高等級鐵路大型養路機械線路綜合維修的實踐與思考

貢照華 上海鐵路局南京橋工段

隨著國民經濟的快速發展，運輸市場的競爭越發激勵，鐵路運輸產品日益豐富、多元化，在既有的路網上歷經六次大面積提速，形成了集高密度、重載化、高速化于一體的新型運輸特點，同時，新建成的客運專線也漸成規模。

這些高等級的鐵路對工務養修帶來了諸多新的課題，尤其是新建的客專鐵路和容許時速大于120km、運行動車組列車、速差較大的客貨混運既有線，列車對線路的破壞有所加快，但對線路的平順性、可靠性、安全性要求卻顯著提高。

再者，勞力市場價格的增長速度迅速，遠遠超出原材料和設備價格的增長，用工成本明顯增加，但因為人員素質的局限，手工作業效率低下，精度難以滿足當前的安全、質量可靠性要求，急需高效、高精度各種機械化發揮主力作用。由此，必須采取更加科學、高效、安全、可靠的手段和方法進行線路養修，以更加匹配的資源投入應對快速發展的運輸市場需求。

從生產實踐情況可知，道床、道岔、鋼軌的修理是高等級有碴線路設備修理的主要工作，占據大部分的工作和資源，本文就與以上三種設備修理緊密相關的線路綜合維修的實踐情況進行重點的分析，以期得到更好的道床線路設備修理效果。

一般講，線路綜合維修可采用大型養路機械和人工兩種方式進行。由于人工方式局限于恢復線路幾何平順的精度和效率等因素，現在一般僅在普速和次要的線路進行，高等級鐵路必須積極大力推行采用大型養路機械的方式。但近年來在大量的采用大型養路機械進行線路綜合維修的實踐中，因為種種原因，修理精度、效果并不十分理想，特別是修理單位和各設備管理單位之間的結合部，因為各自承擔的不同主體責任，在線路綜合維修過程中僅關注自身的設備和作業項目，缺乏協同工作，忽視了設備結合部的聯合整治，給線路維修工作造成了諸多不利影響，必須及早進行糾正，采取系統、協同、科學的理念和方法，充分發揮好大型養路機械的優越性，改善線路綜合維修的效果。

1 線路綜合維修的基本要求分析

《鐵路線路修理規則》闡述了線路綜合維修的基本要求，概括起來主要包括改善線路幾何狀態，改善線路結構狀態，保持結構健康，改善線路線形條件，改善軌道彈性、疏通排水設施等等。

1.1 線路幾何狀態分析

隨著列車通過總重的遞增，線路軌面高程逐步下降，但因為下部路基、橋隧等構筑物結構的差異，其下沉量是不同的，碎石道床的壓密變形也具有一定的離散性，上部零部件的磨損、失效也會因受力的不同、部件結構、材料材質的差異有所不同，所以，軌道幾何狀態呈逐步惡化的趨勢。

線路幾何不平順包括長波長、普通波長及短波長三類，不同的列車和不同的列車運行速度對不同波長的幾何不平順激勵、響應都有較大的差異，但一般的規律是，列車運行的振動會產生特定波長（一般為共振頻率、運行速度相對應的折算長度）的幾何不平順；列車運行中對特定波長的幾何不平順響應最為激烈；隨著速度的提高，列車對短波不平順的響應明顯增強，對長波不平順的響應有所增強。

1.2 線路結構狀態分析

線路結構包括軌道、路基、道口結構等三個主要部分，這里重點分析軌道結構。良好的幾何狀態的實現必須建立在健康、可靠的軌道結構基礎上，從而才能保持列車在鐵路運輸過程中安全、平穩和不間斷狀態。

鋼軌是軌道最為重要的部件，直接承受荷載，并向軌枕、扣件等系統進行傳遞。高等級鐵路對鋼軌的技術狀態要求較高，首先應長鋼軌無縫化，其次對鋼軌踏面、焊縫的平直度要求嚴格，最高時速200km及以上的不大于0.2mm/m，對鋼軌縱向平直度要求也較高，同時應及時消除鋼軌硬彎，對病害鋼軌必須進行及時的修理或更換。

扣件系統是保持軌道結構健康的關鍵部件，可以有效緩和列車沖擊，均勻軌道整體受力，其膠墊的彈性、耐久性、扣件的彈程、扣壓力、緊固狀態、銹蝕、腐蝕狀態、完好率都直接影響線路的整體技術狀態。最高時速200km及以上的客貨混運線路對于扣件的要求尤其苛刻，應當適度超前裝備或縮短修理周期。

Ⅲ型軌枕的推廣運用大大提高了軌枕及軌道整體的技術狀態，對當前的各種運輸條件有較高的適應能力，但應當可靠保持正確的間隔尺寸和垂直布置，確保線路受力的均衡。

道床是線路設備中最為松散的結構，受道碴材質、級配、供應補給、貨列車漏臟污以及清篩、更換效率低、周期長等諸多因素的影響，其技術狀態極大地影響了線路的整體狀況，是目前高等級線路修理中的難點和重點。

道岔、曲線等設備、部件也是軌道的重要組成部分，而且是高等級線路養修的重點，因為其結構的特殊性，有較多特有的修理方式、方法、周期等。

1.3 線路線形分析

高等級鐵路對線路的平、縱斷面要求明顯提高。線路的平、縱斷面不良會導致列車運行中產生附加慣性力、同頻共振以及振動疊加等諸多不利，嚴重惡化列車運行品質，特別是對速度較高的列車運行尤其不利。

平面上，曲線的技術狀態要求已不僅是簡單的正矢偏差（包括計劃與現場差、圓曲線連續差、最大最小差、緩和曲線差之差等），對曲線頭尾位置、緩圓、圓緩點位置及曲線前后直線線形要求非常嚴格，以此控制曲線自身、曲線與曲線、曲線與道岔等之間的關系，并由此還引入了曲線單元管理的要求。

縱斷面上，對坡長、變坡點豎曲線的要求都有了一定提高，應盡量避免采用短坡，如最高時速250km的線路在任何時候都應杜絕70m及以下坡長的情況，盡量恢復設計坡長，困難時也應盡量延長坡長；應盡量采用豎曲線過渡變坡點，有條件時不要拘泥于《修規》規定的設置豎曲線變坡代數差條件和豎曲線半徑條件，而普遍采用較大半徑（一般不小于15000m）的豎曲線進行所有變坡點過渡。

同時，平、縱斷面二者不利條件的疊加也應嚴格控制，宜采用更加有利的條件，應避免緩和曲線、道岔單元、較短的夾直線段等與變坡點的重疊，圓曲線與變坡點重疊時也應優先采用盡量大的豎曲線半徑，避免列車振動的疊加，惡化列車運行品質。

1.4 軌道彈性（剛度）分析

軌道彈性（剛度）是列車-線路系統中十分重要的因素，能有效匹配車線關系，緩和列車高速運行產生的沖擊動力，主要來自三個方面：一是基底和路基結構；二是道床結構；三是鋼軌、軌枕和扣件結構。

基底和路基結構是一定的，一旦建成難以實施優化改造，鋼軌(60 kg/m)和軌枕(Ⅲ型，1666根/km)是實踐證明了的比較適應當前運輸條件的優秀結構，也是軌道發展的趨勢，優化改造的空間已經比較有限。這樣，軌道彈性的保持就落在了尚有較大修理、改造空間的道床、扣件上。道床的級配、潔度、道床厚度、密實度等參數決定了其性能，需要在大中修、維修修程中進行狀態的周期性改善、恢復。扣件系統的技術含量較高，對其結構、材料材質要求非常苛刻，目前廣泛使用的彈條Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ基本能滿足一個大修周期的要求，但膠墊耐久性顯著不足，軌距擋板、預埋件耐腐蝕性、埋設精度上仍存在較多問題，影響了線路彈性的長效持續保持。

2 基本流程及其實施

線路大機綜合維修的基本流程包括施工前線路狀態評估與大機計劃申請、工作量調查、測量拉坡設計與起道量確定和標注、現場激光點設置、設備修理單位及各設備管理單位合作修理協調及協議簽訂、施工天窗的申請、施工組織設計、施工前各項準備工作、施工中配合及安全、質量監控、施工后線路狀態再評估及細整與質量成果鞏固等等。

以下就關鍵流程的實踐與體會進行闡述。

2.1 施工前線路狀態評估與大機計劃申請工作

施工前線路狀態評估是年度或階段性根據線路動、靜態檢查成果進行分析，結合通過總重、修程實施情況綜合進行的。由路局根據各線線路條件、運輸條件制定次年大機維修計劃，對于京滬線等主要繁忙干線一般安排在“集中修”期間進行實施，這類評估是在積累了豐富的數據，進行大量實踐論證形成的，即“宏觀上周期控制”的方法。

階段性評估是根據日常大量的動檢車、軌檢車、添乘儀、車載式軌道檢查儀等動態資料和軌檢儀、手工靜態檢查資料，進行均值、峰值、幾何、振動、靜態、動態等多維分析的過程，對于成段的不良地段難以通過小機群、手工作業養修恢復線路良好狀態，由此形成局部地段的大機作業計劃，一般事先一個季度向路局提報，在維修天窗中進行實施，這就是"微觀上狀態控制"的方法。提前提報計劃將利于路局對大機和天窗資源的統籌協調安排。

2.2 工作量調查

大機維修前，應根據線路綜合維修的要求進行詳盡的現場調查，對決定線路質量的軌道幾何、結構、彈性、線路線形、曲線超高等諸方面以及保證大機安全、連續作業的外部環境進行細致分類調查，這項工作對制定科學、合理的具體施工計劃，對與電務、運輸、供電、車輛等設備管理單位和修理單位不同專業進行良好地協同工作，對切實提高施工安全、修理質量有不可或缺的作用。

2.3 測量拉坡設計與平面控制點的確定

測量拉坡設計可以有效保持和改善線路縱斷面狀態，同時還可以發現現場日常養護維修中存在的問題，特別是對不同車間、工區線路高點和線橋（涵、隧等）結合部變化的掌握，也是線路狀態評估的又一補充。

測量拉坡不能局限于一次大機作業任務的完成，應當通過測量掌握既有線縱斷面惡化的規律，找出養修作業方式、方法、手段、設備結合部屬性等各種影響工因作素，特別要注意總結對高點控制的良好做法，指導科學養路；并且，還要根據既有縱斷面情況和現場情況，擬合線路縱斷面最理想技術方案、近期實施最優方案和最近實施最合理方案，并取得不同的起道量（時速200km以上的線路要求并行線路同高，應當合理設置起道量），在方案中詳盡確定各種方案實施所需要的大機配置、大機作業遍次、道床補充方案、接觸網調整方案（限高點控制、線間距控制也應明示）等等，以通過大機作業逐步提高線路縱斷面品質。

平面控制點一般選擇在已經實施精確定位的處所，沒有實施精確定位的一般事先選擇在道岔單元前后、曲線單元前后、曲線起點、緩圓或圓緩點、明橋橋頭等等控制點處，直線實施激光撥道的控制點應選擇大方向良好的處所，且點間距離要在300m及以上。

2.4 施工前現場準備工作

施工前的現場準備工作項目繁多，但卻是保證大機綜合維修正常作業和安全、質量的關鍵環節，具有源頭地位的作用，其主要是恢復線路健康的結構狀態和大機無法實施的軌距精調兩大項工作，包括鋼軌病害修理、軌下墊片的拆除與搗實、更換失效和不良扣件、扣件整正與涂油、更換實效枕與軌枕方正、道床補充與預拉、道床邊坡及翻漿處清篩、軌距的精調、起撥道量、控制點的現場標注、路肩外高內低的處理、水溝的清理、影響大機連續作業的障礙物排除方案確定等等。

2.5 施工中配合及安全、質量監控

施工過程中重點是對制定方案的落實和大機作業安全、質量的監控。

安全方面包括大機作業本線、臨線的勞動、行車安全防護與卡控，自輪運轉設備的自身安全，開通前的線路狀態、電務、供電、車輛等專業設備狀態的確認、應急預案準備等。

質量方面主要包括大機性能檢驗（重點是外部可察的搗鎬、油缸、夾輪、夯拍器、激光器等），大機作業標準化（事先的資料核對、搗固速度、穩定速度、連續搗固、穩定、配碴質量、夯拍器、激光的使用、起道量的及時調整、撥道方法等等）、搗固、穩定作業后的幾何尺寸、曲線正矢檢查、順撬及兩臺大機作業結合部的處理質量監控、線橋（涵、隧等）結合部等不良處所的強化搗固、搗固后鎬窩處的及時回填道碴恢復道床結構狀態等等。

安全、質量的監控過程中要保持信息的暢通、及時，否則會導致嚴重的后果與損失。

2.6 施工后線路細整與質量成果鞏固及線路狀態再評估

大機作業后，線路從一個原來相對平衡的狀態過渡到了新的平衡狀態，為了可靠提升線路質量，要積極采取措施縮短過渡期，內容包括局部扣件膠墊的重新整正、扣件復緊、道床輪廓的全面恢復、對結合部、順撬處、搗固不良的殘余處所及時進行密實性搗固與人工細整、作業后次日對作業地段進行動態添乘，并在近一個月內再次利用最新的動檢等各類動態檢查資料進行線路狀態對比評估，積累數據，以實現對線路大機綜合維修質量的有效鞏固和綜合評估。

3 結束語

線路大機綜合維修是高等級鐵路線路養修的發展趨勢和不可或缺的主要方式，也是一項系統工程，既要準確掌握設備狀態和發展態勢，優化設置修程修制，又要合理配置大機、天窗、材料等各種資源；既要按照線路設備內在變化規律實施專業修理，又要兼顧大機性能、作業特點、橋涵隧、電務、供電等專業接合部的特點；既要最大限度發揮大機作業性能，又要強化培訓實踐，提高人工配合作業的質量，保證精度匹配；既要樹立適應的科學養路理念，又要加快推廣采納先進的手段、標準。

隨著鐵路的迅猛發展，運輸環境不斷發展變革，工務線路等固定設施的養修管理也必須加快發展，如積極采納和研發先進技術、工藝、機械、材料等。