提高既有線大機搗固設計質(zhì)量的方法研究

楊智峰

摘 要：鐵路線路的運營安全至關重要，鐵路工作者需要對線路結構有足夠的認知。當前，普速線路要順應時代要求，優(yōu)化大型養(yǎng)路機械施工設計，保障自身運營安全。本文運用大數(shù)據(jù)處理技術，篩選線路病害，得到精細化的大機搗固施工管理方案，并結合線路維修經(jīng)驗，分析了線路周期修與狀態(tài)修相結合的施工管理模式，以期促進鐵路運輸行業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

關鍵詞：大機搗固;精細化管理;大數(shù)據(jù);[TQI]值

中圖分類號：U215.8文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）03-0076-04

Research on the Method of Improving the Design Quality

of Tamping on Existing Lines

YANG Zhifeng

（Zhengzhou Bridge Section， China Railway Zhengzhou Group Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450052）

Abstract： The operational safety of railway lines is of paramount importance， and railway workers need to have sufficient knowledge of the line structure. At present， general-speed lines must conform to the requirements of the times， optimize the construction design of large-scale road maintenance machinery， and ensure their own operational safety. This paper used big data processing technology to screen out line defects， obtained a refined large-machine tamping construction management plan， and combined with line maintenance experience， analyzed the construction management mode that combined line periodic repair and state repair， in order to promote the sustainable development of the railway transportation industry.

Keywords： big machine tamping;refined management;big data;[TQI] value

目前，鐵路線路維修體制改革為檢修體制分開，設備進行狀態(tài)修與周期修相結合的模式提供了機遇。對線路設備進行大型養(yǎng)路機械搗固作業(yè)（簡稱大機搗固）是維修體制的一部分，其精細化設計能夠有效改善既有線的設備質(zhì)量[1-4]。影響既有線維修周期的因素有線路運輸模式、線路結構與線路維護狀況等，對線路設備的狀態(tài)修能夠有針對性地解決線路病害。大機搗固作業(yè)應堅持周期修狀態(tài)修兼顧的理念，建立檢測數(shù)據(jù)庫。維修施工后建立質(zhì)量評價，從而打造科學合理的設備質(zhì)量管理模式[5-6]。

1 大機搗固設計理念

1.1 參考技術標準

有章可循是提高維修生產(chǎn)、保障施工安全的關鍵。大機搗固以《普速鐵路線路修理規(guī)則》（TG/GW 102—2019）、《普速鐵路工務安全規(guī)則》（TG/GW 101—2014）、《鐵路技術管理規(guī)程》（TG/01A-2017）、《大型養(yǎng)路機械使用管理規(guī)則》（TG/GW 108—2015）等規(guī)范，以及《鄭州鐵路局關于進一步加強施工安全管理的通知》《鄭州局集團公司關于落實鐵路安全風險管控和安全隱患排查治理雙重預防機制工作的通知》《國鐵集團工電部關于印發(fā)普速鐵路線路TQI分級管理值的通知》等文件為設計依據(jù)，并參考既有線路設備臺賬，對線路進行劃分區(qū)段搗固作業(yè)。

1.2 大機搗固設計服務現(xiàn)場

采取關鍵技術、使用測量工具、運用先進的管理方法等能優(yōu)化施工方案設計，使人有效地掌握現(xiàn)場線岔設備狀態(tài)。例如，軌檢車數(shù)據(jù)[TQI]指標反映線路區(qū)段動態(tài)質(zhì)量，能夠為車間日常計劃維修提供參考。篩選[TQI]大值區(qū)段能夠為大機搗固提供作業(yè)幫助，采用慣導小車或0級軌檢小車檢測編制相對數(shù)字化搗固方案，能夠滿足既有線設備維修生產(chǎn)需要。

關鍵處所的維修方案設計。對站場道岔區(qū)通過布設控制網(wǎng)采用慣導小車、軌道檢查儀等設備進行軌道結構斷面、線路幾何尺寸分析，從而優(yōu)化道岔搗固的起撥道量維修方案設計。同時，對站場岔區(qū)的搗固維修應考慮是否滿足搗固條件，若在道床板結、缺砟、超軌溫作業(yè)條下，則嚴禁搗固[7-8]。站場岔區(qū)的軌道動態(tài)質(zhì)量相比區(qū)間線路差，因此，需要優(yōu)化日常岔區(qū)維修作業(yè)方案，如道岔軌距精改作業(yè)、更換道岔大部件等。

1.3 大機搗固效益

大機搗固施工能夠提高線路質(zhì)量，修正線路幾何尺寸，改善道床斷面，對線路不平順性指標（如高低、水平、三角坑、軌向等）的整治效果較好[9]。同時，對于大修更換鋼軌地段，大修更換道岔地段，通過大機搗固，能夠整正線路小碎彎、小方向;大機搗固補強線路讓道床富有彈性，減少鋼軌垂側磨病害，較人工搗固更具有優(yōu)勢;同時，大機搗固能夠改善線路質(zhì)量，使線路恢復到初始結構狀態(tài)，從而有一定的動態(tài)質(zhì)量保質(zhì)期。

2 大機搗固設計作業(yè)

2.1 現(xiàn)場調(diào)研

大機搗固施工時，首先應對線路狀態(tài)有較為清晰的認識，提前對線路缺砟地段補砟。同時，要對線路設備有較為清晰的認識，如跨橋涵地段、線路曲線要素、年通貨總重、影響大機搗固的車輛和電務設備等。

在集中修有限的、連續(xù)的天窗點內(nèi)進行大機搗固施工，有利于線路的整體改善。前期調(diào)查階段，根據(jù)線路狀態(tài)劃分：均衡線路區(qū)段，暫時不需要維修;計劃維修區(qū)段，適時進行修理;優(yōu)先布置區(qū)段，盡快安排修理?，F(xiàn)場線路狀態(tài)調(diào)查可以參考線路靜態(tài)檢查數(shù)據(jù)，需要搗固的地段明顯低于線岔靜態(tài)幾何不平順作業(yè)驗收的容許偏差管理值，堅持“以點蓋面”的原則，進行現(xiàn)場調(diào)查、施工計劃的提報。

準備施工地段，提前更換失效軌枕、超高墊片等，對接頭位置及下沉等需要多次搗固的地段，在現(xiàn)場標記重搗符號，標定現(xiàn)場曲線正矢、測點、超高，將曲線要素ZH、HY、YH和HZ點標記清楚。在天窗點內(nèi)撤除當日搗固地段超高墊片，撤墊后要在撤墊地段用石筆劃重搗標記，撤墊厚度在10 mm及以上或連續(xù)超墊2片處，要劃重復重搗標記。同時，按照每百米對超墊處所進行統(tǒng)計，方便大機搗固作業(yè)的合理分車及人員分工，保證大機作業(yè)效率，加快大機作業(yè)當日進度。

2.2 軟件分析

人們可以通過軌檢車的動態(tài)列車添乘，獲取線路質(zhì)量狀態(tài)，其間需要利用軟件進行分析。軌道檢測波形綜合分析軟件通過綜合顯示（Integrated Display）各項參數(shù)，如ALD（自動地面位置檢測裝置）信號特征、左高低、右高低、左軌向、右軌向、三角坑、曲率和超高等，判斷線路狀態(tài)。如圖1所示，人們通過ALD信號特征可以看到軌檢車經(jīng)過岔區(qū)，箭頭指示處出現(xiàn)較大的三角坑病害，與現(xiàn)場進行對比分析，如圖2所示，該處存在暗掉6 mm。經(jīng)研究，人們需要對該組道岔進行專項整治，該地段線岔區(qū)狀態(tài)不良，需要進行大機搗固作業(yè)。

經(jīng)軌檢波形圖數(shù)據(jù)分析，采用線路均值管理（即[TQI]）時，在200 m單元軌道區(qū)段的平均質(zhì)量，單項幾何參數(shù)的統(tǒng)計特征值大小決定著線路質(zhì)量的好壞。通過軌檢波形圖及軌檢車[TQI]報表分析，能夠篩選出線路維修的重點區(qū)段。

2.3 大機搗固維修設計

通過現(xiàn)場調(diào)查與動態(tài)軌檢車數(shù)據(jù)分析，人們可以得到線路的整體狀態(tài)情況。目前，對于CDC-16k型大機岔搗車來說，搗固12號道岔的作業(yè)效率為35～40 min/組，圖定施工天窗為180 min時，可以安排2～3組岔搗車，采取雙搗模式搗固4～6組道岔并附帶岔區(qū)連接線、站內(nèi)股道;D09-32型大機線搗車的圖定天窗為180 min時，可以安排2組線搗車，采取排搗模式，作業(yè)效率為2.3～4.0 km。

大機搗固施工要進行精準維修設計，Ⅰ級鐵路正線按1～2年/遍，Ⅱ級鐵路正線按1.5～3.0年/遍，Ⅲ級鐵路按3年/遍，正線聯(lián)絡線、到發(fā)線等根據(jù)線路狀態(tài)進行合理安排。管內(nèi)線岔設備堅持狀態(tài)修與周期修相結合的原則，安排重點施工區(qū)域，同時兼顧線路整體質(zhì)量，做到點到面的施工安排，從而減少施工車輛的轉(zhuǎn)場時間，提高天窗利用率。

3 大機施工優(yōu)化線路結構

3.1 大數(shù)據(jù)分析

鐵路線路大數(shù)據(jù)分析是線路維修發(fā)展的方向，大數(shù)據(jù)分析有利于鐵路線路精細化管理，能夠有效地發(fā)掘線路問題，有針對性地進行維修施工。通過軌檢車添乘儀器檢測線路，人們能夠得到線路動態(tài)質(zhì)量波形圖，對于狀態(tài)不良的線路，要重點修理，改善整體線路狀態(tài)。

本文選取管內(nèi)京廣下行某區(qū)段線路（里程K641+300～K674+500）近一年的軌檢車數(shù)據(jù)進行分析，該線路地處華北平原，跨黃河大橋，道床路基狀態(tài)較好，自然降水對道床路基的影響較小，設計行車速度≤160 km/h。2019年8月至2020年7月，該區(qū)段線路[TQI]值的線路狀態(tài)如表1所示。

由圖3可見，2019年8月至2020年8月，京廣下行該區(qū)段線路[TQI]均值呈現(xiàn)減小趨勢，說明該管內(nèi)設備質(zhì)量有所提高，管內(nèi)車間采用的“檢修分開”維修作業(yè)模式較為有效。該地段一年內(nèi)[TQI]均值為6.23 mm，可以作為該區(qū)段的日常維修管理值，但較普速線路[TQI]分級管理值在120～160 km/h區(qū)段作業(yè)驗收管理值5.0 mm，仍有較大差距，車間仍需采用更為合理有效的維修方式優(yōu)化線路結構，保障運輸安全。

3.2 優(yōu)化大機施工管理系統(tǒng)

當前，要建立和健全大機施工管理系統(tǒng)?？茖W、合理的施工計劃能夠節(jié)省人力物力，產(chǎn)生較大的經(jīng)濟效益。進行精細化、標準化大機搗固施工，通過工務安全施工管理系統(tǒng)建立數(shù)據(jù)臺賬，能夠持續(xù)保障線路的穩(wěn)定性，提高線路的運營能力[10]。

3.3 大機搗固施工案例

京九線上下行梁堤頭站-木蘭站間線路（里程K650+273～K718+300）于2019年9月進行大機搗固施工，由圖4可見，大機搗固施工后的線路質(zhì)量明顯優(yōu)于施工前的線路。大機搗固施工能夠優(yōu)化線路高低、水平、三角坑等不平順性指標，減少線路軌道質(zhì)量[TQI]值，同時，由圖4可見，[TQI]值（線路200 m區(qū)段的質(zhì)量平均值）頻數(shù)累計構成的曲線分布圖呈拋物線型，存在峰值，峰值位置的橫坐標值越小，峰值越大，軌道區(qū)段的設備質(zhì)量狀態(tài)越好。

現(xiàn)場大機搗固作業(yè)如圖5、圖6所示。由圖5可見，大機道岔搗固采用脫桿搗固模式，在工務和電務的積極協(xié)作配合下，正線線路道岔全方位搗固，消除長期存在的道岔轉(zhuǎn)轍部分薄弱地帶，提高道岔的整體平順性，保證道岔轉(zhuǎn)換順暢，降低道岔轉(zhuǎn)轍部分的故障率。由圖6可見，大機線路搗固采用檢查劃撬，人工輔助檢查線路方向、高低等的方法，搗固施工過后及時進行道砟回填，保證線路的幾何平順性和行車穩(wěn)定性。同時，大機施工可采用較為先進的維修作業(yè)模式，采用“慣導測量”技術輔助大機搗固施工。

4 結論

通過運用先進的生產(chǎn)管理模式并采用新型的生產(chǎn)設備，大型養(yǎng)路機械搗固施工能夠改善線路質(zhì)量，而施工前的方案設計是提高施工作業(yè)質(zhì)量的關鍵。本文就大機搗固模式進行了探討。大機搗固施工時，要優(yōu)化線路結構。大機搗固施工能夠改善線路幾何尺寸，減少線路病害;同時，擾動道床，使其富有彈性，更好地保障線路狀態(tài)安全，高效地提供鐵路運輸服務。大機搗固施工后，應積極主動檢查線路狀態(tài)，做好靜態(tài)與動態(tài)評定。對于大機搗固施工的保質(zhì)期，人們?nèi)孕枰粩嗵剿髋c研究。對于大機搗固施工后存在的問題，能用大機施工解決的要有計劃地放在下一階段施工計劃里，不能用大機施工解決的要進行專項施工問題分析，從而形成施工的閉環(huán)管理。

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