侯月线电气化重载铁路长大隧道线路更换宽轨枕板施工技术

摘要:根据铁道部和路局专项整治要求,需将隧道内线路宽轨枕板更换为III型混凝土枕。隧道内施工条件复杂,难度大,经过实践探索和研究,摸索出人机配合更换电气化重载铁路长大隧道内宽轨枕板较成熟的施工方法和技术,并取得良好的效果,填补了国内电气化重载铁路该项技术的空白。

关键词:侯月线;电气化;重载铁路;长大隧道;更换宽轨枕板

中图分类号:U225文献标识码:A

文章编号:1009-2374 (2010)19-0158-04

1工程概况

侯马北工务段管内铺设宽轨枕板的隧道有8座计26.646km,共44815根。本次施工位于侯月线翼东～桥上～上交～沁水间上下行,系山区较长铁路隧道,长度均在1.6公里以上,全部为单线隧道,状况良好,个别宽枕板存在掉块,横向或纵向裂纹,施工时应加强前期调查确定是否提前人工抽出。宽枕板板下道床为石灰岩细碴垫层,板结污染严重,病害较为突出。其中云台山隧道长度在8km以上,交通不便。侯月线为P60钢轨无缝线路,混凝土宽枕板轨枕配置1760根/km。施工于2009年2月25日至3月31日完成。

2施工技术条件和要求

(1)隧道范围60kg钢轨线路(含出入口外侧)既有宽枕更换为Ⅲ型轨枕,按1667根/km配置。钢轨接头两端相同型号过渡轨枕不少于5根。电容设施原位安置换。

(2)道床:采用顶面宽度3.1m标准道床断面,换枕以后补充道床Ⅰ级石碴,道床厚度≥30cm。

(3)线路平面及纵断面按既有状态恢复;整个隧道内线路完成换枕后,按设计纵坡恢复纵断面,并进行中型养路机械捣固。

3施工准备及安排

(1)隧道内线路纵断面测量及其设计。

(2)施工调查。一是调查掌握隧道附近车站股道、货场的使用情况,确定装卸料及弃渣场。占用二峰山车站及南铁专用线卸装轨枕,利用站台进行锚固等作业,创造了满足施工中堆放大量的新旧轨料和道砟所需的场地;二是做好施工大列宿营车驻地等配套完善协调工作;三是掌握施工隧道内照明、通风、降尘工作、动力电源、限界、既有设施、弃渣及废料堆积、信号通信等状况,制定可靠祥实的施工照明、动力电源使用,施工防护等方案。

(3)按施工有关设计、换枕日进度800～1200m(2组),2个作业队分别划分隧道施工区段,各自独立作业。出发站为翼城东、沁水站,装卸材料车站为二峰山车站;由车务部门配合于2月24日完成施工车辆编组。

(4)编组要求:配备作业大列2组,施工车辆编组为:机车1台(12m)+平板车1辆(12m)+洒水车1辆(12m)+轨枕运输车14辆(170m)+旧轨料回收小车1辆(12m)大修列车(92m)+1个路用平板(12m,散扣件)+1台捣固车(25m)+轨道车 (12m)+4个路用平板(补碴)(50m)+轨道车(12m)+1台捣固车(25m)+机车1台(12m),编组长度458m,总重约3000吨。编组合理配置,达到运行施工安全可靠的要求。每天施工结束后租用机车或调车机牵引旧料车到二峰山车站卸车,把当日装好的新枕车及第二天装就枕的专用平板车及时安排运行至翼城东、沁水车站进行编组作业,每个施工点每日专用轨枕车编组为14个(按日进度600m计算,9个重车5个空车),装卸新枕1008根,每日循环。

(5)施工步骤。预卸道碴:在本隧道施工前按照每100m1个车提前预卸道碴,保证预卸均匀,不得出现漏卸地段。卸后道碴应清至枕头外侧0.5m。

换枕:施工前一日:一是更换地段按设计里程每隔25m用白油漆标在钢轨外股轨腰上,按照既有轨面标高,使用尺杆和水平尺在洞壁一侧,每隔12.5m标注轨面标高控制桩;二是以顺线路里程方向左侧钢轨外侧为基准(曲线段以下股钢轨为准),每隔5m量出到洞壁的距离,以精确控制线路方向。施工当日。一是电化区段纵向回流线提前铺好,一头卡在钢轨上,由现场防护员负责安设;二是开挖切入口。点前将工机段划定的范围清挖道碴,封锁后开始方枕,通过施工列车前将悬空枕用枕木头支垫牢固;三是人工卸下扣件,大修列车将钢轨从前部拨出承轨槽,从布枕作业区后部将钢轨拨入承轨槽;大修列车使用龙门架将前方轨枕平车上新枕,吊装至新枕传送装置;将既有轨枕板挖除后,通过旧枕传送装置将轨枕板输送到龙门架处,吊装至前方腾空的轨枕平车上。使用下划梨将道床下挖至计划深度,污碴弃置洞壁两侧,将新枕按照计划间距布散到道心里;四是人工恢复、紧固扣件;人工将石碴筛净碴填入道床(关键部位:捣固区域),污土装袋,待补碴平板卸碴后,装平板车运走;大机捣固开通线路;五是线路整修:全面整修线路,补充道碴,大机捣细整找平,整理道床外观,恢复线路常速。

(6)施工队伍准备。施工队伍由领导组、技术组、安全组及现场施工人员组成,共计800人左右。

(7)各种线上料、工器具、备用料具及备用发电机等配备齐全。

(8)施工防护人员、设施备品配备齐全。

4施工方法

每天封闭线路5.0h(5:00～10:00),“天窗”点内,采用人机配合方法进行施工。

4.1道砟及轨枕运行安排到位

按规定顺序联挂的2列大机组成的轨道车列,携带当日所需道砟及轨枕运行到施工的隧道内,在指定地点解挂并对位,停放于各自的施工地点,做好防溜,在封锁区端解体分组施工。

4.2施工前准备

(1)提前进行线路调查,做好拆卸扣件的油漆标示、线间距、轨面控制标高的标定工作;与信号、供电、水电、铁通等单位联系,进行现场交底,要求过轨电缆开挖落至枕底200mm以下,距轨枕头外侧550mm范围内的继电箱、矮柱信号机基座、现场电话柱等进行移设。

(2)做好隧道照明工作,确保每日施工地段每30～50m一盏灯。以能正常作业为宜。

(3)合理确定隧道的施工进度、安排,考虑到单线隧道场地狭小,合拢位置应尽可能放在避车洞处。对次日作业地段的钢轨提前进行丈量,准确计算预切割位置,做好标注。所需的轨枕数量准确预报给机组负责人。

(4)施工前二日用柴油将施工地段的螺杆预滴,施工前一日次日施工地段的螺栓进行准备,对卸不下来的扣件进行处理。

(5)将断裂的旧轨枕板提前抽出,必要时先穿入木枕进行过渡,确保行车安全。

4.3当日施工

(1)慢行时间内进行扣件拆除按新《修规》第4.3.5条执行,接头两根枕扣件齐全、有效;半径不大于800m曲线地段砼枕隔三卸一;其它部位砼枕隔一卸一。封锁后大修列车到达前完成隔一松七,现场用白、红漆标识(未标识的慢行时间内即可拆除,白色标识在封锁命令下达后大修列车未进入施工地段前拆除,红色标识进行预松后复紧,在大修列车通过时由机械段安排专人用电动板手拆除。预松红色标识扣件,发现螺栓锈死现象及时汇报并由专职人员处理)。

(2)切入口作业:给点后安排人员将切入口处的石碴扒开,枕木头两侧石碴也要向前后清理一部分。在切入龙口处开挖3孔,将3根轨枕并排移到后方,在接头处开挖石碴,挖碴深度至枕底下100mm,其宽度为1.2m,两侧钢轨用枕木头支垫牢固,避免钢轨折断。同时龙口组按要求切开钢轨,(决定切口位置时要考虑焊缝,当日切入口在前日切出口往后2.4m),用夹板连接,保证施工大列顺利通过。

(3)给点后施工车辆进入施工区段,在距起点处100m处停车,捣固车以后车列和大修列车解体,大修车放走行滑道。扣件松完、切入口连接好后大修车进入地段,松开夹板,吊起钢轨,开始切入。

(4)大修列车将轨枕板挖除后,将道床下挖至计划深度。换枕距离足够时,夹具连接入口,大修车通过入口。

(5)在切入口处插入短轨联接,次日进行焊联,焊接工作必须严格执行焊接钢轨标准工艺流程,焊后立即进行探伤。

(6)切出口作业:确定切出口的位置后,安排人员将切出口处枕木头两侧的石碴向前后清理。在切出口处少放1根枕,将3根轨枕并排移到后方,在接头人工处开挖石碴,挖碴深度至宽枕板枕底下100mm,其宽度为3.6m,严禁因深度不够而出现高点,挖碴达到要求后将轨枕拨开到规定位置。钢轨头锯断后落槽合拢,使用普通夹板过渡联接。

(7)钢轨连接后大列运行出洞。拆开过渡夹板,钻眼上夹板合拢。

(8)恢复作业:上石碴捣固,检查轨距,扣件扣压力,并组织人员将扣件全部复紧,枕盒、道心内石碴回填饱满。在线路开通前全面检查轨道几何状态,并作记录,检查人签名,严把施工后放行列车关,达不到放行列车技术条件严禁放行列车。

(9)带动力的机车、轨道车、捣固车的进入区间后一律不得熄火,如遇机故应由随车人员做好防溜,并由专人负责落实。

(10)技术组作好线路标高和偏移的控制工作,保证两项指标在允许范围以内。

4.4整修(细整找平)

封锁前先对前日作业的线路进行纵断面测量,计算起拨道量资料,每隔9根轨枕在枕木上标明起拨道量和拨道方向。调查道床,对缺碴地段进行补碴。

封锁后大机进行起整作业:通过大机捣、捣、稳完成细整找平。作业完毕后继续进行换枕地段线路起整恢复作业。

各机组作业完毕后立即按当日制定的收车顺序收车、依次连挂;统一指挥,全列试风后,由机车牵引或顶进撤出区间,开通线路。

4.5养护

线路养护作业严禁使用齿条式起道机,养护工班必须每日对责任地段进行检查养护,杜绝Ⅱ级及以上超限病害。养护工班上道作业必须配备专职防护和驻站防护,并密切联系,随时注意来车情况,严格按照无封锁条件下的下道距离及时避车。

5工流程及工序

5.1做好准备工作

一日检查确认作业地段,清查施工所需料具,做好各项准备工作。工前30min清除线路宽轨枕两端道砟装袋堆码于电缆沟盖板边作为堆放弃渣的挡墙。

5.2重要工序

人工清筛边坡、清除避车洞、洞壁余土及拆除影响大列作业障碍物-风动车卸碴-大修列车换枕-补碴-大机捣固-人工线路整理-大机捣固稳定,交验。

5.3施工流程

6合理组织,提高效率

施工前,我们听取了郑州工务机械段的经验介绍,同时根据我段的实际情况,合理的制定了《侯月线大修列车更换隧道宽轨枕施工组织设计》及施工方案,施工中与机、车、工、电、供、大机、大修列车各单位密切合作,在路局规定的有限时间内,全面地、高质量地完成了侯月隧道线路更换宽轨枕板施工任务。

这次施工的封锁时间为240分钟,在上海、广州两个工务机械段的施工史上是没有过的(以往的施工封锁时间为300分钟),而以往的进度最高为600m,平均450m,要想完成此次任务,在机械不发生故障的情况下,按30天计算,平均每天每台需更换445m,才能完成。

针对本次施工封锁时间短,任务重的特点,在施工前,我们与大修列车的施工负责人共同探讨施工的每一个程序所需的时间,通过了解,大修列车的作业效率为每分钟14根,那么我们必须保证有足够的作业时间,才能完成本次施工,这就意味着,我们必须从配合上狠下功夫,缩短时间,为本次施工的顺利完成打下基础。具体做法如下:

6.1缩短对位时间

缩短对位时间,也就是说机车到达施工地点,一次停到位。我们的大修列车是采用两头机车牵引运行,根据这一情况,对大修列车的停位进行精确计算,并安排专人在前台停留位置用红色信号灯引导列车、对讲机与机车带道人员联系,实行双控,第一天就达到了预期效果,节约时间5分钟。

6.2缩短机车摘挂、连接时间

这是本次施工的关键,牵扯到机务、工务、大修列车、工务机械段四个单位的联系,施工的第一天,我们就遇到了麻烦,机务司机不太配合,摘挂、连接共耗时30分钟,当日下午,我们将各个单位的负责人组织起来,共同分析当日各单位存在的问题,同时制定了更为详细的摘挂、连接方案,由熟悉机务司机操作规章的人员担当带道员,根据每天的进度确定连挂地点,并制定了大修列车出现故障的应急预案,通过制度的落实,达到了预期目的,摘挂、连接耗时仅用10分钟就完成,节约时间20分钟。

6.3缩短切入时间

切入是大修列车施工的一项程序,怎么缩短呢?实际上,这里面还牵扯到我们的事情,锯轨、设置龙门均为我段配合,如何缩短,成了我们的有一难题,经与大修列车探讨,对作业程序进一步细化,决定在施工命令下达后,利用大修列车运行时间来完成此项工作,经过实践,证明,此方法可行,能缩短5分钟。

6.4缩短运行时间

这儿说的运行时间包括发令接令时间、列车试风时间、运行时间,后两个时间是基本固定时间,只有从发令接令时间来节约,这个时间又不由我们控制,任何做到呢?只有通过每日的施工总结会来协调。在总结会上,我们将每日的进度进行汇报,同时将我们的想法说出来,通过几次的协商,取得了车站的大力支持,同时我们还要求驻站防护,提前将要点情况按照路局下达的施工计划登记到位。在这个环节上,通过实践,能缩短时间2～5分钟。

7施工注意事项

施工开始,可逐步增加作业面每个新增作业队按日进度100m、200m逐渐增加施工量,达到熟练更换739m的施工能力,可再开下一作业面。施工过程中,各工序应加强衔接,组织有序,尽量超前进行下道工序保持平行作业,减少工序控制时间,保证按天窗点开通线路。

施工中一切从工作出发,强调不到位环节的卡控;增强作业人员的责任心,加强各部门的团结和凝聚力;善于总结,积累经验;有效利用人力资源,注重多方面人才培养。

由于施工期间接触网不停电,协调大列和机车作业人员作安全卡控。

施工中注重隧道通风,保证施工人员的身心健康。

8效果

由于更换电气化重载铁路长大隧道内宽轨枕板施工技术是国内首创性的,通过不断总结和改善施工流程,人机队伍配合恰到好处,大大提高了作业效率。在时间紧、任务重的情况下,提前一天完成了施工任务。由最初上海局大列施工队在部属单位施工单队以往每日进度最高记录为600m,提高到739m,创国内最高记录。同时更换III型枕后及时采用中捣车对线路进行了捣固维修,隧道内线路质量得到了彻底的改善,同时我段的轨检车平均不良扣分(只是这8座隧道的不良扣分)由原来的102.81分下降到26.71分,设备质量得到了大幅度提升。

参考文献

[1] 洛阳铁路分局总工室,洛阳铁路分局办公室.侯月线桃坪隧道病害分析及整治建议[J].中国铁路,1999,(3).

[2] 孙传亮.单线铁路长大隧道――武隆隧道快速施工技术[J].现代隧道技术,2004,(Z2).

[3] 铁路部第二堪测设计院.铁路工程设计技术手册(隧道)[M].中国铁道出版社,1995.

[4] 中国铁道部铁运(2006)177号.铁路工务安全规则.

[5] 中国铁道部铁运〔2006〕146号.铁路线路修理规则.

[6] 中国铁道部铁运(2006)227号.大型养路机械使用管理规则.

[7] 中国铁道部铁办(2008)190号.铁路营业线施工安全管理办法.

[8] 太原铁路局太铁师(2008)297号.太原铁路局铁路营业线施工安全管理实施细则.

[9] 铁路技术管理规程.太原铁路局《行车组织规则》。

作者简介:祁革强(1967-),男,山西运城人,太原铁路局侯马北工务段工程师,研究方向:铁道工程。