李建軍

（中鐵三局集團天津工程有限公司，天津 300350）

近年來，隨著我國鐵路的快速發(fā)展，鐵路的高速與重載已成為鐵路發(fā)展的方向。由于重載運輸日益顯著的經濟效益，在以貨物運輸為主或客貨共線的鐵路線進行重載運輸將得到推廣，但由于我國既有鐵路線技術裝備總體水平不高，原有的設施設備及普通的維修作業(yè)已經不能滿足重載運輸對鐵路線路結構的強度及穩(wěn)定性的要求。因此，對原既有線進行技術改造勢在必行，其中在無縫線路成段更換混凝土軌枕不僅是線路技術改造的一種手段，更是提高鐵路線路綜合運輸能力的一種有效途徑。

1 工程概況

寧夏寧東鐵路大古線作為寧東鐵路的干線，肩負著重要的運輸任務，年運量達2.6×107t，是寧東經濟發(fā)展的生命線。大古線全長68.66 km，于20世紀90年代建成并通車，受當時設計、設備、材料等因素的影響，目前的線路硬件水平已經無法滿足運量增長的需要，成為制約運輸發(fā)展的瓶頸。2009年，大古線將P50普通線路更換為P60無縫線路，但既有S-1型混凝土軌枕未進行更換。C80在大古線開始運行，既有S-1型混凝土軌枕已不能適應大運量和重載列車的要求，隨著大古線運量的增加，通過換枕對線路技術改造勢在必行。

傳統換枕施工是對換枕地段進行慢行限速，在慢行時間內人工逐根對軌枕進行更換。但由于列車對施工的干擾大、勞動強度高等因素，更換速度較慢，而且受到部分工人責任心不強、搗固條件有限等因素的影響，致使改造后的鐵路線路高低、水平較差，容易發(fā)生晃車，危及行車及人身安全。為此，在大古線換枕施工中，我們改變原有換枕施工方法，在不影響既有線運輸的情況下，通過利用鐵路“天窗點”封鎖時間進行施工。在不干擾行車的情況下，有效利用施工現場的時間、空間環(huán)境，通過運用無縫線路放散等技術手段進行換枕施工，有效地避免了傳統換枕施工的不利因素，施工效率及線路質量也得到了提高。

2 工藝原理

在不影響運輸任務的條件下，利用封鎖時間完成備料、換枕、養(yǎng)路等施工任務。利用無縫線路應力放散的施工方法可以解決高溫天氣下高軌溫對施工作業(yè)時間的限制，施工人員可以利用最佳時間施工，提高工作效率；換枕后將換下的舊混凝土軌枕埋設加固路肩，既加強了線路結構，又減少了軌枕回收的成本。

3 施工流程及方法

3.1 施工工藝流程

既有線無縫線路人工換枕施工工藝流程見圖1.

圖1 既有線無縫線路人工換枕施工工藝流程圖

3.2 換枕準備

由于換枕工作主要為人工操作，且換混凝土軌枕離換枕位置較遠，人工抬運施工既影響工作效率，還易形成交叉干擾，影響換枕進度及質量，因此，換枕施工前利用機械運輸、人工配合、定點卸放的備料方法，做好換枕施工前準備工作極為重要。

3.2.1 預卸軌枕

卸枕前根據設計的每公里軌枕根數計算軌枕數量，并在鋼軌軌腰上用油漆打上白點，分別標記“放枕點”及“卸枕點”。卸枕利用“天窗點”進行，用平板車運輸至指定位置進行卸枕。卸枕時，軌枕要與標記的“卸枕點”位置對齊，防止換枕時與舊枕沖突影響施工。卸枕完成后，要安排專人對該段卸下的軌枕進行檢查，確保新枕根數與白點數量相符、軌枕對位準確。

3.2.2 軌枕錨固

卸枕完畢后，立即安排人員進行錨固。錨固的進度根據計劃換枕進度進行安排，在施工中根據實際情況進行調整。一般10人為一組，每天完成約300根的錨固任務。

3.2.3 線路備碴

提前對維修區(qū)段線路的道碴情況進行了解，對相對缺碴的地段進行有針對性的補碴，保證線路道碴滿足換枕的需要。

3.3 應力放散

無縫線路由于受到其物理性質的影響，當施工時的實際軌溫與鎖定軌溫相差較大時，存在很大的溫度應力。如果此時進行換枕施工，扣件與道床失去對鋼軌的約束，將發(fā)生漲軌跑道現象，如果不及時處理將嚴重影響行車。因此，換枕施工前要調查施工時間的軌溫情況，制定換枕工作時間。如果工作時間無法避開高軌溫時段，則必須進行應力放散。

3.3.1 施工準備

調查了解應力放散地段線路道床（板結、翻漿及缺碴情況）、鋼軌（長度、質量狀況、軌條爬行量）、軌枕（數量、間距及質量狀況）、聯結零件（包括地錨拉桿、軌距桿）情況，線路幾何尺寸檢查；對放散地段，影響放散施工的車輛、供電、電務部門設備調查；制定《應力放散施工方案及安全措施》，并報工務處審核批準，與有關部門（車務、供電、電務、車輛）簽訂施工協議；提前一個月提報月度施工計劃，及時提報階段施工計劃。開工前對作業(yè)人員進行技術交底及安全教育，應力放散在換枕施工期間進行。

3.3.2 放散量的確定

軌條的放散量△L（mm）按《客貨共線軌道工程施工技術指南》中第 6.6.8條中的規(guī)定：△L=0.011 8 L（t1-t2）.

式中：0.011 8為鋼軌的線膨脹系數，單位為mm/（m×℃）；

L——需放散的鋼軌長度（m）；

t1——設計鎖定軌溫（℃）；

t2——原鎖定軌溫（℃）。

放散量的確定，根據歷年當地與施工時段對應時段軌溫情況，預計最高軌溫為55℃，施工封鎖時段為7：00～11：00，封鎖期間最高軌溫為45℃，初步確定放散鎖定軌溫為35℃左右，根據鎖定軌溫計算出放散量。

各觀測點的放散量，每50～100 m設定一個觀測點。觀測點間距相等時：觀測點放散量=總放散量÷觀測點數×觀測點號數。觀測點編號應從放散始端開始向終端編號；觀測點間距不等時：觀測點放散量=總放散量÷放散長度×觀測點距放散始端距離。

鋸軌量的確定，放散時鋸軌量=放散量+預留軌。

3.3.3 應力放散方法

應力放散方法采用滾筒結合拉伸配合撞軌法。緊固單元軌條兩端各50 m長線路扣件，切開單元軌條一端或中部后，將扣件徹底松開，在長軌條下每隔15根軌枕拆掉膠墊并加設滾筒一個，在長軌條終端和中間各設一個撞軌包，利用設置的撞軌器反復撞軌，使長軌條自由伸縮處于零應力狀態(tài)（撞軌時軌條位移量與回彈量相等時），測量軌溫及伸長量（縮短量）。根據零應力狀態(tài)下的軌溫、伸長量及擬鎖定軌溫計算切軌量，根據計算切軌量切軌，焊軌。安裝拉伸器，標定位移觀測點，拉伸器開始拉伸，觀察各位移觀測點位移情況，發(fā)現障礙及時排除。各位移觀測點位移與計劃位移接近時，停止拉伸作業(yè)，上好接頭夾板，鎖定單元軌條。拆除拉伸器，整正線路。

3.3.4 線路開通

施工負責人現場指揮時要嚴格執(zhí)行《安規(guī)》第2.1.9條的規(guī)定，經過質量檢查達到《安規(guī)》第2.1.12條規(guī)定的放行列車條件。（應力放散的開通標準力爭要達到《修規(guī)》第6.4.3規(guī)定的驗收標準，開通后的線路列車繁忙，盡量減少慢行時間內的作業(yè)）各種線路設備、軌道電路絕緣檢查完畢、車站試驗完畢。

3.4 換枕施工

人工換枕在劃分范圍內以每10～15 m為一個施工單元，每單元換枕施工4人為一個作業(yè)組。各組先拆除影響作業(yè)的防爬器、軌距桿，每組更換18～28根，同方向進行施工。保證每兩根開挖軌枕之間有8根以上枕底串實、肩寬、堆高均符合規(guī)定。

當天換枕完畢后，施工負責人必須組織換枕人員對換枕地段進行全面搗固，對各部幾何尺寸進行全面檢查，消除小方向、小高低，所有石碴必須全面回填，道床要夯拍，保證枕盒飽滿，肩寬達到標準。

3.4.1 施工主要機械配置

小型液壓搗固機6組，內燃扳手8臺，液壓起撥道機10臺，內燃軟軸搗固機6臺。

3.4.2 施工人員配置

換枕施工現場設總指揮1名，副總指揮2名，安全質量、技術總負責1名，并將人工換枕工作分為換枕組、搗固維修組、搶險尋道組、螺帽復緊組、路容整治組、扣件發(fā)放組共6個組。

3.4.3 施工作業(yè)條件

每日封鎖要點一次，每次3 h，同步進行人工換枕、線路搗固、穩(wěn)定、配碴施工。其中人工換枕必須在2 h內完成，留給搗固、穩(wěn)定1 h的工作時間。當日換枕地段進行兩搗一穩(wěn)作業(yè)，線路開通后，第一列限速25 km/h，第二列限速45 km/h，不小于1 d，其后正常，慢行距離1 km.

3.4.4 人工換枕

3.4.4.1 施工準備

在換枕之前按每千米1 840根劃好鋼軌上的枕間距印，換枕時按點對位擺放，并將螺栓涂油?，F場工程任務劃分，根據各施工隊人數提前1 d在現場分配劃分換枕區(qū)段及數量，做好標識，再根據實際分配換枕數量。每天在換枕前1 h，將新扣件運到指定施工地點發(fā)放，各段負責人進行向下分配。

3.4.4.2 封鎖前準備

要點封鎖前，駐站聯絡員要與工地防護人員密切聯系，及時告知列車運行情況。施工人員不得超前作業(yè)，要根據施工的有關規(guī)范和技術交底進行作業(yè)，不得清除枕木頭的道碴，防止軌道發(fā)生橫移。

3.4.4.3 封鎖點內施工

給點封鎖命令下達后，施工人員才可進行換枕施工，施工工藝操作如下。

扒碴：用扒鎬或石碴叉將抽枕的枕盒內的道碴及碴肩和枕底道碴扒出，扒碴深度為軌底下36 cm，不能過深，以剛好能穿入新枕為準。

松扣件：道碴扒除到位后，用十字扳手將道釘螺母擰松并擰下，然后依次取下平墊圈、彈條、規(guī)矩擋板、擋板座。

抽舊枕：在枕同一側用3根撬棍別住鋼軌附近軌枕側底，以相鄰枕為支撐點，3人同時用力向對側枕盒內撬動軌枕，將軌枕撬到枕盒內后，再用翻枕器套住螺紋道釘，用撬棍配合將軌枕翻轉90°，使螺紋道釘呈水平指向，用大繩套于螺紋道釘上，2人拉，2人用撬棍配合，同時用力將軌枕抽出道床，放置在路肩邊緣。

穿入新枕：將新枕翻轉90°即道釘呈水平指向，用大繩將道釘套住，用4人抬或4人拉繩，2人用撬棍撬，將新枕穿入道床枕盒，穿入路徑與抽出舊枕一致。在進入新枕盒過程中，可用翻枕器套于道釘之上，將軌枕翻傾斜使枕棱著地，從而減小摩擦阻力，起到省力的作用。

放枕：新枕穿入枕盒后，用翻枕器、撬棍將枕翻正，即道釘朝上，使每股鋼軌位于兩道釘中間。用撬棍將新枕移至預先標于鋼軌上的新枕位標記處，使4個道釘中心連線與標記點位于同一線上。

擰緊扣件：軌枕放正，將扣件按順序安放好后擰緊，各個部件都要與相鄰的扣件靠貼，尤其是規(guī)矩擋板要與軌底邊密貼，扣件壓力符合規(guī)范要求。

回填道碴：扣件擰好后，先回填部分道碴，再用大頭鎬將軌枕底90cm范圍內的道碴串實，最后將枕盒內及枕肩道碴回填飽滿。

機械搗固：人工換完軌枕后，用液壓搗固機再加強搗固道床一次，每側軌下枕底搗固3次。搗固完成后，回填枕盒內的全部道碴，并恢復道床斷面。

修整作業(yè)：每作業(yè)段完成當天換枕任務后，修整組進行軌距、高低、水平、方向等軌道幾何形態(tài)檢查，如發(fā)現超標，再進行人工細整道，最后由安質檢查人員按《鐵路線路修理規(guī)則》對線路的水平標高、扣件的緊固搗固情況逐一檢查，確認無安全、質量問題后方可銷點開通。

抽換軌枕時，采用集中抽換，每次封鎖點內抽換400～500 m，這樣便于集中養(yǎng)護，充分保證列車的安全運行。

3.5 舊軌枕回收利用

換下來的舊枕，不僅數量多，而且都分布在鐵路沿線，為了不影響鐵路的正常運營，一般情況下都回收到指定地點存放，等待利用或處理。但鐵路周邊一般沒有合適的場地或道路來回收和運輸軌枕，只能通過鐵路回收。這不僅占用了大量的時間，而且耗費了大量的人力和機械，造成了浪費。在施工中，結合大古線路基的實際情況，與建設單位共同確定采用換下的舊軌枕來加固路肩的舊枕利用方案。

路基高度低于8 m的地段，在需要加固的路肩處人工挖槽后將兩根軌枕翻面并排安放在槽中，再進行人工回填并夯實回填土；路基高度大于8 m的地段，除了要并排放置兩根舊枕以外，還要在路基外側的邊坡上埋設一根舊枕與路肩垂直，起道加固的作用，防止路肩軌枕滑落。軌枕安裝埋設好后，應與路基面平齊，不得高出路基面，以利于排水。

應用這種方法回收舊軌枕并加固路肩，不但回收費用大大降低，路基的穩(wěn)定性也能得到提高。

4 結束語

在寧夏寧東鐵路大古線換枕施工中，我們改變原有換枕方法的思路，細致分析影響換枕安全、進度、質量的因素，結合實際情況制定科學的施工方案。在不影響既有線路運輸的情況下，通過利用鐵路“天窗點”封鎖時間進行施工，在不干擾行車的情況下有效利用施工現場的時間、空間環(huán)境，通過運用無縫線路放散、平板軌道車卸枕備料、小型機械配合換枕搗固等技術手段大大提高了施工效率。施工完成后不影響列車正常運行，避免了行車與施工的矛盾，保證了行車及人身安全。換枕后將換下的舊混凝土軌枕埋設加固路肩，既加強了線路結構，又節(jié)約了軌枕回收這一環(huán)節(jié)的成本，換枕工程進度大大提高，安全、質量得到建設單位好評，達到了理想的效果。

[1]鐵道部經濟規(guī)劃研究院.經規(guī)標準【2008】176號.TZ 201-2008 客貨共線鐵路軌道工程施工技術指南[S].2008-10-20.

[2]中華人民共和國鐵道部，鐵運【2006】146號 鐵路線路維修規(guī)則[S].2006-8-1.

[3]中華人民共和國鐵道部，鐵運【2006】177號 鐵路工務安全規(guī)則[S].2006-10-1.

[4]中華人民共和國鐵道部，鐵建設【2009】181號 TB10305-2009鐵路軌道工程施工安全技術規(guī)程[S].2009-9-24.