高鐵客運專線線路病害研究

岳文

北京局集團公司衡水工務段 河北 衡水 053000

1 高鐵客運的有砟軌道分析

針對高鐵線路的施工建設，相關管理部門為了確保高鐵可以順利通行，就應對高鐵內(nèi)重要基礎設施制定嚴格的技術標準。一般情況下，普通鐵路和高速鐵路的有砟軌道大體一致，確切地講，高鐵線路的要求較為苛刻。例如，高鐵建設線路經(jīng)過施工建設人員采用專業(yè)的技術方法，通過對高鐵內(nèi)部的軌枕進行加寬處理，可以明顯減小枕下作用力，即安設重型結構軌枕，重型軌枕通過較大的寬枕就可以支撐相關內(nèi)部結構，承載較大的作用力，同時附加適量的彈性墊層來改善軌道的彈性[1]。

2 高鐵線路病害形成原因及相關處理措施

2.1 三角坑產(chǎn)生的因素

2.1.1 路基出現(xiàn)病害。當對道路線路進行施工建設中，路基路面建設構成了高鐵客運線路的主體，受到各種外界客觀環(huán)境因素影響，路面的相關結構就會受到損害，加上施工建設材料的性能較差，當大量車輛對路面進行高負荷碾壓時，導致路面剛度的穩(wěn)定性、安全性下降，一旦路基出現(xiàn)翻漿冒泥、路面凍脹以及路基高度下沉等情況，就會使得路面的建設結構受到損害，久而久之，形成基坑。

2.1.2 道床病害。對于高鐵線路的道床施工管理，建筑施工單位經(jīng)常會選用剛性較強、厚度較高的雙層道床，為了保證高鐵軌道的彈性、減少噪音影響，進而避免高鐵列車對車身的撞擊，由于相關部門操作不當，在大量車輛以及其他重物的負荷值下，道床的結構會發(fā)生嚴重破壞，最后導致軌道沒有較好的彈性，并出現(xiàn)排水狀況；與此同時，列車長期對線路軌道進行施壓，道床的粉碎現(xiàn)象也越發(fā)明顯，并不斷出現(xiàn)液化情況，進而導致軌道出現(xiàn)變形，對高鐵的順利通行埋設眾多安全風險隱患，最終使得道路結構彎曲變形，誘發(fā)三角坑等病害[2]。

2.1.3 鋼軌不均勻磨耗。鋼軌作為鐵路軌道的重要組成部分，對高鐵的順利通行起著重要影響，鋼軌的重要零部件既是車輪引導的方向，也是高鐵軌道的重要導體，加上軌道處于長期運行，使得鋼軌的車輪和軌道近距離接觸，將會對重要零部件形成一定磨損，最后縮短高鐵等基礎設備和其他線路的使用周期。

2.2 三角坑處理方法

2.2.1 路基病害的處理方法。針對在2.5m之內(nèi)的軟弱土層，相關建設人員可以采用拋石擠淤、翻挖填土等技術處理；針對那些較高深度的軟弱土層，建設人員應在厚度較少的砂層或者硬土層，調配一定比例的水泥集料均勻進行攪拌，針對那些密度較好的土層，相關建設人員可以采用砂樁或者碎石樁等技術處理；針對地下水位較大且埋深較淺的土層，應采用強夯處理技術提升線路結構的安全性和穩(wěn)定性。

2.2.2 路基凍脹處理方法。首先，在線路實際施工建設中，施工管理部門可以根據(jù)工程建設狀態(tài)進行換填沙土處理，以防止路面出現(xiàn)冰凍現(xiàn)象；其次，應將高速鐵路線路的基礎地面建設安設在較高的地面結構，在溫度較低的情況下，路基的建設結構就不會受到過多負面影響。

2.2.3 鋼軌損壞處理方法。相關維修養(yǎng)護人員應結合具體的鋼軌受損狀況，對經(jīng)常破損的部位進行重點維修和養(yǎng)護，與此同時，相關部門應定期對鋼軌的結構質量進行檢測，當鋼軌面受到探傷損害后，相關人員應引進先進的維修手段來提高其整體結構性能。另外，管理部門應設立集中巡檢制度，對鋼軌受損重點區(qū)域和維修養(yǎng)護情況進行實時跟蹤記錄，為后期高鐵線路的安全管理奠定夯實的基礎。

3 客運線路道岔病害形成原因及相關處理措施

3.1 道岔病害常見類型和形成原因

3.1.1 尖軌與滑床板離縫。在客運線路的諸多病害中，該種線路病害的形成主要有兩個原因，首先是施工作業(yè)人員操作不當買入的岔枕角度不符合國家規(guī)定的建設標準；其次，一旦施工作業(yè)人員對尖輪安裝不合規(guī)時，尖軌卡在軌底內(nèi)部的輥輪處，尖軌高度上升會出現(xiàn)大量板床離縫現(xiàn)象；最后，受到外界客觀環(huán)境因素影響，在溫度變化較大的情況下，尖軌熱脹冷縮，軌道也可能處于離縫狀態(tài)。

3.1.2 尖軌與相鄰軌不密貼?？瓦\線路的軌道拉桿的尖軌和基本軌道出現(xiàn)大量縫隙后，在無人維修的情況下，道岔列車的輪緣會漸離相關軌道，最終導致道岔嚴重偏離正常運轉軌道，最終導致列車脫離正常的軌道路線，當翼軌和可心軌道不能有效結合時，車輛處于劇烈震動的情況下也會偏離軌道。

3.1.3 軌道不平順。通常情況下，垂向軌道不平順、橫向軌道不平順以及復合軌道不平順是最基本的三類軌道病害問題。其中，在垂直軌道不平順三種線路病害中，可能出現(xiàn)高低不平順的情況，產(chǎn)生此種現(xiàn)象的原因可能是運輸線路受到外界壓力負荷的影響，在長期碾壓的狀態(tài)下，部分公路橋梁路段出現(xiàn)扭曲沉降情況，加上線路軌道可能處于維修及養(yǎng)護期間，在外界客觀風險因素的影響下，會誘發(fā)一系列的鋼軌變化，水平不平順現(xiàn)象，客運線路在處于曲線上升階段時，因為在對外軌的設計過程中，需要設置一定的高度抵消相應的離心力，這種曲線設計高度的差異性可能會使得與預設的線路高度存在一定誤差；其次，在軌道橫向不平順的病害處理中，主要是指沿著線路縱向鋼軌的附近區(qū)域出現(xiàn)一定的誤差，這主要是由于兩方面一起的：其一，在實際的軌道施工鋪設進而機道整合作業(yè)期間，施工作業(yè)人員對重點關注的部位存在一定的偏離，其二，在外界客觀因素的干擾下，鋼軌的表層結構磨損現(xiàn)象嚴重，從一定程度上導致部分重要零部件出現(xiàn)失效現(xiàn)象或者嚴重的壓力負荷；最后，在軌道復合不平順中，在同一軌道斷面處，垂直方向和水平方向軌道的不平順導致軌道出現(xiàn)膨脹，并與相應的高軌區(qū)域形成明顯的反超高狀態(tài)。

3.2 道岔病害處理方法

首先，針對道岔結構受損狀態(tài)下，維修養(yǎng)護人員應及時更換重要零件，在施工作業(yè)建設期間，對道岔的重要部門進行實地測量，并合理調整各個結構部門的比例和建設尺寸；其次，針對心軌、尖軌和滑床板的離縫問題，管理部門通過抬高滑床板即安設岔枕來減少離縫的產(chǎn)生；最后，適當調整輥輪的建設位置，在保證相鄰的輥輪和尖軌軌底在46°的水平角度基礎上，確保軌道和各個重要部件的有機協(xié)調，并及時更換尖軌等重要零部件，延長其使用周期。

4 客運線路道床病害處理措施

4.1 整體管理方案

加強對道床質量的管理。第一，在施工的過程中嚴格執(zhí)行碎石道砟標準，從源頭上把關道砟的質量。第二，按照道床的實際情況來及時更換和篩除不合理固定的道砟，確保道床始終保持在理想的狀態(tài)。第三， 整治機床病害修復基床的密度和排水度，對基床填料不良或者密實度不足引起的翻漿問題要及時采取措施予以處理，徹底恢復路拱，確保路基路面的排水順暢。第四，改善外部條件對道床的污染，實現(xiàn)對客車垃圾回收和到站的統(tǒng)一管理。

4.2 無砟軌道道床破損處理方法

4.2.1 無砟軌道道床破損修復。首先，施工作業(yè)人員可以結合實際的施工狀態(tài)并使用破碎錘相關人員相配合的方式對相關道床板進行破除，在清理相應的路基結構面之后，采取一定的基礎措施對相關破損部位進行有針對性的修復處理；其次，建筑企業(yè)的管理人員可以通過軌排分段的施工管理方法對施工道床板進行一定的處理，設計人員應對實際的軌道地質情況、自然環(huán)境氣候以及相應的施工條件進行全面的分析和論證，在與原設計圖進行對比的同時，可以將線路軌頂?shù)街蔚讓用娴母叨仍O定在835mm；最后，在拆除下行線雙快式無砟軌道過程中，應采用適當?shù)牧Χ葘ι舷滦芯€的無砟軌道和線路間的填充混凝土進行相應的保護管理。

4.2.2 道岔區(qū)無砟軌道修復。同樣，采用破碎錘等施工設施在與施工作業(yè)人員相互配合的過程中，對道床板重點部位以及基面結構進行基礎的清理，按照預設的方式進行岔道組裝和管理，在實際的道岔管理期間，施工作業(yè)人員應嚴格按照國家固定的技術標準對生產(chǎn)建筑材料、接地施工、排水設計以及絕緣施工要求進行妥善的協(xié)調和處理，避免各個施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)不統(tǒng)一的情況，同時，為了避免下行線拆除過程中無砟軌道的施工對上行線路的不利影響，應采用一定的處理方案對其管控，例如，首先，可以通過切除受損部位的道岔床板，并在受損道岔部位以及未受損部位設立深度為5cm左右的裂縫和相應通道；其次，在嚴格按照對上行線道無砟軌道設計方案的基礎上，使用錨固銷釘?shù)炔牧线M行加固處理，施工作業(yè)人員可以通過縱橫向的處理方式對適當距離的銷釘進行綜合管理，銷釘?shù)闹睆郊s長41mm，長度在382mm，鉆孔直徑在50mm左右，鉆入混凝土架構以及穿過道床板后的實際深度可以達到192mm，施工作業(yè)人員在基礎的固定期間，可以在銷釘?shù)乃闹苡弥步钸M行加固，在滿足實際的絕緣要求后，進行基礎的密封操作管理。

5 高鐵客運線路的施工展望

5.1 相關建議

在具體的高鐵客運施工線路期間，施工團隊應投入適當?shù)慕ㄔO資金，聘請一些專業(yè)知識較高的施工人員對線路施工方案進行周密的分析和設計，在制定相應施工管理制度的同時，建立科學完整的線路病害研究管理體系，針對日常施工過程中出現(xiàn)的各類突發(fā)性現(xiàn)象以及產(chǎn)生的病害問題進行全面的信息收集和匯總，在建立與之相應的病害數(shù)據(jù)庫后，結合實際的施工情況，有針對性地對各類病害問題采取相應的解決措施，在對各類修復結果進行跟蹤處理后，做好書面歸檔保管，進而為后期客運修復線路管理奠定夯實的基礎。

5.2 下一步研究方向

首先，在基礎的集包線綜合評價管理過程中，管理人員應密切關注施工過程中的溫度變化，在合理控制施工溫度的同時，盡量減少因為施工溫度因素而降低客運線路結構的安全性和穩(wěn)定性；其次，應密切關注不同線路病害存在具體情況以及產(chǎn)生的不利影響，在深入調查和分析后，對多種線路問題進行及時的修復和架構調整；最后，還應重點關注無砟軌道的病害研究，因為我國對該類軌道結構病害的研究相對較晚，且相關營運時間不長，發(fā)生的線路病害類型相對較少，應用的病害管理 措施也不多，應積極引進國內(nèi)外先進的病害處理技術，在具體的實踐中提升結構的建設質量。

6 結束語

總而言之，高鐵客運專線線路出現(xiàn)病害主要是由于外界環(huán)境因素以及人為因素引起的，為了有效消除相關病害，管理部門應積極學習國內(nèi)外先進的線路病害處理技術，不斷樹立自主創(chuàng)新思想，拓寬線路病害處理的預防措施途徑，在因地制宜、統(tǒng)籌規(guī)劃的基礎上，提高線路結構的安全性和穩(wěn)定性，最后促進社會的可持續(xù)發(fā)展。