驼峰缓行器病害整治方法的探讨

2018-03-23张昊鹏中国铁路上海局集团有限公司合肥工务段

上海铁道增刊 2018年2期

张昊鹏中国铁路上海局集团有限公司合肥工务段

1 工程概况

合肥东站驼峰线下缓行器共分三部位33组，其中合肥东站 II场 J1，J2，9道，11道,14道,15道,J9，J10缓行器为2017年大修更换，根据电务工区检查发现：二场6道道缓行器承台发生不均匀沉降，其中过渡段与中间段因为下沉量不一样导致钢轨弯曲，过渡段轨下胶垫压溃，扣件变形松动，导致接头处钢轨形成大高低。经过水准仪现场测量，最低处下沉量峰值已经达到84 mm，缓行器底部的片石结构已经完全损毁，碎石垫层完全板结失效。轨枕承槽已经压溃，钢轨空吊严重，轨底胶垫失效，货车从驼峰上溜放时，货车不停撞击承轨槽，导致缓行器钢轨轨下胶垫压溃34块，钢轨扣件无法承受导致断裂移位，为保证缓行器钢轨轨距符合标准而加装的轨距拉杆也已经发生变形。

2 原因分析

2.1 地质条件差

合肥东编组站地处江淮丘陵地带，属于膨胀土地区。土壤以黄棕土、水稻土为主要土壤，约占所有土壤的85%，其余为石灰土、紫色土和沙土。黄棕土土壤土层较厚，质地粘重，阻水、阻气，在30 cm深以上形成滞水层，水分难以向下渗透。降雨时上层滞水，即从地面流失，雨过天晴，土壤又很快变干，形成龟裂。水稻土呈黄白色或青灰色，下部有砾砂层，细石层，土性冷，团粒结构差。紫色土质地较轻，结构疏松，含有砾石，含水性差，有机质匮乏。

2.2 施工工艺落后

合肥东编组站建成于1996年，当时未采用大型标准机械化工具进行施工，从而导致路基的承载力要求达不到现行的技术标准；另外因当时技术有限，铺设设备时没有对路基进行防水加固处理，路基排水不畅，下雨时雨水在承台底部堆积，导致翻浆冒泥的情况出现，而翻浆冒泥会导致承台不均匀沉降，使承台无法保持水平，影响线路缓行器的几何稳定。

2.3 日常检查盲点

缓行器为电务工区设备，工务管辖的设备只有穿过其中的两根钢轨，在日常的检查养护维修中，经常忽略这两根钢轨，导致一些几何尺寸问题没有及时解决。

3 整治方法

经查阅现有的各种资料,发现驼峰缓行器普遍存在下沉问题，而解决方法多数集中于大型施工方面，截至目前为止，并没有可以在日常天窗修的作业时间中解决病害的方法，所以研究的重点主要放在可以在日常天窗修时间内解决缓行器下沉问题。

由于合肥东站运输任务繁忙，大型施工准备周期长，金钱、人力投入大，并且需要清空临近的线路，封锁时间长，对车站的运输影响巨大，不便于申请施工天窗进行施工。而且合肥东站因为缓行器有33组之多，频繁的更换大修并不符合合肥东站的实际情况，所以我们实验了几种可以在不进行大型施工的情况下对缓行器承台及基础以及几何形位进行整治的办法。

3.1 人工塞石法

此方法用洋镐将道砟塞入缓行器承台底部，利用人工将道砟捣固结实。其作用原理类似于日常的起道捣固。可据多次实验发现，这种方法有许多缺点：

（1）人工捣固的作业质量相对于机械捣固来说，道砟密实度不均匀。

（2）道砟的粒径和级配较大,在列车通过时产生的压力会导致承台与道砟相互挤压，道砟会被承台压溃压碎，使得承台底部的道砟逐渐变成石粉，而石粉与沙土混合在一起会形成滞水层，导致雨水无法排出，形成砂浆，加速了承台底部的翻浆冒泥。

3.2 塞木板法

基础承台下沉，原因是因为承台基础底部道砟不密实，导致承台重量无法分散于地面，所以选用液压起道机将基础抬至与前后钢轨高低齐平的高度，然后在承台底塞入木板，加大承台底部的受力面积，使承台的压力被木板分散，从而达到使其不再下沉的目的。在实验中我们发现，此方法在刚开始使用的时候效果极其显著，缓行器承台基础下沉问题得到了极大的改善，但在几个月之后，我们发现承台又发生继续下沉的问题。我们挖开承台后发现，垫在承台下面的木板经过摩擦，雨水腐蚀，氧化作用之后已经完全腐烂，起不到原先预想的作用效果。在此基础上，我们试验了各种板材，比如实木板，钢板，铁板等。在经过多种板材的实验之后，发现出发点选择错误。因为在合肥地区的气候环境下，无论什么材质的板材都会在底部积水，导致各种问题，而且在承台底部填充板材磨耗太大，需要经常更换，所以我们也舍弃了这种方法。

3.3 吹入瓜子片法

经过现场的实验分析，我们发现研究的重点需要放在填充材料上面。我们需要一种粒径和级配偏小且可以排水的填充材料。这时我们选择的是一种俗名叫做“瓜子片”的材料，此种材料是细石混凝土的粗骨料。一般粒经5 mm～16.5 mm。这种材料比道砟的粒径与级配小，不会像道砟一样与承台底部发生剧烈摩擦变成石粉，也可以分散承台对地面的压力。而且瓜子片之间有孔隙，排水性能优异，所以此材料成为填充材料完全可行。

在填充的过程中，我们试验了两种方案：

（1）我们人工将瓜子片均匀塞入承台底部。但是在此种方法的实验过程中，我们发现没有合适的工具可以将瓜子片均匀塞入承台底部，而且在承台没有完全抬起的情况下，无法保证承台底部完全均匀，所以我们无法选用这种方法。

（2）合肥东编组站的驼峰缓行器使用的是风动力，我们在观察缓行器工区日常作业的过程中，发现可以因地制宜，使用风管将瓜子片吹入承台底部。于是我们与缓行器工区配合，制造出风管。风管头部选用直径为30 mm、长度为1 200 mm的带阀门铁管，后部使用软管，链接缓行器送风管道的出风口。准备工作需要将足够的瓜子片运到需要填充的地点，用标准起道方法，根据缓行器承台大小与数量选用合适数量的液压起道机将缓行器中的一根钢轨选定为基准股，将其与承台前后的钢轨对齐水平，然后用风管将瓜子片吹入承台底部，在吹入过程中需要注意，每一块承台都需要用风管从两边都吹入足以支撑承台重量的瓜子片，并且需要用风管将瓜子片完全吹满承台底部。在瓜子片吹入完成后，撤掉液压起道机，做最后的对中线调整。