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生命中不能承受的「傾」

林志恆
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林志恆

1996-01-15

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生命中不能承受的「傾」
 

本文出自 1996 / 2月號雜誌 第116期遠見雜誌

「該是時候了。」對於已經超過三十年沒發生大震災的台灣,地震學者莫不對近期接二連三的地震發出警語。

地表長期的平靜無波,意味地底潛伏著不尋常的危機。據經濟部中央地質調查所統計,過去三百年來,台灣平均每十五年就發生一次六級以上的大地震,嘉南地區的斷層帶,自民國五十三年的白河烈震之後(死亡逾百、房屋全毀超過上萬),即未曾再大量釋放能量,其所蘊藏的災害潛能已足以發生芮氏規模六.五以上的大地震。

誰也沒把握測得準地震何時來、以什麼型式發生,或震在哪裡,就像規模七.二的日本阪神大地震,竟是突發在一萬年未有大地震的「安全地帶」。然而處於環太平洋地震帶、每年平均發生二二00次地震的台灣(包括無感地震),恃「吾有以待之」的危機意識,遠比預測地震來得務實。

相較於美、日等地震國家,無論在工程品質或危機管理上,台灣的整備究竟如何?

忙碌的台北,塞滿了各種可能;有巴洛克式的百年古蹟,也有新竄起的新光摩天大樓;有日據時期的老橋,也有跨距長過百公尺的新建高架橋;有阻了防火巷的違章建築,更有永遠也理不清的地下管線世界……。當阪神地震震垮了日本人引以為傲的耐震設計,不少人拋出了疑問:「如果超級地震發生在台北盆地?」

不設防的台灣

「只要一半強度發生在台北,所有高架的高速公路及二十層以下建築物(包括總統府)都會遭到破壞。」美國T.Y.LIN結構公司高級顧問鄭正昌在「空間」雜誌上大膽假設。

現行台灣防震強度的規定大都在日本的一半以下,而規範是內政部在十年前依據美國一九七一年的標準擬定,期間並未再大幅修訂(近期新技術規範將出爐)。

照理說,地震是耐震設計的最大實驗場,美、日每經一次大地震,便立即檢討修改建築規範。事實上,美國歷經幾次修改,已有一九八九年的版本,日本前後也修正了五次。

台大土木系主任陳振川不諱言,台灣本土研究不多,一切規範都得參考國外的經驗,而「國外也是靠老天爺累積經驗」。

理論上,規範標準拉得愈高,愈能抗震(阪神地震受損最嚴重的,多半是一九八一年新版規範公佈前的建築),但相對造價成本也愈高。例如一座原本造價二百萬的橋樑,為了承受規模八.五以上的最大級地震,工程費勢必漲到五百甚至一千萬。

多年來,台灣一直沿用「地震危害度分區圖」,由輕至強烈以行政區訂出建築規範(台北即屬中震區),然而單憑一紙分布圖,並不能滿足工程設計的需求。台大地震工程研究中心主任田堯彰認為,地震的型式、強度、地震波頻率、地震傳遞路徑,以及地質狀況,都足以影響建築的穩固與否。

台灣過去的耐震設計,只考慮水平加速度的地震力,阪神地震所出現的「垂直式震動」、「土壤液化」則未見在規範中。

無論建築物多麼堅固,如果不能與地盤緊密結合,土壤液化將使建築物完全傾倒。以曾經是湖泊的台北盆地而言,能支持建築物的堅硬地盤約在地下五十公尺深處,而台北市除新光等超高大樓,幾乎所有建築物都沒有將基樁打到岩盤,只是浮在軟弱的土層上。

台大土木系主任陳振川預測,六輕離島工業區、基隆河截彎取直新生地,以及台北市舊河道區域,「大地震來必然液化」。

軟弱土層更有「放大效應」。中研院地球科學所所長葉義雄舉例,民國七十五年花蓮外海規模六.八的地震,主災區竟發生在百公里外的台北,一方面因台北土層鬆軟,一方面則因地震波傳遞途徑如透過凸透鏡般,產生「聚焦作用」。

地震工程專家據此估算,由花蓮傳遞至台北的地震波周期,將與十多層的建築物產生「共振」。台大地震中心主任田堯彰解釋,理論上共振會將地震強度放大無窮倍,但因建築物有水泥、鋼筋等「阻尼」,會阻礙放大效果,不過至少也會放大二、三倍以上。

科學歸科學,建設歸建設

不過單憑一、兩次地震而遽下結論,確實過於冒險。致力本十的研究,才是當務之急。

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事實上,中央氣象局從民國八十一年,便開始執行一項「強地動觀測網計畫」,到目前為止,有五九0個強震儀分布在全省各地,蒐集不同地質、不同建築物的地動反應,將來供工程界檢討現行的耐震設計規範。

計畫執行以來,所測得的地震頻率,每年由二二00次躍升為八二一七次(有感地震則由二一四次增為四八九次)。其中在前年及去年各發生一次規模六級以上的地震。負責這項計畫的氣象局副局長辛在勤直言,由於大震與小震間非線性關係,資料仍然很區域性,「說來很殘忍,除非大地震來,才能得到更完整的資料。」

不過他也自豪地說:「這計畫很有野心,已經超越美、日。」他比較,當地震發生,美、日可能半小時才能測得各地震度,在台灣,只要三至五分鐘,甚至各地最大地動加速度都能解析。

這樣高品質的資料,正足以彌補台灣起步晚的不足。過去地震學與地震工程隔行如隔山,辛在勤相信,如今資料逐漸建立,彼此愈走愈近,也愈能落實在工程上。其中將傳統弱、中、強震區分布圖「微區化」,更能符合工程效益及安全性。

不過儘管學界的研究已逐漸趕上美、日,然而對應到都市發展體系,依然科學歸科學,建設歸建設。

例如台北市政府委託學者進行捷運車站的地質調查,竟意外發現國際金融中心預定地,位於信義計畫區的「台北斷層」上;而大地震勢必產生土壤液化的基隆河截彎取直新生地,未來卻可能規畫為國宅及超高層建築。

新建工程忽略基盤土壤調查,老舊建物的更新補強,更是耗費人力、財力的工程。曾借調交通部擔任科技顧問室主任的台大土木系教授洪宏基坦承,舊建物補強工作遠比新建困難,檢測評估前得先找出當初的設計圖及竣工圖(還不保證一切按圖施工),然後再訂出補強準則,「這一切在國內還很新,正在起步中。」

許多日據時代留下的古蹟建物,如總統府大樓,抗震係數都在現行規範標準以下,如何加固補強?目前一切都還在紙上作業,甚至法規也尚未通過。事實上,中國大陸在一九七六年唐山大地震後,立即制定建物耐震鑑定標準,到目前為止,北京已經完成六0%至七0%的補強工作。

現代的生活形態,也不再是靜態的建築物,「維生線系統」一旦受創,將由點沿線拉開,擴及整面的損失。舉凡運輸方面的鐵路、公路、隧道、橋樑、港口、航站,民生方面的上下水道、電、瓦斯、通信,都足以影響一個都市的生命。

致力維生線工程耐震研究的台大地震中心主任田堯彰,與各公共事業接觸的經驗裡,得到的答案往往是:「這是機密」、「我們自己有一套防震措施」、「絕對安全,不必你們插手」……。

事實上,台灣紊亂的地下管線,將可能是大地震來時,二次災害的引爆點。以瓦斯管線為例,口本的瓦斯即便有緊急遮斷閥,也在地震發生同時,引發五十八起火災。

期待救災方案

台灣除了瓦斯沒有自動切斷裝置,各種維生管線也未置於共同管溝內,將不利於救災。去年初板橋市瓦斯大火,即因管線不明,延誤搶救時機。

台灣震前的工程整備固然隱伏危機,震後的危機處理是否足以應對一切災害?

經過美國洛杉磯北嶺地震、日本名古屋空難等國外大災難的刺激,我國的防災體系,總算在去年伴隨著消防署成立而確立。一本六十頁的「災害防救方案」,明定了中央到地方,面對不同災害各權責機關的防災業務及緊急應變措施。

北市消防局三大隊隊長陳崇岳在消防署任職期間,負責擬訂方案,他自比為一群「不睡覺的人」,成天埋在世界各國資料堆裡,終於在短短五個月內將整套體系建立,他手捧著厚達十餘公分「日本震災防救方案」,期待終有一天,「台灣也能這般厚」。

不過整套防災體系尚未經歷大地震檢驗,台大土木系教授洪宏基肯定防災具體架構已成形,但能否發揮作用,他對公務員的積極性存疑。

其實在民間,部分單位已走在政府之前,引人矚目的新光摩天大樓,便是一例。整棟大樓除防震係數比現行法規嚴格、緊急斷電瓦斯、電梯遇震會於就近樓層停止等設計外,大樓更成立防護團(包括管制中心、消防隊、警備隊、工程隊、救護隊)。「在消防單位來前,我們要先自救。」負責安全防護應變計畫的新光人壽襄理蔡錦生表示。

然而在台灣,能定期舉辦防災演習的單位,終究是少數。

每一次地震都是無情的浩劫,久未遭大地震眷顧的台灣,果真能經得起考驗?

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