有砟軌道無縫線路施工技術(shù)探索

王顯軍

【摘要】本文通過作者經(jīng)歷的津保鐵路等幾個鐵路鋪軌項目，對有砟軌道無縫線路施工技術(shù)進行了一些初步探索，介紹了有砟軌道無縫線路的施工工藝，對類似工程施工會有一定的借鑒意義。

【關(guān)鍵詞】有砟軌道 ?無縫線路 ?施工技術(shù)

一、引言

鐵路無縫線路的推廣應(yīng)用是20世紀(jì)鐵道工務(wù)工程領(lǐng)域最輝煌的成就之一。無縫線路能顯著減少線路養(yǎng)護維修勞力，有助于減少列車能耗并減振降噪，由于無縫線路的優(yōu)越性，世界各國都給予它高度重視，并竟相發(fā)展，無縫線路技術(shù)在不斷地完善、不斷地突破。本人參與了津保鐵路、滬寧城際鐵路上海西有砟段、哈達客專大連北有砟段、武襄鐵路增建二線等幾條超長無縫線路鐵路鋪軌工程，在施工實踐中，我研讀了國內(nèi)外無縫線路的有關(guān)資料，并且針對施工實際，對無縫線路的施工作了一些探索，對有砟軌道鐵路無縫線路施工技術(shù)有了較深入的了解，對采取適當(dāng)施工工藝保證高質(zhì)量并順利施工有重要意義，以津保鐵路為例，重點介紹有砟軌道無縫線路施工工藝要點。

二、津保鐵路軌道工程概況

津保鐵路位于天津市西部和河北省中部，連接京滬、京九、京廣、京滬高速、京廣高速五大鐵路干線，為國鐵I級雙線鐵路，超長無縫線路。

津保鐵路由于受到鐵路建設(shè)資金和征地拆遷的影響，線下工程相對滯后，造成軌道工程施工有效時間短、工期緊;而且，為保證按期通車，軌道工程鋪設(shè)一半時間在冬季，冬季進行軌道施工在安全管理、質(zhì)量控制方面難度較大。

鋪軌基地提前建設(shè)，存放長鋼軌、錨固存放軌枕，鋪軌基地根據(jù)鋼軌和枕木的供應(yīng)情況以及采用的鋪軌工藝，適應(yīng)鋪軌工期的要求，布局設(shè)計合理、滿足施工需要。

長鋼軌廠焊為路局沙河焊軌廠實施，焊軌廠設(shè)備先進，但存軌區(qū)相對非常緊張，所以合理組織鋼軌進貨時間，才能保證鋪軌順利開展。正站線軌道鋪設(shè)采用CYP500群枕式長軌鋪軌機組鋪設(shè)、大機精細整道、LR1200移動焊軌機焊接單元軌、鎖定焊接無縫線路，最后進行軌道精調(diào)和鋼軌打磨。

三、軌道工程主要施工工藝

有砟軌道無縫線路施工工藝流程圖如下

1、路基交鋪和預(yù)鋪道砟

在線下單位完成路基填筑后，在預(yù)鋪道砟前1個月開始交接工作。

軌道工程施工前線下單位向軌道施工單位提交線下構(gòu)筑物竣工測量資料、樁橛和與軌道工程有關(guān)的變更設(shè)計等資料。軌道施工前接收線下工程竣工測量資料、中線樁和聯(lián)測路面（含路基面、橋面等）高程、平整度及幾何尺寸等，核實中線和高程貫通情況。

預(yù)鋪道砟采用人工配合裝載機攤鋪的方法，道砟從砟場或臨時存放場運輸至路基面或橋面上按照每隔一段距離卸放一車。人工配合裝載機將道砟按照規(guī)范要求進行攤鋪，攤鋪完成后進行碾壓，采用徐工XD143壓路機碾壓。碾壓后實驗室立即對道砟密實度和平整度進行檢測，預(yù)鋪道砟的密實度不得低于1.6g/cm3。預(yù)鋪道砟總厚度為200mm，平整度20mm /3m，線路中線300mm范圍低于兩側(cè)，設(shè)置深度為50mm的溝槽。

預(yù)鋪道砟的進度與鋪軌進度匹配。預(yù)鋪道砟的原則為：只要具備預(yù)鋪道砟作業(yè)的地段，就組織人員和運輸車輛提前進行道砟預(yù)鋪設(shè)。開始鋪軌后，道砟預(yù)鋪設(shè)根據(jù)路基交鋪和鋪軌進度先行推進。

底層道砟標(biāo)高和平整度的精度，直接影響我部軌道鋪設(shè)精度及后續(xù)起道的效率，控制好底層道砟攤鋪精度，可大量減少后續(xù)軌道調(diào)整工作量。

2、鋪長軌

津保鐵路采用CYP500型群枕式長鋼軌鋪軌機按一次性拖拉入槽式鋪軌作業(yè)法鋪設(shè)有砟軌道長鋼軌。鋪軌前編制軌節(jié)表，將左右線長軌條相錯量控制在5米以內(nèi)。將長鋼軌預(yù)鋪于道床上，鋼軌軌距約為3100mm。操控長鋼軌就位器，夾持待鋪鋼軌使其軌端與已鋪鋼軌軌端對位，并用專用無孔夾軌器將兩根長鋼軌連接在一起;變換主機上分收軌裝置的空間位置，使其由分軌狀態(tài)轉(zhuǎn)換為收軌狀態(tài);通過各個分收軌裝置，逐步將鋼軌收入承軌槽內(nèi);機組邊自行邊收軌至下一個鋪枕位置停下。人工對位兩組間的軌枕間距。然后轉(zhuǎn)換到自動控制模式，鋪軌機組布完枕后，自行走行并收軌，鋪軌機組的布枕及勻枕裝置在自動控制模式下作業(yè)時，隨著鋪軌機組前行，預(yù)鋪于道砟上的長鋼軌通過各個分收軌裝置和長鋼軌就位器等，準(zhǔn)確放置于承軌槽內(nèi)，實現(xiàn)機組步進式自動鋪軌。

3、上砟整道

組織老K車上砟，分層上砟整道作業(yè)。上砟前首先進行重點整道，然后進行大機第一次、第二次和第三次起撥道，達到線路順直道床穩(wěn)固，三次搗固完成后線路的軌面高程比設(shè)計位置低約5cm，軌道中心線與設(shè)計中線偏差為20mm內(nèi)。第四、五次主要是精整線路，直到線路達到設(shè)計要求。

根據(jù)鋪軌推進，補砟緊隨其后，使用老K車進行裝卸砟。補砟完成后，立即進行大機搗固。上砟整道作業(yè)施工過程中，用機車牽引K13車輛組成的列車裝、運、卸道砟，由配砟整形車、搗固車、動力穩(wěn)定車組成的大型機械化整道設(shè)備進行整道作業(yè)。

4、單元焊

把500米長鋼軌焊接成一定長度的單元軌節(jié)，再對單元軌節(jié)進行應(yīng)力放散及鎖定，為保證拉伸距離相對便于操作，單元軌節(jié)長度定為1500m。

（1）在正式焊接前對焊頭型式檢驗，確定焊接參數(shù)。拆除待焊軌頭前方長鋼軌全部及軌頭后方10m范圍內(nèi)的扣件，待焊軌頭前方長鋼軌下每隔10m安放一個滾筒，以便鋼軌可以縱向移動。待焊軌端面及鋼軌與電極接觸部位應(yīng)打磨除銹，嚴(yán)禁橫向打磨。經(jīng)打磨的表面見金屬光澤、沒有銹斑，此范圍內(nèi)有凸出的廠標(biāo)、字母等符號必須用砂輪機磨平。推進移動焊軌車對位。

（2）待焊鋼軌進入焊機后，對中時首先要保證鋼軌頂面和工作面平順。焊機夾緊鋼軌并自動對正。焊機自動焊接鋼軌、頂鍛并推除焊瘤。焊機監(jiān)控人員應(yīng)認真觀察焊接記錄，分析每個焊接接頭曲線，發(fā)現(xiàn)異常及時匯報解決。焊接結(jié)束后，應(yīng)立即檢查焊接接頭。如發(fā)現(xiàn)焊接接頭存在表面燒傷、嚴(yán)重錯位、推瘤推虧、裂紋等缺陷都因判為不合格。不合格的焊頭必須鋸掉重焊。

（3）焊頭打磨應(yīng)在焊縫溫度低于200℃時進行，打磨過程中應(yīng)保持焊頭的外形輪廓，打磨的目的為了除去軌頭推凸余量，軌底和三角區(qū)的打磨以滿足探傷要求為準(zhǔn)。

直線段扣件隔4鎖1，曲線段和大坡度段扣件隔3鎖1，方便焊機通過和之后的鎖定焊接施工。

（4）鋼軌冷卻到40℃以下對鋼軌焊頭進行探傷。焊接后盡早對焊縫進行正火處理。

（5）利用仿形打磨機打磨焊接接頭的軌頂面、各側(cè)面。外形精整應(yīng)保持軌頭輪廓形狀，打磨時若溫度過高，要適當(dāng)暫停打磨，待溫度適宜時再進行打磨。焊縫精打磨采用數(shù)控打磨機，焊縫打磨后，對平順度進行檢查驗收，使用電子平尺及輪廓儀進行。

5、應(yīng)力放散及鎖定

采用LR1200型移動接觸焊軌設(shè)備進行應(yīng)力放散和鎖定焊，單元焊接完3個單元軌節(jié)后在軌溫適宜就緊接著進行應(yīng)力放散及鎖定。應(yīng)力放散和鎖定焊時，首先量測鋼軌溫度，當(dāng)軌溫在鎖定軌溫范圍以下時采用“拉伸器滾筒法”放散應(yīng)力和線路鎖定。

（1）應(yīng)力放散及鎖定施工前準(zhǔn)備

應(yīng)力放散前，每隔250米設(shè)一對位移觀測樁。根據(jù)焊機數(shù)量、作業(yè)面條件確定放散作業(yè)面數(shù)量。線路鎖定前掌握當(dāng)?shù)剀墱刈兓?guī)律，選定鎖定線路的施工時間。在應(yīng)力放散前對軌道進行檢查，確認線路已達到初步穩(wěn)定，方可進行線路鎖定施工。軌距調(diào)整結(jié)合放散鎖定一并進行。

（2）應(yīng)力放散及鎖定工藝

焊前拆除扣件、安放滾輪、除銹工序、軌頭對位、焊接、正火、焊頭粗打磨均與單元焊施工工藝相同，這里不再詳細說明。

應(yīng)力放散時，首先量測鋼軌溫度。根據(jù)設(shè)計文件放散鎖定軌溫在5℃-28℃之間進行作業(yè)。根據(jù)單元軌節(jié)長度和和設(shè)計鎖定軌溫與實測軌溫差，按公式△L=αL△t（α=0.0118）計算出鋼軌的拉伸量（其中L為單元軌節(jié)長度，△t為設(shè)計鎖定軌溫與現(xiàn)場實測軌溫之差）。先將單元軌節(jié)放散至零應(yīng)力狀態(tài)，然后用拉伸器均勻拉伸至設(shè)計鎖定軌溫對應(yīng)的長度。然后拆除滾輪、落軌、立即鎖定線路。按設(shè)計扣壓力緊固扣件，并核實鎖定軌溫，填寫施工記錄表。拉軌前必須在鋼軌上設(shè)置好臨時位移觀測點，用來觀測單元軌節(jié)的應(yīng)力放散是否均勻。當(dāng)實測軌溫高于設(shè)計鎖定軌溫時嚴(yán)禁鎖定。

6、鋼軌膠接絕緣接頭安裝

在鋪設(shè)鋼軌時，確定絕緣接頭安裝位置，鋼軌鋪設(shè)完成，道床整道基本達標(biāo)后，進行絕緣接頭安裝。膠接絕緣接頭施工務(wù)必注意以下幾點：

（1）根據(jù)設(shè)計圖現(xiàn)場確定膠接絕緣接頭的位置，并請信號單位現(xiàn)場確認，需要時鋸切鋼軌。鋼軌打磨處理距軌端600mm粘接范圍徹底除銹，粘接面完全露出金屬光澤。絕緣夾板要預(yù)對位。粘接面和夾板絕緣層用丙酮或丁酮揩摸潔凈。粘貼作業(yè)用刮刀在鋼軌和夾板的貼合面上涂膠，涂刷要均勻無遺漏。

（2）用測力扳手由中間向兩端按照規(guī)定順序擰緊螺栓，要求扭力矩全部達到1000N.m，并用道釘錘敲擊夾板下沿，在復(fù)緊螺栓，反復(fù)敲擊夾板，反復(fù)依次復(fù)緊螺栓3次。從和膠到緊完螺栓時間不得超過16min。膠接完成1h后進行第一次復(fù)緊，接頭過3趟車后立即進行第二次復(fù)緊，上線24小時后進行第三次復(fù)緊。潮濕狀態(tài)，在端板處澆水，用兆歐表測量電阻應(yīng)大于1000歐。

7、軌道精調(diào)

有砟軌道精調(diào)前應(yīng)完成長軌單元焊接和應(yīng)力放散鎖定并達到以下條件：技術(shù)人員對前期分層上砟整道工序進行驗收，利用軌檢儀檢查線路平縱斷面、軌距、水平、高低、方向等和鋼軌硬彎、鋼軌焊縫平直度，達到軌道初期穩(wěn)定狀態(tài)驗收標(biāo)準(zhǔn)后方能進入軌道精調(diào)。

軌距和軌向調(diào)整：通過更換不同號碼的軌距擋板實現(xiàn)軌距和軌向調(diào)整。

鋼軌高低調(diào)整：鋼軌高低和水平出現(xiàn)較小不平順時，提升鋼軌，在軌下墊板和軌枕之間安放調(diào)高墊板，調(diào)高墊板不得安放于軌下墊板之上，調(diào)高墊板的總厚度不得大于10mm，數(shù)量不得超過2塊。

軌道調(diào)整在軌距調(diào)整完成后的段落進行，減少因軌距調(diào)整對方向和高程的影響，有效避免反復(fù)測量和調(diào)整。

首先調(diào)整軌向：根據(jù)軟件形成的資料，由專人復(fù)核，并到現(xiàn)場按里程將需要調(diào)整的數(shù)據(jù)標(biāo)記在鋼軌對應(yīng)的軌枕上。松開扣件按照要調(diào)整的方向和數(shù)據(jù)將基本軌調(diào)整到位;再用道尺按照記錄好的軌距將另一根鋼軌調(diào)整到位。

基本軌軌頂面高低的調(diào)整：根據(jù)整理的測量資料由技術(shù)人員到現(xiàn)場將調(diào)整數(shù)據(jù)標(biāo)記在鋼軌對應(yīng)的軌枕處，并指導(dǎo)工作人員對鋼軌進行抬升或降低。對于既存在超高又需調(diào)整基本軌的測量點，首先將高低基本軌調(diào)整到位，再根據(jù)超高調(diào)整另一根鋼軌到位。做完第一遍調(diào)整后，重新對軌道數(shù)據(jù)進行測量，作為第二遍軌道調(diào)整的依據(jù)，依次類推。

8、鋼軌打磨

采用鋼軌打磨列車在聯(lián)調(diào)聯(lián)試前對鋼軌進行打磨。打磨廓形根據(jù)鋼軌表面狀態(tài)、輪軌接觸情況綜合設(shè)計。采用模板或鋼軌輪廓測量儀進行打磨廓形檢查和驗收。

對焊接接頭軌面平直度進行檢查。當(dāng)超過標(biāo)準(zhǔn)時，應(yīng)采用仿形打磨機對焊接接頭進行局部打磨。打磨前應(yīng)在站線進行打磨參數(shù)調(diào)整試驗，確認打磨廓形達到要求后，方可進行正式打磨。打磨后立即清理打磨碎屑。

四、結(jié)束語

通過幾條線的施工，對于有砟軌道無縫線路的施工進行了探索和總結(jié)，使這幾條無縫線路軌道鋪軌順利，技術(shù)上逐漸成熟，施工更高效，愿對以后的類似工程施工能夠有所借鑒。特別有以下幾點體會：

鋪軌基地一定要設(shè)置適當(dāng)，滿足鋪軌需要，大小布局要合理;

鋪長軌中線控制非常重要，鋪設(shè)到位可以大大減少后期工作量;鋪軌后上砟整道要盡可能跟上，提高行車速度也可促進鋪軌進度;

焊軌盡可能不要在低于焊軌要求軌溫情況下焊軌，低溫易出質(zhì)量問題，搶工期也要注重按照規(guī)范施工;

為了提高效率，焊軌盡可能在上砟整道后軌道較為平順、道床相對穩(wěn)定且基本成型后實施;

預(yù)鋪道砟壓實度和控制大機每次起道量對于道床穩(wěn)定具有重要的作用，故預(yù)鋪道砟要嚴(yán)格壓實和控制每次起道量在60mm以內(nèi)。

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