 17.3 15.7 16.1 15.6 15.6 16.2 16.0 14.8 13.5 13.9 13.3 13.3 14.0 13.9 12.8 12.6 13.0 12.6 12.8 13.6 13.6 12.4 9.3 9.8 9.5 10.1 11.2 11.3 10.1 68 68 69 72 74 76 75 1.0 0.4 0.5 0.7 0.6 0.9 1.0 56 51 52 55 62 69 71 5.1 5.7 5.3 5.4 4.6 3.8 3.5 010 070 070 070 070 070 070 7.2 6.2 6.6 6.7 6.4 6.6 6.9 Feb 2月 5- 9 10 - 14 15 - 19 20 - 24 25 - 1 1019.6 1019.1 1018.0 1017.5 1018.5 17.8 18.8 19.6 19.2 18.3 15.3 16.0 16.8 16.7 15.8 13.3 13.9 14.7 14.7 13.8 13.1 13.9 14.6 14.7 13.7 11.0 12.0 12.7 13.1 11.7 77 78 78 81 78 1.7 1.3 1.3 2.2 2.8 72 69 70 80 78 3.6 3.9 4.0 2.6 2.9 070 070 070 070 010 6.8 6.1 6.1 6.4 7.1 Mar 3月 2- 6 7 - 11 12 - 16 17 - 21 22 - 26 27 - 31 1018.1 1017.5 1016.2 1014.8 1015.5 1014.9 19.7 20.6 21.8 22.1 21.4 22.7 16.9 17.9 18.8 19.2 18.8 20.0 14.8 16.1 16.6 17.2 16.8 18.0 14.8 15.9 16.8 17.3 16.9 18.0 12.8 14.3 15.3 16.0 15.5 16.7 79 80 81 82 82 82 2.4 0.9 1.7 2.4 3.4 2.1 75 76 71 76 81 78 3.3 3.2 3.7 3.1 2.5 3.0 070 070 070 080 070 080 6.3 6.2 5.5 6.0 6.8 5.5 Apr 4月 1- 5 6 - 10 11 - 15 16 - 20 21 - 25 26 - 30 1014.5 1013.8 1013.7 1012.6 1012.0 1011.9 22.8 24.0 24.2 25.4 26.6 26.6 20.2 21.3 21.6 22.6 23.6 23.8 18.2 19.3 19.6 20.6 21.5 21.9 18.3 19.4 19.5 20.6 21.5 21.7 17.0 18.2 18.3 19.5 20.3 20.7 83 83 83 83 83 83 6.3 6.3 4.6 3.4 4.8 6.9 84 81 79 79 71 76 2.5 2.9 3.1 3.9 5.1 4.4 080 080 080 080 080 080 6.2 5.6 5.6 5.2 4.9 4.9 May 5月 1- 5 6 - 10 11 - 15 16 - 20 21 - 25 26 - 30 31 - 4 1010.7 1010.6 1009.7 1008.8 1008.2 1007.1 1006.8 27.6 28.6 28.6 28.8 28.8 29.4 29.5 24.7 25.7 25.9 26.0 26.2 26.8 26.9 22.7 23.6 23.9 24.0 24.3 24.8 25.0 22.6 23.4 23.8 23.6 23.9 24.5 24.8 21.6 22.3 22.8 22.4 22.9 23.5 23.8 84 82 84 81 83 83 84 8.0 6.6 12.1 12.3 7.6 14.3 15.2 75 72 76 70 73 75 78 4.7 5.4 4.7 5.4 4.8 4.6 4.2 080 090 090 080 090 090 090 4.8 4.5 5.1 6.3 5.4 5.5 5.9 Jun 6月 5- 9 10 - 14 15 - 19 20 - 24 25 - 29 30 - 4 1006.9 1006.4 1005.6 1005.7 1005.3 1005.2 29.2 30.0 30.6 31.2 31.2 31.3 26.8 27.5 28.1 28.5 28.5 28.7 25.0 25.6 26.2 26.6 26.6 26.7 24.6 25.1 25.6 26.0 26.0 26.1 23.7 24.2 24.6 25.0 25.0 25.1 84 83 82 82 82 81 12.9 12.8 16.0 7.7 11.2 11.3 77 75 74 71 73 69 4.5 5.3 5.6 6.6 5.9 6.8 090 090 220 100 190 230 5.9 5.7 6.3 5.8 6.1 5.5 Observed at 觀測地點 The Observatory 天文台 King’s Park 京士柏 Waglan Island 橫瀾島 178 表 Table 5 Five-day Normals of the Meteorological Elements for Hong Kong (Continued) 香港氣象要素五天平均值 (續) 1961 - 1990 M.S.L. Pressure 平均海平面氣壓 Mean Daily Maximum 日最高平均 (hPa) (° C) Air Temperature 氣溫 Mean 平均 Mean Daily Minimum 日最低平均 Wet-Bulb Temperature 濕球溫度 Dew Point 露點 Relative Humidity 相對濕度 Amount of Cloud 雲量 (% ) Rainfall (Mean Daily) 降雨量 (日平均) (mm) (° C) (° C) (° C) (° C) Prevailing Direction 盛行風向 (% ) Sunshine (Mean Daily) 日照 (日平均) (hr) (deg.) Wind 風 Mean Speed 平均風速 (m/s) Jul 7月 5- 9 10 - 14 15 - 19 20 - 24 25 - 29 30 - 3 1005.7 1005.8 1005.6 1005.7 1004.3 1004.4 31.8 31.7 31.7 31.5 31.3 31.2 29.1 28.9 28.8 28.7 28.5 28.5 27.0 26.7 26.5 26.5 26.3 26.3 26.2 26.1 26.0 26.1 25.8 26.0 25.1 25.0 24.9 25.0 24.7 25.0 80 80 80 81 81 82 5.8 10.8 11.3 9.7 12.8 14.9 62 65 63 67 65 67 8.0 7.7 8.1 7.4 6.8 6.6 230 230 230 230 230 230 5.4 5.5 5.5 5.5 5.6 5.4 Aug 8月 4- 8 9 - 13 14 - 18 19 - 23 24 - 28 29 - 2 1004.8 1004.8 1004.8 1004.8 1006.1 1006.4 31.5 31.1 31.4 31.4 31.4 31.1 28.7 28.4 28.4 28.4 28.5 28.2 26.5 26.3 26.2 26.2 26.4 26.0 26.1 25.9 25.9 25.8 25.8 25.6 25.1 24.9 24.8 24.7 24.6 24.5 82 82 82 81 80 81 8.7 14.7 14.7 14.3 9.3 12.1 66 69 66 65 64 66 6.9 6.6 6.8 6.8 6.8 6.1 230 090 090 230 090 090 4.7 5.7 5.1 5.5 4.7 4.6 Sep 9月 3- 7 8 - 12 13 - 17 18 - 22 23 - 27 28 - 2 1006.9 1007.6 1008.9 1009.9 1010.6 1011.3 31.0 30.9 30.6 30.2 29.6 29.1 28.2 27.9 27.8 27.5 27.0 26.6 25.9 25.7 25.7 25.3 24.9 24.6 25.5 24.9 24.6 24.3 24.0 23.6 24.4 23.6 23.0 22.8 22.6 22.1 81 78 76 77 78 77 12.6 12.9 5.8 6.9 10.3 7.9 65 60 63 63 64 63 6.5 6.6 6.2 6.0 5.5 5.5 090 090 090 090 090 090 5.7 5.0 5.5 6.4 6.9 7.6 Oct 10月 3- 7 8 - 12 13 - 17 18 - 22 23 - 27 28 - 1 1012.4 1013.3 1013.4 1014.6 1015.3 1016.4 29.1 28.6 28.4 27.4 26.9 26.0 26.4 25.9 25.6 24.8 24.3 23.3 24.3 23.9 23.5 22.8 22.3 21.3 22.8 22.3 22.1 21.5 20.9 19.9 20.9 20.4 20.2 19.5 18.9 17.8 73 72 73 74 73 72 4.6 3.5 7.9 5.3 3.0 3.3 53 53 55 56 60 53 6.6 6.8 6.5 6.2 5.7 6.3 090 090 090 080 080 090 6.8 7.5 8.1 8.2 7.8 7.1 Nov 11月 2- 6 7 - 11 12 - 16 17 - 21 22 - 26 27 - 1 1016.7 1016.5 1017.6 1018.2 1019.0 1020.1 26.1 25.0 24.3 23.9 22.9 21.9 23.3 22.5 21.7 21.1 20.1 18.8 21.2 20.5 19.6 18.8 17.9 16.2 19.8 19.2 18.5 17.5 16.2 14.8 17.7 17.1 16.2 14.8 12.9 11.2 72 72 72 69 65 63 0.9 1.8 1.6 1.2 0.6 0.8 50 61 63 51 49 44 6.7 5.4 5.0 6.4 6.1 6.7 080 080 080 080 080 360 7.1 8.1 7.6 7.3 7.7 7.5 Dec 12月 2- 6 7 - 11 12 - 16 17 - 21 22 - 26 27 - 31 1020.0 1019.7 1020.7 1020.3 1019.8 1020.3 21.7 21.6 20.3 20.3 20.0 18.9 18.7 18.6 17.5 17.6 17.2 16.2 16.4 16.3 15.2 15.4 14.9 14.0 15.1 15.3 13.9 14.4 14.1 13.2 11.9 12.4 10.6 11.4 11.1 10.2 67 69 66 69 70 69 1.7 0.6 0.2 1.1 0.6 1.1 44 44 44 52 53 60 6.3 6.5 6.3 5.5 5.4 4.8 080 080 080 080 070 070 6.7 6.8 7.4 6.8 6.9 7.3 Observed at 觀測地點 The Observatory 天文台 King’s Park 京士柏 Waglan Island 橫瀾島 179 表 Table 6 Mean Hourly Wind Speeds - The Observatory 一小時平均風速 - 天文台 1885 - 1939, 1947 - 1994 (m/s) Return Period (yr) 重現期 N 北 NE 東北 E 東 SE 東南 S 南 SW 西南 W 西 NW 西北 5 16 21 24 21 15 16 13 13 10 19 25 27 25 18 19 16 16 20 22 29 31 29 21 22 18 18 50 26 34 36 34 24 25 21 22 100 29 38 39 38 27 28 23 24 200 31 42 43 42 30 30 26 27 表 Table 7 Mean Hourly Wind Speeds - Kai Tak Airport (South-east) 一小時平均風速 - 啟德機場 (東南) 1968 - 1994 (m/s) Return Period (yr) 重現期 N 北 NE 東北 E 東 SE 東南 S 南 SW 西南 W 西 NW 西北 5 15 16 21 19 16 17 16 13 10 17 18 24 22 18 20 18 15 20 19 20 27 25 21 24 20 16 50 22 22 31 29 24 28 23 18 100 24 24 34 32 27 31 25 19 200 26 26 37 35 29 34 28 21 180 表 Table 8 Mean Hourly Wind Speeds - Waglan Island 一小時平均風速 - 橫瀾島 1975 - 1994 (m/s) Return Period (yr) 重現期 N 北 NE 東北 E 東 SE 東南 S 南 SW 西南 W 西 NW 西北 5 21 23 28 24 22 22 19 14 10 24 27 32 29 26 27 22 16 20 26 31 36 35 30 32 26 18 50 30 35 41 41 36 37 31 21 100 32 38 45 45 39 41 34 23 200 35 41 48 50 43 45 37 25 表 Table 9 Mean Hourly Wind Speeds - Cheung Chau 一小時平均風速 - 長洲 1970 - 1991 (m/s) Return Period (yr) 重現期 N 北 NE 東北 E 東 SE 東南 S 南 SW 西南 W 西 NW 西北 5 17 19 24 25 21 19 17 17 10 19 22 28 30 27 23 21 20 20 21 25 31 35 32 28 25 23 50 23 29 36 41 38 34 30 27 100 25 32 39 45 43 38 34 30 200 27 35 42 49 48 42 37 34 181 表 Table 10 Return Period (yr) 重現期 5 10 20 50 100 200 表 Table 11 Return Period (yr) 重現期 5 10 20 50 100 200 表 Table 12 Return Period (yr) 重現期 5 10 20 50 100 200 Mean Wind Speeds - Waglan Island (North-east) 平均風速 - 橫瀾島 (東北) 1975 - 1994 (m/s) 1 23 27 31 35 38 41 2 22 26 29 33 36 39 Duration (hr) 歷時 3 4 22 20 25 23 28 26 32 29 35 32 38 35 6 19 21 24 28 31 34 10 17 20 23 27 30 33 6 22 24 26 30 32 34 10 21 23 25 28 30 33 6 10 18 23 27 32 36 40 13 15 18 21 23 25 Mean Wind Speeds - Waglan Island (East) 平均風速 - 橫瀾島 (東) 1975 - 1994 (m/s) 1 28 32 36 41 45 48 2 27 32 35 40 44 47 Duration (hr) 歷時 3 4 26 26 31 30 34 34 39 38 43 42 46 45 Mean Wind Speeds - Waglan Island (South-east) 平均風速 - 橫瀾島 (東南) 1975 - 1994 (m/s) 1 2 Duration (hr) 歷時 3 4 24 29 35 41 45 50 23 28 33 39 43 48 22 26 31 37 42 46 21 25 30 36 40 44 182 表 Table 13 Return Period (yr) 重現期 5 10 20 50 100 200 表 Table 14 Return Period (yr) 重現期 5 10 20 50 100 200 表 Table 15 Return Period (yr) 重現期 5 10 20 50 100 200 Mean Wind Speeds - Waglan Island (South) 平均風速 - 橫瀾島 (南) 1975 - 1994 (m/s) 1 2 Duration (hr) 歷時 3 4 22 26 30 36 39 43 21 25 29 34 38 42 17 20 23 28 31 34 16 19 22 27 30 33 6 10 14 17 20 24 27 30 11 14 17 20 22 25 6 10 14 16 19 21 23 26 12 13 15 18 19 21 6 10 15 18 20 23 25 27 12 14 16 18 20 22 Mean Wind Speeds -Waglan Island (South-west) 平均風速 - 橫瀾島 (西南) 1975 - 1994 (m/s) 1 2 Duration (hr) 歷時 3 4 22 27 32 37 41 45 18 21 24 28 31 34 17 20 23 26 29 32 15 18 20 23 25 27 Mean Wind Speeds - Cheung Chau (South-east) 平均風速 - 長洲 (東南) 1970 - 1991 (m/s) 1 2 Duration (hr) 歷時 3 4 25 30 35 41 45 49 23 28 33 39 43 48 18 20 23 26 29 32 17 20 22 26 28 31 183 表 Table 16 Return Period (yr) 重現期 5 10 20 50 100 200 表 Table 17 Return Period (yr) 重現期 5 10 20 50 100 200 表 Table 18 Mean Wind Speeds - Cheung Chau (South) 平均風速 - 長洲 (南) 1970 - 1991 (m/s) 1 21 27 32 38 43 48 2 20 26 31 38 43 47 Duration (hr) 歷時 3 4 18 17 22 21 27 26 33 32 38 36 42 40 6 14 19 23 29 33 37 10 9 11 13 17 19 21 6 11 14 16 19 22 24 10 9 10 11 13 14 16 Mean Wind Speeds - Cheung Chau (South-west) 平均風速 - 長洲 (西南) 1970 - 1991 (m/s) 1 19 23 28 34 38 42 2 15 19 23 28 32 35 Duration (hr) 歷時 3 4 14 12 18 15 21 18 25 22 29 25 32 28 Extreme Sea Levels - Quarry Bay/North Point 極端海水位 - 魚涌/北角 1954 - 1994 Return Period (yr) 重現期 2 5 10 20 50 100 200 Sea Level (mCD) 海水位 2.8 3.1 3.2 3.3 3.5 3.6 3.8 184 表 Table 19 Extreme Sea Levels - Tai Po Kau 極端海水位 - 大埔滘 1962 - 1994 Return Period (yr) 重現期 2 5 10 20 50 100 200 表 Table 20 Extreme Sea Levels - Ko Lau Wan 極端海水位 - 高流灣 1974 - 1994 Return Period (yr) 重現期 2 5 10 20 50 100 200 表 Table 21 Sea Level (mCD) 海水位 3.1 3.5 3.8 4.0 4.3 4.6 4.8 Sea Level (mCD) 海水位 2.8 3.0 3.1 3.2 3.4 3.5 3.6 Extreme Sea Levels - Tsim Bei Tsui 極端海水位 - 尖鼻咀 1974 - 1994 Return Period (yr) 重現期 2 5 10 20 50 100 200 Sea Level (mCD) 海水位 3.2 3.5 3.6 3.8 4.0 4.2 4.3 185 表 Table 22 Extreme Sea Levels - Waglan Island 極端海水位 - 橫瀾島 1976 - 1994 Return Period (yr) 重現期 2 5 10 20 50 100 200 Sea Level (mCD) 海水位 2.6 2.9 3.0 3.2 3.4 3.6 3.7 186 187 Figure 附圖 188 189 LIST OF FIGURES 附圖目錄 Figure No. 附圖編號 Page No. 頁數 1 Wind Record Stations 風觀測站 191 2 Annual Wind Rose 年風玫瑰圖 192 3 Deep-water Wave Prediction Curves 深水波浪預測曲線 193 4 Shallow-water Wave Prediction Curves Constant Depth 6.0 metres 淺水波浪預測曲線 定常水深6.0米 194 5 Shallow-water Wave Prediction Curves Constant Depth 9.0 metres 淺水波浪預測曲線 定常水深9.0米 194 6 Shallow-water Wave Prediction Curves Constant Depth 12.0 metres 淺水波浪預測曲線 定常水深12.0米 195 7 Shallow-water Wave Prediction Curves Constant Depth 15.0 metres 淺水波浪預測曲線 定常水深15.0米 195 8 Tide Gauge Locations 潮位計位置圖 196 9 Morison's Equation, Linear (Airy) Wave Theory Variation of Inertia Wave Force with Depth Morison公式,線性波浪理論 (Airy) 波浪 197 慣性力隨深度的變化 10 Morison's Equation, Linear (Airy) Wave Theory Variation of Drag Wave Force with Depth Morison公式,線性波浪理論 (Airy) 波浪 198 拖曳力隨深度的變化 11 Morison's Equation, Linear (Airy) Wave Theory Variation of Percentage of Total Inertia Wave Force with Depth Water Level at 0.4d above Still-water Level Morison公式,線性波浪理論 (Airy)總波浪 199 慣性力百分數隨深度的變化 水位在靜水面以上0.4d 12 Morison's Equation, Linear (Airy) Wave Theory Variation of Percentage of Total Inertia Wave Force with Depth Water Level at 0.3d above Still-water Level Morison公式,線性波浪理論 (Airy) 總波 200 浪慣性力百分數隨深度的變化 水位在靜水面以上0.3d 13 Morison's Equation, Linear (Airy) Wave Theory Variation of Percentage of Total Inertia Wave Force with Depth Water Level at 0.2d above Still-water Level Morison公式,線性波浪理論 (Airy) 總波 201 浪慣性力百分數隨深度的變化 水位在靜水面以上0.2d 14 Morison's Equation, Linear (Airy) Wave Theory Variation of Percentage of Total Inertia Wave Force with Depth Water Level at 0.1d above Still-water Level Morison公式,線性波浪理論 (Airy) 總波 202 浪慣性力百分數隨深度的變化 水位在靜水面以上0.1d 15 Morison's Equation, Linear (Airy) Wave Theory Variation of Percentage of Total Inertia Wave Force with Depth Water Level at Still-water Level Morison公式,線性波浪理論 (Airy) 總波 203 浪慣性力百分數隨深度的變化 水位在靜水面 190 Figure No. 附圖編號 Page No. 頁數 16 Morison's Equation, Linear (Airy) Wave Theory Variation of Percentage of Total Drag Wave Force with Depth Water Level at 0.4d above Still-water Level Morison公式,線性波浪理論 (Airy) 總波 204 浪拖曳力百分數隨深度的變化 水位在靜水面以上0.4d 17 Morison's Equation, Linear (Airy) Wave Theory Variation of Percentage of Total Drag Wave Force with Depth Water Level at 0.3d above Still-water Level Morison公式,線性波浪理論 (Airy) 總波 205 浪拖曳力百分數隨深度的變化 水位在靜水面以上0.3d 18 Morison's Equation, Linear (Airy) Wave Theory Variation of Percentage of Total Drag Wave Force with Depth Water Level at 0.2d above Still-water Level Morison公式,線性波浪理論 (Airy) 總波 206 浪拖曳力百分數隨深度的變化 水位在靜水面以上0.2d 19 Morison's Equation, Linear (Airy) Wave Theory Variation of Percentage of Total Drag Wave Force with Depth Water Level at 0.1d above Still-water Level Morison公式,線性波浪理論 (Airy) 總波 207 浪拖曳力百分數隨深度的變化 水位在靜水面以上0.1d 20 Morison's Equation, Linear (Airy) Wave Theory Variation of Percentage of Total Drag Wave Force with Depth Water Level at Still-water Level Morison公式,線性波浪理論 (Airy) 總波 208 浪拖曳力百分數隨深度的變化 水位在靜水面 21 Rock Armour Design Curves - Structure Trunk 護面塊石設計曲線 - 堤身 209 22 Rock Armour Design Curves - Structure Head 護面塊石設計曲線 - 堤頭 210