朔黃鐵路換鋪無縫線路施工技術

彭超，賈炳義

（中鐵四局集團第八工程分公司，安徽 合肥 230041）

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朔黃鐵路換鋪無縫線路施工技術

彭超，賈炳義

（中鐵四局集團第八工程分公司，安徽 合肥 230041）

以朔黃鐵路換鋪無縫線路作為研究對象，圍繞著在“天窗”點完成拆除舊軌更換新軌的任務，采用先進的施工工藝和措施，規范施工工序，加強工序過程監控，從各工序環節上質量的保證實現整體工程質量目標，確保在“天窗”點內完成既有線路換鋪無縫線路施工任務。通過對朔黃鐵路換鋪無縫線路的施工總結，對以后類似既有線路換鋪無縫線路施工提供有利可行的方法。

鐵路；無縫線路；天窗；施工技術

0　前言

在普通線路上，鋼軌連接是鐵路軌道的薄弱環節之一，列車通過接縫時發生的沖擊和振動，會影響行車的平穩和旅客的舒適，并對線路穩定性有一定的破壞，增加了維修的難度。隨著列車軸重、行車速度和密度的不斷增長，上述缺點更加突出，已不能適應現代高速重載運輸的需要；而消除了接頭的無縫線路，則有效地解決上述由于接頭的存在而產生的缺點，因而得到了廣泛的應用，也是現代鐵路發展的方向[1-6]。既有線路換鋪無縫線路需要在不中斷、不影響既有線路運輸情況下進行施工，因此在“天窗”點內施工，做好既有線路換鋪無縫線路的施工技術，是十分重要的。

本文以朔黃鐵路SHTLGC2012005標段更換無縫線路施工項目為工程背景，圍繞在“天窗”點內施工，做好朔黃鐵路換鋪無縫線路施工技術進行探討，為以后相關項目提供參考。

1　工程概況

朔黃鐵路2012年第一批大中修及更新改造項目更換無縫線路施工起止里程為K322+000～K409+500，換軌79.819 ，無縫線路放散6.497 ，鋼軌鎖定長度為86.216km。

1.1既有線路軌道主要技術標準

本工程施工里程隸屬朔黃鐵路下屬肅寧分公司管段，既有線為電氣化雙線鐵路，主要運輸煤炭業務，施工范圍內最大曲線半徑R=4000m，最小曲線半徑R=1000 m，最大曲線長度L=890.83 m，最小曲線長度L=157.35 m，最大坡度4‰，線間距站內5.0 m，區間最小線間距4.0m。既有上行線為區間無縫線路，區間鋼軌采用75kg/m無縫鋼軌，站內道岔及咽喉區采用60kg/m有縫鋼軌，中間以P75-60異型軌連接；既有下行線為有縫線路，鋼軌采用60 kg/m的 25 m有縫鋼軌，站內道岔及咽喉區采用60kg/m有縫鋼軌。上下行線為彈條I、II型兩種與II、III型混凝土枕配套成段混合鋪設。

1.2更換線路軌道主要技術標準

施工里程范圍上下行線全部換鋪成區間無縫線路。其各部件標準如下。

①鋼軌：以采用75kg/m的PG4無孔500m新鋼軌為主，R≤1000m的曲線地段和相鄰兩個小半徑曲線間（R≤1000 m）小于等于1km的直線地段采用500m長75kg/m的PG4全長淬火軌。

②軌枕：維持既有不變。

③扣件：既有扣件I型彈條全部更換為II型彈條，扣件非鐵件部分全部更換，其余扣配件按85%利舊。

④道床：鋪設無縫線路地段碎石道床頂面寬度采用3.4 m，軌枕兩側設15 cm的砟肩堆高，道床邊坡坡度值采用1∶1.75。鋪設無縫線路地段按上述標準補充一級碎石道砟，碎石道床材料應符合《鐵路碎石道碴》（TB/T2140-90）的規定。

⑤膠接絕緣軌：標準膠接絕緣軌采用12.5m長、75 kg/m廠制膠接絕緣軌，膠接絕緣節設置在膠接絕緣軌中部，相關技術標準按《膠接絕緣鋼軌技術條件》（TBT2975-2000）執行。

⑥線路標志及信號閉塞：設計范圍增設無縫線路位移觀測樁。位移觀測樁均設置防護墻，對位移觀測樁進行防護，防止被道砟覆蓋。與上行線路連接的補償電容和各種連接線全部新設。

1.3施工特點

既有線換軌施工應確保既有線的行車運輸安全和正常行車運輸秩序，減少對既有線行車干擾，施工期間不得中斷或影響既有線列車的正常運營，是本工程施工重點。施工特點主要有：

①在“天窗”時間內利用長軌運輸列車拖卸500m長軌并將其在砟肩上加固，確保長鋼軌順直不侵限，保證既有線行車安全；

②利用“天窗”點進行單元軌條的換鋪作業，確保既有線行車安全，選擇合適的換鋪設備；

③鋼軌焊接、應力放散、無縫線路鎖定及其質量控制。

2　換鋪無縫線路施工技術

2.1長鋼軌拖卸

在“天窗”時間內長軌運輸車到達施工現場，配合設備管理單位將長軌條依次卸在需要換軌地段線路兩側的砟肩上，卸放的長軌條到位后進行人工撥正、釘固，并做好長軌伸縮防脹安全巡查，確保長軌條順直不侵限。卸軌施工工藝流程見圖1。

圖1　卸軌工藝流程

2.2單元軌條焊接及位移觀測樁埋設

2.2.1單元軌條焊接

卸放在線路兩側的長軌條，就地采用現場氣壓焊或鋁熱焊的方式焊聯成單元軌條，單元軌條長度為2000m。PG4軌與PG4軌、PG4淬火軌軌與PG4淬火軌軌間采用氣壓焊，PG4軌與PG4全長淬火軌間采用鋁熱焊。

氣壓焊施工工藝流程見圖2，鋁熱焊施工工藝流程見圖3。

圖2　氣壓焊施工工藝流程圖

圖3　鋁熱焊施工工藝流程圖

2.2.2位移觀測樁安裝

無縫線路位移觀測樁由汽車運至施工現場，在設計位置挖設基坑，將位移觀測樁按設計要求進行埋設，在基坑內灌注混凝土并夯實。單元軌節鎖定前應按設計要求設置好鋼軌位移觀測樁，位移觀測樁應設置齊全、牢固、不易損壞并易于觀測。長軌條就位后，應立即進行標記，并粘貼位移標尺。位移觀測樁按列車運行方向順序編號。

單元軌條長度大于1200m時，設置7對位移觀測樁，單元軌節起訖點，距單元軌節起訖點100m及400m和單元軌節中點各設置1對；單元軌節長度不大于1200m時，設置6對位移觀測樁，單元軌節起訖點，距單元軌節起訖點100m及400m各設置1對。

2.3單元軌條換鋪、應力放散及鎖定

2.3.1長鋼軌換鋪施工

換鋪施工采用軌道車牽引換軌車，人工配合進行作業。作業分為封鎖點前和封鎖點內作業，單元軌條換鋪施工工藝流程見圖4。

2.3.2應力放散及鎖定

線路應力放散及鎖定是將道床幾何形態基本達到設計規定且已經達到初期穩定狀態的線路，在合適的軌溫條件下，重新松開扣件、支起鋼軌、墊上滾筒、使鋼軌自由伸縮狀態或自由伸縮后再強制拉伸，放散掉鋼軌內的附加應力和溫度力，在鋼軌處于設計鎖定軌溫時的“零”應力狀態下，將線路焊接鎖定，完成無縫線路的施工。

本標段采用“連入法”鋪設無縫線路，無縫線路應力放散及鎖定根據現場量測軌溫，實測軌溫在設計軌溫范圍以內或以下時，分別采用“滾筒法”或“拉伸器滾筒法”放散應力后鎖定，完成無縫線路施工，并按設計要求設置位移觀測標記。

圖4　單元軌節換鋪施工工藝流程圖

“連入法”鋪設無縫線路是先將第一段單元軌節應力放散，并在設計鎖定軌溫范圍內予以鎖定，再將第二段單元軌節與上一段單元軌節進行鎖定焊接，然后應力放散依次鎖定形成無縫線路。應力放散鎖定施工工藝見圖5。

圖5　應力放散鎖定施工工藝圖

2.4軌道整理及舊軌切割回收

2.4.1軌道整理

封鎖點內無縫線路換鋪之后至線路開通之前，采用小型機具對軌道進行整理作業。調整軌距、方向、高低，補齊扣配件，進行道床斷面恢復、整修、夯實，整修打磨不平焊縫，測定鋼軌爬行量，復核鎖定軌溫。

無縫線路整理作業應按以下要求進行：

①高溫時不應安排影響線路穩定性的整理作業。高溫時可安排矯直鋼軌、整理扣件、整理道床外觀等作業。

②進行無縫線路整理作業，必須掌握軌溫，觀測鋼軌位移，分析鎖定軌溫變化，按實際鎖定軌溫，根據作業軌溫條件作業，嚴格執行“作業前、作業中、作業后測量軌溫”制度。

③無縫線路整理作業時，當軌溫在超出設計規定軌溫時，伸縮區和緩沖區禁止進行整理作業。

2.4.2舊軌切割回收

發車前檢查：收軌車由車站發車前，收軌負責人應檢查人員到位、機械、機具等情況和狀態。具體為：檢查捆軌用鋼絲繩及卡頭數量、軌層間墊木數量、收軌作業用撬棍、勾拉軌工具、上卡頭用扳手、作業人員防護用品佩戴等，并詢問發電機油、水、機械狀態，備用電料工具等情況。收軌作業順序見圖6。

圖6　收軌作業工藝圖

3　無縫線路的線路防脹預防與處理

無縫線路的最大特點是夏季高溫期間，在鋼軌內部存在巨大的溫度壓力，容易引起軌道橫向變形。在列車運行或人工作業等干擾下，軌道彎曲變形有時會突然增大，容易引起軌脹跑道，將嚴重危及行車安全。

在施工過程中必須對上述造成脹軌的要素進行有效控制，才能確保軌道狀態穩定。

①在鋪設無縫線路時，盡量在低溫時采用拉伸施工方法，采用拉伸法所確定的鎖定軌溫，較通常施工時所確定的鎖定軌溫既準確又均勻，鎖定軌溫降低的程度可得到一定緩解；如沒有拉伸施工的條件，建議在設計鎖定軌溫范圍內取較高溫度進行施工。

②在鋪設無縫線路時，要準確丈量軌長，準確合攏，按設計規定鎖定線路，及時埋設位移觀測樁并做出觀測記錄。

③保持無縫線路設備狀態良好，保證線路有足夠的抵抗軌道彎曲變形的能力和穩定性。橫向道床阻力是保持無縫線路穩定最重要的有效因素，道床斷面的幾何尺寸應符合設計標準，并使道床保持豐滿、密實。混凝土枕扣件應齊全，并經常保持狀態良好，使之達到緊、密、靠、正、潤的要求。

④根據季節特點、線路狀態和鎖定軌溫合理安排無縫線路維修計劃，高溫季節不要進行影響線路穩定性的作業，冬季作業要注意鋼軌長度的變化引起鎖定軌溫下降。

⑤無縫線路的養護維修嚴格遵守《鐵路線路修理規則》有關作業軌溫條件的規定。

⑥在氣溫到達35℃及以上或維修作業期間和作業之后數天內，應加強巡道次數，認真監視線路方向變化，以便迅速采取措施。

養護維修作業中，若發現軌向、高低不良，起道、撥道省力，枕端道碴離縫，必須停止作業。這些現象都是脹軌跑道的預兆，如不停止作業進行處理，則有發生脹軌跑道危及行車安全的可能。發生脹軌跑道后，可采用澆水法降低鋼軌溫度。軌溫降低后方可撥道。曲線地段撥道只能上挑，不宜下壓。撥道后搗鼓道床，并對道床側面進行夯拍，限速放行列車，并派專人看守，待軌溫降至接近鎖定軌溫時，再整正線路和恢復常速。

4　結論

本文闡述了朔黃鐵路換鋪無縫線路施工技術，通過長鋼軌拖卸、單元軌條焊接機位移觀測樁埋設、單元軌條換鋪、應力放散及鎖定、軌道整理劑舊軌切割回收以及線路防脹預防，保證了在“天窗”點內的施工順利進行，安全質量可控。通過對朔黃鐵路換鋪無縫線路工程的施工過程總結，也為以后類似既有線路換鋪無縫線路施工積累了一定的指導性的經驗和方法。

[1]李煒.無縫線路換鋪法線路鎖定施工技術[J].鐵道建筑技術，2004 （S1）：119-121+6.

[2]黃波.普通無縫線路改造成區間無縫線路的施工技術[J].鐵道建筑，2005（10）：60-62.

[3]周東偉，劉彬.普通無縫線路改造為區間無縫線路的施工方法及鎖定軌溫控制[J].鐵道建筑，2003（12）：40-41.

[4]楊巍彬，錢振地，張寧南，薛紅喜，要旭.新線鐵路一次鋪設跨區間無縫線路綜合施工技術[J].鐵道工程學報，2002（4）：117-120+106.

[5]王剛.鐵路建設再提速[J].建設機械技術與管理，2009（5）.

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U213.9

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10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.057