劉海興 上海鐵路局杭州工務(wù)段

高速鐵路無砟道岔岔枕螺栓失效原因及整治

劉海興 上海鐵路局杭州工務(wù)段

本文針對(duì)滬昆高鐵浙江段在提前介入過程中發(fā)現(xiàn)部分無砟道岔岔枕螺栓失效，針對(duì)此情況探討無砟道岔岔枕螺栓失效原因及整治措施，以便相類似情況可以借鑒。

高速鐵路 無砟道岔岔枕螺栓失效 原因分析 整治措施

一、概況

滬昆高鐵浙江段于2009年開始建設(shè)，2013年10月道岔開始鋪軌，2014年12月開通運(yùn)營，無砟道岔總數(shù)60組，型號(hào)有P60-18和P60-42兩種，其中P60-18道岔圖號(hào)有GLC（07）02W、客專線（07）009兩種，P60-42圖號(hào)有客專線（07）006一種。無砟道床區(qū)間采用CRTSⅡ型板式無砟軌道，道岔區(qū)道床有兩種形式，板式無砟道床和軌枕埋入式無砟道床，正線道岔主要采用板式無砟道床，到發(fā)線道岔主要采用軌枕埋入式無砟道床。在提前介入過程中發(fā)現(xiàn)部分道岔岔枕螺栓失效，總計(jì)發(fā)現(xiàn)有5組道岔12只岔枕螺栓失效，岔枕螺栓失效導(dǎo)致扣件與岔枕板聯(lián)結(jié)不穩(wěn)固，造成軌道幾何尺寸超限、軌道彈性不均勻，嚴(yán)重影響線路質(zhì)量及行車安全。所以擺在面前的是要找到造成無砟道岔岔枕螺栓失效的原因，并針對(duì)性地提出整治措施，確保高鐵行車安全。

二、原因分析

通過現(xiàn)場(chǎng)檢查和統(tǒng)計(jì)分析，無砟道岔岔枕螺栓失效有兩種類型：一種是螺栓卡在預(yù)埋螺栓套筒的螺母中，擰動(dòng)螺栓時(shí)螺母或預(yù)埋螺栓帽蓋跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，即預(yù)埋套筒中的螺栓擰不進(jìn)去也擰不出來。另一種是螺栓無法擰進(jìn)套筒，但可以擰出套筒。

上述兩種無砟道岔岔枕螺栓失效的主要原因?yàn)椴碚砺菟ㄔ跀Q入螺母中時(shí)施工不當(dāng)，沒有擺放好螺栓端頭在螺母中的位置，螺紋沒有吻合；因?yàn)殡s物進(jìn)入螺栓孔沒有清除干凈，螺栓無法正常擰入；在道岔鋪設(shè)和養(yǎng)護(hù)施工時(shí)強(qiáng)行擰入螺栓，導(dǎo)致岔枕螺栓失效。

三、整治措施

（一）施工準(zhǔn)備

（1）技術(shù)準(zhǔn)備：現(xiàn)場(chǎng)查勘，統(tǒng)計(jì)錨固螺栓病害類型及數(shù)量，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)記，制定改錨計(jì)劃。（2）工機(jī)具準(zhǔn)備：鋼筋掃描儀、水鉆及鉆頭、角磨機(jī)、切割機(jī)、調(diào)膠容器、小型空壓機(jī)、電熱吹風(fēng)機(jī)、道尺、弦線、支距尺、鋼卷尺、照明設(shè)備等。（3）材料準(zhǔn)備：樹脂砂漿、預(yù)埋套筒、錨固螺栓。

（二）施工方法

（1）針對(duì)螺孔里有雜物造成螺栓無法正常擰入造成的螺栓失效，采用以下方法：

①拆除扣件，用扭力扳手松開完好一端的岔枕螺栓，并取出，依次取下彈條、鋼軌下的軌枕墊板、彈性基板和道岔板間的扣件墊板，并擺放整齊。 ②掏取雜物，用鋼釬將螺孔內(nèi)雜物撬松，使用自制鐵勺將孔內(nèi)雜物掏出，并用吹風(fēng)機(jī)反復(fù)清理。③重復(fù)上述兩個(gè)步驟，直至螺栓能夠完全擰入螺栓孔為止。④安裝彈性基板和扣件，軌道精調(diào)，清理雜物，開通線路。

（2）針對(duì)預(yù)埋套筒螺母絲失效，或反復(fù)掏取雜物、更換新螺栓還是不能完全擰入螺栓孔的情況，采用將預(yù)埋套筒用高性能鉆機(jī)取出，利用早期強(qiáng)度高、界面粘結(jié)性能好、耐腐耐候性好的樹脂材料重新植入套筒，再恢復(fù)扣件系統(tǒng)。具體步驟如下：

①拆除病害螺栓處扣件。拆除扣件時(shí)，用扭力扳手松開完好一端的岔枕螺栓，并取出；依次取下彈條、鋼軌下的軌枕墊板、彈性基板和道岔板間的扣件墊板，并擺放整齊。

②鉆孔。主要步驟為：標(biāo)記鉆孔位置→鋼筋探測(cè)→鉆機(jī)定位。利用自制的套筒定位器準(zhǔn)確標(biāo)記套筒位置，用鋼筋掃描儀探明軌枕內(nèi)鋼筋位置，根據(jù)鋼筋分布選用合適直徑的鉆頭，將鉆機(jī)通過支架系統(tǒng)定位，確保鉆頭中心對(duì)準(zhǔn)套筒中心，調(diào)節(jié)鉆頭垂直度并固定。

鉆機(jī)定位時(shí)，利用鉆桿上的豎向定位氣泡糾正鉆桿垂直度，利用鉆頭底端圓周與預(yù)先畫好的定位圓圈相對(duì)應(yīng)來確定鉆頭平面位置。鉆孔時(shí)，先初步施壓推進(jìn)桿進(jìn)行試鉆，待孔位確定后，再穩(wěn)步施壓平穩(wěn)鉆進(jìn)。鉆進(jìn)過程中，注意及時(shí)加水，防止干鉆損傷鉆頭，注意保持鉆機(jī)平穩(wěn)，密切觀察鉆進(jìn)深度，達(dá)到設(shè)計(jì)深度后即停止鉆進(jìn)，取出鉆芯，檢查鉆孔是否到位，若深度不夠或取芯困難，繼續(xù)鉆進(jìn)，直至滿足要求。

③鑿毛。為加強(qiáng)樹脂砂漿與混凝土的粘結(jié)效果，采用電鎬將孔內(nèi)壁進(jìn)行鑿毛。

④清孔。用自制鐵勺清理混凝土渣塊，對(duì)孔底難以清理的混凝土塊采用電鎬再次鑿除，然后用高壓水槍對(duì)孔內(nèi)進(jìn)行清洗、用海綿將孔內(nèi)水漬吸收干凈、用電吹風(fēng)將孔內(nèi)壁吹干燥，最后清理孔邊沿灰塵及雜物，為注膠做準(zhǔn)備。

⑤植入套筒。預(yù)埋套筒采用樹脂砂漿進(jìn)行粘結(jié)，樹脂砂漿為有機(jī)高分子復(fù)合材料，凝膠快、早期強(qiáng)度高、韌性好。套管定位采用自制套管定位器進(jìn)行定位，套管高程控制采用預(yù)先在套管內(nèi)旋入螺桿進(jìn)行調(diào)整。主要工序：孔壁檢查→制備砂漿→套管定位→砂漿澆筑。注膠前再次檢查孔內(nèi)壁是否干凈且干燥，如不滿足要求需再次清孔。然后按照樹脂砂漿產(chǎn)品說明書制備樹脂砂漿。初次注漿量宜為鉆孔體積的三分之二，然后將螺桿旋入套筒后，固定于套筒定位器上，整體緩緩旋入砂漿中，直到套筒頂口面與岔枕板面在同一平面上。然后繼續(xù)注漿至岔枕板面，用專用刮刀刮平，刮出多余砂漿棄置專用垃圾袋內(nèi)。

⑥恢復(fù)扣件。待膠體初步凝固后，適時(shí)將螺桿輕輕旋出，并移除套筒定位器，由于膠體強(qiáng)度還未產(chǎn)生，操作時(shí)要輕微、緩慢旋入，不可使套筒移位或傾斜。定位螺栓拆除后，及時(shí)恢復(fù)螺栓及扣件系統(tǒng)。恢復(fù)扣件系統(tǒng)時(shí)，錨固螺栓需用專用扭力扳手，扣件擰入以彈條三點(diǎn)密貼為準(zhǔn)。

⑦軌道精調(diào)。對(duì)道岔軌距、水平、高低、方向、支距、查照間隔、護(hù)背距離等幾何尺寸進(jìn)行測(cè)量、檢查，對(duì)超過道岔靜態(tài)幾何尺寸容許偏差管理值的開展軌道精調(diào)。

⑧清理現(xiàn)場(chǎng)。施工完成后，及時(shí)清理施工現(xiàn)場(chǎng)，施工機(jī)具、材料、施工垃圾等需全部清理至線路外，做到工完料清。

四、結(jié)束語

高速鐵路無砟道岔螺栓失效現(xiàn)象并非只在滬昆高鐵浙江段出現(xiàn)，在已建成的高鐵線路上多有發(fā)生，道岔螺栓失效會(huì)嚴(yán)重影響道岔與無砟道床的聯(lián)接，使列車荷載不能通過道岔螺栓傳遞給基礎(chǔ)道床，從而使道岔產(chǎn)生水平位移甚至垂向位移，導(dǎo)致道岔靜態(tài)幾何尺寸超限，嚴(yán)重影響行車安全，通過本文描述的整治方法能有效地解決無砟道岔螺栓失效問題，經(jīng)運(yùn)營檢驗(yàn)效果良好。同時(shí)希望通過本文引起大家對(duì)道岔水平螺栓失效的重視，能更好地幫助大家預(yù)防和處理高速鐵路道岔水平螺栓失效。

[1]《高速鐵路無砟軌道線路維修規(guī)則》（鐵運(yùn)〔2012〕83號(hào)）

[2]鄧昌大.德國BWG無砟道岔岔枕螺栓失效的整修技術(shù)[J].鐵道運(yùn)營技術(shù)，2015，21（13）.