城市軌道交通無縫線路應力放散施工及運營保障措施

徐 棟 陳萬里

(北京市軌道交通運營管理有限公司， 北京 100068)

1 概述

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市軌道交通發(fā)揮的作用越來越大。相較于高速鐵路，城市軌道交通運行速度較低，其無縫線路鋪設施工質量控制要求也相對較低[1-3]。無縫線路的鋪設質量與其鎖定軌溫密切相關，為掌握準確的無縫線路鎖定軌溫，一般需要重新組織對無縫線路的應力放散[4-5]。國鐵的無縫線路應力放散技術相對成熟，施工組織及保障方案較為完善，但城市軌道交通既有線的無縫線路應力放散施工組織、各專業(yè)的保障措施尚無詳細可參考的實際案例和經(jīng)驗。

2 應力放散施工準備

2.1 了解設計技術標準

結合設計資料和現(xiàn)場情況，準確掌握鋼軌、扣件、道床形式、線路縱斷面坡度、軌距、曲線超高、螺栓扭矩、無縫線路設計鎖定軌溫、接觸軌、防脫護軌等情況。同時，對放散區(qū)段內(nèi)的軌旁設備進行全面摸底，提前評估軌旁設備對施工作業(yè)的影響。該過程應重點關注以下幾點[6-10]。

(1)鋼軌型號

對于采用耐磨軌的小半徑曲線地段，需要在備軌、配軌焊接前提前考慮。

(2)扣件形式

對于高架線無縫線路使用的小阻力扣件，要關注其扣件彈程、扭力矩以及軌下膠墊的組合使用。

(3)靜態(tài)幾何尺寸

應力放散前，應使用軌檢儀或者絕對測量儀對線路靜態(tài)幾何尺寸進行全面檢查，對超限部位提前進行整改。

(4)施工時間

在北京地區(qū)， 4月～6月初的氣溫有利于夜間組織無縫線路露天段的應力放散作業(yè)。當軌溫過高時，可以采用灑水等降溫措施?，F(xiàn)場實踐表明，在放散長度較長、作業(yè)時間比較緊張的情況下，灑水降溫速度慢，效果不甚明顯。

(5)鎖定軌溫

在北京地區(qū)，無縫線路設計鎖定軌溫一般按26±5 ℃考慮。在放散應力施工時，應該根據(jù)現(xiàn)場情況(如設置防雪棚對軌溫的影響)，針對不同長度的軌條確定鎖定軌溫，并在放散時通過拉伸器實現(xiàn)鎖定軌溫的統(tǒng)一設置。在大興國際機場線軌道施工中，對隧道內(nèi)、隧道口200 m過渡段、高架線，分別按照20 ℃、22 ℃、24 ℃三個鎖定軌溫進行了應力放散鎖定。

(6)放散固定端

對于配置伸縮調節(jié)器的線路，應提前對伸縮調節(jié)器進行保養(yǎng)；拉伸放散時，避免將自由端放在伸縮調節(jié)器端。當放散長軌條自由端設置在緩沖軌前時，應根據(jù)選擇的拉伸器型號、鎖定軌溫、放散量、緩沖區(qū)的長度、扣件阻力等因素，驗算緩沖區(qū)道床縱向阻力是否滿足要求。對于同時連接道岔和長軌條的緩沖區(qū)，在放散時必須考慮緩沖區(qū)作為拉伸固定端對道岔的影響。應根據(jù)鋼軌型號、每組鋼軌扣件的縱向阻力、計劃鎖定軌溫與實際軌溫差ΔT、放散單元長度L、鋼軌與輥軸的摩擦系數(shù)μ等，確定拉伸器及放散時的固定端。再通過計算，確定拉伸器噸位及固定端長度l(見表1)。

表1 拉伸器選擇及放散時固定端的確定

(7)全面調查軌旁設備

對可能影響施工或施工中需要拆除、保護的軌旁設備，應建立詳細的臺賬，并告知信號、供電、機電設備專業(yè)進行復核和評估。其中，應重點關注鋼軌上的信號計軸器和最近扣件的距離關系。

2.2 提高工效的現(xiàn)場措施

根據(jù)以往既有線放散施工的經(jīng)驗[11-13]，應在2.5 h的有效作業(yè)時間內(nèi)，以140人左右規(guī)模的施工隊伍(含現(xiàn)場管理、技術人員)，完成2～3 km單股延長米(左右股各1～1.5 km長)的無縫線路應力放散施工作業(yè)。以下是有利于提高工效的有效做法。

①根據(jù)夜間運營情況，待末班車通過后，對當晚施工作業(yè)地段安排接觸軌停電。

②利用等點時間，組織施工人員提前進行安全交底和工具、人員清點。

③根據(jù)工作內(nèi)容和工作量的不同，將作業(yè)工人劃分為若干作業(yè)班隊，一般可配置作業(yè)隊3個(分別為應力放散作業(yè)隊1個、線路維護工班1個，應急搶險隊1個)，工作內(nèi)容及配置如表2。

表2 施工人員配置

④根據(jù)分工，各班組配備相關的施工器具(每個人攜帶的工具基本固定)。

⑤根據(jù)施工組織方案和計劃安排，提前在現(xiàn)場對各班組作業(yè)段進行“可視化”分工標識。例如：為保證人員迅速進入現(xiàn)場施工，在應力放散段的道床水溝內(nèi)，每隔50～100 m進行噴漆(直線)標識，以劃分區(qū)域。施工人員按要求到達指定區(qū)域(如圖1)。

圖1 施工區(qū)域劃分示意

⑥每隔10根軌枕，在垂直于線路方向的道床邊緣噴漆(直徑約5 cm圓形)，作為放散支墊滾杠位置標記(如圖2)。小半徑曲線地段的應力拉伸放散必須考慮鋼軌傾覆的風險?？梢钥紤]采用防傾覆滾杠，同時每隔100 m左右安裝一根防傾覆支撐桿。

圖4 現(xiàn)場區(qū)間放散示意

圖2 放散支墊(滾杠)位置標記示意

⑦在放散段，從自由端往固定端方向每隔100 m標記1個三角符號作為應力放散臨時觀測點(見圖3)。

圖3 臨時觀測點標記示意(單位：m)

⑧施工現(xiàn)場的放散示意見圖4。此外，應在當天施工交底會上明確交底。施工開始前，各班組可以根據(jù)這些信息，快速、有序地進入各自作業(yè)面。

⑨采用拉伸放散時，應提前確定鋼軌拉伸的方向。拉伸放散時必須配合撞軌器撞軌(建議沿著行車方向撞軌和拉伸)，撞軌器的設置間隔為300～400 m，小半徑曲線應考慮加密設置。道床縱向坡度大于10‰時，應沿著下坡方向拉伸，行車方向和坡度沖突時，應根據(jù)現(xiàn)場實際綜合考慮。

⑩ 線路鎖定完畢后，應立即恢復無縫線路爬行觀測標尺。

3 保障措施

3.1 信號專業(yè)

(1) 計軸設備

①根據(jù)鎖定軌溫、作業(yè)軌溫、鋼軌拉伸長度，預判拉伸放散對計軸位置的影響。

②施工前，提前準備計軸設備相應備件、物料及工具等工作防護保障用品。施工時，需核對計軸編號，嚴格按照施工計劃進行作業(yè)[14]。如突破時間節(jié)點，應及時向負責人匯報。

(2)波導管設備

根據(jù)現(xiàn)場條件，施工前應拆除波導管，施工結束后及時恢復；如無法立即恢復，可用塑料布封住波導管端口，并使用扎帶扎緊。

(3)應答器設備

①準備用于正線的各種型號應答器各1個作為應急備件，以及燒錄報文專用筆記本電腦1臺。若出現(xiàn)意外情況導致應答器損壞，應立即進行更換。

②有源應答器可以通過LEU機柜查看，無源應答器的檢查需次日驗證。若發(fā)現(xiàn)應答器狀態(tài)異常，應在次日夜間進行更換。

3.2 供電專業(yè)

(1)回流銅排

如由于時間原因無法及時安裝回流銅排時，可采用急接線方式進行連接。

(2)均流銅排

①如由于時間原因無法及時安裝均流銅排時，可采用回流電纜應急方式進行安裝。

②重新申請計劃后，再進行本站更換鋼軌處均流銅排的安裝(栓接+釬焊)。

(3)均、回流電纜接線端子

①當均、回流電纜接線端子發(fā)生斷裂時，如果時間允許，應更換新的接線端子。

②如果時間緊張，當回流箱到鋼軌間端子發(fā)生斷裂時，可將預制好的電纜先臨時過渡安裝在相應部位；待第二天重新申請計劃后，拆除臨時過渡電纜，按現(xiàn)場所需電纜的實際長度，進行接線端子的壓接與安裝。當均流電纜端子發(fā)生斷裂時，可將斷裂端子用絕緣膠布包裹并固定。

③當鋼軌因時間及施工工藝等原因未能及時完成焊接時，可用軌連線方式連接斷口兩端鋼軌(鋼軌腰部打孔，用兩根1 m×120 mm2軟電纜連接)。如果不能采用軌連線方式，可用回流銅排應急安裝方式將斷口兩端用電纜連接，并適當增加電纜根數(shù)，如果更換的鋼軌兩端都沒有焊接，可在更換鋼軌內(nèi)每200 m增加1處臨時均流電纜。

(4)道床回流端子及連接電纜

如道床回流電纜絕緣層損壞或端子斷裂，可將損壞電纜拆下，置換相同規(guī)格電纜即可。如道床回流引出端子斷裂，可將斷裂處連接電纜拆卸，待軌道專業(yè)恢復引出端子后，再將道床回流電纜恢復[15-16]。

(5)參比電極連接線損壞及引出端子檢測

①如遇參比電極引出電纜損壞，應及時修復；如根部斷裂不能修復，可將斷裂的兩頭用絕緣膠布包裹，并將頭部固定在道床上，防止斷頭揚起影響行車。

②當引出端子斷裂無法修復時，可將接到引出端子的線頭用絕緣膠布包裹并在原地固定，防止斷頭揚起影響行車。

(6)過軌電纜

若電纜導體損壞或斷裂，時間容許時，可將損壞電纜拆下，將電纜按工藝要求進行對接；若時間不容許時，可對電纜進行包扎處理，待重新申請計劃后，再進行電纜修復工作。

4 結束語

通過調整運營停電時間、現(xiàn)場“可視化”分工組織，針對無縫線路應力放散施工給信號、供電等專業(yè)設備帶來的影響進行提前預判，嚴格卡控現(xiàn)場流程順序、工藝質量。即使在有限的“天窗”時間內(nèi)也能夠安全順利、高效、高質量地完成既有線無縫線路的應力放散施工。