五千年(敝帚自珍)

主题:【原创】穿越喜马拉雅山到底有多难? -- 忘情

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  • 家园 【原创】穿越喜马拉雅山到底有多难?

    2022年8月11日,国务委员兼外长王毅在山东青岛同来华访问的尼泊尔外长卡德加举行会谈。在当天的例行记者会上,有外媒记者提问,中方是否希望在中国和尼泊尔之间修建铁路?会修建什么样的铁路?对此,外交部发言人汪文斌表示,中尼外长在会谈当中,双方一致表示将构建跨喜马拉雅山脉的立体互联互通网络。

    据悉,中方将使用对尼援款,支持中尼跨境铁路的可行性研究,并在年内派专家赴尼泊尔开展勘探工作。根据规划,作为青藏铁路支线拉日铁路(拉萨-日喀则)延长线的日吉铁路,延伸到中国-尼泊尔边界的吉隆县吉隆口岸。中尼铁路将从吉隆口岸出发,穿越喜马拉雅山脉,抵达尼泊尔首都加德满都。这条预计设计时速120-160公里的中尼铁路建成后,不仅将成为世界上海拔最高的铁路,而且还将成为东北亚与南亚次大陆间重要的陆上人员物资运输通道,其意义无可估量。

    铁路在“世界屋脊”上穿越世界第一高山,听起来就令人激动不已。类似的筑路规划其实早就有过,但时值今日方有工程实现的可能性。

    路险难行

    大约6500万年前,印度板块与欧亚板块相撞,撞击速度极快,释放的能量极大,引发了超大规模、超大幅度的地表隆起。地球上最高、最年轻的高原----青藏高原由此诞生。

    在青藏高原上,许多巨大的山脉次弟隆起。喜马拉雅山、昆仑山---阿尔金山---祁连山南北夹峙;冈底斯山、念青唐古拉山、唐古拉山,居于腹地;兴都库什山----喀喇昆仑山、横断山分立东西两端。这些高大的山脉囊括了地球上14座8000米级山峰、绝大多数的7000米级山峰,以及数不胜数的5000-6000米级山峰。因此,这次大碰撞堪称5亿年来最重要的造山事件。

    随着海拔的上升,青藏高原大气层中的水汽凝结,形成了大量降雪。降雪日积月累,压实形成冰川。冰川往往绵延数千米乃至数十千米,厚度可达数百米。据统计,青藏高原总计有4万余条冰川,覆盖面积约4.4万平方公里。

    平均海拔在4000米以上的青藏高原终年严寒,空气中的含氧量仅及低海拔地区的一半左右,人类活动大受影响。加之高山险峻,地形复杂,因此自古以来就是阻隔东北亚与南亚次大陆交通的天然障碍。

    公元627年,玄奘从长安出发,出玉门关,穿越河西走廊,过星星峡进入哈密,再穿过吐鲁番盆地、塔里木盆地,登上帕米尔高原,南下翻越兴都库什山达坂,经开伯尔山口进入印度。他在这条绕行青藏高原的路上耗时竟达3、4年之久。

    不久,来自大唐的外交使节们开辟了由“唐蕃古道”转“蕃尼古道”至印度的陆上交通“捷径”。其中,“唐蕃古道”从西安出发,经过青海西宁,在西宁西部翻越日月山登上青藏高原,再向南经过共和、玛多、称多、玉树等地深入藏区。当年文成公主入藏时,走的就是这条路线。

    而“蕃尼古道”越过现今西藏吉隆县城附近宗喀山口后,穿过一条名为吉隆沟的谷地,就来到了喜马拉雅山的南麓,涉足现代尼泊尔国土了。考古学家们在吉隆县城以北4.5公里的阿瓦呷英山嘴处,发现了大唐外交使节王玄策于显庆三年六月立下的《大唐天竺使出铭》石碑,证实了这条古道的存在。

    走“唐蕃古道”转“蕃尼古道”,穿越青藏高原这条“捷径”,能将东北亚至印度次大陆的陆上交通距离较玄奘的绕行路线缩短一半以上。但靠脚力和畜力走完空气稀薄、沿途地质条件恶劣的全程,仍需半年乃至9个月时间。据考证,中国的纸张和造纸术就是经过这条“捷径”传入尼泊尔和印度的。

    飞越不易

    工业革命后,人类科技水平突飞猛进,现代化交通工具性能与日俱增,但面对环境恶劣的青藏高原,要想打通喜马拉雅山南北,开辟出现代化运输通道仍然异常困难。

    早在19世纪末,英国为攫取在中国的商业利益,就曾规划修筑一条从印度出发,穿过西藏、四川,直达中国长江中下游的铁路,并为此展开了非法勘探活动。英国人的这个梦想最后成了一枕黄粱,除了帝国主义国家间互相牵制拆台这个主观原因之外,规划中的这条铁路要穿越喜马拉雅山东麓,施工难度不是当年的筑路技术所能克服的才是决定性因素。

    上世纪40年代,出于抗击日本帝国主义扩张侵略的共同需要,美国在援华陆上通道尽皆被日军切断的情况下,利用自己强大的航空力量开辟了驼峰航线。

    驼峰航线并未跨越喜马拉雅山脉,只在喜马拉雅山南麓沿着青藏高原边缘飞行。可即便如此,由于沿途高山连绵不断,天气变幻无常,时而晴空万里,时而乌云密布,各种紊流令人防不胜防,从而令飞机经过时操纵困难,极易造成撞山坠毁事故。

    据统计,在3年多时间里,美国陆军第14航空队在驼峰航线上坠毁了600余架各型运输机,牺牲中美飞行员1500余人。到后来,每当天气晴朗时,飞驼峰航线的飞行员们,竟能将战友坠机残骸的反光作为导航地标。

    沿着青藏高原边缘飞行尚且如此艰难,就更别遑论飞越喜马拉雅山,飞入青藏高原腹地了。因此当年的世界屋脊,曾被全球航空界视作“空中禁区”。

    不过,中国人偏不信这个邪。1950年,刚成立不久的人民空军为支援18军进藏,利用缴获的C-47、C-46等机型,以大无畏的精神飞上雪域高原,突破“空中禁区”。从1950年4月至1952年11月,人民空军在青藏高原共开辟航线25条,出动飞机1282架次,向康定、甘孜、昌都、太昭等地空投各种物资2326吨,有力保障了进藏部队的急需,也为后来西藏发展航空事业提供了宝贵经验。

    不过,从上述数据表明,当年人民空军每架次运输机的空投重量尚不及理论载重的一半。这一方面是因为高原空气稀薄,导致一定速度情况下,单位机翼面积产生的升力远低于平原地区。另一方面是因为高原气压低,空气中的含氧量仅及低海拔地区的一半左右,导致飞机发动机功率严重滑坡,飞机载重量急剧下降。

    这个问题在喷气机时代依然存在。现代喷气式客货机实用升限虽明显高于珠穆朗玛峰的高度,但若要在雪域高原起降,其载重量依然要受严格限制。这就推高了飞机运输穿越喜马拉雅山的经济成本,因此只能作为高价值货物运输及应急运输的手段。

    公路限制

    和航空运输类似,公路运输要想克服喜马拉雅山脉的重重险阻,代价同样不菲。

    且不说在高原高寒、人烟稀少的地区修筑长达上千公里的公路有多么不容易。就算不惜代价修通了,沿线水文、气象、地质条件十分复杂,各种山地灾害频发,山体滑坡及泥石流屡见不鲜,断路实属家常便饭。因此,青藏高原上的公路修通后,并不意味着万事大吉。公路沿线必须留驻有一支人数可观的养护队伍,随时准备与天灾作斗争,拼尽全力抢通道路。经年累月,这个经济代价难以估量。而且若遇上大雪封山,人们就只能望而兴叹了。

    维持公路畅通困难重重,汽车运输亦有本难念的经。普通汽油机在空气含氧量仅有海平面一半左右的青藏高原,功率下降得极为厉害。汽车在低海拔地区额定载重4吨,到高原上能装载2吨就算是奇迹了。就算是现代汽车装上了机械增压或涡轮废气增压装备,上了高原也不能完全避免富油燃烧。加之高原公路路况不能与低海拔地区的高速公路相提并论,其轮胎与路面的摩擦系统大,以及司机不得不频频踩刹车,所以汽车高原行驶百公里实际油耗较理论值翻番,一点也不令人惊讶。

    所以,汽车运输若想穿越喜马拉雅山脉,不仅载重量得打折,重载运输里程也将严重缩水。解决之道是采取分段接力运输的办法。但如此一来,沿途各个转运点必须留驻数量可观的人手和起重机械。卸货、装货多多少少都会造成货物损耗。算下来其运输成本居高不下。

    目前,中国与尼泊尔之间的边境贸易主要是通过高原公路,经吉隆和樟木这两个陆路口岸完成的。高昂的运输成本及高原公路有限的运输量,严重制约了中尼双边经贸合作向深度、广度作进一步拓展。

    相比之下,虽然一次性建设投资大,但建成后运输量极为可观、综合成本低、安全系数高、可昼夜不间断运输,且受不良气候影响最小的铁路,才是穿越喜马拉雅山脉,成为东北亚与南亚次大陆间陆上运输主力的最佳选择。

    战胜冻土

    不过,极度重视安全性的铁路要想穿越喜马拉雅山脉,首先就要解决高原冻土造成的路基沉陷难题。

    青藏高原终年寒冷,岩土温度低于0℃。岩土中蕴含的水分冰结成冰,导致冻土遍布。其下层岩土常年不化,坚硬无比,冰土厚度可达百余米,是为多年冻土区。但随着海拔或纬度的降低,岩土冬季冻结,夏季消融,成为季节性冻土区。随着全球变暖,即便是青藏高原多年冻土区,其上层冻土也会发生阶段性融化和冻结。于是在冬季,雪域高原经常发生岩土膨胀,导致地面隆起。而在夏季,冻土融化,严重时甚至如同一团稀泥,导致路基沉陷。

    苏俄建造的西伯利亚铁路和贝阿铁路,因为沿途要穿越上千公里的冻土区,因而被国际铁路界视作工程奇迹。不过,西伯利亚冻土基本上都是多年冻土区,一致性较好。而青藏高原上则是多年冻土区与季节性冻土区驳杂在一起,在这里修筑铁路的难度要远高于西伯利亚。

    本世纪初,我国在修建青藏铁路格尔木至拉萨段的过程中,凭借着数十年的研究积累,集全国工程界的集体智慧,已经成功攻克了在青藏高原复杂冻土地带修筑铁路的世界级难题,总结出一整套系统解决方案。

    例如,设计部门根据当地多年来温度变化确定铁路路基的合理高度,防止太阳辐射和季节气候变化对多年冻土层带来的影响;在路基的底部或路基表面以下某一深度铺设具有单向导热能力的隔热层。在不影响回冻季节冷空气进入冻土层的情况下,增大热阻,减小自然热源和人为热源的热量进入到冻土层内,防止多年冻土地基升温和地下冰融;利用“热桩”将冻土深层的热量排放到大气中,以此降低深层冻土温度,增加冻土本身的冷储量,提高冻土热稳定性;在路堤上覆盖碎石块,相当于给冻土层加了层排热的“保温层”;在路堤底部横向铺设通风管,与路堤填筑材料组成复合式通风路堤,起到对地基冻土层隔热的作用,增加基底的冷储量。

    除了上述技术举措,在昼夜温差大的地区和高含冰量冻土区,中国铁路建设者们采用混凝土灌注的方法打桩,稳定地基,并大量以桥代路。

    为应对高原铁路建成后可能发生的意外情况,中国科研人员还成功开发出人工冻结技术。这种技术是将冻结管插入土中,利用液氮等冷液在冷冻管中循环,使土壤冻结。试验表明,该技术能有效防止冻土退化。一旦高原铁路的冻土路基出现融沉迹象,人工冷冻技术不失为抢险救援的有效措施。

    青藏铁路自2006年全线通车以来,不仅为西藏的经济发展作出了巨大贡献,为西藏与内地人员和物资的交流起到了关键性作用,而且也充分验证了诸多筑路“黑科技”的有效性和耐久性,为修筑穿越喜马拉雅山脉的中尼铁路积累了宝贵的工程经验。

    逢山穿洞

    铁路要穿越连绵不断的喜马拉雅山脉,诸多地段压根就没有条件绕行,因此在山体上开凿隧道不可避免。而且这些隧道长度恐怕都短不了。要论穿凿隧道的技术及工程经验,世界上再无第二个国家能与中国比肩。

    挖掘隧道时,通常会从两端向中间同时掘进。但对于长隧道而言,这种方法会令效率变得非常低下。在中国,建设者们通常会将长隧道分割为若干短隧道,在多个点位同时施工,这便是“长隧短打”。例如,在山谷的一侧寻找距离隧道较近的地表位置,横向开挖一个施工洞,即横洞,一部分施工人员和设备由此进入主洞,开辟出新战场。

    当隧道的埋深较浅时,人们还会在隧道上方地层较薄处开挖与地面连通的坑道。若坑道沿着斜上方延伸,是为“斜井”。如果坑道沿着竖直方向延伸,则为“竖井”。

    有了横洞、斜井和竖井,隧道的施工面大为增加,就可同时多点作业,挖掘效率显著提升。不过,勤劳、勇敢、智慧的中国建设者们并不满足于此,他们又在实践中摸索出平行导坑这种更高效的隧道掘进新方法

    平行导坑实际上就是一个与主洞平行的先导洞。它先于主洞开挖,既可为主洞探明前方的地质情况,又能利用横向通道和主洞相连。每条横向通道可以增加两个作业面,极大地加快施工进度。在个别情况下,一些平行导坑会成功“转正”,通过拓宽和砌筑,成为隧道的一部分。

    青藏高原地质条件复杂,气候恶劣。隧道结构中的水份会在低温时固结成冰,体积膨胀。而随着气温升高,冰化成水,会导致地层塌缩,这便是冻融作用。循环往复的冻融作用,增加了隧道结构开裂的危险。因此,在高原隧道建设中,防水措施尤为重要。同时,为减小环境温度对隧道的影响,建设者们还会给隧道增设保温层。

    2002年贯通的昆仑山隧道地处海拔4600多米的多年冻土区,曾长时间保持着世界最长高原冻土隧道的纪录,同时也是青藏铁路格尔木至拉萨段最长的隧道。为了适应高寒区的环境要求,科研人员和建设者们反复进行试验,不断总结经验,全长仅有1686米的隧道历时一年才终于贯通。

    包括喜马拉雅山和昆仑山在内的青藏高原诸山脉,由于冰川强大的剥蚀作用,加上长年风化,将诸多山脉外围脆弱的岩体切削殆尽,余下以花岗岩为主体的山体变得异常坚硬。地质学上以其单轴饱合抗压强度来区分岩石的软硬程度,大于60兆帕即为坚硬岩石。而花岗岩的单轴饱合抗压强度能达到100至250兆帕。

    要在如此坚硬的岩体上穿凿长隧道,巨无霸般的盾构机无疑是“神兵利器”。而在本世纪初,世界盾构机市场还为德日两国所垄断。一台进口盾构机售价高达3亿元。外商售后维修人员提供上门服务时,往往狮子大开口,要求中方付2000-3000美元/天的差旅费。而且维修时还在现场拉警戒线,将中国人远远地挡在外围,惟恐“技术外泄”。昆仑山隧道工期长达一年,关键工程设备受制于人也是个重要因素。

    不过,中国人民是有志气的,外国的技术封锁并不能阻挡中国前进的步伐。2004年,在国内各领域科研人员的通力协作下,在国内完整的工业体系支撑下,具有自主知识产权的国产“先行者”盾构面世。18年过去,国产盾构机从无到有,性能飞速提升。现如今,国内已有超过45家盾构机生产企业,占领了90%以上的国内市场及三分之二以上的国际市场。2020年5月5日,中国出口俄罗斯的“胜利号”盾构机,能在零下30℃的低温环境里正常工作。国产盾构机最大开挖直径已达16.07米。

    未来可期

    综上所述,曾经困扰全球铁路工程界,至今仍令除中国外的各国工程界望而生畏的修筑高原铁路的诸多难题,已经被中国人逐一攻克了。青藏铁路及其支线的投入运营,川藏铁路的建设加速,都是无可辩驳的证明。

    吉隆口岸是西藏历史上主要的对外通道之一,现在则是东北亚与南亚贸易陆路大通道的关键节点。2015年5月,国务院正式批准将吉隆口岸从中尼双边性陆路口岸升级为国际性口岸。但中尼两国间现有公路运载能力,极大制约了中尼经贸合作向深度和广度作进一步拓展。

    “十三五”期间,作为西藏自治区“两纵两横、五出区、三出境”干线铁路路网中重要的出境通道之一的日吉铁路就已开工建设。这条铁路全长约556公里,桥隧比例33%。线路自日喀则站引出,沿国道318线,经拉孜、萨迦、定结、定日、聂拉木,沿国道219线、216线至吉隆口岸。主要技术标准为国铁I级单线,电力牵引,建设工期6年。

    中尼两国政府此前曾商定,在2020年之后开始修建从中国吉隆县到尼泊尔首都加德满都的铁路,将采用1453毫米的国际标准轨距。该铁路需要穿越喜马拉雅山脉,需要修筑长度可观的穿山隧道。但由于尼泊尔境内的地质条件要比喜马拉雅山北麓好,因此其施工难度反倒会低一些。

    面积超过141万平方公里的尼泊尔,地下蕴藏着铁、铜、锌、铅、镍、钴、钼、金、钨、钛和银等金属矿藏。非金属矿藏有菱美矿、石灰石、白云石、大理石、石榴石、云母、石墨、石英、陶土、磷矿、花岗石、硅岩、宝石等。能源矿产有石油、天然气、铀、地热和煤。其中,铁矿储藏约2305万吨,铜矿储量约1618万吨,铅矿储量约300万吨,锌矿储量约266万吨,菱镁矿储量约2亿吨,石灰石储量9.85亿吨,云母储量32万吨。

    迄今为止,尼泊尔境内仅有一条联接该国比珠普拉与印度杰伊讷格尔的宽轨铁路,线路总长不过区区52公里,其中有49公里在尼泊尔境内。2014至2018年间,该铁路还曾因年久失修而中断运营。因此,长期以来,尼泊尔空守着丰富的地下矿藏,却只能以农业和旅游业作为经济支柱,“世界最不发达国家之一”这顶帽子至今仍未摘除。

    中尼铁路建成通车后,尼泊尔与南北两个邻国间都有铁路互联互通,这对于促进尼泊尔地下资源开发,提升当地人民的生活水平无疑会有巨大助益。非但如此,如果尼泊尔境内的铁路换轨站能顺利建成,以中国为主体的东北亚铁路网将在这里与南亚次大陆铁路网联通。尼泊尔作为东北亚与南亚陆上贸易的中转站,将成为“一带一路规划”的重要节点,其经济地位会陡然提升,未来发展将无可限量。

    让我们共同期待这一天早日到来!

    通宝推:川普,假设,五峰,大眼,偶卖糕的,zwx650,qq97,不远攸高,独草,西电鲁丁,心有戚戚,铁手,PCB,住在乡下,外俗内正,尖石,
    • 家园 尼泊尔面积差了一个数量级

      尼泊尔是14.7万平方公里,人口约3000万。印度也才298万平方公里。

    • 家园 中尼铁路最好不要去建

      建设与允许必然是亏大本的,连带名声都不好。

    • 家园 根本不该与南亚通什么铁公路 -- 有补充

      与南亚这个人口即将迈过20亿的地区,建任何畅通的公铁路,都是脑子坏了,给后代埋坑。。中国一侧人口规模是百万计。。尼泊尔南下都是平原,与印度次大陆无缝连接,整个印度北部是世界人口最稠密地区,人口往十亿来,一个北方邦人口2亿多,比中国东北西北总人口都多。。中国没事粘这些玩意,想死啊?

      守住西藏新疆山口,减少对方渗透,才是现在关键事。还主动修路对接,猪脑子啊。。

      通宝推:川普,
      作者 对本帖的 补充(1)
      家园 那个尼共的普拉昌达 -- 补充帖

      明显就是印度情报系统的,建立尼共,与中国套近乎,想拉中国入水,亏的中国没达理他,现在此货也不装了,屁股完全坐到印度一边,啥尼泊尔利益丟到一边,此货就是阿三裔。。印度三面包围尼泊尔,尼泊尔南部与印度无天险,完全连接,印度移民早控制这个国家,前些年王室被杀全家后,王室被废,尼泊尔失去唯一国家凝聚点,尼泊尔早已是印度盘中餐,没公开吞并,也就尼泊尔太地少人多,太穷了。。阿三都嫌弃的地方,中国去掺和什么劲?

      • 家园 中国不应该是960万平方公里

        就不说远期蓝图了,中长期上就不能让别人一伸胳膊一抬腿就碰到了我们的“底线”,我们需要建设像乌克兰那样的“缓冲区” (如尼泊尔)

        二,能不能成为“示范区”,看时势看造化看他们自己努力 (如老挝)

        三,谴责武力就可以没有武力的时代(台湾),警察被暴徒拿雨伞戳的时代(香港),是历史长河里面翻腾的一朵奇葩浪花,正常浪花不是这样的。

        四,未来不同。

        现在200多个国家,也就是200多架国家机器,搞得跟儿戏似的,五个人的财政部,三个人的外交部,玩呢?也敢发帖子,也敢来国事访问,你说是派科长接待呢还是派厅长接待呢?

        他们应该恢复村民自治小组的本来面目,聚光灯没有照见他们的时候自生自灭,聚光灯照见他们的时候成为战场。

        通宝推:真理,
      • 家园 上面就不怕外国人偷渡进来?
        • 家园 我们国家不担心外国人偷渡

          一个我们与邻国都建有边境墙,朝鲜那边,越南那边更多。

          其次,即使偷渡进来,我们不是移民国家,没有欧洲类似福利可拿,也不象走线美国打黑工赚大钱,因此那些人在国内无法生存的。

        • 家园 不知道偷渡客是藏在苹果里面还是藏在橘子里面?

          😅😅😅

          6月17日,经拱北海关技术中心实验室鉴定,拱北海关下属的港珠澳大桥海关从入境旅客携带的苹果中检出检疫性有害生物桔小实蝇(Bactrocera dorsalis)。桔小实蝇属双翅目实蝇科离腹寡毛实蝇属,除苹果外,还能为害芒果、番石榴、枇杷等250余种果实。成虫产卵于寄主果实。

    • 见前补充 4922637
    • 家园 尼泊尔有这么大?

      141万平方公里?

      我记得上次看商务部网站介绍尼泊尔,尼泊尔矿藏储量都不大。

      就是水力发电资源比较丰富,还有就是旅游资源。

      另外,尼泊尔三面被印度包围,这个节点的意义真的这么大吗?

      • 家园 尼泊尔是西藏人口的十倍

        只有西藏是地缘政治与军事优势,加上尼泊尔就多一条腿走路,经济辐射,虽然不多,有比没有好。

        面积少了一个小数点。

        • 家园 感觉性价比不高
          • 家园 美国是钱在投资市场里面空转

            中国是把钱变成铁公基,然后让基础设施“空转”,乡村基础设施根本不能收回成本更别说利润了。钱变成了基础设施,那么钱变少了吗?崇祯皇帝把银子给了前线将士,自己手里就没有银子了,在信用货币时代似乎并不是这样。

            钱只有花出去才叫做钱,美国的钱其实也并不想在投资市场里面空转,只是因为他真的花不出去啊,他很想收购华为和tiktok,想几十亿几百亿地花钱,可是被工信部反垄断局等制止了啊,气的不得了。

            所以对付美元货币战争的主旋律就是,让他感受满抽屉都是钞票却没地儿花🌸的烦恼。

            过去几十年美帝的经济殖民太成功了,全球扫货,三星台积电等大公司股权都买的七七八八的了,环顾四周,都是非卖品,所以要加息要制造危机啊,到时候各家各户非卖品也得摆上货架,嘿嘿。

        • 家园 购买力太低,人均收入不到中国1/10

          尼泊尔不仅有印度人,中国人,还有日本人,联合国各种开发组织都很重视尼泊尔。开发矿山等自然资源,会破坏自然环境。尼泊尔的旅游就完了,无法走这样的路。

          中国当国际雷锋,修条铁路更多的是把中国游客送去旅游,但是跨越高原,不如飞机方便。实在没看出来有什么意义,如同给坦桑尼亚修铁路,不是工业社会,消费不起铁路。其实中国改开前普通农民也消费不起铁路。

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