復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路站場道岔區(qū)段架空施工技術(shù)

袁軍偉

摘 要：道岔為鐵路系統(tǒng)最重要的設(shè)備之一，也是線路最薄弱的環(huán)節(jié)之一，在線路架軌作業(yè)中是工藝最復(fù)雜，難度最大的，特別是道岔岔尖最為敏感部位，重中之重。本文主要對復(fù)雜地質(zhì)條件下鐵路站場道岔區(qū)段架空施工技術(shù)概況、施工工藝及質(zhì)量控制進行了分析與探究。

關(guān)鍵詞：鐵路站場道岔區(qū)段；架空技術(shù)；概況；施工工藝；質(zhì)量控制

本項目通過采用普通3×I56工字鋼作為縱向托梁與I100工字鋼作為吊軌縱梁配合220型H型鋼作為橫梁解決兩組平行道岔轉(zhuǎn)轍機處間距小侵線的問題。研究設(shè)計了2×∟100×5mm型鋼解決道岔岔尖尖端受力薄弱的問題，研究解決了流沙層處架軌支撐體系存在的問題，保證了行車安全。

1 鐵路站場道岔區(qū)段架空施工技術(shù)的概況

1.1 技術(shù)特點

（1）使用常規(guī)設(shè)備材料，安裝操作簡單，持續(xù)時間短，極大地降低了對行車的干擾。

（2）通過簡單有效的技術(shù)手段解決流沙層支撐體系施工難題，解決道岔轉(zhuǎn)轍機處尖軌尖端難以加固的問題。

（3）提高了工作效率、減少了工作量，節(jié)約成本，縮短工期。

1.2 適用范圍

該技術(shù)適用于礦區(qū)鐵路站場下穿橋涵頂至軌地底高度不小于80cm的道岔區(qū)段轉(zhuǎn)轍機處的架軌加固，主要用于解決下穿鐵路橋涵改造時兩條平行線路上相同位置道岔岔尖部位的架軌及加固。

1.3 工藝原理

在流沙層處以鋼筋砼人工挖孔灌注樁作為支撐樁，通過主副支撐樁之間設(shè)置連系梁，支撐樁底部的流沙層中打入鋼管，形成穩(wěn)定的樁錨結(jié)構(gòu)。架軌縱梁置于承臺的凹狀設(shè)計處與地基混凝土換填層形成穩(wěn)定剛性節(jié)點。在支撐系統(tǒng)基礎(chǔ)上，以普通3×I56工字鋼作為縱向托梁（3×I40作為副梁）與I100工字鋼作為吊軌縱梁配合220型H型鋼通過U型螺栓連接形成穩(wěn)定的架軌體系。通過采用2×∟100mm×5mm等邊角鋼（型鋼）的拼接組合，以上托岔尖枕木的方式解決道岔電轉(zhuǎn)機長度范圍內(nèi)空間狹小，造成道岔岔尖枕木無法有效加固、受力薄弱的問題。

2 施工工藝流程及操作要點

2.1 工藝流程

該項目安裝工藝有著嚴格的施工順序，必須嚴格執(zhí)行，施工流程圖如下：

方案制定——施工準備——樁孔定位及施工——承臺、連系梁施工——吊軌縱橫梁就位——托軌縱橫梁就位——道岔轉(zhuǎn)轍機加固。

2.2 操作要點

（1）方案制定。鐵路架軌架空施工主要是由兩大部分組成：支撐體系施工和架軌體系施工。

1）支撐體系是所有工作的基礎(chǔ)，本項目支撐樁施工面臨條件復(fù)雜，施工困難。①地質(zhì)條件較差，存在4.5m厚流沙層，含水量很大。流沙層塌孔十分嚴重，無法進行人工挖孔施工；②施工地點股道多，不能封鎖運營線路，站場范圍無法進行機械成孔；③施工區(qū)域降水不理想。

按照端承樁進行受力計算，在受力計算合格的基礎(chǔ)上考慮主副支撐樁間增加連系梁，支撐樁底部的流沙層中打入鋼管，加深錨固長度，形成穩(wěn)定的樁錨結(jié)構(gòu)；增強關(guān)鍵節(jié)點剛度，減少變形和失穩(wěn)現(xiàn)象的發(fā)生。

2）通過對比分析，綜合采用“上托”法與“吊軌”法時能夠滿足規(guī)范要求，且施工成本低，施工目的容易實現(xiàn)。

以普通3×I56工字鋼作為縱向托梁與I100工字鋼作為吊軌縱梁聯(lián)合作業(yè)解決侵線問題，如下圖1所示。

（2）施工準備。根據(jù)施工橋涵的孔徑，主縱梁架空跨度、電轉(zhuǎn)機尺寸及工作幅度、考慮地質(zhì)條件的復(fù)雜性，設(shè)計支撐樁樁徑和支撐樁的布置；同時需要考慮機車行駛界限要求。1）各種施工材料按照計劃準備就位，核對種類、型號及數(shù)量；2）吊裝前放線，核對承臺位置及尺寸；3）向鐵路運輸主管部門申請施工要點計劃；4）橫抬梁提前按照“隔六穿一”的原則穿放完畢；使用汽車吊將縱梁就位，人工輔助精確調(diào)整位置。

（3）承臺、連系梁施工。1）在主架空樁承臺及副架空承臺之間設(shè)置一道300mm×400mm連系梁，使得主架空樁由單一的懸臂結(jié)構(gòu) 變成與副架空連接的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，極大的增加主架空樁的穩(wěn)定性，（見圖2）；2）道岔架空區(qū)域不可避免的存在機車制動和啟動的現(xiàn)象，對架空體系穩(wěn)定性危害較大。通過將兩側(cè)承臺設(shè)計成臺階狀，將工字鋼縱梁放入凹槽中，在承臺與梁頭縫隙中墊入鋼板和橡膠墊填實，極大的降低了鋼梁爬行，增強穩(wěn)定性，（見圖3）。

（4）吊軌縱橫梁安裝。采用“吊軌”方式進行架軌的道岔電轉(zhuǎn)機，先下穿4.96m加長型橫抬梁，在進行I1OO工字鋼縱梁吊裝；I100工字鋼采用“偏心吊軌”作業(yè)方式將轉(zhuǎn)轍器全部涵括入架軌體系內(nèi)，保證電轉(zhuǎn)機的伸縮不受影響。

（5）托軌縱橫梁安裝。完成“吊軌”作業(yè)后，線路之間距離無法采取“偏心吊軌”作業(yè)方式將電轉(zhuǎn)機全部涵括入架軌體系內(nèi)，采取工鋼梁“下穿”電轉(zhuǎn)機作業(yè)方式來避開電轉(zhuǎn)機的影響。施工先進行縱梁就位在進行橫梁安裝。

（6）道岔轉(zhuǎn)轍機加固。道岔的轉(zhuǎn)折部分是道岔組件中要求精度最高、最重要也是最薄弱的地方，直接影響到行車的安全。

道岔轉(zhuǎn)折部位受電轉(zhuǎn)機組件的控制，岔枕空間狹小，普通架軌器材無法穿放；岔尖部位懸空區(qū)段過長，受壓變形較大，極容易損壞岔尖，破壞工作性能而導(dǎo)致機車掉道。

對于該種情況采取拼接組合處理，利用10cm×5mm等邊角鋼焊接成槽由下向上包住岔尖滑床板處岔枕，兩端置于工鋼縱梁上用U型環(huán)擰緊固定。設(shè)計構(gòu)造如下圖：

縱梁架空設(shè)備：主梁采用3×I56C×12.0m型工字鋼梁，輔梁3×I40×6.0m工字鋼組成縱梁；成品24m加長型工字鋼梁。

橫向架空：普通剛橫梁4.46m，加長型鋼橫梁長4.96m。

縱橫梁聯(lián)結(jié)：采用螺栓U型環(huán)聯(lián)結(jié)。軌道與橫梁聯(lián)結(jié)：軌道專用扣板扣件聯(lián)結(jié)。

3 質(zhì)量保證措施

（1）支撐樁承載力符合設(shè)計，以同條件混凝土留置試塊強度報告為準；（2）縱梁支墩承臺支座墊板必須穩(wěn)固；（3）縱橫梁連接螺栓必須垂直，密切吻合。所有螺栓必須復(fù)擰，用測力扳手抽檢；（4）縱梁軸線定位偏差10mm，縱梁豎直度<1.2%，縱梁頂面標高+8、-5mm；（5）橫梁定位偏差10mm，縱橫梁節(jié)點定位偏差5mm，縱橫梁聯(lián)結(jié)件密切牢固無松動；（6）架軌作業(yè)完畢后應(yīng)檢查整體系統(tǒng)性，檢查線路的水平、方向、高低是否符合規(guī)范要求，特別是岔尖部位要保證精度。

4 安全保證措施

4.1 線路養(yǎng)護、施工監(jiān)護人員職責(zé)及要求

架軌線路的養(yǎng)護由架軌施工單位負責(zé)。（1）線路養(yǎng)護人員，必須由有一定線路專業(yè)知識、現(xiàn)場施工經(jīng)驗豐富、責(zé)任心強的線路工擔(dān)任；（2）在線路架空期間，線路應(yīng)24小時處于監(jiān)控狀態(tài)；（3）對所有線路養(yǎng)護人員要進行崗前培訓(xùn)，掌握線路養(yǎng)護要點，施工監(jiān)護人員熟悉線路架空結(jié)構(gòu)，做到人人明白，心中有數(shù)，忙而不亂；（4）現(xiàn)場的施工人員、要分工明確，責(zé)任到人，處處有人管，環(huán)環(huán)有人盯；（5）過往一列車，對工字鋼架軌檢查一次，對有螺栓、木板松動部位及時加固處理。

4.2 線路觀測

線路觀測主要包括支撐樁沉降觀測，線路幾何尺寸觀測。

（1）在每股架軌的主支撐樁或承臺上固定一個觀測點，用于觀測樁身的沉降；（2）在每股架軌線路的跨中設(shè)置一個線路沉降觀測點，對兩股鋼軌同時觀測，用于觀測線路的變形。

5 結(jié)束語

綜上所述，鐵路站場道岔區(qū)段施工難點就在于如何保證施工中既有線路的運營安全、基坑及周圍建筑物的安全，尤其是線路及地形條件復(fù)雜困難地段。本工程通過架空施工技術(shù)的應(yīng)用，可以優(yōu)化施工方案，克服了諸多不利條件的限制，制定了合理的施工方案和技術(shù)措施，確保了安全、質(zhì)量、工期，為類似工程提供了施工經(jīng)驗。

參考文獻：

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