運營地鐵軌道改造維修施工關(guān)鍵技術(shù)

李海峻

(中鐵一局集團有限公司，陜西 西安 710054)

截至2012年12月31日，中國內(nèi)地共有17個軌道交通運營城市，運營總里程近2008 km。依次為:北京442 km、上海435 km、廣州222 km、深圳176 km、重慶131 km、天津131 km、南京85 km、大連63 km、武漢57 km、沈陽49.8 km、長春48.3 km、杭州48 km、成都41.5 km、蘇州25.7 km、西安20.5 km、昆明18 km、佛山14.8 km。

隨著運營時間、客流量的迅猛增長，運營管理和運行安全的矛盾日益突出，直接承受列車荷載的軌道結(jié)構(gòu)不斷產(chǎn)生磨耗、疲勞損傷、部件老化等現(xiàn)象，因此在加強日常養(yǎng)護的基礎(chǔ)上，必須要著重對軌道進行維修改造，使之完全滿足運營要求。

1 地鐵軌道結(jié)構(gòu)維修簡介

地鐵軌道結(jié)構(gòu)的維修改造基本分為巡檢、日常維修、專項改造和大修更新等四類。1)巡檢。每天對軌道運行情況進行巡視、檢查，人工或自動采集運行過程中各種監(jiān)測數(shù)據(jù)，判斷軌道運行狀態(tài)是否正常。屬現(xiàn)場巡檢。2)日常維修。根據(jù)軌道結(jié)構(gòu)各部件(如鋼軌、扣配件、整體道床、道砟等)的不同要求，按月或按季度進行定期檢查和維護，在設(shè)備現(xiàn)場更換故障部件的維修作業(yè)。屬現(xiàn)場維修。3)專項改造。根據(jù)其他設(shè)備壽命周期，在運行若干年后對設(shè)備進行專項改造，整舊如新，重新投入使用，在此過程中對涉及到的部分軌道結(jié)構(gòu)進行改造。屬配合維修。4)大修更新。對使用壽命到期的軌道結(jié)構(gòu)進行報廢拆除和新品安裝，維持系統(tǒng)的正常運行。需要各種維修形式相結(jié)合?？偟膩碚f，地鐵軌道維修改造技術(shù)和組織形式源于國鐵，但在實際操作中又略有不同，原因在于地鐵改造維修工程是在地鐵運營線路上進行，只能在夜間地鐵停運后至次日開通運營前的短短3 h～4 h施工，對于一般的扣件涂油、緊固、小范圍更換零部件甚至鋼軌等，傳統(tǒng)作業(yè)基本可滿足要求，而對于其他技術(shù)要求高、時間要求緊、對運營安全影響大的關(guān)鍵部位，則因國內(nèi)絕大多數(shù)城市剛剛擁有地鐵，沒有相應(yīng)的技術(shù)儲備，因此本文對軌道結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位采用相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)做一簡要闡述。

2 施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 地鐵隧道內(nèi)更換道岔施工

在國鐵更換道岔施工中，通常采用以下兩種方法:在既有線外側(cè)預(yù)鋪整組道岔，通過在要點封鎖時間內(nèi)，利用滑移裝置將道岔橫移就位;直接利用大噸位吊車，先將成組的舊道岔吊出，再吊入組裝好的新道岔。顯然，在地鐵隧道內(nèi)的狹小空間里，上述兩種方法均不能實現(xiàn)，我們在現(xiàn)場采用“現(xiàn)地更換法”將拆除舊道岔和換入新道岔分段完成，這種方法比較靈活，一般不需要特殊的機械，比較適用于無場地可供新道岔預(yù)鋪時、又不便使用大噸位吊車的情況。工藝流程如圖1所示。

圖1 施工工藝流程圖

1)施工準(zhǔn)備。組織人員進行全面檢查各種運輸機械，并使附屬機具、設(shè)備狀態(tài)良好。

2)吊裝道岔。在基地依照裝車計劃圖表，利用軌道平板吊車將道岔分開向和方向進行裝平板車作業(yè)，裝車順序為將先卸放的鋼軌對稱布裝于運軌平車兩外邊側(cè)。

3)道岔運輸。2輛軌道車采用前拉后頂編組方式與平板吊車連掛作為運輸動力推送，運輸材料至施工地點后利用平板吊車吊放在既有道岔兩側(cè)。

4)人工撥移到位。人工利用撬棍等專用工具配合軌道吊將道岔撥移至待施工位置，不得超限。調(diào)整道岔前后線路軌縫，徹底鎖定，防止爬行。

5)拼裝道岔軌件組。將道岔相關(guān)的軌件適當(dāng)?shù)芈?lián)結(jié)成軌件組(如圖2所示)，然后吊放在既有道岔的臨時存放位置，不得侵入限界。

6)更換道岔。a.拆除既有道岔轍叉部分，并人工配合平板吊車撥移出線路。此前應(yīng)拆除既有信號轉(zhuǎn)轍機、連接桿及軌連線等。b.人工配合平板吊車鋪設(shè)新轍叉，連接其與舊道岔的鋼軌，安裝新扣件。檢測道岔幾何尺寸，保證新轍叉與舊道岔鋼軌的連接平順，對線路幾何尺寸影響不大。c.拆除舊道岔其余鋼軌和扣件，人工配合平板吊車吊放并撥入軌件組，連接鋼軌、安裝新扣件，先釘直股，爭取時間先開通直股。鋪設(shè)曲股，調(diào)整導(dǎo)曲線支距，上緊扣件。安裝連接桿和拉桿，與信號部門進行轉(zhuǎn)轍試驗，進行尖軌密貼調(diào)整。

圖2 單開道岔軌件組布置示意圖

7)回收舊軌料。采用軌道平板吊車將已換出的舊軌及舊扣配件依次吊運至車列上，均勻布放，并采取相對應(yīng)的捆綁加固措施，運回施工基地，按照招標(biāo)人指定場區(qū)進行分類卸存、標(biāo)識。

8)質(zhì)量檢查及撤場。全面檢查、整修，完成全組道岔。在整個更換道岔過程中，電務(wù)、信號專業(yè)必須到場拆除、安裝并調(diào)試轉(zhuǎn)轍機、道岔安裝裝置、鋼軌絕緣、道岔跳線、環(huán)路、鋼軌接續(xù)線、軌道電路連接線等工作。對現(xiàn)場進行清理，舊料回收將所有施工機具清出線路并辦理相關(guān)手續(xù)后，由施工負責(zé)人帶領(lǐng)施工人員撤離。

2.2 整治軌枕內(nèi)的失效尼龍?zhí)坠?/h3>

通常對已失效的玻璃鋼套管采用水鉆進行掏取，然后用修補膠重新進行錨固的方法施工。但此方法需要先將失效套管所在軌枕上的鐵墊板及所有扣件取下，用水鉆在失效軌枕螺紋道釘孔上鉆一個與原孔同心，直徑為2倍以上的孔，再進行錨固新套管作業(yè)，所需機具和材料較多，施工效率較低，目前現(xiàn)場采用“雙頭螺栓置換法”施工。

1)施工準(zhǔn)備。按照施工計劃及規(guī)格，從材料存放區(qū)如數(shù)提領(lǐng)材料(含意外情況下應(yīng)急用的備用數(shù)量)，分類標(biāo)識并裝運至施工現(xiàn)場，施工點內(nèi)配套分卸于要整治的套管一側(cè)。

2)取出失效套管。施工時僅需要卸下道釘，不必卸下彈條和鐵墊板，利用小型手槍鉆打碎失效的預(yù)埋套管，并取出碎片。

3)注膠。利用注膠槍將錨固膠粘劑(按計算好的需用量)灌注入孔中，用搗固棒搗實。

4)安裝雙頭螺栓。將雙頭螺栓通過鐵墊板道釘孔從上部旋轉(zhuǎn)壓入灌滿錨固劑的孔正中(雙頭螺栓露出鐵墊板頂面5 cm左右)，用另一根雙頭螺栓輕輕敲擊道釘頭部，使錨固劑振動密實。最后清理孔口多余的錨固劑，并抹平。第二天允許在雙頭螺栓加裝扣件，即用螺母擰入雙頭螺栓中，注意連續(xù)數(shù)個失效的尼龍?zhí)坠懿坏迷谕惶爝M行整治，要按照“隔一換一”的原則進行。

5)質(zhì)量檢查。由質(zhì)檢人員對所施工區(qū)段進行扭力矩和軌道幾何尺寸全面檢查。

2.3 整體道床裂縫修補施工

通常對影響整體道床強度，危及行車安全的裂縫需提前結(jié)束運營(或晚開通)，封閉區(qū)間，鑿除重新立模，用混凝土澆筑，并摻加早強劑，以便盡快恢復(fù)線路。此法對運營影響較大，目前現(xiàn)場采用“封口注膠”施工。

2.3.1 表面處理

鑿除裂縫兩側(cè)疏松的混凝土塊和砂粒，露出混凝土表面，用鋼絲刷沿裂縫走向清理寬約5 cm的混凝土表面，去除混凝土表面的污物、灰塵等。

2.3.2 粘結(jié)一體式注入器

使用封口膠將注入器粘在裂縫的中心，使注入孔對正裂縫中心。由于注入器的間距是根據(jù)裂縫的寬度和深度變化確定，所以要預(yù)先勘查裂縫的狀態(tài)，一般注入器間距為20 cm～30 cm。

2.3.3 密封裂縫、封口膠固化

用抹刀刮抹封口膠密封注入器之間的裂縫，密封寬度為5 cm、厚度3 mm。要先沿與裂縫垂直方向抹，盡量使封口膠填充進裂縫一定深度，然后再沿裂縫走向抹。密封后讓封口膠自然固化，進行后續(xù)工作。

2.3.4 注入灌注膠

把黃油槍與注入器利用連接頭組合進行連接，人工將灌注膠倒入小桶，利用攪拌棒人工混合均勻，攪拌時要控制攪拌量，保證用多少攪拌多少，避免浪費。將攪拌后的混合物倒入黃油槍中，將連接頭細端插入注入器中，慢慢拉動黃油槍推桿開始進行注入工作。使用完后要將黃油槍及配套工具利用丙酮浸泡，清水清洗干凈，以便下次使用。注膠過程中，待注膠嘴橡膠段呈雞蛋狀(見圖3)，說明裂縫里邊漿液飽滿，并已經(jīng)保持一定壓力，注膠完成。

圖3 雞蛋狀注膠嘴橡膠段

2.3.5 灌注膠固化和清理表面

灌注膠注入完成后自行固化。灌注膠注入完成第二天用錘子、鑿子敲掉注入器，清理混凝土表面，完成施工。

運營地鐵軌道維修改造工作的基本任務(wù)是經(jīng)常保持線路設(shè)備完整和技術(shù)狀態(tài)良好，使列車能以規(guī)定速度安全、平穩(wěn)和不間斷地運行，并盡量延長線路設(shè)備使用壽命，通過不斷改進施工工藝，軌道結(jié)構(gòu)關(guān)鍵部位的施工技術(shù)已逐漸成熟，可逐步推廣。

[1]鐵運2006[146]號文，鐵路線路修理規(guī)則[S].

[2]DB11/T 718-2010，城市軌道交通設(shè)施養(yǎng)護維修技術(shù)規(guī)范[S].

[3]鐵道部工務(wù)局.鐵路工務(wù)技術(shù)手冊:道岔[M].北京:中國鐵道出版社，2009.

[4]姚 帆.客專雙塊式無砟軌道工具軌法施工設(shè)備及工藝[J].山西建筑，2012，38(7):140-142.