神朔鐵路梁家山隧道人工換枕施工組織方案研究

華 昊

(中國神華軌道機(jī)械化維護(hù)分公司，天津 300457)

1 概況

1.1 神朔鐵路介紹

神朔鐵路是我國第二條西煤東運大通道神黃鐵路的重要組成部分，承擔(dān)著神府東勝煤田的外運煤炭任務(wù)，是國家Ⅰ級電氣化重載鐵路，是神華集團(tuán)全資運煤專用鐵路。自1996年開通以來，神朔鐵路年運量逐年攀升，近兩年年度運量均保持在2億t以上。為了適應(yīng)鐵路運輸跨越式發(fā)展需要，保證運輸任務(wù)順利完成，實現(xiàn)強(qiáng)化線路基礎(chǔ)、減少線路養(yǎng)護(hù)工作量、釋放運輸能力的目的，2011年，神朔鐵路委托呼鐵局工務(wù)機(jī)械段對上行K0+000～K32+000段線路實施線路大修，將既有上行線Ⅱ型枕更換為Ⅲ型枕，將P60軌更換為P75無縫線路。

1.2 工程概況

梁家山隧道位于神朔線上行K29+345～K31+126處，為單線隧道，隧道全長1 781 m，全隧為4‰的下坡道，K29+345～K30+036.45段線路為半徑1 200 m的曲線地段，K30+036.45～K31+126處為直線地段。梁家山隧道于1992年竣工，改造前既有線路為P60無縫線路，軌枕為Ⅱ型枕，軌枕配置1 840根/km。梁家山隧道換枕工程是上行K0+000～K32+000段大修工程的重點和難點。

2 施工方案選擇

2.1 施工條件

1)神朔線為運煤專線，隧道內(nèi)煤粉污染較為嚴(yán)重。梁家山為單線隧道，隧道內(nèi)作業(yè)空間較為狹小、施工不便。隧道長約1 781 m，既有隧道內(nèi)未設(shè)置照明措施，現(xiàn)場亮度不能滿足施工需要。

2)每個天窗點封鎖線路240 min，封鎖前無慢行。

2.2 施工方案的選擇

按照當(dāng)前國內(nèi)技術(shù)條件，換枕施工可采取兩種施工方法:1)傳統(tǒng)的人工抽換枕木法;2)人工配合P95大修列機(jī)械換枕法。一方面由于神華集團(tuán)以及施工方呼鐵局工務(wù)機(jī)械段均沒有配置能進(jìn)行機(jī)械化作業(yè)的大修列設(shè)備，神華集團(tuán)內(nèi)部采用大型養(yǎng)路機(jī)械進(jìn)行線路維修作業(yè)尚處于起步階段，神朔線管內(nèi)工務(wù)作業(yè)人員沒有配合大修列施工的類似經(jīng)驗，另一方面考慮到呼鐵局工務(wù)機(jī)械段在人工換枕施工方面經(jīng)驗較為豐富，因此本次施工任務(wù)決定采用傳統(tǒng)的人工換枕法。

2.3 施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1)Ⅲ型枕單根重394 kg，斷面尺寸為2 600 mm×310 mm×270 mm，每千米鋪設(shè)1 667根，軌枕間距為600 mm，具有斷面尺寸大、軌道縱橫向阻力大、穩(wěn)定性好、自重大等特點。

2)換上的新軌枕必須保證間隔標(biāo)準(zhǔn)不偏斜，膠墊與軌底對齊，不歪斜，扣件齊全密貼，扭力達(dá)標(biāo)。

3)換枕后道床、路肩滿足大修標(biāo)準(zhǔn)要求，道床采用頂面寬3.1 m的標(biāo)準(zhǔn)斷面，道床厚度大于30 cm，線路平面及縱斷面按既有狀態(tài)恢復(fù)。

2.4 施工流程及工序

施工共分三個階段完成，第一階段是施工準(zhǔn)備階段，主要完成安全教育、施工現(xiàn)場調(diào)查清障、卸石碴、標(biāo)記新枕位、卸枕、軌枕錨固、灑水防塵、隧道照明、作業(yè)量分配等工作。

第二階段是施工階段，主要完成抬擺新枕、扒碴、抽換軌枕、回填道碴、抬擺舊枕、大機(jī)搗固整修線路等工作。

第三階段是收尾階段，主要進(jìn)行巡查養(yǎng)護(hù)、整理線路、回收舊枕、恢復(fù)破損線路設(shè)備。

3 施工方案

3.1 施工準(zhǔn)備

1)施工前安全教育培訓(xùn)。

施工前要對工班長、防護(hù)員等各類施工人員分類進(jìn)行安全教育，使所有施工人員了解隧道換枕施工注意事項和相關(guān)安全知識。對換枕作業(yè)人員、工班長要進(jìn)行操作技能和隧道內(nèi)施工組織流程的教育培訓(xùn)，使其了解施工組織流程，熟練掌握施工操作技能及注意事項。

2)施工現(xiàn)場調(diào)查清障。

了解換枕地段線路缺碴情況，計算缺碴數(shù)量。組織施工、工務(wù)、電務(wù)、車輛等部門聯(lián)合調(diào)查，調(diào)查清楚施工地段影響換枕施工的設(shè)備和障礙。清理隧道，人工將隧道內(nèi)存放的舊軌枕、舊鋼軌提前抬出隧道。

3)預(yù)卸道碴。

對缺碴地段預(yù)卸道碴，并將卸下道碴清理至枕木頭外側(cè)0.5 m 處。

4)標(biāo)記新枕位、卸枕并錨固。

卸枕前，用白色油漆在鋼軌內(nèi)側(cè)打好軌枕間距點。利用1次封鎖點拆除擋碴板并集中回收至指定地點存放。為防止卸枕砸壞隧道邊溝、電纜溝蓋板，卸枕采用2臺軌道車?yán)\4輛平板車順線路方向推進(jìn)，人工從平板車前(后)側(cè)卸下，卸下的軌枕由人工順線路方向兩側(cè)將軌枕各并排擺放2根～3根，并根據(jù)軌枕間距點點對點對位擺放(見圖1)。

圖1 隧道卸枕分部示意圖

5)螺紋道釘錨固。

錨固后要進(jìn)行抗拔錨實驗，保證螺紋道釘強(qiáng)度、高度、垂直度達(dá)標(biāo)。

6)隧道照明。

提前在右側(cè)安裝臨時照明設(shè)施，2臺20 kW發(fā)電機(jī)組從隧道兩頭供電。每15 m設(shè)150 W貢燈一個，首次封鎖布置1 km長的照明，下次封鎖前倒裝。

7)灑水防塵。

由于隧道內(nèi)部煤粉污染較重，施工前兩日要對隧道進(jìn)行灑水除塵，采用灑水車灑水結(jié)合隧道外部接引水源用軟管灑水的方式潤濕道床。

8)作業(yè)量分配。

利用4次封鎖點完成隧道換枕，4人為一組，每組8根～10根順次抽換(因隧道內(nèi)場地窄小，無作業(yè)回旋余地，所以一次分配2 d作業(yè)量。合理安排作業(yè)量，所有作業(yè)人員分組編號，封鎖前一天由施工車間組織工班長、作業(yè)組長按編號將作業(yè)量標(biāo)注在右側(cè)隧道邊墻上。

3.2 當(dāng)日施工

1)抬擺新枕，獲得施工空間。

施工小組按照4人一組的任務(wù)分布，相互配合將當(dāng)日作業(yè)任務(wù)段線路兩側(cè)軌枕抬擺至下天窗作業(yè)段鋼軌上，確保當(dāng)日施工區(qū)段有足夠的施工空間。

2)扒碴。

每一換枕施工小組從線路兩側(cè)用石碴叉或爬鎬將枕盒內(nèi)、軌枕下方及碴肩道碴扒出，深度為軌底向下36 cm，保證深度剛好能穿入新枕。

3)松扣件。

扒碴到位后，用丁字扳手將道釘螺母擰松，并將螺母取下，取下彈條、平墊圈、軌距擋板和擋板座，集中放置。

4)抽出舊枕。

4人中2名～3名工人從軌枕同一側(cè)用撬棍別住附近軌枕側(cè)底，以相鄰枕為支撐點，同時發(fā)力撬動軌枕，將其移動到挖開枕盒。再用翻枕器套住螺紋道釘，用撬棍配合翻轉(zhuǎn)軌枕90°，使道釘由豎向旋轉(zhuǎn)為水平向，用繩套套住螺紋道釘，3人拉1人用撬棍配合將軌枕抽出道床并抬放至線路一側(cè)，用此方法按順序抽出3根軌枕。

5)穿入軌枕。

按照軌枕抽出方法將新枕翻轉(zhuǎn)90°后，4人配合將新枕按照抽出舊枕路徑穿入道床挖開枕盒。在穿入枕盒過程中可用翻枕器套住道釘使軌棱著地，減小摩擦阻力，起到省力作用。

6)方枕、擰緊扣件。

新枕穿入枕盒后，用翻枕器配合撬棍將軌枕翻正，使兩股鋼軌分別位于道釘中間。用撬棍將新枕移動到預(yù)先標(biāo)記在鋼軌上新枕位油漆標(biāo)記處，然后將預(yù)先備好的彈條扣件按照軌下彈性墊板、軌距擋板座、軌距擋板、彈條、平墊圈、螺母的順序擰緊。

7)回填道碴。

扣件擰好后，人工回填道碴，并用大頭鎬串實軌枕底道碴。

8)順序抽換其他軌枕。

每組嚴(yán)格按穿入恢復(fù)1根，抽出1根的原則，依照以上6道工序依次抽換當(dāng)日任務(wù)中其他剩余軌枕。

9)大機(jī)搗固。

本次施工配合大機(jī)包括一臺DC-32搗固車及DWL-48連續(xù)式搗固車，施工前一日，提前輸入線路數(shù)據(jù)和曲線要素。當(dāng)日抽換軌枕完畢后，配合施工大機(jī)進(jìn)入施工區(qū)段對線路進(jìn)行搗固、穩(wěn)定。大機(jī)進(jìn)入線路前，要檢查施工地段線路水平、規(guī)矩，確保滿足大機(jī)進(jìn)入條件后方可作業(yè)。

10)開通線路。

搗固施工完畢后，供電專業(yè)施工配合人員要測量導(dǎo)高，確保滿足開通要求后方可開通線路。線路開通后第一趟列車限速35 km/h，以后限速60 km/h，下個天窗復(fù)搗后恢復(fù)常速。

3.3 收尾階段

1)查遺補(bǔ)漏。

由于施工人員能力參差不齊，為確保線路按時開通，經(jīng)過兩個天窗換枕后局部地段會出現(xiàn)個別遺漏軌枕當(dāng)日來不及抽換。在第三個天窗點要安排人員對遺漏軌枕進(jìn)行抽換，換枕后采用小機(jī)搗固恢復(fù)線路。

2)回收舊枕。

回收舊枕與換枕同步封鎖線路，利用軌道車掛平板車回收舊枕，由人工抬運裝車，洞口處結(jié)合人工小平車推運，回收后卸到指定地點。

3)恢復(fù)擋碴板，整理線路外觀。

人工全面整理隧道內(nèi)避車洞、側(cè)溝，安裝擋碴板，修復(fù)破損水溝蓋板，按標(biāo)準(zhǔn)整理道床。

4 施工保證措施

4.1 施工條件保障

1)施工照明。每次施工前一日，要對隧道施工照明電線、燈泡、發(fā)電機(jī)進(jìn)行全面檢查，提前消除故障隱患，確保施工全過程光線充足，無照明盲區(qū)。照明所用發(fā)電機(jī)，要安排專人操作看護(hù)，防止施工中途斷電。

2)施工空間。合理組織施工，各小組按順序編號，每次分配兩個天窗的工作量，從小里程向大里程方向平推抽換軌枕，以保證各小組施工單元之間有一定長度的空閑地段，獲得相對充足的施工空間，防止各小組施工單元相鄰，相互交叉干擾，影響施工進(jìn)度。

3)防塵措施。施工前兩日開始派專人從隧道前方相鄰河道用軟管引水源灑水，同時在利用工前天窗點封鎖線路，安排灑水車沿施工區(qū)段大量灑水潤濕道床，防止施工期間煤粉、塵土飛揚(yáng)。

4)施工通訊。為防止隧道內(nèi)信號差的缺點，縮小施工區(qū)段聯(lián)絡(luò)人間距，保證施工指令傳遞順暢，指揮統(tǒng)一。

4.2 安全保證措施

1)施工前制定詳細(xì)安全措施，施工中嚴(yán)格落實，確保施工安全。

2)施工前對所有參與施工人員進(jìn)行安全交底，使施工人員明確作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，了解安全責(zé)任、施工程序和注意事項。

3)施工準(zhǔn)備工作到位后，施工單位要與設(shè)備管理單位簽署施工安全協(xié)議，明確安全責(zé)任范圍。

4)組織召開施工預(yù)備會。每次施工前一日施工管理部門要組織施工、監(jiān)理、設(shè)備管理單位召開施工預(yù)備會，解決次日施工時需要各單位協(xié)調(diào)解決的問題，并提出需設(shè)備單位配合事項，確保施工中發(fā)生問題及時解決。

5)施工人員上下班過程中堅持同去同回，按指定路線行走，禁止走道心、枕木頭或侵入線路限界行走，保證人身安全。

6)線路封鎖前，更換軌枕作業(yè)人員不準(zhǔn)上道進(jìn)行任何作業(yè)，上道時間由施工負(fù)責(zé)人統(tǒng)一下令，命令下達(dá)后方可開工作業(yè)。

7)施工時，施工監(jiān)督小組人員要嚴(yán)格把關(guān)，嚴(yán)禁起道更換軌枕。

8)在抬運軌枕時，要按照規(guī)定捆綁結(jié)實軌枕，站穩(wěn)扶牢，精力集中，確保自身的人身絕對安全。

9)為防止施工延時影響按時開通線路，天窗點結(jié)束前1 h，停止再從線路中抽出軌枕。軌枕抽換完畢后，地面指揮人員必須確認(rèn)軌道質(zhì)量符合大機(jī)入場條件，方可放行大機(jī)進(jìn)場作業(yè)。

10)開通前要對線路進(jìn)行全面檢查，施工負(fù)責(zé)人確認(rèn)軌道質(zhì)量狀態(tài)良好、符合開通條件后，方可通知駐站防護(hù)員辦理開通手續(xù)。

4.3 質(zhì)量保證措施

1)控制軌枕間距。換枕前提前用白漆在鋼軌內(nèi)側(cè)打好軌枕間距標(biāo)記，放枕時要保證鋼軌內(nèi)側(cè)兩個螺紋道釘與軌枕間距標(biāo)記點位于一條直線上。

2)保證接槎處施工質(zhì)量，在更換軌枕施工后，為防止新舊線路軟硬不均，出現(xiàn)三級分超限問題，首日換枕后要對換枕區(qū)段全面搗固。

3)換枕時嚴(yán)禁在鋼軌與軌枕間墊螺帽、石子等，保證軌面標(biāo)高不得超過設(shè)計軌面標(biāo)高。

4)挖開道床松解扣件時，各施工監(jiān)督小組人員要嚴(yán)格把關(guān)，只允許連續(xù)松開3根軌枕扣件，以后緊1根松1根;換上的新軌枕必須保證間距標(biāo)準(zhǔn)不偏斜，膠墊與軌底對齊、不歪斜，扣件密貼，扭力達(dá)標(biāo)。

5)施工時螺栓要緊兩遍，即人工一遍，內(nèi)燃扳手一遍;扣件、尼龍擋座安裝位置準(zhǔn)確，膠墊無失效。

6)在更換軌枕施工時，新舊線路交接處要加強(qiáng)搗固，并在未換枕地段增加不小于25 m的搗固作業(yè)。

7)線路前后搗固兩次，即大型養(yǎng)路機(jī)械當(dāng)日封鎖點內(nèi)搗固一次(兩搗一穩(wěn))，次日封鎖點內(nèi)復(fù)搗一次(兩搗一穩(wěn))，保證道床幾何尺寸良好達(dá)標(biāo)。

8)更換軌枕后，舊料當(dāng)日如數(shù)回收，舊軌枕堆碼整齊，卸枕產(chǎn)生的廢料及時清理。要做到道床飽滿，線路外觀基本成型、標(biāo)志齊全。

5 施工中應(yīng)注意的問題

1)合理劃分工作量。

由于人工換枕施工戰(zhàn)線長，施工人員眾多，施工人員的整體素質(zhì)、體力、作業(yè)能力差別較大，在劃分施工小組和分配工作量時，要充分考慮小組與小組之間的差異、施工人員之間的差異:a.在劃分小組時，作業(yè)能力強(qiáng)與弱的要相互搭配互補(bǔ);b.在分配日工作量時也要根據(jù)施工小組的能力合理分配;c.作業(yè)能力強(qiáng)的小組與能力弱的小組要互相穿插分布，保證進(jìn)度快的小組能及時幫助相鄰進(jìn)度慢的小組完成任務(wù)。

2)隧道內(nèi)通風(fēng)不好，為防止作業(yè)人員中毒，在錨固軌枕螺紋道釘時應(yīng)避免使用硫磺溶劑，統(tǒng)一采用錨固劑完成錨固作業(yè)。

3)建立應(yīng)急機(jī)制，加強(qiáng)進(jìn)度監(jiān)控，對當(dāng)日完不成任務(wù)的施工小組要及時組織人員幫助搶換。

4)加強(qiáng)勞動保護(hù)，由于隧道道床煤粉污染較重，雖然提前進(jìn)行了灑水防塵，為防止人員吸入粉塵，所有參與施工人員都要統(tǒng)一配戴品質(zhì)較好的防塵口罩。

5)重視接觸網(wǎng)導(dǎo)高限制。為防止起道量太高超過接觸網(wǎng)導(dǎo)高限制，要提前由供電部門提供接觸網(wǎng)導(dǎo)高限制點，標(biāo)記于隧道邊墻上。

6)有序管理施工材料，對施工機(jī)具、扣件、軌枕應(yīng)有序管理，收工前要特別注意防止材料設(shè)備侵限。

7)加強(qiáng)施工監(jiān)督。建立合理的監(jiān)督體系，分段設(shè)置施工監(jiān)督小組人員，重點加強(qiáng)對影響施工質(zhì)量、施工安全和線路開通的問題進(jìn)行監(jiān)督。

8)完善施工總結(jié)。首日施工完成后，應(yīng)對當(dāng)日施工情況全面總結(jié)，完善施工組織程序。針對每次施工出現(xiàn)的問題要制定改進(jìn)措施，確保施工質(zhì)量、施工進(jìn)度能夠穩(wěn)定提升。

6 結(jié)語

單線隧道采用大規(guī)模人工抽換軌枕施工在神朔鐵路尚屬首次，神朔鐵路公司基建工程部、河西運輸段、施工單位、監(jiān)理單位對此次施工的安全管理、施工組織高度重視。施工前基建工程部組織召開了多次專題會議，研究編制了詳細(xì)的施工組織方案，明確了施工注意事項。開工后，工程施工人員、施工配合人員共同努力、克服困難，保證了此次施工安全順利完成，整個施工過程按計劃有序進(jìn)行，未出現(xiàn)任何安全問題。由于神朔鐵路屬于山區(qū)鐵路，沿線隧道眾多，今后進(jìn)行類似的人工換枕施工任務(wù)還有很多，只有在每次施工時高度重視安全管理，并不斷發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)經(jīng)驗，才能提高施工管理能力，保證行車運輸安全、人身安全和施工安全。

［1］楊振江.既有線人工換枕施工及其安全控制［J］.鐵道建筑，2004(9):30-31.

［2］劉明亮.長大隧道寬軌枕更換為Ⅲ型枕施工機(jī)具及施工工藝研究［J］.鐵道建筑，2005(9):115-116.

［3］鐵道部.鐵路線路設(shè)備大修規(guī)則［M］.北京:中國鐵道出版社，2000.