京广高速铁路武广段是目前世界上一次建成里程最长、运营速度最快的高速铁路,是我国铁路贯彻落实科学发展观的又一重大成果,也是目前我国铁路现代化最新成果的集大成者。
武汉至广州全程最短运行时间3小时
武广高铁是京广高速铁路的重要组成部分,位于湖北、湖南、广东三省境内。北起武汉站,途经咸宁、岳阳、长沙、株洲、衡阳、郴州、韶关、清远等市,南到广州南站,全长1068.6公里,全线共15个车站,运营时速350公里,武汉至广州全程最短运行时间3小时。
2004年12月3日, 武广高铁可行性研究报告经国务院批准,估算总投资1080亿元。
2005年6月23日,武广高铁在长沙浏阳河畔正式开工。
2006年1月,开始重点隧道进洞施工。
2007年1月,开始桥梁工程的预制箱梁。
2007年3月,开始桥梁工程的现浇箱梁施工。
2008年3月12日,开始无砟轨道施工。
2008年5月,全线路基工程基本完成。
2008年8月,通信、信号、牵引供电、电力等“四电”工程开始大规模施工。
2009年5月,控制性工程——武汉天兴洲长江大桥开通。
2009年6月1日,全线无砟轨道施工完成。
2009年7月28日,全部隧道贯通。
2009年9月,全线轨道工程铺设完成。
2009年6月—11月,全线分4个大区段进行联调联试。
2009年12月,全线试运行。
2009年12月9日,武广高铁成功试运行,从广州南站发车至武汉站,用时不到3小时。列车最高时速达到394.2公里,创造了两车重联情况下世界高速铁路最高运营速度。
武广高铁三大难点
1.工程难度大。从长江到珠江,从华中到华南,纵贯南北的武广铁路客运专线不仅要跨越江河天堑,还要穿越重峦叠嶂,沿线地质情况非常复杂,工程难度很大。
难点一:桥梁。
全线共有桥梁648座,总长度468公里,几乎占到线路总里程的一半。武汉天兴洲长江大桥是这条铁路的控制性工程之一,正桥全长4657米,主跨504米,大桥路面铺设4条铁路线,是我国首座四线公路铁路两用斜拉索桥,创下了跨度、荷载、速度、宽度4项世界第一。汀泗河特大桥主跨140米,跨越京珠高速公路,是目前世界上跨度最大的钢箱系杆拱桥。株洲特大桥全长4380米,主跨是140根钢梁系钢拱,也是世界上独一无二的。在超过1000公里的长大干线高速铁路上,建设者第一次在跨度140米的钢箱系杆拱桥上铺设无砟轨道,第一次在 168米的钢构混凝土连续梁上铺设无砟轨道,铺设精度1毫米,全部实现零沉降。
难点二:隧道。
全线有隧道226座,总长度177公里。连绵起伏的南岭是长江水系和珠江水系的分水岭,穿越南岭,必须修建隧道。上世纪80年代,修建衡广复线,建设者用7年时间在这里修建了大瑶山隧道,全长14公里,是当时国内最长的双线电气化隧道。武广铁路客运专线的方案是修建隧道群,由1号、2号、3号隧道组成,桥隧相连。大瑶山隧道群分别穿过灰岩、板岩和砂岩,地质情况非常复杂,溶洞、暗河密布,仅3号隧道就遭遇断裂带9条。由于采用了独特的设计和新工艺新工法,大瑶山隧道群仅用了3年半就全部竣工。
长沙浏阳河隧道和广州金沙洲隧道是一座穿越城市、河流和高速公路的铁路隧道,施工难度非常大,稍有不慎就可能影响到地表的建筑物。为满足列车高速通过隧道时产生的空气动力效应要求及旅客舒适度的要求,隧道断面净空有效面积达到100平方米,施工开挖断面达到160平方米,远大于普通铁路隧道70平方米的标准。如何控制大断面隧道的施工安全和质量、控制防排水质量隧道施工的关键。几年来,铁路建设者采取超前预报、强化初期支护、加强监控量测、确定各工序之间的安全距离等措施,确保了施工安全。武广铁路客运专线公司重点针对浏阳河隧道、郴州地区隧道群、尖峰顶隧道、金沙洲隧道等穿越河流、岩溶群、流朔状软土等复杂地段的施工方案、施工工艺等,组织各方专家数次现场探勘、召开论证会,研究确定了合理可行的设计施工措施;在防排水施工上,组织研究防排水材料比选、进行首段工艺评估等,确保了施工质量。
难点三:跨线运行。
目前,我国高速铁路正在快速建造,尚未形成网络,高速铁路除了开行本线列车,还要满足动车组列车跨线运行的需要,这种运输模式在国外没有先例。
武广高铁五大技术特点
武广高铁作为我国第一条具有世界一流水平的长距离干线高速铁路,取得了一大批技术创新成果,标志着我国高速铁路技术不仅具有世界先进水平,而且已经建立起一整套比较成熟的技术标准。
一是线路基础方面。
全线铺设了具有世界铁路先进水平的无砟轨道。与传统有砟轨道相比,这种轨道具有结构稳定、使用免维修、寿命长等特点,运用了世界先进的百米定尺钢轨连续焊接工艺,保证了线路的高平顺性,提高了旅客乘坐的舒适度,而且减少了钢轨与列车车轮的磨耗。全线桥梁主要采用跨度32米、重900吨的整孔箱梁,满足了时速350公里高速列车安全平稳运行和旅客乘坐舒适性的要求。
二是通信信号方面。
采用GSM—R数字移动通信系统,实现了移动话音通信和无线数据传输。采用CTC运输调度指挥系统,对全线运行的列车进行集中调度和控制。以中国铁路无绝缘轨道电路、CTCS—2列车运行控制系统为基础,同时集成国外高速铁路先进成熟技术,形成了CTCS—3D高速铁路列车运行控制系统,能够满足本线列车最高时速350公里、最小追踪间隔3分钟的运行要求,并具备兼容CTCS—2列车运行控制系统,满足时速200~250公里动车组列车跨线运行的需要。
三是高速列车方面。
武广高铁本线运行的是拥有完全自主知识产权、具有世界先进水平的国产CRH3型“和谐号”动车组列车。这种动车组列车是由我国唐山轨道客车有限责任公司制造的,是我国机车车辆企业在引进国外时速200公里动车组技术并实现国产化批量生产的基础上,通过再创新,在中国时速350公里动车组技术平台上设计制造的,能够实现时速350公里安全平稳运行。“和谐号”动车组列车,系统创新了大断面宽车体、高速轮轨、高速受流、高速制动、人机界面等关键技术,在牵引系统、制动系统、高速转向架、车体空气动力学等方面的技术处于当今世界领先地位,牵引功率由8000千瓦增加到8800千瓦,具有更好的启动加速和持续高速运行的能力。
四是客站建造方面。
按照“功能性、系统性、先进性、文化性、经济性”的“五性”原则,武广高铁沿线车站的建设也采用了大量先进技术。其中的典型代表就是武汉站和广州南站。广州南站总建筑面积达48.6万平方米,是目前国内现代化程度最高、旅客乘车最便捷的铁路客站之一。不仅设计造型独特,而且解决了建筑形式与结构受力巧妙结合的问题,给旅客提供了宽敞、明亮、完美的空间。武汉站,功能完善,设备先进,最大跨度达到116米,在空中跨过20条轨道,令人震撼。这些新型铁路客站,以方便旅客使用为前提,每个细节的设计,都以尽力为旅客提供方便舒适的乘车环境、快捷便利的换乘条件和人性化的服务为目标,最大限度地方便广大旅客。
五是旅客服务系统方面。
由我国自主研发的高速铁路客运服务系统将应用在武广高铁。这一系统涵盖了自动售票、自动检票、发布客运服务信息、广播、导向、查询、求助等功能,实现了铁路客运业务的集中管理、系统融合、信息共享、联合操控和应急联动,能够为旅客提供全方位的最及时、最方便的服务。
节约环保好。武广高铁的设计、建设,全面贯彻了资源节约、环境友好的要求。
一是节约用地。武广高铁大量采用“以桥代路”和隧道,桥隧长度占到线路总长的66.7%,不仅大大提高了线路基础稳固程度,有效减少了铁路对沿线城镇的切割,更重要的是节省了大量土地。同时,线路走向充分利用了既有的京广铁路通道,最大限度地实现了铁路建设用地集约化。
二是节约能源。国产“和谐号”动车组列车在节能设计上达到了世界一流水平,采用轻量化技术,提高交直交牵引传动效率和再生制动能量的回收率,全面提升了高速列车的节能性,并系统解决了外部噪声、振动传递、电磁辐射对环境的影响。沿线车站设计了超大面积的玻璃穹顶,在各层地面还做了透光处理,充分利用自然光照明,采用太阳能光伏发电技术,充分利用了太阳能。
三是环境友好。在武广高铁的设计建设过程中,同步实施了桥下植被绿化、边坡绿色防护等措施,既有效防止了水土流失,又绿化美化了沿线环境。对全线的桥梁、站房、雨棚、站区等建筑,进行了“景观设计”,力求与既有建筑和谐相融。安装了声屏障,有效降低了噪音污染。上线运行的各种列车全部安装了真空式集便装置,实现了污物、污水集中收集和垃圾零排放。特别值得一提的是,长沙浏阳河隧道,原来设计为桥梁,后来变更为穿城入江的隧道,既节省了宝贵的土地资源,又避免了对市容市貌的切割,以及对河流自然生态与城市人文景观的破坏,成为大型工程与城市及自然环境和谐友好的典范。
武广高铁的重大意义
武广高铁是我国铁路“四纵四横”快速客运网中京广高速铁路的重要组成部分,对于缓解京广南段极度紧张的运输矛盾、有效提高全国铁路网整体运输能力、加速我国铁路现代化的进程、促进经济社会又好又快发展具有重要意义。
一是有利于完善我国铁路网,快速满足客运需求。京广南段是我国铁路运输最繁忙的区段之一,尤其是春运期间,广州地区运输能力极度紧张,远远不能满足人民群众的运输需求,往往需要采取停货保客等非常措施,来应对持续的客流高峰。武广铁路客运专线可以在武汉至广州形成一条运能强大、高效便捷的旅客运输通道,使武汉~广州间旅行时间由目前的11小时缩短到3小时左右,长沙到广州直达仅需2个小时,能很好地满足人民群众对快速、安全、舒适、便捷和准时的出行需要,特别将大大缓解困扰多年的广州地区春运难题。
三是可实现京广铁路客货分线,大幅扩充货运能力。武广高铁北联武麻、汉丹、武九线,中衔石长、沪昆、湘桂线,南接广深、广茂线,与在建的沪汉蓉铁路大通道、沪昆铁路客运专线等铁路相连。这条铁路通车后,可使区域内的铁路网更加灵活,与全国的客货交流更加方便和快捷,尤其是实现客货分线运行,将大幅释放既有京广线能力,有效缓解货运能力紧张状况,最大限度满足关系国计民生的煤炭、石油、粮食等重点物资的运输需要,推动区域内的城市化和工业化发展,对于充分发挥铁路国民经济发展大动脉的作用,具有重要意义。
三是对于提升我国高速铁路建设水平具有重要意义。武广高铁在充分吸收借鉴京津城际铁路建设经验的基础上,适应长大高速铁路特点,在动车组技术、列控系统技术、轨道高平顺高稳定技术、大断面隧道建造技术、牵引供电技术、现代化客运枢纽建设技术等许多方面又有创新突破,大大丰富和完善了我国高速铁路建设技术标准体系,对于提升我国高速铁路建设水平,顺利完成京沪高速铁路等其他客运专线建设任务,高标准、高质量、高效率地建成我国铁路快速客运网具有重要意义。
四是可以进一步促进我国经济社会又好又快发展。武广高铁运营里程超过1000公里,纵贯湖北、湖南、广东三省,沿线大、中、小城市密布,这些省市占全国GDP比重很大,尤其是广东省的GDP约占全国1/8。武广铁路客运专线开通运营后,所带来的高铁效应将更为显著,不仅会大大缩短沿线城市间的时空距离,而且可以使华中与珠江三角洲、港澳地区的经济社会联系和交流更加密切。刚刚闭幕的中央经济工作会议提出,要以扩大内需特别是增加居民消费需求为重点,以稳步推进城镇化为依托,优化产业结构,努力使经济结构调整取得明显进展。武广客运专线开通运营,对于珠江三角洲经济从劳动密集型传统产业向资金密集型现代工业转化,“泛珠三角”区域各省区经济结构互补,促进鄂湘粤及周边地区的合作,促进区域经济协调发展,进一步促进我国经济社会又好又快发展具有极为重要的意义。
五是有利于促进我国社会资源节约和环境保护。在世界经济进入低碳时代的今天,铁路作为绿色交通方式,其重要地位和作用越来越受到世界各国的高度重视。12月5日,在丹麦哥本哈根召开的全球气候变化大会上,400多名代表乘坐“气候火车”前往会场,宣传铁路交通方式的节能减排优势,倡导环保理念。我国人口众多、土地资源有限,生态环境治理任务繁重,特别需要铁路这种节能环保的交通工具。武广高铁对于发挥高速铁路相对节约土地、能源以及污染较小、安全性好等优势,集约利用土地,减少交通运输的环境污染,降低全社会的运输成本,促进沿线经济社会协调发展具有极为重要的示范意义。
六是对加快实施我国铁路“走出去”战略具有推动作用。武广高铁是中国铁路人在世界铁路建设史上创造的又一新里程碑,它充分展示我国高速铁路技术最新成就,更加充分证明我国铁路建设,尤其高速铁路建设发展水平处于世界领先水平,这条铁路对于我国加快实施铁路“走出去”战略,大力增强我国战略地位和国际影响,振奋民族精神,激发建设和谐社会、加快中华民族复兴之路的信心,具有重要而深远的意义。
中国高速铁路发展之路
铁路是人类社会文明进步的重要产物,也是促进世界经济社会发展的重要基础设施。建国以来,中国铁路虽然取得了长足的进步,到2002年底,我国铁路运营里程已达7.2万公里,但按人均里程计算,仅为5.5厘米,不及一根香烟长,排名在世界百位以后。铁路货运需求满足率不足35%,95%以上的运输能力只能用于运输煤炭、石油、粮食等关系国计民生的国家重点物资。在客运方面,随着人民群众生活水平的进一步提高,乘坐火车旅游的需求不断增加,对运输服务质量要求不断提高,每逢春运暑运、“五一”、“十一”黄金周,全国各大车站人流如织,一票难求。
中国铁路人清醒地认识到,铁路还远远不能满足我国经济社会快速发展的需要,必须加快发展,为人民群众提供更加方便、快捷、优质、安全的公共服务产品。
铁路发展的滞后,引起了党中央、国务院的高度重视。党的十六大以来,以胡锦涛同志为的党中央和国务院从落实科学发展观、实现国民经济又好又快发展的战略全局出发,作出了加快发展铁路的重要决策。胡锦涛明确指出,铁路作为国家重要基础设施、国民经济的大动脉和大众化交通工具,在我国经济社会发展中具有重要作用,要求铁路系统广大干部职工认清使命,抓住铁路建设的黄金机遇期,再接再厉,开拓进取,为加快我国铁路发展步伐,全面建设小康社会,加快推进社会主义现代化作出新的更大贡献。
2004年1月,***总理主持召开的国务院第34次常务会议批准了《中长期铁路网规划》,这是新中国铁路历史上第一个中长期发展规划,确定到2020年我国铁路营业里程达到10万公里,其中时速200公里及以上的客运专线达到1.2万公里以上。2008年10月,《中长期铁路网规划》(调整)经国家批准正式颁布实施。根据调整规划,到2020年,全国铁路营业里程达到12万公里以上,其中客运专线及城际铁路达到1.6万公里以上,复线率和电化率分别达到50%和60%以上,主要繁忙干线实现客货分线。
按照2008年世界高速铁路大会的定义,“高速铁路”必须同时具备三个条件:新建的专用线路、时速250公里动车组列车、专用的列车控制系统。因此,我国的客运专线和城际铁路就是高速铁路。高速铁路在客运市场有四大优势:一是速度快。在旅行距离1000公里范围内,具有明显的竞争优势。二是安全可靠。日本新干线自运营以来,几十年没有发生过列车颠覆和旅客伤亡事故,法国高速铁路10多年来始终保持安全运营的良好纪录。三是经济实惠。选择高速铁路旅行比乘坐飞机和汽车更经济划算。四是运载量大。一条四车道高速公路年运量最大不超过8000万人,一条双线高速铁路年运量可达1.6亿人。特别是高速铁路在城际间开行高密度、公交化、编组灵活的动车组列车,其载客量是公路、民航无法比拟的。
我国人口众多、内陆深广,解决大规模人口流动问题,最安全、最快捷、最经济、最环保、最可靠的交通方式是高速铁路。中国铁路决定把发展客运高速作为实现现代化的一个主要方向。但是,采取何种模式尽快实现中国铁路的“高速梦”,尚需论证。
经过审慎的分析、研究和论证,中国铁路的决策者认为,我国铁路已经掌握高速铁路线型精测精调、客站功能完善、路基沉降控制、长大梁制运架、大跨高桥长隧、无砟有砟轨道等设计与施工成套关键技术,成功开展了工务工程、通信信号、牵引供电、调度指挥、旅客服务等各专业系统的集成创新,机车车辆制造具有比较好的基础,但是在高速列车的设计制造方面与发达国家还有不少差距。基于这样一个实事求是的判断,中国要发展高速铁路,既不能妄自菲薄、全盘引进,也不能盲目排外、闭门造车,而要立足于经济和社会生活现代化的需要,综合考虑安全经济技术等各种因素,坚定不移地发展适合中国国情的高速铁路。
这种发展高速铁路道路的特点就是:立足高起点、高标准,瞄准世界先进水平,坚持以我为主,自主创新,把原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新结合起来,全面掌握先进的核心技术,形成具有中国自主知识产权的高速铁路技术体系。具体来说,线路、桥梁、隧道、涵洞等工程技术,以原始创新为主,形成完全独立的技术标准和自主知识产权;通信、信号、牵引供电系统,坚持系统集成创新,形成满足我国客运专线系统集成的标准和要求;运营调度和旅客服务系统,坚持自主创新,适应我国客运专线运营要求;高速动车组,按照“引进先进技术,联合设计生产,打造中国品牌”的要求,通过引进消化吸收再创新,实现具有世界先进水平的客运动车组的国产化。
在高速铁路的工程建设中,实行项目法人责任制、招标投标制、建设监理制和合同管理制有机结合的管理体制,充分运用现代科学管理方法,推行项目管理信息系统,实行“小业主、大咨询”管理模式。
在高速动车组引进消化吸收再创新方面,坚持以政府为主导、以企业为主体、产学研相结合的技术创新体系。铁道部充分发挥组织协调作用,将全国铁路形成一个拳头,促使国外厂家形成进入中国铁路市场的竞争,以最低的价格引进最先进的技术。国内机车车辆制造企业和有关科研院所,发挥科技创新的主体作用,通过引进先进技术,搭建起一流的研发平台和一流的制造平台。
2004年以来,铁路部门系统安排了110项重大科研课题,开展高速铁路技术创新工作。通过大量工程试验和实践,形成了具有世界先进水平的中国高速铁路技术标准体系和成套工程技术。围绕京津城际铁路,铁路部门侧重研究高速铁路系统设计技术和标准体系、系统兼容匹配和接口技术、系统总体联调联试技术、系统综合仿真技术、系统集成管理和质量控制技术。围绕武广铁路客运专线,铁路部门组织了重大工程科研攻关和再创新工作,开展了客运专线路基填筑技术、大跨桥梁和特长隧道修建技术、无砟轨道技术、大型客站、施工装备等科研工作。
在系统总结研究成果的基础上,铁路部门制定了100余项高速铁路建设标准规范,覆盖了工务工程、牵引供电、通信信号、系统设备、运营调度、客运服务等六大系统,实现了各系统的协调衔接。
2008年7月,在完成了严格苛刻的综合试验后,专家评审总结指出,京津城际铁路的工程实践、联调联试及试运行表明,我国时速300公里至350公里高速铁路技术取得了多项创新,为京沪高速铁路等客运专线建设提供了示范和极为宝贵的经验。其中最为重要的是,以中国高速铁路技术标准体系作为依据,京津城际铁路首次建立了高速铁路综合评价体系,形成了时速300公里至350公里高速铁路系统集成技术,建立了高速铁路联调联试及试运行模式。2008年6月24日,国产CRH3“和谐号”动车组铁路上创造了时速394.3公里的世界铁路最高运营时速。
2009年12月,长大干线的武广铁路客运专线的开通运营,标志着我国高速铁路设计、建设和运营技术不仅领先世界,而且进一步完善成熟。
武广铁路通道的历史沿革
1896年10月,清政府下旨允准修建粤汉铁路。但因耗资巨大,工程延迟至1900年7月动工,进程缓慢。至1903年8月仅建成49千米的广州至三水支线。1911年,完成长沙至株洲段。1916 年6月,完成广州至韶关段。1918 年9月,完成武昌至长沙段。直到1936年8月,粤汉铁路全线1059.6公里才竣工。这年9月1日,从武昌开出直达广州的第一趟列车,粤汉铁路从酝酿到这一天走过了艰难的40余年。
京汉铁路与粤汉铁路的相继建成通车,汉口和武昌都有了铁路,但为长江天堑所阻隔。很长一段时间,武汉的火车要靠轮渡过江。
长江上修桥,把京汉铁路与粤汉铁路连成一体,是几代中国人特别是中国铁路人的夙愿。
1950年,中央人民政府指示铁道部筹备大桥建设。1954年1月,政务院第203次政务会议作出了修建武汉长江大桥的决定。
1955年9月1日, 武汉长江大桥正式开工建设。经过二年的奋战,万里长江上第一座公路铁路两用大桥于1957年10月15日胜利建成通车。从此,京汉铁路与粤汉铁路连成了一体,正式更名为京广铁路。
从1955年12月起,京广铁路开始修建复线,至1988年12月,衡广铁路复线完工,全线宣告完成全部复线的建设。经过多次提速后,自北京至广州间的客车的旅行时间已由过去90多小时缩短到21小时。
武广高铁从2005年6月开始建设,2009年底通车,建设工期只用了4年半,时速350公里,全程最短运行时间3小时。到2012年,京广高速铁路全线建成后,北京至广州全程运行时间将缩短至8小时。