百年前,“中国铁路之父”如何用智慧创造奇迹?

2023-11-09 来源:本网

  1906年10月24日晚,人到中年的詹天佑正在给早年留学美国时寄宿过的一户人家的女主人——诺索布夫人写信。詹天佑与诺索布夫人情同母子,他在信件结尾落款署名为“你的孩子”。而在写信过程中,詹天佑不经意间流露出一丝复杂焦虑的心境。

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  李童 詹天佑纪念馆 讲解员

  在信中他说道,我好像成了中国为首的工程师,所有的中国人和外国人都密切注视着我的工作。如果我失败了,那就不仅是我个人的不幸,是所有中国工程师和中国人的不幸。

  此时,詹天佑正为修建京张铁路期间如何开挖八达岭山洞而费尽心思。八达岭长城是明长城中保存最好的一段,城墙多建在高山深谷处,墙体用巨型花岗岩条石和青砖依山而筑,高大坚固,城墙险要处由城台、墙台和敌楼构成。八达岭坚不可摧的特质,也给詹天佑修建京张铁路的后续工作提出了挑战。

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  京张铁路的第一段是丰台至南口段,用时一年完成修建,于1906年9月30日通车。第二段由南口经关沟,过八达岭至岔道城,这段承上启下的工程是最艰难的。

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  在詹天佑最终勘测的路线中,京张铁路要从南口到八达岭,地势高低悬殊,山势蹉跎巍峨,必须开凿居庸关、五桂头、石佛寺和八达岭四座隧道才能通过。

  如今在詹天佑纪念馆中,有一张独一无二的蓝图。深黝的孔雀蓝底色上分布着淡而清晰的点线纹理,一组剖面图也叫高程图,图上一根根站立的线代表着京张铁路的车站和不同地方的海拔高度。由此可以看出,八达岭关沟路段的海拔高度对于铁路修建来说相当棘手。

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  当时的火车根本无法顺着陡峭的山坡直着爬上去。由于关沟路段的自然条件限制,一般的螺旋环山法也不适用。詹天佑如何解决这个难题呢?

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  张玉震 詹天佑纪念馆 副馆长

  詹天佑把在南美矿山上这种“之字线”的形式引到青龙桥车站,将青龙桥车站作为一个临时停车点,设计折返线。这样就大大缩短了八达岭隧道的长度。

  我们可以通过一幅简单的图例来演示詹天佑设计的越岭方案,这是一座山,如果在海拔较低的A处开凿隧道,隧道的长度就会比较长,到达隧道的出口C点需要1800米。但如果通过人字坡来对抗陡峭的坡度,火车直接到达山体中间位置,这时再开凿隧道,从B到C点,隧道的长度就会大大减少,只剩1091米。

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  詹天佑制定的越岭方案,使京张铁路关沟段线路的坡度降低至千分之二十八,满足了火车通过的最低条件。八达岭隧道也因此缩短了709米,不但大大缩短了工期,也降低了工程的危险性,为提前通车提供了条件。

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  人字形铁路设计大大缩短了隧道长度,降低了施工难度。但当时中国的铁路修建力量薄弱,即使是修建1000米的隧道,也是巨大的挑战。

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  杨存信 青龙桥站 原站长

  拉克洛炸药是当时一种进口炸药,最早在煤矿使用。詹先生就尝试能不能在开凿隧道的时候用这种炸药,这样比用手工,一天就一两市尺的进度快多了。

  这是中国人第一次使用炸药爆破技术开凿山岭隧道。詹天佑排兵布阵,凿工两人一组轮流用钢钎和铁锤在岩石上打出很深的炮眼,再装上炸药炸开岩石。之后,土石运输工在狭窄的空间里将爆破后的碎石泥土运走,凿工再向前凿进。

  除炸药这个先进武器外,詹天佑在施工中还采取了分段施工法,从山的南北两端同时对凿,并在山中开大小井各一座,在井中分头对这6个工作面同时施工,大大加快了工程进度。

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  从1906年第二段开始动工,到1908年5月22日八达岭隧道完美贯通,工期18个月,长达上千米。在没有大机械的情况下,不仅速度快,而且质量好。

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  京张铁路的第三段由岔道城经怀来、宣化到达张家口。沿路一带有稻田,平时浅涸,一到夏天就上水涨发,河流奔涌,所以想修铁路就得先修大桥

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  怀来河大桥是京张铁路全线164座桥梁中最长的桥,设6座桥墩,两座桥台,长213米。詹天佑与负责这段工程的工程师翟兆麟一起研究方案,决定提前开工。

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  这座桥于1907年冬开工,1908年4月竣工。在钢轨尚未铺到此处时大桥便圆满完成,有效缩短了京张铁路整体施工进程。

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  1909年10月,在詹天佑的主持修建下,设有14个车站,125座桥梁,4座隧道,210座涵洞的京张铁路全线贯通。詹天佑和他的团队完美完成了任务,不但提前两年竣工,还节省了约三十万两白银的经费。京张铁路工程造价之低,用资之节省,在中国铁路史上前所未有。

  这是竣工试运行时詹天佑与工程师们的合影,就是这些工程师团队的智慧铸就了京张铁路这个中国奇迹。

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图:竣工试运行时,詹天佑与工程师们合影

  1919年4月24日,詹天佑积劳成疾,病逝于湖北武汉汉口。

  依照詹氏后人遗愿,1982年5月,政府将詹天佑夫妇合葬,迁至京张铁路青龙桥车站。这座新墓背靠雄伟的长城,面对八达岭隧道和人字坡。自此,詹天佑与他修建的京张铁路永不分离。

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  而百年后修通的京张高铁,也从青龙桥下飞速通过,仿佛要把中国的强大,向詹工娓娓道来。

  来源:CCTV国家记忆