總投資51億美元,東南亞第一條高速鐵路中國造

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        作者 | 須臾千秋,清華大學土木工程博士


  2019年,高鐵已經成為中國制造業一張閃耀的名片,時速350公里的高鐵網將全中國的經濟融為一體,極大地降低了社會運輸成本,中國的經濟騰飛,離不開2.9萬公里的高速鐵路網。


  


  中國高鐵的成就被許多有需求的國家看在眼里,極強的競爭力為中國高鐵斬下了諸多海外訂單,其中最為知名的,就是中國高鐵境外全面開工的第一單:印尼的雅萬高鐵。


  (一)什么樣的地方適合修建高鐵?


  高鐵雖然是一種非常先進、高效的交通工具,但有其適用范圍,并不是所有的國家都適合修建高鐵。


  首先,高鐵的建造價格十分昂貴,每公里造價少說也要3000萬美元,對材料、施工技術的要求也很高,因此,如果所在國過于貧窮落后,則高鐵很難建設好、維護好,而且會給所在國造成巨大的債務負擔。


  此外,相對于飛機,高鐵的主要優勢體現在1000公里以內,因此高鐵更適合于在人口密集區建設,而不太適合地廣人稀的國家。


  印度尼西亞的國情正好適用于這種情況。2018年,印尼的人均GDP約為4000美元,相當于中國2009年的水平,且發展迅速。印尼有2.62億人口,其中的1.45億都集中在只有13.8萬公里的爪哇島上,人口密度與北京市相當。這樣的地區最適合修建高鐵。


  

雅萬高鐵雖然在地圖上顯示的很小,但卻覆蓋了全印尼20%的人口,堪稱“四兩撥千斤”

                                      雅萬高鐵雖然在地圖上顯示的很小,但卻覆蓋了全印尼20%的人口,堪稱“四兩撥千斤”


  雅萬高鐵位于爪哇島西北部,全長142公里,連接印尼首都雅加達和第四大城市萬隆,并串起了整個印尼人口最密集的地區,高鐵總投資51.35億美元,最高設計時速350公里,走完全程只需36分鐘。


  在雅萬高鐵修建之前,這段路的交通極其落后,150公里的路要走上三個多小時。這極大地制約了印尼最核心區域的經濟發展。而雅萬高鐵建成后,從雅加達到萬隆的整片人口密集區就會形成一個整體,超過4000萬人口如同生活在同一座城市中,為人們的生活帶來巨大便利,也會將印尼的經濟帶上一個新層次。


  (二)中國高鐵如何在競標中擊敗日本?


  正因為雅萬高鐵對于印尼經濟如此重要,所以自2014年11月印尼領導人佐科維在APEC峰會上提出修建高鐵的意向開始,其一直都是印尼政府主推的項目,不僅肯花錢,而且肯出力。


  也正因為如此,雅萬高鐵的訂單得到了許多擁有高鐵建設能力的國家的追逐,其中最有競爭力的就是中國與日本。


  

印尼舊鐵路線

印尼舊鐵路線


  日本修建高鐵的歷史悠久。早在1964年,日本的第一條新干線就開通運行,比中國早了整整40年。算起來,日本高鐵還是中國高鐵的“師傅”,技術的積累比我們更加厚重。


  不過十幾年來,中國這個“徒弟”的表現超過了師傅。這固然離不開中國高鐵工程師們的努力,但也在很大程度上要歸功于中國極端復雜惡劣的地形。從東北的動土,到東南的沙地,再到西南陡峭的丘陵山地,再到海南的高濕高鹽環境,局面一個比一個嚴峻,中國人修也得修,不修也得修,活生生把中國高鐵逼成了世界第一。從國內出來到海外一看,什么大風大浪都是小狀況。


  極其豐富的經驗給了中國高鐵工程師們更加游刃有余的資本,這使得在保證安全和盈利的前提下,中國提出了比日本更低的報價和更短的工期,并最終拿下了這一訂單。


  

雅萬高鐵及遠景規劃

雅萬高鐵及遠景規劃


  對于高鐵的設計時速,印尼國內曾有過爭論,認為150公里的路程不需要350公里的時速,是“浪費錢”。不過,經過系統的工程經濟學研究,350km/h的方案相比起200km/h的方案,預算只增加不到10%,但卻可以節省出單程12分鐘的時間,不僅節約了旅客的時間,而且極大地提高了高鐵動車組列車的周轉率,使得運量增加20%,總收入增加30%,經濟優勢明顯。


  此外,350km/h的高鐵還為未來延伸至東部城市泗水,直至遍布爪哇全島的高鐵網絡打下基礎。在長度超過500公里的遠景規劃中,350km/h的高鐵顯然比200km/h的具有更強的競爭力。因此,最終的高速鐵路方案被敲定為350km/h。


  (三)在熱帶修高鐵,如何進行災害監控與處理?


  以往中國鐵路企業“走出去”,大都是工程承包或裝備輸出,而中國方案、中國標準的“走出去”,雅萬高鐵是第一單。


  雅萬高鐵對于中國高鐵行業而言的真正重要之處,在于其是整個印尼的第一條高鐵,拿下了這個訂單,就意味著后面的印尼高鐵建設都要采用中國的技術標準。


  2016年8月26日,印尼交通部批復雅萬高鐵項目全線建設許可證。2018年6月,在艱難的征地工作達成階段性成果,并有22處控制性工程取得突破后,雅萬高鐵的建設進入到了全面推進的階段。


  爪哇島遍布高山丘陵,其中還有不少火山,地形十分復雜。雅萬高鐵全長142.3公里,其中橋梁長83.8公里,占比58.88%,隧道長度16.82公里,占比11.82%,地面路基只占不足30%。


  另外,由于位于熱帶,爪哇島終年高溫多雨,年降水量超過1500毫米,這對高鐵軌道有很強的腐蝕性。


  此外,爪哇島地處亞歐板塊、印度洋板塊和太平洋板塊三者的交界處,地殼運動頻繁,特殊的地理位置使得當地地震和海嘯頻發,由此誘發的山洪、山體滑坡、森林火災等也是常有的自然災害,給高鐵建設帶來了巨大挑戰。


  

爪哇島的自然環境

爪哇島的自然環境


  中方為雅萬高鐵的建設建立了系統的自然災害及異物侵限監測系統。通過與地震、氣象等部門信息共享與互聯互通,人們建立了風、雨、地震及異常侵入的監測、報警及緊急處置系統。


  

印尼已發生的地震分布情況

印尼已發生的地震分布情況


  印尼是多地震的國家,峰值加速度為0.25-0.36g,烈度遠超國內絕大多數地區。伴隨著地震的還有火山噴發,其產生的火山碎屑流、火山熔巖流以及火山灰會對高鐵線路造成直接破壞;其間接引發的泥石流、滑坡、洪水等災害還會造成間接災害。


  災害發生一旦與高鐵運行位置重合,就會導致人員傷亡。


  

印尼海嘯

印尼海嘯


  雅萬高鐵災害監測系統由風監測子系統、雨量監測子系統、異物侵限監測子系統、地震預警及監測子系統和滑坡、泥石流監測報警子系統五部分組成,五系統之上的中心系統實時接收管轄區域內的風速風向、雨量、異物侵限、地震、滑坡、泥石流災害監測信息和設備狀態信息,按設定的報警閾值和業務處理流程,綜合分析處理所有災害監測數據,根據災害強度,生成報警、預警信息和相應的行車管制預案并在監測業務終端上生成文本、圖形顯示及聲音報警信息。同時,將各類災害的報警、設備狀態報警信息發送至維護管理終端。維護管理終端綜合災害信息,對高鐵的調度中心發出預警,對綜合維修基地維修工區下達指令,讓高鐵緊急避開危險區域,并出動應急力量進行搶險。


  (四)在海外修高鐵,不僅要技術過硬還得因地制宜


  相比起中國的國內工程,海外施工需要考慮的因素更多。技術不僅要符合生產的需求,也要照顧到當地的供應能力,一些在國內很容易實踐的高級技術,在海外實施起來往往有些難度。


  相較于非洲國家,印尼當地的技術水平尚可,普通工程施工機械、電力設備可以滿足高鐵建設和運營需求,普通鋼材、水泥、燃料等基礎工程材料可以從當地采購。


  而對于軌道設備、專業養護維修機械、通信、接觸網、信號等設備,以及特種鋼材、高強聚酯雙向土工格柵、土工布、定型鋼模板等技術含量較高的材料則需要從中國進口。


  由于地形崎嶇,雅萬高鐵需要進行大量的隧道施工。為此,中國高鐵團隊特地從國內帶來了首臺出口海外高鐵用超大直徑泥水氣壓平衡盾構機。其盾構刀盤直徑達13.19米,長約101米,全重2600噸。


  超大直徑泥水平衡盾構具有對周邊環境影響小、地面沉降控制精度高、安全快速的特點,在一系列的跨江越海、下穿重要建筑物的隧道施工中有著獨特優勢。它的成功下線,使中國超大直徑泥水平衡盾構進入了原來由發達國家壟斷的海外超大直徑盾構市場。


  


  印尼的高溫、高濕、高鹽環境也給高鐵橋梁、隧道使用的混凝土提出了更高的要求。


  印尼現有的砂、石、礦物摻合料等品質不高,許多指標與中國現行標準仍有一定差距。中國工程師們利用這些品質一般的原材料,配合國內的混凝土外加劑以及大量工程經驗中積累的原材料優化技術、水化溫升控制技術,成功制備了適應印尼惡劣環境的高性能混凝土,滿足了高鐵建設需求。


  結語


  如今,雅萬高鐵的施工進程正在穩步推進。雅萬高鐵的成功實施也給中國高鐵做了一個活廣告,幫助中國高鐵以及普速鐵路拿下越來越多的國際訂單。


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