運(yùn)營地鐵高架線路拆除道岔及調(diào)節(jié)器技術(shù)方案研究

顏樂

（中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司線路站場設(shè)計(jì)研究院，湖北武漢 430063）

1 工程背景

1.1 工程概況

武漢軌道交通1 號線一期工程已于2004 年通車運(yùn)營，全線均為高架線路，采用B 型車4 輛編組，供電方式為DC1500V 接觸軌供電，信號設(shè)備采用交叉感應(yīng)電纜環(huán)線。循禮門站—大智路站區(qū)間設(shè)1 條故障列車待避線及2 條安全線，有8 組道岔和8 組伸縮調(diào)節(jié)器，道岔前后均為平坡，橋梁均為跨度25m 或30m 的簡支梁，如圖1 所示。

圖1 既有線路配線圖

在不中斷行車的情況下，利用天窗時間拆除位于正線的4 組單開道岔及道岔前后的8 組伸縮調(diào)節(jié)器，同時拆除之間的區(qū)間鋼軌，左右線長度共計(jì)約660m，拆除后換鋪區(qū)間鋼軌和扣件，滿足列車正線貫通運(yùn)營的要求，如圖2 所示。

圖2 拆除范圍示意圖

1.2 既有線軌道技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

鋼軌：采用U75V、60kg/m 鋼軌。

扣件：普通地段采用WJ-2 型扣件，扣件高度為33mm，軌底坡為1∶40；道岔區(qū)扣件高度為33mm，無軌底坡；伸縮調(diào)節(jié)器區(qū)扣件高度為31mm，軌底坡為1∶40。

道岔：60kg/m 鋼軌9 號道岔（研線0109），長度為29.569m。

伸縮調(diào)節(jié)器：單向60kg/m 伸縮調(diào)節(jié)器（研線TF9919），長度為12.5m。

道床：短軌枕式整體道床。

軌枕鋪設(shè)間距：道岔區(qū)及伸縮調(diào)節(jié)器區(qū)域?yàn)?00mm，非道岔區(qū)為625mm。

軌道結(jié)構(gòu)高度為540mm。

無縫線路：道岔前后均設(shè)置伸縮調(diào)節(jié)器，并采用插入短軌進(jìn)行聯(lián)接[1]；區(qū)間無縫線路設(shè)計(jì)鎖定軌溫為20±4℃[2]。

2 改造方案

2.1 鋼軌及接頭

為與既有軌道設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)相匹配，拆除范圍內(nèi)的鋼軌采用同型鋼軌更換，定尺長為25m。改造后的線路均鋪設(shè)無縫線路，鋼軌接頭采用鋁熱焊[3]。

2.2 扣件

2.2.1 普通地段用扣件

武漢軌道交通1 號線一期工程普通地段（不含道岔及伸縮調(diào)節(jié)器范圍）鋪設(shè)WJ-2 型扣件，WJ-2A 型扣件為WJ-2 型扣件的升級優(yōu)化產(chǎn)品，兩種扣件的釘孔距和高度相同[4]。因此，改造后的扣件采用WJ-2A型扣件，便于與既有線的扣件通用，可利用天窗時間進(jìn)行更換[5]。

2.2.2 道岔及伸縮調(diào)節(jié)器地段用扣件

既有的道岔和伸縮調(diào)節(jié)器扣件釘孔位沿著軌枕中心線布置，即直列式布置。而普通的WJ-2A 型扣件釘孔位沿著軌枕對角線布置，即錯列式布置，如圖3所示。

圖3 WJ-2A 型扣件釘孔位：錯列式布置（單位：mm）

兩種布置方式的釘孔位完全不同，如果直接換鋪，需要大量重新鉆孔，且鉆孔位置位于混凝土軌枕的邊緣，保護(hù)層厚度不滿足規(guī)范要求。因此，采用充分利用既有扣件釘孔位的方案，即將WJ-2A 型扣件釘孔位由錯列式布置優(yōu)化為直列式布置，如圖4 所示。

圖4 優(yōu)化后的WJ-2A 型扣件釘孔位：直列式布置（單位：mm）

當(dāng)優(yōu)化的WJ-2A 型扣件釘孔距為382mm 時，可充分利用既有道岔及伸縮調(diào)節(jié)器區(qū)域內(nèi)的釘孔位。除釘孔距不同，優(yōu)化后的WJ-2A 型扣件大部分技術(shù)性能與優(yōu)化前的WJ-2A 型扣件相同。調(diào)節(jié)器區(qū)域扣件高度為31mm，可利用扣件調(diào)高實(shí)現(xiàn)與區(qū)間扣件高度一致。

2.2.3 拆除道岔過渡扣件

因不中斷運(yùn)營，只能利用天窗時間進(jìn)行改造[6]，而在同一個天窗時間內(nèi)完成大部分扣件螺栓孔的定位及塑料套管的植入，施工難度較大。因此，需要特別設(shè)計(jì)一種與既有軌枕釘孔位一致的道岔過渡扣件，這也是改造工程的重難點(diǎn)設(shè)計(jì)部分，該設(shè)計(jì)可以大大減少施工難度和施工時間[7]。

待道岔過渡扣件全部安裝完成后，依次換鋪設(shè)置1∶40 軌底坡的軌下墊板。最后，按照每相隔三個軌枕施工一個軌枕（簡稱“隔三換一”）的原則，依次將過渡扣件換成優(yōu)化后的WJ-2A 型扣件。

2.3 軌枕及道床

此次改造不更換軌枕，只對岔區(qū)及伸縮調(diào)節(jié)器區(qū)域的軌枕重新鉆孔植入套管。當(dāng)?shù)啦韰^(qū)域內(nèi)的過渡扣件全部鋪設(shè)完成后，利用天窗時間拆除道岔過渡扣件并鉆孔，鉆孔直徑不小于70mm，鉆孔深度為160mm，利用植筋膠將新的塑料套管植入孔芯。扣件拆除后留下的廢棄套管孔洞均用快硬性無收縮樹脂砂漿進(jìn)行填充。

2.4 無縫線路

拆除改造期間，需將換鋪區(qū)間暫時形成有縫線路，滿足第二天列車的正常運(yùn)營要求；待新鋼軌及扣件全部換鋪完畢后，利用天窗時間將軌端的眼孔用鋸軌機(jī)鋸開，對軌頭進(jìn)行打磨后再采用鋁熱焊焊接鋼軌，重新恢復(fù)無縫線路。

改造后的無縫線路設(shè)計(jì)鎖定軌溫與既有線路保持一致，為22±5℃[8]。

3 接口處理

第一，改造施工前，應(yīng)對施工線路進(jìn)行現(xiàn)場測量，以確定設(shè)計(jì)軌頂標(biāo)高。同時，將既有基標(biāo)控制樁引測到線路的兩側(cè)橋梁擋墻上，作為改造施工的控制點(diǎn)。

第二，施工前，應(yīng)對既有管線和設(shè)備特別是軌旁設(shè)備情況進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)查，并向相關(guān)部門報備。施工中應(yīng)請示運(yùn)營公司相關(guān)部門、通信、供電等專業(yè)并做好管線、設(shè)備的防護(hù)工作，對于需要拆改的管線、設(shè)備，應(yīng)配合做好拆除、記錄及原樣恢復(fù)工作。

第三，本文僅對軌道改造方案進(jìn)行探討，實(shí)際施工中，應(yīng)配合做好信號設(shè)備的改造工作。

第四，改造期間，若軌面高度發(fā)生抬高，應(yīng)在接觸軌支架下增設(shè)一塊鋼墊板，鋼墊板的厚度和軌面抬高數(shù)值一致。在增設(shè)鋼墊板后要復(fù)測軌面至接觸軌下底面的高度以及軌面內(nèi)緣至接觸軌中心線的距離，控制好施工誤差。

第五，改造期間，應(yīng)加強(qiáng)對高架區(qū)間環(huán)網(wǎng)電纜的防護(hù)，采用遮護(hù)等方式避免對環(huán)網(wǎng)電纜造成損害。可臨時拆除區(qū)間的均回流電纜，待改造施工完成后進(jìn)行恢復(fù)。

4 施工步驟

4.1 第一階段：施工前準(zhǔn)備

調(diào)查既有線路情況，細(xì)化施工組織方案、材料進(jìn)場方案，做好施工安全培訓(xùn)、技術(shù)交底等準(zhǔn)備工作。

4.2 第二階段：施工基礎(chǔ)作業(yè)

利用天窗時間進(jìn)行施工基礎(chǔ)作業(yè)，主要內(nèi)容包括：一是施工機(jī)具、材料進(jìn)場；二是對施工范圍進(jìn)行測量定位；三是拆除既有道岔、調(diào)節(jié)器區(qū)域的扣件，安裝過渡扣件；四是對新的扣件進(jìn)行定位并鉆孔；五是根據(jù)施工作業(yè)范圍進(jìn)行配軌。

4.3 第三階段：按照“隔三換一”的原則完成道岔和調(diào)節(jié)器拆除與安裝

此階段利用天窗時間進(jìn)行封鎖施工作業(yè)。主要內(nèi)容包括：一是在即將施工的軌枕前后安裝絕緣軌距拉桿；二是拆除道岔過渡扣件并鉆孔；三是利用植筋膠將新的塑料套管植入孔芯；四是將廢棄套管孔洞用快硬性無收縮樹脂砂漿填充；五是安裝新的墊板和扣件；六是采用鋁熱焊重新恢復(fù)無縫線路[9]。

4.4 第四階段：線路精調(diào)，恢復(fù)軌旁設(shè)備等

對線路進(jìn)行精調(diào)、順坡，整理軌道狀態(tài)，并恢復(fù)軌旁設(shè)備[10]。

5 注意事項(xiàng)

一是施工前應(yīng)配合相關(guān)部門做好既有管線和設(shè)備的實(shí)地調(diào)查與保護(hù)工作。

二是受既有軌道存在施工偏差的影響，施工單位應(yīng)提前對改造區(qū)域軌枕的布置及軌枕上的螺栓孔位進(jìn)行測量放樣，以核對現(xiàn)場和設(shè)計(jì)圖紙的差異。

三是施工時，對既有設(shè)施、設(shè)備進(jìn)行防護(hù)和監(jiān)測，若發(fā)現(xiàn)異常則立刻停工進(jìn)行加固處理，一旦發(fā)生損壞，則及時組織搶修。

四是施工期間，施工地段按限速25km/h 通行。

五是為加強(qiáng)運(yùn)營線路的軌道平順性，按照“隔三換一”的原則換鋪WJ-2A 型扣件的過程中，應(yīng)及時在其前后安裝絕緣軌距拉桿。

六是為降低既有線改造施工風(fēng)險和保證天窗時間內(nèi)道岔改造工作的順利實(shí)施，建議在避難線上進(jìn)行道岔過渡墊板的線外（非正線）組裝和拆卸試驗(yàn)、改造施工方案的整體試驗(yàn)。

6 結(jié)語

我國城市軌道交通發(fā)展迅速，其運(yùn)營間隔時間短、行車密度大，隨著時間的推移，越來越多的既有線路需進(jìn)行軌道改造或維修。在既有線改造項(xiàng)目實(shí)施過程中，設(shè)計(jì)與施工應(yīng)貫徹安全第一的原則，做好周密細(xì)致的設(shè)計(jì)和施工組織方案，在不中斷運(yùn)營的前提下，確保工程的可實(shí)施性。重點(diǎn)做好“拆除既有道岔及伸縮調(diào)節(jié)器，原位換鋪區(qū)間鋼軌及過渡扣件，逐一換鋪WJ-2A 型扣件，鋼軌焊接成無縫線路”這一施工流程，在保障安全的前提下提高施工效率，進(jìn)而為我國城市軌道交通的發(fā)展提供助力。