五十幾年了,記得民國52年,為時是工專二年級生,因一時的錯丟報紙,為收授者臭罵一頓後,又因禍得福的蒙其(漢寶德建築師)收留教導,而奠定至今建築工學的根基。這幾十年來除了在飛校及海預官役外,均未離開過國家(及支援友邦)、社會建設的職場大道,此大道兩側景物會隨著社會的變遷、執政黨的輪替、制度更迭不斷更換,但國家、社會的公共建設卻永遠離不開,承載我們的大地及組成構造物的鋼材、水泥、砂石...等;也許是這些永不變的實物及建設完成後紮實的成果,對了!我們工程師(建築師)們追求簡單、務實特質的胃口,至今雖已年過60好幾,仍能樂此不疲不改其志。

想當初剛進漢老師的事務所時(因是在校生,故沒課或假日才上班),所裡共有三十幾位工程師(我與小妹二人不計)在當時已算是大事務所了,老師由於兼課在身,常由台北工業(北工專前身)的老陳當家;由於一年級時曾學過工程圖學及一切器具的應用,於是老陳就給小何(當時的本人)一張全開的繪圖桌,再加上計算尺、丁字尺、三角板、鉛筆、橡皮、計算尺...等,各人的繪圖、計算用具一應到位,事務所尚有一部老師國外留學(哈佛大學),帶回之齒輪手搖式計算機(很寶貝非不得已不使用),運算的數字用手指撥進去,加、乘往前搖,減、除向後搖,搖到鈴響,結果顯現在字盤上;至於結構計算,多靠自己的計算尺,精確度視個人的本領啦,判讀到小數點後二位應無問題,是時我的任務是計算活、死荷重及剛比係數其餘應力分析...等則非吾所能;計算尺一般是竹製、木製,後來才有塑膠的,產地不外是日本與歐洲。圖繪在半透明的描圖紙上(我負責描繪簡單的地籍、現況或繪製剖面),完成後連結構書呈閱,請老陳在圖紙右下方圖籤上簽字,要用時則利用感光原理「晒圖」,而後再將之放入阿摩尼亞筒內燻圖,弄個不好,一屋子都是阿摩尼亞味(替工程師們萷鉛筆是我的任務之一、晒圖是我與小妹共同的任務)。講這麼多幹嘛?一方面回憶,另一方面要告訴現代年輕工程師及學生們,我們那年代沒有桌上型電腦,更遑論AutoCad軟體,無小型電子計算機、影印機、傳真機...等現代化事務設備,而更早年代的工程藍圖是以洗相片原理顯像的,其線條是藍色,故稱為洗圖(又一說燒圖),工程圖說就這樣一張張的產生出來。

雪山隧道之回顧

回顧這幾十年來在工程界的點點滴滴,除了建築物的設計、監造與施工外,最值得回顧的是雪山隧道工程,它是應唸初中時,同班的游錫堃邀請,而參與雪隧工程,變更施工法及顧問之職;此一雙孔雙向四線的公路隧道工程,是從新北市坪林區到宜蘭縣頭城鎮,全程12.9Km,係世界第五,東南亞第一長的隧道工程。公路隧道的通風、照明、逃生設施必須面面俱全,全線規劃除直徑11.8m之隧道二條、直徑4.8m之導坑一條,深度分別為500m、250m及460m之通風井三對,另8座車行聯絡道及28座人行聯絡道,尚有通風機房與通風中繼站個6處,總共有51條隧道群所組成。

此一工程係北宜高速公路的一部分,分成第五標導坑及第四標主坑工程,第五標主坑工程於80年7月開工,預定84年3月完工,實際上展延至93年7月才完工。第五標主坑工程於82年7月開工,原訂88年9月完工,結果延至95年4月完工,兩標工程金額總計約為NT200億元,至95年6月16日正式通車。

由於雪山隧道北口坪林為水源保護區,為避免施工污水汙染,原計劃由南往北單向施工,其坡度為1.25%,自北向南傾斜,兩端高低差為160m,如以鑽炸工法每日完成45m,進度需20年,另考慮如採傳統之鑽炸工法,中途需開施工橫坑以備出渣及通風,限於雪山地型及8%以上之徒坡是為不可行,最後決定以全斷面TBM(隧道鑽掘機),單向由頭城向坪林施工,並利用TBM訂購之一年多的時間,先以傳統之鑽炸工法進洞。

雪山隧道工程極艱困

全線隧道在規劃期間,都做過詳細完整的地質調查,但是與事實碰到的還是有些差距,而原計劃先施作導坑,讓其所得的地質資料回饋主坑應用,但由於地質調查不實,以致導坑一開挖即被惡劣地質拖延,而不能完全達到預期,將地質資料回饋到主坑道的應用目的。再加上頭城段前進1.8km內,又碰到五條主斷層及3km多硬度達一般混凝土10倍夾雜破碎帶含高壓水的四淩砂岩,再加上未能預測到剪裂、小斷層及有時高達18kg的水壓力,水量曾經每秒瞬間出水700L以上,造成TBM多次受困。而86年12月15日主坑北上出現,最大湧水量每秒瞬間出水750L以上,致使7,000立方公尺岩石的崩坍,並使耗資10多億元的TBM損毀,這些不可預測的地質原因,使工期大幅延宕,已達違約停工的地步,另因為工期延遲,依約計價亦發生問題,而業主限於契約規定,誰敢冒圖利之嫌而重新再核定合理展延工期,同時計價?民國88年依原契約應該是主坑通車的時候,雙方還僵持在契約條文中而無法擺脫,還好乙方(承包商)是榮工處,有的是財力(中央支持)墊款咬著牙趕工,其正如前國工局長鄭文龍先生事後描述,這是屬於雙方「信心崩潰谷底」的時候,游錫堃院長於91年擔任行政院長不久,蒞臨北宜巡視,經輔導會楊得智主委與游院長的溝通解說,言此非甲乙雙方不努力,而是地質因素及契約的約束,造成了很大的難關有待克服,而輔導會督促榮工公司不惜成本完成此國家重大建設的決心,游院長是了解的。當院長視察完後,在隧道南口舉行記者會時,宣佈先給鄭局長及本人三個月的觀察期以改善重新制定工程進度;另說國工局隸屬交通部,榮工公司隸屬輔導會,都是國家的,一個是「左口袋」,另一是「右口袋」,要一起努力趕工。游院長的裁示,使得契約的結打開了,由於游院長的決斷及魄力,雪山隧道的施工恢復了生機,以完工、安全為第一優先,TBM與鑽炸工法併用,同時不惜成本增加了工作面,雪山隧道導坑原設計工期為1,350天,延遲了3,324天,於93年4月完工,主坑原設計工期為2,250天,延遲了2,398天,於95年4月完工,而後雙方再經工程會的協調,榮工獲得29.2億元的補償,再加上追加減結帳,整個契約完工金額約為244億元,與原設計206億元相比增加18%(這個%數可以深入研究),如開國際標或半途國人對榮工失去信心,重新招國外廠商來做的話,原工程費再加一倍也許還不夠。

半夜施工、趕工

個人從應游錫堃院長的邀請,參與雪隧工程變更施工法及顧問之職,至完工先後有5年(該工程共計16年)時間,算是半路出家(前半部多數是浪費掉,且差點停工廢棄)其間發生很多困難,包括將施作TBM(隧道鑽掘機)的法商,因其違約而將之解約,並至宜蘭地方法院繳納保證金10億元,以行使扣押保全TBM機具、零件,但法商仲裁不認輸,回法國再提出告訴,是故每年皆須編預算,共11年至該國應官司。但最大的壓力則來自輿論,一個國家重大建設超過原訂契約工期的延遲,卻變成國會及輿論抨擊的對象(他們是打錯地方及對象),外界不了解工程的困難,只認定議價工程趕工不力,我是屬於較不見為淨者,亦有點受不了;有一天夜裡,因過午喝咖啡而輾轉反側睡不著,忽想出一招而安然睡去,次日至辦公室即與副總工程師研究,獲得同意,同時囑咐同仁自該週五開始,邀請所有協力廠商負責人,半夜11點在坪林端洞口集合進洞,在每個工作面清點施工人數,回宿舍已經四點左右啦。如此督工引起了廠商及長官們的注意,爾後每週五進洞督工的長官、媒體越來越多,也變成送宵夜、慰問工作人員,由於媒體絡繹不絕的來訪,是故相對的曝光率也增高了,從各方的指責,到了解工程的困難及工程人員的辛勞。如此,各方的壓力就漸緩,得使我們可專心一志的趕工。

宜蘭民間在國工局配合下,也組成了督工協進會,常不定時進洞了解,見到工程人員為當地的建設,在惡劣的隧道環境中,賣力的工作而產生了正面的影響,領隊的王信豐董事長是地方大老,為人謙虛有情義,成了隧道之友,當全線開挖貫通後,每年皆在礁溪高爾夫球場,出錢出力舉辦雪山盃高爾夫球敘及園遊會來慰勞我們及家眷,去年第十年,游錫堃院長發起及本人當總幹事,由我們這些旅外的工程人員一起來主辦,除了邀請當地仕紳貴賓外,尚有原雪工處的交通部、國工局、榮工及協力廠商的工程人員,當然還有一些慕名而來插花的高官(有多位曾稱此隧道不安全行不得也),許多工程人員已退休了仍然趕來參加,大家話說當年,是時氣氛極為溫馨到終場。

十三位工程師英靈●保護雪山隧道工程

當我們現在開車通過雪山隧道的時候,感覺到的是明亮的光線,乾淨的空氣,平整的AC(柏油)路面,但是隧道施工當時的工作環境是非常差及惡劣的,腳下潮濕泥濘凹凸不平,雖有施工專用的通風設備,但鼻子聞到的盡是柴油廢氣,及噴混凝土加汗水混合而成的一種屬於地下工程的特殊異味,照明因四周背景皆為昏暗而益顯不明亮,各類施工機具工程車輛的進出,加上鑽機鑽入岩石的噪音,講話一定要用吼叫對方才聽得到。另外,唯一的好處,是隧道內不受風雨、颱風與晨、昏的影響,因此,理論上是可以全年無休,因故趕起工來即可三班輪流施工,則可達全年無休的境界,事實上後五年的施工即是全年無休了,在全員動員施工下,絕無節慶假期,游錫堃院長每年皆率領高階官員,來陪同全體施工人員在工地吃年夜飯且過夜,第二天一早即入洞巡視,給予施工人員最大的鼓勵,此種辛苦可不是一般用路人所知曉的。隧道工程尚隱藏有很大的工安風險。15年的施工期間,不幸有13位工作同仁殉職,每一公里的路程,都有工程師的英靈在保護著我們,為此特在北洞口建立了紀念碑,感念他們把生命都奉獻給雪山隧道。

前文提到86年12月15日北上線發生大湧水及7,000立方公尺大石崩坍,將TBM砸毀事件,在此事件發生之前一刻,負責北宜工地曾景棕主任(現任榮工副董),正率領該工程段80餘位人員在隧道內搶修之前的湧水及崩坍;當同仁們聽到有異聲時,即知道這是隧道工程最怕的怪音,所以當場決定棄守撤出,7,000立方公尺的土石隨湧而下,虧警覺得早,不然會釀成不可收拾的大災難(感謝英靈們保護)。90年5月11日主坑北上線37公里位置的災變就沒那麼幸運,當11日之前開挖面的坍方,已形成斜坡土石穩定面,如工程人員慢慢的,一面採取措施穩定開挖面,一面清除崩坍的土石堆,就不會有慘劇發生。然為了趕工操之過急,又由於清理得太快造成崩坍面的不穩定,而帶動了其後方1,000餘立方公尺的抽坍,併同引發突發性的湧水一瀉而至,致使洞中照明系統破壞,工作人員在黑暗中轉身向後跑,只剩兩位工程員因跑不動,不得已而爬上右後方的水泥袋堆上,幸運的避過了湧水及坍方,其中一位工程師在向後方跑時,因無高突避難所,而被土石及湧水所吞噬,次日清晨趕至現場,他的家屬跪在旁哭泣,內心甚感悲慟寞名(另有多人尚在挖掘中),至今印象深刻難忘。

敬畏●順服大自然法則

所有工程人員千萬要記住,專業再好,技術再高,也絕不要忽視大自然力量的偉大,更要存著一份敬畏的心,要順服大自然法則。土壤力學教給我們土壤的安息角、邊玻的穩定...等都是土木工程師及學者,依據過往失敗經驗的累積,所整理出來的,也就是數字化的自然法則,所有工程人員一定要遵守,至於隧道中突發性的湧水,以目前的科技水準則很難預知。

整座雪山地下水位相當高,雪山隧道就像浸在山中地下水裡的水泥管,到如今每天都還有上千噸的水由隧道下方的排水廊道排出。談到隧道櫬砌的防水,鑽炸工法段是靠最內層的防水膜,但防水膜在施放鋼筋或澆置混凝土時,會不會破損?雖有檢核但沒有人敢100%的保證;TBM段則是利用安裝的環片做櫬砌,防水則靠環片上安裝的止水橡皮,隧道完工通車後,有些滲水現象,唯一的對策,是以不鏽鋼片將滲水導排,它是穩定且不會影響安全的,記得當時外界批評跟偷工減料扯上了關係,很無奈。不論如何,工程師就是要製造出安全的構造物來服務大眾,而業主或政府部門要以安全生命週期的觀念,在施工後必須負責定期檢查、保養、維護。建築物後段的生命週期,應合理的編列預算來執行,以加強安全的維護及建物的持久性,這比興建期更是重要您說是嗎?