中国铁路技术标准在埃塞俄比亚的应用探讨

中国铁路技术标准在埃塞俄比亚的应用探讨

该文从分析埃塞俄比亚至吉布提铁路的国情、沿线自然地理特征、既有铁路技术现状和设计概况入手，论述了埃塞俄比亚铁路的功能定位和标准选择，对铁路建设中标准执行的问题进行了剖析，得出了中国铁路技术标准在埃塞俄比亚应用只能是参照，必须结合当地实际才行得通，并取得成功的结论，提出了埃塞俄比亚发展铁路亟待解决的问题和中国铁路技术标准的运用原则。

中国铁路技术标准 功能定位 选择标准 运用探讨

1 概况

1.1、设计概况

受埃塞俄比亚铁路公司的委托，中铁二院于2010年9月开始Addis Ababa/Sebeta至Mieso段勘察设计工作，开展现场工作前收集了埃塞俄比亚铁路公司《亚的斯亚贝巴（Addis Ababa）-吉布提（Djibouti）铁路项目可行性报告初稿》(2009年7月27日)和埃塞俄比亚政府有关部门的零星资料。2011年10月25日，埃塞俄比亚铁路公司与中国中铁签订了Addis Ababa/Sebeta至Mieso段EPC总承包合同，中铁二院作为分包商承担勘察设计工作。在埃塞俄比亚铁路公司与中土公司签订了Mieso至Djibouti港EPC总承包合同后，中铁二院受埃塞铁路公司委托，于2012年7月17日开始依照中国标准编制亚的斯亚贝巴（Addis Ababa）-吉布提（Djibouti）铁路新建准轨铁路项目可行性研究报告。

1.2、项目来由

在埃塞俄比亚通过发展标准轨距铁路网改善现有交通运输基础设施的总体思路指导下，其拟新建总长为2046km的国家铁路网和首都Addis Ababa长度为34km的轻轨交通系统，将优先建设Addis Ababa/Sebeta至 Djibouti港的出海铁路通道。

新建Addis Ababa至Djibouti港的铁路通道是目前埃塞俄比亚重要的交通基础设施工程，项目的建设可以为埃塞俄比亚构建便捷的国际出海运输通道，对保持埃塞俄比亚社会经济可持续发展具有重要意义和作用。

Addis Ababa至Djibouti港之间曾有一条米轨铁路连接，该铁路由埃塞俄比亚和吉布提两国共同拥有，由Chamin de Fer Djibouti-Ethiopia（简称CDE）经营。该铁路于1910年建成，全线共设37个车站。目前，由于路基沉陷、钢轨变形，个别路段钢轨已被公路路面埋没阻断，虽然有欧洲公司在做该铁路的局部整修工作，但收效甚微，无法贯通运行。

Addis Ababa/Sebeta至Djibouti港的铁路通道拟采用相对较高的准轨铁路技术标准，与建设高速公路相比较，铁路运输是一种大能力、便捷、节地、节能、环保、安全的绿色交通运输方式，项目用地仅为公路的1/2左右；采用电力牵引，能耗仅为公路的1/4至1/6。因此，该项目的建设可以形成埃塞俄比亚的绿色运输通道，项目全线建成后可以与目前的公路运输方式互为补充。

2 埃塞俄比亚国情

2.1、国家经济特征

埃塞俄比亚联邦民主共和国（FDRE）位于非洲大陆，是一个内陆国，国土面积110万平方公里，人口约9000万人。埃塞俄比亚是世界经济最不发达国家之一。2012年，GDP为407亿美元，人均GDP为470美元，外债约70亿美元，外贸进口额约110亿美元，其中出口额约24亿美元。

该国是一个典型的农业国，发展农业条件较好，农业产值占GDP50%左右，农产品出口占出口总额的90%以上，已经成为国民经济和出口创汇的支柱，其生产的主要农业商品有谷类、豆类、咖啡、油籽、棉花、甘蔗、土豆、阿拉伯茶、切花、皮革、牛、绵羊以及山羊。咖啡、油料等为主要出口产品。2010年咖啡出口近33万吨，创汇占埃塞出口的60%。埃塞是畜牧业大国，牲畜存栏总数居非洲之首、世界第十，产值约占国内生产总值的20%，吸收约30%的农业人口。

该国工业门类不齐全，结构不合理，零部件、原材料依靠进口，工业产值占国内生产总值的9.5%。制造业产值占国内生产总值的4.7%，制造业主要为纺织、皮革加工、食品饮料、金属加工、家具制造、轮胎制造和建筑材料等。皮革制造业占整个制造业的7.8%，是第二大出口产品，每年出口收入约5100万美元。而燃料、半成品、资本物品和原材料等方面严重依赖进口。

根据《埃塞俄比亚联邦民主共和国增长和转型计划（GTP）（2010/11-2014/15）》（2010年），埃塞俄比亚政府将继续以农业为国民经济发展的主要来源，同时实施以工业为主导的经济发展战略，鼓励发展出口导向型和进口替代型工业。5 年来GDP年均仍增长10%左右。

2.2、铁路沿线自然地理特征

线路位于埃塞俄比亚中部高原和吉布提高原山地间，线路西起亚的斯亚贝巴西南方向的SEBETA，向东经INDODE、ADAMA、MIESO、DIRE DAWA、至DEWELE ，进入DJIBOUTI境内，经GUELILE、HOLHOL至NAGAD，线路长度752.7km。

属埃塞高原台地、低山、浅丘、戈壁、沙漠等地貌，地势开阔，地形高差大，高原台地平坦，台地斜坡地形陡峻，起伏大。局部为低山河谷地貌，地面高程从亚的斯亚贝巴的2300m到吉布提的5m，相对高差数千米，交通条件较差。受季节性洪水常年累月的冲刷掏蚀影响，地表深切的干涸冲沟发育，冲沟一般宽约2m~5m，深约3m~12m，长数百公里，两侧沟壁近直立。

2.3、既有铁路现状

Addis Ababa-Djibouti港之间米轨铁路线目前已破旧不堪，只运行基本服务——2006-2007年间运送了44,634吨出口商品、23,598吨进口商品和7,513吨国内商品。

3 铁路的功能定位和标准选择

3.1、铁路的功能定位

埃塞俄比亚Addis Ababa/Sebeta-Djibouti港的铁路通道是埃塞俄比亚重要的国际出海铁路通道和国家规划铁路网的起步工程，也是吉布提港最重要的集疏运铁路通道，未来将主要担负埃塞对外贸易货物运输任务、吉布提港的疏港运输，以及沿线城市的客货交流，因此本项目是以货为主、客货兼顾的两国铁路主骨架铁路之一。

3.2、铁路标准选择

根据埃塞俄比亚铁路公司《亚的斯亚贝巴-吉布提铁路项目可行性报告初稿》(2009年7月27日)和埃塞俄比亚铁路公司与中铁二局&中铁二院于2010年8月签订合同中规定：该铁路为160km/h，电气化牵引，并且只开展Addis Ababa/Sebeta-Mieso段勘察设计工作。据此我们开始勘察设计工作，初步收集埃塞俄比亚的国家经济、基础建设资料、铁路沿线资料后，发现了开展工作的基础和合同文件规定的内容、埃塞俄比亚认可的即将要建设的铁路与其真正需要的铁路是有差距的，按照此条件实施的铁路项目是不可行的，从此开始设计团队与埃塞俄比亚铁路公司、政府相关部门之间关于双线或单线、铁路时速、牵引类型和运量的认识争论，由于埃塞俄比亚铁路公司（或者埃塞俄比亚政府）的坚持，最终还是以埃塞俄比亚铁路公司的意见执行该勘察设计合同。

2010年9月开始Addis Ababa/Sebeta至Mieso段勘察设计，期间经多次与埃塞俄比亚铁路公司进行EPC合同谈判，直到2011年10月25日才正式确定部分地段双线、全线按照120km的时速开展EPC工作，但埃塞铁路公司在EPC承包合同强势地明确牵引类型为电力牵引，并在2012年2月下达开工令。

在上述条件下，中铁二院通过一年多现场工作，结合埃塞俄比亚具有的各行业零星基础资料、建筑材料和现有经济状况、支撑岩土工程施工社会环境等，参照中国国铁Ⅱ级铁路的标准，整理出了该条铁路的勘察设计原则，以此作为设计、施工和运营管理标准，但这些并不完整和系统，还需要在埃塞俄比亚的铁路建设实践中不断补充和完善。

2012年7月，中国国际咨询公司与埃塞俄比亚铁路公司签订技术服务合同，包括业主代表、设计咨询和施工监理，其中设计咨询由铁三院代为执行，业主代表和施工监理由中咨公司执行，其完全依照中国规范进行项目的咨询和监理，提出了在设计文件咨询前必须提供前置性的基础资料，这是不太合适和不可能办到的。

在铁路的建设过程中，埃塞俄比亚铁路公司聘请了英国水文专家对该项目全线开展了水文调查，针对雨季施工过程中涵洞淹水和高原台地涵洞积水等现象，提出了抬高线路标高和增加永久性排水工程等措施，并且得到了埃塞俄比亚铁路公司的赞同，中国国际咨询公司和铁三院也不加区分要求在设计中予以执行。

4 铁路建设中标准执行的问题剖析

在勘察设计完成后，我们根据埃塞俄比亚实际（国情、自然特征），确定了针对其地质和地理实际环境的满足安全性、使用性的铁路岩土工程措施和方案，往往因得不到业主、咨询或工程承包商的认可需要多次加强工程安全度、修改实际图纸，或者因承包商之间采用施工方法的不一致变换设计方案和设计图纸。以路基填料、桥涵积水两个典型问题协调和解决过程来说明在对一个刚开始建设铁路的国家，

既有线路基本情况

1、781 KM长的线路中，约100 KM位于吉布提境内，其余的位于埃塞俄比亚国土上。

2、米轨线路设计用于12吨轴重。

3、铁路沿线充满陡坡。 线路横贯一些地形最险峻的地带。

4、沿线有187座钢桥和大量的盖板和管涵。

5、用内燃牵引低容量机车。6、通信采用HF/AM无线电收发器。

7、维修活动的位置不能很好地满足铁路需求。

吉布提海平面米轨。

吉布提海港港湾。

8、运营基于过时的技术。标准的执行方案不同意见是正常、必然的现象，由此可见，铁路开始建设前的论证研究和具备完整系统技术标准是非常重要。

中国铁路技术体系

中国铁路从起步到今天，经历了100多年，逐步形成了技术体系和标准，拥有了完整的研发、建设、装备制造和运营体系，有铁路运输、铁路工业、铁路建筑业和铁路技术创新，具备统筹规划、设计、研发、建设、研制、运营和人才培养的能力。

埃塞俄比亚发展和使用铁路亟待解决问题

1、培养铁路技术专业人才和技术技能人员队伍，建立对铁路技术体系的全面认识，规划好铁路网和建立起适宜国情的铁路技术标准。

2、按照铁路对资源配置和生产布局的积极促进作用，制定国家经济发展规划和工业生产布局，充分发挥铁路运输在国家工业化、城镇化进程中的先导作用。

3、对大型和复杂的基础设施项目，特别是铁路项目必须进行前期充分论证，在全面研究结论可行的基础上，开展勘察设计工作落实各系统可行性，确保各系统稳定可靠和支持环境、运营条件。

4、重视铁路建成后的配套工程和服务体系建设，建立与铁路运营有关的职业培训教育体系，完善与铁路运输有关的公路转运、储存和集散综合交通体系，建立铁路维修、维护设备和配件生产厂。

5、完善铁路运输动力保证系统，对电力牵引的铁路线，必须在提供电量充足稳定的条件下，增设备用电源。

4.1、关于路基施工图设计和填料的选用

路基专业于2012年8月完成了埃塞国铁SEBETA—ADAMA—MIESO段全线施工图设计（简称“A版”）。紧接着收到经理部对于A版图的审核意见，结合沿线实际，于2012年10月设计完成全线B版施工图。

在历次文件审查完毕后，分别于2013年4月、2013年10月应总包商要求及时完成了相应C、D版全线施工图。

D版施工图交付咨询单位审核，设计按下发咨询意见于2014年4月修改完善（E版施工图）。

但因总包商多次函告我方：路基填料按照可研审查意见执行国铁Ⅱ级规范，最终E版图仅填料说明未执行咨询意见。该版施工图交付总包商后，因填料问题与咨询方意见（执行最初合同条文）不统一，最终未能获得咨询单位审核盖章。

为避免再多次重复出图，现路基专业正待总包商书面来函，明确业主关于填料的要求后，再设计完成F版施工图送咨询审核。

4.2、埃塞水文设计思路

由于埃塞俄比亚可提供的水文数据有限，洪水计算以理论计算为主，较大河流辅以历史洪水位调查，实测流量、水位资料作为校核。根据《埃塞俄比亚公路局排水设计手册（2002年）》（以下简称排水设计手册），采用推理计算方法和SCS方法进行流域洪水计算。在小流域设计洪水计算时，无论采用何种方法，对预测洪峰流量的精确计算主要取决于各项参数的准确评估。这些参数主要包括降雨参数和流域地形参数。降雨参数主要来自于排水设计手册和气象局收集的历史降雨资料；流域地形参数通过30m分辨率DEM模型、土地利用和土壤类型图获取。

在流量计算出来后，通过实测断面、地形资料以及采用的涵洞框架孔径，获取水流断面，进而通过水力学计算出断面水位。对于部分洪泛区，由于地形比较平坦，水流路径不固定，无准确的暴雨持续时间，所以难以精确计算单次暴雨总降雨量和断面水位。本项目以区段涵洞在线路标高满足安全时的过流能力不小于最大洪峰流量的原则来设置。因此通过试算不同设涵方案以及不同水位组合的过流能力，当过流能力满足最大洪峰流量的水位，并且该水位低于线路安全的允许水位时，即得到需要设置的最少的涵洞断面积，相应水位即为设计洪水位。实际设计中，在此基础上适当加大涵洞孔径或增加涵洞个数以保证足够的安全系数。

4.3关于桥涵设计和排水施工图设计工作

全线除Akaki河、Mojo河、Awash河、Mieso河等具有典型山区河流特征外，其余大多数河流都是因为覆盖层土质疏松在洪水季节冲刷深切而成，除存在常规明显的河谷排洪通道外，线路通行多处宽浅河滩洪泛区和平原散流区。

全线铁路桥梁60座计11.570km，桥梁有54座跨河沟；对于部分流量较小、填方较低、沟槽明显的冲沟，经过桥涵比较后均采用梁式桥跨越，全线共有20处；全线框架小桥16座专为过水设置。

全线涵洞约431座，冲沟发育的采用斜交设置的涵洞11座，其余为交通函和河滩洪泛区和平原散流区函，大多数正交涵洞作用是联通线路两侧积水，控制积水位高程，确保线路安全，所以这些涵洞功能以正交和保证过水断面为最有效，洪水在线路附近滞留，通过蒸发和地下潜流消散。

4.4、对埃塞雨季的认识及采取的措施

项目实施经过2012年、2013年雨季后，中国中铁埃塞铁路项目经理部于2013年5月组织对全线水文、地质进行了梳理，针对排水不畅地段综合排水系统进一步优化，并提出了具体处理意见及整改措施：抬坡（48.228km）、增设涵洞（57座）、增大涵洞孔径（29座）和设置浸水路堤等措施。

到目前为止，路基填料、桥涵积水两个典型问题在业主、咨询和承包之间仍然没在观念、利益等方面取得一致，虽然施工中采取工程措施已经使就地取材填料的填筑效果好于更好的填料、多次抬高线路标高出现废弃工程等，并在设计中多次更改图纸，也没能圆满解决铁路建设中标准执行的问题。

5 中国铁路技术标准在埃的应用

5.1、中国铁路技术体系

中国铁路从起步到今天，经历了100多年，逐步形成了技术体系和标准，拥有了完整的研发、建设、装备制造和运营体系，有铁路运输、铁路工业、铁路建筑业和铁路技术创新，具备统筹规划、设计、研发、建设、研制、运营和人才培养的能力。中国铁路在发展国民经济和提升国民生活质量中能起到作用的关键在于政府对铁路这一基础设施有系统的铁路网络规划，在铁路技术体系的工程建造技术、牵引动力技术、列车控制技术、牵引供电技术、运营管理技术、风险防控技术、系统集成技术等发展中，尤其重视铁路网络规划、设计、咨询和技术标准研究，并将铁路建设与经济规划、生产布局；支撑铁路建设的运输、动力、人力等资源作为整个技术体系加以发展。

5.2、埃塞俄比亚发展铁路亟待解决问题

埃塞俄比亚人口众多，土地资源、水利资源、矿产资源丰富，但没有工业基础和足够掌握技术技能人力资源。

5.3、中国铁路技术标准在埃塞俄比亚的运用

在开展埃Addis Ababa-Djibouti段铁路的勘察设计中，我们一直坚持强调的是结合埃塞俄比亚实际（国情、自然特征），参照中国规范。我们勘察设计团队是有中国铁路工程实践经验的，在埃塞俄比亚进行了长达5年多的现场工作，在设计技术标准和原则上已经不是照搬中国标准了，但在与埃塞俄比亚沟通中，还是出现了埃塞俄比亚铁路公司不顾埃塞俄比亚经济、技术发展实际，严格照搬中国规范执行的现象，特别是在聘请了中国公司对项目进行咨询后，这种现象更严重。

高原台地斜坡的深挖方。

6、结论

6.1、中国铁路“走出去”首先必须是中国铁路技术标准和观念走出去，是中国铁路技术标准和观念与当地国国情结合创新的结果，是一个全新的完整技术标准体系，需要在当地国的工程实践中不断完善和创新。

6.2、中国铁路在没有成套铁路技术的国家发展，必须考虑工程建造技术、牵引动力技术、列车控制技术、牵引供电技术、运营管理技术、风险防控技术、系统集成技术等支撑和前置性基础资料收集、研究。

6.3、中国铁路“走出去”必须对铁路项目进行全面论证和勘察设计，并按单独阶段和独立工作加以重视，加强参与各方的沟通。

中国铁路技术标准在埃塞俄比亚的运用要坚持以下原则

1、在科学合理、完整可靠的前期规划论证基础上，确定线路等级、单双线、牵引类型和速度目标值等主要标准。

2、对铁路技术体系的工程建造技术、牵引动力技术、列车控制技术、牵引供电技术、运营管理技术、风险防控技术、系统集成技术等都要重视，尤其对项目论证和勘察设计、系统集成等应按单独阶段和独立工作加以重视。

3、埃塞俄比亚铁路管理团队对参加铁路建设各方提出的方案意见应做出正确判断，避免工程浪费和重复施工，功能把控不严，有投资增加、工期延误和效能降低等现象。

4、参照中国技术标准并结合埃塞俄比亚的经济、技术发展实际、适应环境和资源支撑能力、以能达到功能定位和相应的舒适要求的最省原则来制定埃塞俄比亚的铁路设计标准和技术系统。

[1] 埃塞铁路公司《亚的斯亚贝巴-吉布提铁路项目可行性报告初稿》(2009年7月27日)

[2] 中国中铁二院工程集团有限责任公司《ETHIOPIA 新 建 准 轨 铁 路Addis Ababa~Djibouti铁路可行性研究 总 说 明 书》（2012年7月）

曾德礼

（1963-），男，中铁二院埃塞俄比亚项目部经理，教授级高级工程师。

龙宗明

（1980-），男，中铁二院埃塞俄比亚项目部总工程师，高级工程师。

曾扬

（1988-），男，中铁二院交通与城市规划设计研究院助理工程师。