提高既有線大機搗固設計質量的方法研究

楊智峰

摘 要：鐵路線路的運營安全至關重要，鐵路工作者需要對線路結構有足夠的認知。當前，普速線路要順應時代要求，優化大型養路機械施工設計，保障自身運營安全。本文運用大數據處理技術，篩選線路病害，得到精細化的大機搗固施工管理方案，并結合線路維修經驗，分析了線路周期修與狀態修相結合的施工管理模式，以期促進鐵路運輸行業的持續發展。

關鍵詞：大機搗固;精細化管理;大數據;[TQI]值

中圖分類號：U215.8文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）03-0076-04

Research on the Method of Improving the Design Quality

of Tamping on Existing Lines

YANG Zhifeng

（Zhengzhou Bridge Section， China Railway Zhengzhou Group Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450052）

Abstract： The operational safety of railway lines is of paramount importance， and railway workers need to have sufficient knowledge of the line structure. At present， general-speed lines must conform to the requirements of the times， optimize the construction design of large-scale road maintenance machinery， and ensure their own operational safety. This paper used big data processing technology to screen out line defects， obtained a refined large-machine tamping construction management plan， and combined with line maintenance experience， analyzed the construction management mode that combined line periodic repair and state repair， in order to promote the sustainable development of the railway transportation industry.

Keywords： big machine tamping;refined management;big data;[TQI] value

目前，鐵路線路維修體制改革為檢修體制分開，設備進行狀態修與周期修相結合的模式提供了機遇。對線路設備進行大型養路機械搗固作業（簡稱大機搗固）是維修體制的一部分，其精細化設計能夠有效改善既有線的設備質量[1-4]。影響既有線維修周期的因素有線路運輸模式、線路結構與線路維護狀況等，對線路設備的狀態修能夠有針對性地解決線路病害。大機搗固作業應堅持周期修狀態修兼顧的理念，建立檢測數據庫。維修施工后建立質量評價，從而打造科學合理的設備質量管理模式[5-6]。

1 大機搗固設計理念

1.1 參考技術標準

有章可循是提高維修生產、保障施工安全的關鍵。大機搗固以《普速鐵路線路修理規則》（TG/GW 102—2019）、《普速鐵路工務安全規則》（TG/GW 101—2014）、《鐵路技術管理規程》（TG/01A-2017）、《大型養路機械使用管理規則》（TG/GW 108—2015）等規范，以及《鄭州鐵路局關于進一步加強施工安全管理的通知》《鄭州局集團公司關于落實鐵路安全風險管控和安全隱患排查治理雙重預防機制工作的通知》《國鐵集團工電部關于印發普速鐵路線路TQI分級管理值的通知》等文件為設計依據，并參考既有線路設備臺賬，對線路進行劃分區段搗固作業。

1.2 大機搗固設計服務現場

采取關鍵技術、使用測量工具、運用先進的管理方法等能優化施工方案設計，使人有效地掌握現場線岔設備狀態。例如，軌檢車數據[TQI]指標反映線路區段動態質量，能夠為車間日常計劃維修提供參考。篩選[TQI]大值區段能夠為大機搗固提供作業幫助，采用慣導小車或0級軌檢小車檢測編制相對數字化搗固方案，能夠滿足既有線設備維修生產需要。

關鍵處所的維修方案設計。對站場道岔區通過布設控制網采用慣導小車、軌道檢查儀等設備進行軌道結構斷面、線路幾何尺寸分析，從而優化道岔搗固的起撥道量維修方案設計。同時，對站場岔區的搗固維修應考慮是否滿足搗固條件，若在道床板結、缺砟、超軌溫作業條下，則嚴禁搗固[7-8]。站場岔區的軌道動態質量相比區間線路差，因此，需要優化日常岔區維修作業方案，如道岔軌距精改作業、更換道岔大部件等。

1.3 大機搗固效益

大機搗固施工能夠提高線路質量，修正線路幾何尺寸，改善道床斷面，對線路不平順性指標（如高低、水平、三角坑、軌向等）的整治效果較好[9]。同時，對于大修更換鋼軌地段，大修更換道岔地段，通過大機搗固，能夠整正線路小碎彎、小方向;大機搗固補強線路讓道床富有彈性，減少鋼軌垂側磨病害，較人工搗固更具有優勢;同時，大機搗固能夠改善線路質量，使線路恢復到初始結構狀態，從而有一定的動態質量保質期。

2 大機搗固設計作業

2.1 現場調研

大機搗固施工時，首先應對線路狀態有較為清晰的認識，提前對線路缺砟地段補砟。同時，要對線路設備有較為清晰的認識，如跨橋涵地段、線路曲線要素、年通貨總重、影響大機搗固的車輛和電務設備等。

在集中修有限的、連續的天窗點內進行大機搗固施工，有利于線路的整體改善。前期調查階段，根據線路狀態劃分：均衡線路區段，暫時不需要維修;計劃維修區段，適時進行修理;優先布置區段，盡快安排修理。現場線路狀態調查可以參考線路靜態檢查數據，需要搗固的地段明顯低于線岔靜態幾何不平順作業驗收的容許偏差管理值，堅持“以點蓋面”的原則，進行現場調查、施工計劃的提報。

準備施工地段，提前更換失效軌枕、超高墊片等，對接頭位置及下沉等需要多次搗固的地段，在現場標記重搗符號，標定現場曲線正矢、測點、超高，將曲線要素ZH、HY、YH和HZ點標記清楚。在天窗點內撤除當日搗固地段超高墊片，撤墊后要在撤墊地段用石筆劃重搗標記，撤墊厚度在10 mm及以上或連續超墊2片處，要劃重復重搗標記。同時，按照每百米對超墊處所進行統計，方便大機搗固作業的合理分車及人員分工，保證大機作業效率，加快大機作業當日進度。

2.2 軟件分析

人們可以通過軌檢車的動態列車添乘，獲取線路質量狀態，其間需要利用軟件進行分析。軌道檢測波形綜合分析軟件通過綜合顯示（Integrated Display）各項參數，如ALD（自動地面位置檢測裝置）信號特征、左高低、右高低、左軌向、右軌向、三角坑、曲率和超高等，判斷線路狀態。如圖1所示，人們通過ALD信號特征可以看到軌檢車經過岔區，箭頭指示處出現較大的三角坑病害，與現場進行對比分析，如圖2所示，該處存在暗掉6 mm。經研究，人們需要對該組道岔進行專項整治，該地段線岔區狀態不良，需要進行大機搗固作業。

經軌檢波形圖數據分析，采用線路均值管理（即[TQI]）時，在200 m單元軌道區段的平均質量，單項幾何參數的統計特征值大小決定著線路質量的好壞。通過軌檢波形圖及軌檢車[TQI]報表分析，能夠篩選出線路維修的重點區段。

2.3 大機搗固維修設計

通過現場調查與動態軌檢車數據分析，人們可以得到線路的整體狀態情況。目前，對于CDC-16k型大機岔搗車來說，搗固12號道岔的作業效率為35～40 min/組，圖定施工天窗為180 min時，可以安排2～3組岔搗車，采取雙搗模式搗固4～6組道岔并附帶岔區連接線、站內股道;D09-32型大機線搗車的圖定天窗為180 min時，可以安排2組線搗車，采取排搗模式，作業效率為2.3～4.0 km。

大機搗固施工要進行精準維修設計，Ⅰ級鐵路正線按1～2年/遍，Ⅱ級鐵路正線按1.5～3.0年/遍，Ⅲ級鐵路按3年/遍，正線聯絡線、到發線等根據線路狀態進行合理安排。管內線岔設備堅持狀態修與周期修相結合的原則，安排重點施工區域，同時兼顧線路整體質量，做到點到面的施工安排，從而減少施工車輛的轉場時間，提高天窗利用率。

3 大機施工優化線路結構

3.1 大數據分析

鐵路線路大數據分析是線路維修發展的方向，大數據分析有利于鐵路線路精細化管理，能夠有效地發掘線路問題，有針對性地進行維修施工。通過軌檢車添乘儀器檢測線路，人們能夠得到線路動態質量波形圖，對于狀態不良的線路，要重點修理，改善整體線路狀態。

本文選取管內京廣下行某區段線路（里程K641+300～K674+500）近一年的軌檢車數據進行分析，該線路地處華北平原，跨黃河大橋，道床路基狀態較好，自然降水對道床路基的影響較小，設計行車速度≤160 km/h。2019年8月至2020年7月，該區段線路[TQI]值的線路狀態如表1所示。

由圖3可見，2019年8月至2020年8月，京廣下行該區段線路[TQI]均值呈現減小趨勢，說明該管內設備質量有所提高，管內車間采用的“檢修分開”維修作業模式較為有效。該地段一年內[TQI]均值為6.23 mm，可以作為該區段的日常維修管理值，但較普速線路[TQI]分級管理值在120～160 km/h區段作業驗收管理值5.0 mm，仍有較大差距，車間仍需采用更為合理有效的維修方式優化線路結構，保障運輸安全。

3.2 優化大機施工管理系統

當前，要建立和健全大機施工管理系統。科學、合理的施工計劃能夠節省人力物力，產生較大的經濟效益。進行精細化、標準化大機搗固施工，通過工務安全施工管理系統建立數據臺賬，能夠持續保障線路的穩定性，提高線路的運營能力[10]。

3.3 大機搗固施工案例

京九線上下行梁堤頭站-木蘭站間線路（里程K650+273～K718+300）于2019年9月進行大機搗固施工，由圖4可見，大機搗固施工后的線路質量明顯優于施工前的線路。大機搗固施工能夠優化線路高低、水平、三角坑等不平順性指標，減少線路軌道質量[TQI]值，同時，由圖4可見，[TQI]值（線路200 m區段的質量平均值）頻數累計構成的曲線分布圖呈拋物線型，存在峰值，峰值位置的橫坐標值越小，峰值越大，軌道區段的設備質量狀態越好。

現場大機搗固作業如圖5、圖6所示。由圖5可見，大機道岔搗固采用脫桿搗固模式，在工務和電務的積極協作配合下，正線線路道岔全方位搗固，消除長期存在的道岔轉轍部分薄弱地帶，提高道岔的整體平順性，保證道岔轉換順暢，降低道岔轉轍部分的故障率。由圖6可見，大機線路搗固采用檢查劃撬，人工輔助檢查線路方向、高低等的方法，搗固施工過后及時進行道砟回填，保證線路的幾何平順性和行車穩定性。同時，大機施工可采用較為先進的維修作業模式，采用“慣導測量”技術輔助大機搗固施工。

4 結論

通過運用先進的生產管理模式并采用新型的生產設備，大型養路機械搗固施工能夠改善線路質量，而施工前的方案設計是提高施工作業質量的關鍵。本文就大機搗固模式進行了探討。大機搗固施工時，要優化線路結構。大機搗固施工能夠改善線路幾何尺寸，減少線路病害;同時，擾動道床，使其富有彈性，更好地保障線路狀態安全，高效地提供鐵路運輸服務。大機搗固施工后，應積極主動檢查線路狀態，做好靜態與動態評定。對于大機搗固施工的保質期，人們仍需要不斷探索與研究。對于大機搗固施工后存在的問題，能用大機施工解決的要有計劃地放在下一階段施工計劃里，不能用大機施工解決的要進行專項施工問題分析，從而形成施工的閉環管理。

參考文獻：

[1]徐新利.全面質量管理在鐵路養護中的應用[D].北京：北京交通大學，2008：22-23.

[2]宋偉.工務段鐵路軌道養護質量管理[D].南昌：華東交通大學，2017：21-22.

[3]尤濤.提高大型養路機械作業能力的天窗設置模式探討[J].中國鐵路，2017（7）;50-54.

[4]張鵬.鐵路大型養路機械養護作業模式標準化研究[J].中國標準化，2017（6）：74.

[5]張連生.大型養路機械綜合維修作業前的施工設計探討[J].鐵道建筑，2013（11）：134-135.

[6]楊飛.基于高低不平順的線路搗固作業維修標準及決策技術研究[J].鐵道建筑，2017（7）：131-135.

[7]王飛.大型養路機械使用維護及全生命周期預測研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2018：4-7.

[8]張連生.大型養路機械綜合維修作業前的施工設計探討[J].鐵道建筑，2013（11）：134-135.

[9]曲建軍.基于大機搗固模式的軌道質量保質期預測方法研究[J].鐵道學報，2019（8）：117-122.

[10]高雨峰.計算機輔助制定鐵路軌道養護維修計劃研究[D].北京：北京交通大學，2006：46-48.