煤塵污染隧道換軌組織研究

李晶

朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司原平分公司，中國·山西 原平 034100

1 引言

朔黃鐵路西起山西省神池縣神池南站，與神朔鐵路相聯(lián)，東至河北省滄州市黃驊港口貨場，正線總長近598 km，設(shè)計為國家I 級干線、雙線電氣化鐵路，重載路基。朔黃鐵路原平分公司為典型的山區(qū)鐵路，線路橋隧相連、高堤、深塹、長橋隧、大坡道，其中長梁山隧道（線路里程K19+470～K32+525）全長12.785 km，是管內(nèi)最長的隧道，也是煤塵污染最大、換軌難度最高的地段。2019年5月30日，朔黃鐵路原平分公司配合中鐵一局在3h 天窗點內(nèi)對長梁山隧道上行線（線路里程K30+497～K32+497）進(jìn)行了更換長鋼軌施工，此段線路為長梁山隧道末端，為煤塵重污染地段，隧道內(nèi)光線差、煤塵多、上道困難，所以在天窗點內(nèi)完成施工并保證施工質(zhì)量難度極大。

2 準(zhǔn)備工作

2.1 隧道清污

朔黃線長梁山隧道普遍煤灰污染較嚴(yán)重，部分地段地段煤灰覆蓋至軌腰、導(dǎo)致軌底、扣件被煤塵掩埋，給換軌施工帶來嚴(yán)重困難，因此在施工前必須對長梁山隧道進(jìn)行全面的隧道清污作業(yè)。

隧道清污標(biāo)準(zhǔn)如下：①路肩兩側(cè)500～600 mm 范圍內(nèi)清理至與軌枕平齊，500～600 mm 范圍以外要清理到露出水溝蓋板，兩線間要清理至道床頂端，并露出枕木頭。②鋼軌底部與扣件要保持清潔。③避車洞內(nèi)煤塵清理干凈，不能影響日常巡檢、作業(yè)人員避車。④裝煤灰編織袋碼放要求：每袋裝25～35 kg，在側(cè)墻邊單列堆碼，要緊靠邊墻整齊平穩(wěn)，堆碼寬度不得超過水溝蓋板邊緣，煤灰袋堆碼最高為1.2 m，最多層數(shù)6 層，并且不得侵入限界，清污完畢后兩線間不得遺留編織袋等各類雜物。⑤使用軌道車將編織袋統(tǒng)一運出。

2.2 清掃承軌槽與螺栓點油

清污完成后我們對換軌地段進(jìn)行了清掃承軌槽作業(yè)，目的是清除承軌槽縫隙內(nèi)的煤塵，防止換軌時煤灰進(jìn)入軌底造成軌道幾何尺寸不良。此外，因隧道內(nèi)扣件被煤塵掩埋日久，螺栓銹蝕較普遍，如果不進(jìn)行處理，換軌時極易出現(xiàn)立螺栓成段被拔出的情況，加大后期整改的工作量。因此，結(jié)合清掃承軌槽作業(yè)我們同步進(jìn)行了螺栓點油工作[1]。

2.3 標(biāo)注調(diào)高墊板

由于隧道內(nèi)人員進(jìn)出困難，保養(yǎng)難度大，道床病害多所以橡膠墊板上的調(diào)高墊板數(shù)量、厚度會逐年增加。因此，換軌前期我們對厚板地段進(jìn)行調(diào)查。工隊專人把軌下調(diào)高墊板厚度逐孔標(biāo)注在兩線間枕木頭上，用紅、白油漆清晰標(biāo)注，以便換軌時一旦舊軌墊板撤不下或來不及回墊時，工隊盯控人員可根據(jù)現(xiàn)場標(biāo)注的調(diào)高墊板厚度在橡膠墊板上進(jìn)行補墊。事實證明這項工作對保證成段更換隧道鋼軌的質(zhì)量是及其必要的，大大降低了工務(wù)工隊將來的維修工作量。

2.4 線下閃光焊

前一個天窗點由施工單位將預(yù)卸在線路兩側(cè)的新軌進(jìn)行線下焊接。具體步驟有：竄軌—除銹—對軌—焊軌車對位焊接—粗磨—接頭熱處理—精磨—焊縫探傷及焊縫外觀檢查、焊縫編號標(biāo)記等步驟完成線下鋼軌焊接。線下焊接的長鋼軌長度不得超出一個單元軌條長。

2.5 散料

散料與線下焊軌同時進(jìn)行以保證充分利用天窗時間，由散料平板車走形作業(yè)，分為粗散和細(xì)散。散料平板車以3～5km 的速度勻速前行，散料標(biāo)記人員在前方做好標(biāo)記后，粗散人員開始作業(yè)，作業(yè)時需按標(biāo)記嚴(yán)格粗散位置，以防粗散料具砸壞線路設(shè)備[2]。粗散完畢后細(xì)散人員跟進(jìn)，根據(jù)要求將扣板、彈條、尼龍底座、大膠墊快速準(zhǔn)確的散在指定位置，同時不得將整包料具丟在道心中或路肩上，作業(yè)完成時將尼龍袋、鐵絲等垃圾清理干凈。

2.6 機具準(zhǔn)備

作業(yè)時主要的機具為：換軌車、焊軌車、平板車、鋸軌機、鉆孔機、打磨機、發(fā)電機、起撥道器、螺栓扳手、撬棍、翻軌撬棍、小撬棍、撞軌器、拉伸器、乙炔切割、單口扳手、活口扳手、軌距尺、方尺、木折尺、軌溫表、石筆、卷尺、鋼板尺、塞尺、滾杠、短路銅線、平板小車、防溜枕木、限速牌、停車牌、涂油刷子、涂油小桶、掃帚、遂道照明燈具等[3]。

2.7 隧道施工防火安全卡控

在換軌施工中鋸軌機鋸切鋼軌、氧氣乙炔切割舊鋼軌、閃光焊焊軌、焊縫正火、焊接鋼軌除銹及焊頭打磨都會產(chǎn)生火花，尤其是在煤塵重污染隧道有很大的火災(zāi)安全隱患，遂在施工中做出了以下防火規(guī)定：

①隧道施工時必須配備干、濕式滅火器。

②焊軌時焊瘤必須由專人進(jìn)行降溫、并隨施工結(jié)束帶出現(xiàn)場。

③氧氣乙炔切割鋼軌后，切割人員必須對附近煤塵組織檢查，如有起火第一時間撲滅。

2.8 施工預(yù)備會

①施工負(fù)責(zé)人在施工前日參加由車站組織的施工預(yù)備會，與各配合工隊劃分好責(zé)任及任務(wù)。

②施工負(fù)責(zé)人組織現(xiàn)場班組長召開預(yù)想會，安排施工任務(wù)。

③工務(wù)工隊組織作業(yè)人員召開點名會，安排分工，布置施工重點及安全要求。

④施工單位繪制施工作業(yè)防護圖、慢行圖，經(jīng)審核后下發(fā)至現(xiàn)場防護員。

3 換軌流程及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

3.1 人員、機具提前到位

駐站聯(lián)絡(luò)員、現(xiàn)場防護員、作業(yè)人員以及施工機具提前到達(dá)指定位置等候封鎖命令。

3.2 施工命令

換軌車組接到命令后駛向換軌地段同時施工負(fù)責(zé)人接到封鎖命令，配合工隊開啟護網(wǎng)門，待各項安全防護措施到位后下達(dá)作業(yè)命令。

3.3 回流線設(shè)置

在電氣化區(qū)段施工，同時更換兩股鋼軌，換前須在被換單元軌條位置設(shè)置“兩橫一縱”回流線。導(dǎo)線必須用夾子固定夾持在相鄰的軌底，作業(yè)完成后，經(jīng)過確認(rèn)拆除回流線。

3.4 出舊軌入新軌

換軌車到位后松開起點的接頭螺栓，穿入新軌與舊軌的同時換軌人員拆除換軌地點的扣件，更換軌底的大腳墊并將舊料擺放到指定位置。穿軌完成后換軌車開始進(jìn)行換軌作業(yè)，走出起端位置后起點焊軌車開始起端鎖定焊作業(yè)，換軌車?yán)^續(xù)行走時工隊盯控人員要指揮施工單位按照事先在軌枕頭所標(biāo)注的水平墊板厚度進(jìn)行回墊。與此同時，更換大膠墊及水平墊板時，務(wù)必對承軌槽上的煤塵清掃干凈。新軌入槽后，每隔15～20 根軌枕在新軌下墊一個滾杠，根據(jù)施工地段長度合理設(shè)置撞軌器，撞軌器設(shè)置位置一般以300～500m 一臺，曲線位置每300m 設(shè)置一臺，根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境需要可適當(dāng)加密，起、終點同時撞軌釋放鋼軌應(yīng)力，嚴(yán)禁頂送鋼軌入槽，保證新?lián)Q長鋼軌趨于零應(yīng)力狀態(tài)。

3.5 更新尼龍底座和擋板

更換新尼龍底座和擋板時，為了保證換軌地段幾何尺寸良好，需按照所在地段實際情況搭配進(jìn)行擺放。

3.6 鋼軌拉伸

施工中保證各點的拉伸量必須按要求拉伸到位，鋼軌鎖定前，采用滾杠配合撞軌法（在鎖定軌溫范圍內(nèi)施工），或滾杠結(jié)合拉伸配合撞軌法（通過拉伸消除溫差）。此次換軌施工隧道內(nèi)鎖定軌溫范圍定為19±5℃。鋼軌拉伸量按照如下計算公式計算：

式中：L為伸縮量，單位為mm；l為放散軌條長，單位為mm；t為鋪設(shè)時的軌溫與設(shè)計鎖定軌溫之差，單位為℃。

3.7 鎖定線路

拉伸完畢后，撤除滾杠，擰緊所有扣件，鎖定線路。因為朔黃線是跨區(qū)間式無縫線路，所以在換軌尾端如果用高強度的凍結(jié)接頭與線路連接，連接完畢后，由電務(wù)人員打好跳線，重新連接扼流箱長短線，安裝好電容，之后拆除回流線。

3.8 回檢

工隊配合人員按《鐵路線路修理規(guī)則》進(jìn)行驗收，重點檢查如下項目：①大膠墊無偏斜，連接零配件及加強設(shè)備安裝正確、齊全無失效。②軌距、水平、高低、軌向、三角坑符合作業(yè)驗收標(biāo)準(zhǔn)，曲線地段滿足正矢要求，重載線路軌距變化率不得大于2%，幾何尺寸可利用軌道檢查儀進(jìn)行檢查。③立螺栓扭矩為120 ～ 150 Nm，接頭螺栓扭矩為900 ～ 1100Nm。④線上焊接接頭作業(yè)質(zhì)量應(yīng)符合TB/T1632.1 ～TB/T1632.4《鋼軌焊接技術(shù)條件》的要求，經(jīng)探傷檢查無傷損。驗收過程中發(fā)現(xiàn)不合格地段時，施工單位及設(shè)備單位應(yīng)相互配合及時進(jìn)行整修，保證設(shè)備質(zhì)量[4]。

4 施工中需要注意的問題

由于煤塵重污染隧道換軌不利因素多，加之隧道上下道困難，作業(yè)人員眾多素質(zhì)參差不齊等原因，往往存在 “趕施工”以確保線路正點開通的情況，導(dǎo)致很多細(xì)節(jié)工作完成質(zhì)量不高。例如，大膠墊偏斜、零配件未按規(guī)定安裝、水平墊板未歸位或者亂歸位、扣件扭力矩不達(dá)標(biāo)、幾何尺寸超限等。針對這種情況，作為設(shè)備單位，采取了一些提高施工質(zhì)量的措施。例如，將工務(wù)盯控人員分成若干小組，每個小組由一名工隊職工擔(dān)任，攜帶工具包括道尺、超高板、照明頭燈、對講機等。隧道地段每300m 設(shè)置一名盯控人員，盯控人員路工負(fù)責(zé)盯控底座擋板的擺放、卡控幾何尺寸、水平墊板回墊等。

5 結(jié)語

在有煤塵污染的隧道內(nèi)進(jìn)行換軌施工，會有很多不利于施工的困難因素，故施工單位和設(shè)備單位必須同心協(xié)力，在前期施工準(zhǔn)備、施工時質(zhì)量卡控、施工后線路驗收等方面需精心統(tǒng)籌安排、積極協(xié)調(diào)謀劃，重點是換軌過程中施工單位作業(yè)人員和設(shè)備單位盯控人員的配合，這個環(huán)節(jié)如果配合不夠嚴(yán)謹(jǐn)，將為后續(xù)的保養(yǎng)工作增加成倍的工作量，論文在此基礎(chǔ)上總結(jié)了隧道換軌經(jīng)驗與心得以供參考。