高速鐵路無砟道岔岔枕螺栓失效原因及整治

劉海興 上海鐵路局杭州工務段

高速鐵路無砟道岔岔枕螺栓失效原因及整治

劉海興 上海鐵路局杭州工務段

本文針對滬昆高鐵浙江段在提前介入過程中發現部分無砟道岔岔枕螺栓失效，針對此情況探討無砟道岔岔枕螺栓失效原因及整治措施，以便相類似情況可以借鑒。

高速鐵路 無砟道岔岔枕螺栓失效 原因分析 整治措施

一、概況

滬昆高鐵浙江段于2009年開始建設，2013年10月道岔開始鋪軌，2014年12月開通運營，無砟道岔總數60組，型號有P60-18和P60-42兩種，其中P60-18道岔圖號有GLC（07）02W、客專線（07）009兩種，P60-42圖號有客專線（07）006一種。無砟道床區間采用CRTSⅡ型板式無砟軌道，道岔區道床有兩種形式，板式無砟道床和軌枕埋入式無砟道床，正線道岔主要采用板式無砟道床，到發線道岔主要采用軌枕埋入式無砟道床。在提前介入過程中發現部分道岔岔枕螺栓失效，總計發現有5組道岔12只岔枕螺栓失效，岔枕螺栓失效導致扣件與岔枕板聯結不穩固，造成軌道幾何尺寸超限、軌道彈性不均勻，嚴重影響線路質量及行車安全。所以擺在面前的是要找到造成無砟道岔岔枕螺栓失效的原因，并針對性地提出整治措施，確保高鐵行車安全。

二、原因分析

通過現場檢查和統計分析，無砟道岔岔枕螺栓失效有兩種類型：一種是螺栓卡在預埋螺栓套筒的螺母中，擰動螺栓時螺母或預埋螺栓帽蓋跟著轉動，出現打滑現象，即預埋套筒中的螺栓擰不進去也擰不出來。另一種是螺栓無法擰進套筒，但可以擰出套筒。

上述兩種無砟道岔岔枕螺栓失效的主要原因為岔枕螺栓在擰入螺母中時施工不當，沒有擺放好螺栓端頭在螺母中的位置，螺紋沒有吻合；因為雜物進入螺栓孔沒有清除干凈，螺栓無法正常擰入；在道岔鋪設和養護施工時強行擰入螺栓，導致岔枕螺栓失效。

三、整治措施

（一）施工準備

（1）技術準備：現場查勘，統計錨固螺栓病害類型及數量，進行現場標記，制定改錨計劃。（2）工機具準備：鋼筋掃描儀、水鉆及鉆頭、角磨機、切割機、調膠容器、小型空壓機、電熱吹風機、道尺、弦線、支距尺、鋼卷尺、照明設備等。（3）材料準備：樹脂砂漿、預埋套筒、錨固螺栓。

（二）施工方法

（1）針對螺孔里有雜物造成螺栓無法正常擰入造成的螺栓失效，采用以下方法：

①拆除扣件，用扭力扳手松開完好一端的岔枕螺栓，并取出，依次取下彈條、鋼軌下的軌枕墊板、彈性基板和道岔板間的扣件墊板，并擺放整齊。 ②掏取雜物，用鋼釬將螺孔內雜物撬松，使用自制鐵勺將孔內雜物掏出，并用吹風機反復清理。③重復上述兩個步驟，直至螺栓能夠完全擰入螺栓孔為止。④安裝彈性基板和扣件，軌道精調，清理雜物，開通線路。

（2）針對預埋套筒螺母絲失效，或反復掏取雜物、更換新螺栓還是不能完全擰入螺栓孔的情況，采用將預埋套筒用高性能鉆機取出，利用早期強度高、界面粘結性能好、耐腐耐候性好的樹脂材料重新植入套筒，再恢復扣件系統。具體步驟如下：

①拆除病害螺栓處扣件。拆除扣件時，用扭力扳手松開完好一端的岔枕螺栓，并取出；依次取下彈條、鋼軌下的軌枕墊板、彈性基板和道岔板間的扣件墊板，并擺放整齊。

②鉆孔。主要步驟為：標記鉆孔位置→鋼筋探測→鉆機定位。利用自制的套筒定位器準確標記套筒位置，用鋼筋掃描儀探明軌枕內鋼筋位置，根據鋼筋分布選用合適直徑的鉆頭，將鉆機通過支架系統定位，確保鉆頭中心對準套筒中心，調節鉆頭垂直度并固定。

鉆機定位時，利用鉆桿上的豎向定位氣泡糾正鉆桿垂直度，利用鉆頭底端圓周與預先畫好的定位圓圈相對應來確定鉆頭平面位置。鉆孔時，先初步施壓推進桿進行試鉆，待孔位確定后，再穩步施壓平穩鉆進。鉆進過程中，注意及時加水，防止干鉆損傷鉆頭，注意保持鉆機平穩，密切觀察鉆進深度，達到設計深度后即停止鉆進，取出鉆芯，檢查鉆孔是否到位，若深度不夠或取芯困難，繼續鉆進，直至滿足要求。

③鑿毛。為加強樹脂砂漿與混凝土的粘結效果，采用電鎬將孔內壁進行鑿毛。

④清孔。用自制鐵勺清理混凝土渣塊，對孔底難以清理的混凝土塊采用電鎬再次鑿除，然后用高壓水槍對孔內進行清洗、用海綿將孔內水漬吸收干凈、用電吹風將孔內壁吹干燥，最后清理孔邊沿灰塵及雜物，為注膠做準備。

⑤植入套筒。預埋套筒采用樹脂砂漿進行粘結，樹脂砂漿為有機高分子復合材料，凝膠快、早期強度高、韌性好。套管定位采用自制套管定位器進行定位，套管高程控制采用預先在套管內旋入螺桿進行調整。主要工序：孔壁檢查→制備砂漿→套管定位→砂漿澆筑。注膠前再次檢查孔內壁是否干凈且干燥，如不滿足要求需再次清孔。然后按照樹脂砂漿產品說明書制備樹脂砂漿。初次注漿量宜為鉆孔體積的三分之二，然后將螺桿旋入套筒后，固定于套筒定位器上，整體緩緩旋入砂漿中，直到套筒頂口面與岔枕板面在同一平面上。然后繼續注漿至岔枕板面，用專用刮刀刮平，刮出多余砂漿棄置專用垃圾袋內。

⑥恢復扣件。待膠體初步凝固后，適時將螺桿輕輕旋出，并移除套筒定位器，由于膠體強度還未產生，操作時要輕微、緩慢旋入，不可使套筒移位或傾斜。定位螺栓拆除后，及時恢復螺栓及扣件系統。恢復扣件系統時，錨固螺栓需用專用扭力扳手，扣件擰入以彈條三點密貼為準。

⑦軌道精調。對道岔軌距、水平、高低、方向、支距、查照間隔、護背距離等幾何尺寸進行測量、檢查，對超過道岔靜態幾何尺寸容許偏差管理值的開展軌道精調。

⑧清理現場。施工完成后，及時清理施工現場，施工機具、材料、施工垃圾等需全部清理至線路外，做到工完料清。

四、結束語

高速鐵路無砟道岔螺栓失效現象并非只在滬昆高鐵浙江段出現，在已建成的高鐵線路上多有發生，道岔螺栓失效會嚴重影響道岔與無砟道床的聯接，使列車荷載不能通過道岔螺栓傳遞給基礎道床，從而使道岔產生水平位移甚至垂向位移，導致道岔靜態幾何尺寸超限，嚴重影響行車安全，通過本文描述的整治方法能有效地解決無砟道岔螺栓失效問題，經運營檢驗效果良好。同時希望通過本文引起大家對道岔水平螺栓失效的重視，能更好地幫助大家預防和處理高速鐵路道岔水平螺栓失效。

[1]《高速鐵路無砟軌道線路維修規則》（鐵運〔2012〕83號）

[2]鄧昌大.德國BWG無砟道岔岔枕螺栓失效的整修技術[J].鐵道運營技術，2015，21（13）.