人字形鐵路(2008-05-17 21:34:10)
1905年9月4日，起自北京豐臺(tái)、終至張家口的京張鐵路開(kāi)工。這是完全由中國(guó)人自己主持、自己設(shè)計(jì)、自己施工修建的第一條干線鐵路。到現(xiàn)在，京張鐵路開(kāi)工整整100年。
人們?cè)谡f(shuō)到京張鐵路的時(shí)候，不可避免地會(huì)把它和一個(gè)人的名字——詹天佑聯(lián)系在一起。
京張鐵路熱英俄染指未遂
乘坐旅游列車前往八達(dá)嶺游覽的旅客，很少有人想到，他們所經(jīng)過(guò)的這條鐵路有多么不平凡。如果下車來(lái)用自己的雙腳走一走這段路程，通過(guò)那陡峻的坡道、險(xiǎn)急的曲線、窄長(zhǎng)黑暗的山洞，就會(huì)感受到當(dāng)年施工修筑時(shí)的艱難。
既然自然條件如此惡劣，為什么還非要修這樣一條鐵路呢？這與清朝末年國(guó)際國(guó)內(nèi)的形勢(shì)有密切關(guān)系。當(dāng)時(shí)，國(guó)外列強(qiáng)把中國(guó)看成是一塊可以分而食之的肥肉；國(guó)內(nèi)則政治腐敗，“閉關(guān)政策”嚴(yán)重阻礙了自身的發(fā)展。一批有識(shí)之士大聲疾呼，應(yīng)當(dāng)積極學(xué)習(xí)和引進(jìn)外國(guó)的先進(jìn)思想與先進(jìn)技術(shù)，以圖振興國(guó)運(yùn)；而中國(guó)要強(qiáng)大，必須修鐵路。
張家口一帶資源豐富，但交通不便，難以開(kāi)發(fā)利用。光緒末年，由于關(guān)內(nèi)外鐵路竣工后收益可觀，引起了諸多商人的興趣，紛紛向朝廷請(qǐng)求投資修筑京張鐵路。最后朝廷采納了鐵路督辦大臣袁世凱的建議，決定使用關(guān)內(nèi)外鐵路的余利官辦筑路。英、俄兩國(guó)原先對(duì)京張鐵路均有染指之意，卻因爭(zhēng)執(zhí)無(wú)果，最終不得不同意中國(guó)自行修建。1905年2月，京張鐵路總局成立，鐵路工程專家詹天佑擔(dān)任總局的“會(huì)辦”兼總工程司，主持京張鐵路筑路工程。
關(guān)溝路段地形最為險(xiǎn)惡反復(fù)斟酌難以避開(kāi)
北京至張家口，山勢(shì)險(xiǎn)峻、地形復(fù)雜，即使是外國(guó)專家也認(rèn)為筑路極其困難，更沒(méi)有人相信中國(guó)人能夠僅靠自己的力量完成這項(xiàng)工程。外國(guó)媒體甚至說(shuō)：“能在北京至張家口建造鐵路的中國(guó)工程師，恐怕現(xiàn)在還沒(méi)有出世呢！”
北京與張家口相距近二百公里，軍都山橫亙其間。自南口至八達(dá)嶺的十幾公里路程，屬關(guān)溝路段。這一帶層巒疊嶂、溝壑縱橫，地形最為險(xiǎn)惡。
詹天佑身先士卒，親自率領(lǐng)勘測(cè)人員翻山越嶺、風(fēng)餐露宿進(jìn)行實(shí)地勘測(cè)，發(fā)現(xiàn)工程施工的難度遠(yuǎn)超出想像。
“三十尺高一尺”，用鐵路部門的專業(yè)語(yǔ)言說(shuō)，就是千分之三十三點(diǎn)三的坡度。這是修筑京張鐵路的最大難點(diǎn)。按照1999年重新修訂頒布的《中華人民共和國(guó)鐵路技術(shù)管理規(guī)程》規(guī)定，在地形條件最差的三等線路上，使用牽引力最大的電力機(jī)車，區(qū)間線路的最大限制坡度不得超過(guò)千分之二十五，即使是“加力牽引”，也不得超過(guò)千分之三十。而詹天佑所要設(shè)計(jì)的京張鐵路，是在此技術(shù)管理規(guī)程下達(dá)的90多年前，那時(shí)哪里有什么電力機(jī)車、內(nèi)燃機(jī)車，就是蒸汽機(jī)車也剛在國(guó)內(nèi)出現(xiàn)不久，其牽引力與今天的機(jī)車相比，猶如天上地下。
為了避開(kāi)這段地形條件最差的路段，詹天佑試圖尋找相對(duì)理想的路徑，先后選測(cè)了七八條不同的比較線。但是，由于經(jīng)費(fèi)及工期的限制，最后還是不得不把立足點(diǎn)落回到關(guān)溝路段。
山巒溝壑難避的問(wèn)題如何解決？夏季洪水泛濫的問(wèn)題如何解決？最重要的是，那千分之三十三點(diǎn)三的坡度如何解決？詹天佑的偉大就表現(xiàn)在此處：他選擇了“之”字形線路。
火車不可能順著陡峭的山坡直著“爬”上去，只能采用延長(zhǎng)路程的方法以減緩線路的坡度。以“距離”換取“高度”———實(shí)際上鐵路也可以“盤山”，那叫“螺旋環(huán)山法”。但是使用這種方法有一個(gè)前提：必須具備合適的地形。由于關(guān)溝路段的自然條件限制，不適合用“螺旋環(huán)山法”，只有采用“之”字形線路，這是不得不采用的辦法，也是唯一能采用的辦法。
在這里有兩個(gè)問(wèn)題需要特別說(shuō)明。第一，選擇關(guān)溝路段是在客觀條件限制下所采取的無(wú)奈之舉，而并非最佳方案。詹天佑曾說(shuō)過(guò)：“選定線路時(shí)，只要有辦法，就不要采用關(guān)溝段那樣的線路。”
第二
，“之”字形線路并非詹天佑的發(fā)明。這種筑路形式早就在美國(guó)的礦山鐵路中使用過(guò)了。但是，許多年來(lái)，人們一直傳說(shuō)是詹天佑發(fā)明了“之”字形線路，實(shí)屬謬誤。詹天佑不需要這樣的虛名。
他的偉大，不在于是否發(fā)明了這種辦法，而在于能夠大膽采納并巧妙運(yùn)用這種辦法。
“之”字實(shí)際是“人”字一箭雙雕巧安排
把這種線路說(shuō)成是“人”字更準(zhǔn)確一些。這是一個(gè)橫放著的“人”字。列車為了達(dá)到上面那條腿的頂端，需要先順著下面這條腿行進(jìn)到“人”字的“頭部”，然后再掉過(guò)頭來(lái)繼續(xù)上行。這樣，就把一段陡峭的坡道代替了。
但是，這么長(zhǎng)的一列火車，在到達(dá)“人”字的“頭部”以后，如何掉頭繼續(xù)上行？
詹天佑決定采用“雙機(jī)牽引”，就是使用兩臺(tái)機(jī)車，一臺(tái)在前面拉、一臺(tái)在后面推———到了“人”字的頭部，火車無(wú)需掉頭，原先在前面的機(jī)車變成了車尾、由拉變推；原先在后面的機(jī)車現(xiàn)在變成了車頭、由推變拉。
其實(shí)，使用兩臺(tái)機(jī)車的主要目的是為了加大牽引力，如果僅僅是為了解決掉頭折返的問(wèn)題，在載重量小的時(shí)候，僅用一臺(tái)機(jī)車也可以辦到。但是在火車的載重量大時(shí)，一臺(tái)機(jī)車就不夠用了。詹天佑著力引進(jìn)國(guó)外大馬力機(jī)車，并創(chuàng)造性地使用雙機(jī)牽引，解決了京張鐵路的運(yùn)輸動(dòng)力問(wèn)題。
在紙上寫一個(gè)“人”字好辦，但是，在連綿不絕的軍都山間、在預(yù)先設(shè)定的關(guān)溝路段，哪里去畫(huà)這個(gè)“人”字，哪里去找這樣一處完全符合要求的理想之地呢？老天爺真的為詹天佑準(zhǔn)備了這樣一處地方，那就是青龍橋。它的天然地形恰好適合于修筑這樣一個(gè)供列車折返的場(chǎng)地，而它在整條線路中的位置也剛好合適。
詹天佑通過(guò)反復(fù)勘察測(cè)量、不斷修訂設(shè)計(jì)方案，才發(fā)現(xiàn)并選中了青龍橋?yàn)檎鄯档攸c(diǎn)。這一決策，使八達(dá)嶺隧道的長(zhǎng)度減少了一半，大大縮短了工期、節(jié)約了資金。
詹天佑還有多項(xiàng)創(chuàng)舉
詹天佑的業(yè)績(jī)絕不僅僅是一個(gè)青龍橋。在修建京張鐵路時(shí)，他還有很多創(chuàng)舉。比如開(kāi)鑿八達(dá)嶺隧道。曾有諸多洋專家斷言：如不使用外國(guó)的先進(jìn)機(jī)械以及技術(shù)人員，僅憑中國(guó)人的力量不可能完成。而在詹天佑的策劃指揮下，采用開(kāi)挖豎井增加工作面、使用強(qiáng)力炸藥爆破等措施，硬是依靠人力建成了這條中國(guó)筑路歷史上的第一條長(zhǎng)大隧道。
他著力引進(jìn)國(guó)外大馬力機(jī)車，并創(chuàng)造性地使用雙機(jī)牽引，解決了京張鐵路的運(yùn)輸動(dòng)力問(wèn)題。
他制定統(tǒng)一的鐵路工程標(biāo)準(zhǔn)及行車規(guī)章制度，為中國(guó)鐵路建設(shè)及管理的標(biāo)準(zhǔn)化奠定了基礎(chǔ)。
他使京張鐵路的建設(shè)比預(yù)定計(jì)劃提前了兩年。從1905年9月4日正式開(kāi)工，到1909年10月2日在南口舉行通車典禮，僅用了4年的時(shí)間。按當(dāng)初預(yù)算，京張線施工以及購(gòu)置機(jī)車、車輛的費(fèi)用為白銀729萬(wàn)兩，實(shí)際僅用了約700萬(wàn)兩，創(chuàng)造了當(dāng)時(shí)全國(guó)鐵路造價(jià)最低的紀(jì)錄……
