雷海斌 LEI Hai-bin

（中鐵十二局集團(tuán)第三工程有限公司，太原 030000）

1 既有線鐵路更換軌枕采用中小型機(jī)械群作業(yè)模式的適用范圍及適用范圍

2 既有線鐵路更換軌枕采用中小型機(jī)械群作業(yè)模式的工藝原理

本作業(yè)模式通過引進(jìn)改裝后的挖掘機(jī)得以實現(xiàn)，在普通挖掘機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝，通過將既有鏟斗改裝成換枕裝置，實現(xiàn)抓取軌枕，方正軌枕作業(yè)。加裝扒砟裝置，實現(xiàn)扒出道砟、回填道砟、回收舊扣配件作業(yè)。加裝前后導(dǎo)向輪，保證換枕機(jī)械能夠在軌道上自由運(yùn)行，不掉道。加裝配重鐵，保證換枕機(jī)械作業(yè)過程中的穩(wěn)定性等。

圖1 換枕機(jī)械構(gòu)造示意圖

3 施工工藝流程及方法

3.1 施工工藝流程

施工工藝流程圖見圖2。

圖2 施工工藝流程圖

3.2 施工方法

3.2.1 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備工作包括標(biāo)定軌枕位置、機(jī)械上下道口調(diào)查、既有設(shè)備調(diào)查、軌枕錨固、預(yù)卸軌枕、既有設(shè)備臨時拆除等。

①標(biāo)記軌枕間距點(diǎn)。在兩股鋼軌內(nèi)側(cè)軌腰上用白色油漆標(biāo)記軌枕間距點(diǎn)。直線地段標(biāo)記軌枕間距點(diǎn)，以線路左股為基本股，后用方尺方正，左右股鋼軌間距點(diǎn)與相鄰鋼軌間距點(diǎn)呈矩形布置。曲線地段標(biāo)記軌枕間距點(diǎn)，以曲路下股為基本股，后用方尺方正，左右股鋼軌間距點(diǎn)與相鄰鋼軌間距點(diǎn)呈扇形布置。遇到線路上有電容、電務(wù)調(diào)諧區(qū)、區(qū)間信號機(jī)，原則上原軌枕位置不變，在標(biāo)記軌枕間距點(diǎn)過程中，遇到新軌枕位置和既有軌枕位置不在同一位置，需將前后新軌枕間距點(diǎn)進(jìn)行均勻調(diào)整，保證最小間距點(diǎn)不小于568mm，最大軌枕間距點(diǎn)不大于610mm。②機(jī)械上下道口調(diào)查。對施工地段沿線進(jìn)行調(diào)查，記錄能夠滿足換枕機(jī)械上下道和停放的地點(diǎn)，并會同有關(guān)設(shè)備管理單位進(jìn)行現(xiàn)場確認(rèn)。③軌枕錨固。在場地進(jìn)行軌枕錨固，人工拌制硫磺砂漿，錨固方式為正錨。④預(yù)卸軌枕。采用路用平板車將錨固后的軌枕預(yù)卸至施工現(xiàn)場，卸Ⅲa 型軌軌枕時，軌枕平板車在上行線運(yùn)行，換枕機(jī)械在下行線運(yùn)行和作業(yè)，反之卸XⅢ型橋枕時，軌枕平板車在下行運(yùn)行，換枕機(jī)械在上行線運(yùn)行和作業(yè)，即換枕機(jī)械保持在軌枕平板車鄰線運(yùn)行和作業(yè)。⑤既有設(shè)備調(diào)查與拆除。對既有線路進(jìn)行調(diào)查，將影響換枕的護(hù)輪軌、軌距拉桿、電容、調(diào)諧區(qū)引接線等安排專人進(jìn)行臨時拆除，換枕結(jié)束后進(jìn)行恢復(fù)。

3.2.2 松卸扣配件

每臺換枕機(jī)配備2 名地配人員，人工使用手持式充電式螺栓扳手，根據(jù)提前劃分好的工作任務(wù)，將每臺換枕機(jī)換枕區(qū)段前10 根軌枕扣件拆除全部拆除，其他軌枕按照“拆5 留1”的原則拆除舊軌枕扣件。

在傳統(tǒng)初中數(shù)學(xué)教學(xué)中，教師常常依照教學(xué)目標(biāo)對知識內(nèi)容進(jìn)行合理講解，以讓學(xué)生可以有效規(guī)避做題障礙。然而傳統(tǒng)的數(shù)學(xué)教學(xué)常常由于過于主動、全面，這樣勢必對學(xué)生邏輯思維能力的培養(yǎng)不利。因為初中生已經(jīng)具備一定的自學(xué)能力，面對問題常有較強(qiáng)的好奇心，為此，在實際教學(xué)中，教師就可以充分利用學(xué)生的這種好奇心，采取合理的方法引導(dǎo)學(xué)生主動參與到數(shù)學(xué)問題的思考與探究中，進(jìn)而有效培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。

3.2.3 換枕機(jī)就位

天窗前一個小時臨時拆除護(hù)網(wǎng)，待確認(rèn)接觸網(wǎng)停電并接掛完畢地線后，專人指揮換枕機(jī)械從前期調(diào)查的指定上道口上道，并運(yùn)行至換枕地段，換枕機(jī)械完成上道后，對上道口進(jìn)行臨時封閉。

3.2.4 扒出道砟、抽出舊枕

路基地段開口枕木從下行路肩外側(cè)抽出，橋梁、隧道地段從兩線間抽出，待扣件按要求拆除后，利用換枕機(jī)刮砟板將需要更換軌枕地段第1 空和第2 空的道砟扒出，道砟挖出深度以滿足軌枕能抽出為宜，然后用換枕機(jī)軌枕夾鉗將第1 根、第2 根軌枕抽出，之后再用道砟挖鏟向后扒出空檔中剩余道砟，使舊軌枕螺栓低于鋼軌底面，將第3 根、第4 根將舊軌枕抽出，抽出前4 根軌枕后用道砟挖鏟向后扒出空檔中剩余道砟，確保抽出軌枕后空檔距離大于1 根軌枕的長度。從第5 根軌枕開始，換枕機(jī)夾鉗夾持舊軌枕向后移動至空檔處使軌枕螺栓低于鋼軌底面，將舊軌枕旋轉(zhuǎn)90 度與鋼軌平行從道心取出。

3.2.5 穿入新枕

待第5 根舊軌枕取出后，將新軌枕用夾鉗夾持，從空檔處與鋼軌平行方向放入，使軌枕螺栓低于鋼軌底面并旋轉(zhuǎn)90 度，移動至提前標(biāo)記新軌枕間距位置擺正軌枕并夾持等待安裝扣件，安裝好扣件，繼續(xù)下一根軌枕更換的施工，取舊枕、入新枕，依次順序更換，直至到下一臺換枕機(jī)接口位置。

3.2.6 安裝扣配件

人工輔助換枕機(jī)，按照鋼軌標(biāo)記的白油漆，細(xì)調(diào)新軌枕位置，軌枕應(yīng)方正。軌枕位置調(diào)整到位后，人工先安裝扣件并將螺栓帶帽，示意換枕機(jī)夾持軌枕向下稍微移動空出軌底與承軌槽間隙放入橡膠墊板，橡膠墊板放入后換枕機(jī)夾持軌枕向上緊貼軌底，人工用手持式電動螺栓扳手緊固螺栓，螺栓緊固后換枕機(jī)松開夾鉗。

3.2.7 回填道砟、復(fù)緊扣件

待新枕全部穿入后，利用換枕機(jī)對不均勻的道砟進(jìn)行均勻散開，人工輔助換枕機(jī)用鋼叉將道砟回填到軌枕盒內(nèi)，確保大機(jī)搗固順利進(jìn)行，最后將軌枕面和鋼軌上塵土清掃干凈。第一臺大機(jī)搗固前及時將道砟回填到位，確保軌枕盒內(nèi)道砟飽滿，第一臺大機(jī)過后及時回填道砟，確保第二臺大機(jī)搗固質(zhì)量。第二臺大機(jī)搗固完畢后，收工時軌枕盒內(nèi)必須保持保證道砟飽滿，并保證砟肩寬度不小于450mm，堆高為15mm，以確保下一個天窗點(diǎn)大機(jī)復(fù)搗質(zhì)量。

3.2.8 大機(jī)搗固

在施工前一日，提前輸入既有線路數(shù)據(jù)和曲線要素，當(dāng)日換枕完畢后，兩臺線路搗固車進(jìn)入施工區(qū)段對線路進(jìn)行搗固，大機(jī)進(jìn)入線路前，要檢查施工地段線路水平、軌距，確保滿足大機(jī)進(jìn)入條件，方可作業(yè)。兩臺搗固車自西向東跟進(jìn)搗固。在搗固作業(yè)時，作業(yè)人員保持與搗固車不小于5m 的安全距離，前車和后車保持不小于10m 的安全距離，搗固完成后，兩車具備連掛條件后，距離被掛車10m時一度停車，以不超過3km/h 的速度平穩(wěn)連掛。更換軌枕施工線路搗固標(biāo)準(zhǔn)為施工當(dāng)天天窗內(nèi)大機(jī)搗固三遍，第一遍雙鎬，第二、三遍不少于一鎬，第二個天窗點(diǎn)內(nèi)再采用大機(jī)復(fù)搗兩遍，每遍不少于一鎬。然后前往指定地點(diǎn)處等候下次天窗搗固作業(yè)，依次循環(huán)，直至全部施工完成。

3.2.9 換枕機(jī)下道、回收舊料

換枕機(jī)作業(yè)完畢后，跨入鄰線待命，地配人員將已裝袋的舊扣配件放置在扒砟板上，專人指揮運(yùn)行至指定下道口下道，停放機(jī)械，檢查機(jī)械狀態(tài)，等待下個天窗作業(yè)，恢復(fù)下道口護(hù)網(wǎng)。

4 既有線鐵路更換軌枕采用中小型機(jī)械群作業(yè)模式的質(zhì)量控制

①標(biāo)點(diǎn)過程中，若遇特殊情況需均勻調(diào)整軌枕間距，則需保證最小間距點(diǎn)不小于568mm，最大軌枕間距點(diǎn)不大于610mm。②軌枕錨固質(zhì)量要求：1）錨固抗拔力不得小于60kN。2）螺紋道釘中心距離為214mm，誤差不大于±1mm。3）螺紋道釘垂直插入，無俯、仰、歪、斜；螺紋道釘圓盤底距承軌面：彈條扣件為0-2mm。4）錨固后砂漿飽滿，無凹下積水現(xiàn)象。③穿入新枕對位需準(zhǔn)確，細(xì)調(diào)軌枕位置，軌枕應(yīng)方正。④扣配件安裝按照標(biāo)準(zhǔn)Ⅲ型軌枕扣配件安裝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，安裝后扣件扭矩符合要求。⑤避免抬高線路，施工過程中嚴(yán)禁墊翹鋼軌，扒砟深度滿足抽換軌枕要求。⑥回填道砟飽滿，收工時軌枕盒內(nèi)必須保持保證道砟飽滿，并保證砟肩寬度不小于450mm，堆高為15mm，以確保下一個天窗點(diǎn)大機(jī)復(fù)搗質(zhì)量。

5 既有線鐵路更換軌枕采用中小型機(jī)械群作業(yè)模式的安全措施

①小型換枕機(jī)械作業(yè)前會同供電、電務(wù)等人員確認(rèn)換枕機(jī)走行徑路，在與供電部門確認(rèn)接觸網(wǎng)停電、地線掛設(shè)完畢后，施工負(fù)責(zé)人下達(dá)小型換枕機(jī)械作業(yè)命令，換枕機(jī)依次進(jìn)場。②履帶式換枕機(jī)械應(yīng)安裝橡膠保護(hù)裝置，小型換枕機(jī)嚴(yán)禁在并行橋兩線間行駛。③換枕機(jī)械作業(yè)時，機(jī)械操作手必須聽從引導(dǎo)員的指揮，施工人員不得站在機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，防止機(jī)械臂轉(zhuǎn)動或夾持軌枕脫落危及人身安全。④如遇機(jī)械發(fā)生故障時，視作業(yè)剩余時間安排相鄰機(jī)械將其剩余工作量完成，若故障換枕機(jī)械無法修復(fù)時啟動《機(jī)械故障應(yīng)急預(yù)案》，保證正點(diǎn)開通線路。⑤換枕機(jī)械作業(yè)時按工作量分工進(jìn)行施工，在供電部門確定的接觸網(wǎng)桿安全區(qū)域內(nèi)嚴(yán)禁施工，換枕機(jī)械作業(yè)臂嚴(yán)禁垂直線路運(yùn)行作業(yè)。⑥換枕機(jī)械必須加裝限高裝置，限高4700mm。⑦施工中，遇影響施工進(jìn)度設(shè)備時，由施工單位會同相關(guān)設(shè)備單位及時拆除，施工結(jié)束前，恢復(fù)設(shè)備。⑧遇鄰線有補(bǔ)枕機(jī)械運(yùn)行的情況，鄰線人員必須聽從機(jī)械引導(dǎo)組人員呼喚口令，及時下道。機(jī)械引導(dǎo)組人員必須在確保機(jī)械行進(jìn)路徑安全距離內(nèi)無人員、機(jī)具時，方可指揮機(jī)械運(yùn)行。⑨所有機(jī)械轉(zhuǎn)臂時不得前后運(yùn)行。運(yùn)行時機(jī)械臂必須保持與線路平行。

6 既有線鐵路更換軌枕采用中小型機(jī)械群作業(yè)模式的效益分析

6.1 經(jīng)濟(jì)效益

采用采用小型機(jī)械群作業(yè)模式更換軌枕施工，現(xiàn)場施工人員減少易于管理、人均效率提高、天窗利用率提升、非天窗窩工人員及機(jī)械臺班減少等，本項目共有100094 根枕木需要更換，換枕每根成本減少42 元，共節(jié)約成本420萬元；配置項目管理人員減少2 名，節(jié)約管理成本20 萬；單個天窗人均換枕根數(shù)從5 根提升至15 根，效率提升200%，進(jìn)而提升了線路搗固車的使用效率，節(jié)約機(jī)械成本300 萬。機(jī)械卸枕卸枕距離遠(yuǎn)，能保證枕木在隧道有更多場地擺放，減少后期隧道枕倒運(yùn)根數(shù)約16000 根；機(jī)械卸枕效率為人工2 倍，同時解決了人工卸枕不均勻?qū)е略黾拥惯\(yùn)成本的情況，項目倒運(yùn)及卸枕共節(jié)約成本154 萬元。共計節(jié)約成本894 萬元。

6.2 社會效益

該作業(yè)模式大大降低了現(xiàn)場作業(yè)人數(shù)，人員作業(yè)強(qiáng)度，便于施工管理，施工安全系數(shù)得到了大提高，施工范圍廣，推廣普及性高，可在既有線鐵路施工維修中廣泛推廣應(yīng)用，特別是困難的山區(qū)鐵路。在朔黃原平分公司成段更換軌枕施工中，有效解決了傳統(tǒng)“人海戰(zhàn)術(shù)”安全風(fēng)險高的問題，提高了作業(yè)效率，降低了施工成本，保證了施工質(zhì)量，確保了既有線運(yùn)營安全，對類似工程具有重要的指導(dǎo)意義，社會效益明顯，得到了監(jiān)理和業(yè)主的一致好評。

7 應(yīng)用實例

7.1 工程概況

朔黃鐵路原平分公司成段換軌枕工程1 標(biāo)段，位于山西省忻州市原平市，起訖里程為朔黃線K4+000～K64+532，全長60.532km。朔黃鐵路大運(yùn)量、大軸重、高密度的運(yùn)輸模式，導(dǎo)致了各種軌道設(shè)備病害的快速發(fā)生、發(fā)展，其中軌枕裂紋、擋肩破損是最主要的設(shè)備病害之一，部分地段已達(dá)到嚴(yán)重?fù)p傷標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重危及行車安全，急需大修整治。既有朔黃鐵路下行正線軌道為60kg/m 鋼軌區(qū)間無縫線路。軌枕以鋪設(shè)Ⅱ型混凝土軌枕為主，軌枕按1840 根/km 標(biāo)準(zhǔn)鋪設(shè)，護(hù)輪軌地段鋪設(shè)橋枕。全線以彈條Ⅱ型扣件為主，護(hù)輪軌地段為扣板扣件。本次設(shè)計將下行線Ⅱ型混凝土軌枕更換為Ⅲ型混凝土軌枕，護(hù)輪軌地段更換為ⅩⅢ型橋枕，主要工程量有換枕長度60.532km，更換Ⅲa型軌枕86776 根，新Ⅲ型橋枕13318 根，共計更換軌枕100094根。

7.2 施工情況及效果

采用小型機(jī)械群作業(yè)模式更換軌枕，在此工程施工過程中，朔黃線普遍4 個小時的天窗作業(yè)時間內(nèi)，機(jī)械卸枕平均每個天窗完成卸枕2000 根，為人工卸枕量的2 倍，同時且解決了人工卸枕不均勻，易損傷軌枕的問題。機(jī)械換枕每臺換枕機(jī)平均工作效率為40 秒/根，單個天窗平均完成換枕1400 根，為人工換枕量的3 倍，解決了人工換枕易抬高線路的問題，舊料回收不及時的問題，有效保證了換枕后線路的正常開通。機(jī)械倒運(yùn)軌枕更是大大提高了橋梁地段換枕效率，有效保證橋梁地段換枕施工進(jìn)度。因此，采用小型機(jī)械群更換軌枕的作業(yè)模式具有較為廣泛的應(yīng)用前景和效果。

8 結(jié)束語

中小型機(jī)械換枕最顯著的特點(diǎn)就是預(yù)卸軌枕、拆除舊枕、更換新枕、大機(jī)搗固、道床整形、回收舊料和舊枕均采用機(jī)械化，相比人工換枕速度更快、精度更準(zhǔn)、質(zhì)量更高。本文以朔黃鐵路原平分公司成段更換軌枕工程1 標(biāo)段為背景，讓中小型機(jī)械成為成段更換軌枕的“主力軍”，改變了傳統(tǒng)的模式，新的作業(yè)方式在效率上相比人工提高了近3 倍，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益更具有較為廣泛的應(yīng)用前景和效果，值得推廣。