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百年京张的历史跨越

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  题记

  “生命有长短,命运有沉升……所幸我的生命能化成匍匐在华夏大地上的一根铁轨。”

  110年前,由“中国铁路之父”“中国近代工程之父”詹天佑主持修建的京张铁路建成通车,这是中国首条不使用外国资金及人员、由中国人自行设计和投入营运的铁路。

  百余年后的今天,京张高铁正在加紧建设,将于今年底建成通车。京张高铁将成为世界上第一条时速350公里的智能化铁路,具有完全自主知识产权。

  百年沧桑,新旧两条京张铁路线,见证了新中国铁路波澜壮阔的历史跨越。

  从北京城区出发一路向北, 穿过居庸关、八达岭的崇山峻岭,跨过燕赵大地的河流湖泊,到达河北张家口。这里,并行着两条铁路——有110年历史的京张铁路和将于今年底通车的京张高铁。

  1825年,世界上第一条铁路在英国诞生。51年后,中国也有了第一条铁路——淞沪铁路。京张铁路开工前,中国共有16条铁路,全部由外国人担任总工程师。

  1905年,清政府任命詹天佑为总工程师,修筑京张铁路。消息传出,全国轰动,大家说这回咱们可争了一口气。然而,外国人却认为,“能在南口以北修筑铁路的中国工程师还没有出世”。

  从南口(今北京昌平区南口镇)往北过居庸关到八达岭,一路都是高山深涧、悬崖峭壁。外国人认为,这样艰巨的工程,外国著名工程师也不敢轻易尝试,中国人无论如何也完成不了。詹天佑感慨道:“我国地大物博,而于一路之工,必须借重外人,引以为耻。”

  1909年10月2日,京张铁路举行通车典礼。从开工到通车,仅用了4年时间,比计划提早两年竣工,建造成本也比原来预算(729万两白银)节省了20多万两白银。这是中国首条不使用外国资金及人员,由中国人自己勘测、设计、施工和管理的第一条国有干线铁路,在中国铁路发展史上具有里程碑意义。

  如今,京张铁路的“姊妹”——京张高铁正在加紧建设,将在今年底建成通车。京张高铁全程174公里,起点是位于西直门的北京北站,穿越市区后,经八达岭长城,抵达2022年冬奥之城张家口,用时不足1小时。

  京张高铁是国家中长期铁路网规划“八纵八横”中的京兰通道的重要组成部分,是京津冀协同发展的重要基础工程,也是2022年冬奥会的重要交通保障设施。

  百年清华园站 VS 清华园隧道

  清华园车站坐落于北京市海淀区清华园地区,建于1910年,站名为詹天佑亲笔题写,是京张铁路老车站中距离北京城最近的一个。

  据载,1949年3月25日夜,毛泽东、刘少奇等中共中央领导人由西柏坡赴北平,从涿县乘坐铁路专列在清华园站下车。“毛泽东主席踏上新中国首都的第一步,就在清华园火车站。”这已成为周围百姓传说多年的佳话。

  “2016年11月1日起,因京张高铁施工,北京北站将暂停客运服务,拥有超百年历史的清华园站将告别客运史……”伴随这则消息的传播,百年清华园车站最后一班列车拖着长长的车厢缓缓驶离。

  那几天,北京最低气温降至零度以下,不少人冒着严寒来到清华园站,与这座承载着历史记忆的车站告别。

  在即将拆除的清华园站道岔旁,中铁十四局项目总工程师陈爽介绍说:“为最大限度减少施工作业对首都交通和人民群众的影响,京张高铁将在地下建设一条6.02公里长的盾构隧道——清华园隧道。”

  清华园隧道断面直径相当于常见地铁隧道的4倍,其上有7条公路干线,其下要穿越4条地铁线和88条市政管线,穿越特级风险源3处、一级风险源80处。这是当时国内城市核心区穿越地层最复杂、重要建(构)筑物众多的高铁单洞双线大直径高风险盾构隧道。

  “打个比方说,北京相当于人体,这些市政管线相当于人体动脉,我们相当于在这些动脉之间做一个巨型又精准的外科手术,精度偏差不能超过万分之一。”中铁十四局大盾构公司副总经理、项目经理周庆合解释说。

  2017年6月,开挖清华园隧道所要用到的超级利器——盾构机正式下线,它总长146米,相当于6节高铁车厢;整机重达3500吨,相当于5架全球最大客机A380的重量。

  把这个庞然大物从广州运到2000多公里外的北京,也是一大挑战。盾构机被分拆后,搭载巨型货轮,经过7天海路运输抵达天津,后由90辆重型卡车转运到清华园隧道的起挖段。在这里,盾构机零件再次被组装。

  为了纪念詹天佑,这台盾构机以“天佑号”命名。2018年11月20日上午,随着“天佑号”盾构机刀盘徐徐破土而出,京张高铁清华园隧道在安全穿越北京市城市核心区后,顺利贯通。

  “人”字形铁路 VS 八达岭地下车站

  1905年9月4日,京张铁路正式开工修建。

  铺轨的第一天,一列工程车的车钩链子折断,造成脱轨事故。各种诽谤、中伤随即而来,脱轨事故俨然成了外国人嘲讽中国人不能自己修建铁路的证据。不久后,詹天佑在每节车厢间采用自动挂钩法,解决了这个难题,人们将这种挂钩称为“天佑钩”。

  京张铁路“中隔高山峻岭,石工最多,又有7000余尺桥梁,路险工艰为他处所未有”,特别是“居庸关、八达岭,层峦叠嶂,石峭弯多,遍考各省已修之路,以此为最难。”

  难中之难,是南口至八达岭一带。“由南口至八达岭,高低相距一百八十丈,每四十尺即须垫高一尺。”正是在这里,詹天佑首创“竖井开凿法”和“人”字形线路。

  修建京张铁路必须打通居庸关、五桂头、石佛寺、八达岭四条隧道,最长的是1092米的八达岭隧道。詹天佑跟老工人一起商量,从山顶往下打一口竖井,再分别向两头开凿,外面两端也同时施工,把工期缩短了一半。依靠中国工人的双手,建成了这条中国筑路史上的第一条长大隧道。

  青龙桥附近的坡度特别大,火车怎样才能爬上陡坡?詹天佑顺着山势,设计了一种“人”字形线路——用两个火车头,一个在前边拉,一个在后边推。过了“人”字形线路的岔道口就倒过来,原先在后面推的火车头变成在前面拉,原先在前面拉的火车头变成在后面推,使列车折向爬上山坡,运行轨迹刚好是个横着的“人”字形。

  《京张路工撮影》中的“青龙桥车站西上下火车同时开行由南望景”照片,展示了两列火车沿“人”字形铁路分别上下山的壮观场景,线路坡度之大令人惊叹。该照片日后被广泛使用,民国时期交通银行发行的50元纸币采用的就是这个图案,可谓是京张铁路的一张名片。

  这奇思妙想、打脸外国人嘲讽的“人”字形铁路,令世人惊叹。如今,面对同样的高山峻岭,京张高铁八达岭隧道直穿长城脚下,也足以让世人刮目相看。

  京张高铁八达岭隧道全长12.01公里,是京张高铁正线最长隧道。下穿八达岭长城世界文化遗产核心区,沿线分布着居庸关长城、水关长城及八达岭长城等国家级旅游景点,一处并行水关长城,两次下穿八达岭长城。隧道还下穿百年老京张铁路的“人”字坡和青龙桥车站,最小埋深只有4米。环境和文物保护要求做到施工地表“零沉降”。而施工的同时,青龙桥车站和“人”字坡线路每天仍在正常通行列车。

  在京张高铁八达岭隧道内,有一个世界上规模最大、埋深最深的高铁地下车站——八达岭长城站。车站总长470米,地下建筑面积3.6万平米,最大埋深102米,车站层、出站层和进站层全部在地下,同时还设有8条辅助应急通道。

  中铁五局京张高铁项目经理陈彬介绍说:“八达岭长城站采用了许多创新设计。在高铁地下车站中首次采用叠层进出站通道形式,实现了进出站客流完全分离和进出站口均衡布置;首次采用环形救援廊道设计,具备了紧急情况下快速无死角救援的条件;首次采用一次提升长大扶梯及斜行电梯等先进设备。”

  “钢轨博物馆” VS 智能化高铁

  詹天佑给美国老师的信中曾这样写道:“如果京张工程失败的话,不但是我的不幸、中国工程师的不幸,同时会带给中国很大损失。”

  攀山越岭,勘测线路,周密计算……不管条件多么恶劣,詹天佑始终坚持在野外工作。他经常勉励工作人员说:“我们的工作首先要精密,不能有一点儿马虎,‘大概’‘差不多’这类说法不应该出自工程人员之口。”

  去世前一个月,詹天佑抱病登上长城,浩叹道:“生命有长短,命运有沉升……所幸我的生命能化成匍匐在华夏大地上的一根铁轨。”

  “70年前,中国铁路上的每一根钢轨都不是我们自己生产的;现在,每一根都是自己的。”在中国铁道科学研究院院史馆门前,中国铁道博物馆原副馆长金万智指着地上摆放的几十种钢轨说,以前中国的钢轨全靠从不同国家进口,种类是世界上最全的,堪称“钢轨博物馆”。

  京张高铁建成后,将会成为世界上第一条时速350公里的智能化铁路。京张城际铁路有限公司董事长马侃彦说:“对京张高铁智能定位,大体上包括三个板块——智能建造、智能装备和智能运营。”

  中国中铁电气化局京张高铁指挥部指挥长毛明华介绍说:“京张高铁的建设,融入了大量的先进技术手段和智能化的元素。利用BIM技术把二维的图纸变成三维的实景模型,做到了设备从原材料到运营维护的全寿命管理,不但提高了施工效率,也提高了工程质量;自主研发了智能化的接触网腕臂、吊弦生产线和智能接触网立杆车、隧道内自动打孔安装平台等专业化工器具,使接触网导线的平直度误差控制在一根头发丝以内;采取机器人巡检的方式,引入了基于大数据的健康自诊断系统,提升了变电所的智能化程度;在京张高铁最大的换乘站清河站,安装了智能垃圾处理系统,自动化输送、分捡,这边丢进垃圾箱,那边就进了回收站。”

  以现有“复兴号”CR400BF型动车组为基础研制的京张高铁智能型动车组,从去年开始就在京沈高铁试验运行,将在世界上首次实现时速350公里的自动驾驶,并首次采用我国自主研发的北斗卫星导航系统。

  京张高铁智能列车车头分别模拟鹰隼和旗鱼,具有优越的空气动力学性能和漂亮外观;车身安装数千个传感器,随时自动体检;列车内饰专门设计了滑雪板存放处、轮椅固定装置和移动新闻中心,旅客坐在列车上就能随时看奥运直播。沿线高铁站内将配备各种智能机器人,既能帮助运行李,还能自助导航。

  作为工业文明走进中国的象征,京张铁路线的发展与变迁,刻画出中国百年发展的年轮。

  2018年1月,百年前建成的京张铁路入选第一批中国工业遗产保护名录;京张高铁今年底建成后,将会成为世界上第一条时速350公里的智能化铁路,具有完全自主知识产权。到2018年底,中国铁路营业里程达到13.1万公里以上,其中高铁营业里程达到2.9万公里,占世界高铁总里程的三分之二以上。

  高铁成为一张闪亮的中国名片,而京张高铁则是中国铁路技术领先世界的有力例证。此刻,自主建设铁路的中国工程师“还未出世”的嘲讽,早已成为历史的尘埃。

  京张一条线,筑梦百年间。

  新老京张,百年沧桑。这两条铁路,是时代的缩影,更见证了新中国铁路波澜壮阔的历史跨越。

  (题图:停靠于中车长客股份公司车间的京张高铁智能列车车头“瑞雪迎春”。本报记者 刘静/摄)

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