《企業(yè)與企業(yè)家》雜志記者 宋克杰

　　中鐵第四勘察設計院集團有限公司（以下簡稱鐵四院），是于2007年由1953年成立的中鐵第四勘察設計院改制而成的，屬于上市公司中國鐵建股份公司的全資子公司。鐵四院首批獲得建設部授予的工程設計綜合甲級資質，擁有測繪、環(huán)境影響評價、水資源論證，水土保持設計、工程咨詢、工程監(jiān)理、工程造價、地質災害勘察設計、地質災害危險性評估、監(jiān)理等20余項甲級及專項資質，是國家鐵路投資咨詢評估單位。
　　鐵四院成立以來，特別是近幾年，始終堅持“科技興院”的發(fā)展戰(zhàn)略，以科技創(chuàng)新為抓手 ，大力推進自主研發(fā)、自主創(chuàng)新，把提升整體技術水平放在重要位置，不斷加大科研投入，近兩年年均科研經(jīng)費達到1億元。從而，增強了企業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力，提高了企業(yè)的核心競爭力，使鐵四院無論是鐵路主市場，還是軌道交通市場、高速公路及市政市場、海外市場、咨詢業(yè)務、監(jiān)理業(yè)務、總承包業(yè)務等均取得驕人成績。特別是在高速鐵路、高標準鐵路、路網(wǎng)規(guī)劃、鐵路樞紐、復雜山區(qū)鐵路、特大型鐵路站房、水底隧道、軌道交通、橋梁工程等方面的成就更是舉世矚目，先后獲得國家級設計金獎和科技成果獎24項，中國建筑業(yè)最高獎——“魯班獎”16項，省部級科研成果獎140多項，省部級優(yōu)秀勘察設計獎120多項，143項工程設計入選中國企業(yè)新紀錄，綜合實力位居全國勘察設計院百強前列。并獲得“全國五一勞動獎狀”，建國六十周年全國勘察設計行業(yè)“十佳自主創(chuàng)新企業(yè)”，被國家工商總局授予“全國重合同守信譽”稱號，被湖北省企業(yè)聯(lián)合會/企業(yè)家協(xié)會/工業(yè)經(jīng)濟協(xié)會（以下簡稱湖北省企聯(lián)）授予“第十六屆湖北省優(yōu)秀企業(yè)（金鶴獎）”、“2009湖北企業(yè)100強”、“2010湖北企業(yè)100強”，鐵四院董事長蔣再秋被湖北省企聯(lián)授予“第十六屆湖北省優(yōu)秀企業(yè)家（金牛獎）”、“2010湖北經(jīng)濟年度風云人物創(chuàng)新貢獻獎”。2010年4月9日，全國人大副委員長、中科院院長路甬祥來鐵四院視察，對鐵四院在推進技術創(chuàng)新并應用于高速鐵路建設所取得的成績給予充分肯定和高度贊揚。
　　一、世界高速鐵路設計技術的“總領軍”
　　2009年12月26日，由鐵四院總體勘察設計的武漢至廣州高速鐵路（以下簡稱武廣高鐵）正式投入運營，它標志著中國鐵路跨入高速時代。
　　“領跑世界鐵路設計技術，建設世界一流高速鐵路”，是以董事長蔣再秋為代表的鐵四院人孜孜不倦、矢志不渝的心愿。從2008年全國最早建成時速200公里的合寧鐵路，到2009年試驗最高時速292公里、創(chuàng)造我國有砟軌道最高時速的沿海鐵路，到2009年底世界上一次建成里程最長、速度最高的武廣高鐵，到2010年世界上第一條在大面積濕陷性黃土上修建鄭西高鐵，再到2010年9月29日再次刷新最高時速記錄416.6公里的滬杭高鐵、2010年12月3日試運營時速達486.1公里的京滬高鐵，以及到目前承擔的鄭州至武漢、鄭州至徐州、貴陽至廣州、合肥至福州、杭州至長沙等高鐵的設計任務，鐵四院人在我國乃至世界高鐵建設史上，實現(xiàn)了一次又一次的突破，創(chuàng)造了一個又一個的奇跡。
　　在鐵四院設計的眾多高鐵項目中，武廣高鐵成為世界高鐵建設的里程碑。據(jù)鐵四院的專家介紹，武廣高鐵創(chuàng)造了國內(nèi)乃至世界高鐵建設史上諸多“第一”。
　　——武廣高鐵全線鋪設無砟軌道。為確保武廣高鐵長距離安全高速行駛，鐵四院在預防路基沉降、確保無縫鋼軌平順穩(wěn)定方面采用了一系列成熟的高新技術，在軌道設計方面，共計采用了10種類型無砟軌道。
　　——武廣高鐵全線地形地質極其復雜，橋隧總長占線路里程66.7%。武廣高鐵在諸多特殊路段采用橋梁跨越，共有橋梁684座總長468公里，占線路總長達48.4%。在武廣高鐵線上，大跨徑橋梁多，新結構大橋多。武漢天興洲長江大橋是我國首座四線公鐵兩用斜拉索橋，其跨度、荷載、設計通行速度、寬度堪稱世界第一；咸寧汀泗河特大橋，是目前世界上跨度最大的鋼箱系桿拱橋。武廣高鐵以成群的隧道穿山越河，全線有隧道226座總長177公里，占線路總長達18.3%，居世界高鐵之冠。其斷面之大，耐抗性、防排水和環(huán)保與景觀要求之高，防災救援及洞口氣動效應控制之嚴，均屬世界罕見。
　　——武廣高鐵采用先進的國產(chǎn)“和諧號”高速動車組和牽引供電、列車控制、行車指揮等系統(tǒng)，具有良好的啟動加速和持續(xù)高速運行能力。
　　——武廣高鐵采用精密工程測量技術，全面建立路橋隧沉降變形觀察體系，設置防災安全監(jiān)控系統(tǒng)，全線線路兩側設立封閉式柵欄，構建有快速流暢的路基礎排水系統(tǒng)，有牢固的路塹、邊坡防護設施，廣泛應用聲屏障技術，將“安全第一”落到實處。
　　鐵四院與高鐵有著深刻的淵源。為了發(fā)展中國的高鐵，鐵四院走過了艱苦的技術創(chuàng)新之路，進行了長期的技術和人才積累。1994年，鐵四院成立高速動車設計室，開始動車運用技術研究；1994年12月，由鐵四院勘測設計的我國第一條時速200公里的準高速鐵路、全長147公里的廣深準高速鐵路建成通車；2003年7月23日，鐵四院在鐵道部組織的“鐵路建設方案競選”激烈競爭中脫穎而出，奪得“方案競選優(yōu)勝單位”，承擔起我國第一條高速鐵路勘察設計的艱苦重任；2005年，鐵四院成立軌道研究所專攻高速鐵路無砟軌道工程技術，先后承擔了《客運專線無砟軌道國產(chǎn)化研究》等17項課題，獲得《高速鐵路路基工程關鍵技術問題研究》、《無砟軌道結構設計及關鍵技術研究》、《客運專線鐵路防風預警監(jiān)控系統(tǒng)》等10項成果；同時，鐵四院依托項目優(yōu)勢，主持參與了數(shù)十項國家、行業(yè)規(guī)范標準的編寫及相關國際標準的編寫，先后編制完成了《新建時速200—250公里客運專線設計暫行規(guī)定》、《新建時速300—350公里客運專線設計暫行規(guī)定》、《新建時速200公里客貨共線設計暫行規(guī)定》、《高速鐵路設計規(guī)范》等42項綜合性及專業(yè)性設計規(guī)范、標準?？梢哉f，鐵四院是國內(nèi)最早研究高速鐵路技術的設計院，也是最早開始勘察設計高速鐵路的設計院，更是最早取得高速鐵路設計技術歷史性突破的設計院，還是全球設計高速鐵路最多的設計院。
　　鐵四院在建院57年來，承擔完成了全國既有鐵路勘察設計任務的1/3，2003年以來，承擔的鐵路客運專線占全國的50%以上的基礎上，目前，已先后設計建成高速鐵路通車里程3300多公里，約占全國新建高速鐵路通車里程的75%；在全國鐵路“四縱四橫”1.3萬公里骨架網(wǎng)中，設計或咨詢的高速鐵路里程達到6880公里，占53%。不僅如此，鐵四院的許多科研成果已廣泛應用于國內(nèi)各條高速鐵路的建設，為推動我國高速鐵路的建設發(fā)展做出了歷史性貢獻。更有甚者，武廣高鐵開通后，美國媒體驚嘆：在中國高鐵面前，西方國家成了第三世界。還有一些媒體稱，高鐵技術被稱為“大國技術”，在過去的三十年，全世界走在高鐵技術前沿的只有法國、日本和德國，但現(xiàn)在，武廣高鐵技術的綜合能力超過了德、日。美洲、歐洲、東南亞、非洲等多個國家和地區(qū)紛紛派代表團前來鐵四院參觀考察，洽談合作事宜。2010年10月，俄羅斯總理普京訪華并參加上海合作組織成員國政府首腦理事會會議，兩國簽署了要求中國幫助俄羅斯建設高鐵合作備忘錄。2010年11月，美國通用電氣與中國鐵道部簽署備忘錄，雙方承諾在尋求參與美國時速350公里以上的高鐵項目方面加強合作。據(jù)英國《星期日泰晤士報》2011年1月30日報道，英國也有從中國購買高鐵列車的意向。
　　鑒于鐵四院高鐵設計技術在國內(nèi)外的上述巨大影響，鐵四院作為世界高速鐵路設計技術的“總領軍”是當之無愧的。
　　二、和諧鐵路及人文客站設計技術的“創(chuàng)始人”
　　無論是京滬、武廣高鐵，還是其它城際、城市鐵路，鐵四院的設計方案都充分考慮環(huán)境因素，盡量減少對環(huán)境的破壞，達到人與自然和諧共融，使“環(huán)境友好”理念落到實處。鐵四院的這種設計理念，可以說是世界鐵路設計史上的首創(chuàng)。
　　鐵四院在合肥至武漢鐵路設計中，合理避開安徽省紫蓬山風景名勝區(qū)、天馬國家級自然保護區(qū)、五腦山森林公園和漢代六安王陵墓；在鄭州至重慶鐵路選線中，避開了丹江水庫水源；在宜萬鐵路修建過程中，積極開展鐵路工程影響研究和施工環(huán)境監(jiān)理，有效保護了中華鱘產(chǎn)卵地以及周邊環(huán)境的安全。
　　火車客運站是旅客接觸鐵路的第一印象，發(fā)揮著鐵路“窗口”的重要作用。在鐵路客運站房設計方面，鐵四院一直走在行業(yè)前列，先后設計建成了南京、福州、武昌、漢口等一批大中型客站，完成了上百座大中城市鐵路站房的設計任務。近年來設計的武漢站、廣州南站、蘇州站、南京南站等特大型客站設計工作，代表了鐵路客運站國際先進水平，具有國際影響力。在中國新一代鐵路站房建設中，結合旅客流線、功能布局、大空間結構、“站棚房”一體化及“四節(jié)一?！钡汝P鍵技術的理念創(chuàng)新，進行了大量新技術、新工法的研究探索。在新建鐵路客運車站設計中，鐵四院注意充分體現(xiàn)人性化，盡可能實現(xiàn)與當?shù)匚幕?、周邊建筑風格統(tǒng)一。同時，確立大交通理念，充分考慮人們出行和換乘的便利，將車站設計成為綜合交通體，與城市地鐵、公交、出租車、航空、水運實現(xiàn)無縫對接，旅客可以“零換乘”選擇多種交通方式，推動了鐵路站房設計理念現(xiàn)代化的創(chuàng)新發(fā)展。
　　鐵四院設計的南京站于2005年9月1日建成投入使用后，充分體現(xiàn)了標志性、功能性、系統(tǒng)性、先進性和文化性的有機結合。車站站房采用桅桿斜拉索懸掛結構，用18根桅桿支撐起橫向鋼梁，像一艘豎起桅桿、拉滿風帆的巨型帆船停泊在美麗的玄武湖畔，既具有江南文化特色，又融合現(xiàn)代化氣息。南京站在改建設計時，還首次將旅游休閑以及鐵路與城市地鐵、公交等多種交通方式實現(xiàn)“無縫對接”的綜合交通樞紐理念融入鐵路站房設計。在慶祝新中國成立60周年時，南京站被評為“百項經(jīng)典建設工程”大獎。
　　鐵四院設計的武漢站建筑設計整體取意“千年歸鶴”，其中部突出的大廳屋頂象征武漢在“中部崛起”，屋頂九片重檐同心排列象征著武漢“九省通衢”的重要地理位置，具有濃郁的湖北特色。武漢站有很多新穎獨特之處，其中的站房立柱像一個個大樹叉，主干與支叉均在發(fā)揮著受力的作用，既漂亮又科學。穿過站房來到一層的地鐵進口，看到所有火車軌道全部架在壯碩的橋墩上。武漢站是全國首座采用全高架橋梁結構的車站，不僅成倍節(jié)約了土地，而且由于其立體結構，極大縮短了旅客的步行距離。專家評價，這種“站橋合一”綜合新型結構體系是結構技術創(chuàng)新的經(jīng)典之作。這種全新的空間結構形式，解決了不同規(guī)范的適應性、列車震動、結構減振、整體抗震等一系列技術難題，極大豐富了空間結構的內(nèi)容。武漢站從遠處看與機場沒有什么區(qū)別，開放式的站房寬敝明亮，完全沒有老式火車站局促憋悶的感覺。當人們在武漢站大廳沿著兩邊弧型階梯緩緩走上二層，再透過巨大的玻璃幕墻往“天井”俯瞰時，所有進站列車都映入眼簾，儼然一幅流動的圖畫，這種“把火車開進房子里”的全新設計理念得到專家們的一致好評。
　　鐵四院設計的廣州新客站的建筑設計體現(xiàn)了嶺南文化特色的芭蕉葉和廣東音樂《步步高》的意境，并已成為廣州的標志性建筑物。廣州新客站鋼結構鋼材用量約8萬多噸，是“鳥巢”的1.7倍。廣州新客站把普速列車、廣珠城際和武廣、廣深港客專等三種不同的運輸標準組合在同一個車場里，形成了集高速鐵路、普速鐵路和地鐵公交、出租車等城市交通設施于一體的特大型綜合性交通運輸樞紐。
　　鐵四院還將地源熱泵技術、再生水源熱泵技術、冰蓄冷技術等在火車站設計中被普遍采用；自然光的引入、中水回收技術等大量節(jié)能環(huán)保措施得到推廣應用；太陽能發(fā)電技術在所有大型客站中得到了廣泛應用。
　　武昌站是湖北省的節(jié)能示范工程，鐵四院在設計中利用工程樁來埋設土壤源熱泵管，靠插在地表以下的高密度聚乙烯管與土壤藕合，熱量在管道的液體和土壤之間進行傳遞，把地能中的熱量“取”出來。2007年12月啟用后，5萬平方米的武昌火車站站房耗電量僅是一臺1.5匹空調(diào)的1/4耗電量。
　　此外，鐵四院在武漢站設計采用了地源熱泵空調(diào)系統(tǒng)、屋頂自然采光、智能照明、太陽能光伏電池板發(fā)電系統(tǒng)等多項環(huán)保節(jié)能措施；在漢口站和深圳福田地下站的設計中，做了高架候車室和地下引入自然光線的研究；在廣州新客站和武漢站的設計中，設計人員還作了交通、消防、照明、減震、降噪等專題研究。
　　所有這些新技術、新工藝，在支持和鼓勵節(jié)能環(huán)保技術方面發(fā)揮了示范和積極導向作用。
　　據(jù)悉，截止2010年底，我國已建成并開通運營的新火車站有220多座，這些充分體現(xiàn)人文特色的新火車站普遍做到能力充足，功能完善，為廣大旅客提供了快捷、方便、舒適的乘車環(huán)境，顯著提升了中國鐵路運輸服務品質。2005、2007和2009年，鐵四院先后三次承辦中國鐵路客站技術國際交流會，推廣了鐵四院人文和諧、科學先進的鐵路客站設計理念，在我國鐵路客站設計中發(fā)揮了極大的引領和指導作用。
　　三、復雜山區(qū)鐵路和水底隧道設計技術的“開拓者”
　　繼承著孫中山先生建國方略遺愿和承載著鄂西沿線人民百年夢想的宜萬鐵路，是我國目前地質最復雜、地形最困難、施工風險最大的山區(qū)鐵路，其復雜困難程度是“內(nèi)行聞所未聞，外行無法想象”。尤其是復雜巖溶隧道的建設難度更為國內(nèi)外罕見，建設條件之艱、難、險，創(chuàng)下諸多鐵路史上的中國之最乃至世界之最，被西方國家認定為筑路“禁區(qū)”。但承擔勘察設計重任的鐵四院人，憑著“狹路相逢勇者勝”的豪邁氣概，承受著難以想象的風險和壓力，在艱苦考驗中慨然前行。
　　在勘測設計階段，為了找到更為科學合理的線路方案，鐵四院勘察設計人員多次深入“無人區(qū)”，吃盡了千辛萬苦。他們在根本無路的山林中攀爬，在黑暗的溶洞中探摸，在湍急的河流上野漂，很多人都曾與死神擦肩而過，經(jīng)歷過無數(shù)次生與死的考驗。
　　1993年至2003年期間，鐵四院先后六次抽調(diào)精兵強將，為宜萬鐵路組織大規(guī)模的勘測、勘探及航空測量工作。歷經(jīng)了宜昌、枝城、萬州、涪陵等不同接軌點方案，沿清江線路方案，12‰—24‰不同限制坡度方案，80—200公里不同設計時速以及單、雙線方案等多次研究、勘察設計和科研工作。每一次方案調(diào)整及標準提高，鐵路功能更完善，利民更到位。據(jù)統(tǒng)計，為了找到最佳線路方案，宜萬鐵路377公里的正線線路，鐵四院人共計完成了1500公里的初測、補充初測以及980公里定測、補充定測任務。
　　宜萬鐵路跨越巖溶強烈發(fā)育地區(qū)，建設難度舉世公認。其中8座Ⅰ級風險隧道，穿越深埋高壓巖溶地區(qū)，建設中面臨的突水突泥問題，屬世界級難題。
　　鄂渝交界處的齊岳山隧道，全長10.5公里，卻穿越10多條斷層、3條暗河、188個大小溶腔，平均每掘進20米，就要處理一個溶腔。開工后，先后發(fā)生突泥突水38次，需要四級泵站幾十臺水泵常年同時不斷抽排巖溶水，才能保證正常施工。
　　在齊岳山隧道中，長達253米的F11富水大斷層是最大的“攔路虎”。斷層由角礫巖和斷層泥組成，一挖就破，山體里面的水像箭一樣的噴射出來，“壓力可以將水送到100層樓那么高”。
　　在這樣惡劣的地質環(huán)境下，鐵四院現(xiàn)場設計人員采取強力抽排、封堵、迂回、注漿加固、超前支護等措施，確保隧道施工穩(wěn)步推進，首創(chuàng)“釋能降壓”專項技術，對風險隧道的全面突破起到了決定性作用。
　　2009年12月10日，經(jīng)過6年多的掘進，齊岳山隧道全線貫通，這標志著我國攻克了巖溶隧道世界級修建難題。
　　經(jīng)過鐵四院人8年的艱苦奮戰(zhàn)，宜萬鐵路于2010年12月建成通車，這是目前我國同類地質條件下時速最高的鐵路，成功實現(xiàn)了中國在復雜山區(qū)修建鐵路的“百年夢想”。
　　建成通車的宜萬鐵路，74%的路段是隧道和橋梁，有8個車站建在橋上或隧道里，被業(yè)界稱為橋隧博物館，堪稱世界奇觀。復雜隧道風險分級、超前地質預報、排水減壓、注漿等方面的研究和首創(chuàng)，最大程度地降低了安全施工風險，形成了一套完整的巖溶地區(qū)復雜隧道修建技術，而在橋梁技術方面的大量研究填補了國內(nèi)多項空白。
　　在水底隧道方面，上世紀80年代，鐵四院就開始了技術攻關，已承擔了10余座水下隧道設計。設計的水底隧道埋深最深達67米，長度最大為11公里，多項指標摘取國內(nèi)水下隧道之冠。近幾年來，鐵四院已成功設計了萬里長江第一隧的武漢越江隧道、盾構直徑達15米的南京長江隧道、武廣高速瀏陽河隧道、錢塘江慶春路隧道、長沙市湘江大道瀏陽河隧道等水底隧道工程，占據(jù)國內(nèi)50%以上的市場份額，不僅是國內(nèi)設計水底隧道最多的設計院，而且是國內(nèi)唯一全面掌握了水底隧道盾構法、礦山法、沉管法三大工法技術的設計單位，進一步確立了鐵四院水底隧道的技術優(yōu)勢。