朔黄铁路换铺无缝线路施工技术

彭超，贾炳义

（中铁四局集团第八工程分公司，安徽 合肥 230041）



朔黄铁路换铺无缝线路施工技术

彭超，贾炳义

（中铁四局集团第八工程分公司，安徽 合肥 230041）

以朔黄铁路换铺无缝线路作为研究对象，围绕着在“天窗”点完成拆除旧轨更换新轨的任务，采用先进的施工工艺和措施，规范施工工序，加强工序过程监控，从各工序环节上质量的保证实现整体工程质量目标，确保在“天窗”点内完成既有线路换铺无缝线路施工任务。通过对朔黄铁路换铺无缝线路的施工总结，对以后类似既有线路换铺无缝线路施工提供有利可行的方法。

铁路；无缝线路；天窗；施工技术

0　前言

在普通线路上，钢轨连接是铁路轨道的薄弱环节之一，列车通过接缝时发生的冲击和振动，会影响行车的平稳和旅客的舒适，并对线路稳定性有一定的破坏，增加了维修的难度。随着列车轴重、行车速度和密度的不断增长，上述缺点更加突出，已不能适应现代高速重载运输的需要；而消除了接头的无缝线路，则有效地解决上述由于接头的存在而产生的缺点，因而得到了广泛的应用，也是现代铁路发展的方向[1-6]。既有线路换铺无缝线路需要在不中断、不影响既有线路运输情况下进行施工，因此在“天窗”点内施工，做好既有线路换铺无缝线路的施工技术，是十分重要的。

本文以朔黄铁路SHTLGC2012005标段更换无缝线路施工项目为工程背景，围绕在“天窗”点内施工，做好朔黄铁路换铺无缝线路施工技术进行探讨，为以后相关项目提供参考。

1　工程概况

朔黄铁路2012年第一批大中修及更新改造项目更换无缝线路施工起止里程为K322+000～K409+500，换轨79.819 ，无缝线路放散6.497 ，钢轨锁定长度为86.216km。

1.1既有线路轨道主要技术标准

本工程施工里程隶属朔黄铁路下属肃宁分公司管段，既有线为电气化双线铁路，主要运输煤炭业务，施工范围内最大曲线半径R=4000m，最小曲线半径R=1000 m，最大曲线长度L=890.83 m，最小曲线长度L=157.35 m，最大坡度4‰，线间距站内5.0 m，区间最小线间距4.0m。既有上行线为区间无缝线路，区间钢轨采用75kg/m无缝钢轨，站内道岔及咽喉区采用60kg/m有缝钢轨，中间以P75-60异型轨连接；既有下行线为有缝线路，钢轨采用60 kg/m的 25 m有缝钢轨，站内道岔及咽喉区采用60kg/m有缝钢轨。上下行线为弹条I、II型两种与II、III型混凝土枕配套成段混合铺设。

1.2更换线路轨道主要技术标准

施工里程范围上下行线全部换铺成区间无缝线路。其各部件标准如下。

①钢轨：以采用75kg/m的PG4无孔500m新钢轨为主，R≤1000m的曲线地段和相邻两个小半径曲线间（R≤1000 m）小于等于1km的直线地段采用500m长75kg/m的PG4全长淬火轨。

②轨枕：维持既有不变。

③扣件：既有扣件I型弹条全部更换为II型弹条，扣件非铁件部分全部更换，其余扣配件按85%利旧。

④道床：铺设无缝线路地段碎石道床顶面宽度采用3.4 m，轨枕两侧设15 cm的砟肩堆高，道床边坡坡度值采用1∶1.75。铺设无缝线路地段按上述标准补充一级碎石道砟，碎石道床材料应符合《铁路碎石道碴》（TB/T2140-90）的规定。

⑤胶接绝缘轨：标准胶接绝缘轨采用12.5m长、75 kg/m厂制胶接绝缘轨，胶接绝缘节设置在胶接绝缘轨中部，相关技术标准按《胶接绝缘钢轨技术条件》（TBT2975-2000）执行。

⑥线路标志及信号闭塞：设计范围增设无缝线路位移观测桩。位移观测桩均设置防护墙，对位移观测桩进行防护，防止被道砟覆盖。与上行线路连接的补偿电容和各种连接线全部新设。

1.3施工特点

既有线换轨施工应确保既有线的行车运输安全和正常行车运输秩序，减少对既有线行车干扰，施工期间不得中断或影响既有线列车的正常运营，是本工程施工重点。施工特点主要有：

①在“天窗”时间内利用长轨运输列车拖卸500m长轨并将其在砟肩上加固，确保长钢轨顺直不侵限，保证既有线行车安全；

②利用“天窗”点进行单元轨条的换铺作业，确保既有线行车安全，选择合适的换铺设备；

③钢轨焊接、应力放散、无缝线路锁定及其质量控制。

2　换铺无缝线路施工技术

2.1长钢轨拖卸

在“天窗”时间内长轨运输车到达施工现场，配合设备管理单位将长轨条依次卸在需要换轨地段线路两侧的砟肩上，卸放的长轨条到位后进行人工拨正、钉固，并做好长轨伸缩防胀安全巡查，确保长轨条顺直不侵限。卸轨施工工艺流程见图1。

图1　卸轨工艺流程

2.2单元轨条焊接及位移观测桩埋设

2.2.1单元轨条焊接

卸放在线路两侧的长轨条，就地采用现场气压焊或铝热焊的方式焊联成单元轨条，单元轨条长度为2000m。PG4轨与PG4轨、PG4淬火轨轨与PG4淬火轨轨间采用气压焊，PG4轨与PG4全长淬火轨间采用铝热焊。

气压焊施工工艺流程见图2，铝热焊施工工艺流程见图3。

图2　气压焊施工工艺流程图

图3　铝热焊施工工艺流程图

2.2.2位移观测桩安装

无缝线路位移观测桩由汽车运至施工现场，在设计位置挖设基坑，将位移观测桩按设计要求进行埋设，在基坑内灌注混凝土并夯实。单元轨节锁定前应按设计要求设置好钢轨位移观测桩，位移观测桩应设置齐全、牢固、不易损坏并易于观测。长轨条就位后，应立即进行标记，并粘贴位移标尺。位移观测桩按列车运行方向顺序编号。

单元轨条长度大于1200m时，设置7对位移观测桩，单元轨节起讫点，距单元轨节起讫点100m及400m和单元轨节中点各设置1对；单元轨节长度不大于1200m时，设置6对位移观测桩，单元轨节起讫点，距单元轨节起讫点100m及400m各设置1对。

2.3单元轨条换铺、应力放散及锁定

2.3.1长钢轨换铺施工

换铺施工采用轨道车牵引换轨车，人工配合进行作业。作业分为封锁点前和封锁点内作业，单元轨条换铺施工工艺流程见图4。

2.3.2应力放散及锁定

线路应力放散及锁定是将道床几何形态基本达到设计规定且已经达到初期稳定状态的线路，在合适的轨温条件下，重新松开扣件、支起钢轨、垫上滚筒、使钢轨自由伸缩状态或自由伸缩后再强制拉伸，放散掉钢轨内的附加应力和温度力，在钢轨处于设计锁定轨温时的“零”应力状态下，将线路焊接锁定，完成无缝线路的施工。

本标段采用“连入法”铺设无缝线路，无缝线路应力放散及锁定根据现场量测轨温，实测轨温在设计轨温范围以内或以下时，分别采用“滚筒法”或“拉伸器滚筒法”放散应力后锁定，完成无缝线路施工，并按设计要求设置位移观测标记。

图4　单元轨节换铺施工工艺流程图

“连入法”铺设无缝线路是先将第一段单元轨节应力放散，并在设计锁定轨温范围内予以锁定，再将第二段单元轨节与上一段单元轨节进行锁定焊接，然后应力放散依次锁定形成无缝线路。应力放散锁定施工工艺见图5。

图5　应力放散锁定施工工艺图

2.4轨道整理及旧轨切割回收

2.4.1轨道整理

封锁点内无缝线路换铺之后至线路开通之前，采用小型机具对轨道进行整理作业。调整轨距、方向、高低，补齐扣配件，进行道床断面恢复、整修、夯实，整修打磨不平焊缝，测定钢轨爬行量，复核锁定轨温。

无缝线路整理作业应按以下要求进行：

①高温时不应安排影响线路稳定性的整理作业。高温时可安排矫直钢轨、整理扣件、整理道床外观等作业。

②进行无缝线路整理作业，必须掌握轨温，观测钢轨位移，分析锁定轨温变化，按实际锁定轨温，根据作业轨温条件作业，严格执行“作业前、作业中、作业后测量轨温”制度。

③无缝线路整理作业时，当轨温在超出设计规定轨温时，伸缩区和缓冲区禁止进行整理作业。

2.4.2旧轨切割回收

发车前检查：收轨车由车站发车前，收轨负责人应检查人员到位、机械、机具等情况和状态。具体为：检查捆轨用钢丝绳及卡头数量、轨层间垫木数量、收轨作业用撬棍、勾拉轨工具、上卡头用扳手、作业人员防护用品佩戴等，并询问发电机油、水、机械状态，备用电料工具等情况。收轨作业顺序见图6。

图6　收轨作业工艺图

3　无缝线路的线路防胀预防与处理

无缝线路的最大特点是夏季高温期间，在钢轨内部存在巨大的温度压力，容易引起轨道横向变形。在列车运行或人工作业等干扰下，轨道弯曲变形有时会突然增大，容易引起轨胀跑道，将严重危及行车安全。

在施工过程中必须对上述造成胀轨的要素进行有效控制，才能确保轨道状态稳定。

①在铺设无缝线路时，尽量在低温时采用拉伸施工方法，采用拉伸法所确定的锁定轨温，较通常施工时所确定的锁定轨温既准确又均匀，锁定轨温降低的程度可得到一定缓解；如没有拉伸施工的条件，建议在设计锁定轨温范围内取较高温度进行施工。

②在铺设无缝线路时，要准确丈量轨长，准确合拢，按设计规定锁定线路，及时埋设位移观测桩并做出观测记录。

③保持无缝线路设备状态良好，保证线路有足够的抵抗轨道弯曲变形的能力和稳定性。横向道床阻力是保持无缝线路稳定最重要的有效因素，道床断面的几何尺寸应符合设计标准，并使道床保持丰满、密实。混凝土枕扣件应齐全，并经常保持状态良好，使之达到紧、密、靠、正、润的要求。

④根据季节特点、线路状态和锁定轨温合理安排无缝线路维修计划，高温季节不要进行影响线路稳定性的作业，冬季作业要注意钢轨长度的变化引起锁定轨温下降。

⑤无缝线路的养护维修严格遵守《铁路线路修理规则》有关作业轨温条件的规定。

⑥在气温到达35℃及以上或维修作业期间和作业之后数天内，应加强巡道次数，认真监视线路方向变化，以便迅速采取措施。

养护维修作业中，若发现轨向、高低不良，起道、拨道省力，枕端道碴离缝，必须停止作业。这些现象都是胀轨跑道的预兆，如不停止作业进行处理，则有发生胀轨跑道危及行车安全的可能。发生胀轨跑道后，可采用浇水法降低钢轨温度。轨温降低后方可拨道。曲线地段拨道只能上挑，不宜下压。拨道后捣鼓道床，并对道床侧面进行夯拍，限速放行列车，并派专人看守，待轨温降至接近锁定轨温时，再整正线路和恢复常速。

4　结论

本文阐述了朔黄铁路换铺无缝线路施工技术，通过长钢轨拖卸、单元轨条焊接机位移观测桩埋设、单元轨条换铺、应力放散及锁定、轨道整理剂旧轨切割回收以及线路防胀预防，保证了在“天窗”点内的施工顺利进行，安全质量可控。通过对朔黄铁路换铺无缝线路工程的施工过程总结，也为以后类似既有线路换铺无缝线路施工积累了一定的指导性的经验和方法。

[1]李炜.无缝线路换铺法线路锁定施工技术[J].铁道建筑技术，2004 （S1）：119-121+6.

[2]黄波.普通无缝线路改造成区间无缝线路的施工技术[J].铁道建筑，2005（10）：60-62.

[3]周东伟，刘彬.普通无缝线路改造为区间无缝线路的施工方法及锁定轨温控制[J].铁道建筑，2003（12）：40-41.

[4]杨巍彬，钱振地，张宁南，薛红喜，要旭.新线铁路一次铺设跨区间无缝线路综合施工技术[J].铁道工程学报，2002（4）：117-120+106.

[5]王刚.铁路建设再提速[J].建设机械技术与管理，2009（5）.

[6]梁新明.客运专线换轨大修设计、施工中注意的几个问题[J].铁道建筑技术，2008（S1）：20-25.

U213.9

B

1007-7359(2016)03-0156-04

10.16330/j.cnki.1007-7359.2016.03.057