煤塵污染隧道換軌組織研究

李晶

朔黃鐵路發展有限責任公司原平分公司，中國·山西 原平 034100

1 引言

朔黃鐵路西起山西省神池縣神池南站，與神朔鐵路相聯，東至河北省滄州市黃驊港口貨場，正線總長近598 km，設計為國家I 級干線、雙線電氣化鐵路，重載路基。朔黃鐵路原平分公司為典型的山區鐵路，線路橋隧相連、高堤、深塹、長橋隧、大坡道，其中長梁山隧道（線路里程K19+470～K32+525）全長12.785 km，是管內最長的隧道，也是煤塵污染最大、換軌難度最高的地段。2019年5月30日，朔黃鐵路原平分公司配合中鐵一局在3h 天窗點內對長梁山隧道上行線（線路里程K30+497～K32+497）進行了更換長鋼軌施工，此段線路為長梁山隧道末端，為煤塵重污染地段，隧道內光線差、煤塵多、上道困難，所以在天窗點內完成施工并保證施工質量難度極大。

2 準備工作

2.1 隧道清污

朔黃線長梁山隧道普遍煤灰污染較嚴重，部分地段地段煤灰覆蓋至軌腰、導致軌底、扣件被煤塵掩埋，給換軌施工帶來嚴重困難，因此在施工前必須對長梁山隧道進行全面的隧道清污作業。

隧道清污標準如下：①路肩兩側500～600 mm 范圍內清理至與軌枕平齊，500～600 mm 范圍以外要清理到露出水溝蓋板，兩線間要清理至道床頂端，并露出枕木頭。②鋼軌底部與扣件要保持清潔。③避車洞內煤塵清理干凈，不能影響日常巡檢、作業人員避車。④裝煤灰編織袋碼放要求：每袋裝25～35 kg，在側墻邊單列堆碼，要緊靠邊墻整齊平穩，堆碼寬度不得超過水溝蓋板邊緣，煤灰袋堆碼最高為1.2 m，最多層數6 層，并且不得侵入限界，清污完畢后兩線間不得遺留編織袋等各類雜物。⑤使用軌道車將編織袋統一運出。

2.2 清掃承軌槽與螺栓點油

清污完成后我們對換軌地段進行了清掃承軌槽作業，目的是清除承軌槽縫隙內的煤塵，防止換軌時煤灰進入軌底造成軌道幾何尺寸不良。此外，因隧道內扣件被煤塵掩埋日久，螺栓銹蝕較普遍，如果不進行處理，換軌時極易出現立螺栓成段被拔出的情況，加大后期整改的工作量。因此，結合清掃承軌槽作業我們同步進行了螺栓點油工作[1]。

2.3 標注調高墊板

由于隧道內人員進出困難，保養難度大，道床病害多所以橡膠墊板上的調高墊板數量、厚度會逐年增加。因此，換軌前期我們對厚板地段進行調查。工隊專人把軌下調高墊板厚度逐孔標注在兩線間枕木頭上，用紅、白油漆清晰標注，以便換軌時一旦舊軌墊板撤不下或來不及回墊時，工隊盯控人員可根據現場標注的調高墊板厚度在橡膠墊板上進行補墊。事實證明這項工作對保證成段更換隧道鋼軌的質量是及其必要的，大大降低了工務工隊將來的維修工作量。

2.4 線下閃光焊

前一個天窗點由施工單位將預卸在線路兩側的新軌進行線下焊接。具體步驟有：竄軌—除銹—對軌—焊軌車對位焊接—粗磨—接頭熱處理—精磨—焊縫探傷及焊縫外觀檢查、焊縫編號標記等步驟完成線下鋼軌焊接。線下焊接的長鋼軌長度不得超出一個單元軌條長。

2.5 散料

散料與線下焊軌同時進行以保證充分利用天窗時間，由散料平板車走形作業，分為粗散和細散。散料平板車以3～5km 的速度勻速前行，散料標記人員在前方做好標記后，粗散人員開始作業，作業時需按標記嚴格粗散位置，以防粗散料具砸壞線路設備[2]。粗散完畢后細散人員跟進，根據要求將扣板、彈條、尼龍底座、大膠墊快速準確的散在指定位置，同時不得將整包料具丟在道心中或路肩上，作業完成時將尼龍袋、鐵絲等垃圾清理干凈。

2.6 機具準備

作業時主要的機具為：換軌車、焊軌車、平板車、鋸軌機、鉆孔機、打磨機、發電機、起撥道器、螺栓扳手、撬棍、翻軌撬棍、小撬棍、撞軌器、拉伸器、乙炔切割、單口扳手、活口扳手、軌距尺、方尺、木折尺、軌溫表、石筆、卷尺、鋼板尺、塞尺、滾杠、短路銅線、平板小車、防溜枕木、限速牌、停車牌、涂油刷子、涂油小桶、掃帚、遂道照明燈具等[3]。

2.7 隧道施工防火安全卡控

在換軌施工中鋸軌機鋸切鋼軌、氧氣乙炔切割舊鋼軌、閃光焊焊軌、焊縫正火、焊接鋼軌除銹及焊頭打磨都會產生火花，尤其是在煤塵重污染隧道有很大的火災安全隱患，遂在施工中做出了以下防火規定：

①隧道施工時必須配備干、濕式滅火器。

②焊軌時焊瘤必須由專人進行降溫、并隨施工結束帶出現場。

③氧氣乙炔切割鋼軌后，切割人員必須對附近煤塵組織檢查，如有起火第一時間撲滅。

2.8 施工預備會

①施工負責人在施工前日參加由車站組織的施工預備會，與各配合工隊劃分好責任及任務。

②施工負責人組織現場班組長召開預想會，安排施工任務。

③工務工隊組織作業人員召開點名會，安排分工，布置施工重點及安全要求。

④施工單位繪制施工作業防護圖、慢行圖，經審核后下發至現場防護員。

3 換軌流程及技術標準

3.1 人員、機具提前到位

駐站聯絡員、現場防護員、作業人員以及施工機具提前到達指定位置等候封鎖命令。

3.2 施工命令

換軌車組接到命令后駛向換軌地段同時施工負責人接到封鎖命令，配合工隊開啟護網門，待各項安全防護措施到位后下達作業命令。

3.3 回流線設置

在電氣化區段施工，同時更換兩股鋼軌，換前須在被換單元軌條位置設置“兩橫一縱”回流線。導線必須用夾子固定夾持在相鄰的軌底，作業完成后，經過確認拆除回流線。

3.4 出舊軌入新軌

換軌車到位后松開起點的接頭螺栓，穿入新軌與舊軌的同時換軌人員拆除換軌地點的扣件，更換軌底的大腳墊并將舊料擺放到指定位置。穿軌完成后換軌車開始進行換軌作業，走出起端位置后起點焊軌車開始起端鎖定焊作業，換軌車繼續行走時工隊盯控人員要指揮施工單位按照事先在軌枕頭所標注的水平墊板厚度進行回墊。與此同時，更換大膠墊及水平墊板時，務必對承軌槽上的煤塵清掃干凈。新軌入槽后，每隔15～20 根軌枕在新軌下墊一個滾杠，根據施工地段長度合理設置撞軌器，撞軌器設置位置一般以300～500m 一臺，曲線位置每300m 設置一臺，根據現場環境需要可適當加密，起、終點同時撞軌釋放鋼軌應力，嚴禁頂送鋼軌入槽，保證新換長鋼軌趨于零應力狀態。

3.5 更新尼龍底座和擋板

更換新尼龍底座和擋板時，為了保證換軌地段幾何尺寸良好，需按照所在地段實際情況搭配進行擺放。

3.6 鋼軌拉伸

施工中保證各點的拉伸量必須按要求拉伸到位，鋼軌鎖定前，采用滾杠配合撞軌法（在鎖定軌溫范圍內施工），或滾杠結合拉伸配合撞軌法（通過拉伸消除溫差）。此次換軌施工隧道內鎖定軌溫范圍定為19±5℃。鋼軌拉伸量按照如下計算公式計算：

式中：L為伸縮量，單位為mm；l為放散軌條長，單位為mm；t為鋪設時的軌溫與設計鎖定軌溫之差，單位為℃。

3.7 鎖定線路

拉伸完畢后，撤除滾杠，擰緊所有扣件，鎖定線路。因為朔黃線是跨區間式無縫線路，所以在換軌尾端如果用高強度的凍結接頭與線路連接，連接完畢后，由電務人員打好跳線，重新連接扼流箱長短線，安裝好電容，之后拆除回流線。

3.8 回檢

工隊配合人員按《鐵路線路修理規則》進行驗收，重點檢查如下項目：①大膠墊無偏斜，連接零配件及加強設備安裝正確、齊全無失效。②軌距、水平、高低、軌向、三角坑符合作業驗收標準，曲線地段滿足正矢要求，重載線路軌距變化率不得大于2%，幾何尺寸可利用軌道檢查儀進行檢查。③立螺栓扭矩為120 ～ 150 Nm，接頭螺栓扭矩為900 ～ 1100Nm。④線上焊接接頭作業質量應符合TB/T1632.1 ～TB/T1632.4《鋼軌焊接技術條件》的要求，經探傷檢查無傷損。驗收過程中發現不合格地段時，施工單位及設備單位應相互配合及時進行整修，保證設備質量[4]。

4 施工中需要注意的問題

由于煤塵重污染隧道換軌不利因素多，加之隧道上下道困難，作業人員眾多素質參差不齊等原因，往往存在 “趕施工”以確保線路正點開通的情況，導致很多細節工作完成質量不高。例如，大膠墊偏斜、零配件未按規定安裝、水平墊板未歸位或者亂歸位、扣件扭力矩不達標、幾何尺寸超限等。針對這種情況，作為設備單位，采取了一些提高施工質量的措施。例如，將工務盯控人員分成若干小組，每個小組由一名工隊職工擔任，攜帶工具包括道尺、超高板、照明頭燈、對講機等。隧道地段每300m 設置一名盯控人員，盯控人員路工負責盯控底座擋板的擺放、卡控幾何尺寸、水平墊板回墊等。

5 結語

在有煤塵污染的隧道內進行換軌施工，會有很多不利于施工的困難因素，故施工單位和設備單位必須同心協力，在前期施工準備、施工時質量卡控、施工后線路驗收等方面需精心統籌安排、積極協調謀劃，重點是換軌過程中施工單位作業人員和設備單位盯控人員的配合，這個環節如果配合不夠嚴謹，將為后續的保養工作增加成倍的工作量，論文在此基礎上總結了隧道換軌經驗與心得以供參考。