武广铁路客运专线长枕埋入式无砟道岔施工技术

张军林

(中铁十一局集团第三工程有限公司,湖北十堰 442012)

武广铁路客运专线长枕埋入式无砟道岔施工技术

张军林

(中铁十一局集团第三工程有限公司,湖北十堰 442012)

针对武广铁路客运专线工期紧、现场施工环境复杂,道岔施工控制工期的情况,介绍长枕埋入式道岔施工技术和施工工艺如何有效地利用到铁路客运专线道岔的建设中。重点对无砟道岔的运输和装卸、组装和精调、混凝土浇筑、焊接等现场关键技术进行详细叙述。

武广铁路客运专线;长枕埋入式;无砟道岔

1 概述

武广铁路客运专线 GDGCI标正线道岔设计数量60组,均采用 BWG高速无砟道岔,直向通过速度 350 km/h。道床类型有长枕埋入式和板式两种。其具有容许通过速度高,旅客乘坐舒适度好,高安全性、高可靠性、少维修性的特点。这些特点决定了无砟道岔的铺设需要组织专业化的队伍,装备专门的机械设备,严格按照相关文件的要求进行铺设,确保道岔铺设验交后,即满足列车以设计速度通过的要求。

2 主要技术标准

无砟道岔铺设定位偏差及验收几何尺寸静态验收标准见表1、表2。

表1 道岔定位允许偏差 mm

表2 无砟道岔静态(直向)平顺度允许偏差及检验方法 mm

3 道岔验收、运输与吊卸

3.1 道岔验收

厂内验收是一项非常重要的工作,产品组装精度直接决定道岔内部尺寸精度,必须选派责任心强、有经验的人员负责。

3.2 无砟道岔运输

厂内验收合格后,根据 BWG道岔运载方案,一般分解为三大部分发运,其中转辙器轨排(24.596m×2.8m,19 t)、辙叉段轨排(15.014m×3.241m,14.6 t)、散轨件(29.413～21.575m钢轨 8件,件重 1.3 t;22.762 m×1.226m轨排 2件,件重 6.3 t)及道岔散件。

道岔分解后通过火车运输至施工地点临近货站,然后公路运输至目的地。

3.3 卸车方案

为了确保道岔吊卸安全,采用了大吨位吊车,并配备了 25m扁担梁,道岔的运输、包装、吊卸等均满足设计要求及相关技术条件。

首先将导曲线段散件卸至岔位支承层两侧路基上,待转辙器和辙叉段就位后再进行组装。转辙器及辙叉段运达后直接利用吊车卸于已组装好的移位台车上,然后推送纵移就位。

4 无砟道岔铺设

4.1 铺设工艺流程

CPⅢ复测→道岔区控制桩测设→销钉放样及钻孔→摆放道床板钢筋→铺设移位台车临时轨道→移位台车组装→道岔轨排汽车运输、岔后过渡段及导曲线轨排组装、道岔轨排分段吊装纵移就位→连接长、短岔枕→安装螺杆调节器→道岔高程调整→拆除移位台车→轨向及水平初调→轨排固定地锚钻孔、绑扎道床板钢筋→道床板钢筋绝缘测试→道岔位置一次精调→轨检小车检测→轨排固定地锚锚固→安装枕木支撑丝杆、拆除螺杆调节器→模板安装及固定→道岔位置二次精调→轨检小车检测→侧向固定架安装→混凝土拌制及运输、道岔板混凝土施工→混凝土浇筑后 0.5～1 h放松螺杆 1/3圈→混凝土浇筑后 2～4 h松开扣件螺栓→混凝土养生、支撑丝杆及侧向固定架拆卸、模板拆除→道岔内部几何尺寸检查及调整→道岔内铝热焊。

4.2 铺设工艺

4.2.1 施工准备

(1)准备并熟悉相关施工、设计文件以及无砟道岔相关规范、规程、技术条件等。

(2)编制详细的施工组织设计,细化各工序质量控制方法及标准,编制作业指导书。

(3)就接口工程施工顺序、施工便道、施工场地、道岔运输与吊卸、道岔工电联调、跨区间无缝线路施工等事宜与有关单位做好沟通、协调,划分施工界面,明确各自的工作内容和配合事宜。

(4)按照有关程序和规范要求,对线下工程施工质量、无砟轨道精测量网、沉降变形观测与评估等事项进行检查和确认,办理相关交接手续。

(5)无砟道岔施工宜在车站或正线无砟道床板施工前完成。若站内正线或区间无砟道床板早于无砟道岔施工,则与无砟道岔前后相连区宜预留至少 80m,待无砟道岔施工完毕后进行。

(6)开展对道岔施工各工序操作人员的岗前培训,测量、道岔组装与精调、焊接、装卸、运输等特殊工种人员需持证上岗。

4.2.2 CPⅢ接收与复测

从线下施工单位接收 CPⅢ点、CPⅡ点及辅助点、二等水准基点及测量成果。组织测量人员对 CPⅢ点进行复核。

4.2.3 道岔岔位测量放样

(1)对道岔支承层进行验收,平整度误差范围 15 mm/4m,高程误差范围为 +5mm,-15mm。

(2)无砟轨道道岔区测量以 CPⅢ控制点为基准,根据站场设计图进行道岔区控制基桩测量,确认无误后进行道岔桩位放样。

(3)站场内的各组无砟道岔一次测设完成,并复核道岔间相互位置。

(4)无砟道岔施工前应增设加密基桩。加密基桩一般 5～10m设置 1个,直股应布置不少于 5个,侧股不少于 2个。加密基桩宜设置在线路中线的两侧。

(5)铺岔前复核道岔中心控制基桩的中线、里程和高程,检查路面高程,复测岔前、岔后直股、侧股控制基桩。

(6)道岔与区间或站线无砟轨道衔接时,应以道岔控制基桩为依据进行调整。

4.2.4 销钉放样及钻孔

(1)根据销钉布置图以及道岔桩位对销钉孔位进行放样,采用墨线弹出纵横线定点。

(2)利用手提电锤钻孔,孔径 32mm,孔深不小于250mm。

(3)清孔后利用棉纱等堵孔,防止杂物落入。

4.2.5 摆放道床板钢筋

(1)严格按照无砟道岔道床钢筋布置图在钢筋棚内加工道床板钢筋,并分类堆放,做好防锈措施。

(2)将加工好的道床板纵向钢筋按照设计图沿线路中心摆放在支承层上,纵向位置准确,搭接长度不小于70 cm。

4.2.6 临时轨道铺设及移位台车安装

(1)根据道岔线路中心线控制,进行定向测量,放样定出移位台车走行轨道的位置,轨道顶面高程值按设计线路高程值返算确定,必须满足：轨顶面位置最终水平面以下 35～50mm,横向位置 ±20mm以内。

(2)根据实际情况确定其轨距,再铺设移位台车走行轨道,并用轨距锁定器对行走轨道进行固定,以增加其稳定性。

(3)移位台车安装时,须根据道岔长度、宽度等尺寸确定纵、横向梁长度,必须满足岔尾铺设时的宽度需要。

(4)移位台车安装后,用弦线检查道岔移位台车的线向,并调整直到符合要求为止。

(5)安装完成后,根据道岔中心线及道岔铺设图计算出道岔直股方向的位置,并在移位台车的横梁上标记,以便确定道岔吊装放置的位置。

4.2.7 道岔轨排组装

(1)根据道岔铺设图利用汽车吊,将放置于线路两侧导曲线段岔枕散布于对应支承层上,人工初步方正,然后吊放钢轨,先直后曲。

(2)钢轨入槽后依照钢轨上标示的岔枕位置进行方枕并上扣件,检查支距、轨距(误差均为 ±1mm),检验合格后吊装。

(3)调整轨距、支距。使尖轨检测点支距和导曲线支距允许偏差符合设计要求。

(4)调整尖轨、可动心轨密贴和顶铁间隙。保证密贴段密贴良好、间隙值不超限。

4.2.8 道岔轨排分段吊装与纵移就位

(1)将已组装好的移位台车沿行走轨道推至道岔存放区,用楔形块进行固定。

(2)转辙器及辙叉段轨排利用吊车直接吊卸于移位台车上,在道岔离移位台车 10 cm位置时,人工配合稳住道岔,根据运输车辆横梁上已标记好直股方向的记号,进行对准后再缓慢落下。

(3)组装完成后检查道岔移位台车的线向,并调整直到符合要求后缓缓将导曲线轨排轻放在移位台车上。

(4)通过人工将道岔轨排分段推移到设计位置上,根据已测设的岔位桩进行精确对位,纵向通过移动移位台车实现,横向通过台车上的横移装置实现,调整完毕后用楔形块固定移位台车。

4.2.9 连接长、短岔枕

道岔纵移到位后,用专用铰接板将长、短岔枕连接起来。

4.2.10 安装螺杆调节器

(1)直、曲股外侧钢轨每隔 2根岔枕各安装 1套螺杆调节器,螺杆调节器与支承层接触处设置钢板垫片,钢板垫片中部须加工有凹槽。

(2)心轨位置设置托盘,防止因心轨较重而引起岔枕变形。

4.2.11 道岔高程调整

(1)道岔轨排准确对位后,在直股外侧支承层上设置高程基桩,采用高精度水准仪逐点测量,比较设计与实测轨面高程,确定道岔高程调整数值。

(2)根据测量结果利用起道机将道岔轨排升起后拧紧螺杆调节器,提升高度以方便拆除移位台车为准。

(3)当道岔轨面高程与设计相差较大时,高程调整应循序渐进,不可一次到位。

(4)待道岔轨排上螺杆调节器全部拧紧稳定后移位台车工班人员拆除移位台车,移走走行轨。

4.2.12 轨向及水平初调

(1)通过调整螺杆调节器起平道岔,高精度水平仪配合测量,调整后的轨面高程应控制在 -2～-0.5mm,水平≤1mm,导曲线不得有反超高,高低用10m弦量≤2mm。

(2)道岔方向调整。先从线路中线控制桩引出,全站仪测量控制,调整螺杆调节器的横移装置使道岔横移对中并固定,再从道岔两侧加密测量基标拉弦线复核轨道中线,10m弦量≤2mm。

(3)轨距加宽(FAKOP)段轨向调整。先用全站仪控制岔前及尖轨跟端轨道中心,然后以直基本轨上的基准槽为准拉弦线调整轨向,误差控制在 2 mm/10m以内。

(4)道岔轨排高程、方向调整到位后,检查道岔全长,符合要求后连接钢轨。

4.2.13 地锚钻孔

道岔初调完成后进行地锚孔放样,钻孔完毕需及时对被污染的支承进行冲洗清理。

4.2.14 绑扎道床板钢筋

(1)按照道岔钢筋布置图,先架设对应于转辙机位置的道床板下层钢筋(按要求设置垫块),下层钢筋架设完毕后再架设上层钢筋。架设上层钢筋时根据图纸将钢筋位置用红油漆标示在岔枕上,以保证钢筋间距。现场切割转辙机牵引点处上层钢筋网。道床板下部(支承层面)保护层厚度不小于 35mm,上部保护层(侧面)不小于 40mm。

(2)纵横向接地钢筋间交叉点和搭接处进行焊接,单面焊焊缝长度不小于 200mm,厚度不小 4mm,双面焊焊缝长度不小于 100 mm,厚度不小 4mm。在其他纵横向钢筋交叉点、纵向钢筋与轨枕桁架下层钢筋交叉点以及纵向钢筋搭接处均设置绝缘卡,并用塑料带绑扎牢固。上下层均应进行绝缘。

(3)道床板钢筋架设并焊接完成后应进行绝缘性能测试,非接地钢筋中任意 2根钢筋的电阻值不小于2MΩ。

(4)锚固岔内支承层上的销钉。根据已计算好的每孔需用量向孔内注入 RE500植筋胶,然后快速将销钉插入孔内。

4.2.15 道岔精调

(1)道岔精调采用轨检小车检测道岔方向、高低、水平、轨距等几何形位指标,根据轨检小车检测数据确定精调数值。精测小车作业时应禁止施工区域附近可能产生振动的机械作业。

(2)精调前必须先清洁钢轨,保证精测小车与钢轨接触点无其他介质。

(3)整组道岔精调前应对弹条螺栓、岔枕螺栓副、限位器螺栓、翼轨间隔铁螺栓副、长短心轨间隔铁螺栓副进行复拧,复拧扭矩达到设计值。

(4)随轨检小车移动,根据检测反馈数值逐点对道岔水平、方向进行微调定位。

(5)精调后的道岔需满足《客专无砟道岔轨道道岔铺设技术条件》中道岔铺设及检验要求表中 1～67项的偏差要求。

(6)道岔精调需循序渐进,先将大偏差调成小偏差,再将小偏差调整至规范容许范围之内。

4.2.16 安装岔枕支撑丝杆及轨排固定地锚锚固

(1)道岔调整到位后,禁止人工抬重物通行,并应及时安装岔枕支撑丝杆,丝杆上涂润滑油,手工入扣,拧不动为止。

(2)将地锚钢筋调整到锚固孔中央,然后灌入已拌好的锚固剂。

(3)待完全凝固后,再上紧调整螺栓,须保持原位,禁止扰动道岔。

4.2.17 模板安装

(1)模板安装前,应清理道床板钢筋网片内遗留的杂物,并对支承层进行清洗。

(2)检查模板平整度(1mm/m),模板须清洗干净,并按要求涂刷脱模剂。

(3)道床板混凝土边模板采用定型钢模板,相邻模板拼缝保证密贴,纵向模板与下部支承层表面垂直。

(4)模板固定装置应同基础层预埋件牢固联接,防止跑模。

(5)根据设计道岔转辙机基坑结构形式设置道岔转辙机基坑模板,顶部设置加强肋梁。

(6)转辙机基坑两侧岔枕之间加设临时支撑,固定岔枕间距。

(7)混凝土浇筑前,在钢轨需要焊接位置必须安装预留焊接所需的沟槽模板。

(8)钢模板固定后,应检查转辙机基坑长度、宽度和深度,应符合道岔铺设及检验要求表中 68～76项的偏差要求。

(9)道床板模板安装完毕并符合要求后,将接地端子与接地钢筋焊接,必须保证接地端子与模板密贴,并做好接地端子的保护,以防止污染。

4.2.18 道岔二次精调

(1)道床板混凝土浇筑施工前,须对道岔系统进行二次精调。

(2)道岔二次精调,主要是利用轨检小车对道岔方向、高低、水平、轨距等几何形位指标进行检测及调整。尽可能都调成“0”,并采集调整最终数据。

(3)随轨检小车移动,根据检测反馈数值逐点对道岔水平、方向进行微调定位。

(4)整组道岔调试完毕应对弹条螺栓、岔枕螺栓、限位器螺栓、翼轨间隔铁螺栓、长短心轨间隔铁螺栓进行复拧,复拧扭矩达到设计值。

(5)调整后的道岔须由监理单位会同施工单位按照道岔铺设技术条件中的检测验收项点逐项检测道岔,混凝土浇筑前的道岔须完全满足道岔铺设验收的要求。

(6)仔细检查各地锚固定状态,确保固定良好、可靠。

4.2.19 安装侧向固定支架

道岔精调完成后,立即紧固侧向固定装置。

4.2.20 道床板混凝土施工

(1)混凝土施工前用雨花布、塑料袋对钢轨及基板进行包裹保护,浇筑时再用专用木盒覆盖,防止混凝土浇筑时污染扣件。

(2)混凝土基础层及岔枕洒水湿润,但不得有积水,岔枕底部喷雾湿润。

(3)检查模板加固状态和混凝土泵送、捣固设备工况以及电力设备备用情况,确保混凝土施工顺利进行。

(4)道床板混凝土由统一的拌和站集中供应,混凝土搅拌运输车运输,泵送入模,机械振捣,对每车混凝土的坍落度、温度等指标进行检测。

(5)单开道岔混凝土施工从岔心开始,分别向岔前、岔后浇筑;渡线道岔从渡线中间开始浇筑,分别向两岔岔前进行。

(6)混凝土入模后,立即插入振动棒振捣。对岔枕底部位置混凝土要加强振捣,确保混凝土的密实性。转辙机基坑位置应加强捣固。

(7)捣固时防止振动棒触碰支撑螺栓和侧向支撑装置。

(8)道床板混凝土表面人工抹平,确保道床板的顶面高程、平整度和排水坡度符合设计标准,道床板宽度误差(+20mm,-5mm),高程误差(0,-5mm),平整度为 10mm/4m。

4.2.23 混凝土养护

(1)道床板混凝土浇筑 1～3 h后,将竖向支撑螺杆放松 1/3圈。4～6 h达到初凝后,松开扣件螺栓,拆除竖向支撑螺杆。遗留孔洞用无收缩砂浆填充,填充前应清孔,确保孔内无杂物,无积水。

(2)混凝土浇筑完毕及时覆盖保湿棉垫,进行养生,保证混凝土表面湿润,且不受阳光直射和风吹,养护时间最低不少于 7d。在道床板混凝土养生期间,施工区严格封闭,严禁行人、车辆等在道岔上通过。

(3)混凝土强度大于 5MPa后拆除道床模板,清洗、涂油后集中存放,以便下次利用。

4.2.24 内部几何尺寸检查及线形调整

(1)混凝土养生结束后,上紧扣件,对道岔的轨距、支距以及各部位密切进行检查,超限部位进行整改。

(2)内部尺寸检查调整完毕后,利用轨检小车对道岔的方向、高低、水平、轨距等进行检测,并采集数据进行分析。确定调整方案后再进行实施,以免重复调整。

4.2.25 道岔接头铝热焊

(1)经自检、电务互检合格后,电务及时安装转辙机及锁闭装置。安装转辙机时,工务、电务部门应配合施工,并调试到最佳工作状态。道岔状态满足铺设与检验要求表中 1～67条的规定后方可进行铝热焊。

(2)焊接前尖轨应方正,限位器子母块居中,两侧间隙差不大于 0.5mm。

(3)道岔焊接环境温度不能低于 0℃,轨温应在 0～35℃时焊接。

(4)焊接顺序为：先岔前,再岔后;先直股,后曲股。焊接完成后尖轨相错量不应大于 5mm,须对每一个焊头进行探伤和平直度测量,平直度须满足验标要求。

4.2.26 道岔终调及验交前的整修

道岔焊接锁定后,对整组道岔包括前后过渡段进行最终的精细调整。调整后的道岔必须满足设计和列车高速运行要求,同时完全满足《客运专线无砟道岔铺设技术条件》中道岔铺设验收基本项点各项要求。

5 经验体会

(1)加强道岔厂内与进场验收,发现问题及时记录并书面汇报。

(2)道岔组装完成后,首先要对道岔内部尺寸进行检查,如轨距,支距等各项密切指标等,确认达到规范要求后才可进行下道工序,可最大程度减少道岔精调工程量。

(3)精调完成后必须对整组道岔数据进行采集。

(4)调整作业的经验非常重要,道岔精调作业人必须固定。

(5)支撑系统及加固方案必须严格按照施工方案认真落实到位,并安排专人检查。

(6)道岔线形后期调整工作非常重要,在调整测量之前首先要完成对道岔轨道的全面检查,以保证后续测量的真实性和可靠性。

(7)道岔调整宜采用专用分析软件进行分析,以达到用最小调整量换取最佳轨道线形的目的。

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1004-2954(2010)01-0090-04

2009-11-30

张军林(1977—),男,工程师,1999年毕业于石家庄铁道学院,工学学士。