淺析鐵路有碴軌道施工鋪軌方法

摘要：鐵路有碴軌道施工作為站前工程的最后一道工序，往往是影響開通的至關環節，施工過程耗時耗力，因此施工方法的確定極其重要。文章介紹了目前鐵路有碴軌道施工的各種施工方法、特點以及應用。

關鍵詞：鐵路建設；有碴軌道施工；鋪軌方法；鐵路工程設計；無縫鐵路 文獻標識碼：A

中圖分類號：U448 文章編號：1009-2374（2016）08-0101-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.08.052

目前，鐵路工程設計普遍為無縫線路，正線幾乎全部采用500m長鋼軌焊接成為區間或跨區間無縫線路，相較于傳統鐵路的短軌有縫線路更加長大、作業難度更大、工序更加復雜、機械化要求更高。軌道工程作為鐵路站前施工的最后一道基礎專業工序，通常都會面對前有線下施工拖后擠壓工期施工條件不充足，后有電務施工條件提供的、開通節點確保的雙重壓力，處于施工任務量大、工序不可或缺、工期壓力大的狀態。如何選擇適合施工現場和工期要求的鋪軌方式是人員調配、物資供應、機械設備配置、工期計劃鋪排等施工組織工作的先決條件，了解目前通用的各種鋪軌方式及其特點、受限因素是鋪軌方式選擇的基礎條件。國內通用的鋪軌方法主要有人工鋪軌、機械換鋪、單枕連續法鋪軌等作業方式。人工鋪軌又分為一次性直鋪長鋼軌、工具軌換鋪長鋼軌、拖拉長鋼軌入槽、人機結合推送長鋼軌四種作業方式；機械鋪軌為工具軌排鋪通，長軌車放送或換軌車換軌的方式；單枕連續法鋪軌除施工機械不同外，可在荒道鋪軌或上碴后鋪軌單枕連續鋪設枕、軌。各種鋪軌方式的不同主要在于長鋼軌鋪通至道床初步成型平順狀態的施工過程，后期的大機整形、焊軌、放散鎖定、線路精調等工序并無區別。

1 人工鋪軌

人工鋪軌就是通過汽車上碴、裝載機平碴碾壓、人工抬擺軌枕、少量工具軌連接、小機群整道達到線路初步平順成型的狀態，再利用長軌車途卸過軌入槽或拖拉長鋼軌入槽或一定單元數量的工具軌鋪通后換軌車換軌的方式完成長鋼軌鋪設的鋪軌方式。

1.1 一次性直鋪長鋼軌

人工一次性直鋪長鋼軌主要是依托既有線通過要點途卸長鋼軌，裝載機輔助直接入槽的方式，整根長鋼軌入槽后可留少數人連接少量扣件防止長鋼軌在溫度及內部應力的作用下跑道，途卸及過軌入槽可持續進行，每個封鎖點（3h）可以途卸5km左右的長鋼軌。入槽前的道床可以為工具軌整道后的道床，也可以為底碴攤鋪后抬擺整齊軌枕（荒道）。入槽后的扣件連接、小機群整道、大機整道、焊軌等后續工序皆是通用做法，這里不做詳細介紹。

應用介紹：由于人工一次性直鋪長鋼軌主要是依托既有線通過要點途卸長鋼軌，所以適用于擴能改造、增建二線、復線等臨近營業線施工軌道鋪設。擴能改造、增建二線、復線等施工大多數臨近營業線，與營業線路臨近并行或大部分并行，施工時大多受營業線安全管理影響，人員、機具、設備容易影響營業線運營安全，所以施工時安全管理尤其重要，而軌道施工人員、機械、設備數量較大，作業面較多，戰線較長，所以需要選用對營業線干擾最小而又機動靈活的鋪軌方法。

1.1.1 車流量較小的營業線：在相對既有營業線距離較遠（4.2m以外）的長大段落（50km，鋪軌長度太短的情況下，調運設備相對不經濟）施工時，隧道較少作業面較為暢通的情況下，宜選用單枕連續法施工，因為所需人員、機具相對較少，容易管理，工序相對較少、工作效率較高，鋪軌速度快；在線間距較小或大小變化比較頻繁的復雜地段施工時，宜選用比較機動靈活容易控制的人工工具軌整道，要點途卸長鋼軌過軌入槽的方案進行鋪軌，如果要點途卸較為困難，可進行人機結合推送長鋼軌的施工。

1.1.2 車流量較大的繁忙干線：由于受到安全管理和運量的雙重壓力，在繁忙干線施工時，要點途卸材料的可能性幾乎沒有，必須放棄途卸過軌的方案，其余的與以上情況相同。

1.2 工具軌整道鋪設長鋼軌

工具軌換鋪就是利用少量的工具軌進行整道，達到滿足大機進入作業的初步平整狀態。具體做法為汽車上底碴攤鋪碾壓，再上足道碴，然后按照軌枕長度鏟車推槽至軌枕底面設計標高以下5～10cm，碾壓密實平整，推槽后道碴在溝槽兩側形成自然碴肩。再在溝槽內掛線按照枕距抬擺軌枕，連接工具軌形成線路，小挖掘機立足于軌面上將兩側碴肩的道碴鉤入枕木盒及軌枕頭兩側，充實道床進行小機群整道至初步平整狀態。一般需要裝載機小挖掘機各一輛、小搗固機兩臺、25m標準軌4根、熟練線路工人50人攜帶線路工具為一個作業面為宜，每日完成300m線路，抬擺軌枕時4人一組，每人平均一根軌枕，抬鋼軌時25m鋼軌50人分列兩側，每米一組兩人可輕松完成任務。再在初步平整的道床上進行拖拉或推送或途卸長鋼軌作業，后續工序為普通做法，不再贅述。

應用介紹：工具軌整道是所有人工鋪軌的基礎工作，主要在于道床的初步整理成型，為長鋼軌換鋪提供平整穩固的道床。其特點在于能夠節省大量的工具軌使用和周轉及收料的過程，無論是長鋼軌拖拉，還是推送，或者要點途卸過軌入槽，一旦長鋼軌入槽釘聯后可供自輪運轉設備相對快速的運行通過，廣泛應用于新建線路困難地段、營業線改造及臨近營業線的軌道施工中。由于機械的工作效率基本固定，而人工工具軌整道機動靈活，可以通過大量人員短時間內完成計算工程量，也經常適用于搶工時的軌道施工。

1.3 拖拉長鋼軌入槽

拖拉長鋼軌入槽是在完成工具軌整道的道床枕木上或者掛線擺放到位的軌枕（荒道）上，利用裝載機牽引，在軌枕承軌槽上擺放輥輪輔助鋼軌運行拖拉鋼軌到位，逐個卸除輥輪鋼軌入槽的鋪軌方式。一般每根500m長鋼軌的整體重量為30t，50裝載機的牽引力一般為15～16.5t，輔助以輥輪，兩臺裝載機即可完成。

應用介紹：拖拉長鋼軌入槽的方法主要應用于由于大型鋪軌機械作業困難地段的長鋼軌鋪設，還適用于較小工作量的長鋼軌鋪設，因為大型鋪軌機械調配于成本核算不經濟而使用。由于裝載機在經過初步整道的軌枕上行走通過時對經過整理而未鋪鋼軌的道床碾壓導致不平整，造成部分空跳枕，進而傷害軌枕，所以一般不輕易使用。

1.4 人機結合推送長鋼軌

人機結合推送長鋼軌是在完成工具軌整道的道床枕木上或者掛線擺放到位的軌枕（荒道）上，利用長鋼軌推送裝置推送，在軌枕承軌槽上擺放輥輪輔助鋼軌運行將長鋼軌推送到位，逐個卸除輥輪鋼軌入槽的鋪軌方式。如果是經過工具軌整道的道床，在鋼軌入槽的同時，按照“隔五緊一”的方式連接鋼軌扣件后，推送列車即可繼續運行至下一根軌節位置處重復循環進行鋪設，一般每日可以推送長鋼軌2～3km。

應用介紹：推送長鋼軌的鋪軌方法必須在經過工具軌整道后的初步平整道床上進行，可以保證其向前循環運行的行進速度。它的優點在于相對于其他大型設備的大量購置費經濟實惠、操作簡單、調配簡便，能夠汽運，尤其是在無法依賴既有線路時，它的工作方向是向前推送。適用于經過初步整理的道床、無碴軌道施工以及隧道施工，為防止侵線，營業線施工需在4.2m以上線間距的地段使用。

2 機械換鋪——工具軌排換鋪法鋪軌

機械換鋪為目前應用最為廣泛的傳統的機械鋪軌方法，是利用汽車運輸攤鋪底碴及線路底層道碴，碾壓平整后，利用鋪軌機或鐵路架橋機等自輪運行起重設備將在基地釘聯組裝好的工具軌排鋪設在線路上的鋪軌方法，然后再利用長軌車放送和換軌車換軌或推送裝置推送等方式換鋪長鋼軌。鋪軌機鋪設軌排的效率一般為1.2km/d，根據目前長鋼軌運輸車輛T11車每列運輸14km、普通改裝平板每列運輸12.5km的運輸能力，一般按照兩個作業面計算，需要工具軌至少30km，按照鋪軌任務總量，工具軌越多越好。

應用介紹：機械換鋪可以應用在除營業線小半徑改造及無碴軌道施工外的所有有碴軌道施工中，是目前最為普遍的鋪軌方式。目前幾乎所有的鐵路施工工程局都具備鋪軌機械及施工能力，其優點在于施工機械普及，設備調配容易，施工工序程序化，操作簡便。相對于機動靈活的人工鋪軌，其劣勢在于需要一個規?；绦蚧匿佨壔刂危枰罅康墓ぞ哕?，其周轉及收料程序相當費時費工，并且無法跨越施工；相對于單枕連續法其劣勢在于其基地工序繁雜，需要一個流水化的釘聯線，多出一道工具軌排的組裝工序，基地占地面積相對較大；在現場施工中多出了長鋼軌換鋪的工序，施工作業能力僅相當于單枕連續法施工的一半。

3 機械直鋪——單枕連續法鋪軌

單枕連續法鋪軌就是利用長鋼軌一次性直鋪機械在攤鋪好底碴或完成底層道碴攤鋪的線路上完成長鋼軌拖拉、機械直接布枕、方枕、長鋼軌入槽、擺放扣件、走行后進行下一軌節鋪軌循環的鋪軌方式，是目前應用的機械化程度最高、最為先進的鋪軌方式。單枕連續法鋪軌主要在于機械及其操作，目前國內應用的設備主要有CPG500型、DPG500型、CYP500型、WZ500型、PC-NTC型、SVM1000型鋪軌機組。機組適用于鋪設高速鐵路鋼軌和軌枕，采用單枕連續作業法，機型為鋼軌鋪設和軌枕布設一體機，主要由履帶式鋼軌拖拉機、主機（包括作業車、輔助動力車）、枕軌運輸車組、車載龍門吊及其動力系統、液壓系統、電氣控制系統等部分組成。以CPG500型為例，每日可以完成長鋼軌鋪設2km，長鋼軌鋪設好的后續工序與普通做法相同，不做贅述。

應用介紹：單枕連續法鋪軌能夠應用于幾乎所有新建有碴鐵路的施工，尤其是在路基拉通、作業面暢通的情況下，如果能高質量地完成道碴攤鋪及儲備，隨后輔助以小型挖掘機回碴，小機群整道至大平大順保證運行速度，將以2～4km/d（晝夜）的工作速度向前循環作業，其工作效率非常高。單枕連續法在臨近營業線施工時，CPG500型為例，需要在4.2m及以上的線間距外施工，因為鋪軌機組最大寬度（掛運狀態）3247mm，長軌拖拉機的最大寬度（工作狀態）3325mm，而鐵路基本建筑限界為2440mm（自線路中心），根據以下計算：

假設線間距為4m：（4-2.44=1.56m）<（3.325/2=1.6626m），鋪軌機組半寬將侵入營業線基本建筑限界。

假設線間距為4.2m：（4.2-2.44=1.76m）>（3.325/2=1.6626m），鋪軌機組半寬滿足營業線基本建筑限界。

機組距離軌面的最大高度（工作狀態）為4730mm，能夠滿足幾乎所有鐵路6550mm的基本建筑限界。

基本尺寸：機組總長度（作業狀態）約566mm，車輛自重（含運輸支架、龍門走行軌等）≤25.0t，單輛車最大載重量55.0t（本方案實際裝載量48t），鋼軌裝載量：無碴道床鋪設作業時裝載量10根500m長鋼軌（2.5km），有碴道床鋪設作業時裝載量8根500m長鋼軌（2km），軌枕裝載量3360根（2km）。晝夜施工時需要準備兩組枕軌運輸車，一列在線路上鋪設時，另一列在基地裝料后立即送到鋪軌作業處就近等待，避免運行時產生占道沖突。與機械換鋪相同的是單枕連續法鋪軌需要一個鋪軌基地，但是只要滿足長鋼軌倒裝存放和軌枕錨固存放的生產功能即可，相對于換鋪法鋪軌基地減少了軌排釘聯和存放的生產功能，也大大減少了基地建設用地，節省了建設成本。鐵路工程因為建設地點、設計標準、地形條件、施工干擾、營業狀態、工期形勢等因素的影響各有不同，軌道施工受作業面提供、橋涵隧缺口完成、便道干擾排除、營業線施工等因素影響較大，所以如何根據工程的自身特點選用合適的鋪軌方法是又快又好完成施工任務的重要保證。如何在因為受各種因素影響而不得不趕工的情況下制定正確的軌道搶工方案，確保為后續電務施工提供流暢的作業面，保證開通任務的完成，是軌道施工能力的重要體現。

作者簡介：王維斌（1981-），男，甘肅蘭州人，供職于中鐵二十一局集團路橋工程公司，研究方向：土木工程。

（責任編輯：小 燕）