谷芳芳，石振明，鄭彥龍，白 云

(同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院地下建筑與工程系巖土及地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200092)

中—尼—印跨喜馬拉雅鐵路通道探討

谷芳芳，石振明，鄭彥龍，白 云

(同濟(jì)大學(xué)土木工程學(xué)院地下建筑與工程系巖土及地下工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海 200092)

中國和印度兩國的經(jīng)濟(jì)目前正處于高速發(fā)展期，雙邊貿(mào)易和人員交流也逐年迅速增加。一方面，雖然兩國接壤，但是客運(yùn)和貨運(yùn)主要依靠航空和海運(yùn)，難以滿足未來運(yùn)輸需求及可持續(xù)發(fā)展的要求；另一方面，鄰國尼泊爾迫切需要1條連通外界的通道，以發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)。本文利用引力模型預(yù)測(cè)了2050年之前中國與印度的雙邊貿(mào)易額，并根據(jù)歷年貨運(yùn)量與貿(mào)易額的關(guān)系、旅客人數(shù)及人均GDP的關(guān)系及相應(yīng)分擔(dān)率，推算了中國—尼泊爾—印度鐵路的貨運(yùn)量及客運(yùn)量，從而分析了修建鐵路通道的必要性；根據(jù)可能的鐵路線路，通過工程類比估計(jì)了鐵路的建設(shè)成本和回報(bào)期；最后，分析了鐵路建設(shè)帶來的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益和環(huán)境效益。

中國—尼泊爾—印度鐵路通道；喜馬拉雅；需求預(yù)測(cè)；成本預(yù)估；效益分析

0 引言

中國和印度作為世界上人口最多、經(jīng)濟(jì)規(guī)模最大的2個(gè)發(fā)展中國家，自古就有著頻繁的人員交流和經(jīng)貿(mào)往來。根據(jù)《史記》記載，公元前2世紀(jì)中國的產(chǎn)品就已經(jīng)到了印度；到了魏晉至唐，古代中印的文化交流得到了全面的開展；而大規(guī)模的海運(yùn)則始于宋代；到了近代，中印之間的貿(mào)易和文化交流日漸式微；但是進(jìn)入21世紀(jì)以后，中印兩國的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，雙邊貿(mào)易也急速上升。目前，中國和印度分別是全球的第2和第5大經(jīng)濟(jì)體。中國是印度的最大貿(mào)易伙伴，雙邊貿(mào)易具有較高的互補(bǔ)性，雙邊貿(mào)易額從2000年的29.1億美元增長到2011年的739億美元，增長了25倍之多[1]。中印共同的鄰國——尼泊爾，因?yàn)榻?jīng)濟(jì)規(guī)模小、技術(shù)落后、交通不便、基礎(chǔ)設(shè)施差、政治不穩(wěn)定等因素，目前仍是世界上經(jīng)濟(jì)最不發(fā)達(dá)的幾個(gè)國家之一，物資供給主要靠印度，與中國的大規(guī)模經(jīng)濟(jì)交流由于喜馬拉雅山這道天然屏障而被阻隔。如何促進(jìn)中印貿(mào)易的快速穩(wěn)定發(fā)展，同時(shí)扶持尼泊爾的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，是中印兩國政府需要考慮的難題。

目前，中國與印度之間的貨物運(yùn)輸90%是通過海運(yùn)完成的。雖然位于中印邊境上的乃堆拉山口岸于2006年重新開通，但是由于貿(mào)易物品數(shù)量有限、輔助基礎(chǔ)設(shè)施較差、公路只有夏季才能開通，使得該口岸的貿(mào)易額和貨運(yùn)量均十分有限[2]。中國的大部分貨物是通過天津港或者上海港運(yùn)輸?shù)接《让腺I港，反之亦然。海運(yùn)雖然運(yùn)輸能力較大，長途運(yùn)輸成本較低，但運(yùn)輸時(shí)間較長，且容易受臺(tái)風(fēng)和颶風(fēng)等極端惡劣天氣的影響，且中國廣大的西部與印度地理接壤，海運(yùn)將會(huì)無謂的增加運(yùn)輸時(shí)間和成本。

尼泊爾作為一個(gè)內(nèi)陸國，其特殊的地理位置和地形導(dǎo)致了交通的極不便性。世界銀行2012年對(duì)世界上155個(gè)國家和地區(qū)的國際物流表現(xiàn)(包含海關(guān)清關(guān)效率、港口基礎(chǔ)設(shè)施、國際運(yùn)輸、物流能力、貨運(yùn)追蹤和貨物及時(shí)性等指標(biāo))進(jìn)行了評(píng)估，得到了各國和地區(qū)的物流績效指數(shù)(LPI)。尼泊爾的LPI排在第151位，基礎(chǔ)設(shè)施排在第149位，可以看出，尼泊爾的物流成本極高。目前，中國與尼泊爾之間的貨運(yùn)主要通過中尼公路完成，因?yàn)樵摴仿窙r較差，極易受滑坡、泥石流等自然災(zāi)害的侵襲，致使事故頻發(fā)，且該公路的運(yùn)力也已接近飽和。因此，尼泊爾迫切需要一條通往中國和外界的便利通道，以解決目前面臨的困境。若穿越喜馬拉雅山脈的鐵路能從尼泊爾通過，在促進(jìn)中印貿(mào)易的同時(shí)，既能避免中印兩方爭(zhēng)議領(lǐng)土帶來的爭(zhēng)端，又能消除或緩解尼泊爾的貧困，實(shí)現(xiàn)三方共贏的良好局面。

另一方面，由于世界地理?xiàng)l件的復(fù)雜性與多樣性，使得各個(gè)國家、地區(qū)甚至國家內(nèi)部之間的經(jīng)濟(jì)往來與人員交流受到了大山、海洋的阻隔，而隨著經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展的需要以及相關(guān)科技的發(fā)展，這種阻隔正在被逐漸打破，一條條穿山隧道與海峽隧道被貫通。阻隔南歐與北歐經(jīng)濟(jì)與人員交流的阿爾卑斯山已修建7條穿山鐵路線，使得歐洲一體化成為現(xiàn)實(shí)；穿越安第斯山的鐵路隧道也在積極的準(zhǔn)備階段，屆時(shí)亞洲通往南美洲的運(yùn)輸通道有望不再受山脈的阻隔?，F(xiàn)在東亞與南亞、非洲之間的貨物運(yùn)輸仍主要依靠海運(yùn)完成，運(yùn)輸效率較低，而對(duì)于貫通喜馬拉雅山的穿山鐵路線的修建卻沒有提上日程。值得慶幸的是，該條鐵路線引起了中國、印度、尼泊爾學(xué)者甚至國際隧道專家的關(guān)注和積極參與，印度駐中國大使S.Jaishankar博士向白云教授提出了中印建設(shè)鐵路通道途經(jīng)尼泊爾的原則性建議。

1 客貨運(yùn)量預(yù)測(cè)

通常情況下，國家之間的貿(mào)易額、客流量與貨運(yùn)量的未來需求與各個(gè)國家的經(jīng)濟(jì)規(guī)模、人口等經(jīng)濟(jì)變量有關(guān)。本文在進(jìn)行客貨運(yùn)量預(yù)測(cè)時(shí)，首先預(yù)測(cè)各國GDP的增長態(tài)勢(shì)，以此為基礎(chǔ)，再根據(jù)過去10年兩國人均GDP與客運(yùn)量的關(guān)系來預(yù)測(cè)未來客運(yùn)量的需求；同時(shí)，根據(jù)世界衛(wèi)生組織對(duì)人口的預(yù)測(cè)，利用引力模型來預(yù)測(cè)雙邊貿(mào)易額，再從過去10年貨運(yùn)單價(jià)的趨勢(shì)上達(dá)到預(yù)測(cè)貨運(yùn)量的目的。交通運(yùn)輸需求流程如圖1所示。

圖1 交通運(yùn)輸需求流程圖

1.1 基于引力模型的中印雙邊貿(mào)易額預(yù)測(cè)

貿(mào)易引力模型是雙邊貿(mào)易流預(yù)測(cè)常用的模型之一，引力模型的思想和概念源自物理學(xué)中牛頓提出的萬有引力定律：2個(gè)物體之間的相互引力與2個(gè)物體的質(zhì)量大小成正比，與2個(gè)物體之間的距離遠(yuǎn)近成反比。

1.1.1 GDP和人口預(yù)測(cè)

進(jìn)行客運(yùn)量和貨運(yùn)量預(yù)測(cè)時(shí)，GDP和人口是非常重要的參數(shù)。盡管不同組織和機(jī)構(gòu)都對(duì)中國和印度的GDP進(jìn)行了預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)結(jié)果也不盡相同，但是比較一致的觀點(diǎn)在于：未來幾十年中國經(jīng)濟(jì)增速將會(huì)放緩，最終會(huì)維持在一個(gè)較為穩(wěn)定的水平，即實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的“軟著陸”，而印度經(jīng)濟(jì)則會(huì)在未來幾十年表現(xiàn)為較快速發(fā)展的勢(shì)頭。本文對(duì)中國和印度的GDP進(jìn)行預(yù)測(cè)后認(rèn)為：2013—2020年，中國GDP的平均增長率為7.2%，印度為7.3%；2021—2030年，中國GDP的平均增長率為5.2%，印度為6.2%；2031—2050年，中國GDP的平均增長率為3.0%，印度為4.8%。人口預(yù)測(cè)方面，本文采用聯(lián)合國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)事務(wù)部下屬的人口司發(fā)布的《世界人口展望報(bào)告》。該報(bào)告顯示，在中等生育率水平下，中國的人口會(huì)在2031年前后達(dá)到高峰，然后會(huì)趨于下降；而印度的人口則會(huì)一直保持增長的態(tài)勢(shì)，預(yù)計(jì)會(huì)在2063年達(dá)到人口高峰。中印GDP和人口預(yù)測(cè)結(jié)果如表1所示。

1.1.2 貿(mào)易預(yù)測(cè)模型的建立與雙邊貿(mào)易額的預(yù)測(cè)

將萬有引力定律引申到國際貿(mào)易領(lǐng)域，認(rèn)為一個(gè)國家更傾向于同經(jīng)濟(jì)規(guī)模大、地理上鄰近的國家進(jìn)行貿(mào)易。換言之，兩國之間的貿(mào)易主要由貿(mào)易雙方的經(jīng)濟(jì)規(guī)模和兩國之間的空間距離來決定。模型基本公式為

Xij=k(YiYj)/Dij。

(1)

式中：Xij表示出口國家i對(duì)進(jìn)口國家j的出口額或者進(jìn)口額；k為常數(shù)項(xiàng)；Yi表示國家i的國內(nèi)生產(chǎn)總值；Yj表示國家j的國內(nèi)生產(chǎn)總值；Dij表示兩國之間的距離，通常用經(jīng)濟(jì)中心或首都之間的距離表示。

表1中印GDP和人口預(yù)測(cè)結(jié)果[3]
Table 1 Projection for GDP and population of China and India by 2050[3]

年份中國GDP預(yù)測(cè)額/10億美元人口預(yù)測(cè)/億人印度GDP預(yù)測(cè)額/10億美元人口預(yù)測(cè)/億人2015966514．02245012．8220201368314．33348413．5320251763014．49470714．1920302271614．53635814．7620352633414．49803815．2520403052814．361016115．6620453539114．141284615．9720504102813．851623916．20

為了滿足線性化需求，需要消除異方差影響，公式兩邊取自然對(duì)數(shù)

lnXij=β0+β1lnYi+β2lnYj+β3lnDij+cij。

式中：β0，β1，β2，β3為回歸系數(shù)；cij為標(biāo)準(zhǔn)隨機(jī)誤差。

雖然公式較簡單，但是該模型在預(yù)測(cè)雙邊貿(mào)易額上卻有獨(dú)到之處，經(jīng)過許多學(xué)者的擴(kuò)展研究，引入新的解釋變量。新的變量如人口、人均GDP等影響貿(mào)易額的內(nèi)生變量，以及虛擬變量(如優(yōu)惠貿(mào)易協(xié)定和一體化組織等)。

在貿(mào)易引力模型中，由于Yi和Yj表示進(jìn)出口國潛在的經(jīng)濟(jì)能力，因此，二者對(duì)應(yīng)的系數(shù)β1和β2應(yīng)為正數(shù)；而兩國的距離代表了運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用，兩國的距離越遠(yuǎn)則運(yùn)費(fèi)越高，越不利于兩國的貿(mào)易往來，因此，Dij的系數(shù)β3預(yù)期為負(fù)數(shù)。

一個(gè)國家的進(jìn)出口能力除了由國家的GDP決定之外，還應(yīng)包括人均GDP水平，因?yàn)槿司鵊DP除了包含人口規(guī)模之外，還反映經(jīng)濟(jì)發(fā)展的程度、代表性需求水平和要素稟賦比例。最終的模型形式為

lnXij=β0+β1ln (DiDj)+β2ln (PiPj)+β3lnDij+cij。

(2)

式中：Di和Pi分別表示國家i的國內(nèi)生產(chǎn)總值和人均生產(chǎn)總值；Dj和Pj表示國家j的國內(nèi)生產(chǎn)總值和人均生產(chǎn)總值。

本文樣本采取2010年中國前20個(gè)貿(mào)易伙伴國的截面數(shù)據(jù)，這20個(gè)國家和地區(qū)分別為：美國、日本、香港、韓國、德國、澳大利亞、馬來西亞、巴西、印度、新加坡、荷蘭、俄羅斯、泰國、英國、意大利、法國、加拿大、南非、伊朗和西班牙。中國對(duì)各貿(mào)易伙伴的雙邊貿(mào)易額來自聯(lián)合國統(tǒng)計(jì)署COMTRADE數(shù)據(jù)庫，貿(mào)易伙伴GDP和人均GDP來自世界銀行網(wǎng)站。中國與貿(mào)易伙伴的空間距離采用兩國政治中心的直線距離，即北京與各國首都之間的直線距離，單位為海里。

最終模型為

(3)

(4)

式中：Fii為中國從印度進(jìn)口的貿(mào)易額；Fei為中國出口到印度的貿(mào)易額；Dc和Pc分別表示中國國內(nèi)生產(chǎn)總值和人均生產(chǎn)總值；Di和Pi分別表示國家i的國內(nèi)生產(chǎn)總值和人均生產(chǎn)總值。

最終，得到中印雙邊貿(mào)易預(yù)測(cè)額如圖2所示。

圖2 中印雙邊貿(mào)易預(yù)測(cè)額

1.2 貨運(yùn)量預(yù)測(cè)

盡管能從聯(lián)合國Comtrade數(shù)據(jù)庫中得到中印之間總的貨運(yùn)額，但是總貨運(yùn)量卻沒有具體的數(shù)據(jù)。通過占據(jù)貿(mào)易額前85%以上貨物的質(zhì)量，然后，按照相應(yīng)比例推算中印之間總的貨運(yùn)量。圖3為最近10年中印之間的運(yùn)輸單價(jià)。

圖3 中印運(yùn)輸單價(jià)趨勢(shì)圖

從圖3可以看出，近十幾年來中國出口到印度的運(yùn)輸單價(jià)呈逐年遞增的趨勢(shì)，而印度出口到中國的運(yùn)輸單價(jià)則是傾向于不變，主要原因是出口物品的結(jié)構(gòu)不同，預(yù)計(jì)在未來幾十年這種趨勢(shì)會(huì)延續(xù)下去。中國出口到印度的多是高價(jià)值和加工產(chǎn)品，如電子設(shè)備、鋼材等，而印度出口到中國的物品多是原材料，如鐵礦石、棉花等。根據(jù)上述預(yù)測(cè)的貿(mào)易額和運(yùn)輸單價(jià)趨勢(shì)，可以預(yù)測(cè)未來幾十年的貨運(yùn)量。取中國物品出口到印度的鐵路分擔(dān)率為60%，印度物品出口到中國的鐵路分擔(dān)率為10%，最終運(yùn)輸量需求預(yù)測(cè)結(jié)果如表2所示。

表2中印貨物運(yùn)輸需求預(yù)測(cè)(至2050年)
Table 2 Freight transportation demand between China and India by 2050×105t

年份中國出口到印度總量鐵路印度出口到中國總量鐵路201533．5320．12240．9924．10202035．9821．59348．7634．88202538．7923．28462．8046．28203044．2926．58629．0562．90203547．1728．30758．1075．81204051．6430．99928．1692．82204557．7734．661151．10115．20205065．7239．431446．48144．65

1.3 客運(yùn)量預(yù)測(cè)

隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高和經(jīng)濟(jì)全球化的不斷深入，中國、印度和尼泊爾三國之間的人員交流也日趨緊密。印度到中國旅游的人數(shù)從2001年的15.9萬人次增長到2012年的61萬人次，增長了282.8%，年平均增長13.8%；而中國大陸(不包括港澳臺(tái))到印度旅游的人數(shù)則由2001年的1.9萬人次增長到2012年的16.9萬人次，增長了805.6%，年平均增長23.5%。

對(duì)過去11年(2001—2012年)的旅客人數(shù)與人均GDP進(jìn)行回歸分析發(fā)現(xiàn)，旅客人數(shù)與人均GDP高度相關(guān)。其中，印度到中國的旅游人數(shù)與印度人均GDP的判定系數(shù)達(dá)到0.96，中國到印度的旅游人數(shù)與中國人均GDP的相關(guān)度有0.86。那么，在人均GDP預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，就能預(yù)測(cè)出未來40年中印之間的旅游總數(shù)，將鐵路的分擔(dān)率定為50%，未來鐵路旅客運(yùn)輸需求如表3所示。

1.4 總的運(yùn)輸需求

上述分析只是預(yù)測(cè)了中印之間的運(yùn)輸需求，實(shí)際上，該鐵路線的修建也必將為尼泊爾地區(qū)民眾帶來福祉。一方面，為尼泊爾人到中印的人員交流和貨物運(yùn)輸帶來便利；另一方面，跨喜馬拉雅鐵路線的修建也會(huì)為尼泊爾人創(chuàng)造大量的就業(yè)機(jī)會(huì)，當(dāng)?shù)氐幕A(chǔ)建設(shè)將得到改善，也將更有利于吸引外資和游客，從而改善當(dāng)?shù)刎毟F落后的社會(huì)面貌，會(huì)大大提高當(dāng)?shù)厝嗣竦纳钏?，長期下去會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的改善大有裨益。除此之外，該鐵路的修建使得中國向西亞乃至歐洲運(yùn)輸貨物的成本和時(shí)間大大縮短，中國西部多了一條通向世界的途徑。根據(jù)穿越安第斯山隧道的研究表明，鐵路總的運(yùn)輸需求將會(huì)是沒有鐵路的2倍。

表3中印旅客運(yùn)輸需求預(yù)測(cè)(至2050年)
Table 3 Passenger transportation demand between China and India by 2050 萬人次

年份中國到印度總?cè)藬?shù)鐵路印度到中國總?cè)藬?shù)鐵路201520107537202028149950202535171266320304522163812035522619799204061302421212045723629814920508643369185

2 鐵路選線及回報(bào)期分析

2.1 鐵路選線

2.1.1 選線區(qū)域的基本情況

目前，西藏鐵路線主要是青藏線，中國正在修建青藏鐵路的延長線——拉薩至日喀則段(簡稱拉日線)，預(yù)計(jì)2014年10月建成通車。根據(jù)中國鐵路中長期規(guī)劃，在2020年青藏線會(huì)進(jìn)一步延長至邊界城市——聶拉木與亞東。

青藏高原被稱作“世界屋脊”，平均海拔在4 000 m以上，地形相對(duì)平坦。高原南面喜馬拉雅地區(qū)地質(zhì)條件復(fù)雜，多是海拔在8 000 m以上的高峰，而線路要從海拔4 500 m的高原降至1 300 m的加德滿都大峽谷，高度落差較大，給選線帶來了挑戰(zhàn)。尼泊爾境內(nèi)超過6 000 m海拔的山峰多達(dá)250個(gè)，平均海拔在4 750 m，范圍在200～400 km，因此，沿山谷開挖隧道在技術(shù)上與成本控制上最具可行性[4]。圖4是選線可能遇到的4個(gè)大山谷，其中，考慮到離加德滿都(Katmandu)的距離，吉隆谷(Gyirong Valley)與樟木谷(Zhangmu Valley)比陳糖谷(Chentang Valley)與亞東谷(Yadong Valley)更具優(yōu)勢(shì)。

2.1.2 線路的選擇

本文的選線是建立在尼泊爾喜馬拉雅山脈地質(zhì)專家Megh R Dhital教授與西藏地質(zhì)專家提供的地質(zhì)資料以及本文作者進(jìn)行實(shí)地考察的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，并參照了鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范與相似工程的工程背景(如安第斯山與阿爾卑斯山鐵路路線)，共選出3條從日喀則到加德滿都的線路。由于該鐵路線處于研究的第1階段，受文獻(xiàn)與地質(zhì)資料以及資金的限制，尼泊爾到印度的線路研究暫未進(jìn)行；因此，尼泊爾到印度的線路不在本文的討論范圍內(nèi)，預(yù)計(jì)到第2階段向亞洲開發(fā)銀行申請(qǐng)基金會(huì)與印度以及尼泊爾的專家進(jìn)行該段線路的研究。鐵路線路的設(shè)計(jì)坡度一般設(shè)定為15‰，最大為30‰，設(shè)計(jì)時(shí)速在80 km，在該速度下最小曲線半徑為300 m，選線結(jié)果如圖5所示。

圖4 選線地區(qū)喜馬拉雅深山谷(綠線部分)

圖5 從日喀則到加德滿都的4條可行線路Fig.5 Four alternative alignments between Shigatse and Kathmandu

3條線路中有一段從日喀則(Shigatse)到夏木德(Xiamude)的共同段。從日喀則到崗科(Gangke)的大部分線路都是沿著雅魯藏布江修建，到達(dá)夏木德之后根據(jù)線路的方位共有3條線路，分別是西線、中線和東線。

西線經(jīng)過佩枯錯(cuò)湖(Peiku Lake)，之后進(jìn)入吉隆谷。為了滿足梯度要求，必須設(shè)計(jì)一些盤山線路來緩解高差。預(yù)計(jì)該線路橋隧工程數(shù)量較多，尤其是在尼泊爾境內(nèi)，隧道最大埋深會(huì)超過2 200 m。

中線則是經(jīng)過聶拉木之后沿樟木谷，該線路將連接中尼邊境的2個(gè)貿(mào)易重鎮(zhèn)——樟木和科達(dá)里(Kodari)。附近的中尼公路會(huì)為線路的修建提供便利，并且相較于其他線路，該線路的運(yùn)營會(huì)使更多的尼泊爾人受益，但是，該線路從聶拉木到樟木高程落差在30 km內(nèi)高達(dá)1 400 m。因此，必須設(shè)計(jì)更為密集的線路展線來延長線路，緩解高程落差(見圖5方框)，這也為線路的修建提出了挑戰(zhàn)。為了降低建設(shè)難度，可以在此段運(yùn)用齒軌技術(shù)(Rack Rail Technology)，或者配有起重機(jī)的豎井來替代密集的環(huán)線(見圖6)。瑞士皮拉圖斯鐵路的工程經(jīng)驗(yàn)表明：運(yùn)用齒輪技術(shù)可以使火車攀爬坡度大于45°的斜坡，也可以在豎井中用起重機(jī)起重列車車廂，但是為了不影響運(yùn)營效率，需要建造一系列運(yùn)轉(zhuǎn)豎井[5]。

圖6 利用齒輪技術(shù)或起重機(jī)代替環(huán)線方案

東線與中線有一段共同段(見圖5)，且有一條長大隧道(長130 km)，平均坡度在30‰。盡管修建隧道的造價(jià)較高，但可以節(jié)省能源與時(shí)間，且能最大限度地保護(hù)環(huán)境，維護(hù)與運(yùn)營費(fèi)用也較其他2條線路低。

2.1.3 線路的綜合比較

從線路選擇結(jié)果可以大致得出各個(gè)線路的隧道長、荷載和總長度，見表4。

表4線路橋隧數(shù)據(jù)
Table 4 Statistics of bridges and tunnels on the possible alignments

線名隧道數(shù)/條最長隧道/km最大埋深/m橋梁數(shù)/座線路總長/km共同段2023．02128220344．7西線1828．01226322388．4中線5317．88204948309．6東線3136．3027163172．2中線補(bǔ)充線26．04706112．5

對(duì)不同的標(biāo)準(zhǔn)，如線路的可建造性、可靠性等賦予不同的比重，以對(duì)選線進(jìn)行對(duì)比與評(píng)估。表5為對(duì)比結(jié)果，從總分可以看出西線和東線要優(yōu)于中線。

2.2 鐵路建設(shè)成本

影響建設(shè)成本的因素有很多，有基本因素(如線路的地質(zhì)條件、長度以及開挖直徑等)、建設(shè)因素(如開挖設(shè)備、線路附近的基礎(chǔ)設(shè)施情況等)、附加因素(如環(huán)保費(fèi)用等)等。在預(yù)可行性階段，由于可用數(shù)據(jù)有限，可以根據(jù)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)預(yù)估工程費(fèi)用。本研究以青藏鐵路(格爾木到拉薩段)、阿爾卑斯樞紐計(jì)劃中的哥達(dá)基線隧道(GBT)、勒奇山隧道(LBT)和切內(nèi)里基線隧道(CBT)為參考標(biāo)準(zhǔn)，具體數(shù)據(jù)見表6[6]。

表5 線路比較結(jié)果Table 5 Comparison and contrast among four possible alignments

LBT、CBT與GBT造價(jià)不同的主要原因在于開挖方法的不同，盾構(gòu)法施工的造價(jià)要高于鉆爆法。青藏線的橋隧比為8%，隧道大多是單線單洞，且中國的人工費(fèi)等較歐洲為低，因此，造價(jià)遠(yuǎn)在GBT、LBT與CBT之下。根據(jù)2007年中國中鐵隧道股份有限公司的調(diào)研表明，單線鐵路隧道的造價(jià)鉆爆法大約為3 000萬元/km，TBM施工大約為5 000萬元/km。因此，根據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，預(yù)計(jì)本鐵路線采取雙洞單線、盾構(gòu)法施工的方法，取隧道開挖單價(jià)在3億元/km。由于線路大部分為隧道，地上與橋梁部分占比較少，且地質(zhì)環(huán)境與基礎(chǔ)設(shè)施較為惡劣，因此，取全線的造價(jià)在2.5億元/km，最終得出共同線862億元，西線971億元，中線774億元，東線430.5億元，將3者平均之后，該鐵路線的成本約為1 587億元。一般情況下，由于工程可行性階段數(shù)據(jù)的不確定性，因此，在估算成本時(shí)取偶然系數(shù)為30%～35%[7]，本工程偶然系數(shù)取30%，最終的總成本約為2 063億元。

表6 參考隧道概況Table 6 Project profiles of referred tunnels

2.3 運(yùn)營收入預(yù)估

運(yùn)費(fèi)收入的計(jì)算主要依據(jù)未來需求預(yù)測(cè)和運(yùn)費(fèi)。各國的鐵路運(yùn)費(fèi)不盡相同，中國鐵路運(yùn)輸主要是由國家控股，因此運(yùn)價(jià)一般較低。以青藏鐵路為例，西寧至拉薩的硬座為217元，全程1 960 km，可大致推算出平均每人為0.18元/km，而物資的運(yùn)費(fèi)則是0.12元/(t·km)。一方面，鐵路運(yùn)輸?shù)膬r(jià)格要低于公路運(yùn)輸，如青藏公路物資運(yùn)費(fèi)在0.35～0.4元/(t·km)，拉薩到加德滿都的汽車票價(jià)為520元，全程955 km，約合每人0.54元/km；另一方面，國際鐵路的價(jià)格要高于國內(nèi)鐵路，如北京到莫斯科的火車票價(jià)最低折合4 200元，全程9 050 km，人均約0.46元/km。因此，本文可以設(shè)定客運(yùn)為0.5元/km，貨運(yùn)為0.3元/(t·km)，由此可以大致推算出每年的收入(見表7)。預(yù)計(jì)到2050年，總收入大約為1 600億元，按照每年的收入返利與維護(hù)費(fèi)相等，可認(rèn)為此為凈收入。

2.4 回報(bào)期預(yù)估

施工初期，由于設(shè)備采購、施工現(xiàn)場(chǎng)的建立等需要較多的費(fèi)用，但在開工5年之后，施工費(fèi)用便會(huì)逐年減少。對(duì)于鐵路隧道，由于調(diào)查和設(shè)計(jì)需要慎重對(duì)待，因此耗時(shí)較長。在預(yù)算充足的情況下，預(yù)計(jì)前期審核需要5年時(shí)間，假設(shè)修建跨喜馬拉雅鐵路通道需要10年左右的時(shí)間，因此，未來開通后40年內(nèi)的收入要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于1 600億元?；貓?bào)期的預(yù)測(cè)只是根據(jù)對(duì)安第斯山與阿爾卑斯山鐵路回報(bào)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的推測(cè)，預(yù)計(jì)大約40年內(nèi)可以收回成本，進(jìn)一步的詳細(xì)估計(jì)也正在進(jìn)行中；且由于修建該條鐵路線帶來的生產(chǎn)誘發(fā)效果和附加值效果，其所帶來的經(jīng)濟(jì)效益要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其運(yùn)營利潤。

表7 預(yù)計(jì)各年收入Table 7 Estimated revenue 億元

3 鐵路建設(shè)的效益

3.1 社會(huì)效益

3.1.1 提高運(yùn)輸安全性，降低死亡率

目前，中國、尼泊爾和印度三國的交通主要依賴于公路、航空和海運(yùn)。因?yàn)橹心峁泛椭杏」费鼐€泥石流、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，且極易受到高原極端天氣和復(fù)雜地形的影響，公路運(yùn)輸時(shí)常中斷，各類事故也時(shí)有發(fā)生；而航空雖然節(jié)省時(shí)間，但成本卻很高，尚不能被三地的民眾所接受；海運(yùn)主要用于運(yùn)輸?shù)V石、棉花等大宗商品，因周期較長，不適合進(jìn)行旅客和生鮮食品的運(yùn)輸。據(jù)德國安聯(lián)集團(tuán)(Allianz pro Schiene)2010年的統(tǒng)計(jì)，公路死亡率是鐵路的227倍，因此，中國—尼泊爾—印度鐵路通道建成之后，能減少現(xiàn)有公路的運(yùn)輸壓力，同時(shí)，客運(yùn)和貨運(yùn)的可靠性和安全性也將得到大大提高。

3.1.2 建立雙邊互信

長期以來，邊境問題一直是困擾中印關(guān)系的一大難題。中國—尼泊爾—印度鐵路通道把尼泊爾作為中轉(zhuǎn)站，不通過爭(zhēng)議領(lǐng)土地區(qū)。鐵路建成以后，必然促進(jìn)中國和印度之間的交流，尤其是中國西南部和印度東北部貧困地區(qū)及爭(zhēng)議領(lǐng)土地區(qū)的貿(mào)易和人員往來。這將使兩國的經(jīng)濟(jì)依賴性加強(qiáng)，大大增加了沖突或戰(zhàn)爭(zhēng)的成本，從而增強(qiáng)兩國的雙邊互信，改善兩國的正式關(guān)系，最終維護(hù)地區(qū)和世界的和平與穩(wěn)定。

3.2 環(huán)境效益

3.2.1 減少碳排放

眾所周知，鐵路運(yùn)輸是所有陸路交通方式中運(yùn)輸效率最高的交通方式，較低的能耗意味著較少的CO2排放。根據(jù)世界鐵路聯(lián)盟等8個(gè)組織開發(fā)的EcoTransIT World數(shù)據(jù)庫可以算出利用公路、鐵路、航空、海運(yùn)從中印最大港口上海到孟買運(yùn)送一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)集裝箱，產(chǎn)生的CO2分別為5.57，2.04，37.71，1.85 t?？紤]到海運(yùn)所需的陸路運(yùn)輸，且中國的西南地區(qū)與印度和尼泊爾相互接壤，鐵路運(yùn)輸無疑具有最低的CO2排放。

客運(yùn)方面，利用世界鐵路聯(lián)盟的EcoPassenger數(shù)據(jù)庫可以大致推算出一個(gè)乘客利用公路、鐵路和航空3種交通方式從上海到孟買所產(chǎn)生的CO2分別為49.9，93.5，86.1 kg。可以看出，鐵路運(yùn)輸具有公路運(yùn)輸和航空運(yùn)輸不可比擬的優(yōu)勢(shì)。因此，中國—尼泊爾—印度鐵路通道建成之后，將很大程度地降低能源消耗，減少CO2等溫室氣體的排放，這對(duì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展是十分有利的。

3.2.2 保護(hù)生態(tài)環(huán)境

雖然尼泊爾GDP中的35%左右來自農(nóng)業(yè)，但是其農(nóng)業(yè)卻十分落后[8]。不論是在中部的低喜馬拉雅丘陵地區(qū)，還是在南方的西瓦里克(Siwalik)山區(qū)與特萊(Terai)平原，森林退化現(xiàn)象都十分嚴(yán)重。主要原因有2個(gè)：1)人口數(shù)量的增加使得當(dāng)?shù)剞r(nóng)民不得不開拓更多的耕地，2)采伐森林得到的木材是尼泊爾的主要能源之一，也是當(dāng)?shù)剞r(nóng)民的主要收入之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，尼泊爾的森林年退化率為1.7%，其森林覆蓋率由1964年的45%迅速降低至1999年的29%[9]。在丘陵地區(qū)砍伐森林的直接后果是水土流失、環(huán)境惡化，使得環(huán)境更加脆弱，地質(zhì)災(zāi)害更加頻繁。中國—尼泊爾—印度鐵路通道建成以后，在方便國際糧食援助的同時(shí)，也將吸引更多的農(nóng)民進(jìn)入沿線城市從事制造業(yè)或者服務(wù)業(yè)，使得脆弱的生態(tài)環(huán)境得到最大程度的保護(hù)，這同樣適用于中國和印度的國情。

3.3 經(jīng)濟(jì)效益

3.3.1 集聚效應(yīng)

中國—尼泊爾—印度鐵路通道建成之后，將有效連接占世界總?cè)丝?7%的三國人民，溝通世界上最有發(fā)展?jié)摿Φ?大經(jīng)濟(jì)體和世界上經(jīng)濟(jì)最不發(fā)達(dá)的國家。因?yàn)橹杏蓢漠a(chǎn)業(yè)有著較強(qiáng)的互補(bǔ)性，所以中印雙邊貿(mào)易有著較大的發(fā)展?jié)摿ΑｈF路通道建成之后，會(huì)充分發(fā)揮經(jīng)濟(jì)的集聚效應(yīng)，并促進(jìn)雙邊貿(mào)易和人員交流。

3.3.2 泛喜馬拉雅旅游圈的形成

青藏鐵路的建成，極大地促進(jìn)了西藏的旅游業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，西藏地區(qū)的游客接待量自青藏鐵路開通前2005年的180萬人次激增到了2012年的1 058萬人次，在短短的7年內(nèi)增長了6倍[10]。其中，選擇乘坐火車進(jìn)藏的游客占總數(shù)的45%左右[11]?？梢灶A(yù)見，隨著人均收入的不斷增加和西藏地區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善，以及當(dāng)?shù)卣紊畹倪M(jìn)一步穩(wěn)定，西藏的旅游業(yè)將繼續(xù)保持高速發(fā)展。然而，雖然往返于西藏和尼泊爾的游客數(shù)量在日益增加，但由于交通的不便利性，兩地旅游業(yè)的發(fā)展受到了很大的制約。例如，2012年西藏通過陸路交通進(jìn)入尼泊爾的中國游客只有17 000多人次，僅占所有赴尼游客的不足1/4。中國—尼泊爾—印度鐵路通道建成以后，交通將變得極為便利，費(fèi)用也將大大降低，這將很好地融合中國、尼泊爾和印度三地的旅游資源，勢(shì)必促進(jìn)泛喜馬拉雅山脈旅游圈的形成，真真切切地為三地人民帶來實(shí)惠。

4 結(jié)論

1)隨著中國和印度經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，現(xiàn)有的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)不能滿足未來的客運(yùn)與貨運(yùn)需求，建立一條連接中國—尼泊爾—印度的鐵路通道勢(shì)在必行。該鐵路通道的建成將帶來很好的社會(huì)效益、環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益。

2)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)查勘與專家提供的地質(zhì)資料，采用Arcgis選線法選出3條線路(東線、西線和中線)以及1條中線補(bǔ)充線。通過對(duì)不同的線路進(jìn)行綜合比較后發(fā)現(xiàn)，西線和東線要優(yōu)于中線。

3)對(duì)成本與收入的預(yù)測(cè)主要是建立在相似工程與線路的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，最終得出該線路修建的費(fèi)用約為2 063億元，預(yù)計(jì)40年內(nèi)能收回成本。

5 致謝

感謝美國羅賓斯公司(The Robbins Company)對(duì)本課題的財(cái)政支持，感謝Megh R Dhital教授提供的資料與對(duì)選線部分的幫助，感謝同濟(jì)大學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)對(duì)本課題的支持(PCSIRT,IRT1029)，同時(shí)，感謝中鐵建十五局尼泊爾項(xiàng)目部對(duì)本課題中尼泊爾境內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)查勘時(shí)提供的幫助。

[1]中華人民共和國國家統(tǒng)計(jì)局.中國統(tǒng)計(jì)年鑒[M].北京：中國統(tǒng)計(jì)出版社,2012.

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[11]王松平.西藏旅游中期青藏鐵路效應(yīng)與市場(chǎng)應(yīng)對(duì)策略[J].西藏大學(xué)學(xué)報(bào)：社會(huì)科學(xué)版，2013,26 (1):39-43.(WANG Songping.Mid-effect of Qinghai-Tibet railway on Tibet tourism and the market strategy [J].Journal of Tibet University:Social Sciences，2013,26 (1):39-43.(in Chinese))

海底沉管隧道OMEGA橡膠止水帶啟動(dòng)安裝

近日，港珠澳大橋島隧工程施工現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)已安裝的10節(jié)海底隧道沉管內(nèi)部打通了近1.5 km。為確保處于深海的沉管滴水不滲，日前沉管接頭內(nèi)部OMEGA橡膠止水帶啟動(dòng)安裝，它將成為沉管止水的最后一道保障。

沉管內(nèi)部施工主要包括鋼封門拆除和壓艙混凝土澆筑等。海底隧道由33節(jié)巨型沉管連接而成，鋼封門拆除后讓各個(gè)管節(jié)打通成為一個(gè)整體，壓艙混凝土施工則是為了增加沉管質(zhì)量，提高沉管的抗浮安全性，確保在洶涌變幻的洋流下保持沉管穩(wěn)定。

目前已經(jīng)安裝的10節(jié)沉管中：第1節(jié)至第9節(jié)沉管連接處的鋼封門拆除已全部完成；壓艙混凝土澆筑也緊隨其后，已經(jīng)推進(jìn)到第8節(jié)沉管。通過在每個(gè)管節(jié)底部行車道上澆筑混凝土近3 000 m3，沉管底部厚度整體增加近1 m。

在E1管節(jié)和暗埋段的接頭處，施工人員已開始沉管對(duì)接位置內(nèi)部OMEGA橡膠止水帶的安裝。沉管管節(jié)管段間采用柔性接頭形式，GINA橡膠止水帶和OMEGA橡膠止水帶構(gòu)成管段接頭的2道防水屏障，GINA橡膠止水帶在沉管安裝對(duì)接時(shí)便已完成，此次啟動(dòng)安裝的OMEGA橡膠止水帶，是沉管接頭止水的最后一道保障。

貌似一條普通的橡膠材質(zhì)止水帶，實(shí)際卻材料精細(xì)、技術(shù)復(fù)雜，每條造價(jià)高達(dá)200多萬元。因?yàn)镺MEGA橡膠止水帶“十分精貴”，不能用機(jī)械設(shè)備安裝，只能靠人工一點(diǎn)點(diǎn)鑲嵌。

(摘自 隧道網(wǎng) http://www.stec.net/sites/suidao/ConPg.aspx?InfId=9fd1780f-b5e3-4974-aa4d-734a8a4bc734&CtgId=142f6ac5-a07a-44b6-8d17-42710c37e548 2014-06-10)

StudyonFeasibilityofChina-Nepal-IndiaRailwayCrossingHimalayas

GU Fangfang,SHI Zhenming,ZHENG Yanlong,BAI Yun

(DepartmentofGeotechnicalEngineering&KeyLaboratoryofGeotechnicalandUndergroundEngineeringoftheMinistryofEducation,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)

China’s economy and India’s economy are developing at high speed and the bilateral trade and personnel interflow between the two countries are also growing at high speed.Although China and India are neighbouring countries,the passenger and freight interflow between the two countries is mainly conducted by airline and sea,which cannot meet the requirements of transportation in the future.Furthermore,Nepal,a neighboring country of both China and India,is in great need of an international railway so as to boost the economy development.In the paper,the bilateral trade between China and India by 2050 is forecast by means of Gravitation Model;The demand of the freight and passenger transport of China-Nepal-India railway is forecast on basis of the relationship between the freight volume and trade volume and the relationship between GDP per capita and passengers,and thus the necessity to build China-Nepal-India railway is analyzed;Furthermore,the construction investment and the payback period of the railway are estimated based on the characteristics of the possible railway alignments and similar railway projects;Finally,the economic,social and environmental significance of the railway is discussed.

Himalayas;China-Nepal-India Railway;demand forecast;cost estimation;significance analysis

2014-03-03;

2014-04-09

谷芳芳(1988—)，女，河南漯河人，同濟(jì)大學(xué)地質(zhì)工程專業(yè)在讀碩士，從事地下工程與建筑施工工作。

10.3973/j.issn.1672-741X.2014.07.010

U 455.46

A

1672-741X(2014)07-0653-08