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        地鐵運(yùn)營線100米長軌更換施工技術(shù)研究

        2023-03-08 01:41:08徐明發(fā)
        中華建設(shè) 2023年3期
        關(guān)鍵詞:施工

        徐明發(fā)

        國內(nèi)地鐵采用定尺100米長鋼軌進(jìn)行全長鋼軌更換尚屬空白,無可類似工程借鑒,經(jīng)研究形成地鐵運(yùn)營線100米長軌更換施工技術(shù),把L型懸臂吊安裝在平板車上,采用2臺軌道車牽引和9臺平板車組成長鋼軌運(yùn)輸列車,把存儲在基地100米長軌運(yùn)輸至更換段,用安裝在平板車上L型懸臂吊吊卸,將100米長鋼軌焊接成相應(yīng)長度的更換長軌條,切割磨損鋼軌更換新的長軌條,安裝扣件調(diào)整線路軌道狀態(tài),滿足開通運(yùn)營條件,在有限的時間窗口內(nèi)快速、高效、安全地進(jìn)行地鐵運(yùn)營線100米長軌更換施工,對100米長軌存儲、運(yùn)輸、焊接等施工工藝及設(shè)備開展攻關(guān),通過總結(jié)形成成果,對今后類似工程有一定的借鑒意義。

        隨著國內(nèi)地鐵建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)大,已修建營運(yùn)的線路逐漸出現(xiàn)設(shè)備陳舊、軌道磨損、軌料老化、道床開裂等問題,特別是由于地鐵運(yùn)營時間長,鋼軌的疲勞期達(dá)到了使用年限,鋼軌工作邊磨損導(dǎo)致軌道的高平順性較差,軌道沉降、銹跡嚴(yán)重,列車進(jìn)出車站剎車聲刺耳,影響旅客乘車的舒適度和安全性,急需更換磨損鋼軌。目前國內(nèi)更換均采用25米鋼軌進(jìn)行更換,受技術(shù)和運(yùn)輸條件的限制,100米長鋼軌更換仍未普及,研究依托項(xiàng)目車輛段與國鐵正線相連接,為采用100米定尺鋼軌施工創(chuàng)造了運(yùn)輸條件。

        一、技術(shù)現(xiàn)狀

        目前國內(nèi)地鐵全長鋼軌更換采用25米鋼軌運(yùn)輸至更換地段,再將25米鋼軌焊接成相應(yīng)長軌條進(jìn)行更換工作,采用25米鋼軌更換施工工期長,作業(yè)天窗內(nèi)施工鋼軌運(yùn)輸、鋼軌焊接等工序均在天窗作業(yè)點(diǎn)內(nèi)完成,安全隱患高,防護(hù)監(jiān)督投入大,工序滯后將影響運(yùn)營時間。急需開展相關(guān)研究,解決25米鋼軌更換施工時間短、作業(yè)環(huán)境差、管理跨度大、對地鐵運(yùn)營線影響等難題。

        二、長鋼軌安全運(yùn)輸及更換技術(shù)

        1.技術(shù)原理

        在車場線基地內(nèi)把L型懸臂吊安裝在平板車中間位置(具體參見圖1所示),利用基地內(nèi)固定式群吊把100米鋼軌吊裝至9臺連接的平板車上,用固定鋼軌裝置把100米長鋼軌固定在平板車上;利用地鐵停運(yùn)時間窗口把100米長軌運(yùn)輸至更換地段,L型懸臂吊電動葫蘆連接卡具把100米鋼軌旋轉(zhuǎn)吊裝至線路兩側(cè)卸;把100米長鋼軌焊接成相應(yīng)更換長度的長軌條,精確測量焊接好的長軌條長度,在既有線軌道上測量同長度的長軌條長度,用鋸軌機(jī)把既有鋼軌鋸軌,拆除扣件用簡易門吊把既有長軌條吊至線路兩側(cè),再把焊接好的新長軌條吊至線路扣件鐵墊板承軌槽內(nèi);兩端新長軌條端頭與既有鋼軌端頭采用魚尾夾板連接,同時焊接好鋼軌回流線;下次利用已更換的新長軌條與更換長軌條焊接,另一端頭與既有鋼軌利用魚尾夾板連接;更換完成調(diào)整軌道狀態(tài)符合要求后安裝扣件“T”型螺栓,擰緊螺母,檢查扭矩力和軌道狀態(tài)滿足規(guī)范要求和運(yùn)營條件,恢復(fù)更換后的鋼軌連接電纜及其他設(shè)備。

        圖1 平板車安裝L型懸臂吊實(shí)物圖

        2.關(guān)鍵技術(shù)

        (1)研究應(yīng)用了運(yùn)營線長軌存儲、運(yùn)輸、更換成套工裝設(shè)備,開發(fā)了快速換軌施工工藝,總結(jié)了勞動力組織和安全管理最優(yōu)方案,首次在國內(nèi)地鐵中采用百米長軌更換施工技術(shù),低碳環(huán)保、保證地鐵運(yùn)營安全。

        (2)在充分調(diào)查軌道病害種類的基礎(chǔ)上,針對性開發(fā)應(yīng)用了“異形軌距塊”“自帶水平調(diào)整功能的操作平臺”等多項(xiàng)專利技術(shù),快速處理了小半徑曲線軌枕偏斜、尼龍?zhí)坠芗暗泪斒У炔『Α?/p>

        (3)充分利用既有車輛維?;亟ㄔO(shè)了長軌存放場,開發(fā)了“橫梁可旋轉(zhuǎn)固定長軌裝置”,解決了地鐵隧道內(nèi)小半徑曲線、大坡道地段100米鋼軌運(yùn)輸?shù)碾y題,保證了運(yùn)輸安全。

        (4)研究開發(fā)了先焊后換施工裝備及工藝,合理選擇100~800米的單元軌節(jié),提高了地鐵運(yùn)營線路換軌施工工效。

        3.實(shí)施步驟

        (1)生產(chǎn)組織與安全管理集約化,利用列車停運(yùn)時間窗口分段完成地鐵運(yùn)營線上鋼軌更換,確保施工安全和滿足運(yùn)營要求。合理組成施工人員進(jìn)入軌行區(qū)作業(yè),做好軌行區(qū)施工作業(yè)安全培訓(xùn)、教育和考試。加強(qiáng)安全教育,建立嚴(yán)格的安全體系、制度及措施,積極配合并實(shí)施施工安全監(jiān)督制度,制定合理的應(yīng)急預(yù)案。

        (2)地鐵運(yùn)營線100米長軌存放基地規(guī)劃建設(shè),不拆除既有線軌道,利用其存車線既有線股道間存放100米長鋼軌,并選擇三股軌道線路,兩側(cè)軌道用于固定龍門吊的固定式群吊支腿,中間軌道用于進(jìn)行100米長軌吊裝及運(yùn)輸;等距的8臺群式門吊控制系統(tǒng)采用PLC控制,可聯(lián)動控制也可通過選擇開關(guān)單獨(dú)控制,另外每臺需要控制的機(jī)構(gòu)有:起升機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu),所有控制信號全部由一臺PLC發(fā)出,單操作面板,保證每臺機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度的一致性。百米長鋼軌存放如圖2所示。

        圖2 百米長鋼軌存放現(xiàn)場圖

        (3)地鐵運(yùn)營線軌道病害處理施工技術(shù),在充分調(diào)查軌道病害種類的基礎(chǔ)上,針對性開發(fā)應(yīng)用了“異形軌距塊”“自帶水平調(diào)整功能的操作平臺”等多項(xiàng)專利技術(shù),快速處理了小半徑曲線軌枕偏斜、尼龍?zhí)坠芗暗泪斒?、道床沉降等病害。尼龍?zhí)坠苁幚砣鐖D3所示,

        圖3 軌枕尼龍?zhí)坠苁幚聿僮髌脚_實(shí)物圖

        (4)地鐵運(yùn)營線100米長軌運(yùn)輸及更換技術(shù),采用軌道車牽引9臺平板車把100米鋼軌運(yùn)輸至更換地段,在平板車中間安裝鋼軌固定裝置,在裝車前將銷釘打開,把橫梁旋轉(zhuǎn)成90度后進(jìn)行100米長軌裝車,每次裝車8根100米長鋼軌后將橫梁恢復(fù)并用銷釘固定牢固,在運(yùn)輸至更換施工現(xiàn)場時將銷釘拔出,橫梁旋轉(zhuǎn)90度后通過平板車懸臂吊同步吊卸100米長鋼軌,吊卸完成后恢復(fù)橫梁并穿入銷釘,一趟運(yùn)輸完成。運(yùn)輸完成后確認(rèn)現(xiàn)場存放不侵線、無軌料,運(yùn)輸車輛撤離運(yùn)營線路返回基地后進(jìn)行軌行區(qū)作業(yè)銷點(diǎn)。采用“先焊后換”技術(shù),把100米長鋼軌焊接成相應(yīng)更換長度的長軌條,再進(jìn)行更換;采用特殊加工的門式支架快速移除舊鋼軌,更換新的長軌條;采用小型氣壓焊進(jìn)行聯(lián)合接頭焊接,采用魚尾夾板固定新舊鋼軌連接;快速恢復(fù)鋼軌上各種連接線。長軌更換施工作業(yè)如圖4所示。

        圖4 長鋼軌更換施工現(xiàn)場圖

        三、結(jié)語

        該技術(shù)成果成功應(yīng)用于上海軌道交通1、2、9號線全長鋼軌更換等項(xiàng)目,研究應(yīng)用了運(yùn)營線長軌存儲、運(yùn)輸、更換成套工裝設(shè)備,開發(fā)了快速換軌施工工藝,總結(jié)了勞動力組織和安全管理最優(yōu)方案,首次在國內(nèi)地鐵中采用定尺百米長軌更換施工技術(shù),低碳環(huán)保、保證地鐵運(yùn)營安全。與傳統(tǒng)鋼軌更換對比其施工效率提高2.5倍;軌道病害施工效率提高4倍(軌枕偏斜、尼龍?zhí)坠芎吐菟ǖ泪斒?、地面沉降);影響地鐵運(yùn)營安全風(fēng)險降低50%;綜合能耗節(jié)約50%。采用該技術(shù)成果一個作業(yè)點(diǎn)可更換800m全長鋼軌,該技術(shù)成功實(shí)施,安全質(zhì)量可靠、施工進(jìn)度快、環(huán)境影響小。取得了良好的效果,可為以后類似工程提供參考。

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