矿山铁路线病害技术改造

摘要:本文介绍通过在矿山线铁路病害技术改造过程中，选用不同施工方案和技术方案，经过系统的分析对比，选出最优方案，成功治理了路基病害，为以后处理同类病害提供了技术依据。

关键词:矿山铁路 变形 病害治理 膨胀土 降本增效

中图分类号：TD2文献标识码： A

引言

中国铝业山东分公司运输部，主要负责公司生产建设所需大宗原燃物料的运进和公司氧化铝、化学品氧化铝、氢铝等产品的铁路外运业务，铁路线路总长43公里，道岔98组，铁路桥梁4座，铁路占地面积20.05万平方米，年进出货物600万吨，企业内部铁路网络规模居淄博市第二位。拥有先进的铁路专用线运输信息管理与机车监控系统，年运输能力达1100万吨。本文矿山铁路线是干法水泥厂原材物料和氧化铝厂所需石灰石矿的运输通道，也是公司规划中的引湖田站至厂内铁路线路即第二交接线的重要区段，对公司的运输有着不可或缺的作用。

1问题的分析

1.2工程地点

矿山铁路湖罗路道口～503#道岔区间

1.2病害概况

1.2.1该段线路路基为1.5～2.5 m的高路堤，1952年建成后路基一直没有太大变化，但从2009年12月起，矿山复线湖罗路道口至503#道岔区段和矿山线胡罗路道口及道口桥出现基床起伏、反坡甚至产生路肩隆起现象。发现问题后，工务车间采用落道、拨道等办法维持基本通车条件。但后来道床出现明显变形带，最大隆起量达到1m, 线路纵断面出现15度的倾斜，通过落道等方法已不能解决线路变形问题，因此矿山复线湖罗路道口至503#道岔区段从2010年7月起停止运行。

1.2.2矿山线湖罗路道口及道口从2010年12月起开始加速变形，道口纵向以及道口桥不断隆起。其具体变化情况见表1。

表1湖罗路道口以及道口桥高程控制点实测变化值：（测量位置为轨面）

注：“+”为高程抬升

表2线路轨道静态高低容许偏差管理值

2011年4月1日测量矿山线湖罗路道口及桥上测量三点高低为35mm、26mm、24mm，均已严重超出《铁路线路维修规则》[1]见表2线路轨道静态高低容许偏差管理值其它站线要求，根据《维规》质量评定要求，线路有一个点超出规范要求，整条线路为不合格项，线路必须停止运行，因此矿山线必须停止运行，并尽快进行病害治理。

2方案选择

2.1方案一：彻底对矿山复线和矿山线湖罗路道口及桥进行病害治理；

2.1.1经勘查部门勘查，以上两段线路出现的基床不均匀起伏、反坡，甚至产生路基隆起、外挤等现象，是由外界综合因素产生的膨胀土导致道床下的路基变形引起的[2]。

2.1.2具体整治措施是: 封锁道口，并对道口砼面进行破碎开挖，换填基床膨胀土。将基床膨胀土挖除，换填低塑性粘土、渗水土及中粗河砂，做好其与原膨胀土接触面的排水坡和与道床接触的路拱。

2.2方案二：对矿山线和矿山复线进行改线

2.2.1具体措施是：在矿山复线湖罗路道口上合适位置，新建一个曲线连接矿山线，用这种方法就能避开线路变形区段，满足矿山通车要求。

2.3方案分析对比

2.3.1通过对以上两个方案进行系统分析，方案一能从根本上解决矿山线和矿山复线的线路变化状况，但其工程量较大，投资额较高，根据测算需1000万元，施工周期长且封锁湖罗路非常困难。

2.3.2方案二不但投资少易施工，而且工期较短，能快速满足公司生产需要。

3整治方案

3.1将矿山线大部分未变形段保留，新建一条R≥250m曲线连接矿山复线，正线采用50Kg/m-25m轨，轨道全部利用既有。原矿石山线为弹条扣件，矿山复线为扣板扣件，本次整治维持既有标；轨枕利用原有混凝土枕，1600根/Km。

3.2道床采用双层道床，面层采用Ⅰ级碎石道碴，面碴厚20cm，底碴厚20cm，下采用200mm厚砂垫层，（砂选择粗砂）。

3.3道床顶面宽3.2m,道床坡率1:1.75

4曲线设计计算

4.1根据现场测量得出，矿山复线直线方向与矿山复线湖罗道口延长线的转向角为15°38′41″

4.2根据公式：切线长T=R.tanα/2

曲线长L=R.α.π/180°

外矢距E0=R（secα/2-1）

T—切线长，即交点至直圆点或圆直点的直线长度；

L—曲线长，即圆曲线的长度（ZY—QZ—YZ圆弧的长度）；

E0—外矢距，即交点至曲中点的距离；

α—转向角，即直线转向角；

R—圆曲线半径。

表3矿山线矿山复线连接曲线计算表

单位：米

4.3通过对三种不同半径计算出的曲线长度进行分析，（见表3）当R=250时，曲线长最短，最易施工，但由于曲线半径小，在机车通过时曲线线路和机车相互破坏力较大，因此此半径不易采用；R=350时，虽然半径较大，但曲线长度也挺大，如果采用此半径，则对现已矿山线矿山复线占用量较大，直接导致施工难度增大，工程量也大；

综上分析采用R=300时较为合适。

下图为线路改造效果图

5现场实施

5.1根据设计计算数据，现场测量放线，确定新建连接线具置。

5.2新建连接线方位确定后，对矿山线、矿山复线与连接线衔接位置进行拆除，拆除后开挖道床--平整路基—摊铺砂垫层—摊铺石碴，在摊铺石碴的过程中，采用分层摊铺分成夯实的方法，每层厚度不超过20cm，夯填至设计标高后，按设计边坡率修整拍实边坡。

5.3道床施工完毕后，铺设轨排—精确测量定位—回填石碴—起道、拨道、捣固。

5.4机车压道，竣工验收。

6实施效果

6.1消除线路安全隐患

6.1.1通过此技改项目的实施，病害得到了治理成为“下部稳、上部准，纵不爬、横不移”的线路，为实现铁路运输的本质安全提供了设备保障。

6.2增加了收入 降低了成本

6.2.1技改工程的实施不但增加了每月运输收入30余万元，而且盘活了存量资产降低了运输成本；同时由于火车运输石灰石矿比汽车成本低。也为兄弟单位的降本增效做出了贡献。

6.2.3为隐患线路的整治提供技术依据。

7结论

7.1矿山线铁路病害技术改造，经通车后一段时间的观察，线路路基非常稳定。该病害技改项目成功实施，为以后处理同类病害提供了技术依据。

参考文献:

[1]《铁路线路维修规则》中国铁道出版社2001 北京

[2]游进发等.《铁路工务技术手册》路基 膨胀土的判别与分类