于亚菲
八达岭镇、康庄镇历史悠久、交通发达,自古就是北京通往张家口的必经要道,形成了底蕴深厚的驿路文化。近代以来,由詹天佑设计建造的京张铁路通车运营,促进了长城南北的经济活动,带动了延庆的社会发展,在两镇留下了丰富的工业文化遗产,诸如人字线、火车站、机车房、隧道桥梁、铁轨枕木、塑像碑刻等,都深刻见证了百年京张的沧桑变迁。
京张铁路是中国人自筹自建的第一条国有干线铁路,它打破了外国列强对我国铁路技术的垄断,更打破了中国不能自主修建铁路的断言,杜绝了列强对京张铁路的觊觎,维护了国家金融体系的完整和尊严,为中国工程人员掌握建设技术、积累施工经验奠定基础,开启中国铁路桥梁工程的新纪元。2018年,京张铁路列入中国工业遗产保护名录,它不仅是中国近现代工业文明的代表,也是中国人不屈不挠民族精神的象征。
壹
京张铁路修建以前,中国的铁路都是由外国人修筑的。那么中国人为什么要自筹自建如此工程浩大的京张铁路呢?张家口地处边塞,作为扼守京都的北大门,历来都是兵家必争之地,而且皮草贸易发达,驰名国际市场,素有“皮都”的美誉。在军事、经济等因素影响下,清政府打算利用关内外铁路余利修筑京张铁路来发展经济。然而,英、俄两国争夺筑路权,彼此互不相让。一方面,关内外铁路余利都存在英国汇丰银行,若要提用,必先协商,英国坚持用自己人当总工程司。另一方面,俄国公使又出面声明,清政府之前与俄国有长城以北铁路不能由他国承办的协议,反对英国人当总工程司。经过一年多的磋商谈判,清政府最终发出声明,决定自主修建京张铁路,只用中国资本,不用外国工程司,而且外国人不得干预。
1905年5月,清政府设立京张铁路局,詹天佑任总工程司兼会办,第二年升任总办。他亲自勘测、设计并修建了工程异常艰巨的京张铁路,做出了彪炳千秋的贡献,展现了中国人非凡的创造能力。
詹天佑(1861年—1919年)出生于广东省广州府南海县,作为清政府选拔留美幼童之一,12岁出国留学,17岁考入美国耶鲁大学土木工程系,主修铁路工程。回国后,先后从事长城内外、大江南北多条铁路项目的勘测、设计和修建工作。1894年首次在我国铁路使用压气沉箱法,成功修建滦河铁桥的桥墩基础,大涨国人志气。1905年至1909年,主持修建了中国第一条自筹自建铁路———京张铁路。他是中国近代杰出的铁路工程专家,被誉为中国首位铁路总工程师、“中国铁路之父”等。1919年4月24日,詹天佑在汉口病逝,享年59岁。
贰
京张铁路于1905年9月开工,1909年8月建成,1909年10月2日,通车典礼在南口隆重举行。铁路全长201.2公里,连接北京丰台、西城、海淀、昌平、延庆等区,经过关沟居庸关、八达岭一线,自康庄向西通往河北沙城、下花园、宣化等地直至张家口。京张铁路的成功修筑令国人扬眉吐气,成为中国铁路史中具有里程碑意义的大事件。
修筑京张铁路分为三个阶段,第一阶段从丰台柳村到昌平南口,第二阶段从昌平南口到延庆岔道,第三阶段从延庆岔道到张家口,不满四年就全线竣工,比计划提早两年完成。那么,这项工程是如何实施的呢?
优选路线方案
据《修造京张全路办法》记载,京张铁路关沟段斜度最高,必须开山凿洞,是所谓“最难之工”。1905年,詹天佑反复调查了关沟及其迤东的德胜口地区,指出关沟“形势崔嵬,难安轨道”,德胜口“石径崎岖,水沟错杂,中隔竣岭两层”,地理形势皆复杂险峻。但是经过比较发现,德胜口一线路程更长,运输材料不易,而且不能避免隧洞工程,故而仍以关沟为最优路线。
为了优化关沟地区的路线方案,特别是缩短开凿隧洞长度,詹天佑根据村民提供的线索,在青龙桥附近开展了更加精细的勘测工作。据1905年8月的工程日记记载,詹天佑实地调查了一条拟变更路线,即从青龙桥东北绕经黄土岭到达小张家口,随即客观指出该路线“不宜采用”,因为它不但比原测八达岭路线更长,而且仍需开凿山洞,即便修筑费用相仿,也要加大后期行车维修成本。经过反复比选方案,詹天佑决定“将原测路线稍加延长”,以尽力缩短八达岭山洞的开凿长度,也就是“从6000英尺缩短到3000英尺”。同时谋划新路线,即“由原测路线走进经过黄土岭的路线的入口,然后再退出,走向原测路线去往八达岭。”这一选定方案成就了著名的青龙桥“人”字形铁路。
突破技术难题
京张铁路关沟段层峦复岭,山道险阻,石峭弯多,斜度最高。在这种环境下,选线施工更要因地制宜,做到随弯取势,遇低培高,行车方能无碍。为了穿越山体屏障,詹天佑率队相继在居庸关、五桂头、石佛寺和八达岭打通了四条隧道。1906年秋,长度较短的五桂头隧道(46米)和石佛寺隧道(141米)率先完工,鼓舞了员工士气,积累了宝贵的技术经验。
居庸关隧道全长367米,詹天佑拟以“中距离垂直凿井法”来提高施工效率,但是这里山势高、岩层厚,若以此法开凿,施工将极其困难,故而采用从两端向中点凿进的方法开挖隧道。
八达岭隧道是京张铁路最长的山洞,全长1091米,修筑历时18个月,1908年5月完工。这条隧道所处环境极为特殊,形势崎斜、石质坚硬,而且上阻长城、中隔山岭,因此需在长城之下穿过岩层才能开凿,成为决定全线通车的关键所在。与居庸关隧道不同的是,詹天佑在八达岭隧道采用“竖井法”,于山体之上打通大小两处竖井,再分别向两侧凿进,连同挖掘隧道两端,总共形成6个工作面,这样就大大加快了施工速度,提升了工程效率。竣工后,大竖井成为隧道通风设施,沿用至今。
青龙桥地势环境具有高落差、坡度大的特点,为了让火车安全爬坡,詹天佑运用铁路岔道技术大胆创新,利用山涧沟谷巧妙设计了折返线路,通过增加距离来减缓坡度,并且设置道岔设施以实现列车的变轨换向,因其形状如同“人”字,故称“人”字形铁路。这一举措在当时引起了广泛瞩目,堪称中国铁路修建历史上的奇迹。
引进机车、部件
京张铁路关沟段地形复杂,坡度达到千分之三十三,列车在行驶中会经常上坡下坡,也就需要频繁加速减速,普通机车难以胜任。为了应对这种特殊的地形条件,詹天佑引进了多种进口机车,包括马莱1型蒸汽机车、鲍尔温蒸汽机车和谢氏机车等,特别是谢氏机车可以通过操纵齿轮变速箱来实现精确的变档调速,在爬坡时获得更加充足的牵引力。
除了进口机车,当时的唐山机车厂还可以组装机车。例如,该厂在1908年就为京张铁路组装了15台摩格尔型蒸汽机车,节省了进口运输的成本。
车钩是火车的关键部件之一,发挥着车辆连结、牵引及缓冲的重要作用,维系着整列火车的运行安全。据资料显示,京张铁路首段工程铺轨当天就发生了列车出轨事故,詹天佑经过缜密调查分析,及时发现了问题所在,指出事故原因是车钩设计存在安全隐患,结构不够牢固,金属易老化断裂,倘若应用在山区路段,后果更是不堪设想。于是,他决定引进安全性能更好的姜尼车钩。这种车钩结构坚固,采用“拉手式”设计,具有自动连接、锁定与缓冲功能,不但适用于京张铁路的各种路段路况,而且值得在中国铁路推广。詹天佑购买的姜尼自动车钩模型,现藏于詹天佑纪念馆,为国家一级文物。这种车钩至今仍是中国铁路列车的标准配备。
叁
延庆境内的京张铁路火车站共有4座,均位于八达岭和康庄地区,由南向北分别是三堡站、青龙桥站、西拨子站和康庄站,除三堡站兴建于1912年外,其余车站都是与京张铁路同步规划建设的。
青龙桥站
青龙桥站位于八达岭长城脚下,以青龙桥村而得名,1907年7月开工建设,1908年9月完工。这座车站以“人”字形铁路而闻名天下,见证了京张铁路的建设成就和百年变迁,时至今日仍保留着古朴风貌,是第七批“国保”名单中唯一仍在运营的火车站,具有重要的历史地位和文化价值。
最初,青龙桥车站被划为三等站,现在则是京包线(S2线)关沟段上的一个四等站,只办理北京方向S2线列车的接发业务,依然保留着百年前的运营方式,所有列车都要在这里短暂停靠,进行技术作业。
车站西侧,巍然矗立着詹天佑纪念碑和铜像,铜像北侧还有詹天佑夫妇合葬墓,2013年,京张铁路南口段至八达岭段(含詹天佑像、墓、碑)被公布为第七批全国重点文物保护单位。
1919年6月,民国政府批准了关于在青龙桥为詹天佑塑立铜像并颁给碑文事宜。铜像为纪念碑式,形态逼真,由日本雕塑家建畠大梦雕铸,底座上镌刻“詹公天佑之象”六字。碑为青色大理石质,通高4.06米,外建碑亭一座。碑题《故交通部技监、汉粤川铁路督办詹君之碑》,碑文由民国大总统徐世昌撰写、镌碑名家宋德裕刊刻,全面记录了詹天佑留学、工作等生平事略,特别是详尽叙述其主持修建京张铁路的艰辛,并给予高度评价。1922年4月23日在青龙桥车站举行铜像及碑亭落成典礼。
合葬墓环境清幽肃静,由墓冢、墓碑组成,墓冢刻“詹天佑先生之墓”七字,墓碑记录詹天佑生平。1926年,詹天佑的夫人谭菊珍逝世,与其合葬在北京海淀。1982年5月,依照詹氏后人遗愿,合葬墓迁至延庆青龙桥车站。
康庄站
康庄站是京张铁路的重要车站之一,作为北京市郊铁路S2线的三等站,目前仍在运营。据《延庆州乡土志要略》记载,清末康庄地区“村落棋布,民多务农,无大镇亦无集市”,随着京张铁路和康庄站的兴建,这里迅速呈现出“商贾群集,日趋繁盛”的景象,康庄因此成为延庆西南部交通的要地中枢。如今,康庄站仍保留了老站房、机车房、煤台、水塔、地堡等丰富的历史遗存,形成了一系列完整的建筑遗产群落。
京张铁路建成之初,全线共有机车房6座,分别位于门头沟、西直门、南口、康庄、下花园、张家口的火车站。随着社会发展,这些机车房在2002年以后只剩下康庄和南口2座,它们虽然失去了往日的使用功能,但是却成为珍贵的文物建筑。
康庄机车房兴建于1909年,位于康庄火车站的站房东侧,长约100米、宽约11米,可同时容下8台蒸汽机车。为使蒸汽机车的烟雾尽快排出,车库的南北两侧墙体各开32扇大窗,屋顶还设置了内外两层由木材拼装的烟筒,外层安装防雨帽,内层可上下升降,能够直接扣在蒸汽机车的烟筒上。
京张铁路全线共修建水塔11座,专门用来给蒸汽机车注水。上世纪九十年代后,由于内燃机车逐渐取代蒸汽机车,所以与之配套的水塔随之废弃并拆除了绝大部分。康庄站的水塔位于机车房南侧,修建在煤台之上,水塔上方设置储水罐,通过水鹤向蒸汽机车顶部的水箱输水,它是京张铁路北京段唯一遗留下来的水塔。
西拨子站和三堡站
八达岭地区的西拨子站、三堡站同属于四等站,均有上百年历史,但是两站修筑时间不同,前者修筑于1906年,后者则是1912年修建的。
调查发现,西拨子站台下暗藏四通八达的地下工事,规模超乎常人想象,其功能用途有待进一步考证。在三堡站东北的三堡村,还能隐约看到詹天佑设置的火车避难线,这是专门为机车刹车失灵或动力不足准备的应急避险线路。值得注意的是,在这条线路上可以采集到一种红色矿石,据村民介绍,侵华日军曾运输“红石头”由此经过。那么,这些散落的“红石头”就成为日军掠夺矿石资源的重要物证。
肆
沧海桑田,百年变迁。京张铁路是中国自筹自建的第一条国有干线铁路;2019年12月30日,京张高铁开通运营,它是中国第一条采用自主研发的北斗卫星导航系统的铁路。两个“第一”都捍卫了中国的尊严,证明了中国的强大,同一起点、同一终点,从时速35公里到350公里、从“人”字铁路到“大”字的立体交汇、从自主设计修建到“自主创新”,这个历史性飞跃引领了新一代铁路人的筑梦之路。
在八达岭长城下方,有一座国内埋深最深、规模最大的暗挖地下高铁车站,这就是京张高铁八达岭长城站,这座车站创造了4个“全国之最”和3个“首次”,4个之最是目前国内规模最大、结构最复杂、埋深最大、开挖面积最大的暗挖高铁地下车站,3个首次是采用叠层进出站通道形式;环形救援廊道设计;精准微损伤控制爆破技术。正如詹天佑所言,“各出所学,各尽所知,使国家不受外侮,足以自立于地球之上”,中国铁路事业必将书写更多智能铁路的世界传奇。
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