日本新干线铁路网发展与现状概述

2021-04-22

现代城市轨道交通 2021年4期

从日本第一条新干线线路——东海道新干线开始运营至今，日本新干线已走过55年的发展历程。在此期间，新干线铁路网建设虽然因为国营铁路改革中断过，但在总体上仍然稳步推进，截至2020年，其运营里程已达2 765 km左右（图1）。本文将介绍日本新干线路网的发展与现状。

1 新干线铁路网的雏形及发展

世界上首条高速铁路——东海道新干线（东京—新大阪区间）于1959年开工建设，于1964年10月1日东京奥运会开幕前通车运营。在此之前，从东京至大阪，普通线路特快列车的旅行时间超过6 h，而新干线光号列车的旅行时间仅为4 h。在东海道新干线通车运营1 年之后，即1965年，其车程缩短至3 h 10 min。

图1 日本新干线铁路网

随后，山阳新干线的新大阪—冈山区间和冈山—博多区间分别于1967年和1970年开工建设，并先后于1972年和1975年通车运营。

在此期间，日本于1970年颁布《全国新干线铁路整备法》（以下简称《全干法》），目标是通过新干线完善日本全国的铁路网，从而促进国民经济发展，扩大国民生活领域，振兴地区经济。至此，新干线铁路整备的相关制度得以完善。《全干法》中将新干线铁路定义为“列车在主要区间能够以200 km/h及以上速度高速运行的干线铁路”。在推行整备计划的同时，当时的日本国土交通大臣还牵头制定了建设其他新干线铁路的基本计划，并在进行必要的调查之后，确定了上述线路在建设方面的规划。1971年—1973年，日本共规划了18条新干线铁路，其中的成田新干线（东京都—成田区间）后来由于各种原因被取消。

依据《全干法》，东北新干线（东京—盛冈区间）和上越新干线（大宫—新泻区间）于1971年开工建设，于1982年通车运营。1985年，东北新干线延伸至上野；1991年又延伸至东京。山形新干线（福岛—山形区间）于1992年通车运营，并于1999年延伸至新庄。秋田新干线（盛冈—秋田区间）于1997年通车运营。

2 整备新干线概述

整备新干线是指依据《全干法》在1973年11月的整备计划中规划建设的5 条新干线线路，即北海道新干线（青森—札幌区间）、东北新干线（盛冈—青森区间）、北陆新干线（东京都—大阪区间）、九州新干线（福冈—鹿儿岛区间）、九州新干线（福冈—长崎区间）。

在经历了因政府财政困难而被中止、国营铁路分割民营化等事件之后，整备新干线由铁路运输机构统一建设，到目前为止已经开通了北陆新干线高崎—长野区间（1997年10月开通）、东北新干线盛冈—八户区间（2002年12月开通）、九州新干线新八代—鹿儿岛中央区间（2004年3月开通）、东北新干线八户—新青森区间（2010年12月开通）、九州新干线博多—新八代区间（2011年3月开通）、北陆新干线长野—金泽区间（2015年3月开通）、北海道新干线新青森—新函馆北斗区间（2016年3月开通）共计7个区间，线路总长约929 km。目前，北海道、北陆、九州这3条新干线还在建设中，具体情况如下。

2.1 北海道新干线（新函馆北斗—札幌区间）

该区间从新函馆北斗站延长至札幌站，线路总长约212 km，含路基11.4 km（约5%）、桥梁4.3 km（约2%）、高架桥27.3 km（约13%）、隧道168.9 km（约80%）；共有隧道17条，与其他线路相比，具有全线隧道占比高达80%的特点。该工程项目于2012年6月获批准，目前正在建设中，预计2030年年底建成通车（图2）。

图2 北海道新干线线路图

该区间的主要隧道有建成之后将成为全日本最长隧道的渡岛隧道（32.7 km）和穿过羊蹄山的羊蹄隧道（9.8 km）。此外，由于2017年6月的施工计划变更，以高架桥形式穿过札幌市区（约7.4 km）的计划更改为从地下穿过，因此札樽隧道（约26.2 km）成为全线第2长的隧道。该区间的主要桥梁为尻别川桥（340 m）和游乐部川桥（245 m）。

图3 渡岛隧道

图4 羊蹄隧道

目前，征地和设计等正围绕隧道建设这个中心同步进行。截至2020年3月1日，征地率达到24%，土木工程施工率达到78%，隧道挖掘率达到25%（征地率以面积为单位，其他以长度为单位）。本区间最早挖掘的隧道为渡岛隧道（图3），随后立岩、内浦、羊蹄（图 4）、后志等隧道开始顺利挖掘，札樽隧道的始发竖井也已开始施工。其中，在羊蹄隧道的比罗夫、有岛2 个工区存在高水压（最大透水水压为0.54 MPa）和混合砾石滑落（预估砾石直径达30 cm）的施工难点，因此使用了为采用新奥法（New Austrian Tunnelling Method，NATM）和盾构掘进法而开发的新型施工系统SENS，并配备了相应的设备。该方法使用盾构机掘进，以场地浇筑混凝土作为支撑构件，确认稳定性之后，再进行漏水处理和混凝土二次覆盖，可很好解决上述难题。

2.2 北陆新干线（金泽—敦贺区间）

该区间从金泽站延长至敦贺站，线路总长约 125 km（图5），含路基1.6 km（约1%）、桥梁15.5 km（约14%）、高架桥59.1 km（约52%）、隧道38.4 km（约33%，共12条）。该工程项目于2012年6月获批准，追加项目于2017年10月获批准，目前正在施工中，预计2022年年底建成通车。其中，福井站高架桥的一部分（约0.8 km）已于2005年4月首先开工，并于2009年2月竣工。

该区间的主要隧道有新北陆隧道（19.8 km）和加贺隧道（5.5 km），主要桥梁有手取川桥（554 m）和九头龙川桥（409 m）。由于靠近深山隧道（768 m）的中池见湿地在2012年7月被纳入《拉姆萨尔公约》（即《国际湿地公约》），因此日本于2015年5月通过了改变该线路区间曲线半径和坡度的方案，让线路绕过湿地，以最大限度地保护湿地环境。在施工中，除考虑到振动对鸟类的影响外，工程项目组还对线路周边的涌水量、水质和动植物实施监控，在保证施工的同时兼顾对周边环境的保护。

截至2020年3月1日，该工程进展顺利，征地率达99%，施工率到100%，隧道挖掘率达98%。在隧道工程方面，本区间的加贺隧道和柿原隧道已于2019年秋贯通；在桥梁方面，跨越一级河流的九头龙川桥（图 6）和手取川桥也于同年夏天竣工；敦贺车辆基地（图7）正在建设中；一部分铺轨工程和建筑工程也在同时进行。

2.3 九州新干线（武雄温泉—长崎区间）

该区间从武雄温泉站延长到长崎站，线路总长约66 km（图8），含路基5.3 km（约8%）、桥梁7.1 km（约11%）、高架桥13.6 km（约20%）、隧道41.0 km（约61%，共31条，其中有许多长度未满 1 km的隧道）。2008年3月，日本批准了武雄温泉—谏早区间按照新干线标准建设新线的方案，并进行施工建设；2012年6 月，武雄温泉—长崎区间的新干线计划（包括上述已施工区间）获得批准；追加项目于2017年5月获得批准并动工。该区间目前正在施工中，预计2022年建成通车。

图5 北陆新干线线路图

该区间的主要隧道有新长崎隧道（7.5 km）和俵坂隧道（5.7 km），主要桥梁有第2本明川桥（265 m）和千绵川桥（213 m）。其中，原种立交桥是第一座结合加筋土（GRS）集成桥台和门型拉面工法修筑的GRS一体桥，具有出色的抗震性和易维护性，其建成也扩大了GRS一体桥的应用领域。

截至2020年3月1日，该项目的征地率达99%，施工率和隧道挖掘率达100%。2019年6月，久山隧道贯通，标志着该区间的31座隧道全部竣工。终点长崎站（图9）中，在新干线建设的同时，普通线路的立体交叉工程及车站周边的工程也在施工建设中。目前，该项目的建筑、电气以及轨道（图10）等设备工程正处于施工高峰期。