科技创新铸树精品——中铁第四勘察设计院集团有限公司纪实

■ 《铁路技术创新》编辑部

科技创新铸树精品
——中铁第四勘察设计院集团有限公司纪实

■ 《铁路技术创新》编辑部

中铁第四勘察设计院集团有限公司（简称铁四院）前身是铁道第四勘察设计院，成立于1953年，隶属于铁道部，2003年10月划归国务院国有资产管理委员会所属的中国铁道建筑总公司，总部设在湖北省武汉市，是国家大型综合性勘察设计单位。目前拥有工程技术人员3 000多人，其中中国工程设计大师2名，高级工程师1000多人，工程师1700多人，各类执业注册工程师600多人。1992年以来，连续多年被国家建设部、国家统计局评为全国勘察设计综合实力百强单位（前十名），被湖北省认定为高新技术企业，国家批准设立博士后工作站。

铁四院具备国家首批工程设计综合资质，拥有国家勘察设计、环境评价、工程总包、施工监理和多项专业甲级设计证书。主持了数十项国家和行业的规范、标准编写。50多年来铁四院树立了以路网规划、铁路枢纽、高标准铁路、复杂山区铁路、铁路站房、水底隧道、轻轨和地铁、桥梁、软土路基处理和环境评价等为标志的设计品牌。持有国家A级设计信誉证书，并经国家对外经济贸易合作部批准，具有对外经营权。1997年11月一次通过ISO9001国际标准质量体系认证，2000年通过换证审核。2003年底又一次通过ISO14001环境和GB/T28001职业安全健康管理体系认证。

铁四院勘察设计项目遍及大江南北，重点是华东、中南、华南地区。半个世纪来，完成了5.1万km铁路和20多个大型铁路枢纽的勘测设计，占新中国成立后全国铁路建设任务的30%。

近年来，铁四院健步前行，在大规模、高标准铁路建设大潮中浪遏飞舟，承揽了相当份额的勘察设计任务。2008年通车的合武、合宁铁路，2009年开通的甬台温、温福铁路和武广高速铁路，以及即将通车运营的郑西高速铁路，使铁四院设计的高速铁路通车运营里程超过2 000km，占全国高速铁路通车里程的70%以上。

目前，铁四院还承担着京沪高速铁路、合福铁路、沿海铁路大通道、郑武客运专线、杭长客运专线、广深港客运专线、沪汉蓉铁路大通道、广珠城际铁路、沪宁城际铁路、宁杭城际铁路、沪杭城际铁路等的勘察设计任务，占全国在建的铁路客运专线一半以上。

桥水梁也。从木，乔声。骈木为之者。独木者曰杠。——《说文解字》

公元前2000多年前，古巴比伦国曾在幼发拉底河上建石墩，并在石墩上搭起木梁，这堪称世界上最早的桥梁。在人类历史的演进过程中，每当运输工具发生重大变化，对桥梁载重、跨度等方面会不断提出新的要求，推动着桥梁工程技术的发展。桥，已远不限于“水梁”；建桥，早已超越“建墩搭木”。

现在，客运专线、高速铁路桥梁，市政大型工程桥梁、高速公路桥梁、轨道交通桥梁、复杂山区桥梁，如雨后春笋，层出不穷。而所有这些桥梁的成套设计技术，铁四院已经尽在掌握。

湘潭莲城大桥

湘潭莲城大桥主桥为跨度120m+400m+120m斜拉-钢管混凝土拱组合体系桥梁，为世界首创桥型。铁四院设计中采用了多项新技术成果，主要有：拱桥与斜拉桥组合结构设计技术；预应力混凝土管道真空压浆技术；斜拉索及水平系杆单根钢绞线张拉技术。湘潭莲城大桥桥型结合了索桥与拱桥的优点，造型别具一格。该桥入选中国企业新纪录。

宜昌铁路长江大桥

宜昌铁路长江大桥

宜万铁路宜昌长江大桥全长2 526m，主桥采用130m+2×275m+130m连续刚构柔性拱，其跨度及规模在同类型桥梁中居世界首位，技术含量高，结构受力复杂，是宜万铁路重点控制性工程之一。铁四院针对该桥的技术难点，设计中采用包括结构体系、构造和材料等多项技术创新。主桥采用先梁后拱的施工方案，单悬臂长达136m，是迄今国内最大跨度的单悬臂长度。其连续刚构柔性拱组合桥已获国家专利。

湘潭莲城大桥

隧阙地通路曰隧——《左传·僖公二十五年》

汉明帝水平六年（公元63年），到九年（公元66年）4月建成“褒斜道石门”，距今已有1900多年的历史，这是中国也是世界上最早的人工穿山隧道。

时至今日，名列世界第十隧道（1989年）之一的大瑶山隧道、堪称世界难题的宜万铁路长大岩溶隧道、创造四项中国第一的小洋山隧道、中国盾构直径最大的南京长江水底隧道及被誉为“万里长江第一隧”的武汉长江隧道，均出自铁四院的科技工作者之手。事实上，铁四院承担着我国在建铁路隧道三分之二的设计任务，堪称重任在肩。

水底隧道设计

20世纪80年代，铁四院就开始了水下隧道的技术攻关。先后承担了10余座水下隧道设计。设计的水底隧道直径、埋深、长度最大值分别达到15m，67m和11km，多项指标摘取国内水下隧道之冠，成为国内设计水底隧道最多的单位。铁四院设计的水底隧道涵盖了矿山、盾构、沉管等三种主要施工工法，形成了国内水底隧道设计领域无与争锋的竞争优势。

武广高速铁路浏阳河隧道

铁四院主持设计的浏阳河隧道位于武广高速铁路新长沙站北端，穿越长沙市区和浏阳河。工程类别为高速铁路，设计行车速度350km/h。隧道建筑全长10 115m，其中下穿浏阳河段362m。隧道采用单洞双线结构形式，开挖断面跨度15.0m，高13.5m。浏阳河隧道是国内第一条采用矿山法施工开挖断面最大的水底隧道。

广深港客运专线狮子洋隧道

铁四院主持设计的狮子洋隧道位于广深港客运专线东涌站—虎门站之间，穿越河宽6 100m的珠江入海口的狮子洋，设计行车速度350km/h。隧道建筑全长10.8km，其中盾构段9 340m。盾构段采用双孔结构，隧道外径10.8m，内径9.8m。狮子洋隧道工程建设达到国际先进和国内领先水平，是国内在建最长、行车速度目标值最高的水底隧道，也是国内第一条进行地中对接施工的盾构隧道。

浏阳河隧道

五爪观隧道

山岭隧道设计

宜万铁路五爪观隧道

五爪观隧道位于湖北长阳境内，设计为两条单线隧道，I线隧道全长3 531m，II线隧道全长3 722.8m。隧道穿越地层主要为奥陶系下统中厚层-厚层状灰岩夹薄层砂质页岩及寒武系上统中厚层-巨厚层白云质灰岩，岩溶极为发育，在DK49+274—DK49+345段下穿五爪观暗河。在穿越大规模暗河技术、暗河动水注浆技术两个领域有重大突破。

南岭隧道

由铁四院设计的南岭隧道位于京广铁路衡广复线郴州—坪石区间，穿越南岭山脉的五盖山与骑田岭挟持地带，属南岭剥蚀低山丘陵区，隧道全长6 060.33m，是电气化双线隧道。南岭隧道洞身通过5处较大的溶蚀洼地，为浅埋岩溶隧道。洞身岩溶发育，断裂、裂缝交错，岩溶洞穴串连成网状分布，雨季洞内总涌水量达每日8.711万t，溶槽内充填大量软塑状黏泥。施工过程中洞内发生突水涌泥24次，地表陷坑52处，属国内罕见。

铁四院设计人员在施工过程中加强地质预报，采取洞内外相结合的高压劈裂注浆止水，洞内长管棚架支护，全封闭复合衬砌等综合整治措施，顺利通过岩溶发育地段，安全、优质、如期完成整治技术研究。该项目荣获铁道部科技成果一等奖、国家科技进步三等奖、中国建筑工程鲁班奖。

站蒙古语音译，古时传递军政文书的人中途换马、食宿或转递之所。简称“站”。

当人们日渐远离牛车马骑时，当人们开始搭乘机械交通工具时，“站”的语义也由“旅者征程上的休憩之所”不断地丰富起来。

近年来，铁四院设计的武汉、广州南、苏州、南京南站因其造型新颖，功能先进受到社会广泛赞誉，更因这些站房成为审美学、人文学的一种承载而被历史所记忆。

武汉北编组站

铁四院规划设计的武汉北编组站地处武汉市东北郊黄陂区横店街与滠口街之间，是汇集京广、麻汉、沪汉蓉、汉丹、武九线（快速通道）的路网性编组站。采用双向三级七场站形布置，上、下行系统均一次建成纵列三级三场，车站站坪长度7km，两编组场间设交换场，站内配备完善的机、电、检等段所。上行系统设到达场到发线16条、编组场调车线48条、出发场到发线18条；下行系统设到达场到发线15条、编组场调车线48条、出发场到发线19条。上下行系统调车场均设四推双溜自动化驼峰（减速器+减速顶）点连式调速系统、三部位制动，并运用编组站综合集成自动化系统、GSM-R无线通信系统及车辆安全动态检测等先进管理技术。

武汉站

铁四院设计的武汉站是全国四大客运中心站之一，位于武汉市青山区杨春湖，是一个大型交通枢纽。总建筑面积35.53万m2，站房总建筑面积10.68万m2，雨棚建筑面积13.45万m2，中央屋顶最高处为58.500m，雨棚最高点33m。站房地上三层，地下一层，局部设有夹层。车站采用高架式候车，率先采用新型“绿色通道”进站模式，运用“视觉引导”设计理念，旅客进入中央大厅就可以看清整个车站的布局。铁四院首度在铁路站房中采用116m超大跨度结构体系和桥建合一的综合结构体系。设计人员注重项目综合经济效益，充分节约用地，注重节能环保，建筑技术及材料构造适应当地气候特点。

武汉北编组站

武汉站效果图

高速接触网系统SiFCAT350成套技术

铁四院在郑西高速铁路线接触网施工技术服务中，将拥有完全自主知识产权的高速接触网系统SiFCAT350成套技术运用到现场施工，实现接触网系统施工一步到位，这标志着我国郑西高速铁路在“技术国产化”道路上迈出意义重大的一步。

据铁四院电气化设计研究处（简称电化处）处长戚广枫介绍：“该技术运用于郑西高速铁路，是铁四院10余年来对国外高速铁路电气化前沿技术发展的关注、追踪、引进与研发过程的厚积薄发，也是电气化主体工程的核心设计研发技术第一次向施工工艺领域延伸，以技术服务模式牵头实施工程项目的创新技术和管理实践，为继续完善铁四院自主研发的高速接触网系统SiFCAT350施工工艺提供了一个绝佳范本。”

铁四院电化处副总工程师、武广高速铁路接触网总工程师李红梅是郑西高速铁路接触网技术服务项目专家组负责人。她说：“在现有设计院体制下，我们在本项目实施过程中，运用信息IT加远程网络技术等现代化手段，最大程度的整合了前方项目部、总部后方设计部和更高层次的技术支持体系等三方面，这种大项目管理机制有效利用了人力资源，也在保证现场质量的前提下，锻炼了一批年轻梯队人才。”

作为郑西高速铁路总体设计单位，铁四院充分发挥品牌、技术、专业配套等优势，实现站前站后各专业紧密衔接。此外，由于参与了项目从产品研发到调试的整个实施过程，铁四院将设计理念一贯到底，体现了“系统设计，精心施工”的思想，更能保证设计质量和系统目标，实现设计方案的整体优化，对整个系统的功能、质量和造价起到决定性作用。

德国联邦铁路知名电气化接触网技术权威，曾主持过德国、荷兰、西班牙等国家多条高速铁路验收的技术专家Puschmann先生通过现场近3个月系统、仔细甚至几近苛刻的质量检查和初验测试、评估，并与欧洲高速接触网系统标准制定人西门子公司Brodkorb博士及为武广高速铁路提供技术服务的BB公司Zimmert教授进行研讨确认后，由衷地赞叹到：“这是我所见到的最好的设计、施工质量的工程项目之一，你们完全有技术和能力到欧洲和世界上任何地方去承建高速铁路！”

高速接触网系统SiFCAT350是由铁四院2004年开发成功，并逐渐定型的适用于速度350km/h客运专线技术要求的接触网工程技术。获中国施工企业创新一等奖和湖北省科技进步二等奖，在第六次大提速沪宁段电气化改造及武广高速铁路试验段中成功得到测试和验证，并通过中外联合设计、国外施工督导等技术服务，在高速接触网系统SiFCAT350基础上，细化完成了武广高速铁路SiFCAT350-B系列工程设计和实施。