高等級鐵路大型養(yǎng)路機(jī)械線路綜合維修的實踐與思考

貢照華 上海鐵路局南京橋工段

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，運輸市場的競爭越發(fā)激勵，鐵路運輸產(chǎn)品日益豐富、多元化，在既有的路網(wǎng)上歷經(jīng)六次大面積提速，形成了集高密度、重載化、高速化于一體的新型運輸特點，同時，新建成的客運專線也漸成規(guī)模。

這些高等級的鐵路對工務(wù)養(yǎng)修帶來了諸多新的課題，尤其是新建的客專鐵路和容許時速大于120km、運行動車組列車、速差較大的客貨混運既有線，列車對線路的破壞有所加快，但對線路的平順性、可靠性、安全性要求卻顯著提高。

再者，勞力市場價格的增長速度迅速，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出原材料和設(shè)備價格的增長，用工成本明顯增加，但因為人員素質(zhì)的局限，手工作業(yè)效率低下，精度難以滿足當(dāng)前的安全、質(zhì)量可靠性要求，急需高效、高精度各種機(jī)械化發(fā)揮主力作用。由此，必須采取更加科學(xué)、高效、安全、可靠的手段和方法進(jìn)行線路養(yǎng)修，以更加匹配的資源投入應(yīng)對快速發(fā)展的運輸市場需求。

從生產(chǎn)實踐情況可知，道床、道岔、鋼軌的修理是高等級有碴線路設(shè)備修理的主要工作，占據(jù)大部分的工作和資源，本文就與以上三種設(shè)備修理緊密相關(guān)的線路綜合維修的實踐情況進(jìn)行重點的分析，以期得到更好的道床線路設(shè)備修理效果。

一般講，線路綜合維修可采用大型養(yǎng)路機(jī)械和人工兩種方式進(jìn)行。由于人工方式局限于恢復(fù)線路幾何平順的精度和效率等因素，現(xiàn)在一般僅在普速和次要的線路進(jìn)行，高等級鐵路必須積極大力推行采用大型養(yǎng)路機(jī)械的方式。但近年來在大量的采用大型養(yǎng)路機(jī)械進(jìn)行線路綜合維修的實踐中，因為種種原因，修理精度、效果并不十分理想，特別是修理單位和各設(shè)備管理單位之間的結(jié)合部，因為各自承擔(dān)的不同主體責(zé)任，在線路綜合維修過程中僅關(guān)注自身的設(shè)備和作業(yè)項目，缺乏協(xié)同工作，忽視了設(shè)備結(jié)合部的聯(lián)合整治，給線路維修工作造成了諸多不利影響，必須及早進(jìn)行糾正，采取系統(tǒng)、協(xié)同、科學(xué)的理念和方法，充分發(fā)揮好大型養(yǎng)路機(jī)械的優(yōu)越性，改善線路綜合維修的效果。

1 線路綜合維修的基本要求分析

《鐵路線路修理規(guī)則》闡述了線路綜合維修的基本要求，概括起來主要包括改善線路幾何狀態(tài)，改善線路結(jié)構(gòu)狀態(tài)，保持結(jié)構(gòu)健康，改善線路線形條件，改善軌道彈性、疏通排水設(shè)施等等。

1.1 線路幾何狀態(tài)分析

隨著列車通過總重的遞增，線路軌面高程逐步下降，但因為下部路基、橋隧等構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)的差異，其下沉量是不同的，碎石道床的壓密變形也具有一定的離散性，上部零部件的磨損、失效也會因受力的不同、部件結(jié)構(gòu)、材料材質(zhì)的差異有所不同，所以，軌道幾何狀態(tài)呈逐步惡化的趨勢。

線路幾何不平順包括長波長、普通波長及短波長三類，不同的列車和不同的列車運行速度對不同波長的幾何不平順激勵、響應(yīng)都有較大的差異，但一般的規(guī)律是，列車運行的振動會產(chǎn)生特定波長（一般為共振頻率、運行速度相對應(yīng)的折算長度）的幾何不平順；列車運行中對特定波長的幾何不平順響應(yīng)最為激烈；隨著速度的提高，列車對短波不平順的響應(yīng)明顯增強(qiáng)，對長波不平順的響應(yīng)有所增強(qiáng)。

1.2 線路結(jié)構(gòu)狀態(tài)分析

線路結(jié)構(gòu)包括軌道、路基、道口結(jié)構(gòu)等三個主要部分，這里重點分析軌道結(jié)構(gòu)。良好的幾何狀態(tài)的實現(xiàn)必須建立在健康、可靠的軌道結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，從而才能保持列車在鐵路運輸過程中安全、平穩(wěn)和不間斷狀態(tài)。

鋼軌是軌道最為重要的部件，直接承受荷載，并向軌枕、扣件等系統(tǒng)進(jìn)行傳遞。高等級鐵路對鋼軌的技術(shù)狀態(tài)要求較高，首先應(yīng)長鋼軌無縫化，其次對鋼軌踏面、焊縫的平直度要求嚴(yán)格，最高時速200km及以上的不大于0.2mm/m，對鋼軌縱向平直度要求也較高，同時應(yīng)及時消除鋼軌硬彎，對病害鋼軌必須進(jìn)行及時的修理或更換。

扣件系統(tǒng)是保持軌道結(jié)構(gòu)健康的關(guān)鍵部件，可以有效緩和列車沖擊，均勻軌道整體受力，其膠墊的彈性、耐久性、扣件的彈程、扣壓力、緊固狀態(tài)、銹蝕、腐蝕狀態(tài)、完好率都直接影響線路的整體技術(shù)狀態(tài)。最高時速200km及以上的客貨混運線路對于扣件的要求尤其苛刻，應(yīng)當(dāng)適度超前裝備或縮短修理周期。

Ⅲ型軌枕的推廣運用大大提高了軌枕及軌道整體的技術(shù)狀態(tài)，對當(dāng)前的各種運輸條件有較高的適應(yīng)能力，但應(yīng)當(dāng)可靠保持正確的間隔尺寸和垂直布置，確保線路受力的均衡。

道床是線路設(shè)備中最為松散的結(jié)構(gòu)，受道碴材質(zhì)、級配、供應(yīng)補給、貨列車漏臟污以及清篩、更換效率低、周期長等諸多因素的影響，其技術(shù)狀態(tài)極大地影響了線路的整體狀況，是目前高等級線路修理中的難點和重點。

道岔、曲線等設(shè)備、部件也是軌道的重要組成部分，而且是高等級線路養(yǎng)修的重點，因為其結(jié)構(gòu)的特殊性，有較多特有的修理方式、方法、周期等。

1.3 線路線形分析

高等級鐵路對線路的平、縱斷面要求明顯提高。線路的平、縱斷面不良會導(dǎo)致列車運行中產(chǎn)生附加慣性力、同頻共振以及振動疊加等諸多不利，嚴(yán)重惡化列車運行品質(zhì)，特別是對速度較高的列車運行尤其不利。

平面上，曲線的技術(shù)狀態(tài)要求已不僅是簡單的正矢偏差（包括計劃與現(xiàn)場差、圓曲線連續(xù)差、最大最小差、緩和曲線差之差等），對曲線頭尾位置、緩圓、圓緩點位置及曲線前后直線線形要求非常嚴(yán)格，以此控制曲線自身、曲線與曲線、曲線與道岔等之間的關(guān)系，并由此還引入了曲線單元管理的要求。

縱斷面上，對坡長、變坡點豎曲線的要求都有了一定提高，應(yīng)盡量避免采用短坡，如最高時速250km的線路在任何時候都應(yīng)杜絕70m及以下坡長的情況，盡量恢復(fù)設(shè)計坡長，困難時也應(yīng)盡量延長坡長；應(yīng)盡量采用豎曲線過渡變坡點，有條件時不要拘泥于《修規(guī)》規(guī)定的設(shè)置豎曲線變坡代數(shù)差條件和豎曲線半徑條件，而普遍采用較大半徑（一般不小于15000m）的豎曲線進(jìn)行所有變坡點過渡。

同時，平、縱斷面二者不利條件的疊加也應(yīng)嚴(yán)格控制，宜采用更加有利的條件，應(yīng)避免緩和曲線、道岔單元、較短的夾直線段等與變坡點的重疊，圓曲線與變坡點重疊時也應(yīng)優(yōu)先采用盡量大的豎曲線半徑，避免列車振動的疊加，惡化列車運行品質(zhì)。

1.4 軌道彈性（剛度）分析

軌道彈性（剛度）是列車-線路系統(tǒng)中十分重要的因素，能有效匹配車線關(guān)系，緩和列車高速運行產(chǎn)生的沖擊動力，主要來自三個方面：一是基底和路基結(jié)構(gòu)；二是道床結(jié)構(gòu)；三是鋼軌、軌枕和扣件結(jié)構(gòu)。

基底和路基結(jié)構(gòu)是一定的，一旦建成難以實施優(yōu)化改造，鋼軌(60 kg/m)和軌枕(Ⅲ型，1666根/km)是實踐證明了的比較適應(yīng)當(dāng)前運輸條件的優(yōu)秀結(jié)構(gòu)，也是軌道發(fā)展的趨勢，優(yōu)化改造的空間已經(jīng)比較有限。這樣，軌道彈性的保持就落在了尚有較大修理、改造空間的道床、扣件上。道床的級配、潔度、道床厚度、密實度等參數(shù)決定了其性能，需要在大中修、維修修程中進(jìn)行狀態(tài)的周期性改善、恢復(fù)?？奂到y(tǒng)的技術(shù)含量較高，對其結(jié)構(gòu)、材料材質(zhì)要求非?？量?，目前廣泛使用的彈條Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ基本能滿足一個大修周期的要求，但膠墊耐久性顯著不足，軌距擋板、預(yù)埋件耐腐蝕性、埋設(shè)精度上仍存在較多問題，影響了線路彈性的長效持續(xù)保持。

2 基本流程及其實施

線路大機(jī)綜合維修的基本流程包括施工前線路狀態(tài)評估與大機(jī)計劃申請、工作量調(diào)查、測量拉坡設(shè)計與起道量確定和標(biāo)注、現(xiàn)場激光點設(shè)置、設(shè)備修理單位及各設(shè)備管理單位合作修理協(xié)調(diào)及協(xié)議簽訂、施工天窗的申請、施工組織設(shè)計、施工前各項準(zhǔn)備工作、施工中配合及安全、質(zhì)量監(jiān)控、施工后線路狀態(tài)再評估及細(xì)整與質(zhì)量成果鞏固等等。

以下就關(guān)鍵流程的實踐與體會進(jìn)行闡述。

2.1 施工前線路狀態(tài)評估與大機(jī)計劃申請工作

施工前線路狀態(tài)評估是年度或階段性根據(jù)線路動、靜態(tài)檢查成果進(jìn)行分析，結(jié)合通過總重、修程實施情況綜合進(jìn)行的。由路局根據(jù)各線線路條件、運輸條件制定次年大機(jī)維修計劃，對于京滬線等主要繁忙干線一般安排在“集中修”期間進(jìn)行實施，這類評估是在積累了豐富的數(shù)據(jù)，進(jìn)行大量實踐論證形成的，即“宏觀上周期控制”的方法。

階段性評估是根據(jù)日常大量的動檢車、軌檢車、添乘儀、車載式軌道檢查儀等動態(tài)資料和軌檢儀、手工靜態(tài)檢查資料，進(jìn)行均值、峰值、幾何、振動、靜態(tài)、動態(tài)等多維分析的過程，對于成段的不良地段難以通過小機(jī)群、手工作業(yè)養(yǎng)修恢復(fù)線路良好狀態(tài)，由此形成局部地段的大機(jī)作業(yè)計劃，一般事先一個季度向路局提報，在維修天窗中進(jìn)行實施，這就是"微觀上狀態(tài)控制"的方法。提前提報計劃將利于路局對大機(jī)和天窗資源的統(tǒng)籌協(xié)調(diào)安排。

2.2 工作量調(diào)查

大機(jī)維修前，應(yīng)根據(jù)線路綜合維修的要求進(jìn)行詳盡的現(xiàn)場調(diào)查，對決定線路質(zhì)量的軌道幾何、結(jié)構(gòu)、彈性、線路線形、曲線超高等諸方面以及保證大機(jī)安全、連續(xù)作業(yè)的外部環(huán)境進(jìn)行細(xì)致分類調(diào)查，這項工作對制定科學(xué)、合理的具體施工計劃，對與電務(wù)、運輸、供電、車輛等設(shè)備管理單位和修理單位不同專業(yè)進(jìn)行良好地協(xié)同工作，對切實提高施工安全、修理質(zhì)量有不可或缺的作用。

2.3 測量拉坡設(shè)計與平面控制點的確定

測量拉坡設(shè)計可以有效保持和改善線路縱斷面狀態(tài)，同時還可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場日常養(yǎng)護(hù)維修中存在的問題，特別是對不同車間、工區(qū)線路高點和線橋（涵、隧等）結(jié)合部變化的掌握，也是線路狀態(tài)評估的又一補充。

測量拉坡不能局限于一次大機(jī)作業(yè)任務(wù)的完成，應(yīng)當(dāng)通過測量掌握既有線縱斷面惡化的規(guī)律，找出養(yǎng)修作業(yè)方式、方法、手段、設(shè)備結(jié)合部屬性等各種影響工因作素，特別要注意總結(jié)對高點控制的良好做法，指導(dǎo)科學(xué)養(yǎng)路；并且，還要根據(jù)既有縱斷面情況和現(xiàn)場情況，擬合線路縱斷面最理想技術(shù)方案、近期實施最優(yōu)方案和最近實施最合理方案，并取得不同的起道量（時速200km以上的線路要求并行線路同高，應(yīng)當(dāng)合理設(shè)置起道量），在方案中詳盡確定各種方案實施所需要的大機(jī)配置、大機(jī)作業(yè)遍次、道床補充方案、接觸網(wǎng)調(diào)整方案（限高點控制、線間距控制也應(yīng)明示）等等，以通過大機(jī)作業(yè)逐步提高線路縱斷面品質(zhì)。

平面控制點一般選擇在已經(jīng)實施精確定位的處所，沒有實施精確定位的一般事先選擇在道岔單元前后、曲線單元前后、曲線起點、緩圓或圓緩點、明橋橋頭等等控制點處，直線實施激光撥道的控制點應(yīng)選擇大方向良好的處所，且點間距離要在300m及以上。

2.4 施工前現(xiàn)場準(zhǔn)備工作

施工前的現(xiàn)場準(zhǔn)備工作項目繁多，但卻是保證大機(jī)綜合維修正常作業(yè)和安全、質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，具有源頭地位的作用，其主要是恢復(fù)線路健康的結(jié)構(gòu)狀態(tài)和大機(jī)無法實施的軌距精調(diào)兩大項工作，包括鋼軌病害修理、軌下墊片的拆除與搗實、更換失效和不良扣件、扣件整正與涂油、更換實效枕與軌枕方正、道床補充與預(yù)拉、道床邊坡及翻漿處清篩、軌距的精調(diào)、起撥道量、控制點的現(xiàn)場標(biāo)注、路肩外高內(nèi)低的處理、水溝的清理、影響大機(jī)連續(xù)作業(yè)的障礙物排除方案確定等等。

2.5 施工中配合及安全、質(zhì)量監(jiān)控

施工過程中重點是對制定方案的落實和大機(jī)作業(yè)安全、質(zhì)量的監(jiān)控。

安全方面包括大機(jī)作業(yè)本線、臨線的勞動、行車安全防護(hù)與卡控，自輪運轉(zhuǎn)設(shè)備的自身安全，開通前的線路狀態(tài)、電務(wù)、供電、車輛等專業(yè)設(shè)備狀態(tài)的確認(rèn)、應(yīng)急預(yù)案準(zhǔn)備等。

質(zhì)量方面主要包括大機(jī)性能檢驗（重點是外部可察的搗鎬、油缸、夾輪、夯拍器、激光器等），大機(jī)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化（事先的資料核對、搗固速度、穩(wěn)定速度、連續(xù)搗固、穩(wěn)定、配碴質(zhì)量、夯拍器、激光的使用、起道量的及時調(diào)整、撥道方法等等）、搗固、穩(wěn)定作業(yè)后的幾何尺寸、曲線正矢檢查、順撬及兩臺大機(jī)作業(yè)結(jié)合部的處理質(zhì)量監(jiān)控、線橋（涵、隧等）結(jié)合部等不良處所的強(qiáng)化搗固、搗固后鎬窩處的及時回填道碴恢復(fù)道床結(jié)構(gòu)狀態(tài)等等。

安全、質(zhì)量的監(jiān)控過程中要保持信息的暢通、及時，否則會導(dǎo)致嚴(yán)重的后果與損失。

2.6 施工后線路細(xì)整與質(zhì)量成果鞏固及線路狀態(tài)再評估

大機(jī)作業(yè)后，線路從一個原來相對平衡的狀態(tài)過渡到了新的平衡狀態(tài)，為了可靠提升線路質(zhì)量，要積極采取措施縮短過渡期，內(nèi)容包括局部扣件膠墊的重新整正、扣件復(fù)緊、道床輪廓的全面恢復(fù)、對結(jié)合部、順撬處、搗固不良的殘余處所及時進(jìn)行密實性搗固與人工細(xì)整、作業(yè)后次日對作業(yè)地段進(jìn)行動態(tài)添乘，并在近一個月內(nèi)再次利用最新的動檢等各類動態(tài)檢查資料進(jìn)行線路狀態(tài)對比評估，積累數(shù)據(jù)，以實現(xiàn)對線路大機(jī)綜合維修質(zhì)量的有效鞏固和綜合評估。

3 結(jié)束語

線路大機(jī)綜合維修是高等級鐵路線路養(yǎng)修的發(fā)展趨勢和不可或缺的主要方式，也是一項系統(tǒng)工程，既要準(zhǔn)確掌握設(shè)備狀態(tài)和發(fā)展態(tài)勢，優(yōu)化設(shè)置修程修制，又要合理配置大機(jī)、天窗、材料等各種資源；既要按照線路設(shè)備內(nèi)在變化規(guī)律實施專業(yè)修理，又要兼顧大機(jī)性能、作業(yè)特點、橋涵隧、電務(wù)、供電等專業(yè)接合部的特點；既要最大限度發(fā)揮大機(jī)作業(yè)性能，又要強(qiáng)化培訓(xùn)實踐，提高人工配合作業(yè)的質(zhì)量，保證精度匹配；既要樹立適應(yīng)的科學(xué)養(yǎng)路理念，又要加快推廣采納先進(jìn)的手段、標(biāo)準(zhǔn)。

隨著鐵路的迅猛發(fā)展，運輸環(huán)境不斷發(fā)展變革，工務(wù)線路等固定設(shè)施的養(yǎng)修管理也必須加快發(fā)展，如積極采納和研發(fā)先進(jìn)技術(shù)、工藝、機(jī)械、材料等。