新科技知多少？—日本博多車站的工程神話傳說
案情
2015年11月8日清晨，日本福岡的博多車站附近的馬路突然間「破了大洞」，大洞的長寬大約三十公尺，深達十五公尺。不僅日本人關注，國內媒體也大量引用新聞和影片報導，如《自由電子報》當日刊登的〈JR博多站前馬路塌陷15公尺深大洞持續擴大〉。
幾天後，由於搶修迅速，很快就修復原狀並通車，11月11日《自由電子報》又刊登了〈超有效率！日本福岡天坑24小時填補完成〉。報導引用網友稱讚日本的效率，神化了日本工程界。然而又過了幾天的11月26日，由於原地點可能因為土壤沉陷，下陷了幾公分，但這次日媒還沒說，我們便很快的看到一則《中時電子報》的新聞〈日本效率神話被打臉？ 博多站前道路又下陷〉。解剖員不禁想問，比起工程災害的根本原因與預防措施，這樣的報導對於民眾認識工程與地質有意義嗎？難道，只要是工程災變，一定是設計不良或是偷工減料的豆腐渣嗎？
解剖
一、關於「地鐵工程」，我們需要先暸解什麼？
首先我們要先了解工程人的噩夢：地下水。
地下水層並不是是那一層中只有水沒有其它東西，多數地層中的沙土顆粒都會有有孔隙，孔隙中不是空氣就是水。當孔隙都是水，我們稱這種地層為「地下水層」，而它的上界就是「地下水面」。
如果曾到海邊堆過沙堡、做過沙雕，就會知道沙太乾會堆不起來，但水太多又會整組壞光光，唯有「剛剛好」的濕潤程度，才能堆出穩固的沙堡。相同的，向下挖掘會破壞地下受力平衡，但如果開挖的岩層或土層膠結好、含水量也剛好產生足夠內聚力，就不會一挖洞就坍塌。不過，要是挖到了滿滿的大平台…啊不是，是挖到滿滿的地下水地層時，自然就會讓那些滿滿是水的地層漫出水來，不但含水層本身可能帶著泥沙一起崩潰，也可能侵蝕破壞鄰近的地層，如果是發生在道路下方，就會形成常聽到的「路基流失」。
不妨再回顧一下2016年初台南地震後廣泛討論的「土壤液化」議題，在看土壤液化發生的潛勢時，其中一個條件就是「地下水」，當地震發生時，飽和地下水會讓地下受力狀況不穩定的狀況更加嚴重，因而發生液化的現象。在工程上，解決方案不外乎是改善地質（灌水泥）、將地基的椿打到更深更穩固的地方、把岩層壓密減少孔隙和地下水含量……總之這些方式的共通點就是：「避開地下水」。
二、日本博多車站的建築工法錯了嗎？
目前所知道的資訊可以合理推測，博多車站地陷產生大洞的事故是地下水帶著泥沙湧進開挖的隧道，進而使路基流失產生大洞，而這其中到底有什麼問題？是工法使用錯誤嗎？解剖員先幫大家回顧幾種最常見的工法：
（一）地鐵工程使用了哪些工法？
我們先來看看發生事故的福岡七隈線延伸工程用的工法，主要分別有「明挖法」（日文：開削工法）、「新奧工法」（NATM 工法）以及「潛盾工法」（日文：シールド工法）。上述三種也都是隧道工程常見的工法。
1.明挖法
明挖法最單純也最容易，挖到適當深度做好鋼筋水泥設施後，再把土回填蓋上就可以收工。即使開挖時可能遇上地下水層，也能在事前先用「連續壁」的方式克服，連續壁大致上的指的是在大規模開挖前，先用特殊機具挖出一道深溝，然後利用鋼筋水泥往地下築一道牆，之後再進行較大規模的開挖工程。
明挖法最大缺點就是浪費土石、水泥，且需要較大的空間施作，所以比較常用在地鐵線路離地表很近的路段，或者是要興建地下車站、停車場的地點。
2.新奧工法
新奧工法的全名叫「新奧地利隧道工法（The New Austrian Tunneling method, NATM）」，因為它就是在1960年代開始在奧地利阿爾卑斯山鑽鑿隧道時使用的工法。
但明明沒有「舊奧工法」，又哪來的「新」奧工法咧？那是因為在它是從傳統鑽炸法建造隧道的方式改良而來。原先蓋隧道的方式很簡單，當開挖向前推進一小段之後，趕快先用鋼構、噴水泥上去保護好讓頂部不會塌，接著加上防水布、再用水泥做好完整支撐（專業術語叫「襯砌」），做完後就和我們平常看到的隧道一樣。
但後來卻發現，隧道的支撐經常會在靠近地面的地方向往內凹變形，才發現早期的工程師僅考量隧道上方的岩石荷重（垂直向重力），忽略了「岩壓」（來自四面八方的圍壓）。岩壓就像大氣壓力、水壓一樣來自四面八方，所以建隧道時也該考慮側向的岩壓，而新奧工法就是用較少的鋼筋支架或鋼網，搭配岩栓（可以想成很大的釘子），插進岩層裡面，這樣一來就能照顧到各個方向的受力，還能減少建材的用量。雖然岩壓問題最初困擾，但新奧工法就是用岩石強度來對付岩壓問題，而除了改進施工方式，同時也以監測、計算岩壓的方式了解岩層的受力情形，盡可能利用適當的岩栓，讓岩石本身就可以成為支撐隧道的力量。
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圖一
黑色箭頭代表隧道向上支撐的力，藍色箭頭為岩石荷重示意，而紅色箭頭代表岩壓來自四面八方。傳統工法僅考量岩石荷重（上方黃色區域），但實際上受到岩壓作用會讓隧道底部變形，新奧工法就是適時運用岩栓來讓周遭岩石成為一個「岩拱」（橘色區域），讓岩石可以承受四面八方的岩壓。
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3.潛盾工法
潛盾工法最早在台灣「出名」的點不是用在地下鐵，而是雪山隧道。當時預計開挖雪隧的「全斷面隧導鑽掘機」（TBM，以下簡稱潛盾機），因為隧道湧水量太大而埋了一台。
潛盾機的原理就是利用一個圓盤式的鑽盤，利用油壓和鑽盤上的破壞向前推進，推進之後會用預先作好的鋼筋水泥環片支撐隧道，直接當作襯砌來用，這樣一來推進時油壓設備就有施力點了。台灣的捷運也都曾運用過潛盾工法施作部分路線（台北捷運、高雄捷運、機場捷運），算是軌道路線開挖的利器。只要地質條件單純，用潛盾工法是十分便利的做法。而無論是新奧或是潛盾工法，都可以透過路線設計避開地下水層，或是事先作地質改良讓水體能隔絕，面對地下水的威脅也不成問題。
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圖二
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圖三
地下水層、明挖法中會用到的連續壁、潛盾工法會用到的潛盾機示意（作者繪製）
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福岡七隈線延伸工程中，明挖法通常用在站體結構處，畢竟車站得通到地表；線路的部分幾乎都採用潛盾工法；只有一個地方（線路接月台處）有用新奧工法，這麼剛好，這次陷落就發生在以新奧工法施工的地方！
不過，如果就要這樣怪罪給新奧工法的話，這對新奧工法可能不太公平。在這個施工地區，另外兩種方法都比不上新奧工法方便。前面提過潛盾工法適用於地鐵軌道線路的部分，主要是因為它挖出來的是一個圓形管狀的通道，通常都是因應路線的寬度、高度設計。但如果將挖線路用的的潛盾機拿來挖月台的區域，只能先挖好一般隧道的大小，之後還要擴孔增加開挖的範圍，屆時還是一樣會用到新奧工法。
明挖法就更難了，看了事故地點不難理解，今天我們要挖出一個站體，最少要吃掉半條道路以上，這地點又正好是交通繁忙、樓房林立的地方，操作困難且影響很大，因此最後還是選擇了新奧工法來開挖這段月台。
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圖四
上圖截自地下鐵七隈線的地質調查剖面圖（環境影響評估報告），圖中有標出各種工法的位置以及地質特性，事故發生的地點用黑色星號表示，岩層Tr為古第三紀地層，對於工程而言屬於基盤地層（但還是偏軟的風化頁岩、砂質頁岩）。（註：シールド：潛盾工法）
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（三）不然，大洞的原因是什麼？
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圖五
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解剖員撰寫此文時，最終的調查已進行至一半，包括了兩次的檢討會議，也公布了許多參考資訊。調查單位洋洋灑灑列出了10種可能致災的因子，包括以地質、地下水為主的要因列出了3項，以及設計或施工問題的要因則達7項(詳見檢討會報告〈福岡市地下鉄七隈線延伸工事現場における道路陥没に関する検討委員会〉網頁[1])。比起災害機制，這些致災因子較有可能因為更詳盡的地質調查與施工流程檢視而挑出。要是地質調查有發現先前環評時未發現的問題，那麼就可能是調查方法或是調查精度的問題，反過來如果發現地質上的評估未有明顯問題時，那我們或許就要考量未來針對這7項要因更加注意工程設計上的謹慎。
這些報告看似把人弄糊塗了，到底是怎麼發生的？責任歸屬是什麼？這些都是大多數人面對問題時最想要探究的事情，然而就這類地質工程問題十分複雜，在沒辦法把地下翻過來再放回去的前提下，有時我們真的很難找到唯一解法，這也是科技再怎麼先進卻也會伴隨的侷限性。所以我們可以說整體的施工策略並沒有錯，即便在萬全準備下還是有難以預測的因素造成了這起事件，這樣就需要被胡亂稱讚或大加撻伐嗎？我們可以先想想進行事故調查的出發點：「了解可能原因後才能重新施工」，或許從另一個角度思考「既然我們知道哪些疏忽有可能會造成問題，是不是可以針對這些方向更加小心？」，假若之後順利完工，我們也可以藉由這次的經驗而制訂出更新、更謹慎的工程規範，這樣不是很好嗎？
三、媒體的造神、滅神運動
在這系列的報導中，一開始的說明較為中規中矩，即使多數是翻譯外電報導，也沒有什麼過度詮釋之處。當後續報導修復情形時，便開始了「媒體造神」運動，仔細看日本的相關報導（如日本經濟新聞〈博多陥没、ライフラインほぼ復旧 道路は14日開通へ），也未有「效率超高」的說法，國內則是「引用網友評論」來比較台日公共工程的效率。不過請先試想，當主要交通幹道因意外事故封閉，加上許多重要管線中斷時，「盡早通車、盡早修復」難道不是最高指導原則嗎？這類的比較評論，並非工程技術的好壞之分，僅僅是以「觀感」來看待此事。或許真是因國情而異，但實際上媒體應該有更重大責任，畢竟早修復是「理所當然的事」，若是真對國內公部門的效率低落有感，那更應該為文檢視國內經驗，或是加以自我勉勵，達到見賢思齊之效。
另一方面，或許是這樣對稱揚效率的新聞出現，為了「平衡報導」，當聽聞外電報導當地修復後又出現了地面下陷的現象時，便出現了「工程神話破滅」一說。而所謂的發生下陷，也是當天發生了較大的下陷而局部封閉，待下陷穩定停止後也就解除警戒。事實上只要是任何「回填土」的相關工程，都需要適當的壓密、夯實，以減少土壤間的空隙，不然隨著時間一久，隨著通車後車輛行經的振動搖晃，土壤顆粒開始重新排列就會下陷，直到土壤被壓的夠密為止。在追求時效的情況下，夯實不足是必然的現象。既然無法百分之百避免，只能用其它方式解決，譬如注入水泥或藥劑填滿孔隙改善地質，以及持續監測，當下陷增加時，就必需要有管制交通與行人等因應方式。
「科學是一個很長的故事，媒體要的只是快門的一瞬間」，其實現在負責這項工程的大成建設，仍在網頁上持續發佈監測、注入藥劑等改善地質的報告，可見這是一個長期抗戰的工程措施。但是我們的媒體在面對這麼複雜的問題時，只想要傳遞給民眾一個很情緒化的意象，一下子造神、一下子滅神，感覺這家建設公司可在短短時間裡面就從神人變成蹩三，這種忽冷忽熱的報導並不是真實世界的常態。
解剖總結
工程的技術與建築工法是與時俱進的，本來就沒有什麼所謂的工程神話，要克服先天條件、蓋出好的建築設施，需要非常扎實的基礎工夫，包括地質探勘的技術、設計的考量以及確實的施作，或許大家太常看到偷工減料或是設計不良的災變案例，演變成只要一看到出事情，就反射性的聯想到設計不良、人為疏失或是豆腐渣工程，殊不知設計不良的背後原因，除了人為因素，也可能是探勘測量的誤差、可能是科學知識的不足，或是好用的科技還未問世。
我們可以理解媒體在沒有工程地質專業的背景，無法判斷工法的好壞、事故的徵結點。然而「實事求是」應該是最基本的前提，在這個例子中無論是造神或滅神的相關論述，對於事實的理解都是多餘的，在這些個人感受和臆測的報導下，容易使讀者受到干擾，受到造神或滅神的報導影響自身立場，卻忽略了這些立場與真實情況相去甚遠。據此，本解剖室給予這系列新聞以下評價（12顆骷髏頭）：
（寫作：潘昌志）