科技創新鑄樹精品
——中鐵第四勘察設計院集團有限公司紀實

■ 《鐵路技術創新》編輯部

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——中鐵第四勘察設計院集團有限公司紀實

■ 《鐵路技術創新》編輯部

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

鐵四院具備國家首批工程設計綜合資質，擁有國家勘察設計、環境評價、工程總包、施工監理和多項專業甲級設計證書。主持了數十項國家和行業的規范、標準編寫。50多年來鐵四院樹立了以路網規劃、鐵路樞紐、高標準鐵路、復雜山區鐵路、鐵路站房、水底隧道、輕軌和地鐵、橋梁、軟土路基處理和環境評價等為標志的設計品牌。持有國家A級設計信譽證書，并經國家對外經濟貿易合作部批準，具有對外經營權。1997年11月一次通過ISO9001國際標準質量體系認證，2000年通過換證審核。2003年底又一次通過ISO14001環境和GB/T28001職業安全健康管理體系認證。

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

近年來，鐵四院健步前行，在大規模、高標準鐵路建設大潮中浪遏飛舟，承攬了相當份額的勘察設計任務。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里程的70%以上。

目前，鐵四院還承擔著京滬高速鐵路、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計任務，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。在人類歷史的演進過程中，每當運輸工具發生重大變化，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的發展。橋，已遠不限于“水梁”；建橋，早已超越“建墩搭木”。

現在，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、復雜山區橋梁，如雨后春筍，層出不窮。而所有這些橋梁的成套設計技術，鐵四院已經盡在掌握。

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，為世界首創橋型。鐵四院設計中采用了多項新技術成果，主要有：拱橋與斜拉橋組合結構設計技術；預應力混凝土管道真空壓漿技術；斜拉索及水平系桿單根鋼絞線張拉技術。湘潭蓮城大橋橋型結合了索橋與拱橋的優點，造型別具一格。該橋入選中國企業新紀錄。

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連續剛構柔性拱，其跨度及規模在同類型橋梁中居世界首位，技術含量高，結構受力復雜，是宜萬鐵路重點控制性工程之一。鐵四院針對該橋的技術難點，設計中采用包括結構體系、構造和材料等多項技術創新。主橋采用先梁后拱的施工方案，單懸臂長達136m，是迄今國內最大跨度的單懸臂長度。其連續剛構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、創造四項中國第一的小洋山隧道、中國盾構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，鐵四院承擔著我國在建鐵路隧道三分之二的設計任務，堪稱重任在肩。

水底隧道設計

20世紀80年代，鐵四院就開始了水下隧道的技術攻關。先后承擔了10余座水下隧道設計。設計的水底隧道直徑、埋深、長度最大值分別達到15m，67m和11km，多項指標摘取國內水下隧道之冠，成為國內設計水底隧道最多的單位。鐵四院設計的水底隧道涵蓋了礦山、盾構、沉管等三種主要施工工法，形成了國內水底隧道設計領域無與爭鋒的競爭優勢。

武廣高速鐵路瀏陽河隧道

鐵四院主持設計的瀏陽河隧道位于武廣高速鐵路新長沙站北端，穿越長沙市區和瀏陽河。工程類別為高速鐵路，設計行車速度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構形式，開挖斷面跨度15.0m，高13.5m。瀏陽河隧道是國內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，設計行車速度350km/h。隧道建筑全長10.8km，其中盾構段9 340m。盾構段采用雙孔結構，隧道外徑10.8m，內徑9.8m。獅子洋隧道工程建設達到國際先進和國內領先水平，是國內在建最長、行車速度目標值最高的水底隧道，也是國內第一條進行地中對接施工的盾構隧道。

瀏陽河隧道

五爪觀隧道

山嶺隧道設計

宜萬鐵路五爪觀隧道

五爪觀隧道位于湖北長陽境內，設計為兩條單線隧道，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中厚層-厚層狀灰巖夾薄層砂質頁巖及寒武系上統中厚層-巨厚層白云質灰巖，巖溶極為發育，在DK49+274—DK49+345段下穿五爪觀暗河。在穿越大規模暗河技術、暗河動水注漿技術兩個領域有重大突破。

南嶺隧道

由鐵四院設計的南嶺隧道位于京廣鐵路衡廣復線郴州—坪石區間，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，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。洞身巖溶發育，斷裂、裂縫交錯，巖溶洞穴串連成網狀分布，雨季洞內總涌水量達每日8.711萬t，溶槽內充填大量軟塑狀黏泥。施工過程中洞內發生突水涌泥24次，地表陷坑52處，屬國內罕見。

鐵四院設計人員在施工過程中加強地質預報，采取洞內外相結合的高壓劈裂注漿止水，洞內長管棚架支護，全封閉復合襯砌等綜合整治措施，順利通過巖溶發育地段，安全、優質、如期完成整治技術研究。該項目榮獲鐵道部科技成果一等獎、國家科技進步三等獎、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、食宿或轉遞之所。簡稱“站”。

當人們日漸遠離牛車馬騎時，當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，鐵四院設計的武漢、廣州南、蘇州、南京南站因其造型新穎，功能先進受到社會廣泛贊譽，更因這些站房成為審美學、人文學的一種承載而被歷史所記憶。

武漢北編組站

鐵四院規劃設計的武漢北編組站地處武漢市東北郊黃陂區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）的路網性編組站。采用雙向三級七場站形布置，上、下行系統均一次建成縱列三級三場，車站站坪長度7km，兩編組場間設交換場，站內配備完善的機、電、檢等段所。上行系統設到達場到發線16條、編組場調車線48條、出發場到發線18條；下行系統設到達場到發線15條、編組場調車線48條、出發場到發線19條。上下行系統調車場均設四推雙溜自動化駝峰（減速器+減速頂）點連式調速系統、三部位制動，并運用編組站綜合集成自動化系統、GSM-R無線通信系統及車輛安全動態檢測等先進管理技術。

武漢站

鐵四院設計的武漢站是全國四大客運中心站之一，位于武漢市青山區楊春湖，是一個大型交通樞紐。總建筑面積35.53萬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，局部設有夾層。車站采用高架式候車，率先采用新型“綠色通道”進站模式，運用“視覺引導”設計理念，旅客進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超大跨度結構體系和橋建合一的綜合結構體系。設計人員注重項目綜合經濟效益，充分節約用地，注重節能環保，建筑技術及材料構造適應當地氣候特點。

武漢北編組站

武漢站效果圖

高速接觸網系統SiFCAT350成套技術

鐵四院在鄭西高速鐵路線接觸網施工技術服務中，將擁有完全自主知識產權的高速接觸網系統SiFCAT350成套技術運用到現場施工，實現接觸網系統施工一步到位，這標志著我國鄭西高速鐵路在“技術國產化”道路上邁出意義重大的一步。

據鐵四院電氣化設計研究處（簡稱電化處）處長戚廣楓介紹：“該技術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發展的關注、追蹤、引進與研發過程的厚積薄發，也是電氣化主體工程的核心設計研發技術第一次向施工工藝領域延伸，以技術服務模式牽頭實施工程項目的創新技術和管理實踐，為繼續完善鐵四院自主研發的高速接觸網系統SiFCAT350施工工藝提供了一個絕佳范本。”

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

作為鄭西高速鐵路總體設計單位，鐵四院充分發揮品牌、技術、專業配套等優勢，實現站前站后各專業緊密銜接。此外，由于參與了項目從產品研發到調試的整個實施過程，鐵四院將設計理念一貫到底，體現了“系統設計，精心施工”的思想，更能保證設計質量和系統目標，實現設計方案的整體優化，對整個系統的功能、質量和造價起到決定性作用。

德國聯邦鐵路知名電氣化接觸網技術權威，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專家Puschmann先生通過現場近3個月系統、仔細甚至幾近苛刻的質量檢查和初驗測試、評估，并與歐洲高速接觸網系統標準制定人西門子公司Brodkorb博士及為武廣高速鐵路提供技術服務的BB公司Zimmert教授進行研討確認后，由衷地贊嘆到：“這是我所見到的最好的設計、施工質量的工程項目之一，你們完全有技術和能力到歐洲和世界上任何地方去承建高速鐵路！”

高速接觸網系統SiFCAT350是由鐵四院2004年開發成功，并逐漸定型的適用于速度350km/h客運專線技術要求的接觸網工程技術。獲中國施工企業創新一等獎和湖北省科技進步二等獎，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，并通過中外聯合設計、國外施工督導等技術服務，在高速接觸網系統SiFCAT350基礎上，細化完成了武廣高速鐵路SiFCAT350-B系列工程設計和實施。