CRTSⅡ型軌道板場建設方案

■ 戴宇 劉秀國 高新茂

1 軌道板場設置規劃

京滬高速鐵路正線長1 310.8 km（雙線），按除特定地段外全部鋪設CRTSⅡ型軌道板計算，總計約需生產CRTSⅡ型軌道板40萬塊。京滬高鐵總指揮部決定全線設置16個CRTSⅡ型軌道板場（簡稱軌道板場），其中：利用為京津城際高速鐵路生產CRTSⅡ型軌道板的房山、平谷軌道板場，再新建14個。根據京滬高速鐵路軌道板場設置方案，二標段中國中鐵一局集團有限公司（簡稱中鐵一局）施工段內設置1個軌道板場，里程范圍DK335＋096—DK412+062，計劃需要23 875塊（雙線）。

中鐵一局施工段內現有4個梁場，結合梁場線路位置及實際已征地情況，齊河軌道板場宜設置在齊河制梁場處（線路中心里程DK378+000），與7號梁場相連、與線路方向平行排列。

2 軌道板場初步設置方案

為了減小總體規模，采取軌道板場與梁場結合建設的方案（方案一），兩者共用以下場地及設施（見圖1）：（1）混凝土攪拌站及原材料存放場地；（2）試驗室；（3）鍋爐房；（4）料庫；（5）進出場道路；（6）供水設施；（7）辦公及生活區等。此方案使軌道板場占地面積減少至約4.8 hm2（約72畝），若完全獨立設置，則需用地約8 hm2（約120畝）。

方案一要點：軌道板場與梁場共用雙120 m3/h混凝土攪拌站，生產線只設2條，每條生產線設36塊模板。半成品板的數量按15個月的生產期、每月按25個工作日計算，共生產27 000塊，比計劃需要量多。

3 軌道板場方案優化設計

齊河板場于2008年10月編制《軌道板廠施工組織設計》，提出初步方案（方案一）。該方案因任務量、設備配置狀況均不清楚，因此需結合10月24日軌道板專題會議內容進行優化。

優化后的《CRTSⅡ型軌道板場建設方案》（方案二）主要明確了混凝土攪拌站的設立及其規格、生產線數量及模塊數量、存板區場地及設備的綜合利用。方案二平面布置見圖2。

3.1 設立攪拌站的必要性

3.1.1 費用比較

（1）建立新站總投資。生產線1次混凝土澆筑時間約2 h，要求攪拌站主機出料容積3 m3，對應的攪拌站規格（生產能力）為150 m3/h和180 m3/h。借鑒現有經驗，選用150型攪拌站，粉罐按5個100～150 t配置?？偼顿Y約270萬元，分項如下：

土建費用（含場地建設與人工費）：50萬元。

設備投資。設備價值按目前市面平均偏高價格取值（見表1）。

不建立新站時需要投入的設備費用。利用梁場現有2臺120 m3/h的混凝土攪拌站供料，可以采用2種方案將混凝土轉移至生產車間：一是利用1臺混凝土輸送泵（60 m3/h）直接從攪拌站出料口泵送混凝土至指定斗車；二是采用3臺容積6～8 m3的混凝土輸送罐車倒運。

設備來源有調撥、購置、租賃等方式，直接費用見表2 。

（2）購置混凝土罐車及運輸費。購置罐車一次性投資：3×45＝135萬元（國產車）。內部調撥或自購時設備折舊費（含基本折舊、大修折舊，按1.5年計算）：3×9×1.5＝40.5萬元?；炷吝\輸費用(含燃油、維修、人工，按1.5年計算)：3×33萬元＝99萬元。

表1 設備投資費用 萬元

（3）租賃費用。生產周期（2009年6月—2010年10月）按15個月計算。混凝土輸送泵2.0×15＝30萬元（取最低租金計算、不含電費）；混凝土輸送車3×2.2×15＝99萬元（取最低租金計算、不含燃油費）。

通過上述分項計算、比較可以看出：利用現有2套120 m3/h生產能力的攪拌站，可減少一次性投資，使用混凝土輸送泵時可節約100萬元左右，而使用混凝土輸送車時不能節約總的使用成本。其中，用于混凝土攪拌站的投入隨著國家刺激經濟計劃的推進，鐵路建設項目在未來3年顯著增加，混凝土攪拌站的設備價值能夠得到充分利用。

3.1.2 技術條件要求

（1）混凝土泵送條件。軌道板屬于早強型混凝土，坍落度小。采用混凝土輸送泵泵送混凝土（≤100 m）時，混凝土坍落度損失2～3 cm，要求不使用泵送方式；而混凝土泵本身對輸送混凝土坍落度的要求較高，坍落度越小輸送效果越差，直至不能輸送。

（2）軌道板技術指標要求：蒸汽養護16 h，混凝土強度達到48 MPa。

為保證軌道板質量，從攪拌到灌注的時間越短坍落度損失越小。若采用混凝土輸送車從現有攪拌站運輸，中間增加一次卸料過程，倒運時間延長，不利于提高板的強度。

（3）制梁技術條件規定：單孔梁的混凝土灌注時間不易超過6 h。1臺120型攪拌站按照高性能混凝土的生產要求作業，在時間上不能滿足要求。3.1.3 攪拌站共用對制板與制梁的影響

根據目前排定的進度：制梁最快到2009年9月底全部完成，而制板試生產從2009年6月即開始試生產，兩者交叉工期約4個月。

（1）梁場與軌道板場共用雙120型攪拌站，由于膠凝材料廠家不同，攪拌站不能混用，即制梁、制板各采用1套120型攪拌站。這樣，不僅不能滿足梁對澆筑時間上的要求，還因為不能相互備用，攪拌站沒有足夠的維修、保養時間，使設備故障概率增加，影響制梁與制板的正常生產。

（2）在CRTSⅡ型軌道板制板時間控制上，混凝土澆筑時間一般控制在2 h左右，因120型攪拌站比150型或180型攪拌站的生產率低，若攪拌站出現故障，或與制梁環節構成的影響使澆筑時間延長，8 h的工作循環被打破。相應地，養護脫模時間（16 h）需要順延，所有工作循環將被打亂，降低了系統生產效率。

（3）目前我國采取“增加固定設施投資”、“擴大內需”的經濟政策，在2009年四季度會出現架梁、軌道板同時施工的局面，使軌道板的預制生產壓力增加，軌道板的預制受到影響。

3.2 模型板數量與生產線的確定

3.2.1 模型板數量、生產線與CRTSⅡ型軌道板的生產效率

（1）從國外博格板的生產到國內現有房山、平谷CRTSⅡ型軌道板場的設備配置看：預制半成品板（毛坯板）為3條生產線，每條生產線含27套模塊和共用1臺最大生產能力100塊/d的磨床。從現有的經驗看，這樣的配置基本完善和成熟。

（2）一條生產線從脫模吊板、模型清理、放置鋼筋網片、張拉、澆筑混凝土，到養護結束，時間約22 h，中間有約2 h的設備、裝置保養檢修，包括攪拌站的維修保養，然后進入下一個作業周期。當1條生產線進行預制作業時，另外2條生產線正處于養護階段，且其中1條生產線接近于16 h的養護時間并準備脫模、吊板。如此，3條生產線構成8 h的作業循環，形成每天生產3×27塊半成品的穩定流水作業。

（3）磨床設計能力最大為81～100塊，正常情況下可將當天生產的半成品打磨為成品板，為提高磨床打磨效率，需要提供足夠的半成品板。

（4）磨床是CRTSⅡ型軌道板成品板生產的關鍵點，其生產效率取決于設備本身性能指標、操作人員的熟練程度及最重要的因素——半成品板打磨余量。磨床屬于高技術含量的數控設備，每天正常工作22 h左右，維修保養顯得非常重要。因此，一方面保持充足的半成品板供打磨，另一方面，還需提高制板質量，保持制板生產線流暢作業。

（5）半成品板一天的產量小于磨床生產量時，這就需要提前預制存放并擴大存放場地，增加征地費用。另外，每套模板內的板塊數量可以增減。模塊過少使半成品板供不應求，過多則使裝置結構發生變化、澆筑時間延長等，不利于正常循環，均降低了系統生產效率。

3.2.2 每套模型36塊，安裝2條生產線的可行性分析

（1）生產線設置為2條并增加組內模塊數量，使清理模具、鋪設鋼筋網片、澆筑混凝土的時間延長，從而改變了8 h作業周期，24 h內排不出16 h的養護時間。

（2）減少1條生產線，總的模板、張拉、振動裝置、控制單元等的數量減少，費用有所減少。但每條生產線增加9塊板，橫向張拉鋼筋長度增加22.5 m（9×2.5 m），為此，張拉油缸的行程必須增加，改型設計后的張拉裝置費用必然增加。

（3）若異地存放半成品板，不僅增加二次倒運費用，且倒運過程可能引起板的變形，從而增加磨削余量，降低磨床打磨效率。

（4）改變模型結構后，對材料要求的變化暫時還不清楚，需要對業主特別說明。

3.3 軌道板存放場地及設備利用

根據軌道板要求的技術條件，約24 h半成品（毛坯板）出廠房進入存放區，每臺成品臺座最多可疊放12層。在混凝土齡期≥28 d以后進行打磨、檢測合格，進入成品存放區，每臺座可疊放9層。

需要存放的軌道板數量受許多因素影響，半成品板的存放數量與第一條生產線的進場時間、安裝調試及試生產精確調整時間有關，這一過程約需2.5個月。如果第一條生產線能夠順利投產，就可以為第二、第三條生產線提供很好的經驗指導，并保證在2個月內先后投產；這一階段累計可生產半成品板約4 000塊；成品板的存放主要考慮冬季施工影響、開始打磨與開始鋪板作業時間差（2個月）來計算，需要存放成品板的數量約4 500塊。

因此，需要設置半成品臺座334個、成品臺座500個。半成品與成品板的存板總量為8 500塊。

在方案一的場地布置平面圖中，使用2～3臺小跨度（25 m）懸臂龍門吊和2臺大跨度懸臂龍門吊（跨度40 m、懸臂7～12 m），半成品板存放區與成品板存放區被打磨車間分離為2個獨立場地。

在方案二的場地布置平面圖中，主廠房向南平移，拉通半成品板存放區與成品板存放區的軌道，使用3～4臺小跨度懸臂龍門吊和1臺大跨度懸臂龍門吊，半成品板區只在內側安裝1臺龍門吊。剩余1臺龍門吊前期可不安裝，待半成品板3條線均投入生產后根據存板情況、成品板消耗情況等安裝在拉通的軌道上。拉通軌道軌距為25 m、打磨車間跨度為21 m，將打磨車間與主廠房分離并設置在拉通軌道中間，將3臺25 m跨龍門吊中的1臺提升高度增加，使之可跨越打磨車間，實現半成品板與成品板存放區間板的調配移動。在拉通的軌道內側（主廠房側）預留場內周轉平板車通道，當需要在半成品板與成品板存放區間倒運的板塊較多時，利用場內平板車倒運。

3.4 方案二主要優勢

（1）大跨度龍門吊變小跨度后可節約部分費用，若在生產開始后認定可以取消，就能夠少投入1臺龍門吊。

（2）拉通板場外側軌道后，使存板區可以調劑使用。由于成品與半成品存放板的層數不同，在做臺座基礎處理時，應予以適度考慮，如僅加強成品板區部分臺座的基礎處理。

（3）場地得到充分利用、布置規則，四周鋪設場區通道，物流暢通。

（4）設置獨立的混凝土攪拌站，使制梁、制板互不影響。梁場在完成制梁后可及時將雙120型攪拌站調往其他工地。

（5）采用成熟的3×27模塊生產線配置，以8 h循環為作業時間單元，可提高裝備生產效率，并提高系統生產率。

（6）打磨車間與主廠房分離后，減小了相互干擾，物流更加暢通，減少彼此的噪聲污染，污水回收處理易于管理等。

4 方案二需要進一步考慮與探討的問題

（1）集中采購設備的進場時間是決定軌道板場正式投產的前提。模板組進場安裝調試并試生產出第一組軌道板后，要依據半成品尺寸誤差調整模型板的幾何精度。模板進場時間與預期時間越接近，精調模板時間越充分，為磨床提供的任意一塊半成品板的打磨余量可控，系統生產率就可以提高。

（2）配置3條生產線需要的變壓器容量為1 000 k V·A。從現有設備資料看，該容量有減小空間，在設備制造廠家確定后，即各部電機功率確定后，有必要認真核定。

（3）場內運輸平車可以選擇電動型或內燃型，走行可選輪胎或輪軌。電動有軌方式效率較高、低噪聲、基本無排放，但需要鋪設軌道，一次性投入較多，對電瓶組的充電及維護要求較高，否則不能滿足頻繁、連續使用；內燃機車輛使用方便，但也有短期使用成本高等弱點。需要從經濟性和適用性2個方面綜合考慮。

（4）優化方案是建立在只生產CRTSⅡ型軌道板條件下。施工段內還有部分CRTSⅠ型軌道板生產任務。由于兩者生產工藝差異很大，建場時需要兼顧彼此間的設備利用、場地布局、材料調配等。

（5）在軌道板鋪裝開始后，打磨好的成品板可以利用施工現場順序碼放。從地面向橋面的起吊、移動等適于軌道板鋪裝設備需要進一步研究。

[1] 何華武. 無碴軌道技術[M]. 北京：中國鐵道出版社，2005

[2] 趙國堂. 高速鐵路無碴軌道結構[M]. 北京：中國鐵道出版社，2005