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滇越铁路系列之八:艰巨工程——隧道与桥梁

 颐源书屋 2021-12-17

滇越铁路的起点河口,海拔仅76.4米;而终点云南府(昆明),海拔为1891米,中间经过连绵的山脉、纵横的河谷。即使铁路公司几经调整和规划,选择了相对平缓的线路,但铁路仍穿行在高山峡谷间,免不了要遇山凿洞,遇水架桥。

囿于当时的技术和山路的艰难,即便是掌握了开山搭桥技术的法国工程师们,在修建滇越铁路时也绞尽脑汁。其中桥隧是施工过程中难度最大的部分。

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▲滇越铁路老街至云南府等高线图〔摘自奥托.麦斯特尔的相册〕

结合滇越铁路的施工纵剖面图来看,铁路以海拔90米的老街为起点,横穿南溪河并沿河而上抵达蒙自附近的迷拉地(芷村站),在K157公里,海拔1710米处修建隧道,下行至海拔1060米的阿迷州(今开远)。

之后沿南盘江上行至K430公里,海拔2020米的水塘站,这是滇越铁路的最高点,然后向下延伸至K470公里,海拔1890米的云南府(今昆明)。(资料源自《笛荡幽谷——1903-1910年一位苏黎世工程师亲历的滇越铁路,》)

铁路穿山越岭之间,共需要架设3628座(个)桥梁、涵洞和隧道,其中共计开凿隧道174座,总长20.519公里*,分为无衬砌隧道,和有衬砌隧道。

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▲在建中的滇越铁路(云南段)1号隧道,蒙自端〔摄影:妈尔薄特〕

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▲建设完成的滇越铁路(云南段)1号隧道,河口端〔摄影:妈尔薄特〕

据法国工程师记录,开凿隧道困难在于缺乏优秀的监理人和木匠,以及连绵的雨水带来的泥石流,往往一夜之间将隧道淹没,一切又得重新开始。

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▲修建中的隧道〔摄影:妈尔薄特〕

另有记载,由于对地质缺乏了解,挖掘隧道时,发生过因为打穿地下河爆发洪水将施工人员冲走的事故。

如果说,隧道还能凭借着坚韧的精神,一点点挖掘石头,凿开山壁。在悬崖处搭设桥梁,就需要足够的智慧与技术,才能实现。

滇越铁路共计有桥梁175座,总长5.326公里。*

桥梁大多搭建在“展线区域”。展线是指在线路起终点海拔落差较大时,“为减缓纵坡,延长起、终点间路线长度的设计定线,即牺牲线路顺直程度来换取尽可能低的限制坡度而'展长线路’。

著名的“人字桥”附近,因为地势复杂,采用三层展线层层延伸,才顺利施工。同时也留下了“人字桥”这个铁路桥梁建造史上的奇迹。

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▲人字桥三层展线〔图源:彭桓,《文化线路遗产:滇越铁路影像志》〕

“人字桥”在高约100余米的山谷里凌空而架,距离地面过高,无法使用桥墩支撑。为寻找能够克服这个难点的方案,法国公司将“次南溪河”(即四岔河)一带的地形水系图传回法国,向全法征集设计方案。

曾设计过法国威敖铁路大桥的保罗.波登,以“次南溪河肋式三铰拱钢梁铁路桥”夺标,人字桥工程也由保罗.波登所在的巴底纽勒工程公司承建。

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▲从诺塞尔方向拍摄的威敖大桥全貌(1902年9月10日)〔图源:法国国立路桥学院〕

保罗·波登设计方案为双重式结构,上承多腹钢梁,下部为三铰人字拱。人字拱由两个等腰三角形桁架拱臂组成。拱臂底部支承于山腰间的两个铸钢球形支座上,顶部合龙后连接于钢枢上。

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▲“人字桥”设计图〔图源:彭桓,《文化线路遗产:滇越铁路影像志》〕

人字桥的施工过程详见于法国出版的《滇越铁路》一书:

首先在山崖两边贯穿隧道,并构筑桥台(用于在两端支撑桥梁)。之后在两端隧道上方峭壁上,开凿施工槽,安置绞车滑车等吊装其中设备。并在隧道下方构筑钢筋混凝土的拱座承台,并安装球形支座。

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接下来将桥梁主支撑部分,三角形钢拱支架顶部悬挂于与绞车相连的滑车上,垂直于峭壁。下图中可见施工时搭设的简易脚手架。之后再由工人逐级安装其中的钢梁。

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两边拱臂都安装完成后,两侧绞车同时将顶部的钢缆放松,使拱臂在峡谷中间合龙。1908年7月18日正午,峡谷两侧的拱臂正式合龙。

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大桥合龙后,在拱臂顶部穿入钢枢进行连接,并固定底部的球形支座。桥面部分的钢梁在隧道内预先安装,由绞车和滑轮配合牵引,从昆明端的隧道口缓缓推出,进行桥面组装。

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人字桥所需的部件,均在法国生产制作,为适应滇南山区的运输环境,设计为不超过140千克的小件,长度不超过2.5米。从海防进入红河水道,在蛮耗码头登陆后,由马帮驮运至施工现场。

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▲马帮驮运桥梁构件〔摄影:妈尔薄特〕

其中有两根长355米、直径18毫米、总重5090千克的铁链,是由200余名劳工排成长队,如一只百足之虫,在山路上缓慢前行,耗时三天才运至施工地点。

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▲履带式人车〔摄影:妈尔薄特〕

施工过程中,由于缺乏足够的安全保障措施,加上复杂多变的天气,中国工人付出了巨大的牺牲。

最初开凿隧道时,由于隧道口位于悬崖之上,工人只能腰系绳子,在半空中凿岩放炮。1907年4月的一天,天气忽变,电闪雷鸣,法国工头只顾躲雨,不将正在工作的工人拉回。

待雨停止,16名作业工人中,三名因为绳子断裂跌入谷底,其余13人被风吹砸在岩石上,血肉模糊。

1908年,工地上作业人员增加至千余人。暴雨导致滴水岩的隧道崩塌,正在施工的三百余人或被埋,或被泥石流冲入峡谷,无一生还。

两座拱臂合龙后,需要将钢架用螺栓固定。这是非常危险的工作,由于大桥悬空于峡谷,工人只能在腰上挂系绳子垂到半空进行施工。一旦砸空或绳索扭断,人便坠入谷底,无法生还。

为此,法国工头开出了每打一锤给半个大洋的高额工资,鼓励工人冒险。

人字桥于1907年3月开工,1908年12月6日完工。整个修桥过程中,八百余名中国路工付出生命,在《滇越铁路五家寨人字桥碑记》中,称为“滇越铁路人字桥八百壮士”。

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除“人字桥”外,白寨大桥也是滇越铁路上保罗.波登设计的钢架桥梁的典型作品,但白寨大桥在抗日战争中为避免日军利用滇越铁路进犯云南而拆除,未能恢复。

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▲火车第一次经过白寨大桥〔摄影:妈尔薄特〕

尽管滇越铁路滇段铁路困难重重,但是出于经济与侵略之目的,法人还是在历时六年零三个月后,顺利将其打通。

滇越铁路被《泰晤士报》称为“十九世纪下半叶、二十世纪初与苏伊士运河、巴拿马运河并称'人类三大工程奇迹'”的工程作品。

滇越铁路1903年10月开工,1910年1月30日通车。通车后既成为法人倾销商品,掠夺资源的通道,也成为给云南这片千年来封闭的土地,带来新鲜思潮的载体。

铁路改变着沿线的人们,最终人们也改变了铁路。

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▲滇越铁路徽记〔图源网络〕

*桥梁和隧道的数量由于开通后有增减,故资料中数字有所出入,此处选取的是刚刚竣工的数字。

参考文献:

[1] 段锡,《滇越铁路——跨越百年的小火车》,云南美术出版社,2007年。

[2] [法]皮埃尔.妈尔薄特,许涛译,滇越铁路——一个法国家庭在中国的经历,云南出版集团有限责任公司/云南美术出版社有限责任公司,2010年。

[3][瑞士]希尔维亚.安吉斯.麦斯特尔/鲍尔.胡格,王锦译,笛荡幽谷——1903-1910年一位苏黎世工程师亲历的滇越铁路,云南出版集团,2018年

[4] 彭桓,《文化线路遗产:滇越铁路影像志》,云南人民出版社,2016年

[5] 《滇越铁路五家寨人字桥碑记》

[6] 《滇越铁路》,法国,1910年

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