377キロメートル、253の橋、159のトンネル…なぜこの高速鉄道はこんなにも難しいのか？

2010年12月22日午前10時18分、4806号列車は湖北恩施駅を出発し、東へ向けて走り出した。これにより、「道路工事禁止区域」の呪いが解かれ、「蜀への道は困難、天に登るより困難」という歴史が書き換えられ、我が国の高速鉄道網は自然の障壁を乗り越え、巴蜀に進出することに成功した。

この鉄道は当時「中国で最も建設が困難な鉄道」として知られた義烏・万州鉄道でした。

2010年12月22日、義烏鉄道の八東駅に最初の列車が通過した。写真 |ハオ・トンチアン新華社通信

宜昌万州鉄道は、東は湖北省の宜昌東駅から始まり、西は重慶の万州駅まで、全長377キロメートルです。全部で13駅あります。これは、わが国の「縦八横八」の鉄道網の主要な骨格の一つです。これは、わが国の「4つの横と4つの縦」の高速鉄道ネットワークの中で最も長い上海・武漢・成都高速鉄道の重要な部分です。それはまた、我が国の西部地域から東の海へ向かう主要な陸路でもあります。

全長400キロメートル未満のこの鉄道は、中国国民にとって100年来の待望のプロジェクトでした。正式に工事が再開されてから、さらに7年かかりました。その背後にはどんな物語があるのでしょうか?

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鉄道が王朝を滅ぼした

「ここの山道には18の曲がり角があり、ここの水路は9つの輪がつながっています。曲がりくねって、曲がりくねって、すべてがトゥチャ族の水と山々を取り囲んでいます。」この民謡は恩施の美しい山々と川について歌っており、また、陸路や水路によるアクセスが不十分な地域の苦境についても伝えている。

恩施の23,900平方キロメートルの土地には、武陵山、武山、大楼山の3つの山脈があります。国道318号線が完成・開通する前は、巴東の長江水路が恩施が四川省に入り、宜昌と武漢を結び、外の世界へ出る唯一の水路だった。

鉄道建設は恩施の人々の願いとなった。

実は、100年以上前、鉄道建設軍はこの「鉄道制限区域」を開拓し、有名な四漢鉄道を建設しようとしており、義烏万州線もその一部でした。

清朝末期、康有為、梁啓超らの知識人が初めて四漢鉄道建設の構想を提唱した。 1903年、清政府は「ニューディール政策」を実施するために、中国商船汽車会社に商業株式の収集と鉄道、鉱山などの会社の設立を許可した。新しく就任した四川省長の西良はこれを機に四川漢口鉄道の自主運営を要請し、翌年「四川漢口鉄道株式会社」を設立した。

1909年、京漢鉄道の建設を終えたばかりの詹天有は部下を率いて宜昌へ行き、宜昌から紫桂までの区間の建設を開始した。

この区間の道路は宜昌から長江北岸に沿って、小西塔、五度河、大峡口、湘西を経て紫桂まで走り、全長は160キロメートルです。沿線には起伏のある急峻な山々が広がり、建設工事は極めて困難を極めます。これは四川・漢口鉄道と義烏・万州鉄道の前身の建設における最大のボトルネックであった。

鉄道建設が始まると、交通渋滞に悩まされていた四川省の人々が積極的に建設に参加した。最盛期には、鉄道全区間の建設に携わった労働者の数は4万人を超えた。わずか1年で、宜昌鉄道ダムから小西塔までの7.5キロメートルの路盤が基本的に完成した。

工事が本格化した1911年4月、清政府はイギリス、フランス、ドイツ、アメリカと道路建設のための借款契約を結び、鉄道は今後は民営化せず国有化し、道路使用権を売却して借款で道路建設を行うと発表した。四漢口鉄道の建設工事の進捗は中断された。

清政府の「反逆行為」は四川省の人々の間に強い不満を引き起こした。 「四漢鉄道は終わった！四川は終わった、中国は終わった！」という叫びのもと、1911年6月に鉄道保護運動が勃発した。

この激しい愛国的行動は、四川・漢口鉄道を救うことにはならなかったが、武昌蜂起の勃発を促し、辛亥革命の導火線に火をつけた。歴史家たちはそれを「王朝を倒した道」と表現した。

1911年の革命後、孫文の「工業計画」を実行するために、四漢鉄道建設計画が再び言及され、その後、漢口から長江布までの東部区間の建設が開始されました。しかし当時は、国内の軍閥の内紛、経済不況、資金調達の困難、それに続く抗日戦争などにより、鉄道建設は極めて遅々とした進捗を見せた。 1942年時点では、四川・漢口鉄道の成都・重慶区間はわずか39%しか完成していませんでした。

1964年、新中国成立後、中国中部と西部の13省・自治区を網羅し、大規模な国防、科学技術、工業、電力、交通に関わる「第三線建設」プロジェクトが始まった。鉄道建設は建設の先駆者となり、四漢鉄道は再び注目を集めた。

しかし、「当時の国民所得は400億元余りに過ぎず、インフラ建設費用は170億元にも上った。義烏・万州鉄道建設に20億元を割り当てることは不可能だった」

1995年3月7日、本当の転機が訪れた。

中央政府は恩施トゥチャ族ミャオ族自治州人民代表大会代表の項星平氏から提案を受けた。彼女と人民代表大会の他の63人の代表は、義烏・万州鉄道の再開への希望を表明した。

鉄道部による数回の実現可能性調査を経て、義烏・万州鉄道プロジェクトは2001年に第15次5カ年計画に正式に組み入れられました。当時「中国で最も地質条件が悪い鉄道」とされていたこの鉄道は、2003年12月1日に正式に着工し、恩施で建設が始まりました。 100年来の夢が実現します。

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最も難しいラインを選択する

義烏・万州鉄道はわが国初の高リスク山岳鉄道です。湖北省西部と重慶市東部の山岳地帯に位置し、複数の地質構造が交差する場所にあります。これにより、線路沿いに多くの高い山、洞窟、地下河川が形成されました。建設の過程では、地滑りや崩壊などの地質災害の試練に常に直面しなければなりませんでした。義烏・万州鉄道は「南西部山岳地帯の鉄道のあらゆる困難と危険の集大成」としても知られています。その建設条件はあまりにも「困難で、困難で、危険」であるため、わが国の鉄道建設の歴史の中で、これに匹敵するのは「天空の道」四蔵鉄道だけです。

湖北省利川市の義烏・万州鉄道の王営区間を通過する高速列車。写真｜Tuchong Creative

当初、これらの危険地域を回避するために、義烏・万州鉄道は長江北岸と清江に沿った2つの主要ルートを検討しました。

1 つは青江沿いで、宜昌から恩施、利川を経て万州に至るルートです。もう一つは、宜昌から紫桂、奉節を経て万州に至る長江沿いの道です。

しかし、どちらのルートも採用されませんでした。

清江は長江の第一級支流です。恩施市利川に源を発し、揚子江とほぼ平行に東に流れています。川の谷は低く比較的開けており、路線の勾配も小さいため、建設コストが安くなるだけでなく、鉄道輸送能力も大幅に向上します。

しかし、比較的容易な「清江ルート」は自然保護の必要性から放棄された。

「清江線」が通る地域は、湖北省西部と重慶市東部の人里離れた山岳地帯であり、自然生態系が人間の活動によって撹乱され、破壊されることは少ない。 2003年、鉄道調査員が清江で現地調査を行っていたとき、彼らは目の前に広がる「800マイルの清江の絵」に圧倒された。彼らは驚きながらも、清江沿いに鉄道が敷設されれば、この美しい自然は修復不可能なダメージを受けることは避けられないと懸念していた。

揚子江ルートは土壌と水の保全、環境保護の理由から放棄されました。当時、第四鉄道設計研究所で義烏・万州鉄道の設計を統括していた胡子平氏は、「収集したデータによると、川沿いの地域は大小の土砂崩れや岩山などの地質学的に不利な地域に密集している。建設コストの節約には大した効果がないだろう。川沿いの道路は国道から遠すぎるため、地元経済を十分に活性化できないだろう」と語った。

清江の風景。写真 |新華社通信

その結果、中国鉄道軍は快適なルートを断固として放棄し、困難な「山越え」計画を選択した。

「山を越えるか、水を通るか」という決断は下されたが、「トンネルを掘るか、橋を架けるか」という局面では、中​​国鉄軍はジレンマに陥っている。義烏・万州鉄道は長江を渡る必要がある。川にトンネルを建設すべきか、それとも川に橋を架けるべきか?

資金調達と建設の難しさに加え、動物保護は鉄道建設者が考慮すべき重要な要素となっている。

1999年、宜昌市の葛州壩ダム下流80キロメートル区間でチョウザメの唯一の産卵場が発見された。それ以来、この川のこの部分は中国チョウザメの繁殖地であることが確認されている。毎年5月と6月には、国家一級保護動物である中国チョウザメが宜昌川にやって来て、10月上旬から12月上旬まで産卵のためにそこに留まり、その後海へ戻っていく。

この区間に川を横断するトンネルが建設されれば、建設時の発破や完成後の作業によって生じる振動や騒音が、中国チョウザメの繁殖や回遊を妨げることは避けられない。絶滅の危機に瀕している中国チョウザメを保護するため、鉄道省は170人以上の専門家を集めて4日間にわたる集中的な議論を行い、最終的に「川に橋を架ける」という案を選択した。

「中国チョウザメを保護し、母なる川を大切にする」という願いをよりよく実現するために、専門家は3回の現地調査を実施し、橋の設計を6回修正し、免震ベアリング、環境監視、廃棄物輸送用の専用船を追加するなど、中国チョウザメへの影響を最小限に抑えました。

緑の山々と澄んだ水、そして希少な野生動物の生息地に鉄道を建設するにあたり、中国の鉄道部隊は「容易な」選択肢ではなく「困難な」選択肢を選んだ。これは自然への敬意と自らの強さへの自信の表れでもあります。

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253の橋、159のトンネル

「困難な課題に取り組む」ことを選択すれば、当然、より多くの困難に直面することになります。

義烏・万州鉄道は全長377キロメートルで、そのうち橋梁とトンネルの総延長は278キロメートルに達し、路線総延長の74％を占め、トンネルの70％は石灰岩地域に位置している。鉄道労働者は険しい武陵山脈に253の橋を架け、数え切れないほど変化に富んだ洞窟に159のトンネルを掘り、ここを「橋とトンネルの博物館」にした。

写真 |新華社通信

トンネルは、建設過程で山中に多数存在するカルスト洞窟、軟弱地盤、断層破断帯、石炭含有地層、ガス、高高度応力、さらには浸水、土砂流入、地滑り、崩壊、地層化災害などの災害に対処しなければならないため、難しい点です。

義烏鉄道のトンネルはどれくらい難しいですか？

中国の鉄道建設史上、義烏・万州鉄道により、カルストトンネルの地質災害レベルが初めて研究・分類され、トンネルプロジェクトにも初めて危険レベル分類が行われた。

義烏・万州鉄道のトンネル建設プロジェクトにおいて、トンネル担当主任技師の苗徳海氏はチームを率いて、トンネル区域の導水断層の規模、集水域、地下河川の発達度合いなど6つの主要要素を総合的に分析し、突発的な水土の決壊の可能性、規模、被害度合いを判断した。災害の規模に応じて、カルストトンネルの地質災害レベルは、Aクラス（1,000立方メートル/時間以上）、Bクラス（100立方メートル/時間から1,000立方メートル/時間）、Cクラス（100立方メートル/時間未満）に分けられました。

カルストトンネルの地質災害レベルのリスク評価に基づき、A、B、Cグレードの地質災害を含むトンネルをそれぞれ高、中、低リスクトンネルとして識別し、I、II、IIIのリスクレベルに応じて管理しました。

義烏-万州鉄道沿いの159のトンネルのうち、8つはレベルIリスクで管理され、26はレベルIIリスクで管理され、残りはレベルIIIリスクで管理されています。このような分類は、施工、設計、監理、施工の各関係者が、異なるリスクレベルのトンネル管理におけるそれぞれの責任、分担、管理内容、手段を明確にし、責任を個人にしっかりと課して実践するのに役立つとともに、その後のトンネル建設に対する管理規範も提供します。

義烏・万州鉄道は、初の等級区分に加え、管理、施工、技術など多くの面で中国、さらには世界の鉄道建設史上初の成果を達成しました。

義烏万州鉄道の複雑な地質を考慮し、特定の作業現場と場所のカルストとカルスト水の複雑性、多様性、不規則性にうまく対処するために、義烏万州鉄道は初めて高度な地質予測と予報を標準化し、「地質分析を基礎とし、まず物理探査を行い、掘削で確認する」という予測と予報の原則を定め、「全面的、集中的、死角なし」の複合的な高度な掘削技術を開発しました。

この掘削技術では、マクロ制御用に長さ 60 メートルのボーリング孔 1 本、異常領域の追跡に重点を置く長さ 30 メートルのボーリング孔 6 本、さらに微視的な判定を行うために長さ 4 ～ 6 メートルのボーリング孔を複数本採用しています。トンネル周囲にトンネル直径の1倍以内のカルスト地形を正確に探査するため、「長・中・短組み合わせ」掘削工法を採用しています。

同時に、義烏・万州鉄道の建設者は、リアルタイムのダイナミックポジショニングや大規模な航空写真などの先進技術も活用し、より正確に地質を調査・測定した。

中国科学院と中国工程院の学者らは、義烏・万州鉄道を基盤とする深カルスト地帯の鉄道トンネル建設を支える技術は全体として国際的に先進的なレベルに達しているとコメントした。

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困難な水管理

義烏・万州鉄道建設者の「水管理」における先駆的な貢献も特筆に値する。

水は柔らかいですが、石を削り取ってしまう可能性があります。ミャオ・デハイさんは、「大きな洞窟にトンネルを掘る場合、トンネルの200～300メートル上に水があり、トンネルを圧迫していることがあります。そのため、トンネルを掘る際、岩がどんなに固くても恐れることはありません。むしろ、最も柔らかい『水』こそが最も恐れられるものです」と語った。

義烏・万州鉄道は、建設開始以来、トンネル建設中に高圧の水を豊富に含む充填空洞で「突水」という問題に直面してきた。これは、建設中に突然、大規模な地下水が噴出する現象である。

高圧多水充填キャビティの充填材料は、一般的に水、泥、砂、石ブロックです。この空洞は地下河川とつながっており、豊富な地下水供給源があるため、最終的には巨大な位置エネルギーと運動エネルギーを持つ泥水混合物を形成し、非常に危険です。

*全長7キロメートル未満の白雲山トンネルを掘削するのに、中国鉄道第18局は2年を要した。入り口にある3つの洞窟はそれぞれ長さ29メートル、300メートル、320メートルで、1日当たりの最大流入量は427,000トンです。

*全線最高地点に位置する七月山トンネルの建設には、中国鉄道第12局が丸6年を費やしました。

七月山トンネルは15の断層と3つの地下河川を通過する必要がある。工事により138個の溶解空洞が発見されました。測定された最大水圧は2.3MPaにも達します。このような高い圧力は、地面から 100 階建てのビルまで水を輸送するのに十分です。建設の全過程において、トンネルは土砂崩れや水害に38回遭遇し、浸水も5回発生した。最長の洪水は1,374メートルでした。中国鉄道第12局は水を汲み出すのに2か月を要した。

*全線で最も危険な8つのトンネルの1位にランクされ、義烏鉄道の「ボトルネックプロジェクト」として知られる馬鹿青トンネルは、2004年6月の着工から2009年の完成まで順調に完了しましたが、19回の大規模な突発的な増水を含む多くの大規模災害も経験しています。

2006年1月21日、馬鹿青トンネルが開通した際、突然洪水が押し寄せ、トンネル入口にトンネル自体よりも高い巨大な波が発生し、水域の幅は10メートルに達しました。数十メートルに及ぶ鉄製のレールが枝のように流され、積み重なっていた。穴の中に停まっていた３０トンの工事車両も１キロ先まで流され、道路工事作業員１１人が泥と水に飲み込まれた。

2008年4月11日の午後、馬鹿青トンネル入口の排水トンネル内で建設機械が突然倒壊した。 5人の作業員が修理のためにトンネルに入ったとき、突然の水の上昇で水没した。 10万立方メートルを超える水の流入により、最終的に4人が死亡、1人が行方不明となった。

※全長3,400メートルを超える龍陵洞では、発掘調査により、超大型空洞2つを含む、80以上の様々な空洞が発見された。第1大空洞は、我が国の鉄道建設史上、現在でも最大のトンネル空洞です。高さ約220メートル、長さ約120メートル、幅約60メートルで、40万立方メートル以上の土と石で埋め戻されている。

頻発する水難事故は建設者の生命と安全に大きな脅威をもたらし、また建設期間を延長させました。鉄道をより安全に建設するために、鉄道建設者たちは多大な努力を払った。 2008年11月10日、「複雑なカルストトンネルにおけるエネルギー解放と圧力低減」と呼ばれる計画が導入されました。

この計画の鍵は、山中の水路の障害物を取り除き、水圧を下げて、計画されたルートに沿って排水し、自然に還すことです。施工のポイントは、媒体の探査、境界の固定、タイミングの選択、正確な発破、厳格な監視、スムーズな排出、詳細な処理、頻繁な検査です。

高圧の水を多く含む空洞の場合、掘削排水を使用して洞窟内の水圧を下げるか、排水穴を洞窟の排水に接続します。シルトタイプの空洞の場合、建設リスクを排除するために掘削と発破の組み合わせが使用されます。溶解空洞内の水と充填材料の放出に応じて、技術者は、埋め戻しアーチ保護法、整地および交換法、事前事前補強法などの支援処理方法も策定し、施工を計画します。

「複雑なカルストトンネルのエネルギー解放と減圧」計画は、高圧で水分を多く含む断層と高圧で水分を多く含む充填空洞を横断するトンネルの設計と建設における世界クラスの困難を全面的に克服しました。

安全上のリスクが排除されたため、義烏・万州鉄道の建設は加速モードに入った。

2009年12月10日、全長10キロメートルの七月山トンネルが開通した。建設には6年かかりましたが、電車で通過するにはわずか5分しかかかりません。現時点では、義烏・万州鉄道沿いの危険度の高いトンネルはすべて接続されており、線路敷設段階が始まっている。

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道が平坦なとき幸運が訪れる

2010年12月22日午前10時18分、湖北省西部の山岳地帯に遠くから近づいてくる列車の音が響き渡った。宜昌、恩施、重慶の3都市が密接につながり、湖北、重慶、四川地域の20万平方キロメートルを超える鉄道建設の空白が埋められた。

義烏・万州鉄道の総投資額は225億7000万元で、1キロメートルあたりの平均コストは約6000万元である。この区間の鉄道のコストは中国で最も高い。注目すべきは、青海チベット鉄道の建設費は平均して1キロメートルあたり2,900万元に過ぎないということだ。この鉄道は中国で最も建設が遅い鉄道でもあり、建設には5万人以上が7年を要した。

努力は膨大ですが、その見返りも膨大です。

最も直接的な影響は旅行の利便性です。恩施のトゥチャ族とミャオ族にとって、義烏鉄道の開通は、湖北省西部と重慶市東部の長らく閉ざされていた「山の門」を開き、山や川の束縛から解放され、より広い世界へ向かう機会を与えた。

かつては、恩施から宜昌まで国道318号線で10時間かかっていたが、宜湾鉄道が開通してからはわずか2時間で済むようになった。 「蜀への道は険しく、天に登るよりも難しい」は過去の話となり、今では「宜湾まで行くのに半日しかかからない」。義烏・万州鉄道は開通当時、最高速度時速160キロメートルで設計されており、これは高速列車を除く当時の最高速度であった。

2014年7月1日、義烏・万州鉄道に高速列車が開通し、上海・武漢・成都東西回廊が正式に「高速車線」となった。 2020年7月1日の鉄道ダイヤ調整後、義烏・万州鉄道に停車する高速列車は全国200以上の都市に到達できるようになり、北京、上海、広州、深センなど多くの一級都市に即日到着できるようになり、沿線都市は「10時間都市圏」に組み入れられた。

2020年末、中国鉄道武漢鉄道局集団有限公司宜昌車両基地の統計によると、過去10年間で宜昌万州線の恩施県内の利川、恩施、建施などの駅には計5,073万8千人の乗客が輸送された。

道路が開通すれば、恩施の子どもたちが外出できるだけでなく、外部の人々も入ることができるようになる。

かつては交通の不便さから​​、グランドキャニオンや騰龍洞など、数多くの国際的な観光名所や資源が恩施の奥深くに隠れていました。義烏・万州鉄道の開通後、恩施の観光名刺3枚である恩施大峡谷、土家娘会、恩施玉緑茶が国内外で有名になった。

2010年、恩施県の観光客数は1,080万人、総収入は55億元であった。 2019年1月から7月までだけで恩施県は5000万人近くの観光客を迎え、総合観光収入は336億元を超えた。

恩施市は観光資源に加え、鉄、銀、石炭、天然ガスなどの鉱物資源も豊富です。鉄道開通後の10カ月間で、県はフォーチュン500企業5社、国内トップ500企業20社以上、上場企業や業界大手企業40社以上を導入し、実際の投資資金は74億人民元に達した。

義烏・万州鉄道は沿線都市に発展の機会ももたらします。辺鄙な一角に位置する宜昌は、一躍湖北省の準省級の中心都市となり、その総合力は武漢に次ぐものとなった。 「重慶第二の都市」とされる万州も経済発展の急行列車に乗り、雲陽、開州、中県、梁平など周辺の地区や県の共同発展を効果的に促進した。恩施州にある国家級貧困県（市）8県も次々と貧困のレッテルを脱し、数千年にわたる「絶対的貧困」の歴史を書き換えた。

義烏・万州鉄道が開通してから11年が経ちました。わが国の鉄道網がますます充実し、高速列車の速度がどんどん上がるにつれ、私たちは「朝は東湖の波の音を聞き、夜は重慶で火鍋を食べる」という高速鉄道生活にすっかり慣れてしまった。

義烏・万州鉄道は建設以来、上海・武漢・成都間の高速大容量輸送路の改善、四川・重慶・湖北地域の経済成長の加速、西部大開発戦略の実施の促進、国家統一の推進といった役割を果たしてきた。

その建設の難しさと困難なプロセスは、中国の鉄道建設の歴史に大きな足跡を残しました。

参考文献:

1. 四川鉄道保護運動：鉄道が王朝を倒した | Yang Tianzi、長江イブニングニュース、2011 年 9 月 16 日

2. 義烏・万州鉄道の技術的伝説：次々と「禁断の領域」を突破 |梁暁英、湖北日報、2010 年 8 月 18 日

3. 義烏万州鉄道は、中国チョウザメの混乱を避けるため、川を横断するトンネルの計画を断念した | Shi Yongfeng、Shi Youyi、新華網、2002 年 4 月 2 日

4. 義烏・万州鉄道は山々を通る | Jingchu.net、2010年11月26日

5. 義烏・万州トンネル問題の解決と中国人民の百年の夢の実現 |人民鉄道、2012年9月27日

6. 百年禁断地帯への進出：中国鉄道第十八局集団による義烏・万州鉄道建設記録 | Jiang Shufan、Ding Wanbin、建築、第 14 号、2006 年

7. 義烏万州鉄道の高リスクカルストトンネルへの対策 |沈志軍、鉄道標準設計、第 8 号、2010 年

8. 義烏・万州鉄道、恩施の希望の道 - 恩施トゥチャ族ミャオ族自治州委員会書記、肖旭明氏へのインタビュー |徐欣、中国民族グループ、第 12 号、2011 年

95,000 人の建設者が 7 年間懸命に働き、宜湾鉄道は 117 分で開通しました。恩施から宜昌までの高速鉄道を体験してください。 |チュティエンメトロポリスデイリー、2010年12月24日

10. ドキュメンタリー「大暴露 | 義烏・万州鉄道の世紀の夢」

アウトルックシンクタンクのオブザーバー、謝芳と何思燕（インターン）

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出典: Outlook シンクタンク