神朔鐵路梁家山隧道人工換枕施工組織方案研究

華 昊

(中國神華軌道機械化維護分公司，天津 300457)

1 概況

1.1 神朔鐵路介紹

神朔鐵路是我國第二條西煤東運大通道神黃鐵路的重要組成部分，承擔著神府東勝煤田的外運煤炭任務，是國家Ⅰ級電氣化重載鐵路，是神華集團全資運煤專用鐵路。自1996年開通以來，神朔鐵路年運量逐年攀升，近兩年年度運量均保持在2億t以上。為了適應鐵路運輸跨越式發(fā)展需要，保證運輸任務順利完成，實現(xiàn)強化線路基礎、減少線路養(yǎng)護工作量、釋放運輸能力的目的，2011年，神朔鐵路委托呼鐵局工務機械段對上行K0+000～K32+000段線路實施線路大修，將既有上行線Ⅱ型枕更換為Ⅲ型枕，將P60軌更換為P75無縫線路。

1.2 工程概況

梁家山隧道位于神朔線上行K29+345～K31+126處，為單線隧道，隧道全長1 781 m，全隧為4‰的下坡道，K29+345～K30+036.45段線路為半徑1 200 m的曲線地段，K30+036.45～K31+126處為直線地段。梁家山隧道于1992年竣工，改造前既有線路為P60無縫線路，軌枕為Ⅱ型枕，軌枕配置1 840根/km。梁家山隧道換枕工程是上行K0+000～K32+000段大修工程的重點和難點。

2 施工方案選擇

2.1 施工條件

1)神朔線為運煤專線，隧道內(nèi)煤粉污染較為嚴重。梁家山為單線隧道，隧道內(nèi)作業(yè)空間較為狹小、施工不便。隧道長約1 781 m，既有隧道內(nèi)未設置照明措施，現(xiàn)場亮度不能滿足施工需要。

2)每個天窗點封鎖線路240 min，封鎖前無慢行。

2.2 施工方案的選擇

按照當前國內(nèi)技術(shù)條件，換枕施工可采取兩種施工方法:1)傳統(tǒng)的人工抽換枕木法;2)人工配合P95大修列機械換枕法。一方面由于神華集團以及施工方呼鐵局工務機械段均沒有配置能進行機械化作業(yè)的大修列設備，神華集團內(nèi)部采用大型養(yǎng)路機械進行線路維修作業(yè)尚處于起步階段，神朔線管內(nèi)工務作業(yè)人員沒有配合大修列施工的類似經(jīng)驗，另一方面考慮到呼鐵局工務機械段在人工換枕施工方面經(jīng)驗較為豐富，因此本次施工任務決定采用傳統(tǒng)的人工換枕法。

2.3 施工技術(shù)標準

1)Ⅲ型枕單根重394 kg，斷面尺寸為2 600 mm×310 mm×270 mm，每千米鋪設1 667根，軌枕間距為600 mm，具有斷面尺寸大、軌道縱橫向阻力大、穩(wěn)定性好、自重大等特點。

2)換上的新軌枕必須保證間隔標準不偏斜，膠墊與軌底對齊，不歪斜，扣件齊全密貼，扭力達標。

3)換枕后道床、路肩滿足大修標準要求，道床采用頂面寬3.1 m的標準斷面，道床厚度大于30 cm，線路平面及縱斷面按既有狀態(tài)恢復。

2.4 施工流程及工序

施工共分三個階段完成，第一階段是施工準備階段，主要完成安全教育、施工現(xiàn)場調(diào)查清障、卸石碴、標記新枕位、卸枕、軌枕錨固、灑水防塵、隧道照明、作業(yè)量分配等工作。

第二階段是施工階段，主要完成抬擺新枕、扒碴、抽換軌枕、回填道碴、抬擺舊枕、大機搗固整修線路等工作。

第三階段是收尾階段，主要進行巡查養(yǎng)護、整理線路、回收舊枕、恢復破損線路設備。

3 施工方案

3.1 施工準備

1)施工前安全教育培訓。

施工前要對工班長、防護員等各類施工人員分類進行安全教育，使所有施工人員了解隧道換枕施工注意事項和相關(guān)安全知識。對換枕作業(yè)人員、工班長要進行操作技能和隧道內(nèi)施工組織流程的教育培訓，使其了解施工組織流程，熟練掌握施工操作技能及注意事項。

2)施工現(xiàn)場調(diào)查清障。

了解換枕地段線路缺碴情況，計算缺碴數(shù)量。組織施工、工務、電務、車輛等部門聯(lián)合調(diào)查，調(diào)查清楚施工地段影響換枕施工的設備和障礙。清理隧道，人工將隧道內(nèi)存放的舊軌枕、舊鋼軌提前抬出隧道。

3)預卸道碴。

對缺碴地段預卸道碴，并將卸下道碴清理至枕木頭外側(cè)0.5 m 處。

4)標記新枕位、卸枕并錨固。

卸枕前，用白色油漆在鋼軌內(nèi)側(cè)打好軌枕間距點。利用1次封鎖點拆除擋碴板并集中回收至指定地點存放。為防止卸枕砸壞隧道邊溝、電纜溝蓋板，卸枕采用2臺軌道車拉運4輛平板車順線路方向推進，人工從平板車前(后)側(cè)卸下，卸下的軌枕由人工順線路方向兩側(cè)將軌枕各并排擺放2根～3根，并根據(jù)軌枕間距點點對點對位擺放(見圖1)。

圖1 隧道卸枕分部示意圖

5)螺紋道釘錨固。

錨固后要進行抗拔錨實驗，保證螺紋道釘強度、高度、垂直度達標。

6)隧道照明。

提前在右側(cè)安裝臨時照明設施，2臺20 kW發(fā)電機組從隧道兩頭供電。每15 m設150 W貢燈一個，首次封鎖布置1 km長的照明，下次封鎖前倒裝。

7)灑水防塵。

由于隧道內(nèi)部煤粉污染較重，施工前兩日要對隧道進行灑水除塵，采用灑水車灑水結(jié)合隧道外部接引水源用軟管灑水的方式潤濕道床。

8)作業(yè)量分配。

利用4次封鎖點完成隧道換枕，4人為一組，每組8根～10根順次抽換(因隧道內(nèi)場地窄小，無作業(yè)回旋余地，所以一次分配2 d作業(yè)量。合理安排作業(yè)量，所有作業(yè)人員分組編號，封鎖前一天由施工車間組織工班長、作業(yè)組長按編號將作業(yè)量標注在右側(cè)隧道邊墻上。

3.2 當日施工

1)抬擺新枕，獲得施工空間。

施工小組按照4人一組的任務分布，相互配合將當日作業(yè)任務段線路兩側(cè)軌枕抬擺至下天窗作業(yè)段鋼軌上，確保當日施工區(qū)段有足夠的施工空間。

2)扒碴。

每一換枕施工小組從線路兩側(cè)用石碴叉或爬鎬將枕盒內(nèi)、軌枕下方及碴肩道碴扒出，深度為軌底向下36 cm，保證深度剛好能穿入新枕。

3)松扣件。

扒碴到位后，用丁字扳手將道釘螺母擰松，并將螺母取下，取下彈條、平墊圈、軌距擋板和擋板座，集中放置。

4)抽出舊枕。

4人中2名～3名工人從軌枕同一側(cè)用撬棍別住附近軌枕側(cè)底，以相鄰枕為支撐點，同時發(fā)力撬動軌枕，將其移動到挖開枕盒。再用翻枕器套住螺紋道釘，用撬棍配合翻轉(zhuǎn)軌枕90°，使道釘由豎向旋轉(zhuǎn)為水平向，用繩套套住螺紋道釘，3人拉1人用撬棍配合將軌枕抽出道床并抬放至線路一側(cè)，用此方法按順序抽出3根軌枕。

5)穿入軌枕。

按照軌枕抽出方法將新枕翻轉(zhuǎn)90°后，4人配合將新枕按照抽出舊枕路徑穿入道床挖開枕盒。在穿入枕盒過程中可用翻枕器套住道釘使軌棱著地，減小摩擦阻力，起到省力作用。

6)方枕、擰緊扣件。

新枕穿入枕盒后，用翻枕器配合撬棍將軌枕翻正，使兩股鋼軌分別位于道釘中間。用撬棍將新枕移動到預先標記在鋼軌上新枕位油漆標記處，然后將預先備好的彈條扣件按照軌下彈性墊板、軌距擋板座、軌距擋板、彈條、平墊圈、螺母的順序擰緊。

7)回填道碴。

扣件擰好后，人工回填道碴，并用大頭鎬串實軌枕底道碴。

8)順序抽換其他軌枕。

每組嚴格按穿入恢復1根，抽出1根的原則，依照以上6道工序依次抽換當日任務中其他剩余軌枕。

9)大機搗固。

本次施工配合大機包括一臺DC-32搗固車及DWL-48連續(xù)式搗固車，施工前一日，提前輸入線路數(shù)據(jù)和曲線要素。當日抽換軌枕完畢后，配合施工大機進入施工區(qū)段對線路進行搗固、穩(wěn)定。大機進入線路前，要檢查施工地段線路水平、規(guī)矩，確保滿足大機進入條件后方可作業(yè)。

10)開通線路。

搗固施工完畢后，供電專業(yè)施工配合人員要測量導高，確保滿足開通要求后方可開通線路。線路開通后第一趟列車限速35 km/h，以后限速60 km/h，下個天窗復搗后恢復常速。

3.3 收尾階段

1)查遺補漏。

由于施工人員能力參差不齊，為確保線路按時開通，經(jīng)過兩個天窗換枕后局部地段會出現(xiàn)個別遺漏軌枕當日來不及抽換。在第三個天窗點要安排人員對遺漏軌枕進行抽換，換枕后采用小機搗固恢復線路。

2)回收舊枕。

回收舊枕與換枕同步封鎖線路，利用軌道車掛平板車回收舊枕，由人工抬運裝車，洞口處結(jié)合人工小平車推運，回收后卸到指定地點。

3)恢復擋碴板，整理線路外觀。

人工全面整理隧道內(nèi)避車洞、側(cè)溝，安裝擋碴板，修復破損水溝蓋板，按標準整理道床。

4 施工保證措施

4.1 施工條件保障

1)施工照明。每次施工前一日，要對隧道施工照明電線、燈泡、發(fā)電機進行全面檢查，提前消除故障隱患，確保施工全過程光線充足，無照明盲區(qū)。照明所用發(fā)電機，要安排專人操作看護，防止施工中途斷電。

2)施工空間。合理組織施工，各小組按順序編號，每次分配兩個天窗的工作量，從小里程向大里程方向平推抽換軌枕，以保證各小組施工單元之間有一定長度的空閑地段，獲得相對充足的施工空間，防止各小組施工單元相鄰，相互交叉干擾，影響施工進度。

3)防塵措施。施工前兩日開始派專人從隧道前方相鄰河道用軟管引水源灑水，同時在利用工前天窗點封鎖線路，安排灑水車沿施工區(qū)段大量灑水潤濕道床，防止施工期間煤粉、塵土飛揚。

4)施工通訊。為防止隧道內(nèi)信號差的缺點，縮小施工區(qū)段聯(lián)絡人間距，保證施工指令傳遞順暢，指揮統(tǒng)一。

4.2 安全保證措施

1)施工前制定詳細安全措施，施工中嚴格落實，確保施工安全。

2)施工前對所有參與施工人員進行安全交底，使施工人員明確作業(yè)標準，了解安全責任、施工程序和注意事項。

3)施工準備工作到位后，施工單位要與設備管理單位簽署施工安全協(xié)議，明確安全責任范圍。

4)組織召開施工預備會。每次施工前一日施工管理部門要組織施工、監(jiān)理、設備管理單位召開施工預備會，解決次日施工時需要各單位協(xié)調(diào)解決的問題，并提出需設備單位配合事項，確保施工中發(fā)生問題及時解決。

5)施工人員上下班過程中堅持同去同回，按指定路線行走，禁止走道心、枕木頭或侵入線路限界行走，保證人身安全。

6)線路封鎖前，更換軌枕作業(yè)人員不準上道進行任何作業(yè)，上道時間由施工負責人統(tǒng)一下令，命令下達后方可開工作業(yè)。

7)施工時，施工監(jiān)督小組人員要嚴格把關(guān)，嚴禁起道更換軌枕。

8)在抬運軌枕時，要按照規(guī)定捆綁結(jié)實軌枕，站穩(wěn)扶牢，精力集中，確保自身的人身絕對安全。

9)為防止施工延時影響按時開通線路，天窗點結(jié)束前1 h，停止再從線路中抽出軌枕。軌枕抽換完畢后，地面指揮人員必須確認軌道質(zhì)量符合大機入場條件，方可放行大機進場作業(yè)。

10)開通前要對線路進行全面檢查，施工負責人確認軌道質(zhì)量狀態(tài)良好、符合開通條件后，方可通知駐站防護員辦理開通手續(xù)。

4.3 質(zhì)量保證措施

1)控制軌枕間距。換枕前提前用白漆在鋼軌內(nèi)側(cè)打好軌枕間距標記，放枕時要保證鋼軌內(nèi)側(cè)兩個螺紋道釘與軌枕間距標記點位于一條直線上。

2)保證接槎處施工質(zhì)量，在更換軌枕施工后，為防止新舊線路軟硬不均，出現(xiàn)三級分超限問題，首日換枕后要對換枕區(qū)段全面搗固。

3)換枕時嚴禁在鋼軌與軌枕間墊螺帽、石子等，保證軌面標高不得超過設計軌面標高。

4)挖開道床松解扣件時，各施工監(jiān)督小組人員要嚴格把關(guān)，只允許連續(xù)松開3根軌枕扣件，以后緊1根松1根;換上的新軌枕必須保證間距標準不偏斜，膠墊與軌底對齊、不歪斜，扣件密貼，扭力達標。

5)施工時螺栓要緊兩遍，即人工一遍，內(nèi)燃扳手一遍;扣件、尼龍擋座安裝位置準確，膠墊無失效。

6)在更換軌枕施工時，新舊線路交接處要加強搗固，并在未換枕地段增加不小于25 m的搗固作業(yè)。

7)線路前后搗固兩次，即大型養(yǎng)路機械當日封鎖點內(nèi)搗固一次(兩搗一穩(wěn))，次日封鎖點內(nèi)復搗一次(兩搗一穩(wěn))，保證道床幾何尺寸良好達標。

8)更換軌枕后，舊料當日如數(shù)回收，舊軌枕堆碼整齊，卸枕產(chǎn)生的廢料及時清理。要做到道床飽滿，線路外觀基本成型、標志齊全。

5 施工中應注意的問題

1)合理劃分工作量。

由于人工換枕施工戰(zhàn)線長，施工人員眾多，施工人員的整體素質(zhì)、體力、作業(yè)能力差別較大，在劃分施工小組和分配工作量時，要充分考慮小組與小組之間的差異、施工人員之間的差異:a.在劃分小組時，作業(yè)能力強與弱的要相互搭配互補;b.在分配日工作量時也要根據(jù)施工小組的能力合理分配;c.作業(yè)能力強的小組與能力弱的小組要互相穿插分布，保證進度快的小組能及時幫助相鄰進度慢的小組完成任務。

2)隧道內(nèi)通風不好，為防止作業(yè)人員中毒，在錨固軌枕螺紋道釘時應避免使用硫磺溶劑，統(tǒng)一采用錨固劑完成錨固作業(yè)。

3)建立應急機制，加強進度監(jiān)控，對當日完不成任務的施工小組要及時組織人員幫助搶換。

4)加強勞動保護，由于隧道道床煤粉污染較重，雖然提前進行了灑水防塵，為防止人員吸入粉塵，所有參與施工人員都要統(tǒng)一配戴品質(zhì)較好的防塵口罩。

5)重視接觸網(wǎng)導高限制。為防止起道量太高超過接觸網(wǎng)導高限制，要提前由供電部門提供接觸網(wǎng)導高限制點，標記于隧道邊墻上。

6)有序管理施工材料，對施工機具、扣件、軌枕應有序管理，收工前要特別注意防止材料設備侵限。

7)加強施工監(jiān)督。建立合理的監(jiān)督體系，分段設置施工監(jiān)督小組人員，重點加強對影響施工質(zhì)量、施工安全和線路開通的問題進行監(jiān)督。

8)完善施工總結(jié)。首日施工完成后，應對當日施工情況全面總結(jié)，完善施工組織程序。針對每次施工出現(xiàn)的問題要制定改進措施，確保施工質(zhì)量、施工進度能夠穩(wěn)定提升。

6 結(jié)語

單線隧道采用大規(guī)模人工抽換軌枕施工在神朔鐵路尚屬首次，神朔鐵路公司基建工程部、河西運輸段、施工單位、監(jiān)理單位對此次施工的安全管理、施工組織高度重視。施工前基建工程部組織召開了多次專題會議，研究編制了詳細的施工組織方案，明確了施工注意事項。開工后，工程施工人員、施工配合人員共同努力、克服困難，保證了此次施工安全順利完成，整個施工過程按計劃有序進行，未出現(xiàn)任何安全問題。由于神朔鐵路屬于山區(qū)鐵路，沿線隧道眾多，今后進行類似的人工換枕施工任務還有很多，只有在每次施工時高度重視安全管理，并不斷發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)經(jīng)驗，才能提高施工管理能力，保證行車運輸安全、人身安全和施工安全。

［1］楊振江.既有線人工換枕施工及其安全控制［J］.鐵道建筑，2004(9):30-31.

［2］劉明亮.長大隧道寬軌枕更換為Ⅲ型枕施工機具及施工工藝研究［J］.鐵道建筑，2005(9):115-116.

［3］鐵道部.鐵路線路設備大修規(guī)則［M］.北京:中國鐵道出版社，2000.