黃元平

（中鐵二局新運(yùn)公司，四川 成都 610031）

0 引言

中老鐵路設(shè)計(jì)速度為160km/h 的無縫化單線電氣化鐵路，全長422.441km，由于老撾國內(nèi)工業(yè)基礎(chǔ)較差，道路運(yùn)輸條件受限，中國國內(nèi)無縫線路通常采用的100m 定尺軌無法通過海陸聯(lián)運(yùn)到達(dá)，經(jīng)過施工調(diào)查，能通過海陸聯(lián)運(yùn)的鋼軌標(biāo)準(zhǔn)長度僅為25m，故需先行建廠實(shí)施25m 鋼軌廠焊為500m 長軌。由于具備焊軌廠選址條件的場(chǎng)地有限，無法滿足中國國內(nèi)縱向設(shè)計(jì)長度要求，故需研究適用于中老鐵路特點(diǎn)的焊接生產(chǎn)線，在保證焊接質(zhì)量同時(shí)，需按期完成1700 余根500m 長鋼軌。

1 工程概況

1.1 工程設(shè)計(jì)規(guī)模及工期

中老鐵路磨萬段起于老撾邊境口岸磨丁，向北接新建玉磨鐵路，再向南經(jīng)老撾北方的南塔省、烏多姆賽省、瑯勃拉邦省、萬象省后到達(dá)全線終點(diǎn)站——老撾首府萬象市，為單線電氣化鐵路，設(shè)計(jì)行車速度160km/h，線路全長414.332km，廠焊長軌工期約16個(gè)月，月均計(jì)劃完成焊軌27km。

1.2 主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

采用60N-U75V-25m 定尺熱軋無孔新鋼軌。一般地段采用熱軋鋼軌，困難地段半徑小于1600m 時(shí)采用熱處理鋼軌，正線上無縫道岔采用的鋼軌與兩端正線采用的鋼軌質(zhì)量相同。鋼軌質(zhì)量必須滿足有關(guān)要求。

1.3 工程特點(diǎn)、施工重點(diǎn)和技術(shù)難點(diǎn)分析及對(duì)策

1.3.1 工程特點(diǎn)

鋼軌焊接屬于特種作業(yè)，技術(shù)要求高，需要由專業(yè)技術(shù)人員操作，因老撾當(dāng)?shù)貏趧?dòng)力缺乏、語言溝通困難、作業(yè)效率低下且焊軌方面專業(yè)人員不足，故焊軌作業(yè)人員需從中國國內(nèi)調(diào)入，且需要有針對(duì)性地管理涉外勞務(wù)輸出。

1.3.2 工程重難點(diǎn)分析及對(duì)策

（1）焊軌難度大，廠焊焊頭數(shù)量大，長軌廠焊工藝在老撾首次采用，老撾境內(nèi)自然環(huán)境差，廠焊質(zhì)量控制要求高。對(duì)策措施：改良工藝，采用2 條熱線和1 條冷線鋼軌焊接車間，形成一套適用于熱帶季風(fēng)氣候地區(qū)的廠焊施工工藝，同時(shí)嚴(yán)格控制焊接作業(yè)質(zhì)量。

（2）設(shè)備物資運(yùn)輸困難，老撾當(dāng)?shù)毓I(yè)落后，焊軌所需的專業(yè)設(shè)備物資需從中國國內(nèi)進(jìn)口，海關(guān)審批、檢查和放行程序復(fù)雜，且供應(yīng)周期長，物流組織任務(wù)繁重。對(duì)策措施：提前做好物資、設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)工作，對(duì)焊軌設(shè)備上的一些特殊易損配件及時(shí)備貨，鐵科院技術(shù)人員全程駐場(chǎng)，以免因設(shè)備問題影響焊軌進(jìn)度。

2 適用范圍及施工原則

2.1 適用范圍

該技術(shù)適用于中老鐵路磨萬段廠焊500m 長鋼軌焊接施工。

2.2 施工原則

秉承“安全第一，施工與運(yùn)輸統(tǒng)籌兼顧”的原則，嚴(yán)格按照中老鐵路工期要求，合理安排各項(xiàng)工程施工，所需的機(jī)械設(shè)備和技術(shù)管理人員等資源配置均符合中老鐵路建設(shè)工期要求。

3 施工計(jì)劃

3.1 施工工期及進(jìn)度指標(biāo)

鋼軌廠焊計(jì)劃2019 年12 月1 日開始，2021 年6 月30 日結(jié)束（含設(shè)備安裝調(diào)試周期約3 個(gè)月）。

鋼軌焊接進(jìn)度指標(biāo)：綜合進(jìn)度約1km/d。

3.2 主要物資設(shè)備配置計(jì)劃

主要物資：60kg-25m-U75V 鋼軌約33700 根，計(jì)51000t。

主要設(shè)備：U 型雙熱—單冷焊軌生產(chǎn)線一條。

4 總體施工技術(shù)方案

4.1 總體施工方案

利用一臺(tái)固定式閃光焊機(jī)在基地焊軌作業(yè)線的焊接工位進(jìn)行鋼軌焊接、粗磨及焊后熱處理后進(jìn)入長軌存放區(qū)，使用32 臺(tái)群吊吊運(yùn)，存放時(shí)效24h，之后將500m 長鋼軌吊裝至冷線，進(jìn)行焊接接頭矯直、精磨及探傷后返回長軌存放區(qū)進(jìn)行存放。

4.2 總體施工順序

鋼軌配對(duì)—焊前檢驗(yàn)和處理—焊前打磨除銹—焊接和推凸—粗磨—焊后熱加工—時(shí)效處理—焊接接頭矯直—外形精整及平直度檢驗(yàn)—探傷檢測(cè)。

5 施工工藝及方法

5.1 短軌裝卸及堆碼

鋼軌經(jīng)海運(yùn)到港轉(zhuǎn)路運(yùn)到貨后，首先確定鋼軌長度、牌號(hào)、形式、標(biāo)準(zhǔn)、交貨狀態(tài)、數(shù)量等，確認(rèn)無誤后至短軌存放區(qū)，采用2 臺(tái)門式起重機(jī)吊裝水平起吊、平穩(wěn)下落至短軌存放區(qū)臺(tái)座上。

鋼軌堆放平臺(tái)選用鋼筋混凝土地基梁，結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)穩(wěn)固。堆放平臺(tái)兩端橫擔(dān)離軌端不超過2m，第2 個(gè)橫擔(dān)離軌端不超過6m，中間橫擔(dān)跨距不超過6m。每根橫擔(dān)頂面水準(zhǔn)誤差不超過1cm，相鄰橫擔(dān)之間的水準(zhǔn)誤差量不超過1cm，整體水準(zhǔn)誤差量不超過2cm。鋼軌存放的橫擔(dān)上需鋪墊1cm 扁鐵，多層堆放時(shí)，宜在每橫擔(dān)上布設(shè)層墊物，層間墊物選用方鋼（50×50×5mm），各層墊物宜與橫擔(dān)中心垂直對(duì)齊，整體誤差量不超過5cm。

5.2 鋼軌焊接施工方法及工藝

5.2.1 施工準(zhǔn)備

采用2 臺(tái)門式起重機(jī)將短鋼軌從存軌臺(tái)座吊裝到輥輪輸送線上運(yùn)輸至生產(chǎn)線，將待焊鋼軌輸送至校驗(yàn)工位后，檢查鋼軌端頭軌腰，如果有熱軋形成的出廠凸起標(biāo)識(shí)，對(duì)凸起標(biāo)識(shí)進(jìn)行打磨。

5.2.2 焊前檢查及配軌

（1）焊前檢查作業(yè)內(nèi)容，焊前檢驗(yàn)，主要是確定鋼軌牌號(hào)并對(duì)鋼軌表面質(zhì)量、外觀尺寸及規(guī)格等進(jìn)行檢查。檢查驗(yàn)收后，做好該鋼軌的生產(chǎn)廠家、品種、型號(hào)、熱壓標(biāo)識(shí)(爐號(hào)）、狀態(tài)、長度、表面質(zhì)量、軌頭寬度、軌底寬度、截面對(duì)稱度等相關(guān)信息的記錄。

（2）配軌作業(yè)內(nèi)容，配軌是根據(jù)生產(chǎn)安排編制當(dāng)日焊軌計(jì)劃表，焊軌計(jì)劃表內(nèi)容應(yīng)包括以下內(nèi)容：待焊長軌條編號(hào)，鋼軌牌號(hào)、型號(hào)及技術(shù)等級(jí)；焊接標(biāo)軌及配軌數(shù)量；配軌長度、短軌組成及焊接順序。

5.2.3 焊前除銹

對(duì)待焊鋼軌端部與閃光焊電極接觸部分進(jìn)行除銹，鋼軌除銹部位待焊時(shí)間超24h 或磨后有水、油脂、臟漬等污染后，均應(yīng)進(jìn)行再處理。除銹完畢后檢測(cè)除銹質(zhì)量，對(duì)未除銹干凈的部位可進(jìn)行二次除銹，也可采用人工輔助除銹。

5.2.4 焊縫粗銑

首先應(yīng)檢查上道工序作業(yè)質(zhì)量，無明顯傷損時(shí)再進(jìn)行作業(yè)。用鋼絲刷對(duì)鋼軌焊頭表面焊渣進(jìn)行清潔，并檢查焊接接頭表面有無焊渣嵌入（無焊渣嵌入為合格）。啟動(dòng)鋼軌焊縫粗銑設(shè)備，對(duì)鋼軌焊頭頂面、側(cè)面焊瘤進(jìn)行粗銑加工。鋼軌焊頭頂面、側(cè)面使用鋼軌焊縫粗銑設(shè)備進(jìn)行粗銑加工，此環(huán)節(jié)不應(yīng)出現(xiàn)鋼軌表面銑削灼傷。銑削時(shí)選擇合適的進(jìn)刀速度和進(jìn)刀量，且必須嚴(yán)格控制進(jìn)刀量，一般每次進(jìn)刀量不得超過0.35mm。

使用手持式砂輪機(jī)對(duì)軌底上表面及軌底邊焊瘤進(jìn)行打磨，軌底上表面焊瘤橫向打磨范圍不小于50mm（從軌底邊緣算起）；軌底的垂直及水平方向錯(cuò)邊應(yīng)平順過渡，軌顎和軌底邊緣棱角應(yīng)倒棱，使鋼軌保持圓弧形狀。打磨完成后檢查軌底焊瘤余高、軌腰焊瘤余高、軌腳厚度，用300mm 直尺和塞尺檢查軌腳邊水平方向錯(cuò)邊量，并填寫打磨記錄。

5.2.5 焊縫熱處理

作業(yè)前檢查設(shè)備是否正常工作，正火小車走行正常，冷水機(jī)工作正常，無漏水、漏風(fēng)現(xiàn)象；測(cè)溫探頭測(cè)量位置正確，安裝穩(wěn)固。檢查焊接接頭及附近表面質(zhì)量，清除焊接接頭及其附近200mm 范圍內(nèi)的氧化皮、砂輪灰及油污。

鋼軌進(jìn)入設(shè)備，加熱線圈的中線應(yīng)和焊接中線相對(duì)正，線圈在鋼軌兩端的間距基本一致，軌頂紅外線測(cè)溫點(diǎn)在軌頂焊縫中線，軌腳紅外線測(cè)溫點(diǎn)應(yīng)在距軌腳邊0～10mm 范圍，且鋼軌不得與加熱線圈任何部位有接觸。鋼軌的焊接接頭在工作溫度小于500℃時(shí)可進(jìn)行熱處理，同時(shí)將軌頭加熱器溫度控制在900℃，將軌底加熱器溫度控制在800～850℃（軌腳測(cè)溫定位在軌腳邊沿向內(nèi)1cm 范圍內(nèi)），在熱處理過程中注意觀察加熱器溫度控制、中頻及高頻初始功率、風(fēng)壓、噴風(fēng)時(shí)間、加熱時(shí)間與相關(guān)工藝參數(shù)是否一致。加熱結(jié)束時(shí)軌腳邊與軌頂面溫度差不得大于100℃。

5.2.6 長軌存放及時(shí)效

鋼軌通過輥輪輸送線傳輸至長軌存放區(qū)時(shí)，使用32 臺(tái)群吊吊運(yùn)長軌。群吊升降裝置須具備集中控制功能，以做到同步升降及橫移。

吊運(yùn)分為起吊、橫移、下降三個(gè)階段。鋼軌宜水平吊運(yùn)，起升到位后方可走行。走行期間應(yīng)防止鋼軌搖晃，走行到位確保鋼軌穩(wěn)定后可下降。吊掛和走行時(shí)應(yīng)保持鋼軌平順。長軌存放后，貼上標(biāo)識(shí)并記錄存放時(shí)間，經(jīng)過不低于24h 的時(shí)效，方可進(jìn)行下一道工序。

5.2.7 焊縫精調(diào)

時(shí)效達(dá)到工藝規(guī)定要求后，將長軌吊裝至輥輪輸送線上傳至矯直機(jī)，檢查設(shè)備狀態(tài)并核對(duì)鋼軌信息。將該長軌的長軌條編號(hào)錄入系統(tǒng)后，焊接接頭與矯直機(jī)中心對(duì)正，根據(jù)鋼軌工作邊方向選擇與之相對(duì)應(yīng)的測(cè)量探頭，啟動(dòng)自動(dòng)測(cè)量程序，根據(jù)測(cè)量結(jié)果，選擇受力點(diǎn)及支點(diǎn)位置，對(duì)焊縫中心兩側(cè)各500mm 范圍內(nèi)的平直度偏差進(jìn)行垂直和水平方向的精矯直并做好矯直工位記錄。矯直后再次啟動(dòng)自動(dòng)測(cè)量程序，判斷結(jié)果是否滿足技術(shù)要求，若符合技術(shù)要求，發(fā)出走軌信息，若不符合技術(shù)要求，則重復(fù)執(zhí)行以上作業(yè)過程。

5.2.8 焊縫精磨及平直度檢驗(yàn)

精磨作業(yè)開始前，按設(shè)備操作規(guī)程啟動(dòng)精磨機(jī)進(jìn)行預(yù)熱，根據(jù)軌型確定精磨參數(shù)（打磨長度不超過焊縫中心線兩側(cè)各400mm，軌溫應(yīng)控制在50℃以下）。當(dāng)鋼軌端部被送入精磨工位后，通知走軌人員停止走軌，取下軌端導(dǎo)向梭頭后移動(dòng)精磨機(jī)，待鋼軌進(jìn)入精磨機(jī)后，通知走軌人員走軌，待鋼軌穿過精磨機(jī)停止走軌，恢復(fù)梭頭，通知走軌人員走軌，使焊縫到達(dá)精磨工位。鋼軌停穩(wěn)后精磨機(jī)對(duì)位，啟動(dòng)開始按鈕，檢測(cè)烙鐵頭平整度，并按照檢測(cè)結(jié)果完成磨削（作業(yè)人員在打磨過程中應(yīng)隨時(shí)留心察看精磨機(jī)狀態(tài)，若有非正?，F(xiàn)象應(yīng)盡快停機(jī)檢查）。精磨結(jié)束后，檢查焊接接頭是否滿足技術(shù)要求。若焊接接頭不滿足技術(shù)要求，重新進(jìn)行精磨作業(yè)。

精磨達(dá)到技術(shù)要求后，用電子平直度測(cè)量儀，對(duì)鋼軌焊縫接頭上下段各500mm 的頂面部和工作邊平直度進(jìn)行檢測(cè)，將尺子中心線對(duì)準(zhǔn)焊接中心，分析、判定電子平直儀檢測(cè)曲線，并進(jìn)行檢測(cè)記錄（測(cè)量結(jié)果有異議時(shí)，用鋼直尺和塞尺對(duì)焊頭進(jìn)行測(cè)量確認(rèn)）。

5.2.9 焊縫探傷

用鋼軌探傷儀檢驗(yàn)焊縫質(zhì)量，以檢測(cè)內(nèi)部是否存在裂縫等問題。探傷檢測(cè)前校準(zhǔn)偵察系統(tǒng)，探傷檢測(cè)時(shí)焊縫接頭的表層工作溫度不得超過40℃，若焊縫接頭表層工作溫度超過40℃，可灑水制冷。在探傷檢測(cè)的同時(shí)進(jìn)行探傷記錄，探傷記錄中包含儀器設(shè)備、探頭、焊縫接頭序號(hào)、檢查數(shù)據(jù)、探傷結(jié)論和處理意見。

5.3 鋼軌焊接質(zhì)量要求

鋼軌閃光焊接接頭質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以《鋼軌焊接第1 部分：通用技術(shù)條件》（TB/T 1632.1—2014）和《鋼軌焊接第2 部分：閃光焊接》（TB/T 1632.2—2014）為準(zhǔn)[1-2]。

6 保證措施

6.1 質(zhì)量保證措施

第一，請(qǐng)鐵科院專業(yè)人員對(duì)長軌廠焊設(shè)備進(jìn)行安裝和調(diào)試，同時(shí)對(duì)焊接作業(yè)的每道工序嚴(yán)格按照質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行控制，確保焊軌接頭質(zhì)量。此外，由于老撾雨季時(shí)間長、雨量大，需在焊軌生產(chǎn)車間設(shè)防雨棚，做好閃光焊施工的保護(hù)措施，保證焊接接頭質(zhì)量。第二，把好規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)關(guān)，進(jìn)行層層技術(shù)交底，做好對(duì)設(shè)計(jì)文字和現(xiàn)場(chǎng)情況的審查工作，并做好施工記錄。第三，嚴(yán)格控制原材料，嚴(yán)格按照有關(guān)材料標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各種進(jìn)場(chǎng)的材料進(jìn)行抽樣檢驗(yàn)，之后報(bào)監(jiān)管單位檢驗(yàn)，合格后方可使用。第四，做好對(duì)所有成品、半成品的質(zhì)量檢驗(yàn)，進(jìn)一步完善成品、半成品的質(zhì)量保護(hù)機(jī)制，并明確落實(shí)主體責(zé)任。

6.2 安全保證措施

第一，場(chǎng)地的布設(shè)須滿足耐火、防雷、防洪、防觸電等安全技術(shù)規(guī)范和安全技術(shù)施工管理的需要。第二，變壓器保護(hù)系統(tǒng)須設(shè)有接地安全保護(hù)器，在變壓器保護(hù)系統(tǒng)周圍設(shè)置鐵圍欄，設(shè)門加鎖，由專人負(fù)責(zé)管理，并懸掛“高壓電危險(xiǎn)，切勿靠近”的警示牌。第三，在室內(nèi)外供電箱、供電柜之間設(shè)置電纜絕緣墊，并配備漏電防護(hù)裝置。第四，所有帶電控制器和裝置的金屬材料殼體上，均應(yīng)安裝接地或接零保護(hù)，同時(shí)做好防潮、防雨措施。第五，移動(dòng)設(shè)備的供電線路應(yīng)使用橡皮線纜，在穿越結(jié)構(gòu)物時(shí)，埋管入地敷設(shè)。

6.3 工期保證措施

第一，按照工期要求編制具體施工計(jì)劃，確保工程順利實(shí)施。第二，協(xié)調(diào)鐵科院專業(yè)人員駐場(chǎng)，進(jìn)行專業(yè)的設(shè)備調(diào)試和保障工作。第三，配備好關(guān)鍵項(xiàng)目技術(shù)力量和施工力量，確保設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)加強(qiáng)部門及工位間的溝通協(xié)調(diào)。第四，老撾國內(nèi)物資匱乏、工業(yè)落后，幾乎所有物資都需從國內(nèi)進(jìn)口，涉及出關(guān)物資設(shè)備通關(guān)問題，運(yùn)輸周期長，故需提前做好物資、設(shè)備的進(jìn)場(chǎng)工作，對(duì)焊軌設(shè)備的一些特殊易損配件及時(shí)備貨，以免因設(shè)備問題影響焊軌進(jìn)度。

7 結(jié)語

綜上所述，采用該技術(shù)生產(chǎn)的焊接接頭順利通過中國鐵科院形式檢測(cè)，焊接接頭質(zhì)量合格。萬象焊軌廠在確保工程施工質(zhì)量和施工安全的同時(shí)，連續(xù)三個(gè)月月產(chǎn)超30km，并創(chuàng)日產(chǎn)1.2km 和月產(chǎn)35km 的好成績。萬象焊軌廠生產(chǎn)期多次接受老中公司和老撾當(dāng)?shù)卣囊暡欤⒌玫綐I(yè)主和老撾政府的一致好評(píng)。中老鐵路的按期優(yōu)質(zhì)開通也為“一帶一路”沿線的工程項(xiàng)目建設(shè)樹立了良好信譽(yù)。