益湛線線路70 m高低病害的成因與整治

黃子龍

（南寧鐵路局桂林工務(wù)段，工程師，廣西 桂林 541001）

隨著列車運(yùn)行速度的不斷提高，為實(shí)現(xiàn)旅客列車運(yùn)行的安全性和舒適性，要求線路必須達(dá)到高平順性。從2007年起，時(shí)速140 km及以上線路檢測(cè)增加了70 m高低、70 m軌向、軌距變化率、曲率變化率、橫加變化率共5個(gè)評(píng)分項(xiàng)目，對(duì)行車安全有影響的軌道不平順波長(zhǎng)范圍也隨之?dāng)U大，這就需要我們更進(jìn)一步提高軌道不平順的控制標(biāo)準(zhǔn)。

所謂70 m高低就是列車在軌道上運(yùn)行時(shí)，任意一段70 m范圍內(nèi)的軌面高低不平順峰值。70 m高低分為短波不平順和長(zhǎng)波不平順，短波不平順檢測(cè)基長(zhǎng)為1.5～42 m，長(zhǎng)波不平順檢測(cè)基長(zhǎng)為1.5～70 m。軌道短波不平順主要影響輪重的變化，長(zhǎng)波不平順主要影響旅客的舒適度。由于工區(qū)現(xiàn)場(chǎng)整治長(zhǎng)波不平順時(shí)檢測(cè)手段的匱乏，傳統(tǒng)的眼穿法起道精度不足，所以長(zhǎng)波不平順的整治一直是困擾現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的一大難題。能夠準(zhǔn)確分析產(chǎn)生長(zhǎng)波不平順的原因、找到切實(shí)可行的整治手段和方法，對(duì)線路養(yǎng)護(hù)維修工作具有廣泛指導(dǎo)意義。

1 病害概況

益湛線設(shè)計(jì)時(shí)速為140 km，軌檢車檢查執(zhí)行120 km/h＜V≤160 km/h檢查標(biāo)準(zhǔn)。自2009年開通以來，線路70 m高低扣分一直居高不下。

1）2012年6月10日軌檢車檢測(cè)益湛線桂林工務(wù)段管內(nèi)313 km，其中優(yōu)良313 km，優(yōu)良率為100%。全段Ⅰ級(jí)扣分3 085處，Ⅱ級(jí)扣分77處，三級(jí)扣分0處；平均每公里扣分11.09分。單項(xiàng)扣分最多的為70 m高低，共扣1 875分，占總扣分的54.03%。

2）2012年7月10日軌檢車檢測(cè)益湛線313 km，其中優(yōu)良312 km，優(yōu)良率為99.68%；合格1 km，失格0 km。全段Ⅰ級(jí)扣分2 979處，Ⅱ級(jí)扣分52處，三級(jí)扣分0處；平均每公里扣分10.35分。單項(xiàng)扣分最多的是70 m高低，扣1781分，占總扣分的54.99%。

3）2012年8月12日軌檢車檢測(cè)益湛線313 km，其中優(yōu)良313 km，優(yōu)良率為100%。全段Ⅰ級(jí)扣分3 029處，Ⅱ級(jí)扣分58處，三級(jí)扣分0處；平均每km扣分10.6分。單項(xiàng)扣分最多的是70 m高低，扣1 830分，占總扣分的55.14%。

從上面3組數(shù)據(jù)中可看出，70 m高低病害扣分占桂林工務(wù)段益湛線每月軌檢車總扣分54%以上，嚴(yán)重影響該段益湛線線路質(zhì)量的整體水平提升。

2 原因分析

為徹底弄清70 m高低扣分原因，桂林工務(wù)段派出精兵強(qiáng)將，深入現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)70 m高低扣分地點(diǎn)的軌檢車波形圖、現(xiàn)場(chǎng)線路平面、縱斷面、道床厚度、軌道動(dòng)靜態(tài)狀況進(jìn)行了排查和分析，70 m高低不平順存在以下8個(gè)方面的表現(xiàn)形式和原因。

2.1 設(shè)計(jì)缺陷 線路豎曲線伸入鋼梁橋造成鋼梁無法設(shè)置上拱度,形成長(zhǎng)波長(zhǎng)不平順。如益湛線k 344+616下甸口鋼梁橋位于5.7‰的坡道上，k 344+529變坡點(diǎn)的坡度差為9.1‰，該處豎曲線設(shè)置已伸入明橋面上，與《鐵路橋隧建筑物修理規(guī)則》第3.1.6條“明橋面上線路不應(yīng)設(shè)置豎曲線和緩和曲線。明橋面也不宜設(shè)在大于4‰的坡道上”的規(guī)定不相符，造成鋼梁無法設(shè)置上拱度，引起該橋兩側(cè)經(jīng)常出現(xiàn)軌檢車70 m高低一、二級(jí)扣分。再如益湛線k 589+305賀江橋，中間孔為半穿式板梁，直緩點(diǎn)里程為k 589+308.25,有21 m設(shè)置在明橋面上，軌向無法調(diào)整，造成軌道綜合病害在此積聚，形成70 m高低和軌向復(fù)合病害。

2.2 線路變坡點(diǎn)養(yǎng)護(hù)不當(dāng) 線路變坡點(diǎn)如果豎曲線不圓順，特別是在變坡點(diǎn)50～100 m范圍內(nèi)存在單波或多波高低不平順，易產(chǎn)生長(zhǎng)波高低不平順。如益湛線k 589+400～+700段有7處70 m高低一級(jí)扣分，就是k 589+625變坡點(diǎn)的豎曲線養(yǎng)護(hù)不到位造成。

2.3 橋隧涵與路基過渡段撓曲差 列車長(zhǎng)期運(yùn)行，或因橋梁、隧道、涵洞與路基剛度不同，導(dǎo)致軌道在橋涵頭尾、隧道進(jìn)出口存在撓曲差，易引起長(zhǎng)波不平順。多跨等距梁撓曲變形所形成的軌道不平順具有周期性和諧振波形特征，在速度較快時(shí)，激起車體諧振，40～100 m跨度的多跨等距梁可能因梁體撓曲變形而形成軌道不平順。如益湛線k 630+341二級(jí)扣分地點(diǎn)位于隧道口過渡段，現(xiàn)場(chǎng)檢查線路靜態(tài)幾何尺寸良好，但隧道口外部線路過車時(shí)軌道空吊明顯，主要是隧道內(nèi)、外道床厚度相差較大，隧道外道床厚度因路基下沉達(dá)1.2 m，隧道內(nèi)道床厚度與開通初始時(shí)基本相同，約為0.45 m。

2.4 路基填方地段工后沉降不均勻 由于不同地質(zhì)條件下路基沉降系數(shù)的不同，造成路基工后沉降不均勻，使得路基頂面不平順，導(dǎo)致道床厚度不一。道床在擠密作用下的沉降與道床厚度是成正比的，道床厚度越厚，由于道碴孔隙比較大，所以列車擠密作用使得沉降越明顯。道床彈性和殘余變形積累不均勻，逐漸形成軌道50～100 m范圍內(nèi)的中長(zhǎng)波高低不平順。如益湛線k 548+058一級(jí)扣分地點(diǎn)位于k 547+930～k 548+090段高路堤上，該段路堤填方高約12 m，下有軟弱層，設(shè)計(jì)曾對(duì)路基基底加固處理，該段路基沉降較其他地段尤為明顯，其道床厚度與兩側(cè)路塹地段要高得多。

2.5 工區(qū)維修保養(yǎng)不到位或手法單一 一是養(yǎng)護(hù)人員抬道、搗固不均，或養(yǎng)護(hù)不當(dāng)造成空吊板過多，易新生單波、連續(xù)多波的短波高低不平順。二是工區(qū)對(duì)不均勻下沉地段整治維修力度不夠，未對(duì)不均勻下沉地段進(jìn)行經(jīng)常性搗固作業(yè)，形成軌距、水平、方向復(fù)合不平順。三是養(yǎng)護(hù)人員作業(yè)形式單一，對(duì)長(zhǎng)波不平順內(nèi)的單波或多波高低不平順，多采用以墊代搗的方法目測(cè)估算墊板數(shù)量，滿足于“順得起”不出軌檢高低扣分就可以了，這種方式對(duì)于平面狀態(tài)下的短波高低不平順整治會(huì)有一些效果，但對(duì)長(zhǎng)波高低不平順的整治效果不明顯，特別是會(huì)造成越墊越厚，當(dāng)調(diào)高墊板墊至一定高度時(shí)，會(huì)降低軌道的框架剛度。如益湛線k 629+727一級(jí)扣分地點(diǎn)位于曲線上3.0‰坡道上，現(xiàn)場(chǎng)墊板超厚嚴(yán)重，工區(qū)為避免抬道作業(yè)，一味地墊板至6塊之多，厚約50 mm。再如益湛線k 495～k 498這3 km范圍內(nèi)存在大量光板現(xiàn)象，現(xiàn)場(chǎng)檢查為個(gè)別單波峰值過高，需落道作業(yè)，工區(qū)為減少工作量，簡(jiǎn)化作業(yè)程序，直接將軌底膠取掉，造成鋼軌直接落在軌枕上，使得軌道彈性不均勻產(chǎn)生軌道動(dòng)不平順。

2.6 大型機(jī)械維修作業(yè)缺陷 一是我國(guó)目前使用的08-32和09-32大型起撥道搗固車本身的測(cè)量系統(tǒng)弦長(zhǎng)只有15.7 m，故作業(yè)時(shí)不能完全消除長(zhǎng)波長(zhǎng)不平順病害。二是大型機(jī)械搗固作業(yè)因機(jī)械差異、人員素質(zhì)、作業(yè)習(xí)慣等因素不同，造成搗固質(zhì)量不同，引起同區(qū)段道床密實(shí)度不同，導(dǎo)致道床產(chǎn)生不均勻沉降。

2.7 鋼軌焊接不良 鋼軌進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)氣壓焊時(shí)，由于焊接不良產(chǎn)生高接頭，通常高接頭會(huì)影響焊縫兩端1.5～2.0 m范圍，形成中波高低不平順。

2.8 建設(shè)過程造成軌道初始不平順 軌道不平順具有“記憶”特征，初始不平順是運(yùn)營(yíng)后各種軌道不平順發(fā)生、發(fā)展、平順性惡化的根源。在建設(shè)過程中若不嚴(yán)格控制軌條的堆放，或鋪軌過程中未采用過渡軌過渡，將造成運(yùn)營(yíng)期間難以處置的后患。如2011年益湛線井山站改造時(shí)，施工單位將新軌隨意放置在現(xiàn)場(chǎng)，由于軌條側(cè)翻、上下層交錯(cuò)搭接、翹曲，造成部分軌條扭曲、硬彎，鋪設(shè)后影響到軌道的平順度。

3 整治措施

3.1 采用水準(zhǔn)儀精確測(cè)量后重新拉坡 利用軌檢動(dòng)態(tài)長(zhǎng)波高低不平順數(shù)據(jù)，使用水準(zhǔn)儀每隔5 m進(jìn)行精確測(cè)量，根據(jù)線路坡度情況，計(jì)算出各測(cè)點(diǎn)的抬、落道量，要求起道量小于50 mm，坡差大于3‰設(shè)置豎曲線，坡長(zhǎng)大于200 m。通過對(duì)線路標(biāo)高進(jìn)行測(cè)量后重新拉坡，根據(jù)線路起道量安排補(bǔ)碴搗固，改善線路縱斷面狀況。

3.2 進(jìn)行全起全搗 通過測(cè)量，對(duì)50～100 m路基不均勻沉降地段和橋隧涵與線路連接處“漫洼”、長(zhǎng)波高低不平順內(nèi)產(chǎn)生的中波不平順處所，安排進(jìn)行全起全搗或回墊，消除長(zhǎng)波不平順，減緩中波不平順引起的列車振動(dòng)。

3.3 改變養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)的方式 整治軌道不平順超限作業(yè)時(shí)不能單打一，作業(yè)過程中嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，注意消滅軌道復(fù)合不平順，避免整治一處病害又增加一處或幾處其它病害。如改道要注意軌距變化率、軌向，搗固要注意水平及變化率，作業(yè)后一定要回檢，并觀察過車時(shí)軌面的變化，若接頭起道太高容易造成新的不平順、接頭搗固后小腰不順撬造成空吊等。

3.4 加強(qiáng)對(duì)小型搗固機(jī)具設(shè)備優(yōu)化利用 由于一操一、一操二、一操四只能處理一些中波引起的病害，整治長(zhǎng)波高低不平順時(shí)易受搗固質(zhì)量、人力物力、人員素質(zhì)等不利因素的影響，因而效果不是很明顯，但可以用做前期超厚墊板取搗、長(zhǎng)波不平順內(nèi)起道量較小、較短的單波或者多波高低不平順的抬平、順撬工作，同時(shí)進(jìn)行勻均石碴。對(duì)于長(zhǎng)波不平順內(nèi)起道量不大，起道長(zhǎng)度不長(zhǎng)、不易使用一操一、一操二等進(jìn)行搗固消滅的較短單波或者多波高低不平順，可以根據(jù)需要安排小機(jī)班，使用2臺(tái)或者4臺(tái)小液搗利用天窗點(diǎn)，借助軌檢動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)、水準(zhǔn)儀測(cè)量數(shù)據(jù)及預(yù)起道量進(jìn)行起道搗固，抬平長(zhǎng)波高低不平順中的短波高低不平順。經(jīng)列車壓密實(shí)后，采用墊改相結(jié)合找細(xì)的辦法消滅單波或多波的短波高低不平順，同時(shí)進(jìn)行勻均石碴。

3.5 加強(qiáng)與大機(jī)搗固作業(yè)的配合 一是做好大機(jī)搗固前的測(cè)量工作，根據(jù)動(dòng)態(tài)檢測(cè)數(shù)據(jù)確定測(cè)量地點(diǎn)，對(duì)長(zhǎng)大漫洼和長(zhǎng)波高低不平順地段進(jìn)行精確測(cè)量，提供準(zhǔn)確的起道量。二是做好大機(jī)搗固作業(yè)的協(xié)調(diào)配合，對(duì)長(zhǎng)波高低不平順地段要進(jìn)行加密搗固，特別是要做好道床穩(wěn)定工作，施工完畢后及時(shí)跟進(jìn)回檢質(zhì)量，對(duì)相同區(qū)間隔天搗固的搗固車進(jìn)行預(yù)留道床下沉量。

3.6 消滅氣壓焊高接頭 對(duì)焊接高接頭處所采取軌面打磨或重新切割焊接，消除由于焊接不良形成的中波高低不平順。

3.7 嚴(yán)格驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn) 一是嚴(yán)格審核設(shè)計(jì)、竣工圖，加強(qiáng)新線開通前軌頂及路基設(shè)計(jì)標(biāo)高的測(cè)量，防止設(shè)計(jì)、施工形成的“硬傷”帶入運(yùn)營(yíng)期。二是加強(qiáng)對(duì)新鋼軌平直度的檢驗(yàn)，減少焊頭、嚴(yán)格控制焊縫區(qū)的平順性。三是加強(qiáng)提前介入工作，對(duì)長(zhǎng)軌條的堆放要加強(qiáng)監(jiān)管，防止長(zhǎng)軌條因堆壓不當(dāng)造成變形；在鋪軌過程中嚴(yán)格要求施工單位采用過渡軌過渡，防止新軌因施工過程中運(yùn)料造成軌面磨耗或變形。四是采用一次鋪成無縫線路的鋪軌技術(shù)，提高軌道的鋪設(shè)精度，杜絕傳統(tǒng)的“短軌過渡法”，確保在新線建設(shè)時(shí)就形成具有高平順性的無縫線路。

4 結(jié)束語

桂林工務(wù)段通過在益湛線各線路車間增設(shè)小機(jī)隊(duì)，配置小型內(nèi)燃液壓搗固機(jī)及水準(zhǔn)儀，積極開展70 m高低病害整治。整治采取集中修、機(jī)械修模式，先行拉坡計(jì)算，再用小機(jī)群起道搗固，通過2個(gè)月的努力，已初見成效。2013年7月19日軌檢車檢查，益湛線各線路車間70 m高低扣分均得到有效控制，其中零陵線路車間70 m高低下降53分，江華線路車間70 m高低下降了117分，下降最為明顯的是賀街線路車間，通過整治70 m高低扣分下降了141分，線路質(zhì)量明顯提升。

鐵路既有線經(jīng)過一段時(shí)間的運(yùn)營(yíng)，都會(huì)出現(xiàn)程度不同的坑洼，為此，運(yùn)營(yíng)過程中通過合理的養(yǎng)護(hù)維修控制軌道不平順的發(fā)展，及時(shí)恢復(fù)線路縱斷面良好狀態(tài)不可或缺。