采用移動氣壓焊無慢行條件下的換軌施工方法

靳劉剛

（濟南鐵路局工務機械段，工程師 山東 濟南 250022）

既有營業(yè)線換鋪無縫線路施工，要在有限的封鎖時間內(nèi)完成從長鋼軌卸車、長軌條焊接、鋼軌換鋪形成無縫線路及舊料回收等一系列施工，工序多，作業(yè)面長，安全、質(zhì)量要求高。隨著路局對封鎖點前60min慢行時間的取消，使換鋪無縫線路施工的點前準備工作中無法卸拆部分扣件，機具設備及施工人員無法上道，從而加大了點內(nèi)的工作量。為此，必須采用先進科學的施工工藝和嚴謹?shù)氖┕そM織，做到統(tǒng)籌策劃、合理安排、分階段平行作業(yè)，才能安全、正點、優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟合理地完成換鋪任務。

1 施工方案

新兗下行線換鋪無縫線路工程，包含算王莊-兗州北K148+006.99～K272+695.03段既有正線60kg/m舊鋼軌更換為60kg/m新鋼軌。因部分區(qū)段設計不更換，實際換軌長度為74.2km。為提高作業(yè)效率，施工采用流水作業(yè)和在封鎖點內(nèi)平行作業(yè)相結合的方案。作業(yè)單循環(huán)順序如圖1所示[1]。

需要注意的是，在同一封鎖天窗內(nèi)換軌作業(yè)與卸軌作業(yè)不能同時進行。其中涉及到的施工作業(yè)車輛有新長軌車3列、舊長軌車2列、軌道車6臺、平板車8～12輛、換軌小車1套（2輛）、機車5臺。

1.1 流水作業(yè) 流水作業(yè)流程：卸軌→前期準備焊→換鋪→收軌，依次循環(huán)進行[2]。作業(yè)單循環(huán)見圖1。

線路封鎖前2h，牽引換軌小車的軌道車（接送施工人員）由施工駐地運行至施工地段前方站，途經(jīng)施工地段停車5min上下施工人員。封鎖命令下達后第1列工程車輛進入?yún)^(qū)間，在換鋪起始位置前摘下重型軌道車和換軌車，待扣件完全卸除后進行前期準備焊作業(yè)和換鋪作業(yè)；在后期鎖定焊處摘下輕型軌道車、焊機及料車進行后焊作業(yè)；第2列工程車稍后進入?yún)^(qū)間，在收軌（卸軌）起點處進行收軌（卸軌）作業(yè)。長軌車收軌后按照運行計劃到指定車站卸軌。同時，軌道車（接施工人員）連掛好，待區(qū)間開通后返回駐地站。

圖1 換軌作業(yè)單循環(huán)

1.2 平行作業(yè) 平行作業(yè)就是在200min封鎖時間內(nèi)，經(jīng)過點前準備、封鎖施工、點后慢行等時段，在各作業(yè)區(qū)段上同時進行卸長鋼軌、鋼軌焊接、拆上扣件螺栓、換鋪、收長鋼軌等工序，依次循環(huán)。

2 施工要點

2.1 封鎖點前準備 因封鎖前的60min慢行時間取消，人員不能大量上道作業(yè)，工具無法具體到位，扣件無法隔一卸一提前拆卸，所以只能有少數(shù)專業(yè)人員進行道床清理、機具準備、拆除防爬設備等工作，最大限度減少封鎖點內(nèi)工作量。換鋪地段的龍口、小車、扣件、撞軌、后焊等各組的工具人員必須到位，以便封鎖時間內(nèi)盡快進行焊軌、換鋪、收軌或卸軌等平行作業(yè)。

2.2 長軌車卸500m長軌條 提前清理平整石碴，拆除道口等影響卸軌作業(yè)的障礙物及絕緣連線墊絕緣片，在線路鋼軌上標出安裝防脹支撐的位置。在長軌列車到達工地后，卸軌人員按指定位置把地面拉軌的軌卡安設在線路鋼軌上，同時將由卸軌槽放下的鋼絲繩的一端掛在軌卡上，另一端掛在第1根長軌條的端部的軌卡上。列車起動并以3～5km/h的速度前進，兩側軌條由鋼絲繩牽引并緩慢地通過尾部的卸軌龍口卸到線路兩側碴肩上。長軌車后人員隨長軌車移動撥軌，其余人員清道及安裝防脹支撐，使長鋼軌距正線鋼軌外側距離應不少于800mm，并不得高于正線鋼軌，防止鋼軌侵限。當長軌條落地夠80m時，隨即撤除地面拉軌軌卡及鋼絲繩。長軌靠自重產(chǎn)生的阻力將車上長軌拖下來。當?shù)?根軌條卸完后，停車并后退（預留搭頭），相鄰單元軌節(jié)搭接量要控制在0.5～1.0m間，以保證焊接接頭出現(xiàn)缺陷時的鋸軌量及前一單元軌節(jié)軌端打眼處的鋸軌量。重新用拉軌鋼絲繩進行卸軌。長軌車卸完后于開通前返回車站。

由于行車速度的提高增大了線路上存放鋼軌的危險性，為此，施工隊必須高度重視線路存放鋼軌的巡查工作，每日要安排人員對線路上存放鋼軌進行巡查，確保線路上存放的鋼軌不影響行車安全。

2.3 前期準備焊 YHJ-Ⅳ型鋼軌氣壓焊接設備由壓接機、加熱器、氣體流量控制箱、液壓泵站、冷卻系統(tǒng)、推凸刀具、鋼軌端面磨平機等設備組成。使用氧—乙炔加熱，應用塑性氣壓焊接原理。要注意把握前期準備焊各工序要點。

2.3.1 拉軌對位 使用拉軌器拉軌時，軌條兩端人員及時聯(lián)系使鋼軌對位，長軌條預留45mm的搭接量，滿足焊軌需要。兩相鄰單元軌節(jié)間的焊縫應放置在2根軌枕之間。

2.3.2 前打磨 進行對位后的鋸軌、打磨工作時，在距軌端70～750mm范圍內(nèi)軌腰部分打磨露出80%以上金屬光澤；端面打磨垂直度在±0.5mm范圍內(nèi)；長軌焊縫兩端25m范圍內(nèi)鋼軌保持順直。

2.3.3 焊機焊軌 用移動氣壓焊機將500m長鋼軌焊成1500m的單元軌節(jié)。注意正火后嚴禁用水噴淋降溫，以免造成焊縫處的應力發(fā)生改變。

2.3.4 后打磨 后打磨要符合TBT1632《鋼軌焊接》中的有關要求，即鋼軌頂面0～+0.3mm，工作面±0.3mm，軌底0～+0.5mm，確保鋼軌焊接質(zhì)量[3]。

2.4 長鋼軌換鋪 封鎖調(diào)度命令下達后，工程列車從前方站按編組運行到位后摘掛。應按施工主要工序換鋪。

2.4.1 拆除全部扣件螺栓 封鎖后全部松解前次已換鋪的75m線路及換鋪地段線路的全部扣件，換鋪起點拆除接頭螺栓。

2.4.2 串軌對位 在合攏口處串動鋼軌，使其始端撥入線路后能與原有的鋼軌位置吻合（預留搭頭130mm）。

2.4.3 各工程車輛就位 軌道車牽引施工機具進入施工地點，到達后焊地點后，前后軌道車和3個平板解體，中間軌道車牽引換軌小車平板及換軌小車前行。

2.4.4 換軌小車作業(yè) 順換軌方向的第1臺小車走舊軌并將待換新軌抬起，通過導向龍口將新軌換入舊軌已被拆除的混凝土軌枕承軌臺上，第2臺小車走新軌，同時抬起已被拆除的舊軌，通過導向龍口，送入新軌內(nèi)側道心。2輛小車相距30m，由軌道車以3km/h速度牽引前進，根據(jù)鋼軌情況通知龍口處人員進行牽送軌，被2輛小車抬起的新舊鋼軌呈∞形隨小車前移而完成換軌。為確保換軌的順利進行，小車前后備氣割設備各1套，前1套負責割斷因銹蝕而卸不下的螺栓，確保舊軌的順利撥出；后1套用于割斷障礙處舊軌、橋梁護軌。

2.4.5 鋼軌入槽 在依次將新舊軌穿入換軌車就位后，換軌小車在重型軌道車的牽引下以勻速前行進行換鋪作業(yè)。若出現(xiàn)長軌不落槽現(xiàn)象，作業(yè)人員及時用撬棍將滑出的新軌撥入承軌槽內(nèi)。

2.4.6 軌溫測量 上緊扣件螺栓并進行支滾筒作業(yè)，為拉伸鎖定作好準備，支墊滾筒間距為10m。新軌終端換鋪落地后，立即進行軌溫測量。

2.5 后焊作業(yè)

1）新軌與舊軌搭頭145mm左右（鋸軌端新舊軌要塔頭約60～70mm，氣壓焊頂鍛量約45mm，鋼軌上小車后鋼軌的彎曲使鋼軌回縮25mm）。

2）長軌落槽200m左右不再前后串動后，鎖定25m線路，確定起始端鋸軌量并鋸軌。

3）在距焊縫起點50m處開始撥曲線，曲線長度約25m、橫向撥距約0.7m，甩彎后新、舊軌端墊起焊接。

4）采用氣壓焊機進行焊接作業(yè)，其工藝和質(zhì)量要求與前焊作業(yè)相同。

5）完成后焊機加壓，在甩彎處把鋼軌撥進混凝土承軌臺上，推溜打磨，正火溫度降至300℃以下，拆除已鎖定線路的扣件、支墊小滾筒，以準備拉伸。

2.6 軌溫鎖定

1）根據(jù)實測軌溫計算拉伸量，拉伸范圍含前次已換鋼軌（后焊前）30m，確定鋸軌量后鋸軌。

2）根據(jù)長軌條長度的不同，長軌條中間每隔400m設置1套撞軌器進行撞軌，新軌串動量達到計算數(shù)后停止。每隔100m在單元軌條和砼軌枕上設置臨時觀測點。在撞擊過程中同時用橡膠錘敲擊長鋼軌軌腰，并用撞軌器沿鋼軌走行方向撞軌，當各觀測點及換鋪終點位移量到位后，立即撤出滾筒落下鋼軌，合攏口處拉伸器配合撞軌拉伸合攏，上夾板，先一股后另一股恢復線路。

2.7 收舊軌

1）收軌前，收軌配合人員提前連軌，遇橋梁等障礙處無法提前連軌可待封鎖后再連。

2）長軌列車到達后，墊起舊鋼軌端部，把拉軌軌卡安設在舊軌上，同時將由收軌槽放下的鋼絲繩的一端掛在軌卡上，列車倒退收軌。

3）長軌車運行方向人員隨車移動撥軌。

4）舊軌到達長軌車尾部后，切割鋼軌，并撥軌至外側，繼續(xù)倒退收軌。

5）收完一段鎖定后，運行至另一段繼續(xù)收軌，開通前返回車站。

6）換軌施工如遇到橋梁、道口需要氣割舊軌時，割斷長度不得短于12.5m并撥至路肩上，放置在安全地點?；厥諘r必須對橋梁、道口處的短軌徹底回收干凈。

7）施工中鋸配軌后剩余的新舊短軌（短于12.5m的）必須當日回收，或用夾板連接在長軌上。

3 結束語

在本次無縫線路換鋪工程施工中，通過逐步完善提高，形成了一整套科學的換鋪施工工藝，確保了安全、正點、優(yōu)質(zhì)、高效、經(jīng)濟合理地完成了換鋪任務。歷經(jīng)72次的封鎖施工，共換鋪無縫線路74.2km，現(xiàn)場焊接298個接頭，卸軌、回收舊軌均為74.2km。長軌焊接采用現(xiàn)場氣壓焊質(zhì)量可靠，性能穩(wěn)定，可達到工廠焊接的技術質(zhì)量標準。移動式氣壓焊速度雖慢，但投資少、造價低，操作簡便，小型輕便，靈活性強，是現(xiàn)場施工的首選。濟南工務機械段成立專業(yè)移動式氣壓焊焊軌隊伍進行的首次集中施工，為以后的大型換軌施工打下了良好基礎。

[1]趙懷利，楊宏偉.營業(yè)線換鋪無縫線路施工技術[J].鐵道技術監(jiān)督 2007（12）.

[2]李怡.移動閃光焊配合長鋼軌運輸自卸車換鋪無縫線路施工技術[J].鐵道建筑，2008（05）.

[3]鐵道部.TB/T1632鋼軌焊接[S].北京：中國鐵道出版社，2005.