科技創(chuàng)新鑄樹精品
——中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司紀(jì)實

■ 《鐵路技術(shù)創(chuàng)新》編輯部

科技創(chuàng)新鑄樹精品
——中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司紀(jì)實

■ 《鐵路技術(shù)創(chuàng)新》編輯部

中鐵第四勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司（簡稱鐵四院）前身是鐵道第四勘察設(shè)計院，成立于1953年，隸屬于鐵道部，2003年10月劃歸國務(wù)院國有資產(chǎn)管理委員會所屬的中國鐵道建筑總公司，總部設(shè)在湖北省武漢市，是國家大型綜合性勘察設(shè)計單位。目前擁有工程技術(shù)人員3 000多人，其中中國工程設(shè)計大師2名，高級工程師1000多人，工程師1700多人，各類執(zhí)業(yè)注冊工程師600多人。1992年以來，連續(xù)多年被國家建設(shè)部、國家統(tǒng)計局評為全國勘察設(shè)計綜合實力百強單位（前十名），被湖北省認(rèn)定為高新技術(shù)企業(yè)，國家批準(zhǔn)設(shè)立博士后工作站。

鐵四院具備國家首批工程設(shè)計綜合資質(zhì)，擁有國家勘察設(shè)計、環(huán)境評價、工程總包、施工監(jiān)理和多項專業(yè)甲級設(shè)計證書。主持了數(shù)十項國家和行業(yè)的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)編寫。50多年來鐵四院樹立了以路網(wǎng)規(guī)劃、鐵路樞紐、高標(biāo)準(zhǔn)鐵路、復(fù)雜山區(qū)鐵路、鐵路站房、水底隧道、輕軌和地鐵、橋梁、軟土路基處理和環(huán)境評價等為標(biāo)志的設(shè)計品牌。持有國家A級設(shè)計信譽證書，并經(jīng)國家對外經(jīng)濟(jì)貿(mào)易合作部批準(zhǔn)，具有對外經(jīng)營權(quán)。1997年11月一次通過ISO9001國際標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量體系認(rèn)證，2000年通過換證審核。2003年底又一次通過ISO14001環(huán)境和GB/T28001職業(yè)安全健康管理體系認(rèn)證。

鐵四院勘察設(shè)計項目遍及大江南北，重點是華東、中南、華南地區(qū)。半個世紀(jì)來，完成了5.1萬km鐵路和20多個大型鐵路樞紐的勘測設(shè)計，占新中國成立后全國鐵路建設(shè)任務(wù)的30%。

近年來，鐵四院健步前行，在大規(guī)模、高標(biāo)準(zhǔn)鐵路建設(shè)大潮中浪遏飛舟，承攬了相當(dāng)份額的勘察設(shè)計任務(wù)。2008年通車的合武、合寧鐵路，2009年開通的甬臺溫、溫福鐵路和武廣高速鐵路，以及即將通車運營的鄭西高速鐵路，使鐵四院設(shè)計的高速鐵路通車運營里程超過2 000km，占全國高速鐵路通車?yán)锍痰?0%以上。

目前，鐵四院還承擔(dān)著京滬高速鐵路、合福鐵路、沿海鐵路大通道、鄭武客運專線、杭長客運專線、廣深港客運專線、滬漢蓉鐵路大通道、廣珠城際鐵路、滬寧城際鐵路、寧杭城際鐵路、滬杭城際鐵路等的勘察設(shè)計任務(wù)，占全國在建的鐵路客運專線一半以上。

橋水梁也。從木，喬聲。駢木為之者。獨木者曰杠。——《說文解字》

公元前2000多年前，古巴比倫國曾在幼發(fā)拉底河上建石墩，并在石墩上搭起木梁，這堪稱世界上最早的橋梁。在人類歷史的演進(jìn)過程中，每當(dāng)運輸工具發(fā)生重大變化，對橋梁載重、跨度等方面會不斷提出新的要求，推動著橋梁工程技術(shù)的發(fā)展。橋，已遠(yuǎn)不限于“水梁”；建橋，早已超越“建墩搭木”。

現(xiàn)在，客運專線、高速鐵路橋梁，市政大型工程橋梁、高速公路橋梁、軌道交通橋梁、復(fù)雜山區(qū)橋梁，如雨后春筍，層出不窮。而所有這些橋梁的成套設(shè)計技術(shù)，鐵四院已經(jīng)盡在掌握。

湘潭蓮城大橋

湘潭蓮城大橋主橋為跨度120m+400m+120m斜拉-鋼管混凝土拱組合體系橋梁，為世界首創(chuàng)橋型。鐵四院設(shè)計中采用了多項新技術(shù)成果，主要有：拱橋與斜拉橋組合結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)；預(yù)應(yīng)力混凝土管道真空壓漿技術(shù)；斜拉索及水平系桿單根鋼絞線張拉技術(shù)。湘潭蓮城大橋橋型結(jié)合了索橋與拱橋的優(yōu)點，造型別具一格。該橋入選中國企業(yè)新紀(jì)錄。

宜昌鐵路長江大橋

宜昌鐵路長江大橋

宜萬鐵路宜昌長江大橋全長2 526m，主橋采用130m+2×275m+130m連續(xù)剛構(gòu)柔性拱，其跨度及規(guī)模在同類型橋梁中居世界首位，技術(shù)含量高，結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，是宜萬鐵路重點控制性工程之一。鐵四院針對該橋的技術(shù)難點，設(shè)計中采用包括結(jié)構(gòu)體系、構(gòu)造和材料等多項技術(shù)創(chuàng)新。主橋采用先梁后拱的施工方案，單懸臂長達(dá)136m，是迄今國內(nèi)最大跨度的單懸臂長度。其連續(xù)剛構(gòu)柔性拱組合橋已獲國家專利。

湘潭蓮城大橋

隧闕地通路曰隧——《左傳·僖公二十五年》

漢明帝水平六年（公元63年），到九年（公元66年）4月建成“褒斜道石門”，距今已有1900多年的歷史，這是中國也是世界上最早的人工穿山隧道。

時至今日，名列世界第十隧道（1989年）之一的大瑤山隧道、堪稱世界難題的宜萬鐵路長大巖溶隧道、創(chuàng)造四項中國第一的小洋山隧道、中國盾構(gòu)直徑最大的南京長江水底隧道及被譽為“萬里長江第一隧”的武漢長江隧道，均出自鐵四院的科技工作者之手。事實上，鐵四院承擔(dān)著我國在建鐵路隧道三分之二的設(shè)計任務(wù)，堪稱重任在肩。

水底隧道設(shè)計

20世紀(jì)80年代，鐵四院就開始了水下隧道的技術(shù)攻關(guān)。先后承擔(dān)了10余座水下隧道設(shè)計。設(shè)計的水底隧道直徑、埋深、長度最大值分別達(dá)到15m，67m和11km，多項指標(biāo)摘取國內(nèi)水下隧道之冠，成為國內(nèi)設(shè)計水底隧道最多的單位。鐵四院設(shè)計的水底隧道涵蓋了礦山、盾構(gòu)、沉管等三種主要施工工法，形成了國內(nèi)水底隧道設(shè)計領(lǐng)域無與爭鋒的競爭優(yōu)勢。

武廣高速鐵路瀏陽河隧道

鐵四院主持設(shè)計的瀏陽河隧道位于武廣高速鐵路新長沙站北端，穿越長沙市區(qū)和瀏陽河。工程類別為高速鐵路，設(shè)計行車速度350km/h。隧道建筑全長10 115m，其中下穿瀏陽河段362m。隧道采用單洞雙線結(jié)構(gòu)形式，開挖斷面跨度15.0m，高13.5m。瀏陽河隧道是國內(nèi)第一條采用礦山法施工開挖斷面最大的水底隧道。

廣深港客運專線獅子洋隧道

鐵四院主持設(shè)計的獅子洋隧道位于廣深港客運專線東涌站—虎門站之間，穿越河寬6 100m的珠江入海口的獅子洋，設(shè)計行車速度350km/h。隧道建筑全長10.8km，其中盾構(gòu)段9 340m。盾構(gòu)段采用雙孔結(jié)構(gòu)，隧道外徑10.8m，內(nèi)徑9.8m。獅子洋隧道工程建設(shè)達(dá)到國際先進(jìn)和國內(nèi)領(lǐng)先水平，是國內(nèi)在建最長、行車速度目標(biāo)值最高的水底隧道，也是國內(nèi)第一條進(jìn)行地中對接施工的盾構(gòu)隧道。

瀏陽河隧道

五爪觀隧道

山嶺隧道設(shè)計

宜萬鐵路五爪觀隧道

五爪觀隧道位于湖北長陽境內(nèi)，設(shè)計為兩條單線隧道，I線隧道全長3 531m，II線隧道全長3 722.8m。隧道穿越地層主要為奧陶系下統(tǒng)中厚層-厚層狀灰?guī)r夾薄層砂質(zhì)頁巖及寒武系上統(tǒng)中厚層-巨厚層白云質(zhì)灰?guī)r，巖溶極為發(fā)育，在DK49+274—DK49+345段下穿五爪觀暗河。在穿越大規(guī)模暗河技術(shù)、暗河動水注漿技術(shù)兩個領(lǐng)域有重大突破。

南嶺隧道

由鐵四院設(shè)計的南嶺隧道位于京廣鐵路衡廣復(fù)線郴州—坪石區(qū)間，穿越南嶺山脈的五蓋山與騎田嶺挾持地帶，屬南嶺剝蝕低山丘陵區(qū)，隧道全長6 060.33m，是電氣化雙線隧道。南嶺隧道洞身通過5處較大的溶蝕洼地，為淺埋巖溶隧道。洞身巖溶發(fā)育，斷裂、裂縫交錯，巖溶洞穴串連成網(wǎng)狀分布，雨季洞內(nèi)總涌水量達(dá)每日8.711萬t，溶槽內(nèi)充填大量軟塑狀黏泥。施工過程中洞內(nèi)發(fā)生突水涌泥24次，地表陷坑52處，屬國內(nèi)罕見。

鐵四院設(shè)計人員在施工過程中加強地質(zhì)預(yù)報，采取洞內(nèi)外相結(jié)合的高壓劈裂注漿止水，洞內(nèi)長管棚架支護(hù)，全封閉復(fù)合襯砌等綜合整治措施，順利通過巖溶發(fā)育地段，安全、優(yōu)質(zhì)、如期完成整治技術(shù)研究。該項目榮獲鐵道部科技成果一等獎、國家科技進(jìn)步三等獎、中國建筑工程魯班獎。

站蒙古語音譯，古時傳遞軍政文書的人中途換馬、食宿或轉(zhuǎn)遞之所。簡稱“站”。

當(dāng)人們?nèi)諠u遠(yuǎn)離牛車馬騎時，當(dāng)人們開始搭乘機械交通工具時，“站”的語義也由“旅者征程上的休憩之所”不斷地豐富起來。

近年來，鐵四院設(shè)計的武漢、廣州南、蘇州、南京南站因其造型新穎，功能先進(jìn)受到社會廣泛贊譽，更因這些站房成為審美學(xué)、人文學(xué)的一種承載而被歷史所記憶。

武漢北編組站

鐵四院規(guī)劃設(shè)計的武漢北編組站地處武漢市東北郊黃陂區(qū)橫店街與灄口街之間，是匯集京廣、麻漢、滬漢蓉、漢丹、武九線（快速通道）的路網(wǎng)性編組站。采用雙向三級七場站形布置，上、下行系統(tǒng)均一次建成縱列三級三場，車站站坪長度7km，兩編組場間設(shè)交換場，站內(nèi)配備完善的機、電、檢等段所。上行系統(tǒng)設(shè)到達(dá)場到發(fā)線16條、編組場調(diào)車線48條、出發(fā)場到發(fā)線18條；下行系統(tǒng)設(shè)到達(dá)場到發(fā)線15條、編組場調(diào)車線48條、出發(fā)場到發(fā)線19條。上下行系統(tǒng)調(diào)車場均設(shè)四推雙溜自動化駝峰（減速器+減速頂）點連式調(diào)速系統(tǒng)、三部位制動，并運用編組站綜合集成自動化系統(tǒng)、GSM-R無線通信系統(tǒng)及車輛安全動態(tài)檢測等先進(jìn)管理技術(shù)。

武漢站

鐵四院設(shè)計的武漢站是全國四大客運中心站之一，位于武漢市青山區(qū)楊春湖，是一個大型交通樞紐?？偨ㄖ娣e35.53萬m2，站房總建筑面積10.68萬m2，雨棚建筑面積13.45萬m2，中央屋頂最高處為58.500m，雨棚最高點33m。站房地上三層，地下一層，局部設(shè)有夾層。車站采用高架式候車，率先采用新型“綠色通道”進(jìn)站模式，運用“視覺引導(dǎo)”設(shè)計理念，旅客進(jìn)入中央大廳就可以看清整個車站的布局。鐵四院首度在鐵路站房中采用116m超大跨度結(jié)構(gòu)體系和橋建合一的綜合結(jié)構(gòu)體系。設(shè)計人員注重項目綜合經(jīng)濟(jì)效益，充分節(jié)約用地，注重節(jié)能環(huán)保，建筑技術(shù)及材料構(gòu)造適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蛱攸c。

武漢北編組站

武漢站效果圖

高速接觸網(wǎng)系統(tǒng)SiFCAT350成套技術(shù)

鐵四院在鄭西高速鐵路線接觸網(wǎng)施工技術(shù)服務(wù)中，將擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的高速接觸網(wǎng)系統(tǒng)SiFCAT350成套技術(shù)運用到現(xiàn)場施工，實現(xiàn)接觸網(wǎng)系統(tǒng)施工一步到位，這標(biāo)志著我國鄭西高速鐵路在“技術(shù)國產(chǎn)化”道路上邁出意義重大的一步。

據(jù)鐵四院電氣化設(shè)計研究處（簡稱電化處）處長戚廣楓介紹：“該技術(shù)運用于鄭西高速鐵路，是鐵四院10余年來對國外高速鐵路電氣化前沿技術(shù)發(fā)展的關(guān)注、追蹤、引進(jìn)與研發(fā)過程的厚積薄發(fā)，也是電氣化主體工程的核心設(shè)計研發(fā)技術(shù)第一次向施工工藝領(lǐng)域延伸，以技術(shù)服務(wù)模式牽頭實施工程項目的創(chuàng)新技術(shù)和管理實踐，為繼續(xù)完善鐵四院自主研發(fā)的高速接觸網(wǎng)系統(tǒng)SiFCAT350施工工藝提供了一個絕佳范本?！?/p>

鐵四院電化處副總工程師、武廣高速鐵路接觸網(wǎng)總工程師李紅梅是鄭西高速鐵路接觸網(wǎng)技術(shù)服務(wù)項目專家組負(fù)責(zé)人。她說：“在現(xiàn)有設(shè)計院體制下，我們在本項目實施過程中，運用信息IT加遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等現(xiàn)代化手段，最大程度的整合了前方項目部、總部后方設(shè)計部和更高層次的技術(shù)支持體系等三方面，這種大項目管理機制有效利用了人力資源，也在保證現(xiàn)場質(zhì)量的前提下，鍛煉了一批年輕梯隊人才。”

作為鄭西高速鐵路總體設(shè)計單位，鐵四院充分發(fā)揮品牌、技術(shù)、專業(yè)配套等優(yōu)勢，實現(xiàn)站前站后各專業(yè)緊密銜接。此外，由于參與了項目從產(chǎn)品研發(fā)到調(diào)試的整個實施過程，鐵四院將設(shè)計理念一貫到底，體現(xiàn)了“系統(tǒng)設(shè)計，精心施工”的思想，更能保證設(shè)計質(zhì)量和系統(tǒng)目標(biāo)，實現(xiàn)設(shè)計方案的整體優(yōu)化，對整個系統(tǒng)的功能、質(zhì)量和造價起到?jīng)Q定性作用。

德國聯(lián)邦鐵路知名電氣化接觸網(wǎng)技術(shù)權(quán)威，曾主持過德國、荷蘭、西班牙等國家多條高速鐵路驗收的技術(shù)專家Puschmann先生通過現(xiàn)場近3個月系統(tǒng)、仔細(xì)甚至幾近苛刻的質(zhì)量檢查和初驗測試、評估，并與歐洲高速接觸網(wǎng)系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)制定人西門子公司Brodkorb博士及為武廣高速鐵路提供技術(shù)服務(wù)的BB公司Zimmert教授進(jìn)行研討確認(rèn)后，由衷地贊嘆到：“這是我所見到的最好的設(shè)計、施工質(zhì)量的工程項目之一，你們完全有技術(shù)和能力到歐洲和世界上任何地方去承建高速鐵路！”

高速接觸網(wǎng)系統(tǒng)SiFCAT350是由鐵四院2004年開發(fā)成功，并逐漸定型的適用于速度350km/h客運專線技術(shù)要求的接觸網(wǎng)工程技術(shù)。獲中國施工企業(yè)創(chuàng)新一等獎和湖北省科技進(jìn)步二等獎，在第六次大提速滬寧段電氣化改造及武廣高速鐵路試驗段中成功得到測試和驗證，并通過中外聯(lián)合設(shè)計、國外施工督導(dǎo)等技術(shù)服務(wù)，在高速接觸網(wǎng)系統(tǒng)SiFCAT350基礎(chǔ)上，細(xì)化完成了武廣高速鐵路SiFCAT350-B系列工程設(shè)計和實施。