中國鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在埃塞俄比亞的應(yīng)用探討

曾德禮 龍宗明 曾揚

摘要：該文從分析埃塞俄比亞至吉布提鐵路的國情、沿線自然地理特征、既有鐵路技術(shù)現(xiàn)狀和設(shè)計概況入手，論述了埃塞俄比亞鐵路的功能定位和標(biāo)準(zhǔn)選擇，對鐵路建設(shè)中標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的問題進行了剖析，得出了中國鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在埃塞俄比亞應(yīng)用只能是參照，必須結(jié)合當(dāng)?shù)貙嶋H才行得通，并取得成功的結(jié)論，提出了埃塞俄比亞發(fā)展鐵路亟待解決的問題和中國鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的運用原則。

關(guān)鍵詞 中國鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 功能定位 選擇標(biāo)準(zhǔn) 運用探討

1 概況

1.1、設(shè)計概況

受埃塞俄比亞鐵路公司的委托，中鐵二院于2010年9月開始Addis Ababa/Sebeta至Mieso段勘察設(shè)計工作，開展現(xiàn)場工作前收集了埃塞俄比亞鐵路公司《亞的斯亞貝巴（Addis Ababa）-吉布提（Djibouti）鐵路項目可行性報告初稿》（2009年7月27日）和埃塞俄比亞政府有關(guān)部門的零星資料。2011年10月25日，埃塞俄比亞鐵路公司與中國中鐵簽訂了Addis Ababa/Sebeta至Mieso段EPC總承包合同，中鐵二院作為分包商承擔(dān)勘察設(shè)計工作。在埃塞俄比亞鐵路公司與中土公司簽訂了Mieso至Djibouti港EPC總承包合同后，中鐵二院受埃塞鐵路公司委托，于2012年7月17日開始依照中國標(biāo)準(zhǔn)編制亞的斯亞貝巴（Addis Ababa）-吉布提（Djibouti）鐵路新建準(zhǔn)軌鐵路項目可行性研究報告。

1.2、項目來由

在埃塞俄比亞通過發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)軌距鐵路網(wǎng)改善現(xiàn)有交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施的總體思路指導(dǎo)下，其擬新建總長為2046km的國家鐵路網(wǎng)和首都Addis Ababa長度為34km的輕軌交通系統(tǒng)，將優(yōu)先建設(shè)Addis Ababa/Sebeta至Djibouti港的出海鐵路通道。

新建Addis Ababa至Djibouti港的鐵路通道是目前埃塞俄比亞重要的交通基礎(chǔ)設(shè)施工程，項目的建設(shè)可以為埃塞俄比亞構(gòu)建便捷的國際出海運輸通道，對保持埃塞俄比亞社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展具有重要意義和作用。

Addis Ababa至Djibouti港之間曾有一條米軌鐵路連接，該鐵路由埃塞俄比亞和吉布提兩國共同擁有，由Chamin de Fer Djibouti- Ethiopia（簡稱CDE）經(jīng)營。該鐵路于1910年建成，全線共設(shè)37個車站。目前，由于路基沉陷、鋼軌變形，個別路段鋼軌已被公路路面埋沒阻斷，雖然有歐洲公司在做該鐵路的局部整修工作，但收效甚微，無法貫通運行。

Addis Ababa/Sebeta至Djibouti港的鐵路通道擬采用相對較高的準(zhǔn)軌鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，與建設(shè)高速公路相比較，鐵路運輸是一種大能力、便捷、節(jié)地、節(jié)能、環(huán)保、安全的綠色交通運輸方式，項目用地僅為公路的1/2左右；采用電力牽引，能耗僅為公路的1/4至1/6。因此，該項目的建設(shè)可以形成埃塞俄比亞的綠色運輸通道，項目全線建成后可以與目前的公路運輸方式互為補充。

2 埃塞俄比亞國情

2.1、國家經(jīng)濟特征

埃塞俄比亞聯(lián)邦民主共和國（FDRE）位于非洲大陸，是一個內(nèi)陸國，國土面積110萬平方公里，人口約9000萬人。埃塞俄比亞是世界經(jīng)濟最不發(fā)達(dá)國家之一。2012年，GDP為407億美元，人均GDP為470美元，外債約70億美元，外貿(mào)進口額約110億美元，其中出口額約24億美元。

該國是一個典型的農(nóng)業(yè)國，發(fā)展農(nóng)業(yè)條件較好，農(nóng)業(yè)產(chǎn)值占GDP50%左右，農(nóng)產(chǎn)品出口占出口總額的90%以上，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟和出口創(chuàng)匯的支柱，其生產(chǎn)的主要農(nóng)業(yè)商品有谷類、豆類、咖啡、油籽、棉花、甘蔗、土豆、阿拉伯茶、切花、皮革、牛、綿羊以及山羊。咖啡、油料等為主要出口產(chǎn)品。2010年咖啡出口近33萬噸，創(chuàng)匯占埃塞出口的60%。埃塞是畜牧業(yè)大國，牲畜存欄總數(shù)居非洲之首、世界第十，產(chǎn)值約占國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%，吸收約30%的農(nóng)業(yè)人口。

該國工業(yè)門類不齊全，結(jié)構(gòu)不合理，零部件、原材料依靠進口，工業(yè)產(chǎn)值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的9.5%。制造業(yè)產(chǎn)值占國內(nèi)生產(chǎn)總值的4.7%，制造業(yè)主要為紡織、皮革加工、食品飲料、金屬加工、家具制造、輪胎制造和建筑材料等。皮革制造業(yè)占整個制造業(yè)的7.8%，是第二大出口產(chǎn)品，每年出口收入約5100萬美元。而燃料、半成品、資本物品和原材料等方面嚴(yán)重依賴進口。

根據(jù)《埃塞俄比亞聯(lián)邦民主共和國增長和轉(zhuǎn)型計劃（GTP）（2010/11-2014/15）》（2010年），埃塞俄比亞政府將繼續(xù)以農(nóng)業(yè)為國民經(jīng)濟發(fā)展的主要來源，同時實施以工業(yè)為主導(dǎo)的經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略，鼓勵發(fā)展出口導(dǎo)向型和進口替代型工業(yè)。5 年來GDP年均仍增長10%左右。

2.2、鐵路沿線自然地理特征

線路位于埃塞俄比亞中部高原和吉布提高原山地間，線路西起亞的斯亞貝巴西南方向的SEBETA，向東經(jīng)INDODE、ADAMA、MIESO、DIRE DAWA、至DEWELE ，進入DJIBOUTI境內(nèi)，經(jīng)GUELILE、HOLHOL至NAGAD，線路長度752.7km。

屬埃塞高原臺地、低山、淺丘、戈壁、沙漠等地貌，地勢開闊，地形高差大，高原臺地平坦，臺地斜坡地形陡峻，起伏大。局部為低山河谷地貌，地面高程從亞的斯亞貝巴的2300m到吉布提的5m，相對高差數(shù)千米，交通條件較差。受季節(jié)性洪水常年累月的沖刷掏蝕影響，地表深切的干涸沖溝發(fā)育，沖溝一般寬約2m～5m，深約3m～12m，長數(shù)百公里，兩側(cè)溝壁近直立。

2.3、既有鐵路現(xiàn)狀

Addis Ababa-Djibouti港之間米軌鐵路線目前已破舊不堪，只運行基本服務(wù)——2006-2007年間運送了44，634噸出口商品、23，598噸進口商品和7，513噸國內(nèi)商品。

3 鐵路的功能定位和標(biāo)準(zhǔn)選擇

3.1、鐵路的功能定位

埃塞俄比亞Addis Ababa/Sebeta-Djibouti港的鐵路通道是埃塞俄比亞重要的國際出海鐵路通道和國家規(guī)劃鐵路網(wǎng)的起步工程，也是吉布提港最重要的集疏運鐵路通道，未來將主要擔(dān)負(fù)埃塞對外貿(mào)易貨物運輸任務(wù)、吉布提港的疏港運輸，以及沿線城市的客貨交流，因此本項目是以貨為主、客貨兼顧的兩國鐵路主骨架鐵路之一。

3.2、鐵路標(biāo)準(zhǔn)選擇

根據(jù)埃塞俄比亞鐵路公司《亞的斯亞貝巴-吉布提鐵路項目可行性報告初稿》（2009年7月27日）和埃塞俄比亞鐵路公司與中鐵二局&中鐵二院于2010年8月簽訂合同中規(guī)定：該鐵路為160km/h，電氣化牽引，并且只開展Addis Ababa/Sebeta-Mieso段勘察設(shè)計工作。據(jù)此我們開始勘察設(shè)計工作，初步收集埃塞俄比亞的國家經(jīng)濟、基礎(chǔ)建設(shè)資料、鐵路沿線資料后，發(fā)現(xiàn)了開展工作的基礎(chǔ)和合同文件規(guī)定的內(nèi)容、埃塞俄比亞認(rèn)可的即將要建設(shè)的鐵路與其真正需要的鐵路是有差距的，按照此條件實施的鐵路項目是不可行的，從此開始設(shè)計團隊與埃塞俄比亞鐵路公司、政府相關(guān)部門之間關(guān)于雙線或單線、鐵路時速、牽引類型和運量的認(rèn)識爭論，由于埃塞俄比亞鐵路公司（或者埃塞俄比亞政府）的堅持，最終還是以埃塞俄比亞鐵路公司的意見執(zhí)行該勘察設(shè)計合同。

2010年9月開始Addis Ababa/Sebeta至Mieso段勘察設(shè)計，期間經(jīng)多次與埃塞俄比亞鐵路公司進行EPC合同談判，直到2011年10月25日才正式確定部分地段雙線、全線按照120km的時速開展EPC工作，但埃塞鐵路公司在EPC承包合同強勢地明確牽引類型為電力牽引，并在2012年2月下達(dá)開工令。

在上述條件下，中鐵二院通過一年多現(xiàn)場工作，結(jié)合埃塞俄比亞具有的各行業(yè)零星基礎(chǔ)資料、建筑材料和現(xiàn)有經(jīng)濟狀況、支撐巖土工程施工社會環(huán)境等，參照中國國鐵Ⅱ級鐵路的標(biāo)準(zhǔn)，整理出了該條鐵路的勘察設(shè)計原則，以此作為設(shè)計、施工和運營管理標(biāo)準(zhǔn)，但這些并不完整和系統(tǒng)，還需要在埃塞俄比亞的鐵路建設(shè)實踐中不斷補充和完善。

2012年7月，中國國際咨詢公司與埃塞俄比亞鐵路公司簽訂技術(shù)服務(wù)合同，包括業(yè)主代表、設(shè)計咨詢和施工監(jiān)理，其中設(shè)計咨詢由鐵三院代為執(zhí)行，業(yè)主代表和施工監(jiān)理由中咨公司執(zhí)行，其完全依照中國規(guī)范進行項目的咨詢和監(jiān)理，提出了在設(shè)計文件咨詢前必須提供前置性的基礎(chǔ)資料，這是不太合適和不可能辦到的。

在鐵路的建設(shè)過程中，埃塞俄比亞鐵路公司聘請了英國水文專家對該項目全線開展了水文調(diào)查，針對雨季施工過程中涵洞淹水和高原臺地涵洞積水等現(xiàn)象，提出了抬高線路標(biāo)高和增加永久性排水工程等措施，并且得到了埃塞俄比亞鐵路公司的贊同，中國國際咨詢公司和鐵三院也不加區(qū)分要求在設(shè)計中予以執(zhí)行。

4 鐵路建設(shè)中標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的問題剖析

在勘察設(shè)計完成后，我們根據(jù)埃塞俄比亞實際（國情、自然特征），確定了針對其地質(zhì)和地理實際環(huán)境的滿足安全性、使用性的鐵路巖土工程措施和方案，往往因得不到業(yè)主、咨詢或工程承包商的認(rèn)可需要多次加強工程安全度、修改實際圖紙，或者因承包商之間采用施工方法的不一致變換設(shè)計方案和設(shè)計圖紙。以路基填料、橋涵積水兩個典型問題協(xié)調(diào)和解決過程來說明在對一個剛開始建設(shè)鐵路的國家，標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行方案不同意見是正常、必然的現(xiàn)象，由此可見，鐵路開始建設(shè)前的論證研究和具備完整系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是非常重要。

4.1、關(guān)于路基施工圖設(shè)計和填料的選用

路基專業(yè)于2012年8月完成了埃塞國鐵SEBETA—ADAMA—MIESO段全線施工圖設(shè)計（簡稱“A版”）。緊接著收到經(jīng)理部對于A版圖的審核意見，結(jié)合沿線實際，于2012年10月設(shè)計完成全線B版施工圖。

在歷次文件審查完畢后，分別于2013年4月、2013年10月應(yīng)總包商要求及時完成了相應(yīng)C、D版全線施工圖。

D版施工圖交付咨詢單位審核，設(shè)計按下發(fā)咨詢意見于2014年4月修改完善（E版施工圖）。

但因總包商多次函告我方：路基填料按照可研審查意見執(zhí)行國鐵Ⅱ級規(guī)范，最終E版圖僅填料說明未執(zhí)行咨詢意見。該版施工圖交付總包商后，因填料問題與咨詢方意見（執(zhí)行最初合同條文）不統(tǒng)一，最終未能獲得咨詢單位審核蓋章。

為避免再多次重復(fù)出圖，現(xiàn)路基專業(yè)正待總包商書面來函，明確業(yè)主關(guān)于填料的要求后，再設(shè)計完成F版施工圖送咨詢審核。

4.2、埃塞水文設(shè)計思路

由于埃塞俄比亞可提供的水文數(shù)據(jù)有限，洪水計算以理論計算為主，較大河流輔以歷史洪水位調(diào)查，實測流量、水位資料作為校核。根據(jù)《埃塞俄比亞公路局排水設(shè)計手冊（2002年）》（以下簡稱排水設(shè)計手冊），采用推理計算方法和SCS方法進行流域洪水計算。在小流域設(shè)計洪水計算時，無論采用何種方法，對預(yù)測洪峰流量的精確計算主要取決于各項參數(shù)的準(zhǔn)確評估。這些參數(shù)主要包括降雨參數(shù)和流域地形參數(shù)。降雨參數(shù)主要來自于排水設(shè)計手冊和氣象局收集的歷史降雨資料；流域地形參數(shù)通過30m分辨率DEM模型、土地利用和土壤類型圖獲取。

在流量計算出來后，通過實測斷面、地形資料以及采用的涵洞框架孔徑，獲取水流斷面，進而通過水力學(xué)計算出斷面水位。對于部分洪泛區(qū)，由于地形比較平坦，水流路徑不固定，無準(zhǔn)確的暴雨持續(xù)時間，所以難以精確計算單次暴雨總降雨量和斷面水位。本項目以區(qū)段涵洞在線路標(biāo)高滿足安全時的過流能力不小于最大洪峰流量的原則來設(shè)置。因此通過試算不同設(shè)涵方案以及不同水位組合的過流能力，當(dāng)過流能力滿足最大洪峰流量的水位，并且該水位低于線路安全的允許水位時，即得到需要設(shè)置的最少的涵洞斷面積，相應(yīng)水位即為設(shè)計洪水位。實際設(shè)計中，在此基礎(chǔ)上適當(dāng)加大涵洞孔徑或增加涵洞個數(shù)以保證足夠的安全系數(shù)。

4.3關(guān)于橋涵設(shè)計和排水施工圖設(shè)計工作

全線除Akaki河、Mojo河、Awash河、Mieso河等具有典型山區(qū)河流特征外，其余大多數(shù)河流都是因為覆蓋層土質(zhì)疏松在洪水季節(jié)沖刷深切而成，除存在常規(guī)明顯的河谷排洪通道外，線路通行多處寬淺河灘洪泛區(qū)和平原散流區(qū)。

全線鐵路橋梁60座計11.570km，橋梁有54座跨河溝；對于部分流量較小、填方較低、溝槽明顯的沖溝，經(jīng)過橋涵比較后均采用梁式橋跨越，全線共有20處；全線框架小橋16座專為過水設(shè)置。

全線涵洞約431座，沖溝發(fā)育的采用斜交設(shè)置的涵洞11座，其余為交通函和河灘洪泛區(qū)和平原散流區(qū)函，大多數(shù)正交涵洞作用是聯(lián)通線路兩側(cè)積水，控制積水位高程，確保線路安全，所以這些涵洞功能以正交和保證過水?dāng)嗝鏋樽钣行В樗诰€路附近滯留，通過蒸發(fā)和地下潛流消散。

4.4、對埃塞雨季的認(rèn)識及采取的措施

項目實施經(jīng)過2012年、2013年雨季后，中國中鐵埃塞鐵路項目經(jīng)理部于2013年5月組織對全線水文、地質(zhì)進行了梳理，針對排水不暢地段綜合排水系統(tǒng)進一步優(yōu)化，并提出了具體處理意見及整改措施：抬坡（48.228km）、增設(shè)涵洞（57座）、增大涵洞孔徑（29座）和設(shè)置浸水路堤等措施。

到目前為止，路基填料、橋涵積水兩個典型問題在業(yè)主、咨詢和承包之間仍然沒在觀念、利益等方面取得一致，雖然施工中采取工程措施已經(jīng)使就地取材填料的填筑效果好于更好的填料、多次抬高線路標(biāo)高出現(xiàn)廢棄工程等，并在設(shè)計中多次更改圖紙，也沒能圓滿解決鐵路建設(shè)中標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的問題。

5 中國鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在埃的應(yīng)用

5.1、中國鐵路技術(shù)體系

中國鐵路從起步到今天，經(jīng)歷了100多年，逐步形成了技術(shù)體系和標(biāo)準(zhǔn)，擁有了完整的研發(fā)、建設(shè)、裝備制造和運營體系，有鐵路運輸、鐵路工業(yè)、鐵路建筑業(yè)和鐵路技術(shù)創(chuàng)新，具備統(tǒng)籌規(guī)劃、設(shè)計、研發(fā)、建設(shè)、研制、運營和人才培養(yǎng)的能力。中國鐵路在發(fā)展國民經(jīng)濟和提升國民生活質(zhì)量中能起到作用的關(guān)鍵在于政府對鐵路這一基礎(chǔ)設(shè)施有系統(tǒng)的鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，在鐵路技術(shù)體系的工程建造技術(shù)、牽引動力技術(shù)、列車控制技術(shù)、牽引供電技術(shù)、運營管理技術(shù)、風(fēng)險防控技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)等發(fā)展中，尤其重視鐵路網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、設(shè)計、咨詢和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)研究，并將鐵路建設(shè)與經(jīng)濟規(guī)劃、生產(chǎn)布局；支撐鐵路建設(shè)的運輸、動力、人力等資源作為整個技術(shù)體系加以發(fā)展。

5.2、埃塞俄比亞發(fā)展鐵路亟待解決問題

埃塞俄比亞人口眾多，土地資源、水利資源、礦產(chǎn)資源豐富，但沒有工業(yè)基礎(chǔ)和足夠掌握技術(shù)技能人力資源。

5.3、中國鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在埃塞俄比亞的運用

在開展埃Addis Ababa-Djibouti段鐵路的勘察設(shè)計中，我們一直堅持強調(diào)的是結(jié)合埃塞俄比亞實際（國情、自然特征），參照中國規(guī)范。我們勘察設(shè)計團隊是有中國鐵路工程實踐經(jīng)驗的，在埃塞俄比亞進行了長達(dá)5年多的現(xiàn)場工作，在設(shè)計技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和原則上已經(jīng)不是照搬中國標(biāo)準(zhǔn)了，但在與埃塞俄比亞溝通中，還是出現(xiàn)了埃塞俄比亞鐵路公司不顧埃塞俄比亞經(jīng)濟、技術(shù)發(fā)展實際，嚴(yán)格照搬中國規(guī)范執(zhí)行的現(xiàn)象，特別是在聘請了中國公司對項目進行咨詢后，這種現(xiàn)象更嚴(yán)重。

6、結(jié)論

6.1、中國鐵路“走出去”首先必須是中國鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和觀念走出去，是中國鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和觀念與當(dāng)?shù)貒鴩榻Y(jié)合創(chuàng)新的結(jié)果，是一個全新的完整技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，需要在當(dāng)?shù)貒墓こ虒嵺`中不斷完善和創(chuàng)新。

6.2、中國鐵路在沒有成套鐵路技術(shù)的國家發(fā)展，必須考慮工程建造技術(shù)、牽引動力技術(shù)、列車控制技術(shù)、牽引供電技術(shù)、運營管理技術(shù)、風(fēng)險防控技術(shù)、系統(tǒng)集成技術(shù)等支撐和前置性基礎(chǔ)資料收集、研究。

6.3、中國鐵路“走出去”必須對鐵路項目進行全面論證和勘察設(shè)計，并按單獨階段和獨立工作加以重視，加強參與各方的溝通。

參考文獻：

[1] 埃塞鐵路公司《亞的斯亞貝巴-吉布提鐵路項目可行性報告初稿》（2009年7月27日）

[2] 中國中鐵二院工程集團有限責(zé)任公司《ETHIOPIA 新 建 準(zhǔn) 軌 鐵 路Addis Ababa～Djibouti鐵路可行性研究 總 說 明 書》（2012年7月）