淺析工務枕底墊碴作業的思考與探索

趙鎖英

【摘 要】論文從適用條件、墊砟用碎石材質要求、作業程序和方法、勞動組織及定額、理論分析、效果幾方面對枕底墊砟作業進行論述，并提出理性思考。

【Abstract】This article discusses the operation of ballast backing beneath sleeper from the aspects of applicable conditions， the requirements of crushed stone material for ballast packing， operating procedures and methods， labor organization and quota， theoretical analysis and the effect， then puts forward the rational thinking.

【關鍵詞】枕底； 墊砟； 作業探索

【Keywords】sleeper； ballast； operation exploration

【中圖分類號】F530.69 【文獻標志碼】B 【文章編號】1673-1069（2017）04-0181-02

1 問題提出

枕底墊砟起道作業是針對道床局部下沉而進行修理的方法。優點是比搗固作業具有省工、質保特點。比墊板作業具有合理性、線路外觀整齊等特點。我段管內南同浦727K-730K、水頭2#、4#道岔等地點進行試用，有效控制了道床的板結病害。

2 適用條件

① 軌道條件：適用于鋪設混凝土軌枕及木枕的線路和道岔。②路基條件：路基穩定無翻漿、無下沉，無超過15mm的凍害。③ 道床條件：道床穩定，石砟為火成巖碎石，無嚴重臟污、無板結、排水良好，對局部道床下沉起道量小，搗固效果不佳，采用枕底墊砟，找平線路。④ 修程條件：當年“集中修”需強制性保養的線路、道岔，禁止做枕底墊砟作業。⑤起道條件：一般當起道高度超過10mm，或連續三根軌枕以上起道高度達到8-10mm及接頭底坍6mm以上時，可在枕底墊砟，找平線路。[1]

3 墊砟用碎石材質要求

① 墊砟用碎石為潔凈火成巖材料，硬度、韌度符合道砟標準。②碎石粒徑為8-20mm。顆粒級配8-15mm占40%，16-20mm占60%。

4 作業程序和方法

4.1 調查確定墊砟量

測量線路高低、水平、軌下墊板厚度、空吊板值，確定需要墊砟的地段。按要求在軌枕頭上標注墊砟符號、厚度。

標準股墊砟厚度=撤板厚度+縱向高低差值+空吊板值

非標準股墊砟厚度=撤板厚度+縱向高低差值+兩軌水平差值+空吊板值直線地段，以左股為標準股；曲線地段，以下股為標準股，道岔以基本軌為標準股，導曲線部分以曲線下股為標準股，叉心部分以叉心為標準股。

其中；水平差值以標準股為準，取高負低正；縱向高低差取高負低正。

一般情況下，墊1mm的誤差約用石砟量取20mm高的石砟；另外再考慮5mm的底砟，非標準股和小腰部分適當考慮墊的底砟稍微少一些。已經墊過砟時，不再考慮底砟。

4.2 枕盒或枕頭扒砟

① 枕盒扒砟：墊砟處所的每相鄰2根軌枕枕盒的石砟隔1孔扒1孔，扒一孔可墊前后2根軌枕。② 枕頭扒砟：墊砟鏟從枕盒墊比較困難時，可以扒開枕頭道砟，但不得連續扒開7根枕頭。③ 撤板：當施工負責人確認扒砟符合要求后，按標松栓或起釘、撤板、整正扣件和腳墊，放軌，擰扣件或打緊道釘。④ 壓機起道，量砟墊砟：用液壓或02型起道機放在鋼軌內側未扒開的軌枕空內起道，用量砟筒按所需的墊砟量量取石砟，平鋪在墊砟鏟上，橫向墊入或縱向墊入枕底，墊砟長度以鋼軌為中心，兩側各450mm，要分鏟進入時，按先軌底，再軌外，后軌內的順序。墊好后，用撥棍撥平墊砟層，最后落下壓機?？v向墊砟缺點多，應把好關鍵，以防形成高疙瘩，增加落道工序。⑤回填道床。將扒出的石砟進行清篩，先回填1/3左右，回填時注意不要把大石砟墊入枕底，經列車出壓過回落以后，先將起道機挪窩，道床填滿夯實，然后再回填其它處，夯拍整形。

5 主要事項

①墊砟時，執行寧低勿高的原則、低1-2mm可墊板找平。②同一根軌枕兩股鋼軌下都需墊砟時，應對稱作業，放行列車前應對稱墊平，不準一側空吊，要求一側撤板墊砟不超過四根軌枕。③壓機起道嚴禁超高，修規規定枕端一次起道量；單股起道不得超過80mm，雙股起道不得超過60mm。④墊砟作業每撬長度不得超過七根軌枕，超過時應分撬墊入。在延長6.25m范圍內不得有兩組同時作業，以防三角坑出現。⑤作業中一撬未墊完時，應快速用墊板順坡，防止線路空吊出現超限的三角坑。⑥夏季作業時，要嚴按“兩清、三測、四不超”的規定執行。

6 理論分析

6.1 道床下沉對比分析（墊砟與搗固）

對傳統軌道來說，道床變形是軌道變形的主要來源。道床下沉占軌道下沉量的90%以上，并且它的下沉具有一定規律。

因為影響道床下沉的因素很多，定量相當困難，目前還沒有比較精確的計算方法，常用估算下沉量的公式：

它表示道床下沉量與荷載循環作用次數之間的關系。

式中y——道床下沉量；x——荷載循環重復次數；a、b——道床實程系數；c——道床下沉進展指標。

其中右側第一項表示道床的初始急劇下沉階段，即道床的壓實過程，右側第二項表示道床的后期緩慢下沉積累階段。

通過水頭觀測的實驗發現，墊砟起道的初始下沉量較搗固起道的初始下沉量1/3-1/2倍，但當同樣列車荷載通過15-20對時，兩者的下沉總量是接近相同的，繼續觀察，可以發現墊砟比搗固的總下沉量，隨著列車荷載作用次數的增加越來越小。這說明墊砟起道的后期下沉積累緩慢，c值較小，因此可以說墊砟的長期效果比搗固好。

6.2 碎石的抗壓強度分析

以前進行蒸汽機作為軌枕反力的最不利荷載組合，采用連續彈性基礎理論，求出最不利荷載位置時的軌枕反力RJ為40kN，在考慮行車速度，鋼軌偏載時引起的動力增值，鋼軌對軌枕的計算最大總壓力：Rd=Rj（1+0.6max/100+0.002△h）=40*（1+0.6*120/100+0.002*90）=76kN

道床頂部與枕底部接觸面上的壓力，即墊砟起道所用碎石所承受的最大壓應力為：1.6*Rd/（b*e）=1.6 * 76000/（0.9*0.2）=0.68MPa，<花崗巖碎石的抗壓強度60MPa，由市建一公司實驗室進行8-20mm花崗巖的抗壓強度實驗后，碎石的強度滿足要求。

6.3 碎石材質選用分析

墊砟起道選用材質必須堅韌的火成巖，采用花崗巖碎石，因為通過單軸抗壓強度實驗發現，對花崗巖的加載速度越快，它的抗壓強度越高。

6.4 碎石標配

墊砟選用碎石粒徑適中，與起道高度相匹配。最小粒徑應≮8mm，最大粒徑應≯20mm。

7 效果

①勞動效率高。抽板搗固的南同浦725K-726K，1公里線路260個頭用工6個，而墊砟撤板的728K-729K，1公里線路300個頭用工也是6個，提高勞動效率15.4%。②作業質量高。墊砟比抽搗作業的線路，靜態時高低、水平誤差平均值低1-1.5mm、動態時高低、水平比平均分低0.8分。③長效保持。墊砟整治低接頭可持3個月，不再出現低塌現象。通過搗固整治的低接頭只持1個月。④受力條件強。扣件與軌底的連接處于佳態，軌枕和道床的接觸面積增大，從而可以減少鋼軌頂部外荷對道床頂面的壓應力，減少對軌枕和道床的破壞。⑤勞動強度小。機鎬明顯比墊砟作業費勁，并且作業安全系數低。⑥可操作性強。只要機鎬不易搗固的地方，都可采用墊砟起道，比如道岔的拉桿，連接桿和大墊板等附近，就有明顯優勢，并且可以預防尖弓背現象的產生。⑦經濟效益高。碎石40元/m3，可墊10mm的誤差計278頭，平均0.14元/頭；如用墊板起道，每枕頭最少需1.34元，可見墊砟起道材料費低。全段年僅找軌檢車節省工料費5.68萬元。⑧線路外觀符合要求，消滅了超厚墊，低接頭。⑨枕底墊砟采用風動方式，填補了枕底墊砟機械化的空白。加強推廣，改善作業條件，提升了設備質量。

【參考文獻】

【1】梁存干.枕底墊砟作業[J].鐵道運輸與經濟， 1993（S3）：34-35.