转贴：铁道馆（铁路/火车基本常识）

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三拱如虹飞架天塹——九江长江大桥 　　宏伟的九江长江大桥是京九线的配套工程，于1993年建成通车。九江长江大桥是公铁两用桥，全长7675.4米。下层为铁路桥，双线；上层为公路桥，4车道，两侧各设宽2米的人行道，是中国20世纪90年代最长的公铁两用桥。 　　大桥在桥梁结构、使用材料、施工设备等方面都有创新，有些新技术在我国首次采用。正桥钢梁11孔，其中1～3孔、4～6孔为连续钢桁梁，7～9孔为三跨刚性梁柔性拱，第10、11孔为简支钢桁梁。两岸铁路引桥共144孔，均采用无碴无枕预应力混凝土箱形梁。 　　正桥钢梁采用15锰钒氮新钢种，栓焊结构。在结构形式上，一大两小的拱形突破了长江上几座大桥钢梁结构的老桁式，新颖而美观。钢梁采取悬臂法架梁，为降低悬臂架梁时的安装应力，采用吊索塔架斜拉索承担部分悬臂钢梁的重量,这是国内悬臂法架梁不断发展的一项新技术。悬臂安装钢梁的跨度,有6跨为162米，2跨为180米,均属国内悬臂安装最大跨度。使用的吊索塔架结构庞大,高53米,自重800吨,共用40根吊索,每根索由169根直径5毫米的高强度钢丝组成，每根受力200吨。吊索塔下有32个直径0.7米的走行车轮，可使这座庞然大物沿着钢梁上弦杆临时轨道走动,随着钢梁架设前进,逐孔使用。 　　根据以往经验，在长江上修建深水基础，因受水位控制，将一个桥墩筑出水面至少要一年半，也就是两个枯水期时间，这也是在长江上建桥工期较长的主要原因。九江大桥采用双壁钢壳围堰的防水措施。这种围堰有坚强的圆形双壁钢壳，内有支撑连接，可承受围堰内外较大水头差所产生的巨大压力。抽水时不受水位限制，可以较早地在围堰内封底而安全渡洪，因此在任何季节均可施工。围堰的制做、安装、下沉等工序简单，再加上钻岩技术的改进，封底混凝土内预留钻孔位置等工艺措施，从而就大大缩短修建深水基础的周期，达到一年之内可筑一个桥墩的新水平。 　　大桥建成通车之后，这座形式新颖、美丽壮观的特大桥梁犹如长虹飞悬市区，为九江古城锦上添花。更为重要的是，对改善我国铁路布局,联结华东、沟通南北路网,促进华东、中南等地的物资交流,发展旅游事业,均具有重要意义。

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我国跨度最大的公铁两用桥——芜湖长江桥

　　中国铁路桥梁的建设者，在长江上共修建了8座铁路大桥（其中4座公铁两用桥）。位于长江下游安徽省芜湖市的芜湖长江大桥，全长10616米，是目前中国最长的公铁两用桥。跨江主桥长2193米，公路在上层，铁路在下层。

　　大桥由铁道部和安徽省合资建设，1997年3月正式动工，2000年5月16日大桥合龙，9月30日建成开通。芜湖长江大桥主体工程，铁路部分为Ⅰ级，双线，北接宁芜线，南联芜铜、皖赣线，东与宣杭线、西与淮南线相通；公路部分为4车道，双人行道，联接合芜、芜宁、芜杭等多条高速公路和国道。

　　芜湖长江大桥作为本世纪末的标志性工程，融人了当代桥梁建设的最新技术，采用了新结构、新材料和新工艺，创造了中国桥梁史上的诸项第一。

　　大桥主跨312米，是我国迄今为止公铁两用桥中跨度最大的桥梁。

　　为提高桥梁刚度，改善公路面的行车条件，降低工程造价，跨江正桥全部采用钢筋混凝土桥面板与主桁结合共同作用的板桁组合结构。建成后的公路桥面具有刚度大，噪声低，行车平稳等优点。

　　混凝土用量约53万立方米，结构用钢约11万吨，工程量相当于武汉长江大桥和南京长江大桥的总和，居国内桥梁第一位。

　　受飞行净空、通航净空和线路高程的限制，大桥因地制宜采用低塔、斜拉索加劲的连续钢桁梁新桥型。将常规的200米高的主塔压缩至84.2米。像芜湖长江大桥这样主跨312米的公铁两用桥，采用低塔斜拉桥型，在世界上也是十分罕见的。

　　正桥钢梁全部采用了我国自行研制生产的强度、韧性和焊接性能优异的14锰铌钢。采用厚板焊接整体节点新技术，其工艺水平进入了世界先进行列，而承载力超过50000千牛的大型箱型杆件，结构先进，技术难度很大。

　　大吨位斜拉索疲劳应力首次采用250兆帕的国际标准，即每平方厘米承受力达25000牛的变化量，为国内同类桥梁之最。

　　正桥首次采用3米大直径双壁钢围堰钻孔桩基础和高桩承台基础，攻克了大嵌岩和厚沙层带来的施工难关。而双壁钢围堰低柱承台基础，抽水深度达43米，创造了深岩层抽水新纪录。

　　铁路引桥采用40米跨度部分预应力混凝土箱梁结构，一次灌注完成，这是我国目前铁路大桥中箱形简支梁跨径最大、技术最先进的。

　　首次研制和使用大吨位全旋转架梁吊机和附壁式旋转270度吊机，提高了施工速度。

　　总之，芜湖长江大桥可谓集中国桥梁科技之大成。它的建成使我国铁路桥梁的总体水平（设计、制造、安装），步入世界公铁两用桥的先进行列。人们自豪地把芜湖长江大桥称为“世纪之桥”。

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隧道——铁路修建的捷径

　　铁路隧道是铁路线路用来克服山岭高程障碍或渡江过海而修建的地下、水下的工程建筑物。铁路上为什么要修这么多隧道呢？简单地说，就是让铁路线走一条合理的捷径。所以，铁路一进入山区，在遇到高山等障碍时，往往是凿通高山，修建隧道，让火车穿山而过。另外，隧道还可以使铁路线路在江河、甚至海峡的水下通过，避免修建桥梁而妨碍大型船舶通航。

　　隧道的种类很多，按用途分,有铁路隧道、公铁两用隧道、地铁隧道等；按断面形状分,有圆形隧道、拱形隧道、卵形隧道、矩形隧道等；按位置分，有傍山隧道、越岭隧道、水底隧道和地下隧道等；按衬砌结构分，有之墙式衬砌隧洞、曲墙式衬砌隧道、曲边墙叫仰拱衬砌隧道等；按隧道内铁路线路数分，有单线隧道、双线隧道和多线隧道等。

　　隧道的长度小于500延长米，称之为短隧道；在500～3000延长米之间，称之为中长隧道；在3000～10000延长米之间，称之为长隧道；而10000延长米以上的，称之为特长隧道。

　　隧道结构由以下几部分组成：

　　洞身——隧道结构的主体部分，是列车通行的通道。

　　衬砌——承受地层压力，维持岩体稳定，阻止坑道周围地层变形的永久性支撑物。它由拱圈、边墙、托梁和仰拱组成。

　　拱圈位于坑道顶部，呈半圆形，为承受地层压力的主要部分。边墙位于坑道两侧，承受来自拱圈和坑道侧面的土体压力，边墙可分为垂直形和曲线形两种。托梁位于拱墙和边墙之间，为防止拱圈底部挖空时发生松动开裂，用来支承拱圈。仰拱位于坑底，形状与一般拱圈相似，但弯曲方向与拱圈相反，用来抵抗土体滑动和防止底部土体隆起。

　　洞门——位于隧道出入口处，用来保护洞口土体和边坡稳定，排除仰坡流下的水。它由端墙、翼墙及端墙背部的排水系统所组成。

　　附属建筑物——为工作人员、行人及运料小车避让列车而修建的避人洞和避车洞；为防止和排除隧道漏水或结冰而设置的排水沟和盲沟；为机车排出有害气体的通风设备；电气化铁道的接触网、电缆槽等。

　　在有大吨位船舶航行的水域，或穿越水域的铁路运量和输密度很大，或在城市内河流两岸建筑物密集区，经过技术经济比较，可考虑修建水底隧道。水底隧道一般由岸边敞口段，岸边暗挖段和水底暗埋段三部分组成。容许纵坡不应大于该线的限制坡度。

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世界著名的铁路隧道

　　早在19世纪末20世纪初，欧洲就出现了几座至今仍享有盛名的长大隧道。

　　仙尼斯隧道，连接法国、意大利两国，长12900米，双线，建于1857～1871年。

　　圣哥达隧道，位于瑞士境内，长15000米，双线，建于1872～1882年。

　　辛普伦隧道，连接瑞士意大利的一座铁路长隧道，长19800米。第一号隧道建于1896～1906年，第二号隧道建于1912～1921年。

　　美国最长的隧道是1925～1928年修建的长12540米的喀斯喀特隧道。

　　世界上最长的山岭隧道是位于日本上越新干线的大清水隧道，长22280米。

　　世界上最著名的铁路隧道，莫过于日本的青函海底隧道和英法海底隧道。

　　日本青函隧道是当前世界上最长的一条隧道。它通过津轻海峡，把津轻半岛和北海道的铁路连接起来。隧道由本州的青森穿过津轻海峡到北海道的函馆，为双线隧道，全长为53860米，其中海底部分为23300米。青函隧道1964年开挖斜坑道，经过24年的施工，于1988年3月13日正式投入运营。

　　英法海底隧道从英吉利海峡最窄处即英国的多佛尔到法国的加来，同时修建两条直径7.3米、长50000米的铁路隧道。其中37000米在海底。两条隧道之间相距30米，在其中间线再修一条直径为4.5米的辅助隧道，每隔375米与两侧主隧道连通，供通风、维修使用。当主隧道因故列车不能通行时，辅助隧道还可作为应急的通道。全部工程耗资为530亿法朗（约合70亿美元）。

　　英法海峡隧道长50公里，当高速列车通过时，巨大的压力和空气阻力会使隧道内的温度升高到49℃～55℃。这样高的温度不仅会造成钢轨变形、设备发生故障，而且旅客也难以忍受。为了解决这个问题，科技人员在两个隧道之间加设了一条冷却管道，并在海峡两端建造了巨型水冷却设备，水温在这里被降到3℃，然后流经管道以降低隧道内的温度。

　　隧道于1987年动工，1994年竣工并投入使用。坐时速260公里的高速火车，穿越隧道只用26分钟，从巴黎到伦敦由原来的5小时缩短为3小时。列车全天运营，高峰时间每3分钟开出一列。

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中国著名的铁路隧道

　　中国是多山的国家，且地质状况十分复杂，经过山区的铁路分布着众多隧道。从1887年台湾省建成第一座铁路隧道起，到目前为止，中国的铁路线上已建成并正式交付运营的隧道达5500余座，总长度超过2700公里，占铁路网总长度的4.69%，成为世界上铁路隧道数量最多、长度最大的国家。其中1970年建成的全长1085 公里的成昆铁路，隧道总长达340 公里；1997年建成的全长899 公里的南昆铁路桥隧总长占全线的31％（隧道258座）。中国近代修建的著名铁路隧道，主要是台湾的狮球岭隧道和八达岭隧道。

　　狮球岭隧道是中国最早建成的铁路隧道，位于台湾省基隆经台北至新竹窄轨铁路的基隆与七堵之间，全长261米。这座隧道通过页岩、砂岩及粘土地层，最大埋深61米。在地层压力较大处，拱部用砖作衬砌，边墙用石料作衬砌；在岩层较好处，则用木料作衬砌。隧道于1887年从南北两端同时开工，由外国工程师定出线路方向及中心桩的开挖高度，由清朝政府的军队负责施工。筑路官兵用粗笨工具开挖，克服了大塌方等不少困难，终于在1890年建成。现在的狮球岭隧道已成为台湾省基隆的旅游景点，游人来此瞻仰，缅怀先人们的丰功伟绩。

　　八达岭隧道是中国自行设计和施工的第一座越岭隧道，位于（北）京包（头）铁路青龙桥车站附近。这座单线隧道全长1091米，由我国杰出的工程师詹天佑亲自规划督造，1907年开工，在中国技术人员和工人的努力下，仅用18个月，于1908年竣工。隧道位于直线上，进口端隧道外线路坡度为32.3‰，隧道内线路最大坡度为21.5‰。隧道穿过的岩层主要是较坚硬的片麻岩，另外还有部分角闪岩、页岩和砂岩等，风化呈破碎和泥质状态。为增加工作面，在隧道中部开凿了一座深约25米的竖井，井上建有通风楼，供行车时排烟和通风用。隧道衬砌的拱圈采用预制混凝土砖砌筑，边墙用混凝土就地灌注，隧道底部用厚约100毫米的石灰三合土铺筑。

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中国铁路第一座采用平行导坑施工的隧道：凉风垭隧道

　　凉风垭隧道是中国铁路第一座采用平行导坑施工的隧道，位于（四）川黔（贵州）铁路干线上黔北桐梓县境内，直穿娄山山脉，全长4270米。隧道穿过的地层主要是石灰岩，地质复杂，岩层破碎，节理发育，开挖中遇到大小断层十几次，还有丰富的地下水。施工时在距线路西侧20米处同时开挖一个与隧道平行的导坑，作为施工辅助坑道，以增加工作面，加速施工进度，并起到地质勘探作用，还妥善地解决了施工中的通风、排水和运输等问题，使工序干扰大为减少。施工通风是利用平行导坑作为风道，采用巷道式通风，由于断面大，因此阻力小、通风效果良好。凉风垭隧道建成后，贵（阳）昆（明）、成（都）昆（明）等条铁路上的长隧道，相继采用平行导坑施工，且其布置与各项施工技术条件也多参照凉风垭隧道的经验选定。从这个意义上看,凉风垭隧道在我国隧道建设史上起到了开拓的作用。隧道于1957年11月开工，1960年竣工。

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中国目前已开通运营的海拔最高的铁路隧道：关角隧道

　　关角隧道是中国目前已开通运营的海拔最高的铁路隧道，位于青藏铁路西（宁）格（尔木）段的青海省天峻县内，全长4000米。洞内轨面最高处海拔3692米。由于地处高海拔地区，气候寒冷，空气稀薄，年平均气温0℃，最低温度为零下37.5℃，四季飘雪，长冬无夏，即使在七八月份隧道内还必须穿棉衣。隧道附近气候变化剧烈，一日之内经常是几度雨雪，施工及运营管理均很艰苦。隧道地质构造复杂，通过11个大断裂层，含有大量泥灰岩、高岭岩、蒙托石等膨胀性岩层，多次塌方。在隧道掘进中还遇到大量涌水，最大时涌水量达10000立方米。这些特殊情况给施工带来很大困难，再加设计改为电力牵引，隧道净空需增高0.55米，必须落底补加边墙基础，更增加了施工难度。
　　隧道1958年开工建设，1961年3月因故停工。1974年10月复工，由原铁道兵承担施工。打开封闭13年的洞口，只见洞内积满了水，拱顶坍落、边墙倒塌、废碴很多。指战员们克服艰难险阻，历时一年半，共清出弃碴杂物近50000立方米，接着开始掘进上导坑。1977年6月16日完成主体工程，同年8月15日铺轨通过隧道。1978年隧道通车后，发现整体道床开裂上臌，不到两年道床抬高达300毫米，水沟破裂，边墙脱落变形，拱顶裂纹掉块，局部边墙侵限等病害，威胁行车安全。1983年5月，整治病害后，1984年年底又发现未换仰拱地段的整体道床陆续裂纹上臌，两轨面水平误差达60毫米并发现拱顶掉块，边墙开裂，墙脚疏松脱落等病害。经多方调查论证，查明道床上臌是因为隧道底部地层中含有大量遇水膨胀的绿泥岩、蒙托石等。所以从1990年开始，拆除上臌地段的整体道床，增加钢筋混凝土仰拱，铺设轨枕板。同时拆除部分边墙，再次进行衬砌后压浆补强，对部分边墙拱顶进行小锚杆挂网喷浆加固。为根除隧道两端路基冻害，还对进出口段路堑内道床下路基土质彻底换填，增设了防寒保温排水沟。
　　关角隧道的施工前后历时30多年，除停工的13年外，正式开挖建设5年半，而整治病害耗时9年多，可见隧道地质构造之复杂、气候条件的恶劣和病害的严重。

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以“难”著称的隧道：南岭隧道

　　南岭隧道是以“难”著称的隧道，位于（北）京广（州）铁路衡（阳）广（州）复线郴州与坪石之间。隧道全长6666.33米，双线电气化牵引。隧道在湖南省郴县邓家塘镇附近穿越南岭山脉的五盖山和骑田岭挟持地带。这个地区为剥蚀低山丘陵区，连溪河辗转曲折，两次流经隧道顶部，原有京广铁路在下连溪和隧道出口两次与隧道立交。隧道穿越5处溶蚀洼地，埋深最浅地段仅39～45米。此地区属著名的南岭构造带，构造运动强烈，岩溶极为发育，地下水富集，地质条件十分复杂。建设者在在测绘的基础上，用地面和隧底钻探、物探和洞内超前钻探，结合溶岩发育规律，摸清岩溶的具体形态，为施工提供了可靠依据。隧道洞内岩溶突水涌泥量和地表塌陷规模之大及其对施工的危害强度，在国内外隧道建筑史上均属罕见。自1979年9月开工至1988年11月主体工程竣工，共发生大小突水涌泥24次，涌出稀泥和砂子近30000立方米。因洞内大量突泥涌水，共发生大小陷穴52处，最深达20米。沿连溪河两岸塌陷19处，河床先后因塌陷而断流，大量河水泥砂涌入隧道，堵塞坑道，阻碍施工。当隧道开挖到1935公里745米时，先后3次突泥，总量达10689立方米。建设者对突泥地段施加高压注浆，使稀泥在高压下劈裂，在缝隙中充入水泥和水玻璃浆液，凝固后呈坚硬的水泥水玻璃网络，使稀泥固结、压缩、脱水,并被部分置换，形成有一定强度的结石体。为保证施工安全，在注浆固结的基础上钻孔，每隔600毫米顶进一根无缝钢管，形成管棚，使稀泥与管棚构成统一的加固支护体系。因开挖隧道破坏了地下水的动力平衡，以致地下水向隧道渗漏宣泄。不仅影响施工，而且直接影响电气化设备的使用，留下隐患,增加隧道养护的困难。针对地下水的特点施工单位制定了“以堵为主、堵排结合、浑水要堵、清水可排”的治水原则。为了从根本上阻止地下水向隧道泄漏，保护地面环境，又采取了“河填地面陷穴，改道断流河渠，地下地面注浆，衬砌防水防漏”的综合治水措施。经回填陷穴与改道断流河渠,截止了地表水向地下倒灌,防止了农田及其它设施因地面变形受损。经历10年的艰苦奋斗,建设者们用智慧和汗水解开一道道技术课题，越过一座座难关险隘, “难”岭隧道不再难，终于为衡广复线电气化铁路打通了湘粤两省的大门。衡广复线工程1989年年底通过国家验收,正式交付使用。

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中国已通车的最长双线电气化铁路隧道:大瑶山隧道

　　大瑶山隧道是中国已通车的最长双线电气化铁路隧道，位于京广铁路广东省粤北瑶山山区的坪石至乐昌间，全长14295米。隧道埋深70至910米，双线铁路电力牵引断面，由于采用截弯取直的长隧道设计方案，隧道建成后，比既有铁路坪石至乐昌间缩短约15公里。开挖大瑶山隧道,推行了国外最先进的设计和施工的方法——“新奥法”。采用八十年代国内外最先进的大型机械，实现了主要工序——钻爆、支护、装运三条机械化作业线。
　　开挖使用的全液压钻孔台车是按照大瑶山隧道的设计断面，从国外引进的大型机械，在国内铁路隧道施工中第一次使用。它的4个臂膀上装有4台高效液压凿岩机，电力驱动液压传动，自动进退，有自动平行机构和外插角机构，以确保钻孔质量。这种台车工效高、噪声低、粉尘浓度低、操作简便、作业灵活，每班仅需4人操作，而且能一机多用。开挖断面面积86～118平方米，钻孔175～200个，钻孔时间4～5小时，爆破一次进入约4.8米。
　　隧道的两次支护都采用大型机械——喷射混凝土三联机和机械手，对开挖后的岩面及时喷射混凝土；由四臂全液压台车打眼，安装钢筋砂浆锚杆，做第一次支护。待围岩变形基本稳定后，在第一次支护面上粘贴聚氯乙烯防水层。然后用全断面轨行式钢模板台车，灌注第二次混凝土衬砌。

　　大瑶山隧道全断面开挖，一次爆破的碴石约600立方米，采用2.7立方米的轮胎式装载机装碴，载重20吨的自卸卡车运碴，两台机械紧密配合，只要8～10小时就能将一次爆破的碴石清理干净。

　　大瑶山隧道在“新奥法”原则指导下，首次运用大型机械联合施工。隧道自1981年11月起正式开工，1987年建成通车。
　　小词典——新奥法。“新奥法”是新奥地利隧道施工法的简称，奥地利拉布西维兹（L·V·Rabcewicz）教授于1948年提出，1956年获专利权。它是以岩体力学理论和大量实践经验为基础，总结出来的一套地下工程设计施工方法。与传统修建方法不同，强调发挥围岩的自承作用，以薄层柔性支护与围岩结合形成的支护系统取代厚层的混凝土衬砌，改善了受力性能，减少了开挖量和污工量，在经济性和安全性方面，均优于传统的衬砌结构。根据“新奥法”的原理，人们常把喷射混凝土、锚杆、量测称为“新奥法”的三大要素。

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中国第一座重载铁路双线隧道：军都山隧道

　　军都山隧道是中国第一座重载铁路双线隧道，位于北京市延庆县东南，燕山北麓，大秦铁路延庆车站与铁炉村车站之间。全长8460米，仅次于米花岭隧道，是我国已运营的第三座长大铁路隧道。隧道地质构造较为复杂，进口端有670米黄土砂质粘土段，从拱顶到地表面的埋深厚度仅有12～23米，最薄地段只有3.6米；出口端有70米是洪积块石土堆积层，然后是长约500米的风化花岗岩，并有煌斑岩侵入，节理发育，有地下水；其余地段为岩浆岩，岩体较完整，但有四条影响较大的断层通过隧道。隧道最大埋深640米，开挖后的岩体应力重新平衡，有小块岩石坠落。隧道每昼夜涌水量约为13200立方米。由于隧道长、工期短、难度大，除进出口正洞工区外，确定选用“三斜一平”的施工方案，以增加施工面，达到长洞短做。为解决3号斜井至出口段长达4083米地段的通风、排水和施工问题，在出口设置两公里长的平行导坑。全隧道开挖工作量为92万立方米，混凝土圬工量为20万立方米。同大瑶山隧道一样，军都山隧道也采用“新奥法”原则指导设计与施工，充分调动围岩的自承能力，实现大断面快速掘进，并为大型施工机械提供宽阔的操作空间。本着先进、高效、实用的原则，选用引进一批大型设备，完善系列配套。以单臂每分钟钻进1.5～2米的全液压二臂、三臂和四臂凿岩台车钻爆开挖；用1.4～5立方米大斗装载机，配20吨自卸汽车及6～8立方米矿车、棱式矿车等出碴；全断面或半断面掘进，正洞用无轨运输，斜井用有轨运输；用机械手进行喷射混凝土初期支护；二次衬砌，是在洞外工厂拌合混凝土以后，用6立方米混凝土输送车运至施工面，再用混凝土泵泵进12米全液压模板衬砌台车内，使隧道边墙、拱部一次成型。以上设备的高效率配套，组成破岩、装运、支护的三条流水作业线。军都山隧道进口端有670米长的一段，位于浅埋和黄土砂层中，其中有170米范围的拱部还通过中等密实的细砂层，地下水位在边墙中部，就地质条件而言，这一段不能形成自然拱，在国内隧道修建史上没有先例，是施工中难度较大的关键之一。对黄土段，主要采用小导管超前支护法、小导管注浆超前支护法和插板法施工。三种支护法使隧道顶部形成一个低强度的混凝土保护拱，然后进行开挖。对黄土层的含水段，用洞外井点降水。共设置18个降水钻孔，安装9台深井潜水泵抽水，截挡地下水补给来源，降低地下水位，保证含水段施工时基本干燥，顺利通过了复盖仅3.6米的隧道浅埋地段。对其它断层和破碎带，坚持“短进尺、弱爆破、强支护、勤测量、及时衬砌”的原则组织施工。遇到复杂地质,计划用钎探、物探等手段，预测地质和水文地感情况，据以施工。军都山隧道1985年1月正式开工，1989年通车。

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中国已通车的最长单线电气化铁路隧道：米花岭隧道

　　米花岭隧道是中国已通车的最长单线电气化铁路隧道，位于南昆铁路经过的广西壮族自治区田林县板桃乡境内，全长9392米。隧道穿越右江与南盘江两水系的分水岭——九巍峨山脉，区域内山脉绵延，峰峦起伏，山坡陡峻，沟谷深切。本地区属亚热带湿润季风气候，山中树木四季常青，花果长年不断。每到严冬季节，满山遍野米花怒放，洁白芬芳，米花岭因而得名。
　　隧道穿过的山体地质复杂。对隧道威胁大的主干断层有3条，有一定影响的小断层16条，并有6个褶曲，10个蓄水带，其中有4个富水带可能突水突泥。全隧坑道每昼夜的涌水量为17000立方米。隧道线路平面为S型，进、出口各设一段曲线，进口曲线进洞长度258米，曲线半径为1000米，曲线长度约占全隧道的6%。两口部设曲线主要是隧道两端设站及地形条件所限，隧道进洞前为板桃车站，出洞后为根龙车站。隧道支护结构按新奥法原理设计，采用曲墙复合式衬砌断面，Ⅱ、Ⅲ类围岩地段为曲墙仰拱全封闭型衬砌，Ⅳ类围岩地段不设仰拱，底部用钢筋混凝土底板，加强隧道底部改善支护结构受力状态，防止泥岩在列车返复作用力下软化，避免隧道底部出现病害。本隧道涌水量较大，设计中以排为主，堵排结合的治水原则，对有可能突水突泥的Ⅱ类围岩地段，用长导管全断面注浆堵水后再行开挖。隧道支护结构用上堵下排治水方式，即拱部于二次支护间设无纺布加聚乙烯防水板，墙部间隔设置排水盲沟，隧道纵向设置双侧排水沟，使水流畅通，避免积水危害隧底造成病害。本隧道的关键工程是隧道中部偏出口段的3个主干断层，其断层破碎带及影响带总长度为575米，相当于一座小隧道。一座近600米的“烂洞子”也要用一到二年的施工工期，而且这600米“烂洞子”嵌入隧道深部，其施工难度可想而知。立足于处理三条主干断层，并吸取以往几座长隧道的教训，因此，采用“二斜一平”的施工辅助坑道方案。隧道采用轨行门架式四臂凿岩台车，立爪装碴机，配合14方立米梭式矿车运输，模板台车配合混凝土输送泵衬砌等先进施工设备，为隧道快速施工创造了条件。根据地质情况，开挖方法选用正断面开挖为主，软弱围岩地段用短台阶法。隧道于1992年11月1日开工，1996年9月6日竣工。

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中国铁路瓦斯含量最高的长大隧道：家竹箐隧道

　　家竹箐隧道是中国铁路瓦斯含量最高的长大隧道，位于南昆铁路威（舍）红（果）段的鲁番站与上西铺站之间。隧道全长4975米。隧道洞身有1085米是煤系地层，主要煤层共14层，各煤层瓦斯压力测算值大多超过0.6Mpa，最高的达到1.34Mpa。煤炭部门《防治煤与瓦斯突出细则》指出，当煤层瓦斯压力超过0.6Mpa时，已存在煤与瓦斯发生“突出”的危险。据测算，隧道施工通过煤层时，瓦斯涌出量最多达到每小时349立方米。因此，家竹箐隧道属高瓦斯有突出危险的隧道，其施工难度和危险性，在我国铁路隧道建设史中还没有先例。
　　家竹箐隧道在设计中，采取了预抽预排、封闭坑壁、加强通风、杜绝火源、喷洒清扫、降低煤尘等一系列安全防范措施。为降低通风阻力，使尽可能多的新鲜空气进入洞内，以降低瓦斯浓度，隧道的进口工区和斜井工区设置一个平行导坑和两座斜井，通过大型通风机抽吸作用形成强大的巷道式通风。使施工中掘进工作面的瓦斯浓度在通风以后不大于1%，回风道（平行导坑）瓦斯浓度不大于0.75%，洞内任何地点风速不小于0.5m/s。为防止瓦斯在坑道角隅聚集停留，掘进工作面配置风水喷雾器，驱散瓦斯并降低煤尘。家竹箐隧道在施工中，采用了“一探二测三排四验，震动放炮，安全避难。” 的防突措施。
　　南昆铁路采用电力机车牵引，机车受电弓与接触网之间经常产生高压电弧火花，另外列车制动闸瓦产生摩擦火花、客车餐车所产生的明火，对瓦斯而言都是危险的火源。对于家竹箐这样的高瓦斯隧道，尽管在衬砌结构上巳采取了一系列的封闭措施，但考虑到设计施工很可能存在一些不完善之处，仍然会有一些瓦斯气体渗漏到隧道中来，并逐步积累。又由于家竹箐隧道长度近5公里，自然通风作用不足以冲淡和带出洞内瓦斯，天长日久，积累的瓦斯浓度如超过0.5%，对行车安全将构成威胁。因此，利用隧道中部的斜井进行抽出式机械通风，隧道内每隔一定距离，拱顶部位设置瓦斯探头，当中央控制室发现洞内瓦斯浓度上升到危险数值时，开动斜井风机进行通风。隧道1993年开工，1996年5月11日铺轨通过。
　　小词典——瓦斯。地层中的瓦斯，是古代地下有机物分解而产生的气体。瓦斯的主要成分是甲烷，它是一种无色无味无嗅的可燃气体。在标准状态下，1立方米瓦斯重0.716公斤，由于比空气轻，常聚集于坑道顶部。一般情况下，空气中的瓦斯浓度在5～16%时，如遇明火，即可引起爆炸。瓦斯浓度在9.5%时，爆炸威力最大，浓度超过16%时，反而失去爆炸性，但遇火仍可燃烧。值得注意的是，空气中含有煤尘时，瓦斯浓度3%即可爆炸。由于瓦斯是以一定压力存在于煤层中的，开挖隧道时，骤然减压，在很短时间内(几秒)，大量的瓦斯连同煤粉岩块突然喷出，数量可达数十上百吨，致使坑道坍塌淹没，造成人身伤亡，此即所谓煤与瓦斯的“突出”。由此可见，瓦斯是隧道施工中最危险的“敌人”。

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穿越武夷山脉的长大越岭隧道: 分水关隧道

　　分水关隧道是横（峰）南（平）铁路穿越武夷山脉的长大越岭隧道，全长7252米。隧道进出口既紧邻车站，又处于武夷山旅游区，洞门都进行了美化设计及坡面绿化，为旅游区提供一个可供参观的景点。
　　隧道穿过花岗岩地层的不同风化带，并与6条岩脉和5条大小不等的断层相交。进口端Ⅱ类围岩段穿过泥石流沟底，地下水较发育，对混凝土具有弱至中等溶出和弱酸性侵蚀，工程地质条件复杂。隧道设计长度7252米，近期内燃牵引，远期电气化。隧道施工支护用喷锚技术，永久支护为混凝土整体式衬砌。洞内轨道为次重型，按预留重型设计，洞内铺设混凝土宽枕道床，设双侧水沟，双侧电缆槽。建筑材料为防水混凝土。运营通风风道设于进口端线路前进方向左侧，风道长度46米。根据列车在洞内运行时速(上坡)22公里，允许通风时间8.85分钟等要求，分别作了有帘幕洞口风道吹入式(列车出洞关帘幕吹风、车尾进洞关帘幕提前吹风)通风方案，无帘幕洞口风道吹入式(列车车尾出洞开风机吹风、列车进洞顺列车提前吹风)通风方案以及射流纵向式全射流纵向通风、全射流提前通风、射流加洞口风道式通风方案。该通风方案的技术可行性、独特性、先进性和经济安全以及两步到位、分期实施的措施合理。是对7公里以上长隧道(不设帘幕)运营通风的新偿试和探索， 在我国尚属首次，为今后7公里以上铁路长大隧道运营通风提供了理论与实践经验。隧道1993年开工建设，1996年建成。

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中国最长的铁路隧道：秦岭隧道

　　秦岭隧道中国最长的铁路隧道，位于在建的西（安）（安）康铁路青岔车站和营盘车站之间，由两座基本平行的单线隧道组成，两线间距为30米，其中Ⅰ线隧道全长18460米；Ⅱ线隧道全长18456米。隧道通过地区岩性主要为混合片麻岩、混合花岗岩、含绿色矿物混合花岗岩；洞身穿过13条断层，其中大的断层有F、F、F等区域断层。隧道北洞口高程约870米，南洞口高程约1025米，隧道两端高差约155米。Ⅰ、Ⅱ线隧道纵坡基本相同，由西安端进洞后约14.7公里范围为11‰上坡，然后以3.2公里、3‰的下坡出洞。隧道最大埋深约1600米，埋深超过1000米地段长约3.8公里。秦岭隧道穿越地段地质条件十分复杂，经多种手段测试，施工时有高地应力、岩爆、地垫、断裂带涌水、围岩失稳等不良地质灾害发生，工程建设任务十分艰巨。
　　秦岭隧道Ⅰ、Ⅱ线均为单线电气化铁路隧道,全部采用支承块式整体道床,超长无缝线路。Ⅰ线(左线)隧道使用2台8.8米敞开式掘进机（TBM）由隧道两端相向施工。Ⅱ线隧道(右线)，采用新奥法施工，初期支护为锚喷，二次支护为马蹄型带仰拱的模筑混凝土复合衬砌。Ⅱ线平行导坑于1995年元月18日开工，平导单口平均月进度为200～250米，平导比Ⅰ线隧道提前10个月贯通。

　　秦岭隧道地质复杂、工程巨大,在设计、施工、运营安全和维修管理方面都有许多技术难关，且Ⅰ线隧道采用掘进机施工，在我国铁路隧道施工尚属首次，为此有六类24项部重点科研项目立项研究，均取得了不俗的成果。秦岭特长隧道的修建，使我国隧道工程建设从整体上提高到一个新的技术水平。隧道1995年1月18日正式开工，1999年9月6日全部贯通，2000年8月18日西康铁路开通运营。

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世界高原多年冻土区第一长大隧道：昆仑山隧道

　　昆仑山隧道是世界高原多年冻土区第一长隧，位于青藏铁路青海境内，全长1686米。由于昆仑山隧道独特的地理位置、严酷的自然环境、复杂的地质条件使其结构、施工工艺和施工方法不同于一般地区隧道。

    昆仑山隧道被列为青藏线头号控制工程，设计采用了大量新技术、新材料、新工艺。

　　采取湿喷混凝土临时支护并确保足够的支护强度，是事关昆仑山隧道施工安全、质量、工期和效益的一个至关重要的环节。事实证明湿喷混凝土在高原多年冻土区隧道施工中的可行性，填补了国内这方面研究的空白。

　　隧道防排水及衬砌隔热保温层选用PVC-PE复合防水板、聚胺酯（PU）保温板、TN-1型聚胺酯粘接剂等新材料，采用粘贴工艺施工，真正做到无钉铺设，有效的提高了防水保温层的防水隔热效果，防水层接缝采用热合焊机双焊缝焊接，确保了施工质量。

　　施作仰拱对掘进干扰大一直是国内隧道钻爆法施工中未解决的重大难题。因此，大多数隧道采用半侧施工仰拱或简易栈桥的方法，仰拱施工质量差，劳动强度高，工效低，运营后容易产生病害。为此，进行了仰拱作业桥的研制及配套施工技术研究，于2002年3月25日完成样机制造，该仰拱作业桥支撑构件全部采用液压装置，全长27.55米，宽3.2米，重24吨，能通过重载运输车辆和三臂轮式凿岩台车，一次施工长度8.5~10m。投入使用后，证明该仰拱作业桥设计合理、操作灵活，对其他工序干扰小，且施工安全，移动方便，大大降低了作业强度，提高了仰拱施工进度，尤其在高原缺氧环境下效果突出，彻底解决了仰拱施工这一长期困扰国内隧道施工的难题。昆仑山隧道于2001年9月开工，2002年9月26日胜利贯通。

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世界海拔第一高的铁路隧道：风火山隧道

　　风火山隧道是世界海拔第一高的铁路隧道，位于青藏铁路青海境内青藏高原可可西里“无人区”边缘，全长1338米，轨面海拔4905米，是世界上海拔最高的隧道，也是青藏铁路重点控制工程。隧道所在区域地质复杂，主要为含土冰层、饱冰冻土、富冰冻土，还有裂隙冰、融冻泥岩等病害性地质。这里平均海拔4900米左右，年均气温零下7℃，寒季最低气温达零下41℃，空气中氧气含量只有内地的50％左右，被喻为“生命禁区”。隧道冻土层最厚达150米、覆盖层最薄处仅有８米，施工稍有不慎，就会导致大塌方，工程难度之大前所未遇。
　　风火山高原冻土隧道设计和施工中，研制、使用了适应冻土隧道施工的低温早强混凝土，采用了防水、保温等新技术和新工艺，攻克了浅埋冻土隧道进洞，冰岩光爆等技术难关，掌握了高原冻土路基和隧道施工的有效办法，使之达到了国内外冻土隧道施工的领先水平。在风火山不良地质地区打隧道，关键是解决围岩热融问题。施工单位把攻克饱冰冻土地质施工作为首选目标，并借鉴国内外冻土隧道施工的经验，研制、投产了两台特大型隧道空调机组，形成洞内空气冷冻室和冷气空调室，把洞内温度控制在±５℃以内，从而解决了不同冻土地质条件下的热融问题，为确保工程顺利进展探索出了新路。先后购进了400余台（套）一流的高原施工机械，实现了机械化作业，大大降低了职工劳动强度，提高了生产效率。风火山隧道是青藏线上浅埋层最长的隧道，为避免出现塌方，针对不同地质的喷护和支护提出了一揽子工法方案。在富冰冻土地段，采用大管棚加小管棚的双层超前超强支护法，利用中空锚杆和加温后的水泥浆锚注，使围岩上层形成一种相对稳定的环境。同时，实行“弱爆破，快支护、快初衬”，使富冰冻土区段得以安全通过。对裂隙冰地质，采用“先抢格栅架，快焊钢筋网，边焊边喷护”的方法，取得了良好效果。对融冻泥岩地质，采取“用水玻璃进行双液注浆，首先稳定山体结构，待水玻璃与水泥浆凝固后，再进行谨慎开挖”，很快就制止了融冻泥岩的塌落，保证了施工的正常进行。
　　风火山隧道于2001年10月18日开工建设，2002年10月19日胜利贯通，标志着青藏铁路建设攻坚战取得重要进展。

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火车过江海——漫话火车轮渡

　　长龙般的火车轰隆隆地驰骋在辽阔的大地上，人们已经司空见惯，但是劈浪前进的火车，你就不—定见过。这种火车凭借巨型渡轮，将整列车厢运过江河湖海，这就是火车轮渡运输。

　　早在1850年2月3日，英国就在苏格兰的福恩湾使用火车轮渡。目前，全球共有20多个国家的近40处设有火车轮渡，开辟了70条航线，总长1．4万公里，其中国际航线占35％。如跨英吉利海峡的英国至法国；跨波罗的海的瑞典至德国、瑞典至波兰、瑞典至芬兰、芬兰至德国；跨北海的英国至比利时；跨斯卡格拉克海峡的挪威至丹麦；跨地中海的意大利本土至西西半岛；跨苏必利尔湖和太平洋的英国至加拿大；跨库克海峡的新西兰本国航线以及连接日本4个大岛的航线等。

    火车轮渡运输有其显著的特点和优势：一是不必像轮船运输那样在码头上倒装货物，避免了货物的破损、污染、丢失，节省了装卸费用；二是火车车厢直接上船，无需建设大规模的码头装卸设备，从而节省了建设资金；三是在港口的作业时间短，加速了车船周转和货物传送，可大大提高港口的吞吐能力。

    中国1933年首次出现火车轮渡，使京沪铁路在浦口实现了跨越长江天堑，1968年，南京长江大桥建成后，这套火车轮渡设备移至芜湖，如今芜湖长江大桥也建成了，长江上不再使用火车轮渡，人们把目光转向跨海火车轮渡。

　　琼州海峡火车轮渡是我国第一条跨海火车轮渡线，它从雷州半岛南端的海安港至海南岛的海口市，全长24公里，年设计运送能力为货运1000万吨，客车8对。使用的第一艘跨海火车渡轮是粤海铁1号，它由中国船舶工业708研究所设计、上海江南造船（集团）有限责任公司建造，为双柴油机推进，开敞式分层装载旅客、汽车和火车，全长165．4米，宽22．6米；主甲板为火车甲板，上甲板为汽车甲板，渡轮后半部设置旅客舱室。火车、汽车、旅客登离渡轮时完全分流、互不干扰。渡轮总吨位为1．34万吨，可装载40节长l4米、重80吨的货车或18节长26．5米的客车，同时可载汽车50辆，旅客1360人。

    另据报载，南起山东半岛烟台市，北至辽东半岛大连市的跨渤海铁路轮渡航线项目，被列入中国环渤海地区经济发展规划，并由权威的十国国际工程咨询公司通过了项目评估。整个工程投资约30亿元人民币，大约需要3年完成。

    用火车轮渡的方式在茫茫大海上开通一条“水上铁路”，将打通现有的铁路运输的“瓶颈”，大大缩短运距，降低运输成本。

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国产内燃动车组

??中国首列DMU型双层内燃动车组是一种理想的中、短途轨道运输工具。唐山机车车辆厂于1998年自行开发研制成功，并于当年6月在南昌至九江间投入运行。此车的试制成功，填补了中国铁路运输工具的一项空白。整车组外形为流线型设计，造型美观、大方。设计编组为2动2拖（2M+2T）固定编组，首尾为动车，中间为拖车，为动力集中型内燃动车组。车上大量采用现代流行的客车装饰材料，可根据用户要求进行硬座、软座、硬卧、软卧设计。车门采用塞拉门，风档为全密封式。整车设空气调节装置。设卫生间，厕所等。中部可根据用户要求加装酒吧或小卖部。双层内燃动车组分上下两层，上下层间设楼梯，楼梯可为往返式或旋转式。四角设卫生间，电器室，乘务室或播音室等。整列设空调装置，使旅客的旅行舒适惬意。动力系统采用美国康明斯QST 30系列产品。整车采用PLC控制，485总线方式数据传输，达到前后车同步的目的。动车组动力转向架为TW160D，非动力转向架为209HS。全部采用无摇枕结构。空气弹簧直接支承车体，牵引为“Z”字牵引杆。设纵横向减振器及抗蛇行减振装置。牵引电机为架悬式，通过一级齿轮传动驱动轮对。电器连接器选用客车通用大功率连接器，双路供电。车端装有通讯和控制电器连接器。风档采用全封闭风档或橡胶风档。制动采用双路供风。动车组总功率为1320kW，设计速度120km/h，总定员540人。
??中国首列液力传动内燃动车组，1998年底由四方机车车辆厂研制，并于1999年2月在南昌至九江和南昌至赣州间投入运行。该动车组由2动4拖（M+4T+M）6辆固定编组方式，首尾为动车，起动时一拉一推，俗称推拉式。中间4节为拖车，其中3节为硬座车，一节为软硬座合造车。是动力集中型内燃动车组，具有结构简单、安全可靠、起动平稳、加速快、成本低、方便快捷等特点。采用液力传动方式，具有免维修的特点，可走行80万km不打开液力传动箱。动车组总功率为2000 kW，设计速度140km／h，总定员450人。   
??液力传动内燃动车组目前正在运行的有9组，其中2组在南昌铁路局，7组在哈尔滨铁路局。在哈局运行的动车组由2动5拖7辆固定编组。   
??“新曙光”号准高速双层内燃动车组于1999年8月由戚墅堰机车车辆厂和南京浦镇车辆厂联合研制完成，并于当年10月在沪宁线上投入商业运行。该动车组为2动9拖11节固定编组方式，首尾2节为动车，中间9节为拖车。动力车定型为NZJ1型，动车组总功率为5520kW，最大运营速度180km／h，总定员1140人。

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国产电动车组

??“春城”号电动车组，长春客车厂为迎接“99”昆明世界园艺博览会开发制造的中国首列商业运行电动车组。动车组为动力分散式，以1动1拖为一个动力单元，一列6节编组，可运用于标准轨距电气化线路上。车内造型新颖、色调明快，大量地采用了新技术、新结构、新材料。车内设施齐全，软座车为新型可调节座椅，硬座车为仿人体工程学座椅，并设有投影电视、信息显示、吧台、食品冷热加工设备、真空集便装置等设施，大大提高了该车的舒适性和实用性。
??该电动车组为无污染的环保型绿色交通工具。具有普通旅客列车所无法比拟的灵活编组、机动开行的优点，又具有公路交通工具无法比拟的速度快、运量大、效率高、投资省、安全性好的优点。动车组总功率为2160kW，设计速度120km/h。   
??“先锋”号交流传动电动车组，是南京浦镇车辆厂负责总体研制的我国第一列交流传动动力分散电动车组，首列电动车组命名为“先锋”号。该电动车组由两个单元计6节车组成，每3节车组成一个单元，其中包含2节动车和1节拖车。电动车组设有一等软座1节，二等软座车5节。车内设有司机室、乘务员室、配电室、播音室、洗面室、厕所、洁具室以及小卖部和电话间。首、尾两节动车的头部采用流线型结构，各车下部采用铝合金制作的裙板装置。全车设空调装置，并具有空调集中监控功能。列车运营速度200km/h，最高试验速度250km/h，总定员424人。
?? “中原之星”交流传动电动车组，适用于中、短途快速旅客运输。由株洲电力机车厂、四方机车车辆股份有限公司、株洲电力机车研究所三家单位联合研制生产。首列动车组于2001年10月生产下线，配属郑州铁路局，于郑武线上运营。该电动动车组具有先进、可靠、快捷、舒适、环保、节能以及方便维护等特点，同时该动车组还具备较好的动力性能，能为旅客提供较好的旅行环境，方便铁路部门组织运营等一系列优点。该动车组的编组在考虑确保各车辆重量均衡的前提下，结合国内研制的牵引变流设备的容量，采用动力分散方式，全列车由两个完全相同的动力单元组成，主传动系统采用交—直—交传动方式。动车组编组方式中MC为带司机室的动车（一等车）；TP为带受电弓、变压器的拖车（二等车）；M为带空气压缩机的动车（二等车）；T1’为带变压器、不带受电弓的拖车（二等车、带商务仓）；T2’为带变压器、不带受电弓的拖车（二等车、带车长办公席）；M’为不带空气压缩机的动车（二等车）；T为不带受电弓、不带变压器的拖车（二等车）。动车组总功率6400 kW，最高运营速度160km/h，总定员1178人。

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国产摆式动车组

??内燃液力传动摆式动车组，是由唐山机车车辆厂和南京浦镇车辆厂2003年研制成功的时速160km/h的摆式动车组。该车由于采用了先进的倾摆技术，所以曲线通过速度将比普通客车提高20%-30%。为保证安全性和可靠性该车的采用了大量的先进技术，其中柴油机为美国CUMMINS公司QSK19卧式柴油机，液力传动箱采用德国VOITH公司的T311R，倾摆技术采用德国ESW公司的机电倾摆系统，最大倾摆角为±80。动车组可采用两种编组方式运行。第一种编组方式：由Mc1车（带司机室的动车）+M1（不带司机室的动车）+ M2（不带司机室的动车）+Mc2（带司机室的动车），其中M1、 M2 、Mc2车均为二等座车, Mc1的一部分为一等客室，另一部分为二等客室。（以下简称4M编组）第二种编组方式：由Mc1车（带司机室的动车）+M1（不带司机室的动车）+T（二等座车拖车）+ M2（不带司机室的动车）+Mc2（带司机室的动车），其中M1、 M2 、Mc2车均为二等座车, Mc1的一部分为一等客室，另一部分为二等客室。最高运行速度，4M编组时为160km/h，4M+1T编组时为140km/h，最高试验速度 180km/h ，动车组总装车功率 2226kW ，动车组定员，4M编组时约288人，4M+1T编组时约358人。