普速鐵路提速干線路基大修施工方法及控制措施

蔣 兵 上海鐵路局上海工務段

普速鐵路提速干線路基大修施工方法及控制措施

蔣 兵 上海鐵路局上海工務段

結(jié)合滬昆線下行K88.990～K89.040路基大修施工，重點介紹普速鐵路提速干線路基大修施工方法，并分析了小型挖掘機作業(yè)安全控制、風動卸砟車安全控制、技術標準控制等施工控制關鍵項。

路基大修；施工；關鍵項

普速鐵路提速干線在長期運營過程中，不可避免地會出現(xiàn)道床翻漿冒泥病害，這些病害一部分是由道床本身臟污、排水不良造成，還有一部分是由于道床擠壓破壞基床形成砟囊后產(chǎn)生基床冒漿。處理道床冒漿的一般方法是人工或大型機械清挖道床換填清砟，但不適用于處理基床冒漿，要相對徹底、長效地處理基床冒漿，必須進行路基大修。在普速鐵路提速干線上實施路基大修施工，開挖道床及基床面積大、深度深、清砟補充量大、人工集中作業(yè)困難，受施工場地、運輸條件等限制，施工難度大，需要精心組織才能確保施工順利并達到病害得到相對徹底處理的目標。本文以滬昆線下行K88.990～K89.040路基大修施工為例,介紹普速鐵路提速干線上實施路基大修施工方法及施工關鍵項控制。

1概述

滬昆線下行K88.990～K89.040道床連續(xù)翻漿冒泥，漿液冒出軌枕面，經(jīng)人工清篩道床后保持時間不長，特別是雨后翻漿冒泥很快重新出現(xiàn)，冒漿范圍內(nèi)線路軌道幾何尺寸變化較快，工區(qū)養(yǎng)護困難，極大地影響了線路動靜態(tài)質(zhì)量。經(jīng)人工開挖道床及基床調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原基床面以下已形成450mm～550mm深的砟囊,為典型的路基基床病害,需進行路基大修處理?？紤]開挖工作量對施工難度的影響，采取挖除部分砟囊，由開挖面向上依次墊300mm厚黃砂、一層土工布、300 mm厚清砟（平均厚度）的處理方案，總開挖深度軌枕底向下平均600mm左右，開挖面按復線區(qū)段規(guī)定由兩線間向路肩側(cè)設4%排水坡。

施工地段線路允許速度170km/h，Ⅱ型砼枕及Ⅱ型彈條結(jié)構，位于直線地段，最小線間距5.080m，無縫線路鎖定軌溫為33℃。

2 施工方法及流程

施工采取抽方軌枕留出機械作業(yè)空間、小型挖掘機開挖道床、人工回填黃砂及砟袋、軌道車牽引風動卸砟車補充道砟、人工起整及巡養(yǎng)、大型養(yǎng)路機械復搗的方法按每天30m左右分段進行。

2.1 施工條件

利用V型施工天窗，封鎖前無慢行，每次封鎖時間計200min，首日施工開通后4h內(nèi)限速45km/h(其中開通后第1列限速35km/h)，之后限60km/h至次日封鎖前，慢行長度同施工長度，路基大修結(jié)束后，限速60km/h、80km/h、120 km/h各24h經(jīng)大機搗固后恢復常速。

重型軌道車進入封鎖線路配合施工，重型軌道車附掛風動道砟車。施工封鎖時，相應供電(上下行)單元停電，施工區(qū)段鄰線限速160km/h，供電、維管、電務、通信部門配合施工。

2.2 施工流程

2.2.1 施工準備工作

（1）無縫線路應力放散

本次施工安排8月份高溫時期進行，為確保線路防脹安全，施工前對施工地段進行無縫線路應力放散，放散長度不少于500m，放散后鎖定軌溫45℃。

（2）設置施工控制點

①設置高程位置控制點

在施工地段兩側(cè)適當位置設置高程觀測臨時基準點，在施工地段及兩側(cè)各50m范圍鋼軌頂面每5m設置一處水準觀測點，精確測量施工前鋼軌頂面高程并詳細記錄，用于控制施工當天起道時的軌面標高。

②設置平面位置控制點

在施工范圍每5m一處設置平面位置控制點，即每5m處量出既有線間距，并用油漆標注于鄰線鋼軌上，用于控制當天施工地段的線路方向。

③標注軌枕間距點

按標準軌枕間距將施工范圍內(nèi)軌枕位置標注于鋼軌軌腰上，用于控制抽方軌枕后的軌枕位置控制。

（3）材料、機具準備

①預卸黃砂

按設計數(shù)量（90t）將黃砂裝袋并提前卸到工地堆碼，砂袋卸在施工范圍以外以避免影響挖機作業(yè)，并確保砂袋堆碼不侵限。

②準備道砟

道砟準備工作包括兩部分，一是根據(jù)計算的所需數(shù)量安排數(shù)輛風動卸砟車重車在施工前1～2日到達施工區(qū)段附近車站停放，用于施工當天卸車補充道床；二是每次施工前利用施工本線邊坡道砟裝袋（每次約需450袋），用于施工時軌道車牽引風動卸砟車進入施工地段墊在每根軌枕枕底處，確保線路具備車輛行進條件。

③準備木枕

準備2.5m木枕8根集中堆碼，用于挖機轉(zhuǎn)移時鋪設便道。

2.2.2 施工實施步驟

（1）施工封鎖點下達后，軌道車從停放站將風動卸砟車及裝運小型挖掘機的路用平板車推送到施工地段前10m處，待供電配合人員停電接地完畢后，將小型挖掘機自路用平板車轉(zhuǎn)移到軌道上，再轉(zhuǎn)移到預定的施工開挖起點。

（2）施工封鎖點下達后，在當天計劃開挖范圍（30m）的中間拆除連續(xù)12根軌枕扣件，利用起道機起高鋼軌，扒掉路基側(cè)道砟，人工抽出12根軌枕，分別抬運至當天施工范圍兩端。

（3）在施工地段的兩線間拉好警戒繩并固定好，在接觸網(wǎng)立柱周邊1m范圍內(nèi)設置警戒繩，防止挖機移動及挖斗轉(zhuǎn)向時碰撞立柱或侵入鄰線。

（4）軌枕抽完后兩臺挖掘機在線路上從抽枕處空檔開始分別由中間向兩端倒退進行開挖作業(yè)，表層清潔可用道砟收集放在兩邊，挖出的棄砟、棄土直接拋至路基外側(cè)。施工時先開挖兩線間，并在開挖后用砟袋填充防止上行線道床坍塌，再開挖路基側(cè)。

（5）開挖達到設計深度后，將基底找平并預留4%橫向排水坡，人工回填300 mm厚中粗砂并扒平后鋪設土工布，每卷布接縫處搭頭400mm。砟袋垂直墊在鋼軌下的軌枕底，墊3層基本與既有軌面持平。

（6）一個開挖面作業(yè)結(jié)束后，分別松開下一個開挖面的軌枕扣件至彈條無扣壓力，挖掘機配合將軌枕平移至已開挖好的空檔處對好軌枕位置標記并緊好扣件。挖機繼續(xù)開挖和人工回填黃砂、鋪土工布和墊砟袋，以此類推直至當日開挖終點。

（7）當日施工范圍兩端完成開挖、墊砂、鋪設土工布后穿入之前抽出的軌枕并擰緊扣件，檢查施工地段線路，開挖處和未開挖處高低順坡用木板墊好使水平、高低及三角坑不超過11mm，并粗整至滿足放行軌道車開行條件。

（8）施工軌道車掛風動卸砟車2輛推送至開挖范圍以不大于5km/h的速度進行卸砟，做好卸砟量控制，防止石砟堆積過高影響車輛走行，卸砟完成后返回停放站。

（9）在風動卸砟車卸砟后，由人工配合挖掘機將原路肩上堆放的石砟及新卸下的石砟向鋼軌底、道心處上砟，確保有線路有足夠的石砟搗固、粗起道。同時用小耙子將鋼軌附近的石砟扒出，以露出軌腰為準，便于起道搗固。

（10）利用已布置的水準觀測點控制起道高度，使用小型液壓起道機起道搗固（比原標高高出20mm的預留沉降量），用內(nèi)燃搗固機進行全面搗固；利用已布置的平面位置控制點檢查、調(diào)整線路平面位置，直至滿足開通條件。

（11）挖掘機轉(zhuǎn)入線下作業(yè)（主要是拆硬化路肩及棄土處理），封鎖作業(yè)結(jié)束停放在路肩妥當位置直至全部施工結(jié)束后撤離線路。

（12）全面檢查線路狀態(tài)，配合單位檢查各自設備，確保滿足開通條件。2.2.3施工后續(xù)工作

（1）做好線路巡養(yǎng)，在開通后4h內(nèi)（45km/h時段）每過一趟車檢查一次，此后視線路幾何尺寸變化速率逐步降低檢查頻次對，對Ⅱ級以上偏差即查即整，對道砟缺少地段進行人工補砟，確保防脹安全。

（2）分次施工全部結(jié)束后，適時安排大型養(yǎng)路機械對施工地段進行線路養(yǎng)護。

3 施工控制關鍵項分析及措施

3.1 小型挖掘機作業(yè)安全控制

路基大修施工道床及基床開挖工作量巨大，人力難以高質(zhì)量完成且進度緩慢，使用小型挖掘機可大大提升施工質(zhì)量和施工效率，挖掘機在線路上的作業(yè)安全控制是施工控制關鍵項之一，需重點組織和防范。

3.1.1 挖掘機限界控制

挖掘機限界主要相對于供電接觸網(wǎng)，挖掘機上下路用平板、作業(yè)時機械臂伸縮均有可能對接觸網(wǎng)產(chǎn)生影響，采取的控制措施一是施工必須停電，挖掘機必須在停電完成后方可下路用平板或作業(yè)、在送電前上路用平板或停止作業(yè)；二是對挖掘機安裝限高裝置，限制挖掘機伸臂超限，使機械臂與接觸網(wǎng)保持2m以上的安全距離。

3.1.2 挖掘機對行車設備的損害

挖掘機作業(yè)時對主要行車設備鋼軌、軌枕、接觸網(wǎng)立柱、信號電纜等均可能產(chǎn)生損害，主要采取如下控制措施：

（1）使用熟悉鐵路特點的熟練挖掘機操作人員參加施工，提前告知各項注意事項，掌握挖機工作速度，寧慢勿碰。

（2）小型挖掘機在作業(yè)時嚴格執(zhí)行“一機一人”防護制度，專職防護人員時刻監(jiān)督挖機作業(yè)情況，可能觸碰行車設備時及時提醒操作人員；在鄰線來車時，通知操作人員立即停止作業(yè)并將機械臂放置于與來車線路平行的位置，不得侵入線路限界。

（3）對通信電纜、光纜等隱蔽設備由設備主管單位派人隨機監(jiān)督。

（4）挖掘機安裝橡膠履帶以保護鋼軌、軌枕。

3.2 風動車卸砟安全控制

按照施工方案，既有道床、基床開挖結(jié)束并在開挖基床面上鋪墊黃砂、土工布后，在挖空的軌道鋼軌下軌枕底部墊砟袋支撐軌道，再放風動卸砟車進入開挖范圍卸砟，因此保證軌道車及風動卸砟車安全進出開挖范圍同樣是施工關鍵項，控制措施如下：

3.2.1 控制好墊砟高度

為保證軌道長波平順度，墊砟高度控制在墊砟后的軌頂面盡可能與既有軌頂面平齊，本次墊砟袋3層，墊后軌頂面與既有軌頂面順坡不大于1%。

3.2.2 控制好砟袋層支撐強度

由于開挖范圍軌道承載力絕大部分由砟袋層提供，因此砟袋的墊放密度和位置極為重要，本次施工砟袋層按每根軌枕分布，均墊在鋼軌正下方軌枕底并確保砟袋相對于軌枕居中，確保砟袋層密度和受力位置盡可能達到最佳；砟袋墊好后適當回砟以提高砟袋層穩(wěn)定性。

3.2.3 控制好軌道幾何尺寸

砟袋層墊好后仔細檢查軌道狀態(tài)，檢查軌距、水平、高低、三角坑等軌道幾何尺寸，開挖和未開挖結(jié)合部高低順坡使用木板墊好，對各項幾何尺寸指標盡可能控制在Ⅲ級偏差內(nèi)，水平、高低及三角坑最大不超過11mm。

3.3 技術標準控制

路基大修施工目的是解決基床翻漿冒泥的病害，因此技術標準控制也是施工控制關鍵項。本次施工主要技術標準為換填寬度兩線間為枕端外側(cè)600mm，路基側(cè)為枕端外側(cè)800mm，深度為兩線間軌枕下550mm、路基側(cè)軌枕下650 mm，基床面設置4%的單向排水坡，基頂直接鋪設300mm厚砂墊層，砂墊層上鋪設土工布，然后回填300mm～350mm厚優(yōu)質(zhì)道碴。

本次施工技術標準控制要點主要在于開挖深度控制和基床面橫向排水坡設置，施工時每臺挖掘機安排專業(yè)技術人員各一人實時測量開挖斷面預設點深度及墊砂厚度，確保施工達到設計橫斷面和其他各項技術標準以實現(xiàn)解決病害的目標。

4 結(jié)束語

文中介紹的普速鐵路提速干線上實施路基大修施工方法及施工關鍵項控制，與傳統(tǒng)的人工清挖處理基床施工相比極大地提高了路基基床病害的處理效率及質(zhì)量，取得了較好的路基病害整治效果，并通過實踐證明了其施工方法的安全性、合理性和可靠性。文中介紹的施工方法，為普速鐵路提速干線高效、安全地實施路基頑固病害整治施工提供了積極經(jīng)驗。

[1]中華人民共和國鐵道部.鐵路線路維修規(guī)則（試行）.北京：中國鐵道出版社,2012.

[2]中華人民共和國鐵道部.鐵路路基大修維修規(guī)則.北京:中國鐵道出版社,2012.

責任編輯：王 華

來稿日期：2014-08-26