第十章 勘测设计，克敌尖兵
 

　　第四节、展线壮美背后的艰辛与智慧

 

　　一、世界罕见的铁路高差悬殊的地形

　　在纽约的联合国大厅里，中国的成昆铁路象牙雕刻模型吸引了世界各国友人的围观。铁路展线逢山进洞，遇谷过桥，线路在大山峡谷中绕进绕出，桥隧相连。人们看了无不感叹：“壮美!”

　　列车从成都平原出发，爬上了眉山，开始在崇山峻岭中穿行;进入四个形状奇特的展线，列车出没在桥梁与隧道之间，迂回于大山峡谷之中，画出一道道美妙的弧线，按着和缓的坡度进入金沙江峡谷后;又通过三个展线爬上了滇中高原，最后抵达昆明。
 

 

　　(4月光下的成昆铁路两河口展线·选自网络)
 

　　在世人赞叹它的壮美的吋候，又有多少人知道，新中国的勘测设计人员为此付出的艰辛与智慧呢?

　　成昆铁路沿线的地貌成马鞍形，从海拔300米左右的川西平原，傍峨眉山麓南下，逆汹涌的大渡河转牛日河而上，攀越崎岖连绵的大小凉山，通过海拔2300米左右的沙木拉打分水岭，之后急下西昌，沿湍急的孙水河、安宁河、雅砻江，下至海拔1000米左右的金沙江河谷，连接攀枝花矿区，然后再溯龙川江而上爬到海拔1900米左右的滇中高原，接着顺旧庄河下行，最终止于云南昆明。

　　其间，有660公里属山岭河谷区，部分地段为深切峡谷区，地形十分陡峭狭窄，相对高差500至1000米，谷坡一般在30度以上，最高河床坡度42 ‰。苏联专家对如此悬殊的地形高差，只是皱眉叹气。

　　克服相对高差是成昆铁路重大难点之一!

　　是的，在世界铁路建筑史上，从未有过如此连续的高差悬殊的地形!

　　用展线来克服地形的巨大高差，使线路平缓，这是当年提高运能的必须措施。

　　但是，在成昆铁路上运用展线技术是个重大难题，令中国的铁路专家们忐忑不安。

　　铁路专家指出：展线的原理並不复杂，就如幼儿园小朋友玩滑梯的道理一样，将垂直高度通过迂回展延，形成缓坡滑道。但是，成昆铁路的展线与众不同。展线所经地区，层峦叠嶂，山高坡陡，川大流急。不仅地形十分陡峭狭窄，而且地质构造复杂，大小断裂带、褶皱层交叉相间，各种地质不良现象集聚于此。

　　犹如孙悟空在铁扇公主肚子里翻跟头，展线能不能在不良地质的怀抱中实现呢?

　　设计展线，绝不是在图纸上划弧线那么简单。在设计展线降坡的同时，要处理好线路坡度与牵引动力的关系，保持一定载运能力;要选择适当的半径;还要避免各种严重的不良地质;还要在层峦迭嶂与深沟江河中采用连续不断的桥隧相连的设计;同时，将线路始终置于安全处。

　　勘测线路，要冒着出生入死的危险去揭开大自然的秘密;设计展线，仿佛是在长征路上过沼泽地，一步踩不准地方，铁路就要跌入大自然的陷阱!

　　1964年秋，铁道部第二勘测设计院在总工程师郝昭謇的率领下，组织南北两个工作组，落实展线方案。

　　全体参战人员热情高涨，但是，寻求克服地形高差悬殊问题的展线方案，却面临重重困难。

　　总工程师郝昭謇说：展线设计，首先要明确线路新的技术标准。建成国家Ⅰ级铁路干线，要有较大的运输能力，因此，要把限制坡度、确定曲线半经，作为我们选择具体线路、设计展线时主要目标!

　　限制坡度和最小曲线半径是铁路建设的两项主要技术标准，对线路方向、长度、工程大小以及铁路的输送能力和运营指标等都有很大影响，一经建成，改动不易。成昆铁路的展线在相对高差500至1000米，谷坡一般在30度以上;在大小断裂带、褶皱层交叉相间的不良地质带中进行，难度可想而知。

　　二、弃旧创新的“麻花形”展线

　　北段小组决定设计四个展线来实现缓坡的任务。

　　成昆北段的乌斯河至泸沽间为峡谷越岭地段，山高谷深、坡陡流急，地形、地质条件十分复杂，为中外铁路建设所罕见。北段总体设计负责人正是当年反对苏联专家采用中线方案、坚持西线方案的工程师王昌邦。

　　乌斯河至红峰段的线路位于沙木拉打分水岭以北的牛日河河谷，地势由乌斯至红峰，两地航距110公里，高差达1600米。早期设计的坡度方案有两个：13‰和19‰。前一方案线路盘山高挂，线路长，工程大，对一些不良地质难于绕避。后一方案不但降低了上行方向的运输能力，还将增加换重作业。

　　针对这两个方案存在的问题，王昌邦小组从满足运能要求、结合自然条件、节省工程和利于加速施工等方面考虑，提出了16‰的坡度方案。选用这个新方案，可以适应上、下行运量需要;便于跨河绕避严重的地质病害;线路较19‰方案展长17公里，较13‰方案缩短24.3公里，造价适中。

　　接着，研究展线中的曲线半径。

　　小半径曲线的弊端是：展线上下坡的行车速度相差悬殊，曲线外轨超高，列车运行不平稳，钢轨磨耗较严重，轨距、水平、方向难以保持;而且，养护维修工作量较大。

　　彭敏与铁二院总工程师郝昭謇组织大家综合研究，根据Ⅰ级线路的技术标准，从线路意义、地形地质条件和平、纵断面的配合等方面因素，确定了曲线半径。在坡度6‰地段曲线半径一般为600米，在困难地段包括加力牵引坡度段为400米。大会战之前已建成的少数300米保留。

　　坡度与半径确定后，根据北端线路情况，要设计四个集中的展线，难度非常大!

　　孙水河的韩都路、两河口展线设计。

　　韩都路、两河口展线位于沙木拉打以南的孙水河上游及其支沟韩都路沟，在沙木拉打至新凉两站之间。该段河床坡度很陡，两河口以上约为42‰，以下到泸沽较缓，约为7.2‰。沙木拉打站至两河口直线距离约4公里，高差却有215米，至联合乡直线距离11公里，高差292米。

　　1964年之前的历次设计，经查明处于发展阶段的滑坡、坍塌等不良地质现象有17处，即使线路内移、加大工程，仍有隐患。

　　为此，王昌邦率领工程技术人员深入现场，踏遍了临近崇山峻岭，认真进行工程地质选线。在地质部门、科研、施工单位和当地干部、群众的密切配合下，做了38平方公里的五万分之一区域地质测绘，钻探40孔计728米，坑探16处计42米(挖坑探测)。查明了该区的工程地质条件：因受米市向斜构造控制，地下水多，易发生顺层坍滑;而孙水河右岸岩层倾向山里，地形虽较陡，但基岩裸露，山坡稳定，不良地质相对较少，工程地质条件较好。

　　在查清区域工程地质条件的基础上，设计师们决定放弃原“羊角形”方案。他们通过细微分析，反反复复一共拿出了8个线路新方案。

　　通过精心比选，决定采用沿韩都路沟右岸和孙水河右岸的展线方案。展线设计时，先选站位，由于严酷的工程地质和线路条件的限制，瓦祖站不得不设在隧道里;铁口、新凉两站设在已稳定的古洪积扇的坡地上、下。设计者们将展线选定岩层倾斜产状有利的一侧，无隐患、占地少、布站均匀、通过能力大。线路展长约21公里，涉及三处站位及三个区间的线路，有隧道19座，共长16，915米，大中桥13座，共长1，124米，桥隧总长占线路长度的72%。

　　这就是著名的“韩都路展线”和“两河口展线”，人们给它们起了个“麻花形”展线的名字。

　　“韩都路展线”和“两河口展线”是勘测设计人员对地形、地质情况的全面认识后，从实际情况出发的正确路线;是勘测设计人员在地质“雷区”“陷井”密布的区域中找出的一条避害趋利的安全路线。方案经施工、运营的实践证明，“麻花形”展线方案是一个地质较好、后患少、工程省的好方案。

　　三、奇特的“复曲线形”、“眼镜形”展线

　　牛日河的乃托、乐武两处展线设计也充满了挑战。

　　全线高差最大、陡坡最长的是乌斯河站至红峰站。自成都起，连续依次上坡的车站有17个。该段高差1，606米，直线距离110公里，线路展延的长度约153公里。牛日河最大河床坡度：上游达25‰以上，中游约20‰，下游约15‰。展线依据河床坡度的陡缓段落而定位置，随加力坡大小而决定短长。

　　设计工程师们经过艰巨的翻山越岭勘察、研究分析，按照设计革命思想，坚持从实际出发，分别设计了乃托展线、乐武展线。

　　乃托展线在牛日河中游峡谷区，位于白果与乃托两站间，河床坡度平均约16.5‰。该段河谷沿石棉——普雄大断裂带发育，铁路迂回往复于河谷两岸及断裂破碎带和影响带之中。白果站选在牛日河右岸的震旦系灰岩。乃托站设于左岸较缓的山坡及阶地上，是断层峡谷中较好的站址。

　　两站其间直线距离8公里，高差196米。展线范围内自漫滩至乃托有隧道8座共长8，220米，大桥5座共长868米，桥隧总长占线路长度的72%。

　　在成昆铁路的七大展线中，为什么乃托展线与众不同，呈“复曲线形”?

　　这是设计革命后，勘测设计人员坚定从实际出发、不断依据新情况、新问题，经多种方案反复对比、分析，连续不断地避重就轻，一次又一次修改线路而形成的。

　　这段展线是在地质构造极为复杂的大断层谷内，充分利用了地形，尽可能地避开严重地质不良地段，使线路在大断裂破碎带怀抱中展开。因此，线路仍不可能避免遇到想象不到的工程地质问题。如隧道施工中普遍发生大量坍塌、涌水，乃托及白石岩两站均发生过大型滑坡;白石岩5号隧道成都端洞口坍塌。设计人员及时分析研究这些新情况，将线路一再内移、规避，于是，罕见的全线唯一安全的“复曲线形”出现了。说到底，这是勘测设计人员在实践中不断认识、不断揭开地质秘密的结果。

　　我们再来了解一下乐武“眼镜形”展线。

　　乐武展线在牛日河上游的尼波与红峰两站间。该段河床坡度平均约21‰，两站间直线距离约7公里，高差142米。设计师们首先在尼波、红峰间为乐武站选出了一个安全的站址，然后再进行布设线路;经多方案研究、改善，形成了“眼镜形”的展线。在展线范围内有隧道11座共长5，532米，大中桥6座共长648米，桥隧总长占线路长度的67%。
 

 

　　(乐武展线·选自《成昆铁路·6·画册》)
 

　　四、55个方案比选出来的连续跨江展线

　　南端的展线集中于龙川江一带，有六渡河、巴格勒、法拉三处展线。

　　这三处展线在龙川江中游峡谷区的羊臼河至黑井两站之间，河床坡度平均15.6‰，最陡达20‰，直线距离21公里，高差360余米，展线长40公里。展线方式采取分散与集中相结合，分段克服巨大高差，适应了地形和地质条件，取得了较好的效果。

　　勘测设计人员以坚韧不拔的斗志与精心设计精神，经过了反反复复的方案比选。

　　在进行同模甸展线的选定时，先有伏井展线方案，展线虽能使龙骨甸车站落在田坝，能缩短大田箐大桥、降低桥梁高度17米;但为圆形隧道，位于含盐层，腐蚀严重，且隧道开挖后岩层膨涨，影响隧道安全，故放弃。最终改在法拉进行集中展线。

　　对展线布置作过多种方案，多选在六渡河、巴格勒、法拉、伏井四处，以分段克服高差，及时降低线路，充分利用两岸阶地，也有利于布站。在展线的形式上，作过 S 形与螺旋形比较，S 形隧道长，坡度折减多，不如螺旋形展线有利。

　　最终，经过大小55个方案比选，采取了21次跨越龙川江的连续三段展线的线路方案。展线部分桥隧相连，工程艰巨，铁路迂回重叠，巴格勒隧道在山里绕了一个两公里多的大圆圈，进口和出口在同一个方向，高低却相差了几十米。在40公里范围内，有隧道21座、长18.8公里，大中桥42座，长9.97公里，桥隧总长占线路长度的72%。

　　55个方案比选出来的南端展线，直线距离21公里，连续三个展线，21次跨越龙川江，这样的山地螺旋展线，这在世界上绝无仅有。
 

 

　　(巴格勒灯泡形展线·选自《成昆铁路·6·画册》)
 

　　五、认识自然、服从自然、改造自然的典范

　　新中国的地质、铁路勘测设计人员在设计革命的浪潮中，以艰巨地实践与深入地探索，终于从必然王国走向了自由王国，掌握了不良地质现象的规律，设计出了世界罕见的七大集中展线。

　　乃托展线：位于白果与乃托两站间，河床平均坡度为16.5‰，直线距离约8公里，高差196米，展长9公里。(复曲线形)

　　乐武展线：位于尼坡与红峰两站间，河床平均坡度为21‰，直线距离约7公里，高差142米，展长线路7公里。(眼镜形)

　　韩都路和两河口展线：位于沙木拉打隧道以南的孙水河及其支沟韩都路沟上，在沙木拉打至新凉车站之间，直线距离4公里，高差215米，线路展长21公里。(麻花形)

　　六渡河、巴格勒、法拉三处展线：位于羊臼河至黑井两站之间，河床坡度为15.6‰，最陡者达20‰，直线距离21公里，高差300米，展线长42公里。展线方法充分利用龙川江两岸台地有利的地形、地质条件，采用集中与分散相结合的方式进行展线。线路21次跨龙川江。(螺旋形、灯泡形)
 

 

　　(法拉螺旋形展线·选自《成昆铁路·6·画册》)
 

　　人们在山区公路上，坐在汽车上就能见到，在一个大山坡上的S形的公路展线。在铁路线上，展线通常用蛇形、S型跨越好几个山谷，人们并不能看见它们的平面图形。像成昆线这样大范围的、集中的、立交式的、多次自我交叉的展线现象令人惊叹!复曲线形、眼镜式、螺旋形、灯泡形的展线成为铁路建筑史上的奇观!设计者们将展线选定岩层产状有利的一侧，是精心设计表现之一。

　　地层产状，是地质密码重要表现之一，是岩层在空间产出的状态和方位的总称，包含裂隙水流径、含盐量、岩石节理走向，还有砂颗粒成份、直径、硬度，等等，这些都是地质的密码。它们能够解剖地质状况，反映地层地质的物理、化学，力学性质等特征，关乎选择线路方向，是选择隧道、明洞或路堑，选择路堤或桥梁工程措施的重要依据。为了取得地质密码，勘测设计人员，历经千辛万苦，踏勘、钻探、挖探、化验、对比、分析……才能发现密码，打开通往“地质博物馆”的大门。

　　与其说这是中国人“设计”出来的，还不如说是新中国地质、铁路勘测设计人员奋斗出来的!这是他们投身大裂谷，揭开隐藏在大地深处地质密码的硕果!

　　成昆铁路的七大展线，是世界铁路建筑史的奇观，是人类认识自然、服从自然、改造自然的典范，也是新中国人民创造的重要铁路文化遗产。

　　成昆铁路七大展线的壮美的背后，有多少勘测设计队员溜索过江、攀岩涉水、悬崖找点、激流测坡;有多少设计师废寝忘食、呕心沥血、反复比选、现场勘察;有多少人为了展线的安全而忘记了自已的安全，流血流汗，甚至献出了宝贵的生命!

　　总工程师郝昭謇由于在成昆铁路线上的杰出贡献，荣获1985年国家科技进步个人特等奖。

　　王邦昌由于在成昆铁路线上的杰出贡献，于1990年被国家建设部授予“中国工程设计大师”称号。
 

　　(未完待续)
 

 

 

作者简介

作者，洪承惠，1944年7月出生。1962年入伍。铁道兵一师历任战士、班长、干事，参加成昆铁路大会战。1978年转业。历任科员、镇长、街道办主任等职。2004年8月退休后，立志全力写好《成昆铁路大会战》。
 

 

 

 

首发：铁道兵文化网

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编辑：向日葵