段海龍

摘 要 在京張鐵路工程中，青龍橋附近的“人”字形路線作為該路重要標志多為后人稱道。該處“人”字形路線設計最直接意圖是縮短八達嶺隧道開鑿長度。“人”字形路線需要列車停頓、逆行，不僅限制運輸還存在安全隱患，路線設計者詹天佑及之后工程師對此都有正確認識。京張鐵路采用“人”字形路線是限于特殊地理環(huán)境、有限的資金與工期作出的無奈選擇，從工程角度來講不是最佳方案。后人對該路線有誤解，未能認識到路線缺點。

關鍵詞 京張鐵路 “人”字形路線 詹天佑

京張鐵路（北京-張家口）在中國鐵路史上具有劃時代意義，它是第一條完全由中國工程師設計修建的干線鐵路。就工程史方面，京張鐵路以“資金少、工期短、質(zhì)量好”為目標解決了艱巨的工程難題而聞名于世。小學語文教科書以《詹天佑》為題介紹了京張鐵路，其中青龍橋附近的“人”字形路線作為標志性路線被人廣為稱道。目前對于此處“人”字形路線的設計過程與使用效果的探討，少有涉及。本文擬以史料為依據(jù)，從工程技術角度對京張鐵路中“人”字形路線的設計目的與過程做一解析，分析其得失，并對普通民眾對該路線的理解做一簡要評述。

一 取道關溝段，采用“人”字形路線

張家口位于北京西北方向，中間有崇山峻嶺相隔。要在京張之間修建鐵路，穿山越嶺不可避免。擬建之初，有經(jīng)驗豐富的外國工程師認為工程難度之大，單靠中國工程師很難完成①（[1]，頁85—87）。對于詹天佑等中國工程師來講，清廷限定的四年工期、五百萬兩白銀經(jīng)費是他們必須考慮的條件。這些與之前修建的鐵路相比近是苛刻的條件（[2]，頁149—151），限制了京張鐵路的路線選定和修建過程。

1. 選線關溝

在實地勘測之后，多次比對（圖1），詹天佑選定了最終路線走向，即經(jīng)沙河、南口、康莊、沙城到張家口。之后又將整條路線分為三段，其中南口到岔道城為第二段，該段距離最短但工程難度最大。尤其是關溝一帶，地勢險峻，天然坡度幾乎超出了當時鐵路線的極限值。因此，該段所有措施都是為解決坡度這一問題設計的。

八達嶺是該段路線最高點，詹天佑在1905年5月21日的日記中寫道：“第121測站是在八達嶺長城‘北門鎖鑰關城頂上，這里是南口關溝段最高點，地面由這里向前后兩個方向順坡而下。這里需要一座山洞，但須再經(jīng)詳細測量之后，才能確定。”

為了繞開險峻地段降低工程難度，詹天佑等工程師對周邊進行了多次勘測。如1905年6月8—10日測量的一條路線，坡度較緩且無需開鑿隧道，但“山道或干河道很狹窄，且地形極為崎嶇……河道在群山之間穿行，被一些高峻突出的狹長山嘴阻擋，因而有規(guī)律的反復繞行。在大多數(shù)情況下，這些山嘴都需要開挖，以容納所采取的曲線。不然，尖銳的轉(zhuǎn)角將不可能使任何采用的曲線以適當半徑通過”。 （[1]，頁109—111）1905年6月11日，詹天佑又聽說有一條可以從青龍橋到小張家口的路線，即前往調(diào)查，但綜合考慮之后還是不得不放棄（圖2最上一條虛線）。

在1905年6月24日關于“京張鐵路的報告和預算”中，詹天佑就關溝段勘測的路線逐一分析。他指出，“在進行更為詳細精確的測量并將不同路線方案加以考察比較之前，現(xiàn)在還不能做出取舍的決定，因為錯誤的定線將會增加行車和維修費的開支以及增加修筑費用?！辈⒖紤]到在沒有大道的情況下“一切材料工具運輸均極為困難”，認為“南口關溝段是最好的路線”（[1]，頁119—120）。但具體路線還沒有確定，詹天佑派陳西林繼續(xù)勘測。

以上分析了京張鐵路取道關溝段的過程，可以看出取道關溝是地理條件所定，是綜合了眾多因素、比較了多條路線之后的結果。但如何越過關溝段，是京張鐵路的下一個難題。

2. 采用“人”字形路線

1905年8月1日，陳西林邀詹天佑到青龍橋附近查看新勘測的路線，之前二人曾分別對周邊地形進行了勘測。8月4—7日，詹天佑會同陳西林對幾條路線進行反復研究，最后決定采用“人”字形路線，以縮短八達嶺隧道的長度。在8月5日的日記中，詹天佑寫道：

經(jīng)過對各種方案進行研究之后，我們決定將原測路線稍加延長，使路線升高到與第117測站相同的高度。我們用此辦法，可使八達嶺山洞的長度從6000英尺縮短到3000英尺。

6日日記寫道：

按照上述情況，立標樁標出一條新路線，由原測路線走進經(jīng)過黃土嶺的路線入口，然后再退出，走向原測路線去往八達嶺。（圖3）

7日日記寫道：

命陳工程司及張學員做完水平測量，并繪出斷面圖。從而得知，按照1/35的坡度使路線延長，在到達第117測站時，其標高正在該站以下6英尺。這樣，使山洞長度縮短到大約只有3000英尺。到此為止，看來已無更好的路線了，遂決定采用此線。經(jīng)對此線費用加以計算之后，得知工程預算費用比開鑿6000英尺山洞的路線有所減少，約可節(jié)省100，000銀兩。

通過以上分析可以看出，八達嶺附近地形險峻復雜，詹天佑一直在尋求最佳路線。最終取道青龍橋，是綜合考慮了工程難度、工程工期和費用以及材料運輸?shù)榷喾N因素。在青龍橋附近采用“人”字形路線，不僅大大降低了路線坡度，更重要的是隧道長度縮短了一半，工程量減少，既節(jié)約資金，又縮短工時，可謂一舉數(shù)得。“人”字形路線的采用是綜合了當時技術與非技術因素之后最好的選擇。

二 鐵路工程界對“人”字形路線的評價

關于“人”字形路線，詹天佑本人有著非常清晰的判斷，他在1910年給商辦川漢鐵路公司宜萬段副總工程司顏德慶信中說：

我也認為，采用螺形環(huán)山線比采用之字線更為優(yōu)越，無論何時何地，只要有可能時，均系如此。（[1]，頁281—282）

此論在鐵路工程界亦為常識。在民國出版的教材中，多次談及此問題。鴻勛編著的《鐵路工程學》一書中指出：在鐵路工程中延長路線一般有三種方法，其中在崇山峻嶺之間，開鑿隧道是延長路線的方法之一。路線坡度太大時，最常用的是轉(zhuǎn)彎上坡法（圖4中第一圖），先由A點沿河慢慢斜上，在達到高度約一半時，急轉(zhuǎn)過河，再向B點慢慢斜上。第二種是橋梁（隧道）螺旋線法（圖4中第三圖、第四圖），即在山谷深而窄的地方建造高橋，或在山脊狹而峭的地方開鑿隧道，使路線呈螺旋形，以降低坡度。最后一種是反向上坡法（Switch-back），即“之”字形路線上坡法（圖4中第二圖），一般只在在地勢極為峻峭的地方使用。同時指出：后兩種方法不是萬不得已的時候一般不宜采用，若采用則說明地勢極為崎嶇，尤其是“反向上坡法”！

該教科書中指出，反向上坡法“能免用最佳！”為什么要慎用呢？教材解釋道：由于要在拐點B、C兩處停車，列車行至反向線時需逆行，要求行車速度必須緩慢，否則不易停頓和反向而行，考慮到列車慣性極大，坡度又高，因此危險系數(shù)高，在運輸和管理方面極為不便。

此后也有教科書中評價此種路線“行車速度必須緩行，方無危險?？蛙嚪倍嘀肪€，應避免之”（[5]，頁120）。又有一《職業(yè)學校叢書》中，直接以京張鐵路中的“人”字形路線舉例：“平綏路由居庸關上升八達嶺時，在青龍橋站作反向線，致行車常感困難，是其一例?！保╗6]，頁7）說明鐵路線中慎用“人”字形路線，已是鐵路工程界共識。

三 普通民眾對“人”字形路線的曲解

京張鐵路的成功修建，不僅在工程界傳為佳話，還影響至社會各界。后人對詹天佑與京張鐵路的了解多來自教科書。目前小學語文課本中，有“詹天佑”一文，其中這樣描述“人”字形路線：

鐵路經(jīng)過青龍橋附近，坡度特別大?；疖囋鯓硬拍芘郎线@樣的陡坡呢？詹天佑順著山勢，設計了一種“人”字形線路。北上的列車到了南口就用兩個火車頭，一個在前邊拉，一個在后邊推。過青龍橋，列車向東北前進，過了“人”字形線路的岔道口就倒過來，原先推的火車頭拉，原先拉的火車頭推，使列車折向西北前進。這樣一來，火車上山就容易得多了。

該文淺顯易懂且生動逼真，但如果不加解釋，容易讓人產(chǎn)生誤會。事實上多數(shù)人會認為“人”字形路線是為了降低坡度設計，而忽略其最初的設計意圖與細節(jié)；也會理解為“人”字形路線是鐵路工程中最佳的設計方案；也有人甚至會認為“人”字形路線是詹天佑的首創(chuàng)。

關于設計細節(jié)和工程角度的評價，前已述及?！叭恕弊中温肪€早在美國礦區(qū)就有使用，這對于在美國學習土木工程專業(yè)的詹天佑并不陌生，因此也不是詹天佑首創(chuàng)。

高宗魯，曾在美國康奈狄克州（該州正是詹天佑學習生活過的地方）一大學任經(jīng)濟學教授，偶然的機會獲得了有關“留美幼童”的資料，繼而做了進一步考察，對詹天佑生平等問題頗有研究（[2]，頁1—3）。在“詹天佑的生平與時代”一文中，高宗魯對青龍橋的“人”字形軌道評價說：

車行到此，改用2-8-8-2大馬力機車兩個，一在前拖，一在后推。到交叉點再往上拖，車廂業(yè)在前頭的，就改在后尾，不必掉頭，十分便捷。（[2]，頁37）

高宗魯顯然稱贊了“人”字形路線的巧妙設計，并沒有從行車實際考慮，這樣行車不僅不“便捷”，還存在安全隱患。作為經(jīng)濟學家的高宗魯先生沒有像工程師出身的鴻勛對“人”字形路線認識的深刻，他的認識代表了普通民眾的認識。

以高宗魯為代表的普通民眾，容易在民族情感的驅(qū)動下，將詹天佑的工作過分拔高。20世紀六七十年代，關于“自動掛鉤”的發(fā)明問題曾在臺灣引起了不小的爭論。事件起因是鴻勛撰文說“自動掛鉤”（Janney Coupler）不是詹天佑發(fā)明，眾多人士則發(fā)文責難氏，所持依據(jù)中就有“教育部”審核通過的“教科書”（[2]，頁229—240）。其實詹天佑本人早已明確將其譯為“鄭氏掛鉤”以避免“詹氏”之流傳（[8]，頁125）。但在20世紀90年代出版的一本著作中還認為“自動掛鉤”為詹天佑所創(chuàng)，可見正確的科技傳播任重而道遠。

如上所述，民眾對“人”字形路線的大加褒獎，并不了解詹天佑的困擾所在。20世紀50年代新建的“豐臺——沙城”一線，繞過了關溝段，解決了京張鐵路的運輸瓶頸。豐沙線也是詹天佑當年測量過的，只是需要穿鑿的隧道過于繁多，在當時的情況下不可能完成，才不得不放棄。

惡劣的地理條件、緊迫的工期、拮據(jù)的資金、傳統(tǒng)的開鑿方法，同時制約著京張鐵路路線選擇，“人”字形路線正是在這種情況下“無奈”出現(xiàn)。是外部條件決定了工程的選擇，普通民眾不了解具體工程細節(jié)，喜歡追逐饒有趣味的故事。

四 結語

鐵路建設作為一項具體工程，必然會受到諸多社會因素的共同影響。鐵路路線的選擇，除要考慮工程本身，還要考慮其他限制條件。京張鐵路中“人”字形路線便是工程自身與工程之外不同因素影響下妥協(xié)的結果，是在有限時間有限經(jīng)費通過青龍橋的最好路線。在當時的環(huán)境下，它解決了當時面臨的工程難題。從工程角度來講顯然不是最好的方案，但它是當時最好的解決方案。不可回避的是，該路線先天不足，成為制約運輸?shù)钠款i。詹天佑選擇“人”字路線實屬“無奈”之舉，并非最佳方案。由于關溝一帶地勢過于險峻，不適合用“螺旋環(huán)山法”，才采用“人”字形線路。

鐵路工程界的客觀評價，并不能代表普通民眾的認識。民族情感往往是讓人曲解歷史的發(fā)酵劑，對于詹天佑有意無意的過高評價，符合常人心理。然而歷史不是文學作品，歷史人物的高大形象更不需要捏造故事。對“人”字形路線的誤解，既不客觀，更違背歷史。

需要指出的是，從工程技術角度理解“人”字形路線的設計背景與運行利弊，并不會降低詹天佑和京張鐵路在中國鐵路史上的地位。相反，只有真正了解“人”字形路線設計的社會背景和地理環(huán)境，以及最初設計意圖與具體過程，人們才更會為以詹天佑為代表的中國工程師們不畏艱險，在惡劣的自然地理條件下，頂著國內(nèi)外輿論壓力，使用傳統(tǒng)方式打造了中國第一條自主建設的鐵路的精神所深深打動。

現(xiàn)在的京張鐵路新開辟了“豐沙線”，繞開了青龍橋的“人”字形路線，大大縮短了列車運行時間。即將開通的京張高鐵更是拉近了京張兩地的距離。但青龍橋站仍然發(fā)揮著作用，目前還有多次列車行駛在“人”字形路線上。此外，作為具有百年歷史的“人”字形路線，不僅具有現(xiàn)實的實用價值，更具有珍貴的歷史價值、工業(yè)遺產(chǎn)價值。人們在領略八達嶺雄偉景觀的同時，仍會緬懷中國“鐵路之父”詹天佑。

參考文獻

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