駝峰緩行器病害整治方法的探討

張昊鵬 中國(guó)鐵路上海局集團(tuán)有限公司合肥工務(wù)段

1 工程概況

合肥東站駝峰線下緩行器共分三部位33組，其中合肥東站 II場(chǎng) J1，J2，9道，11道,14道,15道,J9，J10緩行器為2017年大修更換，根據(jù)電務(wù)工區(qū)檢查發(fā)現(xiàn)：二場(chǎng)6道道緩行器承臺(tái)發(fā)生不均勻沉降，其中過(guò)渡段與中間段因?yàn)橄鲁亮坎灰粯訉?dǎo)致鋼軌彎曲，過(guò)渡段軌下膠墊壓潰，扣件變形松動(dòng)，導(dǎo)致接頭處鋼軌形成大高低。經(jīng)過(guò)水準(zhǔn)儀現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，最低處下沉量峰值已經(jīng)達(dá)到84 mm，緩行器底部的片石結(jié)構(gòu)已經(jīng)完全損毀，碎石墊層完全板結(jié)失效。軌枕承槽已經(jīng)壓潰，鋼軌空吊嚴(yán)重，軌底膠墊失效，貨車從駝峰上溜放時(shí)，貨車不停撞擊承軌槽，導(dǎo)致緩行器鋼軌軌下膠墊壓潰34塊，鋼軌扣件無(wú)法承受導(dǎo)致斷裂移位，為保證緩行器鋼軌軌距符合標(biāo)準(zhǔn)而加裝的軌距拉桿也已經(jīng)發(fā)生變形。

2 原因分析

2.1 地質(zhì)條件差

合肥東編組站地處江淮丘陵地帶，屬于膨脹土地區(qū)。土壤以黃棕土、水稻土為主要土壤，約占所有土壤的85%，其余為石灰土、紫色土和沙土。黃棕土土壤土層較厚，質(zhì)地粘重，阻水、阻氣，在30 cm深以上形成滯水層，水分難以向下滲透。降雨時(shí)上層滯水，即從地面流失，雨過(guò)天晴，土壤又很快變干，形成龜裂。水稻土呈黃白色或青灰色，下部有礫砂層，細(xì)石層，土性冷，團(tuán)粒結(jié)構(gòu)差。紫色土質(zhì)地較輕，結(jié)構(gòu)疏松，含有礫石，含水性差，有機(jī)質(zhì)匱乏。

2.2 施工工藝落后

合肥東編組站建成于1996年，當(dāng)時(shí)未采用大型標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械化工具進(jìn)行施工，從而導(dǎo)致路基的承載力要求達(dá)不到現(xiàn)行的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；另外因當(dāng)時(shí)技術(shù)有限，鋪設(shè)設(shè)備時(shí)沒(méi)有對(duì)路基進(jìn)行防水加固處理，路基排水不暢，下雨時(shí)雨水在承臺(tái)底部堆積，導(dǎo)致翻漿冒泥的情況出現(xiàn)，而翻漿冒泥會(huì)導(dǎo)致承臺(tái)不均勻沉降，使承臺(tái)無(wú)法保持水平，影響線路緩行器的幾何穩(wěn)定。

2.3 日常檢查盲點(diǎn)

緩行器為電務(wù)工區(qū)設(shè)備，工務(wù)管轄的設(shè)備只有穿過(guò)其中的兩根鋼軌，在日常的檢查養(yǎng)護(hù)維修中，經(jīng)常忽略這兩根鋼軌，導(dǎo)致一些幾何尺寸問(wèn)題沒(méi)有及時(shí)解決。

3 整治方法

經(jīng)查閱現(xiàn)有的各種資料,發(fā)現(xiàn)駝峰緩行器普遍存在下沉問(wèn)題，而解決方法多數(shù)集中于大型施工方面，截至目前為止，并沒(méi)有可以在日常天窗修的作業(yè)時(shí)間中解決病害的方法，所以研究的重點(diǎn)主要放在可以在日常天窗修時(shí)間內(nèi)解決緩行器下沉問(wèn)題。

由于合肥東站運(yùn)輸任務(wù)繁忙，大型施工準(zhǔn)備周期長(zhǎng)，金錢、人力投入大，并且需要清空臨近的線路，封鎖時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)車站的運(yùn)輸影響巨大，不便于申請(qǐng)施工天窗進(jìn)行施工。而且合肥東站因?yàn)榫徯衅饔?3組之多，頻繁的更換大修并不符合合肥東站的實(shí)際情況，所以我們實(shí)驗(yàn)了幾種可以在不進(jìn)行大型施工的情況下對(duì)緩行器承臺(tái)及基礎(chǔ)以及幾何形位進(jìn)行整治的辦法。

3.1 人工塞石法

此方法用洋鎬將道砟塞入緩行器承臺(tái)底部，利用人工將道砟搗固結(jié)實(shí)。其作用原理類似于日常的起道搗固。可據(jù)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種方法有許多缺點(diǎn)：

（1）人工搗固的作業(yè)質(zhì)量相對(duì)于機(jī)械搗固來(lái)說(shuō)，道砟密實(shí)度不均勻。

（2）道砟的粒徑和級(jí)配較大,在列車通過(guò)時(shí)產(chǎn)生的壓力會(huì)導(dǎo)致承臺(tái)與道砟相互擠壓，道砟會(huì)被承臺(tái)壓潰壓碎，使得承臺(tái)底部的道砟逐漸變成石粉，而石粉與沙土混合在一起會(huì)形成滯水層，導(dǎo)致雨水無(wú)法排出，形成砂漿，加速了承臺(tái)底部的翻漿冒泥。

3.2 塞木板法

基礎(chǔ)承臺(tái)下沉，原因是因?yàn)槌信_(tái)基礎(chǔ)底部道砟不密實(shí)，導(dǎo)致承臺(tái)重量無(wú)法分散于地面，所以選用液壓起道機(jī)將基礎(chǔ)抬至與前后鋼軌高低齊平的高度，然后在承臺(tái)底塞入木板，加大承臺(tái)底部的受力面積，使承臺(tái)的壓力被木板分散，從而達(dá)到使其不再下沉的目的。在實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn)，此方法在剛開(kāi)始使用的時(shí)候效果極其顯著，緩行器承臺(tái)基礎(chǔ)下沉問(wèn)題得到了極大的改善，但在幾個(gè)月之后，我們發(fā)現(xiàn)承臺(tái)又發(fā)生繼續(xù)下沉的問(wèn)題。我們挖開(kāi)承臺(tái)后發(fā)現(xiàn)，墊在承臺(tái)下面的木板經(jīng)過(guò)摩擦，雨水腐蝕，氧化作用之后已經(jīng)完全腐爛，起不到原先預(yù)想的作用效果。在此基礎(chǔ)上，我們?cè)囼?yàn)了各種板材，比如實(shí)木板，鋼板，鐵板等。在經(jīng)過(guò)多種板材的實(shí)驗(yàn)之后，發(fā)現(xiàn)出發(fā)點(diǎn)選擇錯(cuò)誤。因?yàn)樵诤戏实貐^(qū)的氣候環(huán)境下，無(wú)論什么材質(zhì)的板材都會(huì)在底部積水，導(dǎo)致各種問(wèn)題，而且在承臺(tái)底部填充板材磨耗太大，需要經(jīng)常更換，所以我們也舍棄了這種方法。

3.3 吹入瓜子片法

經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)分析，我們發(fā)現(xiàn)研究的重點(diǎn)需要放在填充材料上面。我們需要一種粒徑和級(jí)配偏小且可以排水的填充材料。這時(shí)我們選擇的是一種俗名叫做“瓜子片”的材料，此種材料是細(xì)石混凝土的粗骨料。一般粒經(jīng)5 mm～16.5 mm。這種材料比道砟的粒徑與級(jí)配小，不會(huì)像道砟一樣與承臺(tái)底部發(fā)生劇烈摩擦變成石粉，也可以分散承臺(tái)對(duì)地面的壓力。而且瓜子片之間有孔隙，排水性能優(yōu)異，所以此材料成為填充材料完全可行。

在填充的過(guò)程中，我們?cè)囼?yàn)了兩種方案：

（1）我們?nèi)斯⒐献悠鶆蛉氤信_(tái)底部。但是在此種方法的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)沒(méi)有合適的工具可以將瓜子片均勻塞入承臺(tái)底部，而且在承臺(tái)沒(méi)有完全抬起的情況下，無(wú)法保證承臺(tái)底部完全均勻，所以我們無(wú)法選用這種方法。

（2）合肥東編組站的駝峰緩行器使用的是風(fēng)動(dòng)力，我們?cè)谟^察緩行器工區(qū)日常作業(yè)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)可以因地制宜，使用風(fēng)管將瓜子片吹入承臺(tái)底部。于是我們與緩行器工區(qū)配合，制造出風(fēng)管。風(fēng)管頭部選用直徑為30 mm、長(zhǎng)度為1 200 mm的帶閥門鐵管，后部使用軟管，鏈接緩行器送風(fēng)管道的出風(fēng)口。準(zhǔn)備工作需要將足夠的瓜子片運(yùn)到需要填充的地點(diǎn)，用標(biāo)準(zhǔn)起道方法，根據(jù)緩行器承臺(tái)大小與數(shù)量選用合適數(shù)量的液壓起道機(jī)將緩行器中的一根鋼軌選定為基準(zhǔn)股，將其與承臺(tái)前后的鋼軌對(duì)齊水平，然后用風(fēng)管將瓜子片吹入承臺(tái)底部，在吹入過(guò)程中需要注意，每一塊承臺(tái)都需要用風(fēng)管從兩邊都吹入足以支撐承臺(tái)重量的瓜子片，并且需要用風(fēng)管將瓜子片完全吹滿承臺(tái)底部。在瓜子片吹入完成后，撤掉液壓起道機(jī)，做最后的對(duì)中線調(diào)整。

4 結(jié)束語(yǔ)

合肥東站二場(chǎng)6道緩行器在經(jīng)過(guò)整治之后，經(jīng)過(guò)三個(gè)月的運(yùn)行，對(duì)其進(jìn)行測(cè)量后，各項(xiàng)數(shù)據(jù)正常，整治效果比較理想。此種整治方法工期短，對(duì)人工要求不高，效果顯著，作業(yè)時(shí)間短，對(duì)行車影響不大，建議駝峰各部位緩行器整治均采用此種方法。