浅谈高速铁路无碍轨道伤损钢轨更换施工组织

冯宏杰

摘 要：高速铁路无砟轨道伤损钢轨更换是工务部门高铁维修中的一项重要工作，该项作业主要包括现场调查、方案制订、计划申请、轨料运输、钢轨更换焊接、轨道精调、钢轨探伤、其他部门配合等模块。各项工作衔接紧凑又相互影响，合理的施工组织是保证在有限的天窗时间内安全、高质量地完成换轨任务的根本保障。本文结合大西高铁侯马北工务段管内一次正线伤损钢轨更换的施工，浅谈对高铁伤损钢轨更换的认识，也为类似作业提供借鉴和参考。

关键词：组织更换；高速铁路；无砟轨道；伤损钢轨

2015年6月10日，因供电设备故障，造成大西高铁永济北-运城北间上行线K653+000-K654+000钢轨伤损，侯马北工务段正确处理及时更换，于2015年6月12日4时30分圆满完成更换任务，恢复线路设备良好状态。

1伤损钢轨起因

2015年6月10日19时15分，工务高铁车间接段调度通知，大西高铁永济北-运城北间上行线K653+000-K654+000供电设备发生故障，要求对该地段线路设备进行检查。6月11日凌晨该区段有工务天窗计划，车间请示调度后计划在天窗点内上线检查。

现场检查：天窗点内检查发现，上行线K653+930右股钢轨外侧被电击烧伤（钢轨踏面有白点，轨底有熔化痕迹），造成钢轨伤损。

情况汇报：检查人员将现场情况拍照上传至车间和段调度指挥中心。车间将现场实际情况及临时处置意见上报工务段，段上报到了工务处。

2 应急处置及现场调查

2.1 请示上级部门后，车间立即组织对该伤损处所进行处理。使用钢轨无损加固装置对伤损处所进行了加固，并对该处所前后50米线路扣压力进行复紧。计划次日天窗进行更换。

2.2 探伤人员对该处进行钢轨探伤检查，经检查后确定钢轨内部没有损伤。

2.3 检查人员对更换钢轨进行工作量调查。在距伤损处所小里程方向24米处有一处厂焊焊缝，在距伤损处所大里程方向18米处轨腰有一处电容。

3 施工组织

3.1 施工分组。

协调组：负责计划申报，和各部门沟通联系、进行协调。

防护组：负责施工登销记，现场防护设置，加强车站和现场的联系。

运输组：负责轨料运输，在有限的时间内把新轨运到现场，旧轨运回基地。

技术组：负责卡控好新旧钢轨的长度，掌握无缝线路锁定轨温。

换轨组：负责旧轨移出，新轨放入。

焊接组：负责钢轨焊接、焊缝打磨。

精调组：负责零配件安装正确，轨道几何尺寸达标。

探伤组：负责焊接后探伤检查。

精测组：负责换轨后轨道质量复查，确保轨道整体平顺性。

3.2 计划申请。

①高速铁路单根更换钢轨必须办理Ⅲ级施工。

②高速铁路钢轨不允许在区间存放，要使用轨道车运输轨料，必须申报轨道车运行计划。

3.3 防护及限速。

①双线区间一条线路施工，必须按照《高速铁路安全规则》第3.3.6条进行防护设置。

②单根更换钢轨后，开行列车第一列限速160km/h以下，以后正常。

4 施工流程

4.1人员机具提前1小时到达防护栅栏以外等待调度命令下达。各小组负责人对工机具进行清点、核对。

4.2 现场防护员接到准许入网的命令后，立即通知现场，施工负责人命令各小组按顺序上线作业。

4.3 防护人员先上线设置好防护，做好现场和驻站联络员之间的联系。

4.4 精调组人员到达施工地点，用记号笔在现场轨枕上标记好轨距挡块和轨距调整块的型号，并记录好现场轨枕的一枕一档。用0级道尺对换轨地段及其前后线路几何尺寸进行精确测量，按轨枕编号准确记录。

4.5 换轨组人员在精调组调查时，根据线上焊缝、备用轨长度、焊接时轨缝等要求确定好锯口位置。还要在锯口两侧轨头非工作边做出标记，并准确丈量两标记间距离，同时对轨温进行测量记录。在距离锯口外方约2米处轨节间横向各设一条截面不小于70 mm2的铜导线，导线两端用夹具在轨底固定牢固。

4.6 运输组轨道车装载备用钢轨运行至换轨地段邻线，将新旧钢轨进行大致对位，在两线间根据备用轨长度均匀放置枕木墩，备用轨卸下放置在枕木墩上。

4.7 焊接组开始切除伤损轨，先切除一侧，切除另一铡。钢轨锯开第一锯时技术人员注意观察锯口轨缝，做好记录，以便于掌握作业对无缝线路的影响。然后根据所需的钢轨长度进行配轨。

4.8 同时精调组卸下钢轨扣件，将轨距挡块、轨距调整块、弹条、螺纹道钉、平垫圈按原有顺序摆放在路基支承层上。

4.9 换轨组组织人员把伤损钢轨用抬杠和抬轨卡子抬出，将新钢轨放置到位。旧轨出槽时注意轨底有无胶垫贴在轨底，以免影响新轨入槽后对轨道高程的影响。

4.10 新钢轨入槽后对两侧轨缝进行调整，满足焊接时轨缝要求。调整好轨缝后，除了两轨端处各留三根轨枕扣件暂不锁定，其余各处轨距调整块全部按原来顺序放入进行锁定，进行钢轨焊接。

4.11 钢轨焊接、打磨完成后，电务人员对新换入钢轨钻电容孔，注意钻孔后要进行倒棱，对新轨顶面除锈打磨。拆除连接线，电务测试轨道电路是否良好。将旧轨料装车，轨道车返回。

4.12 精调组对新换入地段轨距进行精细调整，逐根轨枕检查轨距档块和轨距调整块是否按原来顺序摆放到位，检查有无超作业验收标准的处所。

4.13 轨温降到40℃以下时，进行钢轨探伤检查。当焊接接头的温度高于40℃时，可以对焊缝进行浇水冷却（浇水冷却时轨头的表面温度应低于350℃）。同时精测组对换轨地段及其前后线路进行测量，确保线路质量达标。

4.14 现场各小组负责人对各自工机具进行清点，对现场进行检查清扫，保证现场不遗留任何工具材料。负责人通知现场撤除防护，所有人员撤离现场。最后施工负责人检查确认通道门锁进行锁闭。

5 安全注意事项

5.1 施工作业前必须制定周密的换轨施工安全措施，对出入防护栅栏工机具分组造册，指定各小组长对出入网工机具及人员进行清点，所有工机具必须张贴反光膜。

5.2 氧气瓶和乙炔瓶之间必须保持5m以上的安全距离，并且氧气瓶和乙炔瓶远离明火10m以上距离。注意液压管不要搭接在高温焊缝上。

5.3 夜间施工作业，必须配备足够的照明装备。人员在走行过程中应在两线间行走，作业人员要注意脚不要踩到道心的电务销钉。走行时相互间保持一定的安全距离，防止工具碰撞伤人。

5.4 在新旧轨进出承轨槽的过程中，要轻起轻放，注意加强对双块式轨枕的保护。

5.5 焊接作业时应对焊缝周围的双块式轨枕及无砟道床铺设防护装置，防止焊渣流出造成烧浊。焊接过程中产生的焊渣、废料等应妥善保管，不能直接放置在无砟轨道上，应等冷却后带出线路以外。

6 质量技术卡控

6.1 作业完成后线路质量必须达到作业验收标准。满足《高速铁路无碴轨道线路维修规则》第6.1.1条的规定。

6.2 无砟轨道WJ-8型扣件的安装必须标准，扭力矩不能过大，防止扣件弹条变形，失去弹性。

6.3 焊接后要对焊缝精心打磨，焊缝质量必须达到规定标准。

6.4 换入的短轨长度不得小于20m，且于钢轨上现有焊缝之间的距离不得小于20m，铝热焊缝距承轨台边缘不得小于100mm。

6.5 换轨作业前在距两锯口2m、20m、50m处的钢轨外侧和轨道板上各做1处标记，观测锯开后钢轨的位移情况。在锯轨前、第一次、第二次锯轨后观测三次，同时结合轨温的变化进行观测。

6.6 本次换轨施工作业时轨温在25℃-27℃，与线上无缝线路锁定轨温27℃接近，换入钢轨较短，对无缝线路的影响不大，没有进行钢轨拉伸。若作业轨温较低应进行钢轨拉伸，先焊好一侧，焊接另一侧时，先对钢轨张拉，使两侧标记的距离等于锯轨前的距离。

7 效果及建议

7.1 钢轨更换后，线路质量达标，确认车、车载式线路检查仪均无报警。

7.2 要定期对焊缝平直度、钢轨光带、扣件扭矩等进行检查。对该处所两个铝热焊缝建立台账纳入探伤管理，每半年进行一次探伤检查。

7.3 建议对轨道车装卸臂伸缩部分进行加长改造，换轨时可以直接将备用轨料准确放置到位。

7.4 对需时较长的天窗作业，建议和运输部门协调沟通，当天所有列车都经过作业区段后，能否提前给点。充足的作业时间使施工作业中的人身安全、施工质量更加有序可控。

7.5 各部门间应加强配合，相互协作，发现问题及时沟通，尽量压缩故障延时。故障处理时必须根据实际情况掌握好列车限速条件，本着“先通后固”的原则进行处理。处理故障时必须行动迅速，尽快恢复轨道良好状态，减小设备故障对行车的影响。更换钢轨时要根据实际作业轨温和拉开焊缝大小精确计算好钢轨长度，掌握好锁定轨温，满足现场无缝线路锁定轨温的要求。焊接后对焊缝的打磨一定要精细，防止焊缝不平顺影响行车平稳。通过有效的施工组织，安全、高效地处置好高速铁路的设备故障，恢复线路设备良好状态，确保行车运行。

参考文献：

[1]《高速铁路无砟轨道线路维修规则》（试行）.2012年4月.

[2]《高速铁路安全规则》（试行）.2014年11月.

[3]铁道部.《中华人民共和国行业标准.高速铁路轨道工程施工技术指南》.2010年12月.

[4]刘坤荣.《铁路专业技术人员业务知识丛书.工务线路》.太原铁路局，2013年9月.