中國鐵路技術標準在埃塞俄比亞的應用探討

中國鐵路技術標準在埃塞俄比亞的應用探討

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、既有鐵路技術現狀和設計概況入手，論述了埃塞俄比亞鐵路的功能定位和標準選擇，對鐵路建設中標準執行的問題進行了剖析，得出了中國鐵路技術標準在埃塞俄比亞應用只能是參照，必須結合當地實際才行得通，并取得成功的結論，提出了埃塞俄比亞發展鐵路亟待解決的問題和中國鐵路技術標準的運用原則。

中國鐵路技術標準 功能定位 選擇標準 運用探討

1 概況

1.1、設計概況

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段勘察設計工作，開展現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勘察設計工作。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日開始依照中國標準編制亞的斯亞貝巴（Addis Ababa）-吉布提（Djibouti）鐵路新建準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展標準軌距鐵路網改善現有交通運輸基礎設施的總體思路指導下，其擬新建總長為2046km的國家鐵路網和首都Addis Ababa長度為34km的輕軌交通系統，將優先建設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設施工程，項目的建設可以為埃塞俄比亞構建便捷的國際出海運輸通道，對保持埃塞俄比亞社會經濟可持續發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）經營。該鐵路于1910年建成，全線共設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軌鐵路技術標準，與建設高速公路相比較，鐵路運輸是一種大能力、便捷、節地、節能、環保、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、國家經濟特征

埃塞俄比亞聯邦民主共和國（FDRE）位于非洲大陸，是一個內陸國，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濟最不發達國家之一。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業國，發展農業條件較好，農業產值占GDP50%左右，農產品出口占出口總額的90%以上，已經成為國民經濟和出口創匯的支柱，其生產的主要農業商品有谷類、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品。2010年咖啡出口近33萬噸，創匯占埃塞出口的60%。埃塞是畜牧業大國，牲畜存欄總數居非洲之首、世界第十，產值約占國內生產總值的20%，吸收約30%的農業人口。

該國工業門類不齊全，結構不合理，零部件、原材料依靠進口，工業產值占國內生產總值的9.5%。制造業產值占國內生產總值的4.7%，制造業主要為紡織、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。皮革制造業占整個制造業的7.8%，是第二大出口產品，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重依賴進口。

根據《埃塞俄比亞聯邦民主共和國增長和轉型計劃（GTP）（2010/11-2014/15）》（2010年），埃塞俄比亞政府將繼續以農業為國民經濟發展的主要來源，同時實施以工業為主導的經濟發展戰略，鼓勵發展出口導向型和進口替代型工業。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INDODE、ADAMA、MIESO、DIRE DAWA、至DEWELE ，進入DJIBOUTI境內，經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，相對高差數千米，交通條件較差。受季節性洪水常年累月的沖刷掏蝕影響，地表深切的干涸沖溝發育，沖溝一般寬約2m~5m，深約3m~12m，長數百公里，兩側溝壁近直立。

2.3、既有鐵路現狀

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——2006-2007年間運送了44,634噸出口商品、23,598噸進口商品和7,513噸國內商品。

3 鐵路的功能定位和標準選擇

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劃鐵路網的起步工程，也是吉布提港最重要的集疏運鐵路通道，未來將主要擔負埃塞對外貿易貨物運輸任務、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、鐵路標準選擇

根據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段勘察設計工作。據此我們開始勘察設計工作，初步收集埃塞俄比亞的國家經濟、基礎建設資料、鐵路沿線資料后，發現了開展工作的基礎和合同文件規定的內容、埃塞俄比亞認可的即將要建設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，從此開始設計團隊與埃塞俄比亞鐵路公司、政府相關部門之間關于雙線或單線、鐵路時速、牽引類型和運量的認識爭論，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行該勘察設計合同。

2010年9月開始Addis Ababa/Sebeta至Mieso段勘察設計，期間經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月下達開工令。

在上述條件下，中鐵二院通過一年多現場工作，結合埃塞俄比亞具有的各行業零星基礎資料、建筑材料和現有經濟狀況、支撐巖土工程施工社會環境等，參照中國國鐵Ⅱ級鐵路的標準，整理出了該條鐵路的勘察設計原則，以此作為設計、施工和運營管理標準，但這些并不完整和系統，還需要在埃塞俄比亞的鐵路建設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服務合同，包括業主代表、設計咨詢和施工監理，其中設計咨詢由鐵三院代為執行，業主代表和施工監理由中咨公司執行，其完全依照中國規范進行項目的咨詢和監理，提出了在設計文件咨詢前必須提供前置性的基礎資料，這是不太合適和不可能辦到的。

在鐵路的建設過程中，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象，提出了抬高線路標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分要求在設計中予以執行。

4 鐵路建設中標準執行的問題剖析

在勘察設計完成后，我們根據埃塞俄比亞實際（國情、自然特征），確定了針對其地質和地理實際環境的滿足安全性、使用性的鐵路巖土工程措施和方案，往往因得不到業主、咨詢或工程承包商的認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計方案和設計圖紙。以路基填料、橋涵積水兩個典型問題協調和解決過程來說明在對一個剛開始建設鐵路的國家，

既有線路基本情況

1、781 KM長的線路中，約100 KM位于吉布提境內，其余的位于埃塞俄比亞國土上。

2、米軌線路設計用于12噸軸重。

3、鐵路沿線充滿陡坡。 線路橫貫一些地形最險峻的地帶。

4、沿線有187座鋼橋和大量的蓋板和管涵。

5、用內燃牽引低容量機車。6、通信采用HF/AM無線電收發器。

7、維修活動的位置不能很好地滿足鐵路需求。

吉布提海平面米軌。

吉布提海港港灣。

8、運營基于過時的技術。標準的執行方案不同意見是正常、必然的現象，由此可見，鐵路開始建設前的論證研究和具備完整系統技術標準是非常重要。

中國鐵路技術體系

中國鐵路從起步到今天，經歷了100多年，逐步形成了技術體系和標準，擁有了完整的研發、建設、裝備制造和運營體系，有鐵路運輸、鐵路工業、鐵路建筑業和鐵路技術創新，具備統籌規劃、設計、研發、建設、研制、運營和人才培養的能力。

埃塞俄比亞發展和使用鐵路亟待解決問題

1、培養鐵路技術專業人才和技術技能人員隊伍，建立對鐵路技術體系的全面認識，規劃好鐵路網和建立起適宜國情的鐵路技術標準。

2、按照鐵路對資源配置和生產布局的積極促進作用，制定國家經濟發展規劃和工業生產布局，充分發揮鐵路運輸在國家工業化、城鎮化進程中的先導作用。

3、對大型和復雜的基礎設施項目，特別是鐵路項目必須進行前期充分論證，在全面研究結論可行的基礎上，開展勘察設計工作落實各系統可行性，確保各系統穩定可靠和支持環境、運營條件。

4、重視鐵路建成后的配套工程和服務體系建設，建立與鐵路運營有關的職業培訓教育體系，完善與鐵路運輸有關的公路轉運、儲存和集散綜合交通體系，建立鐵路維修、維護設備和配件生產廠。

5、完善鐵路運輸動力保證系統，對電力牽引的鐵路線，必須在提供電量充足穩定的條件下，增設備用電源。

4.1、關于路基施工圖設計和填料的選用

路基專業于2012年8月完成了埃塞國鐵SEBETA—ADAMA—MIESO段全線施工圖設計（簡稱“A版”）。緊接著收到經理部對于A版圖的審核意見，結合沿線實際，于2012年10月設計完成全線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月應總包商要求及時完成了相應C、D版全線施工圖。

D版施工圖交付咨詢單位審核，設計按下發咨詢意見于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行國鐵Ⅱ級規范，最終E版圖僅填料說明未執行咨詢意見。該版施工圖交付總包商后，因填料問題與咨詢方意見（執行最初合同條文）不統一，最終未能獲得咨詢單位審核蓋章。

為避免再多次重復出圖，現路基專業正待總包商書面來函，明確業主關于填料的要求后，再設計完成F版施工圖送咨詢審核。

4.2、埃塞水文設計思路

由于埃塞俄比亞可提供的水文數據有限，洪水計算以理論計算為主，較大河流輔以歷史洪水位調查，實測流量、水位資料作為校核。根據《埃塞俄比亞公路局排水設計手冊（2002年）》（以下簡稱排水設計手冊），采用推理計算方法和SCS方法進行流域洪水計算。在小流域設計洪水計算時，無論采用何種方法，對預測洪峰流量的精確計算主要取決于各項參數的準確評估。這些參數主要包括降雨參數和流域地形參數。降雨參數主要來自于排水設計手冊和氣象局收集的歷史降雨資料；流域地形參數通過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，進而通過水力學計算出斷面水位。對于部分洪泛區，由于地形比較平坦，水流路徑不固定，無準確的暴雨持續時間，所以難以精確計算單次暴雨總降雨量和斷面水位。本項目以區段涵洞在線路標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置。因此通過試算不同設涵方案以及不同水位組合的過流能力，當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，即得到需要設置的最少的涵洞斷面積，相應水位即為設計洪水位。實際設計中，在此基礎上適當加大涵洞孔徑或增加涵洞個數以保證足夠的安全系數。

4.3關于橋涵設計和排水施工圖設計工作

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

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座專為過水設置。

全線涵洞約431座，沖溝發育的采用斜交設置的涵洞11座，其余為交通函和河灘洪泛區和平原散流區函，大多數正交涵洞作用是聯通線路兩側積水，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斷面為最有效，洪水在線路附近滯留，通過蒸發和地下潛流消散。

4.4、對埃塞雨季的認識及采取的措施

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

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、多次抬高線路標高出現廢棄工程等，并在設計中多次更改圖紙，也沒能圓滿解決鐵路建設中標準執行的問題。

5 中國鐵路技術標準在埃的應用

5.1、中國鐵路技術體系

中國鐵路從起步到今天，經歷了100多年，逐步形成了技術體系和標準，擁有了完整的研發、建設、裝備制造和運營體系，有鐵路運輸、鐵路工業、鐵路建筑業和鐵路技術創新，具備統籌規劃、設計、研發、建設、研制、運營和人才培養的能力。中國鐵路在發展國民經濟和提升國民生活質量中能起到作用的關鍵在于政府對鐵路這一基礎設施有系統的鐵路網絡規劃，在鐵路技術體系的工程建造技術、牽引動力技術、列車控制技術、牽引供電技術、運營管理技術、風險防控技術、系統集成技術等發展中，尤其重視鐵路網絡規劃、設計、咨詢和技術標準研究，并將鐵路建設與經濟規劃、生產布局；支撐鐵路建設的運輸、動力、人力等資源作為整個技術體系加以發展。

5.2、埃塞俄比亞發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、礦產資源豐富，但沒有工業基礎和足夠掌握技術技能人力資源。

5.3、中國鐵路技術標準在埃塞俄比亞的運用

在開展埃Addis Ababa-Djibouti段鐵路的勘察設計中，我們一直堅持強調的是結合埃塞俄比亞實際（國情、自然特征），參照中國規范。我們勘察設計團隊是有中國鐵路工程實踐經驗的，在埃塞俄比亞進行了長達5年多的現場工作，在設計技術標準和原則上已經不是照搬中國標準了，但在與埃塞俄比亞溝通中，還是出現了埃塞俄比亞鐵路公司不顧埃塞俄比亞經濟、技術發展實際，嚴格照搬中國規范執行的現象，特別是在聘請了中國公司對項目進行咨詢后，這種現象更嚴重。

高原臺地斜坡的深挖方。

6、結論

6.1、中國鐵路“走出去”首先必須是中國鐵路技術標準和觀念走出去，是中國鐵路技術標準和觀念與當地國國情結合創新的結果，是一個全新的完整技術標準體系，需要在當地國的工程實踐中不斷完善和創新。

6.2、中國鐵路在沒有成套鐵路技術的國家發展，必須考慮工程建造技術、牽引動力技術、列車控制技術、牽引供電技術、運營管理技術、風險防控技術、系統集成技術等支撐和前置性基礎資料收集、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。

中國鐵路技術標準在埃塞俄比亞的運用要堅持以下原則

1、在科學合理、完整可靠的前期規劃論證基礎上，確定線路等級、單雙線、牽引類型和速度目標值等主要標準。

2、對鐵路技術體系的工程建造技術、牽引動力技術、列車控制技術、牽引供電技術、運營管理技術、風險防控技術、系統集成技術等都要重視，尤其對項目論證和勘察設計、系統集成等應按單獨階段和獨立工作加以重視。

3、埃塞俄比亞鐵路管理團隊對參加鐵路建設各方提出的方案意見應做出正確判斷，避免工程浪費和重復施工，功能把控不嚴，有投資增加、工期延誤和效能降低等現象。

4、參照中國技術標準并結合埃塞俄比亞的經濟、技術發展實際、適應環境和資源支撐能力、以能達到功能定位和相應的舒適要求的最省原則來制定埃塞俄比亞的鐵路設計標準和技術系統。

[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任公司《ETHIOPIA 新 建 準 軌 鐵 路Addis Ababa~Djibouti鐵路可行性研究 總 說 明 書》（2012年7月）

曾德禮

（1963-），男，中鐵二院埃塞俄比亞項目部經理，教授級高級工程師。

龍宗明

（1980-），男，中鐵二院埃塞俄比亞項目部總工程師，高級工程師。

曾揚

（1988-），男，中鐵二院交通與城市規劃設計研究院助理工程師。