Высокоскоростные железные дороги, изменившие Китай

Когда эксплуатационная длина китайских высокоскоростных железных дорог к концу 2018 года достигла почти 30 000 километров, протяженность железнодорожной линии Пекин – Тяньцзинь составляла всего 120 километров, но ее новаторское значение в самом начале пути развития вызывает безграничное восхищение у последующих строителей железных дорог. Проектировщиком междугородной железной дороги Пекин – Тяньцзинь выступила корпорация «Третий проектно-изыскательный институт железнодорожных путей»7, будучи первопроходцем, эта организация с помощью прошла множество дорог на пути научных исследований и совершила настоящий прорыв в современной реальности.

Междугородная железная дорога Пекин – Тяньцзинь – это прежде всего прорыв конструкторской мысли. Территория, по которой проходит железная дорога Пекин – Тяньцзинь, это зона с распространением мягких рыхлых грунтов, породы фундамента на Тяньцзиньском участке находятся на глубине 1000 метров от поверхности земли. Подобный грунт обладает высокой обводненностью, высокой сжимаемостью, плохой водопроницаемостью и низкой прочностью. Несмотря на то, что Китайские железные дороги (КЖД) во время ранних тестов укладывали безбалластные пути (использовали бетон, битумоминеральные материалы и другие монолитные фундаменты, заменяющие рассыпчатый щебеночный балласт в конструкции путей, что на сегодняшний день является передовой технологией укладки путей в мире), в то время ни за рубежом, ни внутри страны не было достаточного опыта укладки безбалластных путей на такое основание. «Третий желдорпроект» в тесном сотрудничестве со строительной организацией, выполняющей работы, загерметизировали часть колодцев, уменьшив или ограничив добычу подземных вод на прилегающих территориях вдоль путей, увеличили высоту и диаметр свай мостов, использовали фундамент опор с возможностью регулировки высоты, для путей использовали регулируемые крепежные элементы, а также провели ряд других мероприятий, что позволило взять под контроль дорожную деформацию земляного полотна из мягкого рыхлого грунта и просадку моста. Таким образом, были выполнены обязательные требования к укладке безбалластных путей в условиях мягкого грунта с оседанием отдельных участков. Сегодня, наблюдая за тем, как ровно и уверенно мчится по этой магистрали высокоскоростной поезд, я испытываю бесконечное восхищение проектировщиками тех лет и преклоняюсь перед их духом новаторства.

Штат проектировщиков для междугородной железной дороги Пекин – Тяньцзинь выполнил проектирование, основанное на научных принципах: они уменьшили земляное полотно и, насколько это было возможно, использовали мосты, занимающие меньшую площадь. Междугородная железная дорога Пекин – Тяньцзинь в основном состоит как раз из мостов, протяженность которых составляет 87% от общей протяженности этой железнодорожной линии, каждый километр моста в среднем сэкономил около 44 му земли (1 му = 666,6 м2), и таким образом по всей протяженности линии было сэкономлено примерно 4593 му земли. Такое конструктивное решение значительно уменьшило земельные участки, необходимые для строительства, и одновременно решило проблему местного населения с доступностью транспортного сообщения и с разрушением местной экологии. Впоследствии принципы этой конструкции стали использоваться при строительстве практически каждой новой высокоскоростной железнодорожной магистрали. Можно сказать, что начиная с междугородной железной дороги Пекин – Тяньцзинь китайские железные дороги стали уделять значительно больше внимания экономии ресурсов и защите окружающей среды при строительстве.

1 августа 2008 года, 10 часов 57 минут, первый китайский моторвагонный поезд с конструкционной скоростью 350 км/ч «Гармония» мчится по междугородной железной дороге Пекин – Тяньцзинь по большому мосту Янцунь по территории Тяньцзиня. Это еще одна знаменательная веха в истории строительства железных дорог в Китае (фото: Юань Жуйлунь)

Пекинский южный вокзал – это первый вокзал высокоскоростной железной дороги в Китае, его проект и строительство превзошло концепцию традиционного железнодорожного вокзала, что до сих пор вызывает у людей восхищение. Овальное здание Пекинского южного вокзала венчает гиперболический купол – издалека оно напоминает летающую тарелку. В его дизайн был включен характерный для классических архитектурных строений элемент традиционной культуры – «трехъярусная крыша», отсылающий к изящному китайскому стилю, что позволило выйти за рамки традиционного дизайна железнодорожных вокзалов и воплотило в себе идеальное сочетание функциональности и эстетики. Конструктивная форма Пекинского южного вокзала изящная, просторная и светлая является прекрасным примером для дальнейшего строительства вокзалов высокоскоростных железных дорог в плане объемных высоких конструкций и длиннопролетных перекрытий. После по всему Китаю стали появляться вокзалы, сочетающие в себе яркий колорит местной культуры и современные строительные технологии. Такие вокзалы формируют облик городов и становятся знаковыми сооружениями высокоскоростных железнодорожных магистралей!

Междугородная железная дорога Пекин – Тяньцзинь преодолела множество трудных задач в технике проведения строительных работ. Большой пекинский кольцевой мост – это мост междугородной железной дороги Пекин – Тяньцзинь, который берет свое начало от Пекинского южного вокзала и проходит над территорией Пекина. Мост начинается примерно в 700 метрах от западных ворот Цзоаньмэнь района Пекина Дунчэн и тянется в юго-восточном направлении, подряд пересекая поверху вторую, третью, четвертую и пятую кольцевые автодороги, он проходит над районами Фэнтай и Чаоян и после того, как перешагнет дорогу Тунхуан, заканчивается в районе Тунчжоу поселка Тайху в деревне Гуйцзяфэнь. Общая протяженность моста составляет 15,6 километров, самый длинный пролет моста – это главный пролет, проходящий над четвертой и пятой кольцевыми дорогами: длина пролета здесь составляет 128 метров, при переходе через вторую и третью кольцевые дороги длина главного лонжерона равняется 100 метрам. Строительные работы по возведению этого большого моста позволили получить богатый опыт для дальнейшего возведения линии Пекин – Шанхай и других высокоскоростных железнодорожных магистралей.

Панорама Пекинского южного вокзала (фото: Юань Жуйлунь)

Моторвагонный поезд «Возрождение» мчится по эксплуатационной линии (фото: Ян Ян)

Многочисленные испытания возможности стремительного разгона моторвагонных поездов были проведены на междугородной железной дороге Пекин – Тяньцзинь. Первоначально там использовались моторвагонные поезда модели CRH2C, спроектированные и произведенные АО «Подвижные составы железных дорог Наньчэ Сыфан»8 по японскому техническому проекту, а также моторвагонные поезда модели CRH3C, и произведенные по заимствованной немецкой технологии ООО «Пассажирские поезда и железнодорожные пути Таншань»9. Начиная с 6 апреля 2009 года на междугородной железной дороге Пекин – Тяньцзинь эксплуатировались только поезда модели CRH3, а с 1 августа 2018 года все моторвагонные подвижные составы были заменены на поезда «Возрождение» модели CR400BF.

«Мозг», отвечающий за безопасную эксплуатацию поезда – система контроля состава (подробнее см.: Глава 3, часть 4) – стал просто волшебным приспособлением для обеспечения безопасной и эффективной эксплуатации междугородной железной дороги Пекин – Тяньцзинь. При превращении обычной железной дороги в высокоскоростную магистраль «мозг» также нуждается в обновлении. На железной дороге Пекин – Тяньцзинь использована система контроля состава CTCS-3D, где по проекту максимальная скорость поездов равна 350 км/ч, а минимальный интервал следования поездов равен трем минутам.

Системная интеграция на этапе монтажа инженерных сетей междугородной железной дороги Пекин – Тяньцзинь стала инновационным проектом, не имеющим аналогов в истории железных дорог Китая. Системная интеграция – это высокотехнологический комплексный проект, в котором пересекается множество специальностей. Этот технически сложный процесс затрагивает информационные технологии, технологию автоматического контроля, технологии применения новых материалов и связан со многими другими отраслями; для него характерны понятные функции, четкая коммуникация, подробный план работ и согласованность действий, что значительно сократило обозначенные сроки выполнения работ по проекту. Вслед за стремительным развитием китайских высокоскоростных железных дорог многократно увеличилось количество возводимых проектов высокоскоростных магистралей на дальние расстояния, сроки выполнения работ стали более сжатыми, ответственность возросла, как и степень сложности, что стало основной особенностью возведения будущих комплексных проектов высокоскоростных железных дорог в Китае. Системная интеграция значительно уменьшила сроки решения проблем, вследствие чего сократились и общие сроки выполнения проектов. Инновационный опыт системной интеграции на междугородной железной дороге Пекин – Тяньцзинь открыл новый путь для последующих крупных высокоскоростных железнодорожных магистралей.

Являясь первой высокоскоростной железнодорожной магистралью с конструкционной скоростью в 350 км/ч, железная дорога Пекин – Тяньцзинь воспитала для Китая первую партию специалистов ВСМ: технический персонал, строителей и специалистов, управляющих эксплуатацией. Накопленный здесь опыт проектирования, строительства и эксплуатации стал образцом при возведении других высокоскоростных железнодорожных линий.

2. Междугородная железная дорога Пекин – Тяньцзинь – это важная веха в развитии китайских высокоскоростных железных дорог.

Являясь «первенцем» китайских ВСМ, железная дорога Пекин – Тяньцзинь в истории развития высокоскоростных магистралей в Китае играет большое значение. Она не только воплотила заветную мечту сделать подарок к Олимпийским играм, но и положила начало крупномасштабному строительству ВСМ в Китае.

Оглянувшись назад на строительство междугородной железной дороги Пекин – Тяньцзинь, возможно в проекте того времени мы обнаружим несовершенства и ограниченность отдельные технических моментов, но концепция проекта этой магистрали, использованные технологии, а также поиск и новаторство в управлении всегда будут стоить того, чтобы остаться в памяти людей. Эта линия дала китайцам возможность продемонстрировать веру в свои силы, проявить креативность мышления и позволила открыть абсолютно новую эпоху железных дорог КНР. С этой поры Китай вступил в эпоху высокоскоростных железных дорог!

1.2. В чем «быстрее» китайские высокоскоростные железные дороги?

В чем же «быстрее» китайские высокоскоростные железные дороги? Это достаточно трудный вопрос. На первый взгляд эксплуатационная скорость китайских ВСМ нисколько не превосходит зарубежные высокоскоростные линии, но при внимательном рассмотрении оказывается, что китайские ВСМ в своем развитии прошли такой путь, с которым трудно сравнить опыт других стран в развитии их высокоскоростных магистралей. Этот путь развития состоял не только из стремительного взлета китайских железных дорог, но также и из одновременного развития, идущего в ногу со всем миром с последующим постепенным выходом на лидирующие позиции. Являясь миниатюрным отражением развития китайского государства, развитие высокоскоростных железных дорог в Китае позволяет нам с разных сторон взглянуть на такое качество китайских высокоскоростных железных дорог как «скорость»!

1. Быстрое увеличение скорости движения поезда

От первоначальной скорости движения поезда 20 – 30 км/ч до скорости в 40 – 50 км/ч после основания Нового Китая – вот так степенно и неторопливо несколько десятков лет ходили поезда по китайским железным дорогам. Но даже за эти несколько десятилетий масштабы использования железных дорог расширились, сеть КЖД очень скоро разрослась, линии протянулись из экономически развитых районов в сравнительно отсталые, но поезда по-прежнему ходили неторопливо. Вплоть до 90-х годов 20-го века, когда в Китае свое быстрое развитие получили скоростные автомагистрали и народная авиация, железные дороги из-за серьезного отставания в провозной способности стали тормозить развитие народного хозяйства в стране. Первое большое увеличение скорости железных дорог, начатое в 1997 году, словно молния перед неожиданным раскатом грома встряхнуло и разбудило неторопливо следующий по земле поезд. Пройдя крещение шестью подряд повышениями скорости железных дорог по всей стране, КЖД начали избавляться от оков медленного движения, неустанно стремясь вперед. Эксплуатационная скорость постоянно увеличивалась: 140 км/ч, 160 км/ч, 200 км/ч, 250 км/ч… Китайцы стали испытывать радость «полета», почувствовали на себе те самые ощущения «словно ктото дополнительно помогает человеку бежать, подталкивает его», которые испытал товарищ Дэн Сяопин в 1978 году, проехав по японской высокоскоростной магистрали Синкансэн. У китайских же высокоскоростных железных дорог «вызрела» своя «китайская скорость», ставшая нарицательной для китайских ВСМ. КНР потребовалось несколько десятков лет, чтобы от обычных медленных железных дорог перейти к почти высокоскоростным магистралям, а на прогресс до настоящих ВСМ, мчащихся со скоростью 350 км/ч, они не потратили и шести лет. Эта скорость вызвала гордость у граждан Китая и поразила весь мир, приковав к себе все внимание, заставляя китайские высокоскоростные железные дороги постоянно меняться.

2. Заимствование, переработка, усвоение, быстрое воссоздание

Сегодня, бросая взгляд назад на историю развития китайских высокоскоростных железных дорог, мы можем отметить, что в процессе технического заимствования всей технологии целиком ранее уже возникали некоторые опасения «слепого копирования зарубежного опыта», но железнодорожники справились и с этой задачей. Одновременно опираясь на свои собственные силы и знания, железнодорожники с помощью заимствования большого количества инженерных технологий, применяющихся за границей при производстве высокоскоростных поездов, строительстве ВСМ и для системы контроля движения поезда, стимулировали постоянную переработку, усвоение и создание нового на основе заимствований китайскими ВСМ, что помогло вступить в новый исторический этап.

Китайские высокоскоростные железные дороги прошли путь от частного к целому, от производства моторвагонного поезда до технического новаторства во всех направлениях непосредственно на месте эксплуатации: от общих испытаний выделенной пассажирской высокоскоростной железнодорожной линии Циньхуандао – Шэньян с конструкционной скоростью в 200 км/ч до частичного технического заимствования для шестикратного увеличения скорости железных дорог по всей стране, от волнительного ожидания открытия междугородной железной дороги Пекин – Тяньцзинь до полномасштабных технических инноваций на каждом из этапов заключительной стадии, от инновационных технологий для инженерных систем до инноваций в системе моторного вагона и затем до обновления всей системы в целом.

Ночное депо в г. Ухань (фото предоставлено Китайской государственной железнодорожной корпорацией)

В своей инновационной деятельности Китайские высокоскоростные железные дороги использовали метод «сотрудничества», объединяющий производство, обучение и исследование – в ключевых сферах и на важных узлах разворачивались научно-исследовательские работы для решения возникающих задач, сооружались испытательные стенды государственного уровня, чтобы помочь китайским ВСМ преодолевать технические ограничения одно за другим. За десять с небольшим лет Китай стал обладателем абсолютного права эксклюзивной интеллектуальной собственности на передовой стандарт моторвагонного поезда мирового уровня, при этом на площадке самостоятельных разработок все время продолжают разрабатываться новые модели высокоскоростных поездов, например, моторвагонные подвижные составы с возможностью расформирования.

3. Высокая скорость строительства

Инженерное строительство высокоскоростных железнодорожных магистралей, благодаря прорыву в технологиях строительства Китайских железных дорог, пошло вверх. Китай имеет обширную территорию, богатую природными ресурсами, но сложные геологические условия задали трудную задачу строителям КЖД. Придерживаясь основ регламента инженерного строительства, китайские железнодорожники в процессе строительства высокоскоростных железнодорожных магистралей активно использовали передовые зарубежные технологии, объединив их с собственным многолетним инженерно-техническим опытом и добившись прорыва особенно при проектировании и строительстве протяженных тоннелей, при работах в условиях лессового грунта с риском обрушения и оседания, при укладке безбалластных путей и производстве особо больших масштабных мостов.

Значительное усовершенствование технологии строительства китайских ВСМ произошло благодаря стремительному развитию строительной промышленности Китая. Строительство крупных проходческих щитов, производство высокоточных геодезических измерительных приборов, исследование и разработка новых видов строительных материалов оказало всестороннюю поддержку строительству китайских ВСМ и продемонстрировало совокупную государственную мощь Китая.

Первое инженерное бюро Китайской железнодорожной корпорации ведет строительство высокоскоростной железнодорожной магистрали Сиань – Чэнду (фото: Сюй Лян)

С момента ввода в эксплуатацию междугородной железной дороги Пекин – Тяньцзинь по конец 2018 года эксплуатационная длина китайских высокоскоростных магистралей приблизилась к 30 000 километров, за десять лет она выросла почти в 250 раз, не каждая страна сможет с легкостью обеспечить такие темпы строительства! Но за стремительным развитием прокладки высокоскоростных железных дорог в Китае стоит очень быстрый подъем инженерных технологий, боевой дух железнодорожников и поддержка ВСМ населением, проживающим вдоль железнодорожных линий. Все это оказало огромное влияние и стало серьезной движущей силой в ускорении темпов строительства китайских высокоскоростных железнодорожных магистралей. Например, реквизиция земельных участков, прилегающих к высокоскоростным железнодорожным магистралям, с последующим переселением и сносом построек, получила максимальную поддержку местного правительства и народных масс. После реализации законопроекта об оценке и выкупе земель местное правительство смогло значительно увеличить интенсивность работ по реквизиции земельных участков и сносу строений по пути следования железной дороги. Если взглянуть на множество стран, также возводивших высокоскоростные железнодорожные магистрали, то тех, где из-за проблем с переселением и сносом жилья были затянуты или сорваны сроки строительных работ, окажется немало. Скорость строительства китайских высокоскоростных железных дорог отражает решительность и волю нашей страны в решении крупных задач с помощью общих консолидированных усилий.

4. Высокая скорость выхода строительства ВСМ на мировой рынок

Скорость развития китайских высокоскоростных железных дорог также проявила себя в появлении китайских магистралей за рубежом. Вслед за предложенной инициативой «один пояс – один путь» китайские высокоскоростные железные дороги были наделены новым смыслом, став визитной карточкой Китая на мировой арене. Железная дорога из столицы Венгрии Будапешта до столицы Сербии Белграда, индонезийская ВСМ из Джакарты до Бандунга и другие строительные проекты позволили китайским высокоскоростным железным дорогам выйти за границы своей страны и получить признание международного сообщества. Китайские высокоскоростные железные дороги не только поставляют китайские моторвагонные поезда иностранным государствам, но и экспортируют технологии строительства ВСМ не только в слаборазвитые, но и в развитые страны, а также экспортируют за рубеж технологии системной инженерии ВСМ.

1.3. В чем «выше» китайские высокоскоростные железные дороги?

«Высота» – это высокий стандарт качества; «Высота» – это высокий уровень эксплуатационного контроля; «Высота» – это высокая эстетика; «Высота» – это высокий индекс глобализации; «Высота» – это хорошо, это положительное понятие и одновременно это жесткие требования.

1. Высокий стандарт качества

Высокий стандарт качества китайских высокоскоростных железных дорог выражается в тщательном внимании к множеству мелочей.

Вагон первого класса моторвагонного поезда CRH3 «Гармония» (фото: Юань Жуйлунь)

Тонкости в производстве моторвагонных составов подтверждают высочайшие требования к качеству китайских высокоскоростных железных дорог. Даже при разработке и производстве обычных дверей моторвагонного поезда применяются принципы эргономики. Так, чтобы сделать вход и выход пассажиров из вагонов более комфортными, на заводе-изготовителе и в лаборатории были проведены многочисленные испытания методом имитационного моделирования. Если присмотреться к кажущимся привычными роллетам от солнца на окнах вагонов моторвагонного поезда, то можно увидеть, что они есть воплощение заботы о людях. Такие рулонные шторы очень эргономичны, они выполнены из плотной ткани, защищающей от солнца, их по желанию можно убрать наверх или вытянуть пониже до удобного уровня, и избежать неудобной ситуации, которые обычно возникают в вагонах обычных поездов, когда закрыться от солнца просто невозможно. Туалеты высокоскоростных поездов не просто имеют тщательно продуманный дизайн с заботой о пассажирах, они одинаково удобны как для лиц с ограниченными возможностями, так и для детей. Обеспеченный технически эргономичный дизайн китайских высокоскоростных поездов демонстрирует высокий стандарт качества китайских высокоскоростных железных дорог. Один фотограф, специализирующийся на фотографии железных дорог, в течение года целенаправленно снимал высокоскоростные поезда, мчащиеся по всему Китаю, в пейзажах четырех времен года, запечатлев китайские ВСМ во всей их красе. Он был безгранично восхищен красотой и утонченностью дизайна локомотивов. На самом деле за таким изящным дизайном стоит неизмеримое количество труда и душевных сил, вложенных конструкторами. Например, для создания проекта передней части локомотива многие конструкторы могут обратиться к исследованию древних китайских мечей, алебарды Цзи и других артефактов. А сколько бессонных ночей кроется за этими изысканными формами высокоскоростных моторвагонных составов! За каждой маленькой деталью скрывается трогательная история, в каждой успешной истории создания такого элемента есть искреннее стремление железнодорожников к совершенству.

Большой морской мост Ниндэ на линии Вэньчжоу – Фучжоу (фото: Чжан Вэйдун)

Стремление к совершенству в деталях отражается как в эстетике наружного дизайна, так и в точности внутреннего технического контроля. Моторвагонные поезда китайских ВСМ получают только хвалебные отзывы, а инженерные проекты Китайских высокоскоростных железных дорог вызывают только восхищение. Если прокатиться по японской высокоскоростной магистрали Синкансэн в былые времена или воспользоваться высокоскоростными поездами Испании, Германии или другой европейской страны, то непременно от всей души захочется воскликнуть «браво!» – «браво!» качеству инженерных работ на китайских ВСМ сегодня. В прошлом на протяжении очень длительного периода мы были ограничены отсталыми представлениями о дизайне и недостаточным качеством строительных материалов, а железнодорожные проекты в основном отличались грубыми устаревшими и громоздкими формами и недостатком эстетики. Но сегодня мосты и тоннели китайских ВСМ составляют более 70% от общей протяженности магистралей страны, что является прекрасным бескрайним полем для демонстрации мощи и широты размаха китайских ВСМ. От протянувшихся стройными рядами промежуточных мостовых опор до тоннелей с изысканной конструкцией, от величественных зданий вокзалов до унифицированных ограждений на высокоскоростных магистралях, от прекрасных словно картины зон озеленения до гладкого как зеркало безбалластного железнодорожного полотна, каждая деталь, каждая мелочь в проекте вызывает гордость у строителей высокоскоростных железнодорожных магистралей и заставляет рассыпаться в комплиментах иностранных коллег по отрасли. Эти детали говорят о прогрессе технологий строительства китайских ВСМ, а также и о совершенствовании китайских строительных материалов и конструкторского мышления. Красота качества строительных объектов ВСМ показала изысканную «высоту» китайских высокоскоростных железных дорог.