鐵路軌道鋪設(shè)施工技術(shù)探討

文/衣志偉

1 前言

圖佳線K304+929 病害橋改造工程位于哈爾濱鐵路范圍內(nèi)，在既有橋下游方向修建新橋，既有線與新建線路之間中心線間距最小值為13m，新橋建成后既有線與之撥接，改由新線運(yùn)營。本工程正線采用60kg/m 無縫線路，鋪設(shè)無縫線路前先用25m 長標(biāo)準(zhǔn)軌過渡。橋上采用新Ⅲ型混凝土橋枕，鋪設(shè)1680 根/km，土質(zhì)路基地段采用Ⅲa 型有擋肩混凝土枕鋪設(shè)1667 根/km，曲線地段按規(guī)定加強(qiáng)，橋上和路基段均為采用彈條Ⅱ型扣件、橡膠墊板[1]。

2 鐵路軌道鋪設(shè)施工技術(shù)的應(yīng)用準(zhǔn)備

2.1 軌道鋪設(shè)技術(shù)方案選擇

在現(xiàn)代鐵路工程中，隨著施工技術(shù)體系的日益成熟，出現(xiàn)了多種多樣的鐵路軌道鋪設(shè)技術(shù)，不同類型技術(shù)的工藝流程與適用范圍存在明顯差異，因此，在鐵路軌道鋪設(shè)正式施工前，應(yīng)結(jié)合工程情況與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，合理選擇軌道鋪設(shè)技術(shù)種類。

例如，在圖佳線K304+929 病害橋改造工程中，應(yīng)將改建鐵路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)作為軌道鋪設(shè)技術(shù)方案的選擇依據(jù)。本工程的鐵路等級為國鐵1級，正線數(shù)目為雙線，設(shè)計(jì)時速為85km/h，列車牽引質(zhì)量為5000t 和3500t，最小曲線半徑為400m，機(jī)車類型為DFB+HXN5，上下行限制坡度分別為12.6%與13.2%，到發(fā)線有效長度為850m 和1050m。此外，在確定軌道鋪設(shè)技術(shù)方案后，還需開展圖紙會審工作，將軌道鋪設(shè)技術(shù)方案與施工圖紙?zhí)峤粚＜覉F(tuán)隊(duì)進(jìn)行論證，根據(jù)專家論證意見發(fā)現(xiàn)方案中存在的技術(shù)性問題，并對方案進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，補(bǔ)全圖紙缺漏項(xiàng)信息。

2.2 鐵路鋼軌選擇

首先，在多數(shù)鐵路工程中，往往選擇配置60kg/m 鋼軌即可。此類鋼軌具有良好的性能，且造價成本較為低廉，能夠在保障鐵路列車行駛安全的前提下，將工程造價成本控制在合理范圍內(nèi)；其次，針對曲線長度或坡度過大的特殊區(qū)段，為延長鋼軌的實(shí)際使用壽命，預(yù)防和減少軌道斷裂、下陷等質(zhì)量問題出現(xiàn)，應(yīng)配置特定型號的鋼軌；最后，在選用鋼軌型號時，可優(yōu)先使用PD3 型號鋼軌，禁止使用U71Mn 與U74 型號鋼軌，這類型號鋼軌的強(qiáng)度與硬度較差。在圖佳線K304+929 病害橋改造工程中，最終選擇在鐵路正線使用60kg/md 鋼軌鋪設(shè)無縫線路，并按相關(guān)規(guī)定對曲線地段的鋼軌進(jìn)行加強(qiáng)處理。

2.3 道碴選擇

道碴是鐵路工程的重要組成部分，對道碴材質(zhì)的合理選擇，將起到延緩道床變形、強(qiáng)化軌道結(jié)構(gòu)、減少軌道養(yǎng)護(hù)工作量等多重作用。因此，在鐵路軌道鋪設(shè)施工中，應(yīng)優(yōu)先選擇配置1 級道碴，如火山噴出巖、變質(zhì)巖、沉積巖、淺成巖等種類。此外，遵循就地取材原則，盡可量選用工程周邊區(qū)域分布的巖石作為道岔，以此縮減道碴運(yùn)輸距離，控制運(yùn)輸成本。

3 鐵路軌道鋪設(shè)施工技術(shù)的工藝流程及要點(diǎn)

3.1 道床底碴預(yù)鋪

在鐵路道床底碴預(yù)鋪環(huán)境，應(yīng)掌握以下技術(shù)要點(diǎn)：

3.1.1 底碴試驗(yàn)。為保障所使用底碴性能質(zhì)量滿足技術(shù)要求，在入場環(huán)節(jié)，工作人員應(yīng)對底碴的規(guī)格質(zhì)量進(jìn)行檢查，核查生產(chǎn)許可證等相關(guān)資料文件，并隨機(jī)抽取少量材料送至實(shí)驗(yàn)室檢測，主要檢測項(xiàng)目包括洛杉磯磨損耗試驗(yàn)、粒徑級配試驗(yàn)、液限及塑形指數(shù)試驗(yàn)等，在確定材料性能達(dá)標(biāo)后，再將底碴投入使用[2]。

3.1.2 道碴設(shè)置。為充分發(fā)揮道床分散上部列車負(fù)荷的功能，保證鐵路列車行駛安全，應(yīng)在路基基礎(chǔ)層以及道床道碴層間隔區(qū)域內(nèi)設(shè)置道碴，所設(shè)置道碴將起到防凍保溫、阻擋路基顆粒與中底碴滲透的作用，在較長一段時間維持軌道基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定狀態(tài)。

3.1.3 分層攤鋪。為強(qiáng)化道床底碴攤鋪厚度的控制力度，應(yīng)采取分層攤鋪工藝，將道床底碴分為若干層，各層攤鋪厚度保持一致，并在上一道碴層攤鋪結(jié)束后檢查道碴虛鋪厚度，確定道碴虛鋪厚度達(dá)標(biāo)、鋪設(shè)均勻后，開展道碴碾壓作業(yè)，將碴面平整度控制在10mm 以內(nèi)，確保道床底碴壓實(shí)度達(dá)標(biāo)；然后，開展下一層道床底碴攤鋪與碾壓整平作業(yè)，直至道碴層達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)高。

3.1.4 拉槽施工。在道床底碴中心部位開展拉槽施工，將槽寬控制在60cm 內(nèi)，于中線左側(cè)1.25m 處設(shè)置白灰線作為參照物，以此控制軌道鋪設(shè)方向。

3.2 鋪碴整道

在鋪碴整道環(huán)節(jié)，技術(shù)人員應(yīng)根據(jù)工程路基路面的成型時間確定施工順序。例如，針對成型時間較早的路基路面，需要提前組織底碴預(yù)鋪?zhàn)鳂I(yè)；而針對成型時間較晚的路基路面，將底碴堆置在工程現(xiàn)場指定區(qū)域即可，待鐵路路基具備鋪設(shè)條件后，再行開展底碴預(yù)鋪施工。同時，在鐵路軌道鋪設(shè)完畢后，及時找平新鋪設(shè)路線，撥正荒道，做好整道工作[3]。

3.3 架梁施工

在架梁施工環(huán)節(jié)，提前開展現(xiàn)場實(shí)地考察工作，全面掌握地形地貌、環(huán)境特征、填土質(zhì)量等情況，并在其基礎(chǔ)上科學(xué)制定架梁施工方案，如明確梁片質(zhì)量與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、確定施工順序等。

3.4 鋪設(shè)鋼軌

可以將鋼軌鋪設(shè)工序分為鋼軌托卸、鋪設(shè)枕軌、調(diào)整軌間縫隙、安裝扣件、安裝道岔板步驟，各項(xiàng)步驟的施工內(nèi)容與操作要點(diǎn)如下。

3.4.1 鋼軌托卸

施工人員使用夾鉗、卷揚(yáng)機(jī)等機(jī)械器具，緩慢將鐵路鋼軌脫出，并對脫出的鋼軌進(jìn)行分軌處理，將鋼軌送至推送設(shè)備內(nèi)，使用推送設(shè)備將鋼軌勻速推進(jìn)至鋪軌機(jī)前方、拖拉架下方等部位；然后，將鋼軌與拖拉架連接，使用拖拉機(jī)勻速將鋼軌向前拖拉，每隔10m 對拖拉機(jī)行駛方向進(jìn)行測量調(diào)整，并在鋼軌下方設(shè)置一對滾輪，直至將鋼軌尾部拖拉至軌道鋪設(shè)端部，使用液壓裝備將鋼軌收入承軌槽；最后，待鋼軌托卸完畢、準(zhǔn)確落入承軌槽后，沿軌道線回收軌道下方設(shè)置的滾輪，將滾輪在現(xiàn)場指定區(qū)域進(jìn)行安置，留待后用[4]。

3.4.2 鋪設(shè)枕軌

使用龍門吊等設(shè)備，分多次將全部的軌枕吊運(yùn)至接收平臺，并將軌枕單次吊運(yùn)數(shù)量上限設(shè)定為20 根；然后，使用傳送裝置，將軌枕自接收平臺傳送至鋪設(shè)設(shè)備，施工人員控制設(shè)備按特定方向鋪設(shè)軌枕，保持相鄰軌枕等同的間隔距離，定期測量調(diào)整軌枕鋪設(shè)方向、枕距和位置；最后，使用液壓裝置將鋼軌收入承軌道內(nèi)，完成收軌作業(yè)。

此外，在鋼軌鋪設(shè)前，測量人員使用水準(zhǔn)儀等設(shè)備，將施工圖紙作為參照，在工程現(xiàn)場測量定位鐵路軌道的鋪設(shè)位置，為后續(xù)軌道鋪設(shè)作業(yè)的開展提供明確參照，避免出現(xiàn)軌道鋪設(shè)錯位現(xiàn)象；同時，將鋼軌沿中心橫向向外拖拉，以此預(yù)防和減少鋼軌位置偏移問題出現(xiàn)。

3.4.3 調(diào)整軌間縫隙

在鐵路軌道鋪設(shè)施工中，為減小施工噪聲、避免對鐵路沿線環(huán)境造成聲污染，工作人員需要遵循相關(guān)技術(shù)規(guī)范，定期對軌間縫隙進(jìn)行測量調(diào)整。

3.4.4 安裝扣件

為改善鐵路軌道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性，避免鐵路軌道在使用期間出現(xiàn)錯位、下陷等質(zhì)量問題，在軌道鋪設(shè)完畢后，采取人工方式，按相應(yīng)順序安裝扣件，通過扣件來加固鐵路軌道結(jié)構(gòu)；同時，工作人員還應(yīng)對扣件安裝位置、緊固情況進(jìn)行檢查，如檢查螺帽下方所設(shè)置平墊圈和膠墊的完好性、擺正膠墊位置、確保扣件與軌道底部緊密貼合。

3.4.5 安裝岔道板

在安裝岔道板時，為提高安裝精度，應(yīng)使用鋪板門吊等機(jī)械器具，采取機(jī)械方式安裝岔道板，保證岔道板安裝平穩(wěn)性，檢查岔道板安裝質(zhì)量，將安裝誤差值控制在5mm 內(nèi)，并對岔道板安裝方向與4 個角點(diǎn)位置及高程進(jìn)行測量調(diào)整，確定一切無誤后，再固定安裝岔道板。

4 無縫處理

當(dāng)前在多數(shù)鐵路工程中往往采取軌道無縫處理工藝。以圖佳線K304+929 病害橋改造工程為例，其采取換鋪法鋪設(shè)長鋼軌，使用25m長標(biāo)準(zhǔn)軌作為過渡，并對過渡段軌道進(jìn)行人工撥正和大機(jī)整道處理，將鋼軌運(yùn)輸至待換長軌線路道心部位，在相應(yīng)鐵道線路上鋪設(shè)鋼軌，把更換下來的軌道運(yùn)回軌排基地，將其用于軌排拼裝；同時，采取氣壓焊與鋁熱焊接法等焊接工藝，鎖定焊接各單元軌節(jié)、岔道等部位。

5 道岔施工

首先，工作人員需要提前測量標(biāo)記道岔位置，設(shè)置控制樁，并將其為施工參照。在樁位預(yù)鋪底碴，將預(yù)鋪厚度保持在15cm 左右即可，隨后，對底碴開展碾壓整平作業(yè)，將底碴壓實(shí)度保持在1.6g/cm3以上，如果未達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)，則增加底碴碾壓遍數(shù)；其次，在承軌槽內(nèi)散布放置若干數(shù)量的岔枕，保持相鄰岔枕等同間隔距離，測量調(diào)整岔枕安裝位置，在岔枕安裝完畢且安裝質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求后，方可連接鋼軌；再次，按施工方案與相關(guān)技術(shù)規(guī)范，安裝軌枕扣件與鋼軌連接配件，并檢查配件安裝質(zhì)量；最后，使用軌道檢測儀、鋼軌踏面檢測儀等設(shè)備，對道岔施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，確定一切無誤后，結(jié)束鐵路軌道鋪設(shè)施工。

6 結(jié)語

綜上所述，在現(xiàn)代鐵路工程中，軌道鋪設(shè)是一項(xiàng)綜合性較強(qiáng)的施工活動，這對施工技術(shù)水平提出了極高要求。因此，為滿足鐵路工程實(shí)際施工需求，從業(yè)人員應(yīng)深入了解現(xiàn)代化鐵路軌道鋪設(shè)施工技術(shù)的工藝流程與注意事項(xiàng)，明確各工序環(huán)節(jié)的技術(shù)關(guān)鍵點(diǎn)，進(jìn)而保證鐵路軌道鋪設(shè)質(zhì)量達(dá)標(biāo)，為鐵路工程整體施工質(zhì)量奠定良好的基礎(chǔ)。