既有線路道床病害綜合整治技術(shù)、設(shè)備與施工組織的實踐研究

范明明、許健、王東光、毛景新、李智博

（內(nèi)蒙古中電物流路港有限責(zé)任公司赤峰鐵路分公司，內(nèi)蒙古 赤峰024000）

0 引言

道床病害是道床在長時間投入使用后，隨列車荷載反復(fù)作用，碎石道床產(chǎn)生的非正常變形，主要包括道床變形、道床臟污、道碴粉化、道碴坍塌、道床翻漿及道床板結(jié)等。赤大白線路為單線有砟軌道，運輸量大，道床病害不僅干擾線路正常運行，還影響道床承受力和彈性。本次施工的赤大白線路某段長約150m，位于路塹內(nèi)，路塹外為草原生態(tài)。該位置道床板結(jié)較為嚴(yán)重，基礎(chǔ)為風(fēng)化巖山體和少量黃土，排水設(shè)施排水不暢，需要重新砌筑排水溝，換填道床，降低標(biāo)高后進(jìn)行搗固清篩等綜合整治。因受限于復(fù)雜的地形，大型施工機械無法進(jìn)入作業(yè)地點，人工作業(yè)效率低下，也無法有效進(jìn)行綜合整治。赤大白鐵路公司堅持創(chuàng)新驅(qū)動，加快智慧鐵路建設(shè)步伐，積極研究采用新技術(shù)、新設(shè)備進(jìn)行線路養(yǎng)護(hù)，并在新技術(shù)、新設(shè)備應(yīng)用中，探究并實踐總結(jié)了一套較為科學(xué)高效的施工方法、施工組織，提高病害整治效率和質(zhì)量，為赤大白線路創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益，提供強有力的支持與保障。

1 病害整治設(shè)備及工藝

GCY-300ⅡDX型多功能作業(yè)車集清篩、挖掘、搗固、破碎等功能于一身，通過快換接口安裝不同的作業(yè)終端，完成枕木更換、扒砟作業(yè)、路基開槽、侵限樹枝切割等作業(yè)任務(wù)，也可兼作牽引車輛。病害整治作業(yè)核心是GCY-300ⅡDX型多功能作業(yè)車，物料運輸車、軌道平車配合；關(guān)鍵是通過對工藝技術(shù)要點的控制和施工方法的合理組織，充分利用GCY-300ⅡDX作業(yè)車的多種作業(yè)功能完成病害整治作業(yè)[1]。

1.1 施工設(shè)備

GCY-300ⅡDX型多功能作業(yè)車最高運行速度120km/h,采用濰柴動力WP12.480型電噴水冷發(fā)動機(功率353kW)，排放達(dá)到了國Ⅲ標(biāo)準(zhǔn)。采用液力傳動，實現(xiàn)無級變速。配備兩個液壓泵，可為機械臂與配套作業(yè)裝置提供足夠強大的動力。車上還配備有液壓與電動接口，可連接液壓與電動工具或設(shè)備進(jìn)行作業(yè)。機械臂終端作業(yè)裝置有合金挖掘鏈、合金搗鎬搗固裝置、多功能鏟斗、軌枕更換裝置等，機械臂上共有三路液壓接口，通過機械、液壓快換接頭與作業(yè)裝置進(jìn)行連接，單個作業(yè)裝置連接僅需3～5min；9尺石砟扒鏈采用側(cè)切式挖掘，用于道床道砟清理，可選擇不同的作業(yè)速度；挖斗裝置設(shè)濾網(wǎng)，可完成石砟、污土的篩分作業(yè)；軌枕更換裝置主要用于軌枕的抓取、搬運、安裝工作，能適應(yīng)多種型號的軌枕夾持作業(yè)；搗固裝置設(shè)有四個搗鎬，能完成道床換填后的搗固作業(yè)；利用軌道車牽引平板車、物料運輸車及時補充或清出道砟(見表1)。

表1 投入的主要施工設(shè)備表

1.2 施工工藝方法

根據(jù)工程實際情況，將本工程劃分4個階段：

第一階段,排水溝開挖，同時為清篩換填作業(yè)提供棄土槽。挖掘出的塊石用來砌筑排水溝，棄土和碎石由平板車運送至路肩寬度不足的高路堤地段，用來幫寬路肩寬。第二階段,道床清篩和基礎(chǔ)換填，基底排出的棄土整平后作為路肩。第三階段,線路搗固作業(yè)，作業(yè)前需進(jìn)行道砟預(yù)卸并裝袋作為墊砟使用。第四階段,排水溝砌筑，砌筑方案為漿砌片石，砌筑材料使用換填開挖出的符合要求的山體塊石。

施工過程中需要進(jìn)行的開挖、清篩、破碎、搗固等作業(yè)全部由GCY-300ⅡDX型多功能作業(yè)車完成，人工負(fù)責(zé)清篩作業(yè)期間障礙石的清理和卸砟前的墊砟運輸。

開挖水溝產(chǎn)生的碎石棄土使用軌道平板車進(jìn)行運輸，卸土地點選擇區(qū)間內(nèi)路肩不足的高路堤地段，可用滲水性較好的碎石棄土幫寬路肩。如附近無對碎石棄土再利用的場所或廢料滲水性不達(dá)標(biāo)，則將廢料卸至路基邊坡或?qū)Ｓ脳壨翀?。為不影響施工效率，卸料地點距離施工地點的往返路程用時為30min。施工過程各階段應(yīng)注意按表2中的技術(shù)要點卡控[2]。

表2 關(guān)鍵技術(shù)要點

1.3 施工組織

根據(jù)本工程施工特點、現(xiàn)場施工條件和施工總體計劃；各施工隊勞動力組織實行彈性編制，動態(tài)管理，投入軌道車司機、多功能車操作人員、測量工、汽車司機、普工等工種人員。施工人員根據(jù)階段工期安排及各工程項目開工先后次序分批組織進(jìn)場，施工過程中，采取用工彈性制度，根據(jù)工程的進(jìn)展進(jìn)行合理安排勞力。

2 質(zhì)量效益及優(yōu)勢

2.1 質(zhì)量效益

本次作業(yè)內(nèi)容涵蓋線路道床清篩、基礎(chǔ)換填、接頭軌枕抽換等多項難點工程。清篩換填深度為枕下40cm,風(fēng)化巖石層全部破除移出更換為石砟道床，作業(yè)后道床、基礎(chǔ)彈性良好，沉降量小，排水暢通。搗固作業(yè)搗固深度為30～40cm，夾持時間為3～4s，搗固寬度為8面寬度400mm以上[3]。

2.2 施工周期優(yōu)勢

施工封鎖時間與施工周期大量縮短，本次施工周期人工和機械共計使用20個工日，單機單日（6h）清篩道床72m3（長度50m）、換填基礎(chǔ)30m3、土方清運40m3、線路搗固150m。使用傳統(tǒng)人工作業(yè)，按定額計算至少需要114個理論工日，（實際施工作業(yè)時，因為清篩施工勞動強度大，人員不具備連日作業(yè)的能力，施工周期會高于定額計算的周期）。本次施人工和機械僅使用20個工日，施工作業(yè)效率相比較人工作業(yè)提升82%。

2.3 設(shè)備綜合優(yōu)勢

本次施工采用多功能作業(yè)車施工相比較采用大型養(yǎng)路機械設(shè)備的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在設(shè)備使用成本的優(yōu)勢和綜合作業(yè)的優(yōu)勢。

2.3.1 施工成本優(yōu)勢

本次施工地段病害整治需要抽換枕木、鋼軌，換填道床，清篩、搗固等多種作業(yè)，如單獨采用清篩機、搗固車等大型養(yǎng)路機械，設(shè)備使用、維保成本及機組人員配備成本遠(yuǎn)超過多功能作業(yè)車的使用成本。通常清篩機的租賃費用為35萬/km，大型搗固機為1.5萬/km/組道岔，采用日租的方式則價格更高。多功能作業(yè)車每日租賃費用為5萬元[4]。

2.3.2 設(shè)備作業(yè)效率優(yōu)勢

清篩機開槽、連接挖掘鏈的準(zhǔn)備時間較長，不能充分發(fā)揮作業(yè)效率；另外,本次作業(yè)區(qū)段枕下石砟中大型巖石較多，大型清篩機挖掘鏈寬度較寬（約260mm），如遇人力無法挖出和移動的石塊，且起道量不足以讓挖掘鏈越過石塊，則只能拆除挖掘鏈，越過大石塊重新開槽、連接挖掘鏈（至少60min）再進(jìn)行作業(yè)，對于天窗時間浪費較大，有延點風(fēng)險。本次使用的多功能作業(yè)車側(cè)切式挖掘鏈寬度為135mm，起道使挖掘鏈越過石塊的起到量遠(yuǎn)小于清篩機260mm挖掘鏈，或直接使用側(cè)切方式轉(zhuǎn)出鏈條，越過大石塊從下一個作業(yè)面切入迂回對大石塊周邊進(jìn)行挖掘作業(yè)，并通過施工組織配合作業(yè)，極大地提高了作業(yè)機動性，節(jié)省了天窗時間。

2.4 與人工作業(yè)的對比

在傳統(tǒng)工務(wù)局部維護(hù)作業(yè)中，人工作業(yè)仍然是目前的主要施工方式。本施工使用傳統(tǒng)人工作業(yè)，按定額計算至少需要114個理論工日，但復(fù)雜的施工組織、人員和維護(hù)物料運輸、較低的施工效率和人員素質(zhì)參差不齊導(dǎo)致施工質(zhì)量低于機械作業(yè)；風(fēng)、沙、雨、雪、塵、等惡劣的施工環(huán)境和復(fù)雜工況，人員傷病等問題都極大地限制了人工作業(yè)的安全性、可靠性、持續(xù)高效性和企業(yè)經(jīng)濟效益。人工投入少，人工成本下降61%。全過程機械化施工有助于提高施工后的設(shè)備穩(wěn)定性，能更好地滿足既有線養(yǎng)護(hù)維修要求。

3 結(jié)語

相關(guān)數(shù)據(jù)顯示用工老齡化已經(jīng)是不可逆轉(zhuǎn)的發(fā)展趨勢，已經(jīng)直接影響到鐵路工務(wù)作業(yè)在內(nèi)的各行業(yè)勞動用工；此外，中國目前已經(jīng)進(jìn)入多元化社會，就業(yè)方式、崗位和社會思維轉(zhuǎn)變，愿意從事工務(wù)作業(yè)的勞動人員越來越少。采用機械化、智能化鐵路施工作業(yè)方式是未來發(fā)展的趨勢，結(jié)合線路情況，通過新設(shè)備、新工法的探索研究、應(yīng)用實踐，保障鐵路維修養(yǎng)護(hù)作業(yè)做到提質(zhì)增效。