摘要：高速道岔作为线路的关键部位，对列车运行安全起着重要作用。随着列车频繁运行，在运营过程中高速道岔不可避免地会出现无法维修的钢轨磨耗或岔轨伤损病害，这时就需要对道岔钢轨及其扣配件进行更换。文中以某高速铁路车站18#大号码无砟道岔轨件更换施工中为背景，针对营业线天窗点内施工时间紧、任务重的特点，研究总结出每个天窗点只进行单侧、逐段更换的高速道岔“分解法”轨件更换施工工艺，并经现场实践总结，形成成套更换技术，确保了线路正点安全开通运营，更换的道岔几何形位符合标准要求，可为营业线高速铁路道岔轨件更换施工提供借鉴。
关键词：营业线 高速道岔 轨件更换
Research and Application of Rail Replacement Technology for Ballastless Turnout on Business Line High Speed Railway
Tianwei-ping
（China Railway First Group New Railway Laying Corporation，Xianyang，Shaanxi Province，712000，China）
Abstract：As a key part of the line，high-speed turnout plays an important role in train operation safety.With the frequent operation of trains，high-speed turnout will inevitably appear irreparable rail wear or rail damage during operation.At this time，it is necessary to replace the rail and its fastening parts.Based on the background of Ballastless turnout rail replacement construction in a high-speed railway station，aiming at the characteristics of tight construction time and heavy task in the skylight point of the business line，this paper studies and summarizes the construction technology of "decomposition method" rail replacement of high-speed turnout which only replaces one side and one section by one at each skylight point，and forms a complete set of replacement technology and assembly kit through on-site practice summary，which can be used for high-speed business line.Railway Turnout Rail Parts Replacement Construction Provides Reference.
Key words：Existing line High speed turnout Rail replacement
1 概述
轨道作为高速铁路的主要结构物，直接承受来自车辆的荷载，并将荷载传递到下部结构，轨道结构受力状态复杂，运营条件的任何变化都会直接引发受力状态的变化，轨下基础的状态和性能对轨道结构也有影响。道岔是机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道的线路设备，是铁路轨道的重要组成部分。道岔是线路上的薄弱环节，是线路影响列车行车速度和安全的关键之一。对高速铁路而言，道岔占有十分重要的特殊地位。为适应高速铁路对线路高平顺性和高稳定性的技术要求，高速铁路道岔设计一方面采用满足高速行车需要的高速道岔，另一方面道岔区轨下基础优先选用无砟轨道结构型式。对于营业线高速道岔，其铺设状态对行车质量和行车安全有着重要影响。随着列车高速频繁运行，道岔轨件不可避免的会出现磨耗和伤损，给行车带来安全隐患，需要及时进行更换处理。由于高速铁路道岔长度长、单件质量大，受营业线道岔区轨旁设备、接触网等影响，道岔轨件更换运输、铺设时需保证钢轨件不产生变形，且不能影响既有设备安全，在这方面没有成熟的工艺可供借鉴，需要开展相关技术研究，在确保道岔更换质量的同时，确保既有设备安全和行车安全。
2 总体更换方案
18号无砟道岔全长69m，前长31.729m，后长37.271m，质量约94t，转辙部分长度24.645m，质量约11.7t，可动心辙叉部分长度24.29m，质量约14t，吊装运输困难。为了确保天窗点内完成道岔轨件更换，需要分时段逐步进行，时间跨度相对较大。为了保证在施工期间不影响客车运营，道岔轨件更换计划分部完成预铺及滑移。受地形限制，经综合考虑，计划通过8个施工天窗点完成1组P60-18#道岔的轨件更换，施工期间施工区段限速行驶，为减少轨件更换时点内施工工程量，采取单侧更换，确保轨道及电务设备正常运转。
天窗点内高速无砟轨道道岔轨件更换施工工艺流程见图2.0.1。
图2.0.1 天窗点内更换无砟道岔轨件施工流程图
3 工艺特点
1）采取每个工作日只进行单侧更换的“分解法”施工，8个工作日更换完成一组道岔钢轨，确保了轨道及电务设备正常运转。
2）提前对新道岔分段组装，既解决了现场场地狭小，难以展开施工的难题，又能节约时间，确保天窗点内完成当天施工任务。
3）采用TQZ600A随车起重机，作业半径为6m，可实现跨股道作业。既节省作业时间，也减少设备投入，降低施工成本。
4）申请垂直天窗，利用邻线停放轨道车及TQZ600A随车起重机进行跨线配合作业。
4 道岔轨件更换关键技术
4.1 施工调查
1）对施工地段设备状况进行调查，调查内容包括：施工场地布局、既有转辙机设备、密贴检查器、融雪设备及轨道电路状态及位置，调查既有道岔铺设温度及锁定温度，对车站股道间设备及周边环境的调查等。
2）确定道岔轨件进路及运输方式，TQZ600A随车起重机运行线路及挂运方式。并申请TQZ600A随车起重机营业线运行计划，清除进路上的障碍物。
3） TQZ600A随车起重机调试
TQZ600A随车起重机进场后，必须对机组进行一次全面彻底的检查，了解各部件的工作状态和可靠程度，确定无误后再进行液压、电气系统总体调试，并进行试吊装。
4.2 登记
驻站联络员要求提前1小时到达车站运转室（信号楼）向车站签到，并严格按规定在《行车设备施工登记簿》上办理登记手续。
4.3 接触网停电、验电
现场施工负责人收到天窗点施工命令后，通知配合单位（供电段）将相关单元接触网停电，搭地线，并经现场防护员确认。
4.4 测量定位
1）采用轨道几何尺寸测量仪采集既有道岔及岔前、岔后过渡段线路及道岔几何尺寸。
2）测量定位道岔轨件预铺平台搭设的位置及岔前、岔心、岔后的位置。
4.5 道岔轨件拼装平台搭设
1）场地平整，使拼装的道岔长平良好。场地平整后采用木枕或方钢搭设台座，木枕或方钢间距不得大于2.5m，轨件接头两端1m处增设木枕或方钢。
2）根据施工需要分部完成轨件组装，轨件组装分上、下两层，台座高度必须适宜，既要考虑道岔轨件滑移时起升量不宜过大，同时也要满足轨
件组装完成后轨面低于既有线路钢轨面要求。
4.6 直、曲股轨件拼装
1）封锁天窗点前将曲尖轨组件、直下基轨、曲下导轨、曲护基轨装车并加固，利用轨道车将轨件随车挂运至作业区。
2）利用轨道吊将轨件卸至预铺平台上，曲基本轨+直尖轨组件及配轨按前后顺序摆放，轨缝按设计8mm预留，人工配合将曲基本轨+直尖轨组件、直下导轨、曲下导轨及曲护基轨调直、拨顺，拼装示意见图4.6。
图4.6 轨件拼装示意图
3）采用铝热焊完成曲基本轨+直尖轨组件根部与直下导轨、曲下导轨、曲护基轨处的焊接。
4）焊接温度低于50°C 时进行探伤，探伤人员及设备管理单位探伤人员共同对点内完成的铝热焊头进行探伤，并出具探伤报告。
5）完成探伤后确认装轨件平稳，铁丝加固，防止轨件翘起。
6）同步既有道岔直尖轨前端据轨，在直尖轨前更换一根不小于21cm同型号钢轨。与道岔连接端采用鱼尾板打眼连接临时过渡，另外一端现场完成铝热焊头进行探伤，并出具探伤报告。
7）施工结束后，申请施工区段限速45km/h 开通线路。
下次天窗点内同上完成直基本轨+曲尖轨组件、直上导轨、曲上导轨、直护基轨拼装、焊接及探伤，并拆解曲上导轨连接处厂制交接绝缘。
同步在既有道岔曲尖轨前端据轨，在曲尖轨前更换一根不小于21cm同型号钢轨。与道岔连接端采用鱼尾板打眼连接临时过渡，另外一端现场完成铝热焊头进行探伤，并出具探伤报告。
4.7 直、曲股轨件滑移、更换
1）连接回流线，电务施工单位配合将岔前1号、2号、3号转辙机及融雪设备、跳线拆除。
2）拆除既有道岔直基本轨+曲尖轨组件、直上导轨、曲上导轨、直护基轨，拆除时道岔直基本轨+曲尖轨组件部分拆卸滑床板螺栓，其余部分拆卸T形螺栓。利用喷灯、扳手拆除曲上导轨厂制胶结鱼尾板。利用锯轨机在岔后厂制预留轨缝位置切割轨缝，见图4.7。
图4.7轨件更换示意图
3）道岔轨件滑移。
将轨件起升至高于既有轨面20cm后布置滑轨，滑轨间距不得大于6.5m，滑移过程中要统一指挥，前后推送要同时进行，避免出现一端快一端慢的现象。
4）道岔轨件落地前，通过滑轨调整轨件使其到达设计位置，检查轨件到达设计位置后，方可抽取滑轨。
5）道岔就位后，根据标记好的扣件及调整件恢复道岔，同时在岔后直基护轨后端插曲一个长度不小于20m同型号钢轨。
6）电务配合单位完成岔前1号、2号、3号转辙机及融雪设备、跳线安装。
7）岔前、岔后厂制轨缝采用铝热焊完成焊轨。曲上导轨厂制胶接绝缘轨缝采用普通绝缘夹板连接。
8）道岔调整及探伤
以天窗点内未拆除部分轨件为参照标准，调整更换部分轨件几何尺寸。焊接温度低于50°C 时进行探伤，探伤人员及设备管理单位探伤人员共同对天窗点内完成的铝热焊头进行探伤，并出探伤报告。
9）电务设备调试
电务施工单位完成道岔转辙机连锁调试。
10）检查验收
道岔几何尺寸及水平调整后，组织相关单位对道岔进行验收。并对施工现场进行检查，清理工具及路料。
11）开通线路
申请施工区段限速45km/h开通线路。
下次天窗点内同上施工工序完成曲基本轨+直尖轨组件、直下基轨、曲下导轨、曲护基轨更换、焊接及探伤施工。
4.8 辙叉心轨吊装、更换
1）封锁天窗点前将轨道车挂运轨道吊施工区。
2）连接回流线，电务施工单位配合拆移道岔辙叉心轨4号、5号转辙机拉连杆、辙叉轨及岔后电缆及信号设备连接线。
3）将道岔曲上导轨普通绝缘夹板拆除，采用锯轨机将既有4#岔辙叉心轨前端、辙叉心轨岔后厂制轨缝处切割。拆除辙叉心轨部分滑床板螺旋、辙叉前端至曲上导轨绝缘轨缝处T型螺栓，用轨道吊将旧辙叉心轨及拆除部分轨件滑移至两线间临时存放，新辙叉心轨及岔前岔后引轨吊装至设计辙叉心轨位置上。安装辙叉心轨部分滑床板螺旋道钉。
4）道岔电务施工配合单位完成辙叉心轨处4号、5号、转辙机及融雪设备、跳线安装。
5）辙叉前、后端轨缝铝热焊接5处。完成曲上导轨中部胶结绝缘1处。
6）道岔调整及探伤：以点内未拆除部分轨件为参照标准，调整更换部分轨件几何尺寸。焊接温度低于50°C 时进行探伤，探伤人员及设备管理单位探伤人员共同对点内完成的铝热焊头进行探伤，并出探伤报告。
7）电务设备调试：配合电务施工单位完成道岔转辙机连锁调试。
8）检查验收：道岔几何尺寸及水平调整后，组织相关单位对道岔进行验收。并对施工现场进行检查，清理工具及路料。
9）开通线路：申请施工区段限速45km/h开通线路。
4.9 道岔及过渡段线路精测、精调
1）采用轨道几何尺寸测量仪对道岔及岔前、岔后过渡段线路进行数据采集，测量基站设置时，岔前、岔后过渡段线路不得小于75m。采用CPIII桩不得小于6对。
2）数据分析：根据采集数据结果，出专项精调方案。
3）现场精调：按“先高低、后方向，先直股、后曲股，先整体、后局部”的原则。完成整组道岔及岔前、岔后过渡段线路的精调。
4）电务设备调试：电务施工单位完成道岔转辙机连锁调试。
5）检查验收：道岔几何尺寸及水平调整后，组织相关单位对道岔进行验收。并对施工现场进行检查，清理工具及路料。
6）开通线路：申请施工区段限速45km/h开通线路。
4.10 道岔及过渡段钢轨廓形打磨
1）施工准备：与设备管理单位对接，确定将道岔岔轨打磨轨型（60轨型或60N轨型）。全面检查打磨机组运转是否良好。
2）测点标记：岔内廓形测点为三个轨道截面共计10个测点：第一个截面位于距岔前1～2m处（测点MP1和MP2），第二个截面位于导曲线中部（测点MP3、MP4、MP7和MP8），第三个截面位于距岔尾1～2m处（测点MP5、MP6、MP9和MP10）。轨头廓形打磨偏差应满足表4.10的要求。
表4.10钢轨打磨轨头廓形验收标准（手工检测）
注：廓形验收范围为钢轨轨头横向-25mm至32mm。表中+、-分别表示所测廓形高于和低于目标廓形的量值。
3）道岔打磨：以标记点廓形控制对道岔钢轨进行廓形打磨，打磨过程中以“先直股、后曲股”的顺序进行。在尖轨尖端及可动心轨尖端采用手动打磨机进行微打磨过渡处理。在道岔前后接头向外顺接各20米的基础上，按照1：10000的顺坡延长顺接长度。
4）施工结束后，申请施工区段限速45km/h开通线路。
4.11 工电联调
检查验收：道岔几何尺寸及水平调整后，组织相关单位对道岔进行验收。并对施工现场进行检查，清理工具及路料。
配合电务施工单位完成道岔转辙机连锁调试。
4.12 申请线路恢复常速
根据营业线施工管理办法，施工结束后，施工区段线路第一列限速45km/h，第二列限速80km/h，第三列限速120km/h，第四列限速160km/h，第四列以后线路恢复常速。
5 确保营业线高铁运行安全的保证措施
1）及时与行车组织、设备管理单位签订安全生产协议，全面履行约定的己方职责。接受建设、监理和行车组织、设备管理等单位施工安全检查监督，对施工安全监督人员提出的整改要求无条件执行。组织对发现问题、隐患的整改，并及时向路局反馈结果。
2）加强施工质量管理，强化新开通、启用设备的检查整修，并及时办理设备验交或代维手续，对尚未施工区间责任地段，应落实好养护维修，消除Ⅱ级及以上几何尺寸偏差，完成路局轨检车指标，确保行车安全平稳。
3）现场施工负责人接到供电段现场负责人确认接触网已停电，并做好接地，方可进行施工作业。作业结束后，现场施工负责人确认具备送电、行车条件，将作业人员、机具、材料撤至安全地带，拆除接地线，宣布作业结束，通知供电段现场负责人，确认后，向供电段调度请求消除停电作业命令。
4）在施工期间需大型设备，进场时以电话形式通知供电段。由供电段进行现场检查，施工时应对接触网相关设备进行保护，距接触网线保持水平垂直距离1米以上，防止损坏接触网相关设备，若损坏相关设备，由施工方联系电务段进行恢复。
5）严格执行施工登销记制度，按当日批准的施工计划进行登销记，并按命令下达的天窗时间组织施工，未接到命令严禁上道。
6）各种施工机械、设备和作业人员（包括作业工具）如与高压电线路等供电设备接近作业时，与其带电部分的距离不小于2m。
7）采用反光带，对转辙机、信号机等各种电务设备进行围护警示。反光带高度分别为高出地面0.5米、1米、1.5米。
6 应用情况
无砟轨道车站咽喉区道岔轨件更换施工需在封锁点内完成，时间有限，工序复杂，精度要求高，道岔轨件更换施工大都在晚上进行，采取“分解法”更换道岔轨件施工，方法简单实用且能保障营业线运行安全，通过在某高速铁路车站高速道岔轨件更换施工实践，总结形成的营业线高速道岔轨件更换成套技术，确保了线路按点开通，更换后的道岔各项几何尺寸满足验标要求，得到了运营管理单位的认可，该技术可为今后类似工程施工提供借鉴。
参考文献：
[1]国家铁路局，TB10621－2014 高速铁路设计规范[S].北京：中国铁道出版社，2014.
[2]中国铁路总公司，Q/CR9605－2017，高速铁路轨道工程施工技术规程[S].北京：中国铁道出版社，2017.
[3]安国栋，高速铁路无砟轨道技术标准与质量控制[M]，中国铁道出版社，2009，311－317.
作者简介：田维平，男，高级工程师，国家注册一级建造师，该同志一直在施工一线从事施工生产工作，先后主管和参与了兰武二线、西安北环、沪汉蓉、吐库、兰新高铁、格库、克塔等十余条铁路铺架项目，现场实践经验丰富，组织攻克了营业线轨道施工、高温差地区铺轨、高铁无砟轨道无缝线路铺设等多项技术难题，在轨道专业施工领域开发新技术、新设备、新工艺等方面做出了突出的贡献。
论文作者:田维平
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/26
标签：道岔论文; 辙叉论文; 轨道论文; 电务论文; 线路论文; 导轨论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第14期论文;