淺談客運專線無縫線路施工

李博

摘 要：本文結合吉圖琿客專無縫線路施工的實踐，就客運專鋪無縫線路施工的原理、關鍵工序和技術控制進行了詳細介紹。

關鍵詞：客運專線；無縫線路；關鍵工序；技術控制

1 無縫線路基本原理

在普通軌道上，鋼軌長度一般只有12.5 m或25 m，在接頭處都留有軌縫，鋼軌隨軌溫的變化可以伸縮。無縫線路上，鋼軌長度在1 000m以上，這種軌道是被“鎖定”著的，當軌溫發生變化時，鋼軌不能自由伸縮，在內部產生一種力，稱為溫度力。夏天軌溫升高，鋼軌欲伸長，但因受阻力影響而不能實現，從而轉化為壓應變，在鋼軌內部產生壓應力。冬季軌溫降低，鋼軌欲收縮，但因受阻力影響而不能實現，從而轉化為拉應變，在鋼軌內部產生拉應力。這是無縫線路區別于一般線路的根本特點。

由理論計算和運營實踐表明：無縫線路內部的溫度力的大小與軌溫的變化幅度成正比關系，而與鋼軌的長度無關，所以，在一定的溫度變化條件下，只要軌道的強度與穩定能夠得到保證，無縫線路的長度可以不受限制。但在實際應用中，考慮到自動閉塞區段絕緣接頭的設置，橋梁、隧道、道岔的銜接及施工、維修的方便，無縫線路的長度一般為1～2km，兩端還鋪有短軌作為“緩沖區”，致使此種無縫線路中尚有10%左右的有縫線路。

2 無縫線路鎖定軌溫

將焊接長鋼軌鋪在軌枕上，并予以鎖定時的鋼軌溫度。當鋼軌全部被鎖定時，鋼軌內部的溫度應力等于零，所以又稱“零應力軌溫”。選擇鎖定軌溫的原則是以冬季鋼軌不折斷，夏季不發生脹軌跑道，并根據各個地區的軌溫變化情況進行檢算和調整，一般以高于本地區的中間軌溫比較適宜。例如，中國北京地區最高軌溫為62.6℃，最低軌溫為-22. 8℃，中間軌溫就是19. 9℃，而設計鎖定軌溫一般采用24℃。每一根焊接長鋼軌的鎖定軌溫各不相同，必須如實記錄，作為技術資料，以便今后計算軌溫升降變化幅度時的依據。

由于軌溫時刻在變化，而鋪軌工作需要一定的時間才能完成，所以將鋪軌軌溫范圍定為T±5℃。無縫線路的施工，必須在這個軌溫范圍內完成鋪設鎖定工作，并把當時測量的軌溫定為這一段無縫線路實際的鎖定軌溫。它是重要的技術資料，是計算軌溫變化幅度的依據。

3 無縫線路溫度力的分布及組成

無縫線路內部的溫度力，是由焊接長鋼軌的自由伸縮受限制而產生的，而限制長鋼軌自由伸縮的因素是阻力。在無縫線路焊接長鋼軌的兩端，限制其自由伸縮的阻力是接頭阻力，在無縫線路的全長范圍內，限制其自由伸縮的阻力是道床縱向阻力。

溫度應力式無縫線路分為固定區、伸縮區和緩沖區。固定區是長鋼軌不因軌溫變化而伸縮的區段；伸縮區在長鋼軌的兩端，一般長約50～100m；緩沖區有2～4根標準長（12.5m或 25m）鋼軌組成，以便于設置軌縫。普通無縫線路的固定區及其兩端伸縮區的總長，一般為1 000～2 000m，如因其他設備或施工條件限制時，不短于300m。

4 無縫線路的鋪設

無縫線路的鋪設主要工程項目，由鋼軌焊接、裝運與鋪設三項作業組成。

4.1 鋼軌焊接

分廠焊與工地焊。①廠焊是由焊軌廠將無孔的標準軌，用氣壓焊法或接觸焊法焊成長250～500m的長鋼軌。經質檢合格后，由長鋼軌運輸列車運至鋪設現場。②工地焊是在鋪設工地用焊軌車按設計長度將長鋼軌焊聯成長軌條。工地焊接亦稱聯合接頭焊接。焊接時環境溫度應在0℃以上，焊后探傷并熱處理。

4.2 長鋼軌的裝運

承軌臺上存放的長鋼軌，裝運時應注意①每根長鋼軌的起吊、橫移、下落的操作要保持同步；②下落就位要準確到位；③每裝好一層，要立即上好長鋼軌間隔鐵，同時緊固長鋼軌鎖定裝置，嚴防列車運行中長鋼軌橫向移位或縱向串動；④列車的押運人員，要作好監護，途中停車要進行檢查，確保運行安全。長鋼軌運至工地后，卸軌操作人員，按卸軌操作工藝，將長鋼軌卸下，放在軌枕兩側端部。

4.3 封鎖前的準備

①方正長軌條始終端；②埋設位移觀測樁；③撥順并串動長軌條，放散初始應力，使始端撥入時能與線路上鋼軌吻合；④備齊終端龍口軌和鋸軌機等工具；⑤散布扣件及橡膠墊板、墊片。在封鎖前的慢行時間，軌枕扣件隔一卸一，卸下始終端各兩套接頭螺栓。

4.4 長軌條的鋪設

施工領導人要準確記錄長軌始、終端落槽時軌溫，其平均值為鎖定軌溫，如鎖定軌溫不在設計鎖定軌溫范圍內，鋪后必須進行應力放散或調整，并重新鎖定。低溫鋪設時，要配備鋼軌拉伸器張拉鋼軌，提高鎖定軌溫值，使之符合設計規定。終端落槽合攏時，嚴禁用氧乙炔焰切割鋼軌或撞軌合攏。長軌條鎖定后應立即做好位移觀測標記。線路開通后應全面按標準復緊扣件、調整軌距、整正線路。

5 跨區間或全區間長軌條的鋪設

按每段長度為1500m左右依次鋪設，以一個封鎖點鋪設鎖定的軌條長度為管理單元，鋪設方法分為連入法鋪設和插入法鋪設。

5.1 連入法鋪設

軌溫處在設計鎖定軌溫范圍以內或以下，適用此法。進行換軌作業時，如軌溫適度，先將新鋪單元長軌條始端與已鋪的相鄰單元長軌條終端直接焊連。如軌溫低于設計鎖定軌溫的下限，新軌落槽后，每15 m左右支墊一滾筒，先拉伸后焊連，使鎖定軌溫符合設計要求。焊連時采用具有拉伸功能的小型氣壓焊機焊接，便于拉伸到位后立即施焊。電氣化區段采用不停電換軌作業方法施工，用待鋪的單元長軌條作為接觸網的臨時回流線，遇有膠結絕緣接頭，必須設置臨時接續線。

電化區段不停電換軌作業，必須解決因拆出舊軌鋪入新軌而中斷的接觸網回流通道問題。為此，利用了待換的長軌條作為接觸網回流通道。長軌條兩端各采用長度分別為30m和4m截面積為70mm2 的銅線兩根，采用新舊鋼軌交替連接的方法，解決了鋪軌時新舊軌進出換軌車龍口時回流通道不中斷的問題。具體做法：①線路封鎖后，在長軌條的連入端（始端）用兩條各長30m的銅線，將線路上已換入的新軌與待軌長軌條連接起來， A，B和A1，B1；在長軌條的合攏端用兩條各長4 m的銅線，將待換長軌條與線上舊軌連接起來， C，D和C1，D1；連好后拆除舊軌始終端的接續線。②將新舊長軌條引進各自的龍口后，換軌車即可前進，待新軌落槽換軌車暫停，用兩條各長4 m的銅線將合攏軌連接起來， E，F 和E1，F1，連好后拆除長30 m的銅線，換軌車啟動作業。③換軌車臨終端之前停車，用始端拆下的30 m長銅線，將換軌車龍口之后鋪設中的長軌條與線路上合攏端的舊軌連接起來， G，H和G1，H1，連好后立即拆除4 m長的連接銅錢，換軌車繼續前進，直至新舊軌合攏。

為保證不停電換軌作業正常進行，必須選拔人員培訓，專門負責回流線的安裝與拆除工作。作業時要穿著安全服及絕緣鞋。

5.2 插入法鋪設

在軌溫高于設計鎖定軌溫上限的情況下采用。換軌作業時，在新鋪單元長軌條與已鋪單元長軌條之間，插入長度不短于6 m的臨時緩沖軌。此法可在任意自然軌溫條件下，分段依次鋪設。待軌溫適宜季節，取出緩沖軌插入短軌放散應力，而后進行最終焊接。施工時應注意：①原則上可任意自然軌溫條件下鋪設，但如有可能還是要盡量在設計軌溫范圍內，或靠近設計鎖定軌溫的條件下鋪設。②在低于設計鎖定軌溫條件下鋪設時，最好用12.5m鋼 軌作為緩沖軌。③終焊的施工溫度，最好在較低溫度下進行，采用拉伸法放散應力。④終焊最好選用小型氣壓焊機施焊。如采用鋁熱焊法，應配備寬臂距拉伸機作業。

6 結語

通過對以上關鍵環節進行了嚴格的技術控制，中鐵十九局集團六公司承建的吉圖琿客運專線已完成的無縫線路施工合格率100%，完全滿足了設計要求。