挖掘機在鐵路既有線基床換填施工中的運用

何為

摘要：鐵路既有線基床病害整治傳統方式是采用人工換填，人工整治施工工藝與近年來鐵路提速、重載技術的發展和“天窗” 修要求已不相適應，提高機械化施工程度勢在必行。本文介紹采用軌排“揭蓋式”運用挖掘機快速換填病害基床的施工方法，突破了廣鐵（集團）公司在繁忙正線上傳統的施工方法，成功的解決了自運營以來的頑癥，對鐵路既有線基床病害整治施工具有一定借鑒價值。

關鍵詞：挖掘機；基床；換填

1.前言

鐵路路基承受從道床傳遞下來的列車荷載，減緩列車動應力，并將列車荷載和部分動應力傳遞給路基，路基需要保持一定的強度、穩定性以及幾何狀態，及時將地表降水排出路基本體范圍，以保持路基本體干燥。部分路基因土質和排水不良形成翻漿冒泥、下沉和外擠變形等基床病害，從很大程度上弱化了路基的功能，甚至威脅到列車運營安全，必須及時組織整治，才能確保列車安全運行。特別是近年來隨著我國鐵路重載技術的發展，行車密度、軸重和運量的增大，鐵路路基負荷發生了較大的變化，新的路基基床病害大量出現，鐵路既有線路基病害整治的任務非常艱巨，如何安全、優質、高效完成病害基床整治是工務部門面臨的重要課題。

2.基床病害現狀

廣鐵（集團）公司張家界工務段管內焦柳線下行K798+451～K848+300多段路基基床為粘性膨脹土，細顆粒含量高，比表面積大，親水性強，與水結合后不易失水，使路基軟化，喪失承載力。自1998年開通運營以來，在列車荷載反復作用下，路基下沉外擠趨向嚴重，該病害突出的問題一直困擾著工務部門，運營安全壓力巨大。例：焦柳下行線K814+360～+460路基病害地段位于復線繞行地段右側線間距10m，線路左側有寬8～12m土質平地，粘性膨脹土，在R=800m曲線圓曲線及緩和曲線上，線路坡度2.8‰、5.5‰。該段線路最近一次整治是在2013年4月廣鐵（集團）公司組織RM80清篩機對道床進行全面換碴并鋪設橡膠合成纖維土工布進行封閉施工。因道床換填深度只有0.4m，對基床病害整治不徹底，效果不佳，至2014年4月該段線路由于積水，其表層土泡成軟塑狀態的稠泥，整個路基面呈泥碴混合體，基床下沉病害十分突出，直接影響到軌道的穩定，軌道幾何尺寸難以保持，經常造成列車晃車。特別是雨季線路道床泥水化，嚴重威脅到行車安全，亟待徹底整治。

3 整治方案比選

3.1目前有碴軌道基床病害整治的施工工藝

3.1.1扣軌架空線路人工鋪砂墊層、土工纖維布、橡膠合成纖維土工布、土工格室、換填土等。

3.1.2運用RM80清篩車對道道全面換碴同步鋪設橡膠合成纖維土工布進行封閉。

3.1.3采用路基處理車整治。

3.1.4路基注漿加固整治。

3.2各施工工藝缺點

3.2.1我國傳統的鐵路路基病害整治基本靠人力，架空軌排利用人工開挖道床和路基，存在施工費時長、使用勞力多、機械化程度低，作業質量和安全較難保證；受施工天窗及作業場地限制，基床處理的深度有限，一般只能對基床換填0.3m左右；作業效率較低，人力成本越來越高；施工安全風險巨大，對運輸生產干擾大等問題，經常達不到預期治理效果。

3.2.2結合RM80清篩車全面換碴并鋪設橡膠合成纖維土工布封閉層的施工方法，近年來在全路廣泛得到運用，但道床換碴深度一般在0.4m左右，對深層的基床病害整治效果不理想。

3.2.3目前最新研發的路基處理車整治鐵路路基病害的施工技術，雖然代表著世界大型養路機械的最先進的施工技術，但封鎖時間需要6h及以上才能整治100m左右，且每次整治起止點需切割鋼軌，較繁忙的線路基本無法滿足封鎖條件。

3.2.4路基注漿施工，難以控制注漿深度及均勻度，整治質量難以保證。

3.3確定整治方案

為保證焦柳下行線K814+360～+460基床翻漿、下沉外擠病害整治施工安全、優質、高效完成，經比選最終確定整治方案為基床換填施工，采用切割鋼軌、移拉軌排，使用挖掘機對病害基床進行換填并做封閉層徹底進行整治，改建路肩。

4.施工組織及施工工藝

4.1技術條件及標準

4.1.1施工封鎖條件：采用封鎖施工，封鎖時間180min（其中前160min接觸網停電）。施工開通后第1列限速15km/h、第2列限速25 km/h、第3列及以后限45km/h。

4.1.2線路作業：提前一個封鎖點切割25m軌排采用強力夾具連接派人看守，每天對25m軌排采用人力移至兩線間（線路右側）及挖機換填后的拉回作業，采用一操四小型內燃搗固機對道床搗固密實，校正線路平、縱斷面，恢復無縫線路結構。

4.1.3路基作業：采用兩臺挖掘機換填25m病害基床，換填深度為軌枕下900mm，路基面做成5%的單向排水坡，基頂鋪設橡膠纖維合成土工布，土工布上鋪設100mm厚砂墊層；再鋪設厚150mm土工格室，中間填河沙；土工格室上鋪設200mm厚河沙；最后回填350mm優質道碴。道床頂寬3.5米，邊坡坡率1：1.75，碴肩堆高0.15米。清除路肩土層至換填路基面，采用干砌片石恢復路肩墻。

4.2基床處理作業及時間節點

4.2.1封鎖命令下達后，松開接頭將25m軌排裝上走行輪，整體橫移至兩線間（下行線右側）軌排架上。需時間30min。

4.2.2用2臺挖掘機進行基床開挖作業，棄土直接棄到下行線左側路基邊坡上，開挖達到設計深度后，將基底找平并預留5%橫向排水坡，用夯拍機夯實基底。需時間60min。

4.2.3分層回填基床，回填順序100mm厚中粗砂并人工整平、鋪設橡膠纖維合成土工布、100mm厚中粗砂并人工整平、鋪設150mm土工格室、回填200mm厚面砂，全部回填完成后用夯拍機夯實。需時間30min。

4.2.4回填道碴至略低于枕底標高10cm。需時間30min。

4.2.5將軌排整體拉回換填好的道床上，采用強力夾具快速連接龍口，用挖掘機回填道碴飽滿，根據測量數據校正線路平、從斷面達滿足開通條件。需時間30min。

4.3落低、改建路肩，暢通排水

4.3.1落低路肩面，清除換填路基面至水溝間土層，做好路基、路肩面的橫向排水坡，填筑滲水土。

4.3.2改建路肩墻，采用干砌片石恢復路肩墻，暢通排水。

4.4恢復無縫線路結構

次日天窗點內對無縫線路進行應力放散、焊復。

5.整治效果

該段2014年6月份組織在焦柳下行線K814+360～+460基床翻漿、下沉外擠病害整治施工中運用運用挖掘機換填病害基床新方法，將原計劃采用人工換填施工所需15個封鎖“天窗”減少到4個“天窗”，且換填深度和施工質量完全達到設計要求，真正體現了換填施工的安全、優質、高效，徹底解決了基床病害頑癥造成的工務部門設備養護困難和列車晃車現象。

6.結束語

6.1工程實踐證明，運用挖掘機換填病害基床，技術可行，經濟合理，可以推廣，但受場地限制較大，地形條件允許的情況下，可以開辟場地滿足挖掘機換填施工條件。

6.2可切割50m或100m鋼軌移排采用多臺挖掘機平行作業的施工方法提高作業效率和經濟效益。

6.3場地采限時可考慮縱向移軌排到既有線上施工。

參考文獻

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[2]周鵬慶 整組拖拉法整治復式交分道岔基床病害的施工技術[j].路基工程.2007.第二期