正直的代价·夏威夷Wilson隧道连续塌方事件

在之前一期文章里，我们讲诉了一个工程师因正直而成功救赎的故事：

飓风营救 · 纽约花旗总部大厦倒塌危机

然而，正直却不一定总会带来好运。在今期文章里，另一位类似处境的工程师，却因为他的正直，差点令到自己身陷囹圄。

这名不幸的工程师，正是鼎鼎有名的岩土工程大师Ralph B. Peck.

7000万年前，太平洋持续的火山喷发塑造了夏威夷群岛。

喷出的熔岩冷却后形成岩石，最终升出海面形成岛屿。

火山喷发形成了夏威夷群岛

因为这些岛屿是在多次岩浆喷发的情况下叠加形成的，所以岛屿上的火山岩表现出了明显的成层性。

成层的火山岩

夏威夷群岛中，瓦胡岛（Oahu）上的柯劳山脉（Koolau Range）同样是这些火山喷发的产物之一。

瓦胡岛上的柯劳山脉

曾经炙热的熔岩，如今凝固成了连绵陡峭的山峰。

柯劳山脉

柯劳山脉的岩石在夏威夷土语中被称为「puka puka」，意思是「全是洞洞」。这种岩石的正式学名为玄武岩（Basalt），它是火山岩浆冷凝后的成品。因岩浆在流动时携带有大量的水蒸气和气泡，玄武岩的岩石内部常伴有大大小小的气孔。

Puka Puka

壮丽的柯劳山脉虽然是瓦胡岛的徒步圣地，却给当地交通造成了障碍。

横跨岛屿南北的山脉，将岛上生活在檀香山（Honolulu）和卡内奥赫（Kaneohe）的居民分隔两地——在1950年之前，还没有一条高速公路可以在两地间直通。

柯劳山脉将两地分隔

因此，当时的檀香山市一直在积极筹划一条可以穿越柯劳山脉，贯通两地的通道。1953年，市政府在筹集到1200万美元的建设资金后，正式开始推进岛上第一条穿山高速的建设。

这条公路长约11.7公里，从卡内奥赫出发，穿越柯劳山脉，最终到达檀香山。它是如今夏威夷州仍在服役的63号公路。

63号公路

在柯劳山脉处，则通过一条长约850m的穿山隧道连接两端——Wilson隧道。

Wilson隧道

1953年10月20日，Wilson隧道的施工由夏威夷一家本地的施工单位E.E.Black投标中得，中标价为450万美元。2个月的准备后，隧道的掘进工作正式于1954年初春开始。

Wilson隧道的断面被设计为门洞式，高约8m，宽约10.5m。

Wilson 隧道断面

隧道在柯劳山脉的玄武岩中掘进，以6%的坡度由北往南爬升。

隧道以6%坡度爬升

隧道工程中，开挖方法是重要的一环，往往要根据地质情况的差异选择合适的开挖方法。

在强度高，完整性好的岩石中，全断面开挖是常采用的工法。全断面开挖是最简单，最传统的方法，每一次的进尺中，掌子面的岩石全部一次性进行挖除。

如果遇到的是破碎的岩石或是土层，由于强度和完整性不足，一次性全部挖除则很可能会引起地层松动。此时，通常会分块开挖分块支护，以尽量减少对地层的扰动。

全断面开挖（左）与分块开挖（右）

在开挖Wilson隧道时，施工单位E.E.Black选用的是传统的全断面开挖法。构成柯劳山脉的玄武岩强度充足，排水性能好，施工单位采用此方法十分成功地掘进了隧道前600m。

施工单位采用全断面法掘进隧道

然而，到了1954年5月20日，施工单位发现隧道的地层从岩石逐渐变化为粘土层，大约与岩层以倾斜30度相交。

虽然察觉到了地层出现变化，但施工单位依然坚持使用全断面法进行掘进，因为粘土层看起来十分坚硬。更重要的是，采用全断面法开挖既简单又快速。

工效并没有预想般快速。随着隧道的前进，开挖出的粘土变得越来越软，掘进速度已经下降到为之前岩层中的1/3.

如果施工单位在开工前抽时间看看Wilson隧道的地质报告，其实可以发现地层的变化是必然的。

每个硬币都有两面。玄武岩的气孔构造，在提供给岩层良好的排水性同时，也令到岩石在地下水流动下更容易被侵蚀风化。由于夏威夷的高降雨量以及海水提供源源不断的地下水补给，柯劳山脉在两侧均出现了不同程度的风化现象。特别是在隧道南端，岩层的风化深度甚至超过百米。

隧道南端风化土深达百米

这些风化的岩层已破碎为土，强度大大低于风化前的岩石。如果继续前进，则会遇到强度更加低的冲积土。

坚持采用全断面法开挖2个月后，1954年7月10日隧道发生了第一次塌方。

塌方发生在掌子面后方约25m的距离，坍塌物涌入隧道达60m之长，令到这两个月的挖掘几乎回到了起点。

第一次塌方（蓝色区域）

施工单位的挖掘设备都被埋了，所幸塌方前有明显的征兆，所有的工人都及时逃出，没有造成人员伤亡。

隧道发生塌方

事故发生后，施工单位并没有停下来的迹象，随即在着手准备复工的事情。1954年7月10日，离第一次塌方位置往后20m处又发生了第二次塌方。不过这次并没有太多的土跌入隧道，也没有造成人员伤亡。

第二次塌方（绿色区域）

两次的塌方事故仍然没引起施工单位的警觉。终于，在8月14日，第二次塌方相同的位置出现了第三次大塌方，大量的坍塌物涌入了隧道的更深处。

第三次塌方（粉红色区域）

这次事故终于得到了施工单位的重视，甚至还有市政府及当地居民。因为与前两次事故不同，5名工人在第三次塌方中失去生命。

发生事故后，施工单位E.E.Black认为是设计方案考虑不足，导致塌方事故接连发生。他们说，Wilson隧道在目前情况下，已经无法按原设计进行了。施工单位提出了以下两种变更方案：

1.隧道南段取消隧道，改为在地面采用明挖法挖到指定深度；

2.保留隧道，但采用明挖法建造，隧道完成后再用土回填密实。

施工单位提出的明挖法方案（示意）

然而，变更后的方案将大幅增加工程造价。作为业主的市政府没有接受，并拒绝签署停工令，命令施工单位继续按原方案施工。而施工单位则认为发生伤亡事故后，就意味着自动停工了，拒绝复工。由于双方存在分歧，在协商后，双方同意在复工之前，先聘请外部隧道专家对事故原因进行调查。

1954年9月13日，项目停工一个月后，Francis Donaldson来到了夏威夷。他是市政府聘请的，来自纽约的隧道专家。

Francis Donaldson

时间来到了11月份，Donaldson早前已完成调查报告，并呈交给市政府。诡异的是，市政府却一直没有公开调查的结果。当时不少媒体猜测，可能报告中存在着不利于市政府的结论。

在调查结束后，市政府坚称原设计是合理的。施工单位也在越拖越长的停工中变得不耐烦。施工单位威胁到，如果继续拖下去，他们会考虑取消执行原合同，并起诉市政府拖延他们的工期。

在施工单位发表相关言论后不久，市政府又请了另一位专家对事故再次进行调查。这次来到夏威夷的是Ralph B. Peck教授。

Ralph B. Peck

当时Peck是伊利诺伊大学的教授，前不久在芝加哥地铁中一系列开创性的成果令到他声名鹊起。在媒体的报导中，更多时候他被称为是「Terzaghi的传人」。

Peck来到夏威夷后并没有急于撰写报告，而是到事故现场视察。在隧道塌方的位置，他仔细地观察坍塌物的性质。

Peck在观察坍塌物的性质

同时，他也采取了部分样本，亲自在现场进行试验。

Peck在现场进行简易试验

在Peck对现场调查后，他建议最好请Terzaghi也参与事故的调查。市政府同意了。在1955年1月8日，Karl Terzaghi作为第三位专家来到了现场。

Karl Terzaghi

Terzaghi在岩土工程界的地位是毋庸置疑的。他的研究成果建立起了现代土力学，被誉为「土力学之父」。夏威夷当地的媒体评价到，Terzaghi就算不是世界第一，那也是美国最顶级的岩土专家。Terzaghi在夏威夷期间，每天可以领到300块的顾问费，相当于今天的3000美金。

即使Terzaghi也来了，市政府仍然没有公布任何调查结果，包括Peck的报告。除了受到施工单位越来越大的压力，社会大众也逐渐质疑了起来。有新闻媒体讽刺市政府是在浪费公币搞花里胡哨的「专家巡演」。

「专家巡演」的报导

1955年1月22日，距离事故发生已经过去了将近半年。出于公众的压力，随着Terzaghi调查的结束，市政府终于公开了大家期待已久的专家报告。

在三分专家独立调查报告中，以Peck的报告篇幅最长，包含了大量专业性的意见。

Peck在报告中详细地论述了如何清理事故现场以及挖掘隧道剩余的部分。报告中特别提到，“ 即使挖掘后及时支护隧道，塌方仍是不可避免发生的。因为施工单位采用了全断面开挖法，这种工法对于松散土质地层中的大直径隧道是不适用的。 ”

而Terzaghi的报告则是言辞最不客气的。报告中直指施工单位，“如果项目一开始是由一家有土层隧道施工经验的单位承担，那工程早就在预算范围内完成了。”

“很不幸，项目落在一个经验不足施工单位的手上。施工单位在土层中依然采用了传统的矿山挖掘工法进行，毫无疑问，这导致了塌方。”

“施工单位并没有采用多台阶法，相反采用了全断面法进行挖掘，使得地层压力大了很多。”

Terzaghi指出，施工单位遭遇到的情况，早就在先期两份地质报告中有揭露。然而，“他们（施工单位）显然没有认识到这种地层可能产生的危害。施工单位无视了几十年发展出的多种土层隧道开挖工艺，仍然采用最传统的全断面工法，导致了失败。”

Terzaghi认为，如果想隧道工程顺利收尾，那么有两件事是必须做的：

1.重新换一家隧道施工单位；

2.施工方提交的实施方案必须得到专家的批准，并且专家需要定期检查挖掘工作。

Donalson的报告也认为施工单位应承担主要责任。“如果施工单位真的认为原设计不安全，那么他要么停工直至设计修改到安全为止，要不他自己垫钱加强支护，再向市政府索赔。“

可以说，三位专家在事故责任上的结论是一致的：施工单位的经验缺乏导致了事故的发生。

在报告出来后，施工单位则仍然坚持是设计的错，并敦促市政府把设计师炒掉。施工单位认为“这些人（设计师）缺乏隧道设计和管理的经验，是他们的自负和材料上的节省导致了塌方。“

事件越演越烈，3月末Peck发出的一封信则彻底点燃了导火索。也许是出于工程师的责任感，他在写给市长的信中说道，如果市政府坚持不换掉施工单位，那么他们三名专家顾问将集体辞职。Peck说，如果继续由E.E.Black进行施工，那项目将“注定失败”（foredoomed to failure）。

信中的“注定失败“彻底激怒了施工单位。1955年4月1日愚人节当天，E.E.Black以150万美元的金额起诉Peck诽谤罪，赔偿其公司的名誉损失费。

在上世纪50年代的美国，人均收入约为3000美元。一个普通的企业员工，要不吃不喝500年才能赚到如此多的钱。

同天晚上，Peck在夏威夷准备乘坐飞机返回美国大陆。当时飞机引擎已经启动准备起飞，结果一名航空公司员工匆匆忙忙跑向飞机上的Peck，给他带了一个信息。在打了一通电话后，飞机上已没了Peck的身影。

Peck被拘留了。

媒体对150万官司的报导

在施工单位的起诉书中，他们认为Peck“恶意地认为原告继续承担项目会注定失败，是完全无视真相与事实的”。

施工单位指出，Peck的真实目的是为了个人的利益，因为炒掉他们后，Peck就可以继续担任项目的专家顾问，并选择有利于他的施工单位。

Peck（中）参加听证会，桌面上放着隧道坍塌物作为证据。虽然Peck穿着休闲的夏威夷衬衫，但神情严肃

至1955年7月份，Peck与施工单位的关系进一步恶化。施工单位发起了一个新的诉讼，将赔偿额提高至300万美金。这也成了当时针对工程师发起的最大金额官司。

如果Peck最终输掉了官司，并且无力承担赔偿，等待他的只有牢狱之灾。

耐人寻味的是，报告中建议炒掉施工单位的人是Terzaghi，他对施工单位最为不客气。然而，Peck或许出于责任感，或许出于正直，没有过多考虑就发出了那份信，导致被起诉的是他。

Peck与施工单位的官司是漫长的。幸运的是，他在官司过程中得到了很多同行的帮助，其中就包括了他的人生导师Terzaghi。

足足过了3年后，施工单位才选择与Peck庭外和解，了结这个无妄之灾。

在3年里，Peck不仅仅要继续参与Wilson隧道复建的顾问工作，还要花费大量时间来处理一系列的法律问题。这些逝去的时间并不能再复来。

如果没有那一封信，这一切也许都不会发生。

由此往外延伸，是一个更宏大的，值得我们认真思考的问题：

如果你坚信某个做法是正确的，也有责任去做，你会选择放手去做吗？