彭超，賈炳義

（中鐵四局集團(tuán)第八工程分公司，安徽 合肥 230041）

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朔黃鐵路換鋪無縫線路施工技術(shù)

彭超，賈炳義

（中鐵四局集團(tuán)第八工程分公司，安徽 合肥 230041）

以朔黃鐵路換鋪無縫線路作為研究對象，圍繞著在“天窗”點(diǎn)完成拆除舊軌更換新軌的任務(wù)，采用先進(jìn)的施工工藝和措施，規(guī)范施工工序，加強(qiáng)工序過程監(jiān)控，從各工序環(huán)節(jié)上質(zhì)量的保證實(shí)現(xiàn)整體工程質(zhì)量目標(biāo)，確保在“天窗”點(diǎn)內(nèi)完成既有線路換鋪無縫線路施工任務(wù)。通過對朔黃鐵路換鋪無縫線路的施工總結(jié)，對以后類似既有線路換鋪無縫線路施工提供有利可行的方法。

鐵路；無縫線路；天窗；施工技術(shù)

0　前言

在普通線路上，鋼軌連接是鐵路軌道的薄弱環(huán)節(jié)之一，列車通過接縫時(shí)發(fā)生的沖擊和振動，會影響行車的平穩(wěn)和旅客的舒適，并對線路穩(wěn)定性有一定的破壞，增加了維修的難度。隨著列車軸重、行車速度和密度的不斷增長，上述缺點(diǎn)更加突出，已不能適應(yīng)現(xiàn)代高速重載運(yùn)輸?shù)男枰欢私宇^的無縫線路，則有效地解決上述由于接頭的存在而產(chǎn)生的缺點(diǎn)，因而得到了廣泛的應(yīng)用，也是現(xiàn)代鐵路發(fā)展的方向[1-6]。既有線路換鋪無縫線路需要在不中斷、不影響既有線路運(yùn)輸情況下進(jìn)行施工，因此在“天窗”點(diǎn)內(nèi)施工，做好既有線路換鋪無縫線路的施工技術(shù)，是十分重要的。

本文以朔黃鐵路SHTLGC2012005標(biāo)段更換無縫線路施工項(xiàng)目為工程背景，圍繞在“天窗”點(diǎn)內(nèi)施工，做好朔黃鐵路換鋪無縫線路施工技術(shù)進(jìn)行探討，為以后相關(guān)項(xiàng)目提供參考。

1　工程概況

朔黃鐵路2012年第一批大中修及更新改造項(xiàng)目更換無縫線路施工起止里程為K322+000～K409+500，換軌79.819 ，無縫線路放散6.497 ，鋼軌鎖定長度為86.216km。

1.1既有線路軌道主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

本工程施工里程隸屬朔黃鐵路下屬肅寧分公司管段，既有線為電氣化雙線鐵路，主要運(yùn)輸煤炭業(yè)務(wù)，施工范圍內(nèi)最大曲線半徑R=4000m，最小曲線半徑R=1000 m，最大曲線長度L=890.83 m，最小曲線長度L=157.35 m，最大坡度4‰，線間距站內(nèi)5.0 m，區(qū)間最小線間距4.0m。既有上行線為區(qū)間無縫線路，區(qū)間鋼軌采用75kg/m無縫鋼軌，站內(nèi)道岔及咽喉區(qū)采用60kg/m有縫鋼軌，中間以P75-60異型軌連接；既有下行線為有縫線路，鋼軌采用60 kg/m的 25 m有縫鋼軌，站內(nèi)道岔及咽喉區(qū)采用60kg/m有縫鋼軌。上下行線為彈條I、II型兩種與II、III型混凝土枕配套成段混合鋪設(shè)。

1.2更換線路軌道主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

施工里程范圍上下行線全部換鋪成區(qū)間無縫線路。其各部件標(biāo)準(zhǔn)如下。

①鋼軌：以采用75kg/m的PG4無孔500m新鋼軌為主，R≤1000m的曲線地段和相鄰兩個(gè)小半徑曲線間（R≤1000 m）小于等于1km的直線地段采用500m長75kg/m的PG4全長淬火軌。

②軌枕：維持既有不變。

③扣件：既有扣件I型彈條全部更換為II型彈條，扣件非鐵件部分全部更換，其余扣配件按85%利舊。

④道床：鋪設(shè)無縫線路地段碎石道床頂面寬度采用3.4 m，軌枕兩側(cè)設(shè)15 cm的砟肩堆高，道床邊坡坡度值采用1∶1.75。鋪設(shè)無縫線路地段按上述標(biāo)準(zhǔn)補(bǔ)充一級碎石道砟，碎石道床材料應(yīng)符合《鐵路碎石道碴》（TB/T2140-90）的規(guī)定。

⑤膠接絕緣軌：標(biāo)準(zhǔn)膠接絕緣軌采用12.5m長、75 kg/m廠制膠接絕緣軌，膠接絕緣節(jié)設(shè)置在膠接絕緣軌中部，相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)按《膠接絕緣鋼軌技術(shù)條件》（TBT2975-2000）執(zhí)行。

⑥線路標(biāo)志及信號閉塞：設(shè)計(jì)范圍增設(shè)無縫線路位移觀測樁。位移觀測樁均設(shè)置防護(hù)墻，對位移觀測樁進(jìn)行防護(hù)，防止被道砟覆蓋。與上行線路連接的補(bǔ)償電容和各種連接線全部新設(shè)。

1.3施工特點(diǎn)

既有線換軌施工應(yīng)確保既有線的行車運(yùn)輸安全和正常行車運(yùn)輸秩序，減少對既有線行車干擾，施工期間不得中斷或影響既有線列車的正常運(yùn)營，是本工程施工重點(diǎn)。施工特點(diǎn)主要有：

①在“天窗”時(shí)間內(nèi)利用長軌運(yùn)輸列車拖卸500m長軌并將其在砟肩上加固，確保長鋼軌順直不侵限，保證既有線行車安全；

②利用“天窗”點(diǎn)進(jìn)行單元軌條的換鋪?zhàn)鳂I(yè)，確保既有線行車安全，選擇合適的換鋪設(shè)備；

③鋼軌焊接、應(yīng)力放散、無縫線路鎖定及其質(zhì)量控制。

2　換鋪無縫線路施工技術(shù)

2.1長鋼軌拖卸

在“天窗”時(shí)間內(nèi)長軌運(yùn)輸車到達(dá)施工現(xiàn)場，配合設(shè)備管理單位將長軌條依次卸在需要換軌地段線路兩側(cè)的砟肩上，卸放的長軌條到位后進(jìn)行人工撥正、釘固，并做好長軌伸縮防脹安全巡查，確保長軌條順直不侵限。卸軌施工工藝流程見圖1。

圖1　卸軌工藝流程

2.2單元軌條焊接及位移觀測樁埋設(shè)

2.2.1單元軌條焊接

卸放在線路兩側(cè)的長軌條，就地采用現(xiàn)場氣壓焊或鋁熱焊的方式焊聯(lián)成單元軌條，單元軌條長度為2000m。PG4軌與PG4軌、PG4淬火軌軌與PG4淬火軌軌間采用氣壓焊，PG4軌與PG4全長淬火軌間采用鋁熱焊。

氣壓焊施工工藝流程見圖2，鋁熱焊施工工藝流程見圖3。

圖2　氣壓焊施工工藝流程圖

圖3　鋁熱焊施工工藝流程圖

2.2.2位移觀測樁安裝

無縫線路位移觀測樁由汽車運(yùn)至施工現(xiàn)場，在設(shè)計(jì)位置挖設(shè)基坑，將位移觀測樁按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行埋設(shè)，在基坑內(nèi)灌注混凝土并夯實(shí)。單元軌節(jié)鎖定前應(yīng)按設(shè)計(jì)要求設(shè)置好鋼軌位移觀測樁，位移觀測樁應(yīng)設(shè)置齊全、牢固、不易損壞并易于觀測。長軌條就位后，應(yīng)立即進(jìn)行標(biāo)記，并粘貼位移標(biāo)尺。位移觀測樁按列車運(yùn)行方向順序編號。

單元軌條長度大于1200m時(shí)，設(shè)置7對位移觀測樁，單元軌節(jié)起訖點(diǎn)，距單元軌節(jié)起訖點(diǎn)100m及400m和單元軌節(jié)中點(diǎn)各設(shè)置1對；單元軌節(jié)長度不大于1200m時(shí)，設(shè)置6對位移觀測樁，單元軌節(jié)起訖點(diǎn)，距單元軌節(jié)起訖點(diǎn)100m及400m各設(shè)置1對。

2.3單元軌條換鋪、應(yīng)力放散及鎖定

2.3.1長鋼軌換鋪施工

換鋪施工采用軌道車牽引換軌車，人工配合進(jìn)行作業(yè)。作業(yè)分為封鎖點(diǎn)前和封鎖點(diǎn)內(nèi)作業(yè)，單元軌條換鋪施工工藝流程見圖4。

2.3.2應(yīng)力放散及鎖定

線路應(yīng)力放散及鎖定是將道床幾何形態(tài)基本達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定且已經(jīng)達(dá)到初期穩(wěn)定狀態(tài)的線路，在合適的軌溫條件下，重新松開扣件、支起鋼軌、墊上滾筒、使鋼軌自由伸縮狀態(tài)或自由伸縮后再強(qiáng)制拉伸，放散掉鋼軌內(nèi)的附加應(yīng)力和溫度力，在鋼軌處于設(shè)計(jì)鎖定軌溫時(shí)的“零”應(yīng)力狀態(tài)下，將線路焊接鎖定，完成無縫線路的施工。

本標(biāo)段采用“連入法”鋪設(shè)無縫線路，無縫線路應(yīng)力放散及鎖定根據(jù)現(xiàn)場量測軌溫，實(shí)測軌溫在設(shè)計(jì)軌溫范圍以內(nèi)或以下時(shí)，分別采用“滾筒法”或“拉伸器滾筒法”放散應(yīng)力后鎖定，完成無縫線路施工，并按設(shè)計(jì)要求設(shè)置位移觀測標(biāo)記。

圖4　單元軌節(jié)換鋪施工工藝流程圖

“連入法”鋪設(shè)無縫線路是先將第一段單元軌節(jié)應(yīng)力放散，并在設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍內(nèi)予以鎖定，再將第二段單元軌節(jié)與上一段單元軌節(jié)進(jìn)行鎖定焊接，然后應(yīng)力放散依次鎖定形成無縫線路。應(yīng)力放散鎖定施工工藝見圖5。

圖5　應(yīng)力放散鎖定施工工藝圖

2.4軌道整理及舊軌切割回收

2.4.1軌道整理

封鎖點(diǎn)內(nèi)無縫線路換鋪之后至線路開通之前，采用小型機(jī)具對軌道進(jìn)行整理作業(yè)。調(diào)整軌距、方向、高低，補(bǔ)齊扣配件，進(jìn)行道床斷面恢復(fù)、整修、夯實(shí)，整修打磨不平焊縫，測定鋼軌爬行量，復(fù)核鎖定軌溫。

無縫線路整理作業(yè)應(yīng)按以下要求進(jìn)行：

①高溫時(shí)不應(yīng)安排影響線路穩(wěn)定性的整理作業(yè)。高溫時(shí)可安排矯直鋼軌、整理扣件、整理道床外觀等作業(yè)。

②進(jìn)行無縫線路整理作業(yè)，必須掌握軌溫，觀測鋼軌位移，分析鎖定軌溫變化，按實(shí)際鎖定軌溫，根據(jù)作業(yè)軌溫條件作業(yè)，嚴(yán)格執(zhí)行“作業(yè)前、作業(yè)中、作業(yè)后測量軌溫”制度。

③無縫線路整理作業(yè)時(shí)，當(dāng)軌溫在超出設(shè)計(jì)規(guī)定軌溫時(shí)，伸縮區(qū)和緩沖區(qū)禁止進(jìn)行整理作業(yè)。

2.4.2舊軌切割回收

發(fā)車前檢查：收軌車由車站發(fā)車前，收軌負(fù)責(zé)人應(yīng)檢查人員到位、機(jī)械、機(jī)具等情況和狀態(tài)。具體為：檢查捆軌用鋼絲繩及卡頭數(shù)量、軌層間墊木數(shù)量、收軌作業(yè)用撬棍、勾拉軌工具、上卡頭用扳手、作業(yè)人員防護(hù)用品佩戴等，并詢問發(fā)電機(jī)油、水、機(jī)械狀態(tài)，備用電料工具等情況。收軌作業(yè)順序見圖6。

圖6　收軌作業(yè)工藝圖

3　無縫線路的線路防脹預(yù)防與處理

無縫線路的最大特點(diǎn)是夏季高溫期間，在鋼軌內(nèi)部存在巨大的溫度壓力，容易引起軌道橫向變形。在列車運(yùn)行或人工作業(yè)等干擾下，軌道彎曲變形有時(shí)會突然增大，容易引起軌脹跑道，將嚴(yán)重危及行車安全。

在施工過程中必須對上述造成脹軌的要素進(jìn)行有效控制，才能確保軌道狀態(tài)穩(wěn)定。

①在鋪設(shè)無縫線路時(shí)，盡量在低溫時(shí)采用拉伸施工方法，采用拉伸法所確定的鎖定軌溫，較通常施工時(shí)所確定的鎖定軌溫既準(zhǔn)確又均勻，鎖定軌溫降低的程度可得到一定緩解；如沒有拉伸施工的條件，建議在設(shè)計(jì)鎖定軌溫范圍內(nèi)取較高溫度進(jìn)行施工。

②在鋪設(shè)無縫線路時(shí)，要準(zhǔn)確丈量軌長，準(zhǔn)確合攏，按設(shè)計(jì)規(guī)定鎖定線路，及時(shí)埋設(shè)位移觀測樁并做出觀測記錄。

③保持無縫線路設(shè)備狀態(tài)良好，保證線路有足夠的抵抗軌道彎曲變形的能力和穩(wěn)定性。橫向道床阻力是保持無縫線路穩(wěn)定最重要的有效因素，道床斷面的幾何尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，并使道床保持豐滿、密實(shí)?；炷琳砜奂?yīng)齊全，并經(jīng)常保持狀態(tài)良好，使之達(dá)到緊、密、靠、正、潤的要求。

④根據(jù)季節(jié)特點(diǎn)、線路狀態(tài)和鎖定軌溫合理安排無縫線路維修計(jì)劃，高溫季節(jié)不要進(jìn)行影響線路穩(wěn)定性的作業(yè)，冬季作業(yè)要注意鋼軌長度的變化引起鎖定軌溫下降。

⑤無縫線路的養(yǎng)護(hù)維修嚴(yán)格遵守《鐵路線路修理規(guī)則》有關(guān)作業(yè)軌溫條件的規(guī)定。

⑥在氣溫到達(dá)35℃及以上或維修作業(yè)期間和作業(yè)之后數(shù)天內(nèi)，應(yīng)加強(qiáng)巡道次數(shù)，認(rèn)真監(jiān)視線路方向變化，以便迅速采取措施。

養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)中，若發(fā)現(xiàn)軌向、高低不良，起道、撥道省力，枕端道碴離縫，必須停止作業(yè)。這些現(xiàn)象都是脹軌跑道的預(yù)兆，如不停止作業(yè)進(jìn)行處理，則有發(fā)生脹軌跑道危及行車安全的可能。發(fā)生脹軌跑道后，可采用澆水法降低鋼軌溫度。軌溫降低后方可撥道。曲線地段撥道只能上挑，不宜下壓。撥道后搗鼓道床，并對道床側(cè)面進(jìn)行夯拍，限速放行列車，并派專人看守，待軌溫降至接近鎖定軌溫時(shí)，再整正線路和恢復(fù)常速。

4　結(jié)論

本文闡述了朔黃鐵路換鋪無縫線路施工技術(shù)，通過長鋼軌拖卸、單元軌條焊接機(jī)位移觀測樁埋設(shè)、單元軌條換鋪、應(yīng)力放散及鎖定、軌道整理劑舊軌切割回收以及線路防脹預(yù)防，保證了在“天窗”點(diǎn)內(nèi)的施工順利進(jìn)行，安全質(zhì)量可控。通過對朔黃鐵路換鋪無縫線路工程的施工過程總結(jié)，也為以后類似既有線路換鋪無縫線路施工積累了一定的指導(dǎo)性的經(jīng)驗(yàn)和方法。

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U213.9

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10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.057