震垮了的自信
——阪神大震灾反思录（一）

洪时明 洪时中 编译

　　“耐震工学神话”的破灭
　　黎明前，日本JR新干线33岁的驾驶员中岛康正驾驶着特快列车“超级雷鸟”号，从停车区向始发站神户站驶去，以每小时90公里的速度开进了三宫车站。
　　“突然，咚的一声，我感到一个向正上方的猛烈冲击，我想是碾到一块大石头了吧?”中岛事后回忆说。
　　列车脱轨，顶灯熄灭，只看到一股股沙烟，自动刹车开始动作，列车冲出两三百米以后停了下来。
　　这时JR西日本公司的运行负责人、55岁的铁道本部部长梅原利之正躺在神户市东滩区自家的被窝里。强烈的地震之后，他赶紧看看枕边的表，凌晨5点45分。“幸好，这地震发生在山阳新干线发车之前!”
　　山阳新干线开往博多的始发列车“光131号”这时正进入新大阪站的第14道，预定14分钟后发车。
　　由此向西8公里，从尼崎市到神户市一段就有9座高架桥垮塌，从新大阪到那里只需几分钟的时间。时速最高达200公里的列车，即使刹车也要70秒钟才能停住，要滑行足足2.4公里!
　　地震一发生，新干线就自动停电，自动紧急刹车。可是如果有12节车厢总重达720吨的列车到达高架桥垮塌的地方，那才真是不堪设想!
　　这一瞬间的振动被神户大学工学部地道里安置的强震仪记录了下来：南北方向振动的最大加速度270伽，东西方向305伽，重直方向447伽(“伽”是加速度的单位，1伽=1厘米/秒2，重力加速度约为980伽)。刚看到这一数据时，建设省的技术干部惊讶万分：“是不是仪器出了故障?日本还从没记到过100伽以上的垂直加速度哩。”
　　建设省的现场调查团公布说：这次地震的最大振动为600至800伽，比关东大地震估计的300至400伽还要厉害。这是水平方向振动的值，至于垂直方向的加速度，调查团完全没有作报道。
　　事实上，垂直方向的地震振动在设计时完全没有考虑。
　　建设者在桥梁抗震标准《道路桥示方书》的第4章中，明确写到在设计时不考虑垂直向振动的影响。
　　而对于水平向振动，规定的标准为0.2，即建筑物应当在水平方向受到相当于自身重量20%的外来力时不致于破坏。这次倒塌的阪神高速公路神户一段就是按这一标准建造的。
　　1923年，关东大地震，东京市内几乎所有的楼房都瓦解了，但位于丸之内的日本兴业银行本店的楼房却完好无损地保留了下来。这幢建筑是按大约 0.13的抗震标准设计的，后来就决定采用比这一标准略高的0.2作为水平振动的抗震设计值。
包括阪神高速公路在内，公路桥在过去某段时间曾采用过0.1作为垂直向振动抗震设计的标准，然而1971年修改的技术规范却取消了垂直方向的设防。
　　建设者的负责人说：“由于垂直方向振动的影响轻微，在抗震设计中可以不予考虑。如果在设计中要反映出垂直振动的抗震，那将花费更多的经费和人力。”
　　参与制订技术标准《示方书》的专家说：“当时还考虑到，如果设计时要考虑抗御垂直振动，会给计算带来许多麻烦。最近，可以用计算机来进行建筑物振动情况的计算，但也只使用了过去发生强震时水平振动的数据。大家都认为，对于没有经验的垂直向振动，即使完全不考虑也是可以的。”
　　铁路高架桥也有着同样的经历。
　　以关东大地震为契机，国有铁路引入了抗震设计的标准，其标准与公路桥相同。1966年国铁山阳新干线建设时制定的《新干线钢筋混凝土构造建筑物设计要项》中写道：“垂直方向上的地震荷重一般不予考虑。”过去一直认为混凝土造的建筑物对于垂直向振动本身就有足够的强度，忽略垂直振动的影响不会有什么问题，实际上并没有对地震时垂直方向的振动作认真仔细的研究。 地震第二天，原国铁工程专家、现东京理科大学的松本教授在直升飞机上视察地震灾区现场时说：“今后在设计时必须考虑垂直向力的影响。”
　　日本是土木建设的世界，很久以来就有所谓“建筑物能经受住关东大地震”的宣传。
　　可是，关东大地震振动的加速度究竟有多大?当时没有仪器测定，现在并不清楚。 1989年，美国西海岸旧金山附近的洛马普列塔发生地震，人们只注意到城区高速公路的桥梁因水平振动而垮塌，却没有注意到震中附近垂直振动造成房屋桥梁的破坏。现在，专家们说：“没有认真考察洛马普列塔的地震，值得日本人反省。”
　　地震发生后，日本抗震工程界的权威伯野元彦先生接受了美国CNN电视台的采访。有人问：“过去一直说日本的建筑物没关系，现在难道不觉得并非如此吗?”伯野回答说：“我也不知道该怎样办才好，我已经没有自信了。”伯野到现场视察了两次，他说：“‘耐震工学’(即工程抗震学)是在大量积累经验的基础上发展起来的。这次，必须在那些值得反省的地方严格认真地进行反省，使我们的知识更接近于真实情况。” 死亡和失踪五千余人、损坏房屋九万余栋的阪神大震灾已经把“能耐关东大地震级别”的前提下建造起来的抗震“堤防”彻底打碎了，仅仅用“出乎意外”就可以说明一切吗?难道不是过分自信了吗?
　　火海吞没了消防之梦
　　神户市上空300米。
　　从空中看地面地震火灾后的现场，可以清楚地看到，是一些宽阔的道路或空地使燃烧得以中止。从这些方方正正的火灾遗迹可以想象灭火行动是何等的无能为力。
　　火灾从17日地震后开始在神户市各区多处同时发生。
　　神田市长田消防署的值班长是32岁的键本敦。在剧烈的振动之后，他发现两处起火。这时大道通(街道)火灾现场已经被烈焰包围起来。救火队员们突然惊呼：“消防栓不能使用了!”值班长顿时感到头脑一片空白。
　　兵库县南部地震的次生灾害——火灾，到28日凌晨零点为止，仅神户市内就有419次，燃烧面积相当于甲子园运动场的25倍，约100公顷，是二次大战后烧毁面积最大的建筑物火灾。
　　木制旧房屋较多的长田区，烧毁面积占全区总面积的4%，达44公顷，约3700栋房屋化为灰烬。地震后该区发生的10起火灾中，没有一起是完全靠消防扑灭的。
　　神户市所有与消防有关的人士都说：“发生了预料以外的事态。”
　　9年前，神户市制定了《地区防灾计划》，当时假定最大地震烈度为5度(日本采用“7阶烈度烈度表”，其5度相当于我国的7至8度)。消防预案，训练和演习也以此为假定前提。其依据是神户地区有史以来所记录到的最大地震烈度只有5度。
　　在这样的前提下，消防方面遇到了两个“意料之外”。
　　第一是认为5度地震时自来水管不会遭到什么破坏，消防用水是可以保证的。
　　实际上，这次地震神户各区的烈度达到了6度甚至7度，水管遭到毁灭性的打击，与之相连的消防栓全部不能使用。神户市原来假定“地震后消防栓可以使用”，从而拖延了其它消防设施的完备，如消防水池。
　　在大道通救火的消防队，由于消防栓不能使用，只能在附近容积分别为40立方米和25立方米的两个水槽中抽水，不一会水就用完了。又在消防署附近的河中用土拦了一点水，用泵吸上来救火，但河中水量很少，救不了火。因此还上演了市民们从震坏的公共浴池中打水救火的场面。
　　地震火灾时，水的确保是至关重要的问题。东京都是假定“6度”来设置的，在假定消防栓全部不能用的前提下作了准备，全东京23个区有13000多个水槽。
　　神奈川、静岗县是以假定发生东海地震，地震烈度为7度的情况下消防栓全毁为前提的。
　　与这些地方不同，神户市内仅有968处消防水池。东京23个区平均每平方公里有21个水池，而神户每平方公里仅1.8个，不到东京的十分之一。长田区总共只有92处，没有达到自治省消防厅规定的标准。
　　另一个“意料之外”是那么多火灾同时发生。仅长田区在地震发生后就立即发生了10起火灾。
　　当天在长田消防署留宿值班的人员共24人，配有4台水泵的消防车首先到达了两处火灾现场。15分钟后，又勉强到达了第三处，但其它的火灾现场已经力所不能及，只好放弃。
　　东京消防厅防灾部的大津康佑副参事指出：“一般说来，火越大，蔓延速度越快。尽可能把火灾消灭在初期，是消防工作的基本原则。” 94年版的《消防白皮书》规定，为了防止地震火灾引起大规模破坏，要建立跨越市、领(町)、村和都、道、府、　　县的广域援助体制，以及强化使用直升飞机进行广域空中消防援助的措施。
　　但是，这次地震火灾的初期阶段，其它地区的消防援助全无指望，这一事态十分明显。
　　近邻县的救援，最早到达的也是午后1时了(震后7个多小时)。
　　自治省消防厅在地震后4个小时，即上午10点，向其它地区发出了第一次援助请求。
　　接到请求的有东京都、广岛市、名古屋市、大阪府。据名古屋消防局说，请求的内容就是“救援”两个字，消防队员到达现场时，已经是当晚9点07分了。
　　京都市消防局接到神户的请求后，于上午11点派出3台救火车和16名消防队员。到达长田区后，不得不用大约100根软管连接起来，从900米外的长田港抽取海水，这样直到下午4点才开始放水，尽了最大努力才把大火制止在街区的一侧。
　　这一次没有动用直升飞机空中灭火，全日本的消防机构在94年4月时共有25架消防直升飞机。
　　据东京消防厅说，一架直升机一次载水量仅1.5吨左右，即使这些水能最有效地用于灭火，要扑灭100平方米的火灾也需要11架次直升机。加之火场上空气流不稳定等因素，直升飞机还有坠落或相撞的危险。
　　兵库县的《地域防灾计划》中，有关于消防厅长官向知事请求派遣增援部队的条款，但是没有关于自身向消防厅请求援助的规定。火灾结束后，长田消防署的干部才醒悟到这一点。他们说：“关东大震灾在关西发生，这一点真完全没有想到。”
　　1923年关东大地震，死亡和失踪约14万人，大部分死于火灾。
　　这次神户地震，死于火灾的比例有所降低，但连续两天以上大火蔓燃的恐怖气氛与关东大地震没有什么两样。
东京消防厅研究过这样一个模型：冬天早上6点，风向北北西，风速每秒6米，在相模湾(东京西南的一个海湾)发生了7.9级大地震，在这种情况下模拟得出可能出现758起火灾，烧毁面积22,900公顷，烧毁房屋633,000多栋。
　　正在神户市火灾现场调查的室崎益辉教授说：“大地震时，消防力量肯定是不够的，不能把希望单纯寄托在事后的消防上。必须加强诸如如何利用天然水源，如何尽量普及家庭常备的自动灭火装置等等工作，在这些事前的准备和宣传上多下功夫。”

(未完待续)