西南山區(qū)長大坡度長鋼軌運輸及鋪設(shè)施工技術(shù)研究

文/丁亮亮

1 工程概述

1.1 工程簡介

成貴鐵路為250km/h 客運專線鐵路，成貴鐵路站前16 標(biāo)承擔(dān)成貴鐵路站前9 標(biāo)～16 標(biāo)段范圍內(nèi)的鋪軌施工任務(wù)，施工起止里程為DK261 + 200～DK514 + 800,全線鋪軌長485.312km。

1.2 長大坡道統(tǒng)計

成貴鐵路云貴段線路坡度大于12‰的地段累計135.97km。

表1 長大坡度統(tǒng)計表（12‰以上）

16 17 18 19 20 21 22 23 DK417+550 DK419+550 DK421+650 DK424+600 DK431+600 DK436+900 DK457+490 DK463+400 DK419+550 DK421+650 DK424+600 DK431+600 DK433+600 DK438+500 DK458+700 DK471+870 12.5 19.5 15 19.5 16 17.5 24 17 2000 2100 2950.664 7000 2000.335 1600 1210.227 8470

1.3 鋪軌基地設(shè)置

鋪軌基地設(shè)于畢節(jié)東站左側(cè)預(yù)留貨場內(nèi)，場內(nèi)設(shè)置長鋼軌存放區(qū)2 處。在畢節(jié)東站10道預(yù)留道岔位置插入臨時道岔連通存軌場裝卸線作為進(jìn)出長軌列車的通道。

2 長大坡度施工重難點分析

2.1 機(jī)車運行風(fēng)險

長大坡道運輸對機(jī)車性能、技術(shù)狀況、司機(jī)操作水平均有嚴(yán)格要求，否則極易出現(xiàn)以下險情：

2.1.1 機(jī)車數(shù)量不足或狀況不良，雨雪天氣造成車輪空轉(zhuǎn)、損傷鋼軌。

2.1.2 機(jī)車制動力不足，下坡地段不能控制速度，列車不能穩(wěn)定運行，造成長鋼軌沖撞溜逸。

2.1.3 機(jī)車操作司機(jī)業(yè)務(wù)水平不高，運輸途中極易造成行車事故，造成鋼軌、道岔損壞、人員傷害。

2.2 長大坡道鋪軌風(fēng)險

2.2.1 長軌列車制動力不足，列車沖出施工軌道盡頭。

2.2.2 大坡道鋪軌作業(yè)，長鋼軌解鎖后，受重力影響自動溜逸，沖撞設(shè)備，造成設(shè)備損壞、人員傷亡。

2.2.3 大下坡鋪軌作業(yè)，牽引車拖拉長軌，鋼軌全部牽出列車后，因牽引車制動力不足，沖出道床。

3 長軌運輸組織

3.1 計算長軌列車質(zhì)量

根據(jù)長軌列車的類型分析，長軌列車由路用平板車、2 號推送車、長軌加固支架組成，最大裝軌能力為長軌9km，計算質(zhì)量如下：

平板車自重：重量22.5t，計算為22.5t×40=900t；每km 長軌重量：60.64kg×500m×4 根/1000=122t；長軌推送車重量：5t；長軌加固支架重量：40t；其他重量：3t[1]。

計算長軌列車質(zhì)量如下表：

表2 長軌列車質(zhì)量計算表

3.2 計算DF4 內(nèi)燃機(jī)車的牽引質(zhì)量

3.2.1 在限制坡道上以持續(xù)速度運行時牽引重量

按照《列車牽引計算》，列車在限制坡道上以持續(xù)速度運行時按下式計算：

根據(jù)成貴項目坡度表，選取12‰以上的部分坡度，計算多機(jī)重聯(lián)情況下牽引質(zhì)量。

表3 長大坡道運行牽引質(zhì)量計算表

附注：經(jīng)查《鐵路機(jī)車統(tǒng)計規(guī)則》第一組輔機(jī)牽引能力系數(shù)為0.83，第二組輔機(jī)牽引能力系數(shù)為0.77。

3.2.2 校驗機(jī)車啟動牽引質(zhì)量上限

表4 機(jī)車啟動牽引質(zhì)量上限計算表

3.2.3 機(jī)車制動力、制動距離分析

根據(jù)列車牽引計算可計算制動力。采用2臺或3 臺機(jī)車時，計算制動力：B=?h?∑Kh；計算制動距離S:

查閱相關(guān)參數(shù)，計算所得制動力B 均大于下滑力G1。

由此可見，無論幾臺機(jī)車均可滿足制動要求，只是制動距離S 不一樣，制動力B 考慮到工程線鋪軌的特殊性，制動距離和制動力計算意義不大[2]。根據(jù)確定采用機(jī)車數(shù)量，保證安全即可。

3.3 裝載長鋼軌機(jī)車配置方案

通過上述計算分析，結(jié)合成貴鐵路施工現(xiàn)場坡度情況，長軌列車在工程線按照20km/h的速度運行，考慮一定的安全系數(shù)，確定機(jī)車及長軌裝載數(shù)量。

3.3.1 在坡度12‰及其以下坡度地段，計劃采用雙機(jī)滿載9km 運輸。

3.3.2 在坡度12‰以上及25‰以下地段，計劃采用雙機(jī)裝載6km 長軌運輸。

3.3.3 在坡度25‰以上地段，計劃采用三機(jī)動力裝載3km 長軌運輸。

4 長軌鋪設(shè)施工方案

4.1 施工準(zhǔn)備：鋼軌運輸車組推送到位，并停好、制動、打鐵鞋。

4.2 長軌列車解鎖前，提前壓緊阻尼裝置，松開要鋪設(shè)的一對鋼軌鎖定裝置。

4.3 將分軌導(dǎo)框?qū)?zhǔn)要拖拉的一對鋼軌，拖拉鋼軌順序從外側(cè)往內(nèi)側(cè)。

4.4 從長鋼軌運輸車上拖拉鋼軌，將長鋼軌拖至2#車，夾緊鋼軌；長大坡道施工時，長軌進(jìn)入2#車壓緊后方可通知松開阻尼裝置。

4.5 用2#車將長鋼軌送至1#牽引車處。將長鋼軌與1#牽引車鎖固好，1#牽引車前行卸軌。滾輪擺放間距需根據(jù)坡度大小進(jìn)行調(diào)整，滾輪放置要求固定。

4.6 長鋼軌拖出2#車時，牽引車控制速度；長大上坡道施工時，采用一根鋼軌牽引，另一根鋼軌推送的方案。

4.7 牽引車卸軌完成后，在長大下坡道施工時，需要先安裝拉軌器，用卷揚機(jī)鋼絲繩與拉軌器連接固定后，才能松開牽引車夾軌器。

4.8 長鋼軌完成預(yù)留軌縫后，長大下坡道施工時，先取出接軌點部分滾輪，緊固5 根枕木扣件后方可松開卷揚機(jī)鋼絲繩。

4.9 按照“隔五上一”的原則緊固部分軌枕上的彈條扣件；在長大坡道以及曲線地段施工時，扣件彈條安裝按照“隔三上一”的原則依次進(jìn)行緊固；鋼軌接頭兩側(cè)連續(xù)緊固10 根軌枕扣件[3]。

4.10 當(dāng)長鋼軌完全落入承軌槽后，做下一對長軌鋪設(shè)的準(zhǔn)備工作。

5 結(jié)語

長大坡道的長鋼軌運輸組織及鋪軌施工與常規(guī)作業(yè)不同，本文通過成貴鐵路云貴段長鋼軌運輸及鋪軌施工實踐，對長大坡道長鋼軌運輸、鋪設(shè)施工技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)分析。項目鋪軌485.312km，成貴鐵路云貴段于2019年12月16日順利通車運營，該長大坡度運輸及鋪軌技術(shù)的運用，確保了成貴鐵路長鋼軌鋪設(shè)的安全，對其他類似工程有較好的借鑒價值。