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        挖掘機(jī)在鐵路既有線基床換填施工中的運(yùn)用

        2014-10-21 20:04:24何為

        何為

        摘要:鐵路既有線基床病害整治傳統(tǒng)方式是采用人工換填,人工整治施工工藝與近年來(lái)鐵路提速、重載技術(shù)的發(fā)展和“天窗” 修要求已不相適應(yīng),提高機(jī)械化施工程度勢(shì)在必行。本文介紹采用軌排“揭蓋式”運(yùn)用挖掘機(jī)快速換填病害基床的施工方法,突破了廣鐵(集團(tuán))公司在繁忙正線上傳統(tǒng)的施工方法,成功的解決了自運(yùn)營(yíng)以來(lái)的頑癥,對(duì)鐵路既有線基床病害整治施工具有一定借鑒價(jià)值。

        關(guān)鍵詞:挖掘機(jī);基床;換填

        1.前言

        鐵路路基承受從道床傳遞下來(lái)的列車荷載,減緩列車動(dòng)應(yīng)力,并將列車荷載和部分動(dòng)應(yīng)力傳遞給路基,路基需要保持一定的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及幾何狀態(tài),及時(shí)將地表降水排出路基本體范圍,以保持路基本體干燥。部分路基因土質(zhì)和排水不良形成翻漿冒泥、下沉和外擠變形等基床病害,從很大程度上弱化了路基的功能,甚至威脅到列車運(yùn)營(yíng)安全,必須及時(shí)組織整治,才能確保列車安全運(yùn)行。特別是近年來(lái)隨著我國(guó)鐵路重載技術(shù)的發(fā)展,行車密度、軸重和運(yùn)量的增大,鐵路路基負(fù)荷發(fā)生了較大的變化,新的路基基床病害大量出現(xiàn),鐵路既有線路基病害整治的任務(wù)非常艱巨,如何安全、優(yōu)質(zhì)、高效完成病害基床整治是工務(wù)部門面臨的重要課題。

        2.基床病害現(xiàn)狀

        廣鐵(集團(tuán))公司張家界工務(wù)段管內(nèi)焦柳線下行K798+451~K848+300多段路基基床為粘性膨脹土,細(xì)顆粒含量高,比表面積大,親水性強(qiáng),與水結(jié)合后不易失水,使路基軟化,喪失承載力。自1998年開通運(yùn)營(yíng)以來(lái),在列車荷載反復(fù)作用下,路基下沉外擠趨向嚴(yán)重,該病害突出的問(wèn)題一直困擾著工務(wù)部門,運(yùn)營(yíng)安全壓力巨大。例:焦柳下行線K814+360~+460路基病害地段位于復(fù)線繞行地段右側(cè)線間距10m,線路左側(cè)有寬8~12m土質(zhì)平地,粘性膨脹土,在R=800m曲線圓曲線及緩和曲線上,線路坡度2.8‰、5.5‰。該段線路最近一次整治是在2013年4月廣鐵(集團(tuán))公司組織RM80清篩機(jī)對(duì)道床進(jìn)行全面換碴并鋪設(shè)橡膠合成纖維土工布進(jìn)行封閉施工。因道床換填深度只有0.4m,對(duì)基床病害整治不徹底,效果不佳,至2014年4月該段線路由于積水,其表層土泡成軟塑狀態(tài)的稠泥,整個(gè)路基面呈泥碴混合體,基床下沉病害十分突出,直接影響到軌道的穩(wěn)定,軌道幾何尺寸難以保持,經(jīng)常造成列車晃車。特別是雨季線路道床泥水化,嚴(yán)重威脅到行車安全,亟待徹底整治。

        3 整治方案比選

        3.1目前有碴軌道基床病害整治的施工工藝

        3.1.1扣軌架空線路人工鋪砂墊層、土工纖維布、橡膠合成纖維土工布、土工格室、換填土等。

        3.1.2運(yùn)用RM80清篩車對(duì)道道全面換碴同步鋪設(shè)橡膠合成纖維土工布進(jìn)行封閉。

        3.1.3采用路基處理車整治。

        3.1.4路基注漿加固整治。

        3.2各施工工藝缺點(diǎn)

        3.2.1我國(guó)傳統(tǒng)的鐵路路基病害整治基本靠人力,架空軌排利用人工開挖道床和路基,存在施工費(fèi)時(shí)長(zhǎng)、使用勞力多、機(jī)械化程度低,作業(yè)質(zhì)量和安全較難保證;受施工天窗及作業(yè)場(chǎng)地限制,基床處理的深度有限,一般只能對(duì)基床換填0.3m左右;作業(yè)效率較低,人力成本越來(lái)越高;施工安全風(fēng)險(xiǎn)巨大,對(duì)運(yùn)輸生產(chǎn)干擾大等問(wèn)題,經(jīng)常達(dá)不到預(yù)期治理效果。

        3.2.2結(jié)合RM80清篩車全面換碴并鋪設(shè)橡膠合成纖維土工布封閉層的施工方法,近年來(lái)在全路廣泛得到運(yùn)用,但道床換碴深度一般在0.4m左右,對(duì)深層的基床病害整治效果不理想。

        3.2.3目前最新研發(fā)的路基處理車整治鐵路路基病害的施工技術(shù),雖然代表著世界大型養(yǎng)路機(jī)械的最先進(jìn)的施工技術(shù),但封鎖時(shí)間需要6h及以上才能整治100m左右,且每次整治起止點(diǎn)需切割鋼軌,較繁忙的線路基本無(wú)法滿足封鎖條件。

        3.2.4路基注漿施工,難以控制注漿深度及均勻度,整治質(zhì)量難以保證。

        3.3確定整治方案

        為保證焦柳下行線K814+360~+460基床翻漿、下沉外擠病害整治施工安全、優(yōu)質(zhì)、高效完成,經(jīng)比選最終確定整治方案為基床換填施工,采用切割鋼軌、移拉軌排,使用挖掘機(jī)對(duì)病害基床進(jìn)行換填并做封閉層徹底進(jìn)行整治,改建路肩。

        4.施工組織及施工工藝

        4.1技術(shù)條件及標(biāo)準(zhǔn)

        4.1.1施工封鎖條件:采用封鎖施工,封鎖時(shí)間180min(其中前160min接觸網(wǎng)停電)。施工開通后第1列限速15km/h、第2列限速25 km/h、第3列及以后限45km/h。

        4.1.2線路作業(yè):提前一個(gè)封鎖點(diǎn)切割25m軌排采用強(qiáng)力夾具連接派人看守,每天對(duì)25m軌排采用人力移至兩線間(線路右側(cè))及挖機(jī)換填后的拉回作業(yè),采用一操四小型內(nèi)燃搗固機(jī)對(duì)道床搗固密實(shí),校正線路平、縱斷面,恢復(fù)無(wú)縫線路結(jié)構(gòu)。

        4.1.3路基作業(yè):采用兩臺(tái)挖掘機(jī)換填25m病害基床,換填深度為軌枕下900mm,路基面做成5%的單向排水坡,基頂鋪設(shè)橡膠纖維合成土工布,土工布上鋪設(shè)100mm厚砂墊層;再鋪設(shè)厚150mm土工格室,中間填河沙;土工格室上鋪設(shè)200mm厚河沙;最后回填350mm優(yōu)質(zhì)道碴。道床頂寬3.5米,邊坡坡率1:1.75,碴肩堆高0.15米。清除路肩土層至換填路基面,采用干砌片石恢復(fù)路肩墻。

        4.2基床處理作業(yè)及時(shí)間節(jié)點(diǎn)

        4.2.1封鎖命令下達(dá)后,松開接頭將25m軌排裝上走行輪,整體橫移至兩線間(下行線右側(cè))軌排架上。需時(shí)間30min。

        4.2.2用2臺(tái)挖掘機(jī)進(jìn)行基床開挖作業(yè),棄土直接棄到下行線左側(cè)路基邊坡上,開挖達(dá)到設(shè)計(jì)深度后,將基底找平并預(yù)留5%橫向排水坡,用夯拍機(jī)夯實(shí)基底。需時(shí)間60min。

        4.2.3分層回填基床,回填順序100mm厚中粗砂并人工整平、鋪設(shè)橡膠纖維合成土工布、100mm厚中粗砂并人工整平、鋪設(shè)150mm土工格室、回填200mm厚面砂,全部回填完成后用夯拍機(jī)夯實(shí)。需時(shí)間30min。

        4.2.4回填道碴至略低于枕底標(biāo)高10cm。需時(shí)間30min。

        4.2.5將軌排整體拉回?fù)Q填好的道床上,采用強(qiáng)力夾具快速連接龍口,用挖掘機(jī)回填道碴飽滿,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)校正線路平、從斷面達(dá)滿足開通條件。需時(shí)間30min。

        4.3落低、改建路肩,暢通排水

        4.3.1落低路肩面,清除換填路基面至水溝間土層,做好路基、路肩面的橫向排水坡,填筑滲水土。

        4.3.2改建路肩墻,采用干砌片石恢復(fù)路肩墻,暢通排水。

        4.4恢復(fù)無(wú)縫線路結(jié)構(gòu)

        次日天窗點(diǎn)內(nèi)對(duì)無(wú)縫線路進(jìn)行應(yīng)力放散、焊復(fù)。

        5.整治效果

        該段2014年6月份組織在焦柳下行線K814+360~+460基床翻漿、下沉外擠病害整治施工中運(yùn)用運(yùn)用挖掘機(jī)換填病害基床新方法,將原計(jì)劃采用人工換填施工所需15個(gè)封鎖“天窗”減少到4個(gè)“天窗”,且換填深度和施工質(zhì)量完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求,真正體現(xiàn)了換填施工的安全、優(yōu)質(zhì)、高效,徹底解決了基床病害頑癥造成的工務(wù)部門設(shè)備養(yǎng)護(hù)困難和列車晃車現(xiàn)象。

        6.結(jié)束語(yǔ)

        6.1工程實(shí)踐證明,運(yùn)用挖掘機(jī)換填病害基床,技術(shù)可行,經(jīng)濟(jì)合理,可以推廣,但受場(chǎng)地限制較大,地形條件允許的情況下,可以開辟場(chǎng)地滿足挖掘機(jī)換填施工條件。

        6.2可切割50m或100m鋼軌移排采用多臺(tái)挖掘機(jī)平行作業(yè)的施工方法提高作業(yè)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

        6.3場(chǎng)地采限時(shí)可考慮縱向移軌排到既有線上施工。

        參考文獻(xiàn)

        [1]中華人民共和國(guó)鐵道部.鐵運(yùn)﹝2008﹞96號(hào).鐵路路基大維修規(guī)則[s].中國(guó)鐵道出版社. 2008. 北京

        [2]周鵬慶 整組拖拉法整治復(fù)式交分道岔基床病害的施工技術(shù)[j].路基工程.2007.第二期

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