无缝线路快速机械化施工技术

郭燕辉

摘 要：随着国内城市轨道交通的快速发展,轨道工程多采用机械化施工,这样既能保证施工质量,施工速度和效率也能得到大幅提高。如何在满足工程安全、质量的前提下,合理配置机械设备,有效组织现场施工,实现快速机械化施工,降低施工成本,已成为铺架施工企业需要攻关的课题之一。为此,本文依托承担的亦庄新城现代有轨电车T1线轨道铺设工程,按照施工前后顺序对缝线路快速机械化施工进行研究与探讨,供今后施工参考。

关键词：无缝线路;快速机械化;施工技术;

引 言：国内城市轨道交通工程建设中，进行轨道铺设施工是其工程建设的重要内容，并且其施工质量对国内城市轨道交通运行安全有着直接的影响。尤其是随着我国社会经济的不断发展以及交通运输需求的不断提升，对国内城市轨道交通工程建设中的轨道铺设施工技术进行研究的重要性也日益突出。其中，换铺法是国内城市轨道交通工程无缝线路铺设施工中常用的一种技术手段，随着我国工程技术的不断发展和提升，其在实际工程建设中的应用也越来越广泛，并且对国内城市轨道交通工程的轨道铺设质量影响也越来越突出。为此，下文将对换铺法施工在无缝线路铺设中的具体工艺流程及其施工技术进行研究，以供参考。

1 工程概况

1.1 工程概况

亦庄新城现代有轨电车T1线南起规划博兴路南延段与规划新南区南街交叉口南侧，沿博兴南路向北过南六环后，进入河西区，沿博兴路向北敷设，过凉水河后，进入核心区，沿荣昌西街、荣昌东街敷设，下穿京沪高速后进入路东区，沿科创街敷设，终点位于科创街与经海七路交叉口，定海园北侧。正线全长13255米。

1.2 主要工程数量

本工程主要工程数量表如下：

主要工程数量表
工程项目			单位	工程数量	备注
正线	铺轨工程	地面段轨道（无缝线路轨道）	km	26.007	正线（包括既有桥及新建桥，不含岔区）
	道岔工程	无缝线路铺单开道岔	组	9	6号单开道岔
		无缝线路铺单开道岔	组	9	4号单开道岔
		无缝线路铺菱形交叉道岔	组	1	菱形交叉道岔
		无缝线路铺菱形交叉道岔	组	2	菱形交叉曲线道岔
		无缝线路铺交叉渡线道岔	组	3	6号交叉渡线岔道

1.3 工程建设条件

(1)本工程位于北京经济技术开发区。施工场地（现场）已经具备施工条件。

(2)根据现场实际条件，施工场地（现场）临时供水采用水车从外部拉水。

(3)根据现场实际条件施工场地（现场）临时排污采用现场临时垃圾桶及移动厕所。

(4)施工现场临时供电采用发电机。

(5)施工场地（现场）临时雨水管径按施工现场条件承包人接驳，发包人协助。

2 无缝线路的相关施工技术要点

2.1 焊接长钢轨的施工技术要点

实施长钢轨的焊接作业时要首先清洁钢轨的表面，去除油渍及水锈等污染物，完成清理工作后可以开始端面的打磨作业，并要注意防止有污垢残留在相关的部位。对端面进行打磨时，所使用的锉刀应保持清洁，并防止用手直接触摸，打磨后的表面粗糙度应不超过12.5微米。端面打磨完成后，在钢轨的表面应呈现出金属的光泽，且应控制表面度不超过0.15毫米。接触焊接的施工完成后可以开始安装轨架，安装时应保持两轨对称。如果在焊接作业的施工过程中顶锻量超过了6毫米，必须保持压力状态直到排除故障，然后在继续进行焊接施工；而当顶锻量低于6毫米时则必须重新焊接。焊接施工时，当焊缝的表面温度出现下降时，在400到500摄氏度这一范围内要进行正火；而如果温度出现上升并达到了850摄氏度以上时则必须熄火。焊缝在打磨成型的过程中要保持一定高度，以防止有陷处存在于轨底。

2.2 整道机组联合作业施工技术

按照联调联试相关要求,动检期间时速增加至275km/h。除按照施工组织设计、作业指导书、相关验收标准执行外,对整道机组实施新的施工工艺。

采用“智能四维长弦轨检小车”为整道机组提高测量数据。整道机组前6遍按5m点提高数据,后2遍按3m点提供数据;正线道岔按1m点提供数据。按照整道机组“精确和近似法”作业原理,技术人员分析其测量数据,对轨道状态实时分析。

关键技术作业按照验收标准的要求,轨道精调按4遍进行。为达到预期目的,课题组总结以往施工经验,决定采用“单机覆盖”和“单机双夹持”两种新工艺进行轨道精调施工。其中“单机覆盖”作业原理是第一台大机采用精确法作业,第二台大机采用近似法作业。

优化设备组合为达到设计要求,充分利用既有设备资源,在编制轨道精调施工方案时充分考虑捣固设备D08、D09、DWL-48三种不同捣固设备的作业效率、作业精度。其中D08每次起拨道量高于其他类型设备,故主要应用于第-4遍的线路粗整道,适合从荒道做起,效率高于其他设备;D09和DWL-48每次起拨道量小,适宜高程基本到位时的轨道精细作业。如此搭配,工序较为和谐,事半功倍,提高了工作效率。

2.3 对单元轨条的合理划分

结合上述无缝线路换铺法施工的工艺流程，在对无缝线路换铺施工中的单元轨条进行合理划分与设置中，根据有关要求及规范内容的具体规定，在确保与各项要求、规定相符合情况下，应结合城市轨道交通建设的线路铺设施工实际情况，对单元轨条的长度进行合理划分和设置，以促进线路换铺施工的顺利开展。通常情况下，对无缝线路换铺施工中的单元轨条划分和设置，其起止端一般不适宜设置在曲线位置段，以避免轨道连接部位的错牙情况对线路车辆行驶的安全性产生影响；同时，在单元轨条划分中，还应从线路换铺施工中单元轨条是否能顺利落槽方面进行考虑，应尽量确保长度大且半径较小的曲线处于单元轨条的起端或终端附近，从而通过对曲线伸缩量的就近消化，来有效减小和控制线路换铺施工中的长轨窜动量及其对线路车辆行驶的不利影响。此外，在进行线路换铺施工的单元轨条合理划分中，还应结合其线路换铺施工的气候条件变化，对其计算伸缩量应控制在拉伸器的最大行程以下，以避免对线路换铺施工的质量和效果产生不利影响。

2.4 对无缝线路进行锁定和应力放散的分析，并确定观测桩位置进行位移观测

营业线在更换无缝线路时，换铺法施工技术要求必须全面分析其锁定轨温和应力放散情况。在锁定时主要采取综合法以及滚筒法这两种锁定方式。当轨温的实测值达到了锁定的预设轨温时就可以直接采用滚筒法进行锁定；而如果轨温的实测值比预设的锁定轨温低是，应需要采用综合法进行锁定。无缝线路在实际锁定时多采用的是滚筒锁定方式。施工时首先需要在长钢轨终端实施钻孔作业，然后每隔十米应将一个大型的滚筒衬垫在钢轨的下方，最后完成相关的换铺施工。对无缝线路进行应力放散时要保证轨底的清洁，并合理设置撞轨点。设置观测桩对位移情况进行监测是判断钢轨位置是否达到施工要求的重要手段之一。设置观测桩时要根据施工现场的实际情况和技术要求来合理地设置，同时需要定期观测才能为无缝线路的施工作业提供更加准确的依据。

2.5 应力放散的均匀性控制

在对无缝线路换铺施工中的应力放散均匀性进行控制中，由于轨温锁定对无缝线路换铺施工质量有着重要的影响，只有确保对锁定轨温的时间把握，才能够减少其轨道铺设与线路运行中的各种不良情况发生，进而对无缝线路换铺施工的质量进行保障。其中，无缝线路换铺施工中的应力放散均匀，则是实现长钢轨换铺施工后锁定轨温合适的关键。因此，在进行无缝线路的换铺施工中，还应对其应力放散的均匀性进行合理控制和管理。一般情况下，对无缝线路换铺施工中的应力放散操作，多采用综合法，并在撞轨器、滚筒和拉轨器的拉伸配合下，对应力放散的均匀性进行控制。

2.6 安全保证措施

（1）安全目标

遵守业主单位、监理单位及政府一切安全生产及文明施工的相关规定。工程施工过程中不发生重大的安全事故，特别是人身伤亡事故。施工现场符合北京市文明施工的统一标准，力争现场安全文明施工达到“市级安全文明工地”标准。以确保现场形象美观。按照甲方要求的统一围护形式进行围场，统一布置外挂宣传栏。

（2）安全检查制度

按照定期检查、突击检查和特殊检查相结合的安全检查形式，查思想、查管理、查制度、查现场、查隐患、查事故处理等，定期召开安全例会，会后有检查落实。成立由项目经理为首，业务部门有关人员参加的安全检查组织，建立安全检查制度，有计划、有目的、有准备、有整改、有总结、有处理地进行检查。

项目部保证检查制度的落实，规定定期检查日期、参加检查的人员。项目部每旬进行一次，作业队每天进行一次，非定期检查视工程情况，如：施工准备前、施工危险性大、采取新工艺、季节性变化、节假日前后等要进行检查，并要有领导值班，对检查中发现的安全问题按照“四不放过”的原则制订整改措施，并限期进行整改，保证“管生产必须管安全”的原则真正落实。

3 安全生产保证措施

（1）施工现场安全技术措施

①各工序工作人员应经过安全技术培训并考试合格后方可上岗。

②搬运及作业时，各工序严格按操作规程进行操作，以防止发生人身伤害。

③打磨前应检查端磨机是否漏电，运转是否良好，如有异常应立即联系维修电工进行维修，严禁私拉乱接，避免发生人身事故。

④打磨后的钢轨端面严禁再次污染，如有污染要重新打磨。

⑤必须配有灭火器材料设备。

⑥工作结束时，必须将工作现场清理干净，特别应注意工具不要遗漏在现场，确认安全后方可离去。

（2）施工机具安全控制措施

加强对安全防护用具和施工机具的管理，严格执行《施工现场安全防护用具及机械设备使用监督管理规定》、《建筑机械使用安全技术规程》和《建筑施工安全检查标准》规定，不合格的机具和劳动防护用品严禁使用。

①建立各类施工机具的维修保养台帐，建立定期的责任制度，定期进行检查、保养、维修，并做好运转保养记录，交接班记录。

②电气设备和线路必须绝缘良好，电线不得与金属物绑在一起，各种电动机必须按规定接地接零，并设置单一开关，临时停电或停工休息时，必须拉闸加锁。

③施工机具和电气设备不得带病运行和超负荷作业。发现不正常情况应停机检查，不得在运行中修理。

（3）施工用电安全技术措施

①施工现场临时用电有方案设计，按《施工现场临时用电安全技术规范》的要求进行设计、验收和检查。临时用电还要有安全技术交底及验收表。

②健全安全用电管理制度和安全技术档案，建立安全用电检查制度。

③施工现场用电实行三相五线制和双级漏电保护措施，作到用电设备“一机、一闸、一漏”。

④施工现场的电线采取加钢套管埋地或架空、挂设方式铺设，并在使用过程中随时检查，确保绝缘良好，电缆离地2.2m以上，电缆穿越建筑物、构筑物、易受机械损伤的场所及引出地面从2m高度至地下0.2m处须加防护套管。

⑤施工现场电器设备均设防雨棚防雨。

⑥电器配电箱及电器设备，电缆线路的安装，严格按施工现场临时用电安全技术规程执行，配电箱电器组件做到完整可靠，开关要标明用途。每台电器设备有各自专用的开关箱，必须一机一闸，采用两级漏电保护。分配电箱与开关箱中的漏电保护器的额定漏电动作电流和额定动作时间应作合理配合，使之具有分级分段保护的功能。漏电保护器须按产品说明书安装、使用、校核。

⑦临时用电工程的安装、维护、拆除工作必须由持证电工操作，操作时配备相应的劳防用品，严格遵守操作规程，非电工禁止私自乱动电器设备，电器设备出现故障必须由电工处理。

结 论：

随着我国经济的发展和科学技术水平的提高，现代化的无缝线路等先进的施工技术已经逐步成为我国国内城市轨道交通工程的建设的主要发展方向之一。无缝线路比传统线路消耗的运行能源更少，且能够使列车的运行更加稳定安全，并能够有效增加列车和钢轨线路等相关设备的使用寿命，其在安全性和经济性方面的明显优势使其成了现代化轨道建设的重要发展趋势。由于换铺法在施工技术方面的要求比较高，因此施工人员和相关的技术人员要全面分析并掌握各项技术要点，提高钢轨在焊接施工中的质量，并科学的对无缝线路进行锁定和应力放散等，同时还要积极引进先进的施工设备，对施工技术进行不断的改进和创新，从而提高换铺无缝线路的施工工艺水平，确保线路的施工质量，从而为城市轨道交通列车运输的运行安全提供可靠的保障。

参考文献：

[1]吴辉.浅析营业线换铺无缝线路施工技术[J].中国机械,2014(20):142-143.

[2]赵怀利,杨宏伟.营业线换铺无缝线路施工技术[J].铁道技术监督,2007,35(12):31-33.

[3]刘洋.关于高速铁路既有线路改造中的无缝施工技术探讨[J].建筑与装饰，2019(04):152-152.