出品 | 網(wǎng)易新聞
作者 | 須臾千秋，清華大學(xué)土木工程博士
說起中國鐵路，我們之前已經(jīng)介紹了許多，中國的許多鐵路線路已經(jīng)進(jìn)入高鐵時代，普遍速度達(dá)到200公里/小時，像京滬高鐵這樣的更是已經(jīng)突破300公里/小時，那感覺真的是只有風(fēng)馳電掣能形容。
然而我們今天要介紹的這條新建鐵路設(shè)計時速只有120公里，這就是南沙港鐵路。
在如今的中國，為什么還要建這么“慢”的鐵路線呢？
（一）時速120公里造價卻高達(dá)152億，原因在這兒
南沙港鐵路是珠江三角洲大灣區(qū)交通發(fā)展的重要項目之一，它自廣珠鐵路鶴山南新建車站引出，向東貫穿江門、中山、佛山以及廣州南沙港，全長87.8公里，時速120千米，預(yù)計2020年建成通車，總投資額152億元。
同時，與鐵路配套還將建設(shè)黃圃、南沙港綜合性貨場，預(yù)留萬頃沙綜合性貨場條件。
這年頭新建的鐵路居然還有時速120千米的？而且造價還這么高？還有，新建一條鐵路，為什么我不知道？
原來，這條南沙港鐵路是一條專門的貨運鐵路，短期內(nèi)不開放客運，故而不為普通市民所知。
貨運鐵路的建設(shè)過程與規(guī)范要求與客運鐵路多有不同，因此雖然設(shè)計時速不高，但價格并不低。
（二）海鐵聯(lián)運，這不是一條普通的貨運鐵路
南沙港鐵路并不僅僅是普通的貨運鐵路，而是南沙港區(qū)的海鐵聯(lián)運疏港鐵路。
南沙港區(qū)位于廣州市南沙龍穴島圍墾區(qū)，主要作業(yè)區(qū)在龍穴島，岸線總長10.4公里，總面積達(dá)63平方公里，貨物年通過能力1.7億噸。
2016年，南沙港區(qū)完成集裝箱吞吐量1262.25萬標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，占廣州港總量的67.9%，單一港區(qū)集裝箱吞吐量位居全國沿海港口第七位。
南沙港東面與東莞虎門隔海相望，西連中山市，位于珠三角的幾何中心，陸上距離14個大中城市都在60公里以內(nèi)，是廣州市未來重點建設(shè)的四個物流中心之一。
?。仙掣郏?/p>
然而，南沙港的巨大吞吐量同時也為珠三角地區(qū)的海陸交通造成了很大的負(fù)擔(dān)，大量貨物迅速堆積在港口，但卻很難及時疏散。
目前，貨物集疏運大都采用水路中轉(zhuǎn)和公路中轉(zhuǎn)，不僅效率低，而且占用公路和水道資源，這也使得南沙港近年來的貨運量增長十分遲緩。
如果修一條專門的貨運鐵路，同時進(jìn)行海鐵聯(lián)運，讓貨物從船上一下來就可以直接裝卸在火車上運到其它的交通節(jié)點上，可以極大地提高運輸效率，加快港口周轉(zhuǎn)速度。這樣不僅經(jīng)濟效益巨大，而且起到了節(jié)能減排的作用，單位運輸量造成的排放能夠降低一半。
不過，與新加坡這樣的轉(zhuǎn)口港不同，珠三角本身擁有龐大的腹地，不僅本身人口眾多，超過6000萬，而且還要輻射3億人口的華南腹地，其本身的物資消耗量、生產(chǎn)量以及流動量都是非常驚人的。
同時，珠三角還是世界最重要的工業(yè)生產(chǎn)基地、“世界工廠”，這意味著從海外運往南沙港的物資有相當(dāng)一部分是要直接運往陸上各處的，同時陸上各處生產(chǎn)的物資也要通過陸路運到南沙港，然后銷往世界各地。因此，南沙港的海鐵聯(lián)運可以顯著提高港口周轉(zhuǎn)效率。
所謂海鐵聯(lián)運，指的是進(jìn)出口貨物由鐵路運到沿海海港直接由船舶運出，或是貨物由船舶運輸?shù)竭_(dá)沿海海港之后由鐵路運出的只需“一次申報、一次查驗、一次放行”就可完成整個運輸過程的一種運輸方式。
平均而言，一個標(biāo)準(zhǔn)箱進(jìn)行海鐵聯(lián)運可給港口地域帶來直接經(jīng)濟效益6000元，對于南沙港而言，如果將30%的集裝箱改為海鐵聯(lián)運，潛在經(jīng)濟價值就超過200億元。
（三）充滿水的稻田中，如何修建貨運鐵路？
貨運鐵路與我們經(jīng)常接觸的客運鐵路有很大不同，除了貨運鐵路的載重量要求更高外，配套設(shè)施也有所不同。
客運鐵路需要車站和候車室，貨運鐵路則需要配套建設(shè)堆棧和站場用于貨物的中轉(zhuǎn)。
其中，萬頃沙車站最有代表性，站場總長2188米，總建筑面積達(dá)4平方公里。
站場的修建本身難度并不高，但萬頃沙地處江海之濱，地基松軟，地下水極為豐富，地表的80%都是水塘。
?。ㄈf頃沙站原址，土質(zhì)十分軟弱的水田）
要修建鐵路和堆棧，必須進(jìn)行高強度的地基加固，最簡單有效的辦法就是通過大量的填方將土質(zhì)密實、將水分排走。
考慮到珠三角地區(qū)的海拔很低，又經(jīng)常受到臺風(fēng)和洪水侵襲，所以整座場站需要架高5米，大概要用掉33萬立方米的土方，再加上其它線下工程，總共要耗用超過53萬立方米的土方，按照每車運輸10立方米土方計算，光是填方就需要5萬車次。
?。ㄘ涍\鐵路的場站）
除了簡單填方外，還需要對地基進(jìn)行打樁加固。
在地基處理時，工程師們采用26000根直徑60公分的加固樁基，均打入16至20米深，直至觸及粉質(zhì)黏土層或砂層。
承載樁采用的是高壓旋噴樁，它是用高壓旋噴鉆機將鉆樁管打入預(yù)定深度后，以高壓向四周旋轉(zhuǎn)噴注水泥漿，并一節(jié)一節(jié)向上提拉旋噴位置，讓水泥和周圍土體相互融合形成的加固樁基。
較之傳統(tǒng)的預(yù)制管樁，高壓旋噴樁的加固效果好、效率高，且能夠節(jié)省20%的原材料。
除此之外，工程師們還配合堆載和真空預(yù)壓的方法進(jìn)行加固。
真空預(yù)壓是將大量排水塑板和排水管插入地基，封閉一定區(qū)域后通過抽水形成內(nèi)部負(fù)壓使得地基自然收縮下陷然后再填土壓實。堆載預(yù)壓則是將足夠重量的土方或者預(yù)制板放置在軟基區(qū)域，利用靜壓力的長時間作用壓實地基。
通過這兩種方式，工程師們將土體中的水排出，同時令土體密實，增強土體的抗壓強度，使之足以承擔(dān)起上層建筑。
站場的修建需要打26000根加固樁，而打一根加固樁平均要兩個多小時才能完成，為了應(yīng)付如此龐大的工作量，施工隊采用18臺高壓旋噴鉆機同時施工，同時采用了“一管到底”和“自動后臺”的新工法。
在過去的工法中，使用型號為MJG-50的高壓旋噴鉆機，打樁過程中需要人工不斷地將鉆樁管接起來，不僅費時費力，而且還要通過人工調(diào)節(jié)鉆樁垂直度。而改用SP-5A新型高壓旋噴鉆機后，鉆樁管的長度將直接配置為地質(zhì)勘探部門測算的打樁深度，這就是“一管到底”。再加上液壓自動調(diào)節(jié)鉆樁垂直度的功能，省時省力又提高了施工精確度。
“自動后臺”則是指，從四個巨大的物料儲罐中，通過自動化設(shè)備連接的水泥攪拌裝置為高壓旋噴鉆機提供源源不斷的水泥漿。整套工序看上去復(fù)雜，卻僅有一名工人在操作，這些物料的配比和使用量數(shù)據(jù)都是寫在程序中的，通過計算機來操作物料裝填和攪拌，節(jié)省了大量的人力。
如今這套創(chuàng)新的施工方法已經(jīng)形成《地下水豐富的沿海地區(qū)超長高壓旋噴樁施工工法》并申請了省部級新工法，且在中鐵六局得到全面推廣。
結(jié)語
預(yù)計到2020年10月，南沙港鐵路將會建成通車。線路西端向北，通過廣珠鐵路連接京廣鐵路，輻射中南地區(qū)、西南地區(qū)；東端連接粵港澳深度合作示范區(qū)南沙區(qū)、廣州港南沙港區(qū)，并可通過海鐵聯(lián)運輻射歐美、亞太和非洲等世界一百多個國家和地區(qū)，為中國的一帶一路倡議發(fā)揮巨大作用。
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