大型养路机械施工组织方案及措施研究

陈业林，张 超，赵春和

（1.北京铁路局 运输处，北京 100860；2.北京交通大学 交通运输学院，北京 100044）

1 铁路线路养护工作的发展

铁路线路养护工作的发展，经历了从人力到采用小型机械再到采用大型养路机械的过程。北京铁路局从 1984 年开始引入大型养路机械 (以下简称“大机”)，陆续采用了清筛车、线路捣固车、道岔捣固车、稳定车、整形车、钢轨打磨车等。目前，北京铁路局有各种机械车辆达 100 多台，形成 12 个养护队，年清筛线路能力达 680 km，年捣固线路能力达 15000 km，年捣固道岔能力为 7000 组，年打磨线路能力为 12000 km，年打磨道岔能力为 2500 组。2011 年，北京铁路局完成换轨 415 km，换枕 15.3 万根，换道岔 356 组，大机清筛 362 km。大机作业占全铁路局任务的 90%以上。

营业线施工是指影响营业线设备稳定、设备使用和行车安全的各种施工。大机施工是一项对运输影响较大的营业线施工。大机施工一般分为大机清筛、大机换砟、大机捣固3种类型，大机清筛施工程序最为复杂，包含换砟和捣固施工过程。大型养路机械的投入使用对施工组织提出了更高的要求。大机施工持续时间长，涉及部门多、工种多、人员多，前期的准备工作多，组织难度大。往往由于一个环节出现问题，影响整个施工，造成施工单位的人力、物力、财力和干线运输能力的浪费。在繁忙的运输干线上组织好大机施工，确保运输、施工两不误，是施工组织研究的重点课题。在北京铁路局多年实践和探索的基础上，通过分析大机施工的特点，以及干线多、运输能力紧张、天窗多在夜间的特点，提出大机施工组织措施。

2 大机清筛施工作业环节

2.1 大机清筛施工方案

大机清筛作业每队配备清筛车3台、捣固车5台、整形车3台、稳定车2台，共计 13 台作业车。施工封锁命令下达后，大机成组进入作业地段，分解后在各自作业区段作业，清筛机组采用清筛换砟、捣固、稳定一条龙流水作业。作业完成后，连挂成组返回存放地点。

2.2 作业工序及时间安排

大机清筛施工以 180 min 天窗为例进行时间安排：成组进入施工区域、分解、清筛换砟准备(15 min)→清筛换砟作业 (60 min)→退出清筛地段(10 min)→石砟车卸砟作业 (40 min)→大机进入施工地段并进行分砟、起道、捣固、稳定 (40 min)→连挂成组、返回存放地段 (15 min)。其中，清筛、卸砟、分砟起道捣固稳定3个部分为纯施工时间，如果天窗时间较长可增加这3个部分的时间，其他3个部分为辅助时间。

2.3 施工前的准备工作

（1）调查线路。根据线间距大小、路肩宽窄计划好卸砟量；对施工地段的工、电、红外线、通讯电缆等设备做好标记，提前通知配合单位；对线下隐蔽障碍物进行挖掘，尽量于施工前清除。高温季节，对施工地段无缝线路提前 1～2 天进行钢轨应力放散。

（2）利用封锁前慢行时间，开挖清筛机水平导槽沟，穿入水平导槽，并做好支垫。

2.4 慢行及提速步骤

每日换砟地段施工前 1 h 限速 45 km/h，开通后第1列限速 25 km/h，第2列起 6 h 限速 45 km/h，其后至第2日施工点前限速 60 km/h，第 2、3、4 日天窗时间需要对以前清筛地段进行捣固整细，实现阶梯提速，第2日点毕限速 80 km/h，第3日点毕限速 120 km/h，第4日点毕恢复正常速度。

3 大机清筛施工特点分析

3.1 涉及工种全，配合内容多

大机清筛施工是一项系统工程，需要有关部门的协调配合，施工的质量和效率取决于车务、工务、电务、供电、机务、车辆等部门的协调配合。例如，车务部门要组织好机械车组和石砟列车进出区间、调车作业、反方向接发列车、车辆装载、道岔加锁钉固，以及各种施工命令的交付等工作；机务部门要为石砟运输和现场卸砟提供机车动力；工务部门要向施工部门提供线路技术资料，负责无缝线路放散，拆除和恢复影响施工的设备，以及办理设备验收、交接工作；电务、车辆部门要对影响施工的有关设备进行拆移、恢复等。

3.2 参加施工车辆多，持续时间长

同时参加施工的大机多达 13 台，实际施工前的准备工作量大、时间长，施工慢行距离长，施工程序多，单次施工需要时间多。各种施工车辆往往在同一地段交叉作业，大机清筛换砟施工每日作业进度 500～800 m，雨、雾天气不能进行清筛施工，一个区间往往要持续施工多日。

3.3 大机施工对运输组织影响大

（1）施工产生大量的路料运输，每天需要开行路料列车，这些路料到达技术站后可能长时间积压，影响中时、停时等运输指标。

（2）施工路用列车的解编、运行及存放，对技术站运输组织干扰很大。例如，施工期间大机车组的存放、整备、上油；宿营车组的存放；路用列车的到达、解体、编组等，每天都要占用多条股道，为了及时完成这些作业，需要专门安排调车机车负责这些任务，每次作业时间 2～3 h，甚至达到 4 h。

（3）路用列车需要在施工区段所涉及的中间站进行机车转线、甩挂或装卸等作业，对这些车站的正常运输造成干扰。

（4）大机清筛施工的范围主要是区间，站内正线 (岔区除外) 及进站信号机至最外方道岔间，施工时需要对施工地段进行封锁，影响正线行车。大机区间清筛施工一般每日需要封锁 180 min，站内清筛施工需要封锁正线，一般在 6 h 以上。施工点前90 min 对通过清筛地段的列车限速 45 km/h，施工中对经过清筛地段的邻线列车限速 140 km/h，施工前的限速和施工后的慢行，造成线路通过能力紧张。

（5）为配合大机清筛施工，需要开行专门的路用列车，路用列车的技术检查、解编作业，增加了施工地点附近技术站的解编作业。有时为确保施工正常进行还会组织列车反方向运行，给车站作业及列车运行组织带来安全风险。

4 大机施工行车组织方案研究

大机施工组织的关键是行车组织方案，周密、合理、科学的行车组织方案是保证施工安全高效的关键。根据大机清筛换砟施工程序、特点和影响范围，将其划分为区间封锁、站内正线封锁、站内区间同时封锁 (指封锁车站一端咽喉)、站内和相邻两区间同时封锁4种施工模式，研究制订不同模式的行车组织方案。

4.1 区间封锁的施工组织

区间封锁时的施工作业流程为：车站向封锁区间发出大机施工车组→大机施工车组清筛完后返回车站→向封锁区间发出卸砟列车，卸完后运行至前方站→车站向封锁区间发出大机施工车组→大机施工车组整形、捣固、稳定完成后返回车站。

（1）大机施工车组的施工组织。向封锁区间开行大机施工车组时，列车进入封锁区间的行车凭证为调度命令。准备发车进路，封闭进路上的道岔，进路准备妥当后交付调度命令，大机施工车组凭助理值班员的发车手信号发车。大机施工车组必须连挂在一起一次出站，进入封锁区间后分组进行作业。大机施工车组作业完毕由封锁区间进站时，必须在进站信号机外与行车室驻站人员联系，连挂在一起一次进站。正方向凭进站信号机的显示进站，反方向凭引导手信号进站。值班员要与驻站人员联系，确认大机施工车组全部到达方可开通区间。

（2）卸砟列车的作业组织。向封锁区间发出卸砟列车时，列车进入封锁区间的行车凭证为调度命令。卸砟列车发车时，准备发车进路，锁闭进路道岔，交给司机调度命令，助理值班员显示发车手信号。卸砟列车进站时，正方向运行开放进站信号，反方向运行凭引导手信号进站。

4.2 站内正线封锁的施工组织

站内正线封锁时的施工作业流程为：大机施工车组转入正线→污土车 (整列空敞车) 进入被封锁正线的邻线→大机施工车组清筛施工完毕后全部转出封锁线路→接入卸砟列车，卸空后运行至前方站→大机施工车组转入封锁的正线→污土列车开车腾空临线→大机施工车组作业完毕后全部转出。

（1）大机施工车组和污土列车的作业组织。车站值班员在正线封锁前应提前组织大机施工车组以调车方式转至准备封锁的线路内，并将污土车调入指定线路，由调车人员负责对好货位。装完弃砟后，施工单位要对废弃砟土进行平整，货运人员要认真检查清砟车辆的车门关闭和装载状态是否符合规定，确保不超载、不偏载，按规定及时调整空重阀。

（2）侧线通过列车的运营组织。站内正线封锁施工，通过列车需经由侧线通过，按规定“通过的旅客列车后方站按规定预告司机”，同时要注意侧线能否接发超限列车。

（3）卸砟列车的作业组织。站内正线换砟作业时，卸砟列车均在后方站等候，凭调度命令进入施工站封锁线路。由卸车负责人指挥，司机根据施工负责人要求的速度作业。车站同时与前方站办理该列车的预告手续，卸砟列车凭车站出站信号机的显示直接开往前方站。

4.3 站内区间同时封锁(一端咽喉)的施工组织

站内区间同时封锁 (一端咽喉) 的施工模式适用于站内清筛区间整细作业。站内区间同时封锁(一端咽喉) 时的施工作业流程为：清筛车组转入站内正线清筛，整细车组进入区间整细→机械车组清筛、整细作业完毕后全部转出封锁线路→卸砟列车进入封锁地段卸砟，卸完后运行至前方站→大机施工车组再次转入封锁地段作业→大机施工车组作业完后全部转入原停留线路。

（1）作业进路的准备。作业时，对封锁进路上的道岔由工务负责钉固，车务负责加锁。线路未解除封锁时，不准在该进路上办理车辆的转线作业。大机施工车组清筛作业完毕，在未封锁一端咽喉转线，腾空封锁线路等待卸砟列车卸砟。

（2）卸砟列车的作业组织。站内正线及区间换砟作业时，卸砟列车可在侧线或后方站等候，凭调度命令进入施工站封锁线路。由卸车负责人指挥，司机根据施工负责人要求的速度作业。车站同时与前方站办理该列车的预告手续，卸砟列车凭车站出站信号机的显示直接开往前方站。

4.4 站内和相邻两区间同时封锁的施工组织

站内和相邻两区间同时封锁的施工模式适用于站内和一区间整细、另一区间清筛作业。站内和相邻两区间同时封锁时的施工作业流程为：大机施工车组转入站内正线→车组分组后分别去往两区间→大机施工车组作业完毕后全部回正线连挂，转出封锁线路→卸砟列车进入封锁地段卸砟，卸完后运行至前方站→大机施工车组再次转入封锁地段作业→大机施工车组作业完后全部返回站内。

（1）作业进路的准备。站内和相邻两区间同时封锁时，多组大机施工车组根据施工需要在封锁地段多次往返，为确保大机施工车组运行安全，进路有关道岔要现场钉固、加锁。

（2）大机施工车组站内转线作业组织。当大机施工车组清筛施工完毕，需要利用站内封锁线路进行转线时，施工负责人应提前向车站值班员提出申请，车站值班员向列车调度员请求调度命令解锁有关道岔，确认进路正确后，方可办理转线作业。

（3）卸砟列车的作业组织。卸砟列车在前方站或区间等候，得到清筛完毕大机施工车组全部返回站内的通知后，由卸车负责人指挥走行卸砟，卸后凭引导手信号接入站内。

5 大机施工组织措施研究

5.1 月度施工计划编制

考虑大机施工每个天窗需要较固定的辅助作业时间的特点，施工计划上尽量保证大机施工的纯作业时间，在有条件的情况下尽可能加大天窗时间。在条件允许的情况下，根据铁道部批准施工计划，结合北京铁路局线路运输能力和运输任务要求，综合安排管内各线施工天窗。目前，对于大机施工天窗，在繁忙干线及干线都尽量满足要求的 180 min，同时考虑大机施工的连续性，在一定时期内连续安排。

5.2 关键作业控制措施

在组织大机清筛换砟施工的作业中，为确保施工和运输安全，需要控制好以下6项关键作业。

（1）作业进路。施工时，大机施工车组、卸砟和污土列车都要从车站频繁进出，大机施工车组清筛完毕转线时要扳动有关道岔，这时进路正确是确保施工、行车安全的关键，稍有疏忽就会发生车列脱轨，造成施工事故。

（2）调车作业。大机施工车组在站内转线或对车组重新编组时会产生大量的调车作业，而且机械车自带动力，因此确保大机施工车组在站内的调车作业安全至关重要。作业时，车站值班员为调车领导人，大机驻站人员为调车指挥人，严格执行调车联控，位置不明、信号不清、联系不彻底时禁止动车和扳动道岔。

（3）调度命令。调度命令是大机施工车组进出封锁区间的凭证，是施工单位进行施工的依据。车站值班员要认真审查施工登记，认真核对和严格执行调度命令。加强与施工驻站人员和大机施工车组司机的联系，严肃施工纪律，确保施工安全。

（4）车辆装载。站内正线清筛施工时，车站货运人员要提前对废弃砟测量比重，指导施工单位对装弃砟的车辆打尺画线。装完弃砟，车站要认真检查车门和装载状态，确保不超载、不偏载。否则，污土列车一旦在区间或运行中发生问题，后果将不堪设想。

（5）人员培训。搞好培训工作是确保施工安全的前提。通过制作多媒体培训教材，以不同施工方案下车务施工组织办法为重点，对中间站长、车站值班员进行集中培训。采取施工前车务站段逐站培训的方法使培训工作更具有针对性和实用性。通过培训，使车务部门的干部职工对大机清筛换砟施工做到施工内容清、行车办法清、作业程序清、重点注意事项清，为确保施工安全打下牢固基础。

5.3 专业技术干部盯控

为确保施工的顺利进行和各项措施落实到位，除成熟周密的行车组织方案和关键控制以外，仍然需要各专业干部根据专业分工、岗位分工，具体组织实施、盯控落实。

（1）调度系统。调度系统负责施工行车组织工作，及时发布调度命令，做好车流调整；按施工计划组织好路料运输，确保施工按计划进行。

（2）车务系统。车务系统根据施工的影响范围确定车流调整方案，施工前组织召开预备会，施工中负责组织要点、消点及施工命令的核对；协调施工中出现的问题，负责组织有关车务站段落实施工计划，确保非正常行车、调车作业安全，对进路、凭证、命令、车机联控做到按标准化作业。

（3）工务系统。工务系统负责对所管设备做好前期调查，细化安全监护措施，做好技术交底；定期组织有关部门对设备进行验交工作，确保施工质量。

（4）电务系统。电务系统负责电务施工配合，督促有关单位进行设备交底，施工中做好电务应急处理与配合工作，施工结束后做好对电务设备的检查验收。

（5）供电系统。供电系统负责供电施工配合，督促有关单位进行设备交底，施工中做好供电应急处理与配合工作，施工结束后做好对供电设备的检查验收。

（6）机务系统。机务系统确保机车供应，检查机务段有关行车达示，添乘机车监督乘务员操作，严格掌握卸砟速度，确保运行安全。

（7）安监系统。安监系统负责施工安全督导工作，检查施工单位与设备管理单位的安全协议、施工安全措施、人身安全措施，并督导各单位逐级负责落实。

6 结束语

1997 年以来，我国铁路经过6次大规模提速施工，繁忙干线的列车运行速度已达到 160 km/h，部分区段达到 200 km/h，大机施工在提高线路质量、确保行车安全和列车运行的舒适度方面发挥了重要作用。随着铁路高速、重载的发展，人们对舒适度的需求日益增长，这对设备质量提出了更高的要求，需要投入更多、更好的大机设备。因此，不断完善大机施工组织方案，细化安全措施，不断提高大机施工效率是一项长期的任务，需要继续深入地研究和探索。