文:陳建國
中老昆萬鐵路于2021年12月開通運(yùn)營,是中老兩黨兩國最高領(lǐng)導(dǎo)人親自決策和推動的鐵路項(xiàng)目,是“一帶一路”倡議與老撾“變陸鎖國為陸聯(lián)國”戰(zhàn)略對接項(xiàng)目,是“一帶一路”建設(shè)的標(biāo)志性工程。
2010年4月,中國鐵道部與老撾公共工程與運(yùn)輸部簽署《中華人民共和國鐵道部與老撾人民民主共和國公共工程與運(yùn)輸部鐵路合作的諒解備忘錄》,中老鐵路研究工作正式啟動;2010年5月,中老鐵路昆玉先開段開工建設(shè);2016年4月,中老鐵路玉磨段開工建設(shè);2016年12月25日,中老鐵路磨萬段全線開工;2021年12月,中老鐵路玉磨段、磨萬段同步建成通車。
中老昆萬鐵路按中國國鐵Ⅰ級標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),使用中國設(shè)備,為中國第一個以中方為主投資建設(shè)、共同運(yùn)營并與中國鐵路網(wǎng)直接連通的跨國鐵路項(xiàng)目,這標(biāo)志著中國鐵路的海外之旅,已從過去的技術(shù)合作、服務(wù)、工程承包,走出了涵蓋成套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計(jì)建設(shè)、運(yùn)營管理、設(shè)備制造全產(chǎn)業(yè)鏈合作的新路徑。中鐵二院作為勘察設(shè)計(jì)單位,全過程參與了中老鐵路研究論證、勘察設(shè)計(jì)和建設(shè),作為這段歷史的創(chuàng)造者,中鐵二院建設(shè)者深以為榮、倍感自豪。
中老昆萬鐵路正線全長約1035公里,位于橫斷山脈南延段,線路穿越三山(磨盤山、哀牢山、無量山)、橫跨四水(元江-紅河、阿墨江、把邊江、瀾滄江-湄公河),并經(jīng)過老撾地勢最高的上寮地區(qū),整體地勢由北西向南東傾斜,地形起伏劇烈、山高谷深,最高點(diǎn)與最低點(diǎn)相對高差達(dá)2900m,地形條件極為復(fù)雜。
線路地處印度板塊與歐亞板塊碰撞縫合帶附近揚(yáng)子亞板塊、印支亞板塊、滇緬泰亞板塊,橫穿瑯勃拉邦縫合帶,深大活動斷裂及褶皺發(fā)育,穿過斷層、斷裂218條,穿越褶皺66條,工程地質(zhì)條件極其復(fù)雜,具“三高”(高地?zé)帷⒏叩貞?yīng)力、高地震烈度)、“四活躍”(活躍的新構(gòu)造運(yùn)動、活躍的地?zé)崴h(huán)境、活躍的外動力地質(zhì)條件、活躍的岸坡淺表改造過程)的特征。
鐵路沿線地廣人稀,氣候炎熱,雨量充沛,叢林密布,地形陡峻,時有山洪及地質(zhì)災(zāi)害暴發(fā),部分線路穿過原始森林和無人區(qū),有毒蛇、猛獸出沒,交通極不發(fā)達(dá),外部環(huán)境惡劣,給野外勘察工作帶來極大安全隱患。
受自然地理、經(jīng)濟(jì)條件等因素限制,老撾段相關(guān)基礎(chǔ)性工作研究程度很低,在國內(nèi)很容易收集到的地形、地質(zhì)、水文等相關(guān)基礎(chǔ)資料缺乏;基礎(chǔ)地質(zhì)資料僅有2003年至2006年編制的《東南亞地區(qū)礦產(chǎn)綜合圖件編制成果報(bào)告》和《老撾?yún)^(qū)域地質(zhì)圖》,遠(yuǎn)不能滿足鐵路所需資料要求;水文資料僅有湄公河上部分水文站收集的資料,缺乏系統(tǒng)性的水文資料,為流量和水位的確定帶來困難。老撾當(dāng)?shù)厝狈衫玫募夹g(shù)和人力資源,而國內(nèi)進(jìn)出老撾需辦理出入境手續(xù),人員、設(shè)備組織困難。
右圖:中老鐵路玉磨段沿線鮮花盛開、綠意盎然Right: Flowers and greenery bloom along the Yuxi-Mohan section of the China-Laos Railway(劉順良 攝)
以上種種,都給建設(shè)者的工作帶來了極大挑戰(zhàn)。為確保各項(xiàng)工作保質(zhì)保量按期完成,經(jīng)過精心策劃和部署,針對項(xiàng)目困難和實(shí)際,抽調(diào)精兵強(qiáng)將組建勘察設(shè)計(jì)總體組,成立現(xiàn)場以集團(tuán)公司總經(jīng)理掛帥的領(lǐng)導(dǎo)小組,以集團(tuán)公司總工程師掛帥的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)小組、現(xiàn)場工作組,由分管技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)牽頭的專題組同時開展工作。
安全是所有工作的前提,而在中老鐵路的勘察設(shè)計(jì)工作中,安全這個看似簡單的要求,變得尤為復(fù)雜和突出。面對熱帶地區(qū)的蟲蛇叮咬和傳染病、頻發(fā)的山洪等自然災(zāi)害,中鐵二院勘察設(shè)計(jì)隊(duì)伍,在對現(xiàn)場主要安全風(fēng)險(xiǎn)源梳理和排查的基礎(chǔ)上,采取了更為嚴(yán)密的安全措施:對現(xiàn)場人員進(jìn)行安全培訓(xùn),提高安全意識;配置安全帽、工作服、綁腿、蛇毒防治藥品等防護(hù)裝備;雇傭當(dāng)?shù)鼐邆鋮擦稚罱?jīng)驗(yàn)的村民陪同前往現(xiàn)場;部分無人區(qū)地段按照勘察、施工結(jié)合的原則提前修筑施工便道。
沿線大部分為熱帶雨林地區(qū),植被異常茂密,地形起伏大,給地形圖測繪、勘測工作帶來巨大困難。為此,采用“空、天、地”綜合手段進(jìn)行勘察:采用GNSS衛(wèi)星定位技術(shù)和高精度電子水準(zhǔn)儀、無人機(jī)、機(jī)載激光雷達(dá)(LiDAR)技術(shù)、三維斷面采集、三維GIS方案展示等多種先進(jìn)設(shè)備和技術(shù),克服了落后的交通設(shè)施和過多的植被覆蓋給野外勘測工作帶來的巨大挑戰(zhàn)。在采用衛(wèi)星圖像、航空圖片遙感解譯等非接觸手段進(jìn)行地質(zhì)判識的基礎(chǔ)上,開展大范圍現(xiàn)場區(qū)域地質(zhì)調(diào)繪,重點(diǎn)使用鉆探、物探、原位測試、取樣試驗(yàn)等地質(zhì)勘探手段,同時開展地震動參數(shù)區(qū)劃、水熱活動特征及熱害評估、巖溶水文地質(zhì)等專題研究,利用信息化技術(shù),提高勘察資料融合應(yīng)用效率。
為趕工期,專業(yè)技術(shù)人員白天對方案和工點(diǎn)進(jìn)行核對,晚上開展方案和措施的研究、會審、資料整理,凌晨休息、天亮出發(fā)是常態(tài)。在現(xiàn)場核對中,大伙兒需頂著烈日,冒著酷暑,在三十幾度的高溫中步行穿越灌木林或者叢林,還得時刻提防著是否有蛇蟲;無人區(qū)工點(diǎn)核對更是一大挑戰(zhàn),在一次核對沙拉巴土隧道時,沒有道路可走,只能沿著河道來回走行近三十公里,早上天放亮就出發(fā),直至夜幕降臨方返回。正是由于專業(yè)技術(shù)人員在現(xiàn)場的求真務(wù)實(shí)、辛勤付出,最終采用的方案在建設(shè)過程中能夠順利推進(jìn),沒有發(fā)生大的不良地質(zhì)災(zāi)害。
為使中國標(biāo)準(zhǔn)在中老鐵路的應(yīng)用取得最大成功,在堅(jiān)持安全質(zhì)量、滿足功能需求的前提下,結(jié)合老撾法律法規(guī)、建設(shè)環(huán)境、當(dāng)?shù)赝ㄓ茫ɑ蛎裼茫?biāo)準(zhǔn),靈活運(yùn)用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對于老撾已有的一些通用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),則在中國標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上結(jié)合使用。
綜合運(yùn)用減災(zāi)選線、環(huán)保選線、工程選線、施工組織選線等選線理念,采用智能選線技術(shù)優(yōu)選線路方案:對于地形起伏劇烈地段,采用高墩大跨橋梁、長大隧道減少展線長度,節(jié)省工程投資;對重大不良地質(zhì)予以繞避,無法繞避的,采用對工程影響最小的方式通過;經(jīng)過環(huán)境敏感區(qū)時,開展繞避、以隧代路、以橋代路等多方案比選,將對環(huán)境的影響降至最低;在工程量差別不大的情況下,盡量選擇靠近既有道路的方案,有利于便道和電力線路接入,方便施工組織。
為確保順利實(shí)現(xiàn)跨境運(yùn)輸,開展跨境機(jī)車交路、通信跨國互聯(lián)互通、口岸站設(shè)置、換裝站設(shè)置、跨境運(yùn)輸組織、鐵路聯(lián)運(yùn)協(xié)議等鐵路跨境互聯(lián)關(guān)鍵技術(shù)的研究。
全線站房進(jìn)行整體構(gòu)思,結(jié)合沿線民族文化豐富多樣的特點(diǎn),深入開展地貌、文化分析,按照文化交融性、時代性、地域性、唯一性的設(shè)計(jì)理念,站房設(shè)計(jì)中延續(xù)沿線傳統(tǒng)建筑風(fēng)格,作為主要設(shè)計(jì)元素,并適當(dāng)融合其他國家或中國建筑元素,在整體的協(xié)調(diào)統(tǒng)一中賦予各站不同的個性,各站相互呼應(yīng),體現(xiàn)當(dāng)?shù)氐赜蛭幕?,共同營造發(fā)展中老友誼的美好意向;同時根據(jù)大型交通建筑特點(diǎn),融入了現(xiàn)代化的功能,考慮增加其地標(biāo)性和識別性,完美地結(jié)合傳統(tǒng)地域文化和現(xiàn)代文明。
2016年12月25日,中老鐵路全線開工儀式現(xiàn)場The groundbreaking ceremony of the China-Laos Railway on December 25, 2016
空中鳥瞰中老鐵路(中)Bird’s eye view of the China-Laos Railway (central)
設(shè)計(jì)中始終堅(jiān)持貫徹落實(shí)環(huán)保、綠色設(shè)計(jì)理念,采用了比老撾環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求更高的中國環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),注重運(yùn)營期和建設(shè)期的環(huán)保設(shè)計(jì)。為保護(hù)沿線生物多樣性,減輕對自然保護(hù)區(qū)的影響,開展全方位環(huán)保選線選址工作,最大限度繞避環(huán)境敏感區(qū),如瑯勃拉邦世界遺產(chǎn)地、NamHa等多處以保護(hù)生物多樣性為主的國家級自然保護(hù)區(qū),均予以了繞避。按照“四季常綠、喬灌草結(jié)合”的原則開展綠色通道設(shè)計(jì),打造綠色長廊,路基工程邊坡、隧道洞口邊仰坡均優(yōu)先選用綠植防護(hù)方案,橋下鐵路用地撒播耐蔭草籽綠化。
在“暢通融合、綠色溫馨、經(jīng)濟(jì)藝術(shù)、智能便捷”的原則指引下,按照“精心、精細(xì)、精致、精品”的工作要求,遵循創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享發(fā)展理念,針對房屋與圍墻建筑風(fēng)格、站區(qū)綠化、站區(qū)道路、苗木選擇、照明設(shè)置等開展專項(xiàng)設(shè)計(jì),將站房、配套生產(chǎn)用房、站前廣場周圍區(qū)域打造為“美麗站區(qū)”,促進(jìn)自然山水、地域文化、站區(qū)建筑和諧統(tǒng)一。
為減小施工對環(huán)境的影響,建設(shè)期采取相應(yīng)環(huán)保措施:合理選擇取棄土(碴)場位置,遠(yuǎn)離景觀敏感地段設(shè)置,嚴(yán)格指定區(qū)域,預(yù)留耕作造林條件;嚴(yán)格水環(huán)境治理措施,保護(hù)水資源,所有隧道施工洞口均設(shè)置沉淀池處理施工廢水,涉及敏感水體的施工廢水設(shè)置專門廢水處理站處理;跨河橋梁鉆孔樁產(chǎn)生的泥漿,設(shè)泥漿儲存池,循環(huán)利用,并設(shè)沉淀池,施工結(jié)束打撈清理河道土方、圍堰;采取防塵降噪措施減少建設(shè)期對當(dāng)?shù)鼐用竦挠绊?,施工便道路況較差路段進(jìn)行路面硬化,減輕便道對沿線居民揚(yáng)塵、噪聲等的影響;便道使用期間,及時灑水降塵,運(yùn)輸渣土車輛篷布覆蓋,保持車輛清潔。
中老鐵路機(jī)械化養(yǎng)護(hù)Mechanized maintenance of the China-Laos Railway(劉順良 攝)
針對中老鐵路沿線復(fù)雜的地質(zhì)條件,開展科技攻關(guān)和創(chuàng)新設(shè)計(jì),創(chuàng)造出一個個精品工程。
元江雙線特大橋主橋——世界最大跨度、最高橋墩的雙線鐵路上承式連續(xù)鋼桁梁橋。橋梁墩高達(dá)154m,主橋采用108m+ 152m+249m+152m+108m上承式連續(xù)鋼桁梁方案,且處于高烈度地震區(qū),可謂是集高墩、大跨及高地震烈度于一體,是世界最大跨度、最高橋墩的雙線鐵路上承式連續(xù)鋼桁梁橋。設(shè)計(jì)中引入橋梁韌性抗震理念,提出適合高烈度地震區(qū)超高橋墩大跨度鋼桁梁的抗震設(shè)計(jì)方法,以先進(jìn)理念突破傳統(tǒng)鐵路橋梁抗震理念;首創(chuàng)鋼-混組合結(jié)構(gòu)鐵路高墩,將世界鐵路橋墩的高度突破至154m,引領(lǐng)、推動了鐵路高橋墩技術(shù)的進(jìn)步;首次采用鐵路上承式大跨度變桁高鋼桁梁,并將其跨度延展至249m,推動鐵路鋼橋的發(fā)展,拓展了大跨度鐵路鋼桁梁橋的結(jié)構(gòu)形式和跨度范圍;提出超高墩大跨上承式鋼桁梁橋的剛度控制方法,保證鐵路運(yùn)行所需要的合理剛度;以“風(fēng)-車-橋”耦合動力理論為基礎(chǔ),采用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的方法,對超高橋墩上承式鋼桁梁橋進(jìn)行反復(fù)的列車走行性及橋梁動力響應(yīng)進(jìn)行研究。
班那漢湄公河特大橋——老撾境內(nèi)最大跨度橋梁。班那漢湄公河特大橋橋高62m,主橋采用(80+144+80)m預(yù)應(yīng)力混凝土連續(xù)剛構(gòu)跨越湄公河,是中老鐵路墩高最高橋梁,也是老撾境內(nèi)最大跨度橋梁。
友誼隧道——穿越巖鹽地層。友誼隧道為中老鐵路跨境隧道,部分段落通過含鹽地層,局部地方鹽巖最高含量達(dá)80%。針對鹽巖“強(qiáng)溶解、強(qiáng)腐蝕、膨脹”等特性,提出 “注漿堵水、全包防水、強(qiáng)化材料防腐、圓形加強(qiáng)結(jié)構(gòu)”的處理原則,形成了適應(yīng)于高含量鹽巖地層的隧道結(jié)構(gòu)型式及防水體系,適應(yīng)于鹽巖地層隧道的材料防腐抗?jié)B措施、施工工法工藝、監(jiān)測方案、鹽巖棄渣的環(huán)境保護(hù)處理方法等成套技術(shù),為國內(nèi)首創(chuàng)。
普洱站深厚軟土地段高填方路基。深入探討軟弱地基上高填方路堤在填筑過程中不同位置復(fù)合地基樁體(包括柔性樁、半剛性樁和剛性樁)的漸進(jìn)失穩(wěn)機(jī)理與其破壞模式;分析復(fù)合地基加固路堤穩(wěn)定性計(jì)算中合理參數(shù)的選用;總結(jié)不同地質(zhì)條件下適用于高路堤的地基加固技術(shù),為復(fù)雜山區(qū)軟弱地基高填方路堤的設(shè)計(jì)提供一定理論依據(jù)、技術(shù)支撐與經(jīng)驗(yàn)參考。
萬象站房——花開香檀城。萬象站位于老撾首都萬象,其站房是中老鐵路老撾段面積最大的。站房外觀以“檀木之城,中老之誼”為主題,將萬象“森林之都”的環(huán)境特點(diǎn)融入建筑之中,彰顯優(yōu)雅靜謐的整體風(fēng)貌。站房正立面打造的8棵“樹枝”均屬于異形鋼結(jié)構(gòu),在對該構(gòu)建的比例和尺度經(jīng)過反復(fù)研究,對節(jié)點(diǎn)間的焊接部位的美觀問題多方咨詢后,提出了最佳工藝。站房內(nèi)裝飾充分挖掘當(dāng)?shù)靥厣幕?,確立“中老友誼結(jié) 花開香檀城”為主題的裝修方案,把中國結(jié)文化、老撾栓線文化與老撾國花占芭花文化深度融合,組成大版面“中老友誼之花”圖案,點(diǎn)綴站房候車大廳。萬象站雨棚雙向跨度都超過20m,設(shè)計(jì)采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以減小混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫及撓度,從而有效減小了梁柱截面,并減少了超長混凝土結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力的影響。
瑯勃拉邦站房——層疊、升騰。瑯勃拉邦站房是中老鐵路老撾段造型最為復(fù)雜的站房。站房屋面造型取自本地經(jīng)典建筑層疊與升騰之意,采用具有當(dāng)?shù)氐胤教厣亩嗳俗制轮亻墀B合方案,屋面結(jié)構(gòu)部分因屋面高差大、造型多變,下部支撐點(diǎn)變化較多,設(shè)計(jì)采用四角錐網(wǎng)架作為主體受力體系,通過設(shè)置多層網(wǎng)架實(shí)現(xiàn)高差變化。站房結(jié)構(gòu)軸線長度176m,遠(yuǎn)超現(xiàn)行規(guī)范55m的要求,設(shè)計(jì)采用多個后澆帶并要求后澆帶延后45天封閉,釋放了大部分混凝土收縮應(yīng)力。
智能運(yùn)維——高效、先進(jìn)。堅(jiān)持“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一平臺、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)”的信息化總體設(shè)計(jì)原則,遵循平臺+應(yīng)用、系統(tǒng)整合、輕量化應(yīng)用的主流信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念,首次提出基于云原生的信息中心系統(tǒng)云平臺一體化方案,實(shí)現(xiàn)一個中心、一個平臺、一套系統(tǒng),調(diào)度一體、局(公司級)站一體、站內(nèi)作業(yè)一體的運(yùn)輸組織和生產(chǎn)指揮體系;采用大數(shù)據(jù)人工智能等先進(jìn)信息技術(shù)和全方位的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)體系,實(shí)現(xiàn)了國際聯(lián)運(yùn)運(yùn)單信息、列車編組信息、交接單信息、跨境列車工作計(jì)劃、跨境列車客調(diào)命令等重要信息的互聯(lián)互通,大幅提高了國際鐵路跨國作業(yè)能力,提高作業(yè)流程效率,提升經(jīng)濟(jì)效益。
環(huán)保創(chuàng)新——保護(hù)動物。線路穿越珍稀動物亞洲象活動區(qū),盡量采用隧道、橋梁代替路基,為大象預(yù)留通道;針對大象習(xí)性,研發(fā)了柔性防護(hù)柵欄,并將頂部滾刺籠設(shè)置于內(nèi)側(cè),既有效地進(jìn)行隔離,又不會對亞洲象帶來身體傷害,最大程度的降低了對亞洲象及其棲息地的影響。
中老鐵路是“一帶一路”倡議同老撾“變陸鎖國為陸聯(lián)國”戰(zhàn)略對接項(xiàng)目,也是中老經(jīng)濟(jì)走廊長遠(yuǎn)發(fā)展的先導(dǎo)和骨干項(xiàng)目,是走廊的紐帶,它的開通將為兩國貿(mào)易、貨運(yùn)、投資提供便利。全線采用中國鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),體現(xiàn)的是中國智慧;采用中國設(shè)備和產(chǎn)品,認(rèn)可的是中國制造;采用中國運(yùn)營管理與維修服務(wù)體系,展示的是中國經(jīng)驗(yàn);毫無保留地為鐵路所在國家提供全方位的技術(shù)支持,培養(yǎng)本土化技術(shù)人才,彰顯的是中國情懷!鐵路沿線的開發(fā)不僅將造福當(dāng)?shù)匕傩眨龠M(jìn)減貧脫貧,還將使老撾經(jīng)濟(jì)與中國西南地區(qū)深度融合,形成現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、旅游、能源、物流、加工制造綜合發(fā)展的格局。鐵路的形成還將大大提升老撾與其他域內(nèi)國家的物理聯(lián)通水平,助力老撾實(shí)現(xiàn)“陸鎖國變陸聯(lián)國”的目標(biāo),并將成為中老友誼的新標(biāo)志。