既有線改造的無縫鐵路施工技術(shù)

孫海軍

（河北省鐵路管理局，河北 石家莊 050000）

0 引言

無縫鐵路工程是鐵路軌道工程建設(shè)中技術(shù)要求較高的項(xiàng)目類型，也是現(xiàn)代鐵路工程中占據(jù)比例較大的工程項(xiàng)目。根據(jù)以往調(diào)查資料[1-2]，無縫鐵路施工技術(shù)不僅在新線路建設(shè)中有詳細(xì)要求，在既有鐵路施工線路改造中也有較多應(yīng)用。由于設(shè)計(jì)與施工質(zhì)量的要求，工程設(shè)計(jì)與施工單位也對無縫鐵路施工技術(shù)給予了足夠的重視。

1 工程概況

某地區(qū)既有鐵路全長143km，是目前該地區(qū)與外界溝通的重要鐵路通道。隨著經(jīng)濟(jì)體系的不斷完善，原有鐵路由于歷史與地理環(huán)境等因素，運(yùn)輸能力已難以滿足基本交通需求，且受海拔和地形地勢的影響，列車的速度也無法提升。因此，為顯著提升線路運(yùn)輸能力，相關(guān)部門對既有線路中83km的鐵路線路進(jìn)行了改造，主要改造內(nèi)容有站前工程鋪設(shè)、信號工程、既有鐵路地段風(fēng)險整治和換鋪無縫軌道。

2 鐵路既有線改造施工影響因素

2.1 封鎖時間

鐵路既有線改造不可避免要在交通繁忙路段進(jìn)行施工。在較長且繁忙的交通路段大規(guī)模進(jìn)行施工時，施工人員要保障施工工期、施工安全性、施工合理性和施工質(zhì)量[3]。但是，在實(shí)際進(jìn)行施工改造的過程中，為使交通正常運(yùn)行，鐵路部門在總工期得到保證的前提下，對改造的施工時間進(jìn)行嚴(yán)格控制，在規(guī)定的時間內(nèi)必須完成鐵路既有線改造工作。

2.2 啟停附加時分

鐵路在既有線的改造施工過程中，為使施工工期得到有效保障，施工必須與實(shí)際運(yùn)營有效結(jié)合，增加工作面，在實(shí)際運(yùn)行過程中，慢行地點(diǎn)數(shù)量越多，列車啟停附加時分越少，會使鐵路既有線改造施工質(zhì)量偏低。因此，在地點(diǎn)數(shù)量的合理性能得到保障的同時，需在鐵路改造施工過程中盡可能多開設(shè)施工點(diǎn)，為能盡快完工奠定良好的基礎(chǔ)。

3 無縫鐵路改造施工方案

3.1 小區(qū)段繞行方案

鐵路導(dǎo)軌在鋪設(shè)期間須保持無縫且連續(xù)，所以經(jīng)常會與其他功能分區(qū)產(chǎn)生交叉[4]。在此種情況下，為避免對功能分區(qū)與鐵路通行造成影響，通常鐵路敷設(shè)必須采取繞行的施工方案，才能確保無縫鐵路功能正常使用。小區(qū)繞行鐵路段長度與曲線較小，與小區(qū)距離較近，所以并不適合大型機(jī)械集中操作，設(shè)計(jì)、施工人員須根據(jù)現(xiàn)場勘察資料判斷小區(qū)繞行面積與各類影響因素，然后合理設(shè)計(jì)、安排施工工期，才能有效保障小區(qū)繞行設(shè)計(jì)方案。

3.2 新舊區(qū)交叉方案

在既有鐵路改造過程中，新舊線交叉區(qū)的問題較常見。在面臨此問題時，設(shè)計(jì)人員須結(jié)合現(xiàn)場勘測材料與施工單位設(shè)備數(shù)據(jù)，明確施工單位在工程中的優(yōu)勢與劣勢，并能借助經(jīng)濟(jì)性、安全性的管理措施規(guī)避潛在風(fēng)險，才能保障鐵路改造質(zhì)量。在此期間，若新舊鐵路屬于平面交叉路段，則交叉點(diǎn)部位應(yīng)建好新線路，并明確新建線路所需的長度與寬度。

3.3 較長地段繞行方案

較長地段繞行也是鐵路改造工程中經(jīng)常遇見的問題，此類繞行路段普遍存在線路較長的特性，并且場地通常較為開闊，因此，大型機(jī)械集中操作比較適用，并且在養(yǎng)護(hù)和鋪筑工作方面較為便利。在此期間，設(shè)計(jì)人員需借助場地與軌道的力學(xué)參數(shù)判斷道路荷載等數(shù)據(jù)的適宜性，并按照規(guī)范設(shè)計(jì)要求一次性完成區(qū)間無縫鐵路鋪設(shè)工作，以便保障整體鐵路工程施工質(zhì)量，降低外界環(huán)境因素造成的影響。

4 無縫鐵路施工技術(shù)

4.1 預(yù)鋪施工

無縫鐵路施工中的第一個環(huán)節(jié)是預(yù)鋪道岔，需用到的施工設(shè)備為推土機(jī)。運(yùn)用推土機(jī)作業(yè)可將預(yù)鋪道岔攤鋪平整，同時還需用到壓強(qiáng)大于150kPa 的壓路機(jī)對路面進(jìn)行碾壓，最后通過人工進(jìn)一步平整路面。該施工流程的重點(diǎn)環(huán)節(jié)是碾壓道渣，在實(shí)際碾壓過程中，須控制好壓強(qiáng)、壓力，控制力度要適宜，不能偏大或偏小，在壓實(shí)密度上也須合理掌控，通常道渣壓實(shí)密度不應(yīng)小于1.7g/cm3，預(yù)留道應(yīng)在5cm以下。

4.2 長軌道鋪設(shè)

在進(jìn)行長軌軌道鋪設(shè)時，要用標(biāo)準(zhǔn)的臨時短軌完成單線鋪筑。在鋪筑過程中會用到長軌放送車和長軌運(yùn)輸車，采用單線方式進(jìn)行鋼軌換鋪，同時需人工配合。長軌軌道的鋪設(shè)與短軌軌道的鋪設(shè)有明顯的不同，前者相對來說要更復(fù)雜，需通過人工和長軌車相互配合作業(yè)。

4.3 聯(lián)合接頭焊接

鋁熱焊接是工地聯(lián)合接頭焊接中經(jīng)常采用的一種方法，焊接長度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求或現(xiàn)場實(shí)際需要決定。焊接部位一般是在各長軌間的聯(lián)合接頭，本工程的焊接施工要求形成1 500m 單元的軌節(jié)。在焊接工作開始前，應(yīng)對焊接周期和形式進(jìn)行檢驗(yàn)，并準(zhǔn)備好相關(guān)工具和設(shè)備，聯(lián)合接頭在焊接過程中通常會出現(xiàn)相錯量，為確保列車快速運(yùn)行時的舒適性和安全性，應(yīng)將焊接聯(lián)合接頭的相錯量保持在100mm以內(nèi)。

4.4 大機(jī)整道施工

大機(jī)整道指通過無孔夾板連接兩個不同的單元軌節(jié)，在連接過程中需用到起撥道搗固機(jī)、配渣整形車、動力穩(wěn)定車等主要機(jī)器設(shè)備[5]。整道應(yīng)在進(jìn)入新線后正式開始施工，不同工程由于施工特點(diǎn)和要求存在差異，整道作業(yè)的次數(shù)也各不相同。所以要根據(jù)工程的實(shí)際情況選擇最適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)次數(shù)。一般而言，作業(yè)次數(shù)不應(yīng)低于3次。另外，在施工中如遇缺少道渣的情況，應(yīng)對缺陷部位采用人工的方式及時進(jìn)行補(bǔ)充，以滿足填渣精細(xì)度要求。

4.5 應(yīng)力鎖定與放散施工

在開展應(yīng)力放散和鎖定工序前，須檢查道床的力學(xué)參數(shù)、線路的幾何數(shù)值是否滿足驗(yàn)標(biāo)要求[6]。只有在以上兩個參數(shù)達(dá)到驗(yàn)標(biāo)要求的條件下才能開展放散及鎖定工作。在進(jìn)行鎖定工序時，應(yīng)嚴(yán)格控制鎖定的實(shí)際溫度。在放散工作完成后，應(yīng)進(jìn)行兩單元軌節(jié)間接頭的鎖定焊接工作。鎖定工序結(jié)束后，應(yīng)定期開展位移觀測工作并做好詳細(xì)記錄。

4.6 鐵路線路開通

線路開通是本工程施工的最后環(huán)節(jié)，在正式開通前需檢驗(yàn)開通條件，在確定滿足要求后才可開通路線。線路開通后，首先應(yīng)利用天窗點(diǎn)完成接頭部位的鎖定焊接工作。為確保線路運(yùn)行的安全質(zhì)量，開通后的首次運(yùn)行速度不宜過高，最好控制在80km/h 以內(nèi)。在開通后5d 內(nèi)，可將車速提高到120～140km/h，之后再制定分階段提速方案，直至將列車運(yùn)行速度提高到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值。

5 結(jié)語

無縫鐵路施工技術(shù)的有效實(shí)施，能降低設(shè)計(jì)難度，保障工程質(zhì)量；同時既有鐵路的改造更能體現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性原則，對部分存在風(fēng)險病害的部位進(jìn)行調(diào)整，提高鐵路工程質(zhì)量。因此，無縫鐵路施工技術(shù)在鐵路既有線改造工程中應(yīng)用期間，必須提供詳細(xì)的施工方案，才能為后續(xù)鐵路工程體系提供更全面的技術(shù)保障。