鐵路工程有砟軌道的鋪軌施工技術研究

摘要：論述道砟攤鋪施工準備、道砟攤鋪施工作業、布枕作業、鋪設鋼軌等方面的鐵路工程有砟軌道鋪軌施工技術，通過某鐵路工程實例，驗證了本文所述有砟軌道鋪軌施工技術可實現鐵路軌道的高平順性與高穩定性要求，同時驗證了該項施工技術的有效性與可行性，為鐵路有砟軌道鋪軌工程施工提供了有益的參考。

關鍵詞：鐵路工程；有砟軌道；鋪軌施工；技術研究

0 引言

我國鐵路工程鋪軌施工技術主要有兩種：無砟鋪軌與有砟鋪軌，其中有砟鋪軌施工技術具有機械化程度高、幾何行為調整簡單等特點，是我國鐵路工程中常用的鋪軌施工技術。然而，隨著我國鐵路向著高速化發展，鐵路運輸越來越重載化，導致有砟軌道表現出很多缺點，如道床穩定性較差、易飛砟等，所以傳統有砟軌道的鋪軌施工技術已經無法滿足我國鐵路工程的需求。

在火車運行速度越來越快的今天，有砟軌道的高平順性與高穩定性是確保鐵路可以達到設計時速的關鍵，因此，在有砟軌道鋪軌施工中，需要把握各工序的質量，采用精細化鋪軌施工技術，以確保有砟軌道正常使用。只有高精度的軌道鋪設質量，才能確保有砟軌道的標準化運行，從而為現代鐵路工程提供良好的借鑒作用。

1 有砟軌道鋪軌關鍵施工技術

1.1 道砟攤鋪施工準備

1.1.1 道砟的存放

為保障鐵路工程有砟軌道鋪軌施工質量，在施工之前必須做好準備工作[1]。要核實道砟存儲條件，在鐵路工程施工現場劃分一塊用于存放道砟的區域。將道砟運輸到施工現場后，要對道砟的材質、顆粒形狀以及清潔度等進行檢驗，確保道砟是顆粒均勻、飽滿的碎石，且未受任何污染，然后在進行道砟卸車作業。將道砟堆放到施工現場的存放區域后，要做好道砟的保護工作，避免道砟受到損壞[2]。

1.1.2 道砟的運輸

要核實道砟的運輸條件，運輸道砟的平板運輸車在裝車前需將其車上清理干凈，不能留有泥土、垃圾等異物。平板運輸車將道砟轉運到鐵路工程施工現場，需要選擇一條便于平板運輸車進出、開闊平坦的道砟運輸路線，因此道砟存放場地的選址和運輸路線的選定應同步進行。運輸道砟的平板運輸車只能在施工便道上行駛，不能在基床上行駛，且行駛速度應保持在20km/h以下，避免道砟運輸過程中發生散落。

1.1.3 技術交底和施工測量

在進行道砟攤鋪施工之前，要在鐵路工程施工現場做好道砟攤鋪技術交底和施工測量工作。根據設計單位提供的資料和施工要求，對基床高程和平整度進行核實，確保鐵路鋪軌線路符合施工要求，且無任何雜物。同時做好線路中線控制樁的精準測量，以此為后續施工提供數據支撐。將中線設置在線路外側，并通過紅油漆對外移點進行標記。在做好全部施工準備工作之后，即可進入道砟攤鋪工序。

1.1.4 準備施工機械設備

準備好道砟攤鋪施工所需的裝載機、平地機、壓路機等機械設備，并對操作人員進行安全技術交底。

1.2 道砟攤鋪施工作業

1.2.1 使用裝載機散布道砟

為保障道砟攤鋪質量，需要分層進行道砟攤鋪[3]。根據道砟設計高程，進行道砟底層攤鋪。使用裝載機將道砟大致均勻散布，其步驟如下：首先操縱裝載機從道砟堆的中心位置處鏟運道砟，將道砟向前推進，此時道砟會逐漸遍布在鐵路的線路基床上；隨后將裝載機的鏟斗平放，用其鏟斗將道砟進行初步刮平，此過程需要防止泥土與粉塵等異物進入道砟。

1.2.2 使用平地機刮平道砟

在使用裝載機將線路基礎上的道砟初步均勻散布后，使用平地機進行道砟刮平作業。操縱平地機從鐵路線路中心向兩側刮平道砟，一般情況下，參考鐵路工程道砟高程控制線，將道砟刮平至設計砟面以上的30mm處。由于在道砟刮平的過程中會發生道砟外溢現象，所以需要在線路兩側拉線，以便道砟刮平后將溢出的道砟清理干凈。每一次道砟刮平過程，均需將道砟的橫向接頭重疊寬度控制在0.5m左右，順向接頭重疊寬度控制在1m左右。

1.2.3 使用壓路機壓實道砟

完成道砟的散布和刮平作業后，使用壓路機對刮平后的道砟進行碾壓作業。根據鐵路工程施工要求，將壓路機的壓力設置為≥180kPa，速度設置為3.5km/h，操縱壓路機從線路兩側向中間縱向進退的方式對道砟進行碾壓。為保障后續鋪軌質量，需要確保道砟壓實均勻，不能存在任何死角，一般道砟壓實密度為1.6t/m3。

道砟底層攤鋪結束后，按照上述步驟繼續進行道砟上層攤鋪，直至道砟的設計高程。

1.3 布枕作業

1.3.1 布枕要求

在道砟攤鋪到設計高程后，開展布置軌枕的作業。在道砟上布枕如圖1所示。

在道砟上進行的布枕作業，是確保后續鋼軌順利且成功鋪設的關鍵。在布枕作業過程中，需要保證軌枕與枕前道砟面的平整度，并隨時監測軌枕的擺放狀態和軌枕間距，以標準間距將軌枕精準布置在道砟上，每兩個軌枕之間的間距保持一致。在有砟軌道鋪軌施工過程中，道砟攤鋪與軌枕擺放需要同步進行，這樣可以保證回填道砟可以堆積在左右兩線軌枕之間。

1.3.2 質量檢查

做好道砟和軌枕的質量檢查工作[4]，主要檢查內容：一是道砟的平整度與密實度符合技術要求，二是軌枕的平整度和枕間距的均勻性符合技術要求。軌枕需要以正位狀態擺放在道砟之上，且與軌道中心線呈垂直狀態。只有做好每個工序的質量檢查，才能保障整體鋪軌質量。

1.4 鋪設鋼軌

1.4.1 設置龍門架

在道砟攤鋪和軌枕布置完成后，采用有砟長軌機械鋪設法進行鋼軌鋪軌作業。將鋼軌運輸至需要進行鋪軌的指定位置，并在該位置設置龍門架作為鋼軌吊裝設備。該龍門架制作材料為型鋼，其工作寬度為鐵路線路的寬度，其吊裝高度根據鐵路工程實際要求確定。吊裝鋼軌的龍門架如圖2所示。

圖2所示龍門架的具體設置位置為正線主機后方，使用該龍門架即可實現鋼軌的遷移作業。在待鋪設的鋼軌上設置鎖具，通過鋼絲繩將鎖具掛在龍門架的吊環上，吊裝至安裝位置。

1.4.2 預留軌縫

由于鋼軌具有熱脹冷縮效應，所以在放置鋼軌時需要預留軌縫。鋼軌預留軌縫計算公式如下：

D=η×L×?T （1）

式（1）中：D表示預留軌縫的長度，η表示鋼軌的溫差，L表示單根鋼軌的長度，?T表示鋼軌的熱脹冷縮系數。

按照式（1）所求數據，通過龍門架將鋼軌吊裝至道砟上方的承軌槽之中，進行鋼軌的鋪設。

1.4.3 鋼軌鋪設方法

鋪設鋼軌時，先使用撬棍將鋼軌架起，將鎖具取下，然后以“五打一”的方式進行鋼軌鋪設。該鋪設方式就是在鐵路待鋪軌的線路上，每隔5段鋼軌緊固1個扣件。以這種方式將全部鋼軌鋪設到軌枕上后，安裝扣件和軌距擋塊。

再在鋼軌的左右兩側補裝扣件，補裝扣件時避免鋼軌出現歪斜等狀況。檢查軌距的同時安裝擋塊，禁止敲擊軌距擋塊。為保證軌距擋塊的安裝效果，可在枕軌孔中涂抹潤滑脂。

當全部路段的有砟軌道鋼軌鋪設完畢后，通過焊接的方式將其固定在枕軌上。可采用單軌焊接與無縫鎖定焊接相結合的方式，也就是先使用單元焊將各段軌道焊接在一起，形成單元軌節，然后再根據鐵路工程的實際情況以及施工要求，對單元軌節進行應力放散與鎖定作業，促使軌道焊接鎖定。

按照施工要求，采用人工方式對軌道扣件緊固、接頭錯牙、線路鵝頭等狀況進行處理，確保處理后的有砟軌道鋼軌曲線圓順、無鵝頭、硬彎等。鋼軌鋪設結束后，還需進行補砟作業。補砟作業分兩次進行，第一次補砟結束后需要及時將其搗固，再進行第二次補砟，以促使軌道達到初步穩定的狀態。補砟結束后本次有砟軌道鋪軌施工全部完成，最后對軌道精度進行檢查即可。

2 實例分析

2.1 工程概況

某鐵路工程位于我國東部沿海地區，途徑13個城市，其中Ⅰ標段經由5個車站，線路全長121.58km，由于途徑城市位置的特殊性，需要設置有砟軌道，擬鋪設有砟道岔45組，攤鋪一級道砟30萬m3。該鐵路軌道的道床厚度為400mm，道床邊坡1：15。

軌道采用無孔長鋼軌，其中半徑在1000m以下的曲線段使用淬火鋼軌，軌道下設置橡膠墊板。根據該軌道的需要，軌枕采用無擋肩的混凝土軌枕。按照本文所述施工技術，設置一個經濟實用型的鋪軌基地，在滿足施工設備作業條件的基礎上，進行該標段有砟軌道的鋪軌施工。

2.2 結果分析

為滿足列車設計時速的需求，對有砟軌道幾何形位的要求比較嚴格。為確保軌道的高平順性與穩定性，同時驗證本文所述施工技術的有效性，測量該鐵路工程建成的有砟軌道的精度。采用CPⅢ控制網的測量方法，并使用Trimble S6型全站儀、水準儀、規矩尺等器具。

首先在有砟軌道上布設CPⅢ控制點，并在相鄰兩對CPⅢ控制點的中間設置測站；然后通過往返測量法對有砟軌道的鋪設精度進行觀測。有砟軌道鋪設精度往返測量示意如圖3所示。

在有砟軌道鋪設精度往返測量基礎上，針對鋼軌的外形尺寸進行檢測，所得檢測結果如表1所示。

從表1可知，該有砟軌道各測點頂面平直度的現場實測值主要集中在0.1～0.2mm/m之內，最大值為0.186mm/m，最小值為0.062mm/m，滿足理論值要求。由此可以說明，經過本文設計施工技術進行鋪軌施工后的有砟軌道精度較高，本次施工質量較好，證明了本文所述有砟軌道鋪軌施工技術的有效性與可行性。

3 結束語

高質量的有砟軌道鋪軌施工是確保火車行車安全與舒適的關鍵，本文針對鐵路工程有砟軌道鋪軌施工技術進行了深入研究，詳細介紹各鋪軌工序，并依托實例驗證了本文所述施工技術的可行與可靠性，應用該施工技術完成的有砟軌道鋪軌施工，可以保障軌道的高平順性要求。今后將進一步研究和完善無砟軌道鋪軌施工技術，為保障鐵路工程施工質量提供參考。

參考文獻

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