郑西铁路客运专线轨道精调施工技术总结

摘 要:轨道精调是无砟轨道施工中最关键的一道工序,它对轨道的线型最终位置能否达到设计及验标的要求起着决定性的作用,是决定这个项目成败的关键所在。文章结合作者参与施工的郑州至西安铁路客运专线ZXZQ02标段项目施工为案例,对轨道精调施工工艺技术进行了做了阐述和总结。

关键词:客运专线 轨道精调 施工技术 总结

中图分类号:F530.33 文献标识码:A

文章编号:1004-4914(2010)07-277-02

一、概述

轨道精调是无砟轨道施工中最关键的一道工序,它对轨道的线型最终位置能否达到设计及验标的要求起着决定性的作用。在道床板施工完毕无缝线路铺设完成,长钢轨应力放散、锁定后的工作即轨道精调,也就是对轨道线型(轨向和轨面高程)进行优化调整,合理控制轨距变化率和水平变化率,使轨道静态精度满足350km/h及以上高速行车条件。

二、工程概况

中铁十六局集团公司承建的郑州至西安铁路客运专线ZXZQ02标段位于河南省境内东起郑州市西止三门峡市,施工起讫里程为DK45+530～DK170+800,线路长度122.806km。主要工程内容有:新建隧道(含明洞)9座计20.003km,桥梁38座计67.782km,路基35.021km,新建车站2座即新巩义车站和洛阳南站,轨道(无砟)工程122.806双线公里。工程项目设计速度为350km/h,验收(综合调试)速度要达到1.1倍设计速度要求。

三、轨道精调工艺流程(见图1)

1.施工准备。(1)轨道精调仪器设备准备。郑西铁路客运专线ZXZQ02标段轨道精调施工采用的仪器是天宝(Trimble S6)全站仪及相配套GEDO CE轨道检测小车,设备主要有YLB-700型液压双头螺栓扳手、单头手动螺栓扳手、起道器、轨距尺、塞尺、弦尺、毛刷、螺丝刀(平口)、镊子单头手动扳手等仪器设备。(2)主要人员、设备配置准备。对精调人员进行精调工艺、程序、标准的专业培训,使参与轨道精调的人员全面掌握相关标准及要求。培训时分专业工种培训:测量按现场采集数据和内业数据分析计算培训;现场作业人员按标示、挡块和垫板摆放、电动扳手操作人员、挡块和垫板更换人员、质量检测人员和核实人员培训。对参加轨道精调的管理人员和作业人员应固定,不应任意调动。(3)CPⅢ控制网复测。CPⅢ控制网主要是为铺设无砟轨道和对轨道精调提供控制基准,是在CPI、CPⅡ加密控制网基础上采用后方交汇法施测,CPⅢ控制网布网形式如图2所示。在对轨道进行精调施工前一个月完成CPⅢ控制网复测和检算,保证cPⅢ网点的稳定性,对确保轨道的高精度精调很有必要。(4)调整件准备。郑西铁路客运专线ZXZQ02标段无砟轨道采用的是福斯罗300-1型扣件系统,需要提前准备的有wfp15a型轨距挡板、Zw692轨垫、Ap20调高垫板等主要调整件,以上三种调整件约按需调整量的10%来备货。由于铺轨单位与轨道精调单位不是一家施工单位,而施工战线比较长这给铺轨单位的现场施工管理带来一定的难度,所以精调单位到施工现场时总是缺少福斯罗300-1型扣件系统中的其他零部件,如轨枕螺栓、弹条、绝缘垫片、底板、弹性垫板等零部件,故对这些零部件也要所准备,以免耽误轨道精调的质量和进度。(5)轨枕编号。①轨枕编号方法。轨枕编号是为了确保轨道精调的高精度和施工方便在每根轨枕上用阿拉伯数字并按一定顺序标示的号码即为轨枕编号,是采集数据、现场标示和更换扣件的主要依据。按照连续贯通里程,两个连续CPⅢ控制点之间轨枕应连续编号,其方法为:CPⅢ控制点编号+XXX(沿里程增加方向的排序号),例如CPⅢ控制点编号为63311,沿该里程增加方向的第八根轨枕排序号为008,则该轨枕的轨枕编号为63311008。②轨枕编号注意事项。一是一根轨枕只能有一个独一无二的号码;二是CPⅢ点的编号,采用里程数来编列;三是左线为单号,右线为双号,例如63311008,即表示从“63311”CPⅢ点沿里程增加方向左线的第八根轨枕;四是CPⅢ点的编号应该明确标记在临时支柱或防撞墙上;五是编号的方向要面向里程的前进方向。(6)钢轨及扣件系统检查。对全部将钢轨及扣件系统检查出来的问题分类统计好后上交总工程师。

2.轨道测量。(1)测量前,全站仪设站精度应符合《客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定》要求,并对TrimbleS6全站仪和GEDO CE轨检小车及轨距尺进行校核。(2)采用轨检小车对轨道进行逐根轨枕连续测量。(3)区间轨道应连续测量,分次测量时,两次测量搭接长度不少于5～12根轨枕。(4)车站道岔应单独测量,与两端线路搭接长度不少于35m。(5)现场采集的测量数据最好是以2km为一个单元报内业数据分析人员,这样不但有利于内业数据分析和材料统计计划,而且更有利于对精调后轨道的稳定性。

3.调整量计算。调整量计算的基本原则是:先轨向后轨距,先高低后水平。对轨道精度和线型分区段进行综合分析评价,确定需要调整的区段。(1)轨向调整。调整基准轨,基准轨选择为曲线地段选择高轨,直线地段选择与前方曲线高轨同侧钢轨,对基准轨方向进行精确调整,短波(30m)2mm合格率100%,1mm合格率≮96%;长波(300m)10mm合格率100%;线型平顺,无突变,无周期性小幅振荡。(2)轨距调整。固定基准轨,调整另一股钢轨,轨距精度控制:±2mm合格率100%,±1mm合格率≮96%,轨距变化率≯1.5‰;该股钢轨方向线型应平顺,无突变,无周期性小幅振荡。(3)高低调整。调整非基准轨―低轨,非基准轨选择为曲线地段选择低轨,直线地段选择与前方曲线低轨同侧钢轨,对非基准股钢轨高低进行精确调整,短波(30m)2mm合格率100%,1mm合格率≮96%;长波(300m)10mm合格率100%;线型平顺,无突变,无周期性小幅振荡。(4)水平调整。固定基准轨,调整另一股钢轨高低,校核水平精度,1mm合格率100%;水平变化率,相邻两根轨枕≯1mm,间隔三根轨枕≯2mm;该股钢轨高低线型应平顺,无突变,无周期性小幅振荡。(5)分析数据,确定调整区段。将现场采集的测量数据导入软件进行调整量计算,将轨道各项几何尺寸全部调整到允许范围之内,并对轨道线型进行优化。(6)形成调整量表。对计算的调整量进行核对优化后形成正式“调整量表”。(表略),该表是用于现场对扣件更换的依据。(7)备足调整件数量根据调整量表准确统计各类调整件需求数量,并提前报物资设备保障部,以免耽误施工进度。

4.现场标示。标示人员在标示之前必须审核“调整量表”中的数据,如有疑问及时与数据分析小组联系待确定后将数据与现场里程、CPⅢ编号、轨枕编号进行比对正确再进行标示。(1)高程标示高程标示在钢轨左侧的轨枕肩上。在福斯罗300-1型扣件系统中用于高程调整的主要是轨下垫板Zw692轨垫和Ap20钢制调节板,在实际标示时不是直接按“调整量表”中的显示的高程数据标示而是根据表中的高程数据转化为实际的轨下垫板型号的数据来标示。例如表3中轨枕编号为65316014左轨高程为“-1”,在轨枕肩上标示为“5”,(标准型轨下垫板厚度为6mm的Zw692-6),在摆放轨下垫板时就直接把5mm的Zw692-5摆放在轨枕旁边了。这样标示的目的是为了缩短施工时间。(2)平面标示。平面标示在钢轨右侧的轨枕肩上。标示时直接按“调整量表”中给出的数据直接标示,一般情况只标示代负号的(轨距挡板是一对带正负号),例如表3中轨枕编号为65316014左轨平面为“2”,在钢轨右侧枕肩上标示为“-2”,在钢轨左侧枕肩上标示为“2”但一般不标示以免和高程标示相混淆。(3)核对。该班施工的高程和平面均标示完成后,必须进行核对,要做到准确无误。

5.扣件更换。(1)扣件更换工艺流程(见图3)。(2)具体的扣件更换工艺流程。①施工准备。根据“调整量表”到物资设备部领取扣件并运到现场。②扣件摆放。根据“调整量表”到物资设备部领取扣件并运到现场对着轨枕肩上的标示,将更换的扣件一一对应摆放整齐。在摆放轨距挡板(标有“+”或“-”符号)时,轨距挡板上的符号必须与轨枕肩上标示的符号一致,带有“-”号的轨距挡板必须摆放到标有“-”轨枕肩一侧,然后带“+”的轨距挡板摆放在轨枕肩另一侧。摆放轨下垫板时按照标示的垫板型号摆放。③松动轨枕螺栓。扣件调整过程中,每次松开5～8根轨枕螺栓,直线地段可适当多松动几根轨枕,其中不包括代表标示轨枕端部前两个或后两个不带标示的轨枕,不带标示轨枕上的螺栓不取出,只松动。只进行挡块的更换时,首先松开带有“-”号一侧的螺栓,然后再松开带有“+”号一侧的螺栓,松动时要逐根松动从一头松到另一头,不准许跳着松动。只进行垫板的更换时,两侧可任选一侧松动,松动时要逐根松动从一头松到另一头,不准许跳着松动,松动时松动完一侧在松动另一侧。档块和垫板同时更换时,首先松开“-”号一侧的螺栓,然后再松开“+”号一侧的螺栓,松动时要逐根松动从一头松到另一头,不准许跳着松动。④扣件更换。核对摆放更换的挡块、轨下垫板是否和轨枕肩上所标示需要更换的挡块、轨下垫板型号一致。螺栓全部松动后,除最两侧的螺栓不取出外其他螺栓可全部取出,然后取出挡块或轨下垫板(用两个起道器对称把钢轨托起到可把旧轨下垫板取出即可,切不可把钢轨抬得太高,以免钢轨变形),用毛刷、平口小铲、镊子、气筒等工具对松开部位轨枕面及螺栓孔进行全面清理,干净后安装要更换的挡块和轨下垫板,用手把轨枕螺栓上到位。⑤紧固轨枕螺栓。只进行挡块的更换时,当挡块更换完毕后,首先紧固“+”号一侧的螺栓,然后紧固“-”号一侧的螺栓,紧固时要逐根紧固,从一头紧固到另一头,不准许跳着紧固。只进行垫板的更换时,当垫板更换完毕后,首先紧固的是先松动的一侧的螺栓,然后紧固另一侧的螺栓,紧固时要逐根紧固,从一头紧固到另一头,也不准许跳着紧固。档块和垫板同时更换时,当挡块和垫板更换完毕后,首先紧固“+”号一侧的螺栓,然后紧固“-”号一侧的螺栓,紧固时要逐根紧固,从一头紧固到另一头,不准许跳着紧固。螺栓在紧固时,一定要保证扣件压力在250Nm左右。⑥收尾工作。回收更换下来的扣件按照规格型号分类整理好后移交物资设备部门管理,根据现场实际调整情况做好记录。

6.轨道复测。(1)复测前,对调整区段的扣件、轨下垫板等进行全面检查,确认安装调整正确,扣压力达到设计标准。(2)对调整区段采用轨检小车进行逐根轨枕连续测量,测量数据存档备查。(3)复测数据不满足精度要求的地段应重新调整,重新调整时按前面的步骤进行。

四、质量控制及检验

1.轨面高程符合设计要求,允许偏差为-6～+4mm。

2.轨道中心与设计中线允许偏差为10mm,线间距允许偏差为0～10mm。

3.轨道精调其它质量允许偏差及检测方法略。

五、结束语

通过参加郑州至西安铁路客运专线ZXZQ02标段轨道精调施工,无论在工艺流程技术上的掌握和控制还是在施工质量、进度和成本上的保证,效果是好的,并积累了一些宝贵的施工经验,但施工中还存在一些不足,需要我们进一步努力探索和总结,从而在以后的铁路客运专线轨道精调施工中始终有一套完善的轨道精调技术。

参考文献:

1.客运专线无砟轨道铁路工程施工质量验收暂行标准.铁建设[2007]85号

2.客运专线无砟轨道铁路工程施工技术指南.TZ216-2007

3.客运专线无砟轨道铁路工程测量暂行规定.铁建设[2006]189号

4.高速铁路无砟轨道工程施工精调作业指南.铁建设函[2009]6749号

(作者单位:中铁十六局集团第二工程有限公司 天津 300162)

(责编:若佳)