总投资51亿美元,东南亚第一条高速铁路中国造

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  出品 | 网易新闻

  作者 | 须臾千秋,清华大学土木工程博士

  2019年,高铁已经成为中国制造业一张闪耀的名片,时速350公里的高铁网将全中国的经济融为一体,极大地降低了社会运输成本,中国的经济腾飞,离不开2.9万公里的高速铁路网。


  中国高铁的成就被许多有需求的国家看在眼里,极强的竞争力为中国高铁斩下了诸多海外订单,其中最为知名的,就是中国高铁境外全面开工的第一单:印尼的雅万高铁。

  (一)什么样的地方适合修建高铁?

  高铁虽然是一种非常先进、高效的交通工具,但有其适用范围,并不是所有的国家都适合修建高铁。

  首先,高铁的建造价格十分昂贵,每公里造价少说也要3000万美元,对材料、施工技术的要求也很高,因此,如果所在国过于贫穷落后,则高铁很难建设好、维护好,而且会给所在国造成巨大的债务负担。

  此外,相对于飞机,高铁的主要优势体现在1000公里以内,因此高铁更适合于在人口密集区建设,而不太适合地广人稀的国家。

  印度尼西亚的国情正好适用于这种情况。2018年,印尼的人均GDP约为4000美元,相当于中国2009年的水平,且发展迅速。印尼有2.62亿人口,其中的1.45亿都集中在只有12.8万平方公里的爪哇岛上,人口密度与北京市相当。这样的地区最适合修建高铁。


  (雅万高铁虽然在地图上显示的很小,但却覆盖了全印尼20%的人口,堪称“四两拨千斤”)

  雅万高铁位于爪哇岛西北部,全长142公里,连接印尼首都雅加达和第四大城市万隆,并串起了整个印尼人口最密集的地区,高铁总投资51.35亿美元,最高设计时速350公里,走完全程只需36分钟。

  在雅万高铁修建之前,这段路的交通极其落后,150公里的路要走上三个多小时。这极大地制约了印尼最核心区域的经济发展。而雅万高铁建成后,从雅加达到万隆的整片人口密集区就会形成一个整体,超过4000万人口如同生活在同一座城市中,为人们的生活带来巨大便利,也会将印尼的经济带上一个新层次。

  (二)中国高铁如何在竞标中击败日本?

  正因为雅万高铁对于印尼经济如此重要,所以自2014年11月印尼领导人佐科维在APEC峰会上提出修建高铁的意向开始,其一直都是印尼政府主推的项目,不仅肯花钱,而且肯出力。

  也正因为如此,雅万高铁的订单得到了许多拥有高铁建设能力的国家的追逐,其中最有竞争力的就是中国与日本。


  (印尼旧铁路线)

  日本修建高铁的历史悠久。早在1964年,日本的第一条新干线就开通运行,比中国早了整整40年。算起来,日本高铁还是中国高铁的“师傅”,技术的积累比我们更加厚重。

  不过十几年来,中国这个“徒弟”的表现超过了师傅。这固然离不开中国高铁工程师们的努力,但也在很大程度上要归功于中国极端复杂恶劣的地形。从东北的冻土,到东南的沙地,再到西南陡峭的丘陵山地,再到海南的高湿高盐环境,局面一个比一个严峻,中国人修也得修,不修也得修,活生生把中国高铁逼成了世界第一。从国内出来到海外一看,什么大风大浪都是小状况。

  极其丰富的经验给了中国高铁工程师们更加游刃有余的资本,这使得在保证安全和盈利的前提下,中国提出了比日本更低的报价和更短的工期,并最终拿下了这一订单。


  (雅万高铁及远景规划)

  对于高铁的设计时速,印尼国内曾有过争论,认为150公里的路程不需要350公里的时速,是“浪费钱”。不过,经过系统的工程经济学研究,350km/h的方案相比起200km/h的方案,预算只增加不到10%,但却可以节省出单程12分钟的时间,不仅节约了旅客的时间,而且极大地提高了高铁动车组列车的周转率,使得运量增加20%,总收入增加30%,经济优势明显。

  此外,350km/h的高铁还为未来延伸至东部城市泗水,直至遍布爪哇全岛的高铁网络打下基础。在长度超过500公里的远景规划中,350km/h的高铁显然比200km/h的具有更强的竞争力。因此,最终的高速铁路方案被敲定为350km/h。

  (三)在热带修高铁,如何进行灾害监控与处理?

  以往中国铁路企业“走出去”,大都是工程承包或装备输出,而中国方案、中国标准的“走出去”,雅万高铁是第一单。

  雅万高铁对于中国高铁行业而言的真正重要之处,在于其是整个印尼的第一条高铁,拿下了这个订单,就意味着后面的印尼高铁建设都要采用中国的技术标准。

  2016年8月26日,印尼交通部批复雅万高铁项目全线建设许可证。2018年6月,在艰难的征地工作达成阶段性成果,并有22处控制性工程取得突破后,雅万高铁的建设进入到了全面推进的阶段。

  爪哇岛遍布高山丘陵,其中还有不少火山,地形十分复杂。雅万高铁全长142.3公里,其中桥梁长83.8公里,占比58.88%,隧道长度16.82公里,占比11.82%,地面路基只占不足30%。

  另外,由于位于热带,爪哇岛终年高温多雨,年降水量超过1500毫米,这对高铁轨道有很强的腐蚀性。

  此外,爪哇岛地处亚欧板块、印度洋板块和太平洋板块三者的交界处,地壳运动频繁,特殊的地理位置使得当地地震和海啸频发,由此诱发的山洪、山体滑坡、森林火灾等也是常有的自然灾害,给高铁建设带来了巨大挑战。


  (爪哇岛的自然环境)

  中方为雅万高铁的建设建立了系统的自然灾害及异物侵限监测系统。通过与地震、气象等部门信息共享与互联互通,人们建立了风、雨、地震及异常侵入的监测、报警及紧急处置系统。


  (印尼已发生的地震分布情况)

  印尼是多地震的国家,峰值加速度为0.25-0.36g,烈度远超国内绝大多数地区。伴随着地震的还有火山喷发,其产生的火山碎屑流、火山熔岩流以及火山灰会对高铁线路造成直接破坏;其间接引发的泥石流、滑坡、洪水等灾害还会造成间接灾害。

  灾害发生一旦与高铁运行位置重合,就会导致人员伤亡。


  (印尼海啸)

  雅万高铁灾害监测系统由风监测子系统、雨量监测子系统、异物侵限监测子系统、地震预警及监测子系统和滑坡、泥石流监测报警子系统五部分组成,五系统之上的中心系统实时接收管辖区域内的风速风向、雨量、异物侵限、地震、滑坡、泥石流灾害监测信息和设备状态信息,按设定的报警阈值和业务处理流程,综合分析处理所有灾害监测数据,根据灾害强度,生成报警、预警信息和相应的行车管制预案并在监测业务终端上生成文本、图形显示及声音报警信息。同时,将各类灾害的报警、设备状态报警信息发送至维护管理终端。维护管理终端综合灾害信息,对高铁的调度中心发出预警,对综合维修基地维修工区下达指令,让高铁紧急避开危险区域,并出动应急力量进行抢险。

  (四)在海外修高铁,不仅要技术过硬还得因地制宜

  相比起中国的国内工程,海外施工需要考虑的因素更多。技术不仅要符合生产的需求,也要照顾到当地的供应能力,一些在国内很容易实践的高级技术,在海外实施起来往往有些难度。

  相较于非洲国家,印尼当地的技术水平尚可,普通工程施工机械、电力设备可以满足高铁建设和运营需求,普通钢材、水泥、燃料等基础工程材料可以从当地采购。

  而对于轨道设备、专业养护维修机械、通信、接触网、信号等设备,以及特种钢材、高强聚酯双向土工格栅、土工布、定型钢模板等技术含量较高的材料则需要从中国进口。

  由于地形崎岖,雅万高铁需要进行大量的隧道施工。为此,中国高铁团队特地从国内带来了首台出口海外高铁用超大直径泥水气压平衡盾构机。其盾构刀盘直径达13.19米,长约101米,全重2600吨。

  超大直径泥水平衡盾构具有对周边环境影响小、地面沉降控制精度高、安全快速的特点,在一系列的跨江越海、下穿重要建筑物的隧道施工中有着独特优势。它的成功下线,使中国超大直径泥水平衡盾构进入了原来由发达国家垄断的海外超大直径盾构市场。


  印尼的高温、高湿、高盐环境也给高铁桥梁、隧道使用的混凝土提出了更高的要求。

  印尼现有的砂、石、矿物掺合料等品质不高,许多指标与中国现行标准仍有一定差距。中国工程师们利用这些品质一般的原材料,配合国内的混凝土外加剂以及大量工程经验中积累的原材料优化技术、水化温升控制技术,成功制备了适应印尼恶劣环境的高性能混凝土,满足了高铁建设需求。

  结语

  如今,雅万高铁的施工进程正在稳步推进。雅万高铁的成功实施也给中国高铁做了一个活广告,帮助中国高铁以及普速铁路拿下越来越多的国际订单。

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  编辑| 史文慧

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