夏孝維 姚國(guó)斌 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司蚌埠工務(wù)段

道岔是鐵路機(jī)車車輛在需要轉(zhuǎn)線或跨線運(yùn)行時(shí)必不可少的線路連接設(shè)備，道岔以其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、鋼軌件縱橫向剛度分布不均勻、列車運(yùn)行軌線中斷導(dǎo)致的輪軌作用劇烈等因素，導(dǎo)致道岔軌件磨耗嚴(yán)重，壓潰、掉塊、疲勞傷損的概率遠(yuǎn)大于一般線路。加之在站場(chǎng)岔區(qū)往往存在排水不暢，岔區(qū)道床臟污板結(jié)嚴(yán)重，在日常的養(yǎng)護(hù)維修中一直是軌道結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)。通過道岔大修同步換軌、換枕、清篩施工，以保持軌道結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、線路質(zhì)量均衡?，F(xiàn)有的普速鐵路道岔大修施工基本工法可分為現(xiàn)場(chǎng)拆鋪法和整體預(yù)鋪法?，F(xiàn)場(chǎng)拆鋪法以其封鎖線路時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)運(yùn)輸影響較大，施工作業(yè)人員較多、作業(yè)效率低，施工質(zhì)量難以控制等因素，此種工法逐步被淘汰使用。整體預(yù)鋪法施工可分為小型機(jī)械作業(yè)施工和主要以吉斯瑪?shù)啦頁Q鋪設(shè)備為代表的鐵路專用道岔換鋪?zhàn)鳂I(yè)施工。

近年來，我段在以小型機(jī)械作業(yè)施工進(jìn)行道岔大修的基礎(chǔ)上，探索運(yùn)用重型軌道車、挖掘機(jī)、高行程起撥道機(jī)等機(jī)械設(shè)備更換道岔施工技術(shù)日趨進(jìn)步。但隨著運(yùn)輸安全、施工質(zhì)量、施工勞動(dòng)安全標(biāo)準(zhǔn)的提高，尤其是在集團(tuán)公司全天窗施工作業(yè)的要求下，需要在封鎖點(diǎn)內(nèi)安全、高效完成道岔成組更換的工作量。在這一背景下，我段依托對(duì)現(xiàn)有道岔大修施工機(jī)械的優(yōu)化使用，進(jìn)一步挖掘施工機(jī)械運(yùn)用的潛力，高效組織道岔大修施工。本文針對(duì)全天窗施工作業(yè)模式前我段道岔大修在施工機(jī)械運(yùn)用中存在的問題，優(yōu)化重型軌道車編組施工配合，由過去單一的內(nèi)燃搗固鎬搗固轉(zhuǎn)變成多種搗固機(jī)械組合搗固，并在電務(wù)設(shè)備調(diào)試前進(jìn)行一次重型軌道車壓道等措施，進(jìn)一步提高我段道岔大修施工的質(zhì)量和效率。現(xiàn)以我段在京滬正線210 min封鎖點(diǎn)內(nèi)完成一組P60-1/12號(hào)砼枕道岔換軌、換枕、清篩“三同步”施工作一論述。

1 小型機(jī)械成組更換道岔工法

自既有線第六次提速以來，我段逐步采用PC60履帶式小型挖掘機(jī)、重型軌道車、高行程起撥道機(jī)等施工機(jī)械進(jìn)行道岔大修施工。以京滬正線更換一組P60-1/12號(hào)砼枕道岔為例，其運(yùn)輸限制條件、封鎖點(diǎn)內(nèi)施工流程、主要機(jī)械運(yùn)用情況如下：

1.1 施工封鎖及限速條件

京滬正線道岔大修施工封鎖時(shí)間為210 min，施工采用小型養(yǎng)路機(jī)械搗固，施工后限速條件為：施工地點(diǎn)開通后4 h限速45 km/h(其中開通后第1列限速35 km/h禁止放行旅客列車)，其后限速60 km/h，次日搗固后第一列限速60 km/h，第二列起限速80 km/h，至第三日搗固后第一列限速80 km/h，第二列起限速120 km/h，至第四日搗固后恢復(fù)常速。

1.2 封鎖點(diǎn)內(nèi)道岔大修施工流程

新?lián)Q道岔在施工之前完成預(yù)鋪與上道前的驗(yàn)收，封鎖點(diǎn)內(nèi)主要完成舊岔鋼軌件、軌枕的拆除、道床的清篩、新道岔縱橫移就位、卸砟起道搗固等工作，其基本流程如下：

封鎖命令下達(dá)-設(shè)置防護(hù)－軌道車進(jìn)入封鎖地段（同步橫移新岔）－切割鋼軌、松卸扣件（同步橫移新岔）－拆除吊裝鋼軌（同步橫移新岔）－挖掘機(jī)配合回收舊枕、清篩道床（同步縱移新岔）－整平道床（同步縱移新岔）－鋪設(shè)縱移跑道軌（同步縱移新岔）－新岔縱移就位－撥道－合龍門口－K車卸砟回填道砟－起道搗固－檢查線路－撤除防護(hù)－開通線路。

1.3 主要施工機(jī)械及用途

根據(jù)我段現(xiàn)有道岔大修施工組織方式，更換一組P60-1/12號(hào)砼枕道岔所使用的主要施工機(jī)械為3臺(tái)履帶式小型挖掘機(jī)、2組軌道車、9臺(tái)起撥道機(jī)、12臺(tái)單人手持式內(nèi)燃搗固鎬，具體用途如表1所示：

表1 道岔大修主要施工機(jī)械及用途

2 施工機(jī)械運(yùn)用存在的問題

道岔大修施工是在運(yùn)營(yíng)線路封鎖后進(jìn)行的，施工封鎖時(shí)間結(jié)束之后必須開通線路、放行列車，這就要求道岔大修施工必須在有限的時(shí)間內(nèi)安全、正點(diǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的完成施工任務(wù)，到達(dá)既定的施工目的。施工過程中的任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)紕漏，或因施工組織不合理、或因施工質(zhì)量不符合標(biāo)準(zhǔn)、或因施工中出現(xiàn)勞動(dòng)安全事故等問題，都會(huì)影響施工的正常進(jìn)行，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響行車安全。針對(duì)我段現(xiàn)有道岔大修施工中施工機(jī)械運(yùn)用所暴露出來的共性問題，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 舊岔拆除與軌道車編組不匹配

根據(jù)道岔大修周期及年度施工計(jì)劃的特點(diǎn)，往往是一個(gè)站場(chǎng)多組道岔在一個(gè)年度進(jìn)行大修更換施工，在編排道岔大修年度施工計(jì)劃時(shí)，考慮到施工隊(duì)伍轉(zhuǎn)場(chǎng)的方便和施工的連續(xù)性，一般是一個(gè)站場(chǎng)道岔大修施工任務(wù)結(jié)束后再轉(zhuǎn)下一個(gè)站場(chǎng)。同一站場(chǎng)內(nèi)的多組道岔連續(xù)施工，由于一個(gè)站場(chǎng)內(nèi)的多組道岔岔口朝向存在或者相同或者相反的特點(diǎn)，而配合舊岔拆除的軌道車組（機(jī)+2吊+6平+機(jī)）往往在一個(gè)站場(chǎng)內(nèi)不重新編組或少次重新編組，這就導(dǎo)致同一站場(chǎng)內(nèi)的多組道岔在舊岔拆除環(huán)節(jié)，有的從岔口拆除，有的從岔后拆除。

而舊岔拆除環(huán)節(jié)，工務(wù)方面的工作量重點(diǎn)是在道岔后部，加之電務(wù)方面需要拆除岔前轉(zhuǎn)輒部分的電機(jī)及連接設(shè)備，如果從道岔前部開始拆除，工務(wù)作業(yè)人員和電務(wù)作業(yè)人員便會(huì)在作業(yè)空間和時(shí)間上相互干擾、影響進(jìn)度，同時(shí)影響道岔后部工務(wù)設(shè)備拆除的進(jìn)度，此時(shí)，若加上新岔從岔后縱移就位，則會(huì)嚴(yán)重影響整個(gè)道岔大修封鎖點(diǎn)內(nèi)的各個(gè)工序的進(jìn)度，導(dǎo)致后續(xù)的工序時(shí)間順延，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成施工延點(diǎn)；如果道岔從岔后開始拆除，則工務(wù)方面在拆除道岔后部設(shè)備時(shí)，電務(wù)方面在道岔轉(zhuǎn)輒部分進(jìn)行拆除作業(yè)，在時(shí)間和空間上均不存在沖突，對(duì)整個(gè)換岔施工進(jìn)度影響較小。

2.2 新岔搗固質(zhì)量欠佳

新岔就位后，軌道車聯(lián)掛老K車補(bǔ)充道砟后進(jìn)行道岔起道搗固作業(yè)，現(xiàn)有搗固機(jī)械為手持式內(nèi)燃搗固鎬，如圖1所示，其搗固作業(yè)如圖2示意，因使用中發(fā)出“嗡嗡”聲，習(xí)慣稱“小蜜蜂”搗固鎬，表2為其基本參數(shù)。

圖1 單人手持內(nèi)燃搗固鎬搗固

圖2 手持式內(nèi)燃搗固鎬搗固示意圖

表2 手持式內(nèi)燃搗固鎬基本參數(shù)

由圖2可以看到，手持式內(nèi)燃搗固鎬在搗固岔枕時(shí)，首先是搗固枕間道砟，通過向下振動(dòng)沖擊枕間道砟，迫使枕間道砟向枕底竄動(dòng)，由于手持式內(nèi)燃搗固鎬為直鎬搗固，操作人員在使用搗鎬搗固枕底時(shí)，只能傾斜搗鎬搗固，導(dǎo)致枕底道砟分布不均勻。通過表2可知，人工使用手持式內(nèi)燃搗固鎬進(jìn)行搗固時(shí)，由于搗固鎬本身存在一個(gè)激振力，再加上操作人員施加一個(gè)附加作用力，通過搗固鎬作用于枕側(cè)或枕底道砟，但由于每個(gè)操作人員在操作時(shí)所施加的附加力存在差異，從而導(dǎo)致枕側(cè)及枕下道砟分布、搗固密實(shí)度因操作人員的個(gè)體差異而呈現(xiàn)差異性。

由此造成枕側(cè)、枕底道砟分布不均勻、道砟不密實(shí)，使得枕側(cè)、枕底與道砟的接觸面積不足，則直接影響道床橫向阻力及縱向阻力的生成，這部分在枕底道床橫向阻力的生成上表現(xiàn)明顯，道床橫向阻力構(gòu)成中，軌枕底部占50%左右，軌枕兩側(cè)占20%-30%，道床肩部占30%。道岔更換后的低速慢行及后續(xù)道床沉降階段，因枕側(cè)、枕下道砟分布不均勻、搗固不密實(shí)造成的則成為該階段輪軌接觸的主要激振源，致使后續(xù)的養(yǎng)護(hù)工作量增大。同時(shí)使用手持式內(nèi)燃搗固鎬搗固新岔，一般需要在封鎖點(diǎn)內(nèi)搗固2遍，耗時(shí)在70 min左右，新岔才能搗固起整后達(dá)到開通線路、放行列車。

3 優(yōu)化施工機(jī)械使用措施

現(xiàn)有的小型機(jī)械施工工法已運(yùn)用多年，并在運(yùn)用的過程中不斷改進(jìn)，但每一組道岔大修施工都是一次嶄新的施工，在現(xiàn)有的道岔大修施工基本流程基礎(chǔ)上，根據(jù)每組道岔更換的具體情況，確定有針對(duì)性的預(yù)鋪方案、更換施工方案，再具體到施工機(jī)械的運(yùn)用上，確保每次道岔大修施工安全、精細(xì)、高效的完成?，F(xiàn)就目前道岔大修施工在機(jī)械運(yùn)用上存在的問題提出針對(duì)性的措施。

3.1 優(yōu)化舊岔拆除與軌道車編組

針對(duì)道岔大修施工舊岔拆除環(huán)節(jié)工務(wù)方面重點(diǎn)工作量集中在道岔后部及工務(wù)作業(yè)與電務(wù)作業(yè)在時(shí)間和空間錯(cuò)開的基本情況，確定舊岔拆除從道岔后部開始的基本原則，并結(jié)合舊岔從后部拆除，新岔從道岔后部縱移就位最有利于道岔大修施工流水化作業(yè)程序和最大限度的節(jié)約封鎖點(diǎn)內(nèi)的時(shí)間。因此，從前期道岔預(yù)鋪位置的選擇上，盡量選擇新岔從岔后縱移就位的方向預(yù)鋪道岔。在道岔施工前，針對(duì)每一組道岔首先岔后拆除的施工順序，在封鎖點(diǎn)外對(duì)配合拆除舊岔、回收舊料的軌道車進(jìn)行重新編組（機(jī)+2吊+6平+機(jī)），主要是調(diào)轉(zhuǎn)2個(gè)軌道吊與出棄土平板車的編組順序，使得軌道車+軌道吊編組運(yùn)行的順序與舊岔拆除順序一致。

3.2 運(yùn)用多種機(jī)械組合式搗固

新岔就位后，使用手持式內(nèi)燃搗固鎬搗固存在搗固質(zhì)量不佳問題，提出使用液壓道岔搗固機(jī)（習(xí)慣稱“一操二”搗固機(jī)）、液壓線路搗固機(jī)（習(xí)慣稱“一操四”搗固機(jī)）與手持式內(nèi)燃搗固鎬進(jìn)行組合式搗固。表3為三種搗固機(jī)的基本參數(shù)，圖3為液壓搗固機(jī)搗固示意圖，圖4、圖5分別為使用液壓道岔搗固機(jī)、液壓線路搗固機(jī)進(jìn)行新?lián)Q道岔搗固。

表3 三種搗固機(jī)基本參數(shù)

圖3 小型液壓搗固鎬搗固示意圖

圖4 使用液壓道岔搗固機(jī)搗固作業(yè)

圖5 使用液壓線路搗固機(jī)搗固作業(yè)

由表3可以看出，與手持式內(nèi)燃搗固鎬相比，“一操二”岔搗機(jī)和“一操四”線搗機(jī)能夠輸出穩(wěn)定激振力和夾實(shí)力，這種激振力和夾實(shí)力不因操作手個(gè)體差異而變化，同時(shí)因“一操二”岔搗機(jī)和“一操四”線搗機(jī)夾實(shí)力的存在，使得搗鎬能夠?qū)⒄淼椎理臄D壓密實(shí)，搗固后岔枕枕側(cè)、枕底均與道砟充分接觸，有利于道床縱向、橫向阻力的生成。

圖6 單開道岔液壓道岔搗固機(jī)、線路搗固機(jī)搗固范圍

使用組合式搗固方式，一組P60-1/12號(hào)砼枕道岔在搗固機(jī)械配置上為：6臺(tái)“小蜜蜂”搗固鎬，2臺(tái)液壓岔搗機(jī)，1臺(tái)液壓線搗機(jī)。因道岔自身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，使得三種搗固機(jī)各發(fā)揮其自身特點(diǎn)，分別搗固道岔不同部位。圖6給出道岔液壓搗固機(jī)、線路搗固機(jī)的搗固范圍，其搗固范圍及搗固順序?yàn)椋孩僖蚴殖质絻?nèi)燃搗固鎬因振動(dòng)頻率較液壓岔搗機(jī)、液壓線搗機(jī)大，組織6臺(tái)手持式內(nèi)燃搗固鎬從岔口起道普搗整組道岔，將枕間松散道砟預(yù)搗進(jìn)枕底，待整組道岔普搗之后，再組織手持式內(nèi)繞搗固鎬在液壓搗固機(jī)后進(jìn)行二次搗固，加強(qiáng)新?lián)Q道岔搗固質(zhì)量；②組織1臺(tái)“一操四”液壓線路搗固機(jī)從岔前直線段開始起搗，依次搗固岔口及岔前換軌、連接部分直股、直基本軌及岔后直股部分，為圖6實(shí)線框內(nèi)所示；③組織2臺(tái)“一操二”液壓道岔搗固機(jī)，其中一臺(tái)搗固轉(zhuǎn)輒部分、岔心部分，另一臺(tái)液壓道岔搗固機(jī)從岔后曲股向岔心方向進(jìn)行搗固，搗固范圍及搗固順序?yàn)閳D6虛線框內(nèi)箭頭所示。采取上述組合式搗固方式一方面為電務(wù)器材的組裝與調(diào)試空出了時(shí)間與空間，同時(shí)也較高質(zhì)量、效率的完成新?lián)Q道岔的搗固，對(duì)于一組P60-1/12號(hào)砼枕道岔采用組合式搗固方式進(jìn)行搗固一般耗時(shí)在50 min左右。

3.3 軌道車壓道后檢查線路

以往道岔大修施工，在線路開通前，進(jìn)行線路靜態(tài)幾何尺寸檢查，檢查結(jié)果達(dá)到放行列車條件，則開通線路、放行列車，線路開通經(jīng)列車碾壓后再次進(jìn)行線路檢查，若發(fā)現(xiàn)道岔軌道幾何尺寸超標(biāo)處所，則再次進(jìn)行道岔起整養(yǎng)護(hù)。為減少道岔大修封鎖點(diǎn)結(jié)束之后的線路起整養(yǎng)護(hù)，在封鎖點(diǎn)內(nèi)除加強(qiáng)線路搗固之外，可在時(shí)間充裕的條件下，使用推運(yùn)道岔、卸道砟的該組軌道車（機(jī)+2吊+2K+機(jī)）進(jìn)行線路提前壓道兩次，經(jīng)過軌道車提前壓道后，可進(jìn)一步增加枕下新砟的密實(shí)性，促進(jìn)線路開通后的設(shè)備穩(wěn)定，提高設(shè)備變化儲(chǔ)備能力；同時(shí)可將新岔搗固不良、不均勻處所提前暴露出來，在封鎖點(diǎn)結(jié)束前再次進(jìn)行搗固整修。

4 取得的效果

2018年蚌埠工務(wù)段道岔大修年度生產(chǎn)任務(wù)為123組道岔，全部集中在京滬線，其中正線道岔46組，分布在固鎮(zhèn)、連城、曹老集、曹山、蚌埠、鳳陽等6個(gè)站場(chǎng)；到發(fā)線、站線道岔77組，主要分布在宿州、曹山、蚌埠、蚌埠東等9個(gè)站場(chǎng)。正線道岔大修施工主要是利用京滬線一年兩次的集中修進(jìn)行更換，結(jié)合全天窗施工作業(yè)要求，我段在道岔大修施工實(shí)施過程中積極探索在現(xiàn)有的施工條件下優(yōu)化施工工法，通過上述改進(jìn)措施的嘗試與運(yùn)用，我段京滬線46組正線道岔全部安全、正點(diǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的付諸實(shí)施，取得較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，同時(shí)也為既有線道岔大修施工的經(jīng)驗(yàn)積累和技術(shù)進(jìn)步向前邁出了一步。

5 結(jié)論與展望

既有線道岔換軌、換枕、清篩“三同步”施工，運(yùn)用小型機(jī)械成組更換道岔工法相對(duì)成熟，但對(duì)于每次具體的施工，要針對(duì)每組道岔的具體位置、周邊環(huán)境、運(yùn)輸條件等情況，從道岔預(yù)鋪位置選擇、封鎖點(diǎn)內(nèi)舊岔拆除順序、軌道車編組、搗固機(jī)械的使用以及連續(xù)換岔的施工銜接等因素綜合考慮。只有把大量的工作做在施工前，施工準(zhǔn)備和預(yù)想越充分，則封鎖點(diǎn)內(nèi)的施工按照既定流程則會(huì)越順利，施工中任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，則會(huì)形成多米諾骨牌效應(yīng)，對(duì)后續(xù)的工序產(chǎn)生影響。同時(shí)挖掘機(jī)作為一種通用機(jī)械在運(yùn)營(yíng)線路上進(jìn)行道岔大修施工使用，還存在適應(yīng)鐵路運(yùn)營(yíng)線路的技術(shù)進(jìn)步空間，可在這種通用機(jī)械的基礎(chǔ)上推進(jìn)專門適用于鐵路運(yùn)營(yíng)線路設(shè)備大修更換的施工機(jī)械的運(yùn)用，則更有利于兼顧運(yùn)輸與安全的需要。