工程师变身校园大使 教你土力学 防斜坡事故｜STEM教室
2024-10-02 14:00 
山泥倾泻是香港常见的天然灾害，平均每年录得约三百宗事故报告，而土力工程处正是专门防治山泥倾泻的政府部门；平日除了默默完成工程任务，例如评估和加固山坡、改善排水系统等等之外，更会致力教育公众，加强市民的灾后应对能力，减低伤亡。
日前记者有幸获邀，随「土力工程处」到访圣公会邓肇坚中学进行《校园大使计画》，通过工程师亲自主持的讲座、工作坊和小型展览，既和各位同学分享斜坡安全和地理小知识，亦让大家了解一下土力工程师的日常工作。今期《STEM教室》与你分享当日的活动花絮之馀，亦让同学看看土力工程师如何活用书本知识，防止灾难发生。
香港山多平地少，夏天时有暴雨，加上人口密集，城市发展的过程中，为了获取更多空间，改造了不少天然山坡，建成平地，增加了山泥倾泻的风险，令居于山坡附近的市民，长期面对着山泥倾泻的威胁：
可怕山崩事故 促成专处防灾
山泥倾泻有甚么可怕？各位同学，试想像有天望向窗外，竟看见一座十二层高的大厦在你眼前倒塌……
一九七二年六月十八日，港岛区宝珊道发生可怕山崩事故。当夜大雨绵绵，导致附近一道火成岩山坡发生山泥倾泻，滑落的泥石流化成下山猛虎，先冲毁一座双层洋房，后击垮位于干德道的六层高建筑物，再顺势扑向十二层高的旭和大厦，高耸挺立的大楼应声倒下，更撞毁了景翠园E座最高四层，留下骇人的缺口。大量市民埋于瓦砾之下，英军联同搜救队和消防员日夜挖掘，成功救出不少生还者。然而，山崩事故最后仍然造成六十七人死亡，十九人受伤，是香港历来塌楼意外中，死亡人数第二多的事故。
除宝珊道山泥倾泻事件，七十年代的香港曾发生连串山倾事故，包括一九七六年秀茂坪和筲箕湾两宗意外，促使政府正视山泥倾泻的风险，邀请多名国际专家商定解决方案，终在一九七七年成立土力工程处，负责斜坡安全，防治山泥倾泻。
想了解更多香港昔日山泥倾泻事故的同学，可观看以下由土木工程拓展署土力工程处制作的电脑模拟动画。
补充资料
火成岩（Igneous rock）
火成岩是三大岩类之一，又称「岩浆岩」，泛指火山活动形成的岩石，例如岩浆喷出地面冷却凝固而成。依冷却速度可以分成「深成岩」 （Intrusive）和「喷出岩」（Extrusive）。深成岩的矿物颗粒较大，而且较完整，相反，喷出岩的矿物颗粒细小，甚至难以用肉眼分辨。香港人最熟悉的「花岗岩」，又称「麻石」，经常用作建筑材料，是香港常见的侵入火成岩，占香港天然岩石百分之三十。
城市发展需要 处处人造斜坡
为了避免山泥倾泻的惨剧发生，我们要先了解一道斜坡的结构，找出山崩原因，才能作出有效的应对方法。
同学只要细心留意，日常生活中处处可以见到斜坡。活动当日，校园大使土力工程师简家颖在讲座上问道：「各位同学猜一下，现时香港有多少个人造斜坡？」
斜坡分为天然山坡和人造山坡，因为城市发展需要，需要在斜坡上铺设平台或道路，建成人造山坡。「现时土力工程处的《斜坡纪录册》共记录了六万个人造斜坡资料（当中约两万个属私人斜坡，四万个属政府斜坡），方便后续的跟进事项。」
一道人造斜坡包括削坡、平台、填土坡和挡土墙：
- 「削坡」会增加原本的坡度，提供空间，制造平台，控制坡度是减低山泥倾泻风 险的关键之一；
- 「填土坡」用以支撑平台；
- 「挡土墙」用以加固土坡，承受侧向土应力，它可以分为不同类别，如重力式、 地锚式等等。
另外，亦有一些建于天然山坡的缓减措施，如泥石坝和柔性防护网。
可恶的水分子 引发山泥倾泻
香港山泥倾泻的成因可简单分为五大类，分别是雨量充沛的气候、山多平地少的地形、风化作用侵蚀岩石、过分伐木使泥土失去保护和人口快速增长增加平地需求。
从科学原理解析，当山坡上的岩土吸收大量水分，岩石式泥土内部的摩擦力下降，泥石变得不稳固，当这个摩擦力少于下坠的重量引力，泥石下滑，便发生山泥倾泻。因此，土力工程师利用不同工程手段，一方面巩固土坡，增加土坡能承受的下滑力，另一方面， 改善山坡排水系统，减少暴雨时水分子的影响。
常用手段泥钉 一寸长一寸强
「打泥钉」是巩固山坡的常用手段，利用泥钉的拉力，增加泥土中的摩擦力，提升山坡稳固度（见下图）。视乎个别山坡的情况，工作人员会先在斜坡钻挖一个深几米至十几米的洞，然后将长长的泥钉钢筋放入，再灌入水泥，最后封上泥钉头。泥钉钢筋直径通常是二十五或三十二毫米，每支泥钉之间通常保持两米距离。
置入泥钉后，会在安装泥钉的位置上喷草和种植树苗，或者在其表面喷上防护色，美化山坡外观，因此各位同学平日很少见到这些「无名英雄」。
工程师「通山跑」 观察入微如侦探
了解斜坡安全的理论和知识，想必各位同学也想知道这班在幕后为防灾出力的工程师，他们的日常工作到底是怎样的。
土力工程师Kian向记者分享，「我们有不同岗位，例如审批与岩土工程有关的设计和图则、管理防治山泥倾泻工程的规划、设计和建造、管理石矿场和爆炸品等等。」其中负责防治山倾工程的工程师会经常出动视察场地，有时又须在山泥倾泻现场进行勘测，像侦探一样凭着现场的綫索，找出意外发生的原因。Kian提到现场勘查的关注点之一就是水，「因为水是山泥倾泻的最主要成因，包括雨水、地下水位，甚至地下带水施漏水。」
正因为「水」是防治山泥倾泻的重点，每年雨季都是土力工程师比较忙碌的日子，「雨季山泥倾泻意外较多，我们要为维修部门提供意见，让他们进行山泥倾泻的善后工作，例如清理、紧急维修和重开公共设施等。」
有兴趣了解更多土力工程处的日常工作的同学，可以浏览他们的社交网站专页「Geo Channel 土力场」。
公众教育降风险 推《校园大使计画》
土力工程处成立以来，成功将香港山泥倾泻的风险大大降低。活动当日，土木工程拓展署总土力工程师陈惠莲和记者简介《校园大使计画》，「山泥倾泻风险不能百分百移除，特别是极端天气可能带来极严重的山泥倾泻事故。」记者翻查资料，现时香港每年平均接获约三百宗山泥倾泻报告。
「所以我们致力推行公众教育，提升市民的防灾能力。针对年轻一代，自2019年三月展开《校园大使计画》，让学生认识地理科的实际应用，加强同学对斜坡安全和山泥倾泻风险的意识。」土力工程处一方面利用工程手段，如巩固斜坡和修建排水系统，另一方面，通过公众教育，加强市民在发生灾难时的应对能力，从而减低山泥倾泻的伤亡。
校园活动
疫下户外考察难 入校拓视野
参与计画的圣公会邓肇坚中学，校长袁经恒欣然说道：「疫情下，难以如往日般安排学生进行户外考察。此次土力工程处的活动非常难得，有机会让工程师入 校举办活动，既传授科学知识，更能分享工作实况，启发同学早作生涯规划，开拓视野。」
知行合一 启发科学脑
该校地理科周老师认为，今次活动对学生助益不少，不但有助修读地理科的同学巩固知识，亦启发其他同学对科学的兴趣，「今次情况有点特别，我看到低年级和没有读地理科的同学都有参加今次活动。」同时主理校内地理学会的周老师，平日会搜罗不少校外活动，供同学参与，例如「国际环境守护者青年会议」，扩阔学生的眼界；周老师又留意到今次活动，「与同学平日在课本的知识互相对应，他们会感觉到『熟口熟面』，自然兴趣更大。」
总土力工程师陈惠莲补充，《校园大使计画》的内容贴合高中地理科课题，包括「机会与风险——居住在灾害频生的地区是否明智之举？」和「动态的地球：香港地质和地貌的形成」。融合物理、工程、地理等科学知识，希望引导同学思考如何将课本的知识，在现实生活中应用，达到「知行合一」，而这亦是STEM的核心理念。
记者：卢家彦 摄影：褚乐琪 部分图片：星岛图片库、网上图片、重大山泥倾泻事故 土力工程处、防治山泥倾泻 土力工程处
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