做好中老铁路设计,厚植中老人民友谊
——中老铁路勘察设计思路浅析

2019-08-07 08:42中铁二院集团有限责任公司副总经理闵卫鲸
中国勘察设计 2019年7期
关键词:老挝铁路

■ 中铁二院集团有限责任公司副总经理 闵卫鲸

中铁二院集团有限责任公司磨万铁路项目部常务副经理 陈建国

老挝人民民主共和国北邻中国、南接柬埔寨、东邻越南、西北接缅甸、西南方向与泰国接壤,国土面积23.68万平方公里,是中南半岛唯一的内陆国家、无出海口,是名副其实的“路锁国”。截至2018年底,其人口总数680万人,2018年经济总量186亿美元,人均国内生产总值2755美元。

老挝矿产资源、土地资源、旅游资源丰富,但由于基础设施落后(N13号公路,是北部地区纵向的国家骨干交通通道,道路等级较低,从北部省城孟赛至首都万象公路距离500余公里,旅行时间长达11~14小时),沿线工矿企业得不到发展,土地和旅游资源开发程度较低,基础产业由于缺乏大能力、低成本的交通而不能合理布局,旅游、土地的资源优势不能有效地转化为经济优势。城市间缺乏大能力、快捷、高效的交通联系,不仅阻碍了城市之间的快捷联系,也严重制约了城市自身的发展,制约了整个国家的城市化进程。

中老两国是山水相连的友好邻邦,两国人民自古以来和睦相处。进入21世纪以来,两国关系在“长期稳定、睦邻友好、彼此信赖、全面合作”的方针指导下,一直保持着健康稳定的发展。中老铁路就是由中老两国最高领导人亲自决策和推动,在“一带一路”倡议下的示范项目,也是中老友谊的标志性工程。

老挝地理位置图(图片来源:中国地图出版社)

中老铁路的建设必将加快区域资源开发,促进沿线资源优势转化为经济优势,推进吸引区经济和城镇建设的快速发展,对于促进中国—东盟自由贸易区建立和大湄公河次区域综合开发等具有重要意义。同时,中老铁路作为老挝境内第一条准轨铁路,也是中南半岛第一条高标准铁路,其实施将在未来区域铁路网规划建设中成为中国与相邻国家间的铁路通道建设的典范工程,对促进中国与东盟相邻国家间建设高标准准轨干线铁路,大大提高东盟国家铁路技术标准,明显改善通道输送能力,完善路网布局等均具有十分重要的作用。

2015年12月2日在万象举行奠基仪式

2016年12月25日在琅勃拉邦举行全线开工仪式

中老铁路北起中老边境口岸磨丁,与我国境内在建的玉溪至磨憨铁路相接,向南经过孟赛、琅勃拉邦、万荣后抵达首都万象市,线路全长414公里,按照旅客列车时速160公里,单线、客货共线的电气化铁路建设。共设32座车站,包括1个口岸站、1个枢纽客运站、1个枢纽货运站、8个中间站、21个会让站(其中,12个会让站初期缓开);正线桥梁162座59.775公里,隧道75座196.705公里,桥隧总长256.48公里,桥隧比重61.9%,工期5年。

中铁二院作为铁路建设的排头兵,从2008年就开始了中老铁路的规划研究,之后开展了多年的研究论证、勘察设计工作,为中老铁路的开工建设作出了突出贡献。项目于2015年12月2日在万象举行了奠基仪式,于2016年12月25日在老挝古都琅勃拉邦举行了全线开工仪式,目前施工进展顺利,计划于2021年建成通车。

精心勘察,为设计提供翔实的现场数据和资料

中老铁路沿线80%为山地和高原,地势北高南低,山川走向多沿构造线发育,山地、峡谷、山间盆地交错分布,地形陡峻,横向冲沟发育,地形地貌条件极为复杂,尤其是万荣以北地区,桥隧比重达80%以上。线路经过区域属中国西南“三江”造山带的南延部分,地处琅勃拉邦通过兰坪-思茅地块、南海-印支地块两个一级构造单元的缝合带,地质构造和云南有相似之处,具有岩性复杂、构造发育、岩体破碎、不良地质发育的特点,工程地质条件较为复杂。

投入足够资源,确保勘察工作按期、保质完成

老挝基础设施建设落后,地形、地质、水文等相关资料缺乏,工作量巨大,且工期紧张,为勘察工作带来了极大的挑战。为确保各项工作保质保量按期完成,设计单位做出精心策划和部署,成立了以集团公司总经理挂帅的中老铁路领导小组、以集团公司总工程师挂帅的技术领导小组和现场工作组。集团公司董事长赵德义、分管副总经理闵卫鲸多次到现场检查指导工作。根据中老铁路的特点和实际,在项目总体组的基础上,成立了由分管技术领导挂帅的8个专题组(测绘组、加深地质工作组、施工组织及概预算组、环评组、电力组、水文气象组、站房设计组、商务组)。

勘察期间,公司投入人员近400人,投入包括车辆、GPS、全站仪、电子水准仪、地质钻机、发电机、金属探测仪、动探仪、静探仪、打印机、绘图仪、电脑、对讲机等设备共计200余台(套),保证了外业勘察工作的顺利推进。

采用先进测量技术,获取地形信息

老挝仅有1:50000的小比例尺地形图,缺乏1:10000、1:2000等大比例尺地形图,无法满足铁路设计精度要求。根据不同测量技术特点,针对不同比例尺地形图需要,设计单位采取了相应的测量技术。

1:10000地形图主要用作线路方案的比选,对精度要求相对较低,但制图范围较大。因此,1:10000地形图采用了常规航空摄影测量技术,进行外业控制测量及调绘工作,利用既有航片资料,结合地面控制点测量来制作1:10000地形图。

中铁二院总经理朱颖(左三)带队现场核对线路方案

1:2000地形图、1:500图纸对精度要求较高,但所需范围较小。既有航片不能满足大比例尺地形图制图需要,需进行航空摄影,在新摄航片的基础上,结合地面控制点测量、调绘制图。但由于铁路沿线地形复杂、植被覆盖率高,采用常规航空摄影技术需要进行大量地面测量、调绘工作。然而该地区交通极为不便,投入大、周期长,无法满足工期要求,因此,最终采用了先进的机载激光雷达(Lidar)技术。机载Lidar技术在国外发展和应用的时间较长,但在中老铁路勘察期间,国内应用还较少。该技术具有自动化程度高、受天气影响小、数据生产周期短、精度高等特点,且在树林遮挡区域也能适用。通过采用Lidar技术,大部分地段可直接生成大比例尺地形图、横断面图,局部地段辅以地面测量,不仅提高了制图效率和精度,同时也降低了外业勘察的风险。

开展大量地勘工作,完善地质资料

中老铁路经过区域地质条件极为复杂,但受自然环境和经济条件等诸多因素的限制,未曾开展基础地质普查工作,地质研究程度非常低,仅有的基础地质资料为2003年至2006年编制的《东南亚地区矿产综合图件编制成果报告》(1:150万)、《老挝区域地质图》(1:75万),远远不能满足铁路设计要求。

为了完善地质资料,在利用区域地质图、卫星图像、航空图片等进行大面积地质判释的基础上,安排足够的地质专业技术人员开展了大量现场地质核对工作,同时,综合采用钻探、物探、原位测试、取样试验等地质勘探手段,开展了相关专题研究,取得了丰硕成果:完善了沿线基础地质资料;厘清了地层层序;明确了各地层岩性组合及其分布范围;新建了地质构造格架;确定了沿线断裂带的活动性及地震动参数;形成了区域地质调查报告(1:50000)、地震动参数区划报告、水热活动特征及热害评估专题研究报告、岩溶水文地质专题报告等专题报告;绘制了全线工程地质图、详细工程地质图、工点工程地质图等工程地质图件,基本满足了设计的需要。

开展水文专题研究,解决沿线流量和水位确定的难题

河流流量及水位等影响线路标高、桥涵孔径等,但老挝气象水文资料匮乏,仅在湄公河设有收集较长序列水位资料的水文站,为流量和水位的确定带来了难题。为此,水文专业技术人员组织开展了对沿线80余处大小河流的形态勘测,调查河道长度超220公里,特别在长110公里、宽50公里范围内的万象平原洪泛区开展了内涝水文调查及全线160余座桥梁630余座涵洞水文计算工作。

克服重重困难,开展现场核对

为确保线路方案及工点工程措施的可实施性、经济合理性,勘察期间需逐工点进行现场核对。但沿线交通不便,其中约60公里线路经过无人区,并存在未爆炸物(越战期间美军战机投放在老挝的未爆炸的集束弹药,每年老挝当地有几十人因这些未爆炸物而死伤)、密林中的毒蛇猛兽、高温酷暑等安全风险和不利因素,给现场核对工作带来了极大挑战。

为了尽可能到达所有工点,专业技术人员经常翻山越岭、涉水而行,并在老挝国防军的护卫下深入无人区,最终全线仅有约20公里线路确因外部环境所限未能到达现场。

考虑到各种安全风险,现场始终强调“安全第一”的理念,认真分析面临的各种危险和困难,制定了相应的措施及应急预案,如雇佣国防军、配置专用设施和药品等,勘察期间现场未发生安全事故,确保了员工的生命财产安全。

精心设计,为将中老铁路建设成为“精品工程”打好基础

根据中老双方签订的协议,中老铁路完全采用中国技术标准建设,设计单位结合老挝国情,在前期充分勘察的基础上,有条不紊地开展设计工作。

充分比选论证后确定主要技术方案

在采用中国技术标准的原则下,在预测客货运量的基础上,对速度目标值、限制坡度、牵引种类等进行了完整、细致、充分、层次分明的比较,最终确定了该项目的主要技术标准。

在线路方案上,从工程地质条件、工程风险控制、水文条件、施工组织、与城市规划的衔接、吸引客货流及带动沿线经济发展、对环境敏感区的影响、工程经济性等方面分段进行充分论证、比选后得出推荐方案。

在选线过程中,结合老挝公路网较为落后的现状,提出了沿既有道路选线的理念,即在工程量差别不大的情况下,线路尽量靠近既有公路,便于施工过程中便道及电力线路的引入,以便于施工组织,降低施工难度及大临工程费用。

在通关模式上,论证了“一地两检”和“两地两检”两种方式,最终采用了国际上通行的“两地两检”模式。

在枢纽布局上,对万象枢纽总图进行了多方案的比选,最终确定了“客内货外”的环形布局模式,在尽量节约投资的前提下,满足了初期需求,并预留了远期发展条件。

此外,项目团队还对跨越湄公河等大江大河的桥梁,从桥式和桥跨等方面进行多方案研究和比较;对特长隧道、隧道群及地质复杂段落,从工程风险、工期、投资、车站分布及旅客防灾、疏散、救援等方面进行了充分比较和专题论证。

妥善处理中国标准与当地通用(或民用)标准的关系

中老铁路是一条完全采用中国铁路技术标准的铁路,是中国铁路技术标准“走出去”的示范项目,其成功建设对于中国标准“走出去”具有重要意义。

设计中,对于老挝缺乏的标准,坚持采用中国技术标准;对于老挝当地有通用或者民用标准的,则优先考虑采用当地标准,以符合老挝国情,如饮用水检测标准,若采用中国标准,一些指标检测需在规定的时限内完成,而老挝当地又无检测条件,造成一些指标无法检测,不能通过指标判断是否符合中国标准,因此选用老挝当地的检测标准更为稳妥。

结合项目特点,有针对性地开展相关专题研究

线路经过琅勃拉邦缝合带约40公里,而板块缝合带由于岩性复杂、构造活动强烈,一直是研究的难点。此外,学者对铁路工程等穿过缝合带等的研究相对较少,仅川藏铁路经过板块缝合带前期的预研究有部分成果。琅勃拉邦缝合带由于前期的地质研究基础薄弱,可参考的资料较少,铁路穿过该带的研究难度较大。为此,项目团队针对琅勃拉邦板块缝合带铁路修建技术进行了研究,从断裂和褶皱分布特征及其新生构造变形属性,特殊岩性组合、对工程的影响及采取的工程措施,构造破碎带、岩溶发育带地下水对隧道工程的影响等方面展开了研究。

针对老挝年降雨量大、降雨时间集中、瞬时暴雨强度大的特点,开展了暴雨洪峰危害应对措施研究,课题在对雨季洪峰流量预测的基础上,建立了不同孔径小桥涵过水能力评价体系,构建了小流域山洪预警系统,服务于磨万铁路工程建设与后期安全运营。

在对上海高铁维管段、浙江金温铁道开发有限公司、朔黄铁路公司、青藏铁路中铁十二局养护公司等单位进行了运营维护调研的基础上,结合项目特点,对项目运营维修方案进行了研究,在满足功能性、实用性的基础上,尽量精简组织机构、人员、设备设施等,降低运营成本。

采取有效环保措施,尽量减少对环境的影响

选线充分考虑环境保护方面的要求,贯彻“尽量绕避环境敏感点”的原则,绕避了琅勃拉邦世界遗产保护区、自然保护区、文物古迹等。同时,考虑到老挝征拆难度较大,对民房也采取了尽量绕避。

在环保措施上严格执行老挝本国法律法规要求,参考中国铁路环境保护标准进行设计。施工期间,为减少对隧道施工区域下游环境和居民生活的影响,设计了多个隧道施工期污水处理站;为减少扬尘对居民的危害,通过村庄的便道,采取了硬化或者洒水措施;为降低工程施工对村民的影响,部分工点采取了针对性的工程方案。

加强项目景观设计,打造绿色铁路通道

为增强绿化景观效果,针对老挝自然环境特点,确定了“全面绿化、重点美化、路景交融、浑然一体”的绿化景观设计策略。针对沿线植被覆盖度高、自然景观优美的特点,通过借景等手法充分展示沿途美景,形成山、水、路和谐共存的风景线。

友谊隧道出口洞门景观实景图

路基边坡防护及绿化方面,结合老挝“雨旱两季”的气候特征,重点选用根系发达、枝叶繁密、成坪速度快的草灌植物进行边坡绿色防护,降低暴雨的冲刷危害,达到边坡防护及绿化效果。同时为提高植被自我维持、更新和发展的能力,降低养护成本,优先选择易成活、耐贫瘠、自播繁衍能力强的乡土植物。为选择符合当地特色、经济合理的种植工艺及植物配置模式,以便指导全线绿化施工,按照“试点先行、样板引路”的方针,针对铁路沿线不同的气候环境条件,开展了绿化试验,对土壤改良、植物选型、植物配置模式、施工工艺及养护措施等5个方面进行了试验,验证了植物选型、工艺的可行性。

隧道洞门设计注重与自然环境及人文景观相协调,突出地域文化特色。对邻近车站、城镇、公路附近的隧道洞口,结合当地的自然及人文环境进行洞门造型及景观装饰设计,充分展现了当地的风土人情和人文特色。例如,友谊隧道位于中国与老挝边境的铁路门户通道,隧道出口位于老挝境内,其洞门采用中轴对称造型,将中国牌坊的形态与老挝佛塔形式相融合,实现中老两种文化的和谐统一。

对于临近主干道、人口聚集区的铁路桥梁,在桥梁结构型式上追求美观的同时,还充分考虑涂装设计。

注重车站设计, “一站一景”打造车站

董事长赵德义(中)与项目部员工亲切交流

副总经理闵卫鲸(右三)陪同中国国家铁路集团有限公司副总经理王同军现场检查

对全线站房进行整体构思,在整体的协调统一中赋予各站不同个性,各站相互呼应,体现当地地域文化精髓,共同营造发展中老友谊的美好意愿。按照文化交融性、时代性、地域性、唯一性的设计理念,站房设计中延续老挝传统建筑风格,汲取宗教、皇家、民居等中的建筑特色,并将其作为主要设计元素,适当融合其他国家或中国建筑元素,在体现文化交流的同时,烘托城市的旅游气息;根据大型交通建筑特点,融入了现代化的功能,增加其地标性和识别性,完美实现传统地域文化和现代文明的有机结合。

结合地理区位和城市人文特征,对车站的站前广场配合站房造型进行“一站一景”式设计,使之成为展现铁路沿线风土人情的重要“窗口”,推动“站城融合、文化契合”。

重视配合施工,做好建设期的设计服务

为确保有效、及时地处理现场施工过程出现的各类问题,做好建设期的设计服务工作,中铁二院设立了现场配合施工项目部,配置精兵强将,紧紧围绕“质量、安全、投资、工期、环保”的建设管理目标,兑现合同、信守承诺,全面履行勘察设计的责任和义务。同时,针对现场技术人员难以处理的重难点问题,根据需要不定期地组织设计回访、现场办公,满足现场施工需要。集团公司领导也多次到现场检查指导工作。

密切与当地的联系,增进中老友谊

现场工作期间,员工们了解和尊重当地的民风民俗、宗教信仰,与当地人民和谐相处,现场工作、生活中,尽量减少对当地居民的生活干扰和影响;项目部老挝员工也与中国员工相处融洽,共同为中老铁路建设不懈奋斗;积极参与爱心公益活动,多次到当地山区小学及孤儿学校教孩子们学习汉语,捐赠课本、图书及其他学习用品;组织员工为当地受灾群众捐款、捐物。一系列爱心活动,体现了中国企业的责任担当、增进了中老两国人民的友谊,为把中老铁路建成友谊之路作出了积极贡献。

中老两国领导人已达成共识,将中国“一带一路”倡议同老挝“变陆锁国为陆联国”战略对接,共建中老经济走廊。中老铁路作为走廊长远发展的先导和骨干项目,也是走廊的纽带,它的开通将为两国贸易、货运、投资提供便利。铁路沿线的开发不仅将造福当地百姓,促进减贫脱贫,还将使老挝经济与中国西南地区深度融合,形成现代农业、旅游、能源、物流、加工制造综合发展的格局。铁路的建成还将大大提升老挝与其他域内国家的物理联通水平,助力老挝实现“陆锁国变陆联国”的目标,必将成为中老友谊的新的见证。

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