鐵路有砟軌道增建二線鋪架施工組織技術探究

沈韞

(中國中鐵四局集團有限公司第八工程分公司,安徽合肥 230041)

鐵路有砟軌道增建二線鋪架施工組織技術探究

沈韞

(中國中鐵四局集團有限公司第八工程分公司,安徽合肥 230041)

我國鐵路建設常采用分期投資及雙線單建的方法,先建設單線并投入運營,經過一段時間籌集資金后,再增建二線。合理的施工組織,確保既有鐵路行車安全,是鐵路增二線的施工紅線。本文以集通鐵路復線工程為例,對鐵路有砟軌道增建二線鋪架施工中,施工部署、既有線改造、繞行段鋪架等施工組織進行了技術探究。

鐵路 增建二線 鋪架 施工組織 技術探究

我國鐵路建設常采用雙線單建的方法,前期先建立一條線路投入使用,條件具備后,再進行二線的修建,以此減少前期投資負擔,確保鐵路建設的整體質量。而在鐵路增二線鋪架施工中面臨著較多影響既有線行車安全的問題。通過合理的施工組織,確保既有鐵路行車安全,具有重要意義。本文結合集通復線鋪架工程,對鐵路有砟軌道增建二線鋪架施工中,施工部署、既有線改造、繞行段鋪架等施工組織進行了技術探究。

1 工程概況

改建鐵路集寧至通遼線擴能改造工程大板至林東段和林東至查布嘎段站前工程JTZQ-2標段位于內蒙古自治區赤峰市境內,管段經過巴林右旗、巴林左旗、阿魯科爾沁旗三個旗(縣),起自大板站K600+000,自西向東至標段終點查布嘎站站外K762+000。標段內共計16座既有車站(線路所)需要在施工中進行改擴建或封閉施工,無新建車站。既有線全長162．332km,擴能改造后全長160．883。

集通復線設計為國鐵I級；正線數目為雙線；增建第二線及既有線改線地段采用60kg/m(U75v)重型軌道,按一次鋪設區間無縫線路設計；正線軌道采用碎石道床；設計行車速度:k708+800～k739+200提速至160km/h,其余地段120km/h,個別地段限速100km/h；線間距:速度目標值160km/h地段4．2米,速度目標值120km/h地段4米；最小曲線半徑:160km/h地段:一般2000m,困難1600m；120km/h地段:一般1200m,困難800m； 100km/h地段:一般800m,困難600m；限制坡度:6‰。鋪架主要工程數量:正線鋪軌224．78km； T梁架設202單線孔。

集通復線施工后,既有線為右線,增建二線為左線。

圖3.4 雙線繞行段示意圖

圖3.7 鋪架設備過站示意圖

圖3.8 臨時停車線示意圖

2 施工部署

該鋪架工程中,雙線繞行47．528km,占線路總長的29．54%,左線單繞1．415km,占線路總長的0．88%,沿既有線左側增二線108．94km,占線路總長的67．72%,沿既有線右側增二線3km,占線路總長的1．86%。

工程總體線路穿行于內蒙古高原中東部,地形開闊平坦,沿線均為牧民生活區,人煙稀少,沿途城鎮分布稀疏,地表水不發育,電力資源豐富,與既有集通鐵路東西向平行公路省際大通道、G303、G305國道、S205省道,公路交通相對便利。

該工程采用機械鋪架存在以下難點:(1)小間距鋪架,鋪架設備侵限；(2)工程線養護不到位導致工程列車掉道,危及既有線行車；(3)全標段范圍內車站均為既有車站,鋪架設備過既有站對既有運輸干擾大；(4)既有車站運輸作業緊張,鋪架工程車輛調車、存車困難,對既有線行車干擾大；(5)鋪架施工被繞行段、既有站場等切割成若干段,運輸通道無法保持連續貫通。

該工程采用人工鋪軌有以下優點:(1)地勢平坦,公路交通條件好,軌料公路運輸便捷。(2)最大化避開鐵路運輸,采取公路運輸,可以同時開展多個作業面,施工總進度可自由調控。(3)大型鋪軌設備減少,對既有線干擾小,且設備過站問題減少并可暫時不做考慮。(4)無鋪軌設備對既有線的侵限影響。(5)鋪軌基地可不設軌排拼裝場,能減少鋪軌基地投入。

綜上所述,統籌考慮,本鋪架工程采用人工鋪軌、機械架梁完成施工。

2.1 管理機構及勞動力配置

成立項目經理部進行施工管理、現場協調和指揮。經理部設5部兩室:工程部、安質部、工經部、物機部、財務部、綜合辦公室、試驗室；下設8個施工隊:2個鋪軌隊、 1個運輸隊、2個工務隊、1個焊軌隊、1個綜合施工隊、1個站改隊、1個架橋隊。

2.2 鋪架基地選址及布置

鋪架基地應選擇靠近能辦理貨物交接的既有車站附近,并應具備接入臨時便線的條件,地勢平坦,土建工程任務量較少,方便設置鋪架基地。基地應靠近新建線一側,減少運輸進出對既有線的切割。結合人工鋪軌為主的施工安排,考慮沿線軌料運輸運距,基地可擇優選擇靠近鋪架范圍的中點附近。

鋪架基地布置應設長軌存放區、軌料及橋梁存放區、機車整備區、裝卸線、調車線等,滿足長軌、短軌、軌枕、岔料、橋梁、工機具、鋪架設備等存放要求,并滿足裝卸、調車作業任務,滿足公路、鐵路兩種形式的軌料、橋梁集散作業。有條件時,道砟存放場也可設在鋪架基地內。

2.3 鋪架施工安排

(1)鋪軌總體施工。增二線鋪軌采取人工鋪軌,針對標段增建二線施工中存在的并行、繞行等特點,鋪軌共采取三種方式:①增二線并行地段,利用既有線途卸長鋼軌,人工鋪設長鋼軌,行成無縫線路；②單線繞行段；采用“換鋪法”,人工鋪設25m標準軌排,線路聯通后,運輸長鋼軌至作業地段人工換鋪長鋼軌；③雙線繞行段,右線采用“換鋪法”,人工鋪設25m標準軌排,線路開通后,通過既有線運輸長鋼軌至作業地段人工換鋪長鋼軌；左線在右線開通后,通過既有線途卸長鋼軌,人工鋪長鋼軌。

(2)架梁施工。在增二線鋪軌到達前,完成新建橋梁的架設,在道路便利的地方利用公路運輸橋梁,道路不便利地方利用既有線運輸橋梁,12m-16m梁主要采用汽車吊架設,24m和32m橋梁主要采用DJ168型公鐵兩用架橋機架設。

(3)既有線施工。主要涉及既有線施工的工程為:既有線改造、線路撥接、長軌途卸、既有線換鋪長軌、既有線運梁、臨近既有線或跨既有線架梁、區間無縫線路、大機整道等,需要安排封鎖施工。

3 增二線施工組織重點

增二線鋪架施工組織重點主要為站場改造、既有線改線(坡)、增二線鋪軌、雙線繞行段鋪軌、橋梁架設、工程線養護、鋪架設備過站、臨時調(停)車等。

3.1 站場改造施工

站場改造施工遵循“先新建后改建,先接通后拆除”的原則,優先改造鋪架基地站,為鋪架基地形成接軌條件,再按照鋪架組織順序,對沿線各站實施改造施工,保證鋪架到達前完成大部分咽喉區改造施工,打通鋪架過站通道,站場改造中,道岔鋪設分人工預鋪法和道岔插鋪法。與既有線不發生干擾的改建車站道岔采用人工預鋪法,在鋪軌到達前,利用汽車將岔料運至道岔位置,人工配合汽車吊直接在設計岔位處鋪設,鋪軌到達后與線路連接；與既有線有干擾的道岔施工,采用插鋪法,在岔位邊預組裝后,封鎖要點,采用架設走行軌,人工推入道岔位置進行插鋪。

3.2 既有線改線(坡)施工

因新增二線的線路設計標準提高,需要對部分既有線地段進行改建施工,以滿足新的線路平縱斷面設計標準,具體可分為曲線改線和改坡兩種情況,均采取人工鋪軌方式進行施工,利用既有線或施工便道將施工所需材料運輸至施工現場,通過要點封鎖的方式,根據改線距離和改坡高度采取不同的施工方案。(1)改線在0．3m以內時,采用松動扣件、直接改撥就位；改線在0．3m-2．6m范圍內時,采用松開兩端接頭,人工撥移或軌道下放滑軌平車的方法改移就位；改線在2．6m以上時,直接原位鋪設,在兩端接軌處采用偏鋪的方式,上碴整道,達到開通標準后,撥移既有線,連通新線。人工配合小型搗固機,通過補砟、整道等工序使改建線路達到運營條件后開通線路。

(2)道砟改坡地段施工時,采用人工配合小型機械,通過要點封鎖直接進行起道或落道施工；路基改坡地段施工時,在不影響既有線運營的情況下,在改坡地段一側新建臨時便道,通過插入臨時道岔或直接撥接的方式將便線代替既有改建線路進行運營,聯通便線后封閉改建地段進行改坡施工。

根據既有線改建地段的長度,多次進行要點施工,要點施工后,限速25km慢行,直至全部改造完成后,方可恢復正常速度行駛。

為了最大限度的減少封閉線路時間或減少封鎖要點次數,減少對行車的干擾,采取封鎖要點優化措施:①一點多用:在區段申請一個封鎖點,施工前進行精心組織,將在該區間不同封鎖施工安排在同一個封鎖點同時進行。②找“點”用:為了避免干擾運輸,創造封鎖點進行施工。③提高“點”的利用率:用同樣的封鎖點干出更多的工作量。

3.3 增二線鋪軌

增二線并行地段,利用公路及施工便道運輸軌枕及扣件至施工地點,汽車吊和鏟車配合卸料,人工散枕；利用既有線途卸長鋼軌,人工直接鋪設長鋼軌行成無縫線路。

3.4 雙線繞行段鋪軌

在雙線右繞地段,增二線橫跨既有線,為不影響既有線的運營,必須首先施工開通雙線右繞段右線線路,完成既有線改移,之后再施工左線。

雙線左繞地段,雙線不跨越既有線,可同步施工。

在繞行線路同既有線線間距大于2．6m不影響既有線運輸地段采用原位鋪設,在影響既有線地段采用偏鋪法施工,原位鋪設地段上砟整道,達到線路開通條件后,封鎖要點施工,撥移偏鋪段軌道,連通既有線,補砟整道,開通繞線段右線,拆除既有線路。線路開通后,利用天窗點通過開通的新線途卸長鋼軌,進行長軌換鋪。

增二線利用既有線途卸長鋼軌,采用人工直接鋪設長鋼軌。

雙線繞行段示意圖見圖3．4。

3.5 橋梁架設

橋梁架設主要采取2種架梁方式:

(1)汽車吊架梁。對于公路和便道條件比較好的地段,利用公路及施工便道采用平板車運輸至施工現場,利用汽車吊架梁；對于公路和便道條件比較差的地段,利用既有線運輸至施工地點,通過吊車卸至橋下存放,然后通過汽車吊架梁,此方式主要用于12m和16m橋梁架設。

(2)架橋機架梁。經現場勘測,施工環境復雜,地理條件惡劣,如施工便道崎嶇曲折,施工現場空間不滿足汽車吊大臂操作條件等因素,不適合采用汽車吊進行架梁時,考慮采用架橋機架梁。待增二線成型后通過增二線,把橋梁運至施工現場后,利用DJ168公鐵兩用架橋機進行橋梁架設。

3.6 工程線養護

為確保增建二線鋪架時工程列車運行安全,不影響鄰線既有線運輸安全,要把工程線養護作為一項鋪軌后的重點工作來進行,制定嚴格的管理制度,在鋪軌通過后,工務隊要及時跟進進行補碴整道作業,從鋪軌作業點開始,其后一定范圍劃分不同的作業區域,分別明確其線路質量標準和對應的限制行車速度,并逐級、分階梯提速,堅決杜絕出現工程線掉道現象。

根據集通公司內集鐵建設[2010]358號文鐵路傳真電報的要求,規定了工程線放行列車有關條件,其中對“軌道水平、高低、軌向、道碴飽滿程度”等幾項指標要求標準十分嚴格,較新線中工程線養護的標準高出不少,且需經過建設單位、工務段、施工單位現場核查后方可放行,逐步進行階梯提速。

3.7 鋪架設備過站

為了保證既有線的運輸能力,在施工過程中不影響車站的使用功能,需要解決鋪架設備的過站問題,封閉車站及臨時線路所在鋪架通過前宜提前封閉,將其站線作為工程線使用,如不能全部封閉,側需在各車站到發線兩端各增設一組臨時道岔及脫軌器,并納入車站連鎖的方式解決過站問題,增設道岔型號應不低于既有車站到發線連接正線的道岔型號,改建車站可通過增二線要點通過。鋪架設備過站示意圖見圖3．7。

3.8 臨時調(停)車線設置

在施工過程中,為了緩解施工中工程列車運行及避讓問題,在不影響既有線運營的前提下,在區間雙線左繞地段設立臨時調(停)車線,為了方便繞行段的施工,減少后期施工的工程量,調(停)車線長度按照無縫線路的配軌設計來設置。具體長度根據各繞行線長度確定,在臨時調(停)車線兩端連接增二線部位,各插入1組臨時道岔,道岔可利用車站站改中拆除的既有道岔。臨時調(停)車線示意圖見圖3．8。

4 施工安全保障措施

(1)全面深入開展設計文件的審核工作,使存在的問題消除在施工之前。審核的同時比選施工方案,優化施工組織。

(2)工程施工測量作業貫穿施工全過程及前后,嚴格執行測量復核制,控制測量準確性,將誤差控制在規范允許的范圍內。

(3)既有線及臨近既有線施工,嚴格執行國家、鐵路總公司、集通公司和地方政府的有關政策、法規和條例、規定。

(4)嚴格執行《關于印發鐵道部＜鐵路營業線施工安全管理辦法＞的通知》(鐵辦[2012]280號)等各項營業線管理辦法規定。

(5)既有線施工行車防護嚴格按“技規”的有關要求執行,做到準備充分,設防及時,專職檢查,萬無一失。凡妨礙行車的施工必須設置防護,防護由施工負責人、駐站聯絡員、防護員組成。施工防護員、聯絡員由經考試合格的職工擔任。未設置好防護禁止開工,施工防護信號由施工負責人經檢查達到列車通行條件后撤除。

(6)行車線施工作業,嚴格按照批準的施工計劃和施工組織、方案措施施工。嚴格把住點前方案審定、施工準備,點中安全檢查,點后工程質量三大關口,在確保安全的前提下,減少對運輸的干擾和影響。

(7)鋪設的舊軌、舊道岔,必須質量良好,符合技術規范。

(8)工程運輸行車的組織以盡量利用新線路為原則,在基地設立列車編組站和質檢所,實行統一調度,加強與車站的聯系。

(9)嚴禁機械帶病運轉,超負荷作業,夜間作業應有足夠的照明設備,工作視線不清時不得作業。

5 結語

增建二線施工,重點是保證既有線的行車安全,難點是科學的進行施工組織。本文對增二線鋪設施工組織技術加以分析探究,旨在合理、有效的組織增二線施工,減少施工對既有線行車干擾,確保既有線行車安全,為以后大規模的增建二線鋪架施工提供參考。

[1]許建軍,盧朋,杜以軍,張志玉.既有線提速改造鋪架工程施工技術[M].北京:中國鐵道出版社.2007.2.

[2]吳紅軍.多個鐵路項目綜合鋪軌方案的選擇與探討[J].鐵道標準設計,2008,(6):19-24.

[3]王紅軍.鐵路鋪軌的施工方式及施工技巧綜述[J].新材料新裝飾,2014,(4):313.