山西中南部鐵路通道重載線路道床施工技術(shù)

程星璠

(中鐵一局集團(tuán)新運(yùn)工程有限公司，陜西咸陽(yáng)712000)

山西中南部鐵路通道重載線路道床施工技術(shù)

程星璠

(中鐵一局集團(tuán)新運(yùn)工程有限公司，陜西咸陽(yáng)712000)

山西中南部鐵路通道是我國(guó)第一條30 t軸重重載鐵路，有砟軌道占全線長(zhǎng)77%，道床施工質(zhì)量控制對(duì)于重載線路的運(yùn)營(yíng)安全和經(jīng)濟(jì)性尤為重要。文章結(jié)合山西中南部鐵路道床施工，對(duì)重載線路道床施工工序、關(guān)鍵工序質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)、施工組織和機(jī)具配備以及道床施工質(zhì)量和安全控制措施進(jìn)行了介紹。施工效果良好，能滿足重載線路有砟軌道狀態(tài)要求。

重載線路 有砟軌道 道床施工

重載鐵路的軌道結(jié)構(gòu)以有砟軌道為主，道床承受軌枕壓力，并把壓力均勻傳遞到路基上。道床提供的縱橫向阻力對(duì)于保持軌道的穩(wěn)定性具有重要作用。狀態(tài)良好的道床提供的排水功能可以減少道床病害。隨著列車牽引質(zhì)量、軸重和線路年運(yùn)量的增加，重載鐵路軌道結(jié)構(gòu)傷損加劇，養(yǎng)護(hù)維修工作量增加，其中道床的臟污板結(jié)、彈性降低、排水不暢是養(yǎng)護(hù)維修工作的主要病害。道床病害會(huì)引起鋼軌、扣件、軌枕傷損增加，影響重載鐵路的安全性和經(jīng)濟(jì)效益。因此，研究重載鐵路道床施工技術(shù)，保證道床的施工質(zhì)量，對(duì)于延緩道床下沉，保證行車安全，以及延長(zhǎng)大修周期具有重要意義。

1 山西中南部鐵路通道重載有砟軌道結(jié)構(gòu)

山西中南部鐵路通道正線長(zhǎng)1 269.6 km，按照國(guó)鐵Ⅰ級(jí)重載鐵路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，為雙線電氣化、自動(dòng)閉塞、客貨混行、大能力運(yùn)輸通道。設(shè)計(jì)年運(yùn)量2億t，設(shè)計(jì)速度120 km/h，牽引質(zhì)量5 000 t(部分區(qū)段1萬(wàn)t)，最小曲線半徑一般為1 200 m，困難區(qū)段為800 m。貨運(yùn)列車由和諧型電力機(jī)車牽引，客運(yùn)列車由SS9型機(jī)車牽引，為我國(guó)第一條30 t軸重重載鐵路。全線有砟軌道長(zhǎng)973.8 km，無(wú)砟軌道長(zhǎng)293.5 km。

山西中南部鐵路通道路基地段采用雙層道床結(jié)構(gòu)，見圖1。面砟厚30 cm，底砟厚20 cm。道床頂寬3.5 m，砟肩堆高0.15 m，邊坡1∶1.75。橋梁及隧道內(nèi)采用單層道床，道床厚35 cm，砟肩與擋砟墻之間以道砟填平。道床材料采用一級(jí)道砟，材料應(yīng)符合《鐵路碎石道砟》(TB/T 2140)及《鐵路碎石道床底砟》(TB/T 2897)的規(guī)定。

圖1 有砟軌道結(jié)構(gòu)(單位:mm)

2 重載線路道床施工

2.1 道床施工作業(yè)程序

道床施工在路基段(橋梁和隧道內(nèi))預(yù)鋪底砟后，采用機(jī)械鋪軌或人工鋪軌，風(fēng)動(dòng)卸砟車卸砟，大機(jī)整道作業(yè)車組(簡(jiǎn)稱MDZ車組，由配砟整形車、搗固車、動(dòng)力穩(wěn)定車組成)分層上砟整道作業(yè)，經(jīng)過(guò)幾次循環(huán)直至道床穩(wěn)定。

2.2 施工工藝

分層上砟施工工藝流程見圖2。

圖2 分層上砟整道工藝流程

2.3 施工作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)

2.3.1 施工準(zhǔn)備

1)鋪軌后及時(shí)進(jìn)行初步整道，撥順軌道方向，消除曲線反超高和扭曲，保證行車安全。根據(jù)道床斷面及每次起道量估算補(bǔ)砟數(shù)量，補(bǔ)砟應(yīng)均勻充足，尤其是軌枕盒內(nèi)及砟肩處道砟應(yīng)充足。拆除影響大機(jī)作業(yè)的鐵路設(shè)施，清理道床坡腳外100 mm范圍內(nèi)的其它障礙物，方正軌枕，更換失效軌枕，補(bǔ)齊、上緊扣件。

2)施工作業(yè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備包括:①坡度表上需注明線路坡度、坡長(zhǎng)及變坡點(diǎn)里程，其中變坡點(diǎn)位置要用白油漆標(biāo)示在鋼軌內(nèi)側(cè)。②起道量表上每隔50 m計(jì)算一個(gè)起道量，所有變坡點(diǎn)及豎曲線起止點(diǎn)處也必須要起道量數(shù)據(jù);起道量數(shù)據(jù)按搗固車作業(yè)方向標(biāo)示于軌枕上;直線地段每100 m計(jì)算一個(gè)撥道量，變坡點(diǎn)處必須要有撥道量;曲線地段要求五大樁位置上必須要有撥道量，緩和曲線每10 m、圓曲線每20 m計(jì)算一個(gè)撥道量，撥道量數(shù)據(jù)按搗固車作業(yè)方向標(biāo)示于軌枕上。③曲線表內(nèi)容包含曲線起止里程、曲線半徑、緩和曲線長(zhǎng)度、曲線超高、曲線方向。④曲線五大樁位置應(yīng)在線路軌枕面上用紅油漆標(biāo)注ZH，HY，QZ，YH，HZ字樣。⑤豎曲線表標(biāo)明起止點(diǎn)里程、豎曲線半徑、長(zhǎng)度，豎曲線起點(diǎn)和終點(diǎn)在道心軌枕上用油漆標(biāo)注SQ，SZ字樣。

3)風(fēng)動(dòng)卸砟車卸砟應(yīng)有專人指揮，專人看守，卸砟過(guò)程中與機(jī)車司機(jī)保持聯(lián)系，以防多卸或少卸。卸砟后應(yīng)及時(shí)清道，保證行車安全。

2.3.2 道床施工

1)預(yù)鋪底砟或道砟

在路基段(隧道或橋梁上)預(yù)鋪底砟，并用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碾壓后厚度為200 mm。在線路中線挑槽，槽寬600 mm，深度30～50 mm，密實(shí)度不低于1.6 g/cm3。

2)鋪軌后分層上砟整道

風(fēng)動(dòng)卸砟車卸砟后，應(yīng)先利用整形車進(jìn)行攏砟、勻砟，確保大機(jī)作業(yè)前枕木盒內(nèi)道砟飽滿。配砟整形車在收放工作裝置時(shí)，應(yīng)選擇線路比較平直的地段進(jìn)行，在雙線地段要與防護(hù)員聯(lián)系，待確認(rèn)鄰線無(wú)列車通過(guò)后方準(zhǔn)收起和放下工作裝置。

3)搗固車作業(yè)

①起道、撥道、搗固作業(yè)應(yīng)在低于長(zhǎng)鋼軌鋪設(shè)軌溫20℃和高于鋪設(shè)軌溫15℃范圍內(nèi)進(jìn)行。②第1遍搗固作業(yè)以線路縱向平順為主，起道量不宜大于60 mm，作業(yè)方式為單搗;第2、第3遍搗固按起道量作業(yè)，起道量不宜大于100 mm，作業(yè)方式為雙搗;第4遍搗固作業(yè)以精細(xì)整道為主，起道量不宜大于50 mm，作業(yè)方式為單搗;每次起道、撥道、搗固作業(yè)后軌枕頭外側(cè)應(yīng)有一定數(shù)量的道砟，以保證長(zhǎng)軌軌道的穩(wěn)定性。③枕下的道砟厚度不足150 mm時(shí)，不得進(jìn)行搗固作業(yè)。④搗固作業(yè)結(jié)束前，在作業(yè)終點(diǎn)劃上標(biāo)記，并以此開始按不大于2‰的坡度遞減順坡。一般不在圓曲線上順坡，嚴(yán)禁在緩和曲線上順坡結(jié)束作業(yè)。

4)動(dòng)力穩(wěn)定車作業(yè)

①每層道床起道、搗固作業(yè)后，進(jìn)行動(dòng)力穩(wěn)定作業(yè)。②從路基向橋上進(jìn)行動(dòng)力穩(wěn)定時(shí)，在上橋前30 m范圍內(nèi)把豎向荷載逐漸降低50%，并在下橋后30 m范圍內(nèi)再把豎向荷載逐漸提高到原來(lái)的數(shù)值。隧道中采用在橋上同樣的方法處理。穩(wěn)定車在橋上進(jìn)行動(dòng)力穩(wěn)定作業(yè)時(shí)應(yīng)避開橋梁自振頻率，作業(yè)走行速度不得低于1 km/h。③動(dòng)力穩(wěn)定車在橋上不得開始起振，也不宜結(jié)束作業(yè)。④作業(yè)方向確定后，應(yīng)根據(jù)線路情況，先調(diào)整好作業(yè)速度、預(yù)定下沉量和垂直預(yù)加荷載，再進(jìn)行穩(wěn)定作業(yè)。⑤在線路橫向平順性較差的情況下，應(yīng)分別針對(duì)兩側(cè)鋼軌調(diào)整其預(yù)定下沉量及垂直預(yù)加荷載。

5)竣工驗(yàn)收

線路經(jīng)過(guò)4遍精細(xì)整理后，應(yīng)達(dá)到表1驗(yàn)收要求。

表1 軌道靜態(tài)幾何尺寸允許偏差

2.3.3 勞動(dòng)力組織

有砟軌道分層上砟整道勞動(dòng)力組織見表2。

表2 勞動(dòng)力組織

2.3.4 機(jī)具設(shè)備配置

主要機(jī)具設(shè)備配置見表3。

表3 主要機(jī)具設(shè)備配置

3 道床施工質(zhì)量及安全控制措施

道床施工中搗固車搗鎬下插道床的振搗作業(yè)持續(xù)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易造成枕木移位，搗固車作業(yè)對(duì)位不準(zhǔn)確容易造成軌枕、扣件損傷。

1)質(zhì)量控制措施

提前方正軌枕，補(bǔ)齊、上緊扣件，更換失效軌枕。在有砟橋上，枕下道砟厚度不足150 mm時(shí)不能進(jìn)行搗固作業(yè)。搗鎬板面積小于原始面積的80%時(shí)應(yīng)立即更換。搗固車作業(yè)人員應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，準(zhǔn)確對(duì)位，避免損傷軌枕。振搗作業(yè)持續(xù)時(shí)間應(yīng)根據(jù)道床密實(shí)情況進(jìn)行調(diào)整，避免軌枕移位。路基與橋梁、路基與隧道、無(wú)砟道床與有砟道床、新筑路基與既有線路基連接地段除應(yīng)加強(qiáng)搗固外，還需人工進(jìn)行順接處理。

2)安全控制措施

卸砟時(shí)卸砟人員要聽從卸砟負(fù)責(zé)人指揮。K車卸砟應(yīng)均勻，嚴(yán)禁單面卸砟，在道心卸砟時(shí)要加強(qiáng)瞭望，嚴(yán)禁鋼軌上存留道砟。道岔卸砟時(shí)，每卸一遍要清理干凈后方可卸第二遍。卸砟完畢后，檢查并關(guān)閉風(fēng)門。

大型養(yǎng)路機(jī)械運(yùn)行時(shí)，嚴(yán)格執(zhí)行“徹底瞭望、確認(rèn)信號(hào)、高聲呼喚、手比眼看”十六字令。嚴(yán)禁酒后開車，進(jìn)出站要使用無(wú)線列調(diào)電臺(tái)與車站聯(lián)系，運(yùn)行當(dāng)中加強(qiáng)與前后工程列車聯(lián)系，運(yùn)行途中停車時(shí)，前后設(shè)專人防護(hù)，備齊防護(hù)用品，禁止關(guān)機(jī)運(yùn)行。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，嚴(yán)禁任何人搶上搶下或?qū)⑸眢w探出車外，需要瞭望時(shí)，應(yīng)抓緊扶牢，不允許在車幫上或架空物上坐臥，不允許頭腳伸出車外。各車聯(lián)掛運(yùn)行時(shí)，牽引車司機(jī)與各動(dòng)力車司機(jī)應(yīng)經(jīng)常用對(duì)講機(jī)保持聯(lián)系，通報(bào)前方信號(hào)開放情況以及提出加速、減速或制動(dòng)要求。嚴(yán)禁超速運(yùn)行，遇天氣不良或瞭望條件差和線路狀態(tài)不良的地段，要降低運(yùn)行速度，確保行車與大型養(yǎng)路機(jī)械的安全。機(jī)組進(jìn)入?yún)^(qū)間摘車和掛車作業(yè)應(yīng)按規(guī)定操作。施工結(jié)束后，機(jī)組返回車站前應(yīng)與車站值班員聯(lián)系，憑進(jìn)站信號(hào)返回車站。機(jī)組人員撤離前，各車必須聯(lián)掛并施以手剎制動(dòng)，上好止輪器，以防車組溜逸。

4 結(jié)語(yǔ)

截止到2014年3月，中南通道完成了重載有砟軌道的道床施工，由于施工過(guò)程中對(duì)各項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)格控制，不僅保證了道床施工質(zhì)量，道床密實(shí)度和穩(wěn)定性均滿足重載鐵路有砟軌道運(yùn)行狀態(tài)要求，而且降低了運(yùn)營(yíng)初期養(yǎng)護(hù)工作量。

［1］王旭榮.大秦鐵路鋼軌使用壽命和延長(zhǎng)措施研究［J］.中國(guó)鐵路，2011(6):43-46.

［2］李長(zhǎng)偉，王金虎，李華棟，等.重載鐵路線路病害治理、維修和養(yǎng)護(hù)［J］.中國(guó)鐵路，2009(6):54-57.

［3］楊德修.重載鐵路軌道技術(shù)發(fā)展方向研究［J］.鐵道工程學(xué)報(bào)，2012(2):41-44.

［4］中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵建設(shè)［2009］141號(hào)有砟軌道鐵路鋪?lái)恼朗┕ぷ鳂I(yè)指南［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2009.

［5］中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵運(yùn)［2006］227號(hào)大型養(yǎng)路機(jī)械使用管理規(guī)則［S］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2009.

［6］國(guó)際重載協(xié)會(huì).國(guó)際重載鐵路最佳應(yīng)用指南——線路施工與運(yùn)營(yíng)維修［M］.北京:中國(guó)鐵道出版社，2011.

［7］李長(zhǎng)偉，王金虎，李華棟，等.重載鐵路線路病害治理、維修和養(yǎng)護(hù)［J］.中國(guó)鐵路，2009(6):54-57.

［8］高建敏.鐵路有砟軌道下沉及高低不平順發(fā)展預(yù)測(cè)研究［D］.成都:西南交通大學(xué)，2008.

(責(zé)任審編葛全紅)

U213.7

A

10.3969/j.issn.1003-1995.2015.02.32

1003-1995(2015)02-0115-03

2014-09-10;

2014-11-25

程星璠(1979—)，男，陜西乾縣人，工程師。