香港理工大學(理大)土木工程學專家正與業界及公用事業機構合作,合力改良非開挖式鋪設地下管道技術,並推展它在本地的應用和技術發展。這項突破性研究成果預計有助業界進一步推行非開挖技術,以減少工程對路面繁忙的交通的影響及對公眾的滋擾。
理大土木及結構工程學系副教授鹿明博士表示,近年社會日益關注地下管道施工如何保障社區利益及保護環境,因此促進了非開挖式技術的急速發展。相比傳統的方法,利用非開挖式微型管道及頂管技術來鋪設地下管道,能達致可持續的城市化發展,這種技術既符合社區利益又環保,特別適用於香港這種高度發展、人煙稠密的地方。
由鹿明博士領導的研究團隊成功研發出自動式隧道鑽挖機的實時監控系統,簡稱TunnelingGSV;這是一套集導航、感應及可視化於一體的系統,能有效促進非開挖式技術的應用。TunnelingGSV系統可配備於先進的微型隧道鑽挖機,操作猶如一部地下機械人。TunnelingGSV利用智能化全站儀自動測量隧道鑽挖機的座標,即時計算隧道的調準偏差,並利用系統取得三個測量點的座標,精確地計算隧道鑽挖機在地下空間的偏轉角度。透過無線數據傳送及圖像化處理,配以互聯網技術,TunnelingGSV把看不到的地下工作環境,如隧道鑽挖機的位置、設計管道、管道施工偏差、現存地基及管道等,即時轉化成三維電腦圖像呈現於眼前。這一突破把自動收集得來的數據進行即時運算,然後應用於微型管道和頂管施工技術中,為工程師帶來極大方便。
參與是次研究項目的機構包括香港中華煤氣有限公司、中華電力有限公司、博威工程顧問有限公司、金城營造有限公司及Reliance-Tech有限公司(俊和發展集團成員),在他們的大力支持和協助下,由理大研發的首部TunnelingGSV系統樣機於二零零九年年底安裝在屯門掃管芴一個微型管道施工地盤,進行為期三個月的實地測試,該系統樣機安裝於一套價值一千二百萬元的先進微型隧道鑽挖機,成功監控(全長220米)其中一段長55米、直徑1.2米、鋪設在40米闊的水道之下的混凝土管道。
展望將來,鹿博士有信心TunnelingGSV系統可以為管道工程師提供及時隧道調準偏差及其偏轉角度的監察,有效防止隧道鑽挖機在複雜的地下可能出現的軌跡偏差甚至被困,以及能避免隧道鑽挖機因掘進速度太快,令泥土過度挖掘而導致附近的土層產生沉降。此外,TunnelingGSV能夠自動準確地記錄已鋪設的管道的位置及每段時間的施工進度,方便監控工程進展。
有關TunnelingGSV的研究及實地試驗報告於今年年初在香港中華煤氣有限公司總部舉行的專題研討會中發表,鹿博士及其研究團隊應邀出席,並演示TunnelingGSV系統的操作與效能,包括自動測量隧道鑽挖機的座標、隧道的調準偏差控制,以及用在地下空間的即時三維電腦圖像對比不同管道段的設計與施工狀態。
研究團隊同時闡述地盤試驗的結果,進一步探討日後與業界合作的機會。參與是次合作研究及技術交流的機構及業界代表包括香港中華煤氣有限公司網絡總經理敖少興先生、燃氣供應策劃經理沈全衎先生、策略項目經理方偉文先生、策略項目組高級工程師李世榮先生、博威工程顧問有限公司技術董事盧勤業先生、卓裕工程有限公司項目經理李國偉先生、金城營造有限公司高級項目經理江顯遠先生、項目工程師歐陽志偉先生,及Reliance-Tech有限公司總經理陳永誠先生等。
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