高速铁路无砟道岔岔枕螺栓失效原因及整治

刘海兴 上海铁路局杭州工务段

高速铁路无砟道岔岔枕螺栓失效原因及整治

刘海兴 上海铁路局杭州工务段

本文针对沪昆高铁浙江段在提前介入过程中发现部分无砟道岔岔枕螺栓失效，针对此情况探讨无砟道岔岔枕螺栓失效原因及整治措施，以便相类似情况可以借鉴。

高速铁路 无砟道岔岔枕螺栓失效 原因分析 整治措施

一、概况

沪昆高铁浙江段于2009年开始建设，2013年10月道岔开始铺轨，2014年12月开通运营，无砟道岔总数60组，型号有P60-18和P60-42两种，其中P60-18道岔图号有GLC（07）02W、客专线（07）009两种，P60-42图号有客专线（07）006一种。无砟道床区间采用CRTSⅡ型板式无砟轨道，道岔区道床有两种形式，板式无砟道床和轨枕埋入式无砟道床，正线道岔主要采用板式无砟道床，到发线道岔主要采用轨枕埋入式无砟道床。在提前介入过程中发现部分道岔岔枕螺栓失效，总计发现有5组道岔12只岔枕螺栓失效，岔枕螺栓失效导致扣件与岔枕板联结不稳固，造成轨道几何尺寸超限、轨道弹性不均匀，严重影响线路质量及行车安全。所以摆在面前的是要找到造成无砟道岔岔枕螺栓失效的原因，并针对性地提出整治措施，确保高铁行车安全。

二、原因分析

通过现场检查和统计分析，无砟道岔岔枕螺栓失效有两种类型：一种是螺栓卡在预埋螺栓套筒的螺母中，拧动螺栓时螺母或预埋螺栓帽盖跟着转动，出现打滑现象，即预埋套筒中的螺栓拧不进去也拧不出来。另一种是螺栓无法拧进套筒，但可以拧出套筒。

上述两种无砟道岔岔枕螺栓失效的主要原因为岔枕螺栓在拧入螺母中时施工不当，没有摆放好螺栓端头在螺母中的位置，螺纹没有吻合；因为杂物进入螺栓孔没有清除干净，螺栓无法正常拧入；在道岔铺设和养护施工时强行拧入螺栓，导致岔枕螺栓失效。

三、整治措施

（一）施工准备

（1）技术准备：现场查勘，统计锚固螺栓病害类型及数量，进行现场标记，制定改锚计划。（2）工机具准备：钢筋扫描仪、水钻及钻头、角磨机、切割机、调胶容器、小型空压机、电热吹风机、道尺、弦线、支距尺、钢卷尺、照明设备等。（3）材料准备：树脂砂浆、预埋套筒、锚固螺栓。

（二）施工方法

（1）针对螺孔里有杂物造成螺栓无法正常拧入造成的螺栓失效，采用以下方法：

①拆除扣件，用扭力扳手松开完好一端的岔枕螺栓，并取出，依次取下弹条、钢轨下的轨枕垫板、弹性基板和道岔板间的扣件垫板，并摆放整齐。 ②掏取杂物，用钢钎将螺孔内杂物撬松，使用自制铁勺将孔内杂物掏出，并用吹风机反复清理。③重复上述两个步骤，直至螺栓能够完全拧入螺栓孔为止。④安装弹性基板和扣件，轨道精调，清理杂物，开通线路。

（2）针对预埋套筒螺母丝失效，或反复掏取杂物、更换新螺栓还是不能完全拧入螺栓孔的情况，采用将预埋套筒用高性能钻机取出，利用早期强度高、界面粘结性能好、耐腐耐候性好的树脂材料重新植入套筒，再恢复扣件系统。具体步骤如下：

①拆除病害螺栓处扣件。拆除扣件时，用扭力扳手松开完好一端的岔枕螺栓，并取出；依次取下弹条、钢轨下的轨枕垫板、弹性基板和道岔板间的扣件垫板，并摆放整齐。

②钻孔。主要步骤为：标记钻孔位置→钢筋探测→钻机定位。利用自制的套筒定位器准确标记套筒位置，用钢筋扫描仪探明轨枕内钢筋位置，根据钢筋分布选用合适直径的钻头，将钻机通过支架系统定位，确保钻头中心对准套筒中心，调节钻头垂直度并固定。

钻机定位时，利用钻杆上的竖向定位气泡纠正钻杆垂直度，利用钻头底端圆周与预先画好的定位圆圈相对应来确定钻头平面位置。钻孔时，先初步施压推进杆进行试钻，待孔位确定后，再稳步施压平稳钻进。钻进过程中，注意及时加水，防止干钻损伤钻头，注意保持钻机平稳，密切观察钻进深度，达到设计深度后即停止钻进，取出钻芯，检查钻孔是否到位，若深度不够或取芯困难，继续钻进，直至满足要求。

③凿毛。为加强树脂砂浆与混凝土的粘结效果，采用电镐将孔内壁进行凿毛。

④清孔。用自制铁勺清理混凝土渣块，对孔底难以清理的混凝土块采用电镐再次凿除，然后用高压水枪对孔内进行清洗、用海绵将孔内水渍吸收干净、用电吹风将孔内壁吹干燥，最后清理孔边沿灰尘及杂物，为注胶做准备。

⑤植入套筒。预埋套筒采用树脂砂浆进行粘结，树脂砂浆为有机高分子复合材料，凝胶快、早期强度高、韧性好。套管定位采用自制套管定位器进行定位，套管高程控制采用预先在套管内旋入螺杆进行调整。主要工序：孔壁检查→制备砂浆→套管定位→砂浆浇筑。注胶前再次检查孔内壁是否干净且干燥，如不满足要求需再次清孔。然后按照树脂砂浆产品说明书制备树脂砂浆。初次注浆量宜为钻孔体积的三分之二，然后将螺杆旋入套筒后，固定于套筒定位器上，整体缓缓旋入砂浆中，直到套筒顶口面与岔枕板面在同一平面上。然后继续注浆至岔枕板面，用专用刮刀刮平，刮出多余砂浆弃置专用垃圾袋内。

⑥恢复扣件。待胶体初步凝固后，适时将螺杆轻轻旋出，并移除套筒定位器，由于胶体强度还未产生，操作时要轻微、缓慢旋入，不可使套筒移位或倾斜。定位螺栓拆除后，及时恢复螺栓及扣件系统。恢复扣件系统时，锚固螺栓需用专用扭力扳手，扣件拧入以弹条三点密贴为准。

⑦轨道精调。对道岔轨距、水平、高低、方向、支距、查照间隔、护背距离等几何尺寸进行测量、检查，对超过道岔静态几何尺寸容许偏差管理值的开展轨道精调。

⑧清理现场。施工完成后，及时清理施工现场，施工机具、材料、施工垃圾等需全部清理至线路外，做到工完料清。

四、结束语

高速铁路无砟道岔螺栓失效现象并非只在沪昆高铁浙江段出现，在已建成的高铁线路上多有发生，道岔螺栓失效会严重影响道岔与无砟道床的联接，使列车荷载不能通过道岔螺栓传递给基础道床，从而使道岔产生水平位移甚至垂向位移，导致道岔静态几何尺寸超限，严重影响行车安全，通过本文描述的整治方法能有效地解决无砟道岔螺栓失效问题，经运营检验效果良好。同时希望通过本文引起大家对道岔水平螺栓失效的重视，能更好地帮助大家预防和处理高速铁路道岔水平螺栓失效。

[1]《高速铁路无砟轨道线路维修规则》（铁运〔2012〕83号）

[2]邓昌大.德国BWG无砟道岔岔枕螺栓失效的整修技术[J].铁道运营技术，2015，21（13）.