中東歐地區既有線修復鋪軌方法研究

邵展

（中國土木工程集團有限公司，北京100038）

1 中東歐地區鐵路發展現狀

中東歐地區鐵路發展較早，客運和貨運路網基本完善，在該地區經濟發展中起到重要作用。隨著大宗貨流的重工業原料和產量下降，經濟聯系向東部方向偏離，東西方向生產資料交換降低，過境貨流急驟下降。同時，公路運輸在同期迅猛發展，擠占鐵路運量和市場份額，鐵路運輸的需求量和盈利能力大幅度降低，各國政府對鐵路的資金投入也逐步減少。

該地區鐵路設施多建于20 世紀70～80 年代或更早，為單線電氣化鐵路，鋼軌型號為49E1（S49），軌距為1 435 mm，軌枕以木枕為主，輔以少量混凝土，石砟以石灰巖或火山巖為主，粒徑范圍為31～63 mm。由于建設時期較早，鐵路已運行相當長時間，在運行過程中缺乏必要的維護，致使線路狀況不佳，眾多影響運營速度和安全的不良狀況逐漸凸顯。常見的鐵路病害基本都有出現，如鋼軌磨損嚴重、石砟層翻漿板結、通號系統功能喪失、站臺等附屬設施陳舊破損等，已不適宜運營或無法滿足運行速度和安全要求。目前，基本采用降速的方式提高行車安全性，急需對現有鐵路進行現代化升級改造。

近年來，各國際多邊銀行和投資銀行加大了對該地區的投資力度，多以貸款形式支持該地區基礎設施建設，加之鐵路運行狀態提升的緊迫性以及鐵路運力提升的必要性，近年來，各國已陸續開展既有鐵路的現代化升級改造。

2 常用鐵路鋪軌方式討論

2.1 人工鋪軌

人工鋪軌是一種較為原始的鋪軌方式，主要依靠人力和少量通用機械設備完成，施工過程靈活機動，可依據工作量和作業時間靈活安排上場人力和設備數量，如我國經常組織較大規模的人力在短時間內完成重大工程任務。缺點是大量的人力使用會增加現場施工安全的風險和施工組織協調的難度，且無法長時間、持續性高效率施工，無法滿足長大里程的軌道鋪設任務。且在施工準備階段，如鋼軌、軌枕和扣件等主材的運輸就位等也需要較多的機械設備投入，整體經濟性不具優勢。一般用于靠近營業線、場內運輸條件較好、總體工程量不大或者大型機械設備施工受限的情況。

2.2 換鋪法

換鋪法可應用于所有有砟軌道施工，是當前較為常用的鋪軌方法。該方法首先需要采用汽車運輸道砟至線路上進行10～20 cm 底砟攤鋪、整平和壓實[1]，然后采用軌排吊車將組裝好的工具軌排順序鋪到底砟上，通過臨時連接使線路具備通行條件后，軌排運輸車依次跟進，以減少軌排吊車空行時間。在上砟整道及配砟搗固工序完成后，使用長軌車按需求運輸卸軌，再通過換軌車換軌或其他方式實現長鋼軌鋪設，最后使用收軌車回收工具軌。

該方法優勢在于施工機械較為普及、調配設備相對容易、施工工序程序化、操作便捷。各項工作如底砟攤鋪、工具軌排組裝、鋪排鋪設和換軌作業可平行進行，提高了施工組織方案的靈活性，能夠根據施工進度合理安排，縮短各工種非必要的窩工和等待時間。

軌排組裝需要一個具有一定規?；c程序化的鋪軌基地作為支撐，并需要較大的場地面積以滿足材料存儲、內部轉運、軌排組裝和吊運，且基地需具備鐵路通行條件，如設在鐵路沿線或新建臨時線路接入，增加了基地建設的臨時工程，進而增加了建設成本[2]。同時，需配備走行起重設備和必要場內倒運和組裝設備，對工具軌需求量較大，增加了工具軌排的組裝及工具軌回收與周轉程序。

2.3 單枕法

單枕法又稱直鋪法，是目前機械化程度和鋪軌效率最高的鋪軌方法，集材料運輸、布枕和鋼軌鋪設于一體，大幅度減少了輔助設備和人力的使用。同換鋪法相同，該方法也需要采用汽車運輸道砟至線路上進行10～20 cm 底砟攤鋪、整平和壓實，利用牽引車將長鋼軌從長軌車上拖拉至線路兩側，運用長軌鋪軌機逐個布枕后，將長鋼軌收至承軌槽一次性鋪設到位，入槽后緊固扣件。

該方法自動化程度高、鋪軌速度快、人力需求少，在主材充足的情況下能夠不間斷持續施工。相對于換鋪法減少工具軌鋪拆等工作量，在既有鐵路擴能改造施工過程中仍能保持鐵路段運輸工作的開展，有利于提升鐵路運輸效益。鋪軌工藝重點在于設備性能與人員操作，適合運用于規模較大的長鋼軌線路鋪設。

長軌鋪軌機對線路縱坡有嚴格要求，難以適應較大縱坡線路的鋪軌工作。與換鋪法的相似之處在于，單枕法鋪軌也需要一個鋪軌基地作為鋪軌的后方保障，與換鋪法不同的是，單枕法的鋪軌基地只需滿足長鋼軌的進場、存放，軌枕及扣件存放即可，無須配備工具軌排組裝和吊運設備，減少了基地的建設用地，進而降低了建設成本。

3 鋪軌方案選擇

由于該地區經濟發展相對緩慢，并考慮到各國的負債和償還能力，外部貸款和內部籌資的額度不大，難以支撐大型項目的實施，因此，多以中小型項目為主，如中國土木工程集團有限公司承建的黑山Kolasin-Kos 段鐵路修復改造項目，項目合同額為701 萬歐元，線路全長9.864 km；塞爾維亞（GR-R）鐵路修復改造項目合同額為2 378 萬歐元，線路全長17.000 km；由法國某公司承建的塞爾維亞Jajinci-Mara Krsna段鐵路修復改造項目合同額5 400 萬歐元，線路全長58.000 km。根據該地區的工程特點，選擇合適的鋪軌方式對項目成本乃至項目的順利實施至關重要。

中國土木工程集團有限公司承建黑山和塞爾維亞2 條鐵路修復項目時，選用了一種操作靈活且效率較高的鋪軌方法，根據其施工特點，稱之為多枕直鋪法。

4 多枕直鋪法施工方法

4.1 設備

4.1.1雙跨組合式龍門吊

該設備由2 座走行式龍門吊通過中間縱梁連接，采用燃油液壓驅動，具備自主動力，以預先鋪設的走行軌為軌道。具有60 組掛鏈和2 組鋼軌夾具，可用于成組單枕的吊運和鋪放，也可用于36 m 軌排的拆除和鋪設。2 名操作手即可完成全部操作，通過平板車完成進出場運輸工作。設備作業場景如圖1 所示。

4.1.2收軌小車

該設備同樣采用燃油液壓驅動，具有左右各一對輪組，輪組軸距可通過液壓調節，實現在不同軌距下的運行能力。豎向設有一套獨立液壓系統，可通過豎向的2 個支點支撐在軌枕上將設備自身和鋼軌一并抬起。通過橫向液壓系統調整鋼軌橫向位置將鋼軌放入軌槽。該設備體積小，可通過汽車或平板車運輸至現場，作業完成后可就地存放，單人即可操作，節省了收軌工序的設備和人力成本。

4.2 鋪軌工序

4.2.1卸軌

多數既有線修復改造項目具備通行條件，可與業主或者鐵路管理部門協商獲準將供貨商的運軌列車牽引至線路上，直接卸載以避免二次倒運工序。卸載時用夾具將2 根新軌一端分別固定在既有軌道上，緩慢行駛列車將鋼軌拖拽至軌道上，然后采用公鐵兩用車將其調整至設定位置暫存。

4.2.2走行軌鋪設

采用汽車運輸道砟至線路上并進行10～20 cm 底砟攤鋪、整平和壓實后，使用安裝抓斗的公鐵兩用車將鋼軌調整至線路中心線對稱位置，調整軌距為3.8 m，隨后安排工人復核及精調，做好鋼軌的臨時連接和支撐固定措施，以保證雙跨組合式龍門吊在軌面上平穩安全地行進。走行軌鋪設時應向鋪軌反方向鋪設100～200 m，留出雙跨組合式龍門吊往返運輸軌枕的通行需求。

4.2.3布枕

雙跨組合式龍門吊隨軌枕運輸平板車行進至走行軌上方后，操作手啟動設備緩慢下放輪組，待輪組與走行軌接觸良好后，抬升縱梁使設備與平板車脫離。操作雙跨組合式龍門吊行進至運枕平板車上方，人工將軌枕掛在縱梁掛鏈上，抬升縱梁將軌枕抬起后緩慢行進至設定位置，并緩慢下放軌枕，定位準確后將軌枕放置于底砟上，人工調整少量位置偏差較大的軌枕，按此步驟依次布枕。該設備一次性可吊運60 根軌枕，布枕36 m，每臺班可布枕800～1000 m。

4.2.4鋪軌

布枕完成后將收軌小車放至鋪軌接頭處，作業時通過輪組在鋼軌上行走至合適的作業位置，該位置應使支點支撐在2根軌枕上以保證其穩定性，同時與上次作業位置間距不宜太大，確保設備能提起鋼軌。通過設備上的夾具鋼軌，啟動豎向液壓系統將一側鋼軌抬起，同時通過橫向移動后放入承軌槽內，采用相同操作將另一側鋼軌放入軌槽，依次完成作業。

4.2.5后續作業

后續作業如鋼軌焊接、上砟整道、搗固等工序流程與其他鋪軌方法一致。

5 結語

多枕直鋪法工序流程簡單，僅需雙跨組合式龍門吊、收軌小車以及其他施工必需運輸和輔助設備。相對于換鋪法而言，場地要求簡單，滿足材料存儲即可，無須修建鋪軌基地，省掉了軌排組裝、鋼軌換鋪以及工具軌的周轉和回收環節；相對于直鋪法而言，克服了長軌鋪軌機對線路縱坡的嚴格要求，施工靈活性大幅度提升，設備成本大幅度降低。

該方法適用中東歐地區既有線改造項目的工程特點，兼顧工序流程簡易、施工效率快速和設備成本較低的優勢，是一種較為合理的鋪軌方法。