中东欧地区既有线修复铺轨方法研究

邵展

（中国土木工程集团有限公司，北京100038）

1 中东欧地区铁路发展现状

中东欧地区铁路发展较早，客运和货运路网基本完善，在该地区经济发展中起到重要作用。随着大宗货流的重工业原料和产量下降，经济联系向东部方向偏离，东西方向生产资料交换降低，过境货流急骤下降。同时，公路运输在同期迅猛发展，挤占铁路运量和市场份额，铁路运输的需求量和盈利能力大幅度降低，各国政府对铁路的资金投入也逐步减少。

该地区铁路设施多建于20 世纪70～80 年代或更早，为单线电气化铁路，钢轨型号为49E1（S49），轨距为1 435 mm，轨枕以木枕为主，辅以少量混凝土，石砟以石灰岩或火山岩为主，粒径范围为31～63 mm。由于建设时期较早，铁路已运行相当长时间，在运行过程中缺乏必要的维护，致使线路状况不佳，众多影响运营速度和安全的不良状况逐渐凸显。常见的铁路病害基本都有出现，如钢轨磨损严重、石砟层翻浆板结、通号系统功能丧失、站台等附属设施陈旧破损等，已不适宜运营或无法满足运行速度和安全要求。目前，基本采用降速的方式提高行车安全性，急需对现有铁路进行现代化升级改造。

近年来，各国际多边银行和投资银行加大了对该地区的投资力度，多以贷款形式支持该地区基础设施建设，加之铁路运行状态提升的紧迫性以及铁路运力提升的必要性，近年来，各国已陆续开展既有铁路的现代化升级改造。

2 常用铁路铺轨方式讨论

2.1 人工铺轨

人工铺轨是一种较为原始的铺轨方式，主要依靠人力和少量通用机械设备完成，施工过程灵活机动，可依据工作量和作业时间灵活安排上场人力和设备数量，如我国经常组织较大规模的人力在短时间内完成重大工程任务。缺点是大量的人力使用会增加现场施工安全的风险和施工组织协调的难度，且无法长时间、持续性高效率施工，无法满足长大里程的轨道铺设任务。且在施工准备阶段，如钢轨、轨枕和扣件等主材的运输就位等也需要较多的机械设备投入，整体经济性不具优势。一般用于靠近营业线、场内运输条件较好、总体工程量不大或者大型机械设备施工受限的情况。

2.2 换铺法

换铺法可应用于所有有砟轨道施工，是当前较为常用的铺轨方法。该方法首先需要采用汽车运输道砟至线路上进行10～20 cm 底砟摊铺、整平和压实[1]，然后采用轨排吊车将组装好的工具轨排顺序铺到底砟上，通过临时连接使线路具备通行条件后，轨排运输车依次跟进，以减少轨排吊车空行时间。在上砟整道及配砟捣固工序完成后，使用长轨车按需求运输卸轨，再通过换轨车换轨或其他方式实现长钢轨铺设，最后使用收轨车回收工具轨。

该方法优势在于施工机械较为普及、调配设备相对容易、施工工序程序化、操作便捷。各项工作如底砟摊铺、工具轨排组装、铺排铺设和换轨作业可平行进行，提高了施工组织方案的灵活性，能够根据施工进度合理安排，缩短各工种非必要的窝工和等待时间。

轨排组装需要一个具有一定规模化与程序化的铺轨基地作为支撑，并需要较大的场地面积以满足材料存储、内部转运、轨排组装和吊运，且基地需具备铁路通行条件，如设在铁路沿线或新建临时线路接入，增加了基地建设的临时工程，进而增加了建设成本[2]。同时，需配备走行起重设备和必要场内倒运和组装设备，对工具轨需求量较大，增加了工具轨排的组装及工具轨回收与周转程序。

2.3 单枕法

单枕法又称直铺法，是目前机械化程度和铺轨效率最高的铺轨方法，集材料运输、布枕和钢轨铺设于一体，大幅度减少了辅助设备和人力的使用。同换铺法相同，该方法也需要采用汽车运输道砟至线路上进行10～20 cm 底砟摊铺、整平和压实，利用牵引车将长钢轨从长轨车上拖拉至线路两侧，运用长轨铺轨机逐个布枕后，将长钢轨收至承轨槽一次性铺设到位，入槽后紧固扣件。

该方法自动化程度高、铺轨速度快、人力需求少，在主材充足的情况下能够不间断持续施工。相对于换铺法减少工具轨铺拆等工作量，在既有铁路扩能改造施工过程中仍能保持铁路段运输工作的开展，有利于提升铁路运输效益。铺轨工艺重点在于设备性能与人员操作，适合运用于规模较大的长钢轨线路铺设。

长轨铺轨机对线路纵坡有严格要求，难以适应较大纵坡线路的铺轨工作。与换铺法的相似之处在于，单枕法铺轨也需要一个铺轨基地作为铺轨的后方保障，与换铺法不同的是，单枕法的铺轨基地只需满足长钢轨的进场、存放，轨枕及扣件存放即可，无须配备工具轨排组装和吊运设备，减少了基地的建设用地，进而降低了建设成本。

3 铺轨方案选择

由于该地区经济发展相对缓慢，并考虑到各国的负债和偿还能力，外部贷款和内部筹资的额度不大，难以支撑大型项目的实施，因此，多以中小型项目为主，如中国土木工程集团有限公司承建的黑山Kolasin-Kos 段铁路修复改造项目，项目合同额为701 万欧元，线路全长9.864 km；塞尔维亚（GR-R）铁路修复改造项目合同额为2 378 万欧元，线路全长17.000 km；由法国某公司承建的塞尔维亚Jajinci-Mara Krsna段铁路修复改造项目合同额5 400 万欧元，线路全长58.000 km。根据该地区的工程特点，选择合适的铺轨方式对项目成本乃至项目的顺利实施至关重要。

中国土木工程集团有限公司承建黑山和塞尔维亚2 条铁路修复项目时，选用了一种操作灵活且效率较高的铺轨方法，根据其施工特点，称之为多枕直铺法。

4 多枕直铺法施工方法

4.1 设备

4.1.1双跨组合式龙门吊

该设备由2 座走行式龙门吊通过中间纵梁连接，采用燃油液压驱动，具备自主动力，以预先铺设的走行轨为轨道。具有60 组挂链和2 组钢轨夹具，可用于成组单枕的吊运和铺放，也可用于36 m 轨排的拆除和铺设。2 名操作手即可完成全部操作，通过平板车完成进出场运输工作。设备作业场景如图1 所示。

4.1.2收轨小车

该设备同样采用燃油液压驱动，具有左右各一对轮组，轮组轴距可通过液压调节，实现在不同轨距下的运行能力。竖向设有一套独立液压系统，可通过竖向的2 个支点支撑在轨枕上将设备自身和钢轨一并抬起。通过横向液压系统调整钢轨横向位置将钢轨放入轨槽。该设备体积小，可通过汽车或平板车运输至现场，作业完成后可就地存放，单人即可操作，节省了收轨工序的设备和人力成本。

4.2 铺轨工序

4.2.1卸轨

多数既有线修复改造项目具备通行条件，可与业主或者铁路管理部门协商获准将供货商的运轨列车牵引至线路上，直接卸载以避免二次倒运工序。卸载时用夹具将2 根新轨一端分别固定在既有轨道上，缓慢行驶列车将钢轨拖拽至轨道上，然后采用公铁两用车将其调整至设定位置暂存。

4.2.2走行轨铺设

采用汽车运输道砟至线路上并进行10～20 cm 底砟摊铺、整平和压实后，使用安装抓斗的公铁两用车将钢轨调整至线路中心线对称位置，调整轨距为3.8 m，随后安排工人复核及精调，做好钢轨的临时连接和支撑固定措施，以保证双跨组合式龙门吊在轨面上平稳安全地行进。走行轨铺设时应向铺轨反方向铺设100～200 m，留出双跨组合式龙门吊往返运输轨枕的通行需求。

4.2.3布枕

双跨组合式龙门吊随轨枕运输平板车行进至走行轨上方后，操作手启动设备缓慢下放轮组，待轮组与走行轨接触良好后，抬升纵梁使设备与平板车脱离。操作双跨组合式龙门吊行进至运枕平板车上方，人工将轨枕挂在纵梁挂链上，抬升纵梁将轨枕抬起后缓慢行进至设定位置，并缓慢下放轨枕，定位准确后将轨枕放置于底砟上，人工调整少量位置偏差较大的轨枕，按此步骤依次布枕。该设备一次性可吊运60 根轨枕，布枕36 m，每台班可布枕800～1000 m。

4.2.4铺轨

布枕完成后将收轨小车放至铺轨接头处，作业时通过轮组在钢轨上行走至合适的作业位置，该位置应使支点支撑在2根轨枕上以保证其稳定性，同时与上次作业位置间距不宜太大，确保设备能提起钢轨。通过设备上的夹具钢轨，启动竖向液压系统将一侧钢轨抬起，同时通过横向移动后放入承轨槽内，采用相同操作将另一侧钢轨放入轨槽，依次完成作业。

4.2.5后续作业

后续作业如钢轨焊接、上砟整道、捣固等工序流程与其他铺轨方法一致。

5 结语

多枕直铺法工序流程简单，仅需双跨组合式龙门吊、收轨小车以及其他施工必需运输和辅助设备。相对于换铺法而言，场地要求简单，满足材料存储即可，无须修建铺轨基地，省掉了轨排组装、钢轨换铺以及工具轨的周转和回收环节；相对于直铺法而言，克服了长轨铺轨机对线路纵坡的严格要求，施工灵活性大幅度提升，设备成本大幅度降低。

该方法适用中东欧地区既有线改造项目的工程特点，兼顾工序流程简易、施工效率快速和设备成本较低的优势，是一种较为合理的铺轨方法。