膠濟客專鋪設60kg/mU75V新軌施工方法探討

佟 強

（濟南局集團公司濟南工務機械段，助理工程師 山東 濟南 250022）

換鋪無縫線路施工，即在有限的封鎖時間內完成鋼軌卸車、軌條焊接、鋼軌換鋪及舊料回收等一系列作業。因膠濟客專施工與普速鐵路施工有很多的不同，加大了點內的工作量及施工難度，所以必須改善原有施工工藝和組織管理，施工現場實施動態管理和嚴密監控，在確保營業線行車安全的前提下，安全優質地完成換鋪任務。

1 工程概況

膠濟客專上行K 350+593.60～K 362+071.85（章丘客～濟南東）既有鋪設為60 kg/mU 75 V 跨區間無縫線路；既有曲線6條，最小曲線半徑為2198.6 m，最大線路坡度為3.5‰；道床均為碎石道床，道床頂寬3.5 m，邊坡1：1.75；軌枕為Ⅲa型混凝土軌枕或Ⅲa型混凝土橋枕，1667根/km配置；扣件均為Ⅱ型彈條扣件；橋梁8座均為混凝土橋，有護軌的混凝土梁橋共6 座，橋梁護軌均為50 kg/m 護軌，護軌扣件為扣板扣件；電務設備為ZPW2000 自動閉塞系統，沿線分部有信號機、無源應答器等；換軌地段中和軌溫值均為27℃。

2 施工車輛及編組

2.1 施工車輛 軌道車3臺、平板車4輛、焊軌車2輛、正火車、鋼軌打磨車各1輛、長軌車2列。

2.2 車輛編組 根據作業內容分為兩列編組。第一列由軌道車和平板車（搭載人員、料具、換軌小車等）組成，編組為①鋼軌打磨車+②軌道車+平板車+平板車+數控氣壓焊軌車+③軌道車+正火車④自行式焊軌車+⑤平板車+平板車+軌道車。第二列由長鋼軌運輸車和收軌車（卸軌車）組成。

3 施工方案

3.1 施工方法 采用長軌車將新軌卸到碴肩上，利用人工將舊軌撥至道心，將新軌撥入承軌槽中，舊料收到平板車上，墊設滾筒，利用撞軌器、拉伸器拉伸進行應力放散、線路鎖定及鋼軌除銹打磨，最后利用長軌車將放置在道心的舊軌進行回收的施工方法。

3.2 施工流程

3.2.1 卸軌作業 長軌車進入封鎖區間→長軌車運行到卸軌地點對位→作業尾車端機車與長軌車解體運行到安全地點→車上鋼軌解除鎖閉→打下間隔鐵→利用卷揚機輸送鋼軌→地面配合人員在既有鋼軌上掛鋼絲繩，軌卡打到新軌上→列車運行卸新軌到枕木頭碴肩上→作業結束，作業尾車端連掛機車→返回站內。

3.2.2 前焊作業 線路封鎖后，利用拉伸器拉動100 m長軌條對位→除銹打磨→焊軌車就位→對軌焊接→正火→粗打磨→鋼軌探傷。

3.2.3 換軌作業 換軌車組進入封鎖區間→人工撥軌，舊軌撥到道心，新軌入槽→鋸軌→拉伸→合龍→平板車收料→鋼軌除銹打磨→車輛連掛→返回→開通線路。

3.2.4 收軌作業 推送運機具小車至舊軌隔斷處→利用夾板或插短軌連接鋼軌→長軌車運行到收軌起點→作業尾車端機車與長軌車解體運行到安全地點→放下收軌小車→舊軌上架→長軌車推進運行→鋼軌上車→車上撥動鋼軌就位鎖閉→作業結束，作業尾車端連掛機車→長軌車返回。

4 施工中主要控制工序及要點

4.1 封鎖點前準備 因施工地段既有線路允許速度為200 km/h，線間距小于6.5 m 地段，換軌施工期間鄰線限速120 km/h。人員不能在封鎖前上道作業，工具無法具體到位，所以只能由少數專業人員進行道床清理、機具準備、拆除防爬設備等工作，最大限度減少封鎖點內工作量。

4.2 長軌車卸軌作業

1）卸前工作。提前清理平整石碴，拆除道口等影響卸軌作業的障礙物，在線路鋼軌上標出安裝防脹支撐的位置。重點在岔前岔后卸軌作業時，杜絕對信號設備產生損壞。由于鋼軌存放地段信號設備多，電氣化地段增設了扼流變壓器，岔間線的膠接絕緣較多，產生聯電的可能性大，須在卸下的新軌膠接絕緣處及時墊設膠墊，安裝防脹支撐，防止鋼軌侵限，危及行車安全。

2）卸軌作業。一是卸軌人員按指定位置把地面拉軌軌卡安設在線路鋼軌上，同時將由卸軌槽放下的鋼絲繩的一端掛在軌卡上，另一端掛在第一根長軌條的端部的軌卡上。二是列車以3-5 km/h 速度前進，兩側軌條由鋼絲繩牽引并緩慢地通過尾部的卸軌龍口卸到線路兩側碴肩上。三是長軌車后人員隨長軌車移動撥軌，其余人員清道及安裝防脹支撐使長鋼軌距正線鋼軌外側距離應不少于800 mm，并不得高于正線鋼軌，防止鋼軌侵限。四是當長軌條落地夠80 m 時，隨即撤除地面拉軌軌卡及鋼絲繩。長軌靠自重產生的阻力將車上長軌拖下來。五是當第一根軌條卸完后，停車并后退（預留搭頭），相鄰單元軌節搭接量要控制在0.5～1.0 m間。六是所卸長軌要拔順、拔直，軌道電路地段做好絕緣處理，鋼軌接頭錯開，防止長鋼軌因軌溫升高縱向竄動,使軌頭頂緊,橫向侵入限界,確保營業線行車安全。

3）施工隊必須加強對線路存放鋼軌的巡查工作，每日要安排人員對線路上存放鋼軌進行巡查，確保線路上存放的鋼軌不影響行車安全。

4.3 前焊（自行式焊軌車）

1）拉軌對位。使用拉軌器使鋼軌對位，長軌條預留搭接量，滿足焊軌需要。

2）準備焊軌作業。地面配合人員將活動端長軌條下支墊焊軌用滾筒。拉軌或撥軌時，應合理控制待焊鋼軌距本線的距離，保證線間距4 m 的直線地段焊接時整車作業過程中最大輪廓尺寸控制在距本線線路中心1.85 m 以內。撥直墊平焊縫兩端15～20 m范圍內的鋼軌，待焊軌條的兩軌端墊實、墊平、對直，調節鋼軌預留3 mm焊縫。在墊滾筒時要保證軌縫前后15～20 m鋼軌目視平直，用1 m直尺測量，軌縫軌頂面中軸線上拱度不大于+0.3 mm。鋼軌作用邊平直度偏差不超過±0.3 mm；在焊接的位置預先將焊頭下的石碴扒低200 mm，便于軌端打磨、焊接對軌和焊后正火。

遇有風、雨、雪天氣焊接時，焊前、焊接過程中及焊后應采取防風、防雨、保溫等措施。雨量達到中雨或風力達到5級時不應進行焊接、熱處理作業。

3）焊后正火。在焊軌車轉移到下一焊軌點，正火車對位正火。焊頭軌溫降低至400℃（用測溫儀）后，正火車對焊接接頭熱處理采用全斷面正火加熱，正火時鋼軌不準受力（正火前工班長必須全面檢查焊頭外觀，以便在正火后及時矯正外觀超標的焊頭，對矯正過的焊頭須進行二次正火）。

4）焊后打磨。焊頭打磨應在焊縫溫度低于200℃時進行，軌頭部應采用仿形打磨機打磨，軌腰、軌底用手提砂輪打磨作業。打磨過程中應保持軌頭的外形輪廓，打磨長度不應超過焊縫兩側各450 mm的限度，軌底上角、下角應打磨圓順，不允許出現打磨灼傷。

5）焊縫探傷。焊縫應按TB/T2658.21-2007 的規定規進行全斷面探傷檢查，內部缺陷不得超過規定范圍。探傷時焊頭的軌溫不應高于40℃或自然軌溫。未經焊縫探傷或探傷不合格焊縫（前焊）的長軌不得鋪設上道使用。

4.4 長鋼軌換鋪 當軌道車由后焊端進入時，在換軌地段前防護點位置停車解體，甩下1 臺軌道車、2個平板、數控焊軌車后，3 臺軌道車牽引剩余車輛不超過5 km/h 的速度通過換軌地段，由1 臺軌道車牽引兩個平板車在次日施工地段進行扣件預卸工作，另2 臺軌道車牽引焊軌車、正火車作業；當由前焊準備地段進入時，在施工地段前一度停車解體，甩下3 臺軌道車、2 個平板、自行式焊軌車、正火車，各自作業，另外一組車輛以不超過5 km/h 的速度通過換軌地段，進行后焊準備作業。舊撥軌組根據施工安排進行舊軌切割，組織人員將舊軌撥入道心后，更換橡膠墊板、扣件、站栓螺桿全面涂油、原樣恢復軌下墊片；新軌撥軌組將新軌撥入承軌槽，按每隔40 根枕設置新型放散滾筒，在后焊前50-70 m左右甩彎，后焊開始焊接時，安排3-5 人配合后焊把撥軌槽撥入承軌槽。在后焊位置鎖定前后50 m內鎖定線路后，進行焊接，當后焊完成后前后撞軌，釋放應力，并進行預拉伸，使鋼軌處于自由伸縮狀態。然后進行拉伸鎖定作業，當拉伸量達到預設量后，下架龍口合攏，然后隔2 根枕卡1 根軌距水平，后逐個上緊，并保證扣壓力滿足設計要求。上述作業完畢后，配合電務恢復電務設備、按設計更換扣件和更換整正橡膠墊板，按照設計墊設12 mm 軌下過渡膠墊板。

4.5 后焊數控氣壓焊 采用數控氣壓焊軌車進行焊接，焊軌車受到焊機作業條件限制，鋼軌需高于站栓高度方可作業。鋼軌入槽后，焊接負責人需確認順坡線路質量符合要求方可對位作業，作業時做好防溜及鄰線防護工作。焊接完成后，焊軌車牽出焊接地點50 m待命，作業人員進行鋼軌打磨及恢復調高地段的線路工作。

4.6 應力放散

1）施工軌溫低于鎖定軌溫時：根據長軌條長度的不同，長軌條中間設置輔助撞軌器（每隔五百米設置一套），軌下增設新型放散滾筒（每隔40根軌枕設置一處），并每隔100米設置一處測量標記。新軌拉伸到位后先一股后另一股，拉伸合攏后及時撤下撞軌器，檢查滾筒是否撤除。

2）施工軌溫高于鎖定軌溫時：根據長軌條長度的不同，長軌條中間設置輔助撞軌器（每隔五百米設置一套），軌下增設滾筒（每隔40根軌枕設置一處），使長軌達到自然狀態后再進行鎖定。

4.7 合攏

1）根據拉伸量鋸切舊軌，安裝拉伸器配合撞軌拉伸合攏，上夾板，先一股后另一股恢復線路。

2）施工期間，下架龍口軌端、螺栓孔必須采取倒棱處理。鋼軌螺栓孔應按45°倒角進行倒棱，倒棱深度為0.8—2.0 mm。當新舊軌有錯牙時，墊設長度200 mm，厚度2-3 mm鐵墊片，整治錯牙。

3）新舊軌接頭范圍內同步做好行車面及導向面的打磨。

4）電容孔、電務孔按規定倒棱，安裝連接線。

4.8 收舊軌

1）準備。提前調查舊軌狀態、鋁熱焊接頭凸起位置，備足連軌用夾板、接頭螺栓、氧氣乙炔、枕木頭等材料和單軌小車、齒條式壓機等機具。

2）封鎖作業。

①長軌車收軌不需停電（收2層）。

②封鎖命令下達后，按規定設置防護。

③長軌車憑調度命令進入封鎖地段作業，地面配合人員進行連軌作業。

④長軌列車到達后，作業尾車端機車解體后運行到安全地點，通過滑桿放下收軌小車，用壓機抬起舊鋼軌端部，安裝上收軌梭頭，收軌車根據施工負責人的指揮緩慢地推行，當鋼軌通過收軌通道到達滑道后，收軌適當加快速度，安排專人監視鋼軌在車上運行狀態，提前預告鋼軌到尾部的距離。

⑤長軌車推進運行方向人員隨車移動扶軌。

⑥舊軌到達長軌車尾部后，切割鋼軌，并撥軌至外側，收完一段鎖定后，繼續推行收軌，開通前連掛作業尾車端機車，返回車站。

5 結束語

在本次無縫線路換鋪施工中，形成了一整套科學合理的換鋪施工工藝，確保了安全、正點、優質、高效、經濟合理地完成了換鋪任務。歷經25次封鎖施工，共完成換鋪無縫線路27.71 km，現場焊接138個接頭，卸軌、回收舊軌均為27.71 km，施工效率和質量均有提高，為以后客專的大型換軌施工積累了經驗。