无砟轨道长钢轨铺设施工技术

闫宏亮

（中铁三局集团公司线桥工程公司，河北 三河 065201）

我国国内高速铁路技术基本采用德国高铁技术，其特点是轨道路基采用有砟轨道结构，它的稳定性好能满足时速超过300km/h对轨道高平水性和安全性的要求，随着我国高速铁路的迅猛发展，我国先后完成了京津城际、武广客专、郑西客专、以及京沪高铁的建设，这在世界高铁历史的建设中是一个奇迹，从无到有，我们的施工工艺得到了显著的提高，在无砟轨道的施工中，无砟轨道的道床施工得到了推广和运用，无砟轨道中长钢轨的铺设也应该是我们关注的重点，根据我们的施工经验和总结，对无砟轨道中长钢轨铺设中施工技术和铺设前提准备条件进行初步探讨。

1 目前国内外无砟轨道类型以及国内外铺设长钢轨方法

1.1 国内外无砟轨道类型

目前国内外无砟轨道类型可以分为3种类型，分别是板式无砟轨道、双块试无砟轨道以及轨枕埋入式无砟轨道。

1.2 国内外无砟轨道铺设长钢轨方法

目前国内外无砟轨道长钢轨铺设主要有三种方法：①换轨法：先用短工具轨铺设轨道，基地焊接长钢轨，然后现场脱卸长钢轨进行换轨、焊接作业，达到铺设长钢轨的目的；②直接铺短轨，现场焊接法：现场直接铺设标准新轨，然后现场焊接长钢轨，完成无缝线路的铺设；③长钢轨直铺法：长钢轨在场内焊接成500 m长轨条，利用长轨运输车运输到现场进行长轨条铺设，在现场焊接形成无缝线路。

无砟轨道的三种铺设方法的优缺点：前两种方法由于其局限性，不可能在客运专线的轨道施工中得到广泛应用，着两种方法只适合在城市轨道交通的无砟道床轨道交通中采用，在长线路的客运专线的铺设过程中长钢轨直铺发更高效，我施工单位在武广客运专线和京沪高速铁路的建设中都采用了长钢轨直铺发，以下结合我施工单位在京沪高铁施工过程中的经验和总结，初步探讨长钢轨直铺的施工技术和铺设前提准备条件。

2 无砟轨道长钢轨铺设形成无缝线路的施工工艺原理

2.1 建设铺设无砟轨道无缝线路的铺轨基地

第一，铺轨基地连接既有线与新建高速铁路线路，铺轨基地内建设有装卸、存储500 m长轨条的主要工程生产线及配套设施，利用组装长轨运输车运输工程材料（厂焊500 m长轨条）至铺轨基地，前期存轨（京沪南京南铺轨基地预存400 km长轨条）。

第二，组装长轨运输车从铺轨基地拉运500 m长轨条进入施工现场，利用专用无砟轨道长钢轨铺设机组，采用“推送法”一次性铺设新建高速铁路板式无缝线路。

第三，采用K922焊轨机对已铺设的长轨条进行焊接。

第四，采用“滚筒法”或“拉伸器滚筒法”两种方法对单元轨节进行放散锁定。

第五，对放散锁定后的轨道进行精调，经过2～5次的调整以达到联调联试验收标准。

无砟线路长钢轨铺设成无缝线路施工流程中的细节掌控。

2.2 铺轨基地建设

铺轨基地是进行长钢轨铺设的总后方，是进行铺轨施工的基础，保证铺轨基地顺利完成存轨任务是铺轨工作能否顺利完成的前提条件，是长钢轨等材料进场的中转站；在铺轨基地存轨台位的建设施工中要保证施工质量，在整个存轨和铺设的过程中要始终对台位进行定期高程测量，因为存轨台位是保证长钢轨存放中不变形、不损害的基础；铺轨基地内装、卸长钢轨的龙门吊是长钢轨运输的保证。

施工要点：①铺轨基地以少占耕地，合理利用土地，保证生产为原则，根据施工需要进行铺轨基地选址工作，我标段以南京南动车运用所作为铺轨基地，以正式工程代替临时工程。②与既有线接入的施工：根据既有线有关规定与地方铁路部门办理各项施工手续，与既有线要求进行贯通的施工，保证施工安全，明确责任范围，长钢轨通过既有线火车运输，经宁芜线到达紫金山车站，经临时岔线进入先期完成的仙西联络线，过南京南站宁安场，经动车走行线到达南京南站动车运用所铺轨基地。

2.3 存轨场地建设

南京南动车运用所建设两条长钢轨运输装卸线，根据地基承载力及存轨数量建设长钢轨存储场地。每个500 m长钢轨存放场设100个存轨台座，存轨台座间距5.0 m，存轨台座长15.5 m，使用15.5 m轨排作为存轨台座，15.5 m轨排下枕木32根，枕木下采用一级道碴厚度25 cm，全部存轨台座为等高程设计，人工配合机械进行养道。为防止道砟滑落及密度不实，我单位采用C20混凝土浇筑以增强道砟密实度及有效防止道砟滑落现象，保证存轨安全。

第一，传统台位基础一般采用混凝土条型基础，并采用CFG桩稳固地基。我单位率先在京沪存轨基地的建设中尝试采用轨排法施工存轨台座与混凝土台座相比的方法，存在如下优点：①施工时间短，在劳动力配置相同的条件下，采用轨排法施工，每天可生产台座10个，而混凝土台座每日只能生产6个。每套存轨台座可节约工期7 d左右；②场地恢复快，有效解决废弃混凝土无处丢弃问题：③使用混凝土台座对原有路基破坏较严重，路基恢复时间与质量无法保证；④南京南动车所存轨台座横跨两条既有排水沟，若使用混凝土台座需废除这两条水沟，而另设排水沟，增加施工投入；⑤利用轨排法施工可有效节约资源，道砟、轨枕均可重复利用，可有效节约资源；⑥吊装：采用群吊的方法，门吊间距15.7 m，钢轨两端的吊点距轨端6.7 m。每个吊点的额定起重量不小于3 t。吊运500 m焊接长钢轨的起重设备应具备集中控制功能，实现了同步升降、同步横移，吊运过程中应避免摔跌、撞击钢轨；⑦施工便线建设：施工便线是铺轨基地运输长钢轨进入施工现场的保证，南京南动车所铺轨基地内最小曲线半径为300 m能够满足行车要求，竖曲线设计为平坡。

2.4 长钢轨装卸

第一，长轨卸车存放的施工工艺流程，见图1。

第二，装卸长钢轨步骤说明：①行车人员引导长轨列车以不超过15 km/h的速度，通过铺轨基地联络线进入铺轨基地长轨存放区，并引导机车按指定位置对位停车，安装列车防溜车装置；②卸轨人员登上长轨列车，按卸轨顺序逐层拆除锁轨装置；③由总控司机操作32台电动葫芦到达平车上，各组在平车上的人员负责检查夹轨钳、葫芦、螺栓等连接。然后手动操作夹轨作业，保证钢丝绳中心两线重合（中心与机臂线重合、中心与所吊钢轨线重合），最后适当调节钢丝绳松紧；④由总控司机按照指挥人员检查完成后下达命令，群起运送长轨到达指定位置；⑤由各辅助人员使用撬棍工具手动操作调节钢轨到指定位置；⑥长钢轨卸车完成后由卸车人员安装锁轨装置，并按行车人员要求封车。

第三，长钢轨运输。行车安全是长钢轨运输作业的重中之重。为了保障长钢轨顺利运输至铺轨施工现场，需配备足够的运输人员，制定完善的管理制度。①根据运输距离，成立运输组织机构，配备足够的运输人员；②依据《铁路技术管理规程》相关规定并结合工程运输生产实际，制度运输组织和各项规章制度、岗位责任制、技术安全措施，以保障工程运输安全通畅；③工程运输所配备的运输设备（施）应状态良好，并按规定进行保养、维修；④根据运输线路的实际情况，制定有针对性的运输线路巡检办法，确保行车安全；⑤发车前严格检查长钢轨的锁定装置是否完好。

图1 施工工艺流程

第四，长钢轨铺设施工工序。机车推送铺轨列车进入施工现场，当钢轨推送车前轮轴距已铺钢轨前端7 m时停车。长轨运输车对位停车打好铁鞋后，进行长轨铺设作业。①钢轨锁定车位于长轨运输车的中间。作业人员松开上层一对待拖拉钢轨的锁轨装置。（注：拖拉钢轨从钢轨中心距最接近1 508 mm的一对开始，再逐步向外成对拖拉钢轨，最后向内成对拖拉钢轨。下层钢轨照旧。）；②卷扬机拖拉钢轨，解锁钢轨的同时，摆开上层钢轨的挡轨装置，开动卷扬机反转，把卷扬机钢丝绳从换向轮处牵引至离钢轨前端4 m处安装钢轨夹具。（距离大于等于4 m），在钢轨头安装鱼头，开动卷扬机正转，当钢轨前端穿过推送机构辊轮0.5 m时，停止卷扬取下钢轨夹具和鱼头。启动推送马达推送钢轨至钢轨前端离推送辊轮15 m时停止推送，在既有轨前端10 m处放置枕木头，在枕木头前放置第一对地面滚轮；③牵引车牵引钢轨，将牵引车退至悬臂钢轨的前端，将钢轨前端穿人牵引车夹轨装置中，在其前后安装钢轨夹具，并打好斜铁，启动牵引车牵引钢轨，5 s后启动推送装置推送钢轨，在距离第一对地面滚轮10 m的位置放置第二对地面滚轮，以此每隔10 m（15个轨枕）放置一对地面滚轮，当钢轨末端离过渡升降装置前端滚轮0.5 m时停止牵引，降下过渡装置，使过渡装置最低处略高于钢轨顶面，列车后退，直到钢轨落到枕木上，用摇臂压机撤出枕木，缓慢将钢轨放置在地面滚轮上；④对轨及落槽，利用牵引车倒退来对轨。在牵引车后10 m处放置枕木头，拆除钢轨夹具，牵引车向前走行，使钢轨缓慢脱离钢轨落在枕木头上。用摇臂压机撤出枕木。缓慢将钢轨落入槽中。撤出地面滚轮，将钢轨落入槽中。沿线收回地面滚轮，放置在小平车上。用液压内燃扳手进行隔五紧一。用方尺方钢轨，锯齐钢轨。

第五，K922焊机焊接长钢轨。工地单元轨采用K922移动式焊轨车组焊接，由轨道车推送进入现场，进行移动焊轨作业。进行焊接前必须按照验标要求对钢轨进行型式试验焊接，在焊接结果经国家有关部门检验合格后焊机方可上线作业。

第六，质量与技术保证措施。①建立健全项目质量保证体系，贯彻ISO9002质量管理标准，编制质量计划和创优规划，在施工中认真执行，确保实现质量目标；②各级技术人员要认真审核设计文档，学习有关的规范、规则和细则等，并编制详细的施工安排和相关的作业指导书，层层进行交底，做到心中有数；③成立QC小组，对无砟轨道长钢轨铺设中遇到施工难点进行攻关，确保铺设成功；④施工人员必须经过岗前培训，合格后方可参加施工；⑤严把材料进场关，长轨条进场后要逐根进行长钢轨检测，制定各项检测标准，对不合格长轨条进行返厂更换，确保零缺陷；⑥加强监督检查力度，充分发挥各级质检部门的质量监控作用，层层把关，以工序质量确保整个施工质量，使工程质量处于受控状态；⑦建立健全施工组织机构，建立健全岗位责任制和安全、质量、职业健康、环境保证体系，规范管理制度，按专业配备精干高效的管理队伍、技术干部队伍和施工作业队伍。

[1]铁道部29号令.铁路技术管理规程[S].

[2]京沪高速铁路设计暂行规定[S].铁建设[2004]157号.

[3]客运专线铁路轨道工程质量验收暂行标准[S].[2005]160号.