宜萬鐵路紅瓦屋隧道雙塊式無砟軌道靜態調整技術

王煒權

(中鐵十五局集團有限公司西南分公司,河南洛陽 471013)

宜萬鐵路紅瓦屋隧道雙塊式無砟軌道靜態調整技術

王煒權

(中鐵十五局集團有限公司西南分公司,河南洛陽 471013)

無砟軌道是具有“高精度、高平順性、耐久性”結構特點的綜合性和系統性非常強的工程,對精度的要求非常高。重點總結軌道狀態檢測、軌道測量、模擬試算、調整件準備、軌道調整、質量控制、軌道靜態調整標準、軌道狀態復測、安全管理,注意事項等內容。針對雙塊式無砟軌道精調施工方法進行一系列詳細論述,為雙塊式無砟軌道靜態調整施工提供參考。

宜萬鐵路;雙塊式無砟軌道;軌道靜態調整;質量控制;施工

1 工程概況

我單位承建的宜萬鐵路W6(11)標紅瓦屋隧道位于湖北省宜昌市長陽縣境內,隧道設計為雙連拱燕尾式隧道,進口里程為 DK90+910,Ⅰ線出口里程為DK94+394,Ⅱ線出口里程為DK94+417,其中無砟軌道施工里程Ⅰ線為:DK91+556.5～DK94+368.5,全長2812m,Ⅱ線為:DK91+556.5～DK391.5,全長2835m,其結構形式為雙塊式無砟軌道。

2 軌道靜態調整施工技術

2.1 施工工藝

靜態檢測前對軌道狀態檢查→軌道測量→測量數據模擬分析→調整量計算→調整件的準備→現場標示→軌道調整→調整后軌道狀態復測。

2.2 軌道狀態檢查

(1)軌底或扣件與絕緣擋塊間有間隙:可能是扣件扭力不夠所造成,此處必須把軌底間隙消除,問題處前后50m并進行重新復測,而且必須連測2站,各站搭接5～10根軌枕,以便確定測量是否正確。

(2)鋼軌或扣件內部有雜物:鋼軌或扣件沒有保持清潔或扣件內積有雜質,應首先對這些位置進行清潔處理,最后進行復測。

(3)軌頭不平順:對軌頭進行打磨,以滿足其平順性要求,如果采用更換扣件的方案將是很不經濟的,而且還會為后期維護帶來很大隱患。

2.3 軌道測量

(1)在軌道的測量開始前應將全站儀、精調小車等各精調儀器與工具進行詳細的檢查,軌枕進行有規律的編號,并建立檔案,形成詳細的編號對應系統,以便于后期更換需要。所有的靜態測量和調整工作需要在動檢前完成,測量人員使用軌檢小車對全線軌道進行復測,復測建站精度要求與軌道混凝土澆筑前的精調一樣,而且每站測量距離不得大于70m。

(2)測量注意事項,搬站后需重復測量5～10根軌枕,并進行交疊補償,以避免設站精度對平順性分析的影響;如因控制點精度不高等原因造成交疊段兩次測站測量數據偏差較大,在證實交疊段及前后一段范圍內(前后各多測一段距離)相對較為平順的情況下,交疊時應采用“擴展模式”,一般情況下可采用“標準”模式;每天測量之前都要在穩固的軌道上對超高傳感器進行校準,校準后可在同一點進行正反2次測量,測量值偏差應在0.3mm以內;如發生顛簸、碰撞或氣溫變化迅速,可再次校準。測量時應盡量保證工作的連續性,軌檢小車應由遠及近靠近全站儀的方向進行測量;因為隨著時間的增加,全站儀設站的精度在降低,而測距的精度隨著距離的縮短在增加測量時要實時關注偏差值,如果存在明顯異常,需重復采集數據,覆蓋之前采集的結果,如依然存在突變,要及時分析原因,設站后要使用控制點檢核全站儀設站,搬站前也要再次檢核,以證實此次設站測量結果的可靠性;如測量條件不佳,測量期間可增加檢核次數,無砟軌道測量時目標距離控制在60m內,條件較差時,可根據具體環境縮短目標距離,惡劣天氣條件下禁止作業。

(3)采用軌道小車對軌道軌枕進行逐根連續測量。

(4)區間軌道連續測量、分次測量時,兩次測量搭接長度不少于20m。

(5)對于測量結果超限的地段應利用塞尺及1m直鋼尺對鋼軌及扣件的狀態多次進行復查,及時消滅隱患,以確保測試結果的可靠性,為調整件的準確數量提供依據,避免造成浪費。

2.4 模擬試算

(1)模擬試算表主要是對軌道線形(軌向和軌面高程)進行優化,并重點控制好軌距變化率和水平變化率。

(2)在確定測量數據是正確的前提下,運用小車自帶數據處理系統,進行數據處理,結合自己編制的數據處理程序,可以很快找出軌道哪些區域有超限及對應的類別。

(3)按照“先軌向,后軌距”,“先高低,后水平”的調整方法,對測量數據進行兩次的查看和修正。

(4)在實際適算過程中,調整思想是:重點調整左軌和右軌的高低和軌向,通過對鋼軌靜態檢測,對基準軌的高低、水平分別進行調整,通過水平(超高)控制相鄰鋼軌的高低,通過調整軌距,控制相鄰軌道的軌向。并將調整量放入到軌檢小車自帶的模擬適算表中,形成調整量表,指導現場調整工作。

2.5 調整件準備

根據編制程序中的圖形分析,得出墊片和擋塊的更換表,并進一步統計所需墊片和擋塊各型號的所需量。其中根據圖形可清晰看出軌道哪些區段超限,并標明了需要何種型號的墊板調整及水平方向調整值,需要多厚的墊片調整高度等,通過計算得出的調整件需求量,考慮一定損耗后即可提報相應的材料采購計劃。

2.6 軌道調整

(1)無砟軌道精調的工作量和效率一取決于施工時的過程控制精度,二取決于調整方案和人員的相互協調配合。若不引起高度重視,則會增加調整遍數。

根據具體施工方案、過程控制的精度、是否及時進行了維護,軌道調整方案可分為以下3種:

①根據復測結果需要將軌道軌向和軌距按照設計每枕調整;

②根據復測結果進行平差分析和擬合線路后需要進行部分區段調整;

③根據復測結果僅需要進行個別點或局部調整。

(2)根據軌道精調現狀所需要配備的人員及設備有:每個軌道調整組配備施工人員5名,技術管理人員1～2名;一級精度數顯軌距尺1把,起軌器1～2個,扣件鎖緊所需的電動扳手2臺,軌向及軌距調整所需的軌距拉桿3根,塞尺、36套筒、46套筒各2把,活動扳手4把等。

(3)設備及人員備齊全后根據試算表得出軌道調整方案,結合軌枕對應檔案,現場即可進行調試作業。

①軌向調整,應先確定軌向的導向軌,曲線地段選擇高軌,直線地段選擇與前方曲線高軌同側的鋼軌,再對基準軌方向進行精確調整。調整時對于有大起伏地段采用“削峰填谷”的原理來調整,調整時配合繪制的線路散點圖形進行調整。調整前首先充分理解短波和長波的含義及長短波的測量原理,調整一個點會對其他的點產生較大的影響,短波影響點在被調整點的前后各5m處,大約8根軌枕的位置;長波影響點在此點前后150m處。調整時一定特別注意前后兩點的變化,很多時候對不合格點調整時并不在此點位上調整,必須綜合細致地考慮,以免造成不必要的過大調整量。

②高程調整,首先通過線性確認高程的基準軌,曲線地段選擇低軌道,直線地段選擇與前方曲線低軌同側鋼軌,對基準股鋼軌高低進行精確調整,調整時也綜合應考慮短波與長波對其他點的影響,優化選擇。

(4)在調試過程中,根據不同條件對其分組,組與組調距以30m劃分,搭接處以前后5根軌枕數據進行順接和確認,確保調整中搭接處的精度。

(5)在調試過程中技術人員應先用軌道尺將數據進行采集并做好調試記錄,后根據調整方案和對應的軌枕號首先在鋼軌表面標記處調整件的型號,隨后施工人員松開扣件,調整人員根據標記的型號進行調試;調試完成后,立即對扣件擰緊,其后技術人員拿塞尺進行扣件空隙及更換型號的復查,確保準確。

(6)扣件擰緊時必須保證扭力矩達到指定扭力:T型螺栓120～140N·m;錨固螺栓300～350N·m,在低溫或高溫天氣條件下很容易產生脹軌或縮軌,再加上鋼軌已經應力放散完畢,扣件松多很容易產生回彈,所以直線段每次扣件最多可松連續10～15根軌枕,曲線段每次扣減最多可松連續8～10根軌枕(有問題軌枕位于所有松開軌枕中間位置),尤其在超高段位置,天氣炎熱的情況下,鋼軌很容易彈出,避免造成損失以及人員傷亡。

2.7 軌道靜態調整標準(表1)

表1 軌道靜態調整標準

2.8 軌道狀態復測

軌道狀態復測主要是根據軌檢小車對鋼軌幾何狀態進行靜態數據的采集,通過精調處理軟件對采集數據進行分析,并由模擬適算表確定軌道調整的位置和調整量。依據調整數據表,人工對應現場位置對軌道進行調整。軌道狀態復測是對軌道靜態調整結果的檢驗和驗證,其形式與軌道測量相同。通過復測數據來看,第1遍調整后,軌道幾何尺寸,鋼軌平順性指標靜態檢測合格率均在97%以上,1mm偏差比例達到了90%以上。

軌道靜態調整是軌道動態檢測的基礎,只有在靜態調整過程中,合理要求,嚴格控制,才能在動態檢測過程中,達到良好的效果,減少調整量。

3 安全管理

(1)對全員進行安全培訓和教育,使其準確理解“鐵路局關于營業線路施工管理辦法”的相關規定。

(2)嚴格執行“行車不施工”,“施工不行車”的規定。

(3)加強軌道調整后的復檢,施工單位在開通線路之前,必須對軌道進行全面復檢,并經監理檢查確認后方可辦理手續。

4 注意事項

(1)無砟軌道施工過程控制不嚴,直接導致軌道精度不高。

(2)加強對扣件、墊板缺陷的檢查。

(3)高度重視軌向調整和高低長波不平順的調整。軌向對高速行車的平順性影響最明顯,在靜態調整過程中力爭將軌向精度控制在1mm以內;高低長波不平順對行車的影響也非常關鍵,而且調整量較大,應在靜態調整過程中給予高度關注,否則將會給下一步動態調整造成諸多困難。

(4)加強對扣件和焊縫的檢查。扣件、焊縫的局部缺陷對靜態幾何尺寸和低速行車的影響甚微,但對于高速行車影響非常大,甚至危及行車安全。動力學檢測中出現的減載率、脫軌系數偏大的主要原因是焊縫平順性不好,扣件扣壓力不足和墊板不密貼。所以,無論在軌道靜態調整前后,還是在軌道動態調整過程中都應對扣件完好性和焊縫平順性進行全面檢查,發現問題及時處理。

(5)軌道檢測資料分析應由專人負責,應全面、細致、準確,現場查找必須認真、仔細、徹底,確認無誤后方可進行調整。

5 結語

雙塊式無砟軌道精調施工過程中,應優先控制軌排的平面、高程滿足規范要求。

軌道扣件、鋼軌及墊板內部雜物未及時清理干凈,扣件扣壓力不足或松動,利用軌檢小車無法檢測出軌道幾何狀態存在的問題,當軌檢車、動車組陸續上線檢測后,軌道幾何狀態及動力學指標缺陷將暴露無遺,無形中增加了軌道精調的工作量,同時也造成了不必要的浪費。

軌道幾何狀態調整在試算過程中,最好使用圖形直接模擬顯示軌道調整后的狀態,嚴禁出現連續的短波不平順,這將會造成明顯的晃車。

軌道檢測車提供的檢測波形圖詳細地反映了軌道的平順性,只有通過認真研究圖形,才能制定出合理、簡捷的、具有針對性的軌道調整方案,以利于加快調整速度。

所有的調整數據都應記錄清楚、保存完整,同時還應加大在調整過程中的檢查、復核,確保型號、里程、方向均與調整方案一致,達到軌道一次性調整到位的目標。

[1] 趙東田,孫 暉.CRTSⅠ雙塊式無砟軌道綜合整理技術[J].鐵道標準設計,2009(11).

[2] 伍 林.CRTSⅠ雙塊式無砟軌道精調技術研究[J].鐵道標準設計,2010(1).

[3] 趙東田.雙塊式無砟軌道原理及工程實踐[J].鐵道標準設計, 2008(10).

[4] 宜萬鐵路鋪架領導小組.宜萬鐵路無砟軌道施工手冊[Z].湖北恩施:鐵道部宜萬鐵路建設指揮部,2009.

U213.2+44

A

1004 -2954(2010)08 -0049 -03

2010 -05 10

王煒權(1983—),男,助理工程師,E-mail:wangwei320105@ 163.com。