关键词：机械化；道岔大修；效率；
1 引言
目前，中国铁路北京局集团公司（以下简称“北京局”）道岔大修施工各个流程中，均为人工作业为主、小型机械为辅的施工模式，施工作业机械化程度低，存在技术标准执行不彻底、人员组织多、零散工具多、辅助工作天窗使用量大、旧料存放时间长等问题，如何提高各流程机械化水平，改变现有的更换道岔施工组织模式，从根本上确保施工安全、提高施工质量，是工务大修施工亟待解决地问题。
2 道岔大修施工组织
2.1道岔大修施工组织流程
2.1.1卸料、预铺道岔
道岔大修方案确定后，首先进行卸料施工，主要包括卸岔枕、道岔轨件、过渡轨枕、过渡轨、石砟，施工中使用轨道车牵引岔枕车、石砟车、平板车拉至施工场地，人工使用撬棍、翻轨器、叉子进行卸车。卸料到位后，人工进行预铺组装。
2.1.2 清筛、更换道岔
目前北京局道岔大修使用“两步法”施工，第一步人工对道岔及前后范围内道床进行清筛、将新石砟装填在编织袋里，为第二天做准备；第二步使用道岔换铺机、小型捣固机等工具进行拆除旧道岔、清挖旧道床、横纵移新道岔入位、回填新石砟、捣固开通。
2.1.3回收旧料、清理场地
更换道岔点内往往无法安排轨道车进入，施工结束后，木岔枕当日回收，连接零配件等零散旧料点内进行点收，基本轨、尖轨、辙叉、导曲轨、砼岔枕等先在站内进行集中堆码，待捣固提速结束后，安排轨道车对旧轨料进行收集、二次倒运、卸到指定地点。旧料清理后再对道岔道床、排水沟、路肩等进行集中清理。
2.2道岔大修现有组织模式的缺点
2.2.1技术标准执行不彻底
受人力体力限制，道岔大修清筛深度严重不足，标准为枕下250～300mm、困难条件下不得低于200mm，目前枕下净砟普遍在70～150mm，上下行间道袖未筛通。使得道岔大修后道床无法恢复到最佳状态，缩短了道岔范围内道床清筛周期。
2.2.2劳力组织量大、安全风险高
以60kg/m-12号砼枕SC330型道岔为例，道岔大修全流程大概需要430～500工日/组，更换点内需170～240人/组。每年北京局安排约550组左右道岔大修，随着更换砼枕道岔比例逐渐提高，各段均面临人员老化、大修维修用工紧张的局面。同时，劳力组织多，不仅仅是成本使用高，更重要的是安全盯控压力大。
2.2.3零散工具多
现场大量的零散工具，不但加大了职工搬运的劳动强度、造成“还没干活人员已经累了”，而且容易出现现场遗留工具等问题、加大了现场不安全因素。
2.2.4辅助工作天窗使用量大
北京局道岔大修以人工作业为主，造成流程多、天窗时间长，目前营业线运输和道岔大修施工之间矛盾较为突出。
2.2.5旧料存放时间长
目前道岔大修施工产生的旧料主要有木岔枕、砼岔枕、弃砟、连接零配件、基本轨、尖轨、辙叉、导曲轨，其中木岔枕、连接零配件、两米以下短轨等零散旧料能做到点内回收，基本轨、尖轨、辙叉、导曲轨、砼岔枕等大件旧料需先在站内进行集中堆码，待捣固提速结束后，安排轨道车对旧轨料进行收集、二次倒运、卸到指定地点。如此施工组织造成旧料在站内存放平均周期在两周左右，存在路料侵线等影响行车的安全隐患。大量轨件旧料存放在站内，也存在被盗窃的风险。同时，导致后续收旧料、清理外观人员频繁上道，存在人身安全和作业安全隐患。
3 国内国际道岔大修组织机械水平现状
目前，国内各铁路局道岔大修机械化水平普遍不高，主要机械就是挖掘机和门式起道机或道岔换铺机，即利用门式起道机或道岔换铺机移动新轨排、利用挖掘机清挖道床，用法单一，综合效果不明显，降低劳动强度、减少作业人数方面效果不突出。在使用大型机械方面，济南铁路局引进了法国Geismar，能够实现整组出旧、整体入新，整组更换道岔，更换一组道岔大概在75人左右，安全性有显著提升，但造价太高（约2000万欧元），而且需要本线、邻线同时封锁并停电，全路各主要干线天窗无法满足这一施工条件，施工场地受限制且机具庞大运输不便。
国外主要是以大型整组更换机械为主，例如法国Geismar和瑞典DESEC。德国使用160t轨道吊整体吊装轨排更换道岔。
以上几种大型机械更换道岔的方式，都涉及到邻线封锁并停电，这种较大的天窗要求在国内主要干线基本不可能实现，推广价值不大。所以，国内迫切需要利用多种中型机械，在目前运输条件下，提高工艺水平、降低劳动强度、提高作业标准。
4 机械化道岔大修模式
为解决道岔大修各流程存在的问题，结合我局常用机械实际情况，提出我局机械化道岔大修施工模式，即：更换道岔施工点内利用机械爪挖掘机拆除旧道岔轨件、岔枕并装载上轨道车平板，利用挖斗挖掘机清挖道床并装载弃砟上轨道车平板，利用道岔换铺机和挖掘机完成横纵移道岔和拨道岔，利用轨道车牵引K型石砟车进行卸砟、牵引平板车装载旧料和滑道轨等大型工具。同时，更换前准备阶段使用机械爪挖掘机进行卸岔枕、轨件等作业。
4.1主要机械及人员组织
4.1.1人员组织
直接更换道岔90人/组，道岔紧固人员及防护人员10人。
4.1.2机械化道岔大修主要机械配备
履带式挖掘机3台（或挖掘机2台、1组悬臂吊）、轨道车2组分别牵引6辆平板（NX70系列）和K型石砟车。
为适应道岔大修施工，对部分机械进行一定改进，将一台挖掘机挖斗改为机械爪，并使用快装接头，保障能与挖斗进行快速换装。将每组挖掘机履带加装橡胶块，确保挖掘机能够自由在站内进行走行，不联电、不划伤钢轨。将每组挖掘机加装限高钢丝绳，保障挖掘机抬臂后，高度不超过5m，不会刮到接触网，若不停电施工，将钢轨绳进一步缩短降低抬臂高度。
4.2施工流程及人员组织
4.2.1卸料及预铺道岔
卸岔枕作业使用带机械爪的挖掘机，可实现4个人120分钟卸一组岔枕，并按岔枕间距摆好；道岔轨件中12.5m以下的可使用此挖掘机卸料，并上岔枕架上。预铺过程使用挖掘机将配件箱运至现场。
4.2.2更换道岔
使用此模式取消道岔清筛，直接一步法更换道岔。
第一步，拆旧。给点后，先设置施工防护，连接回流线。15～25人进行拆旧道岔及前后钢轨作业，完成拆解接头、零配件等工作。轨道车接到封锁命令后从股道停车位置牵引平板车运行到施工道岔邻线，带机械爪挖掘机将轨件装到邻线平板车上。挖斗挖掘机将轨枕装上平板并清挖旧道床，机械爪挖掘机装完轨件后可进行快速换装、将机械爪换成挖斗，参与装枕及清挖道床作业。
第二步，做道床。使用挖掘机回填一部分新砟，将新砟铺平整并用挖掘机碾压使新石砟相对密实。做道床可以降低新轨排移入时与既有线路高差，减少钢枕、枕木墩等工具的使用量，加快入新速度；做道床还可以减少起道捣固、填砟的工作量，加快起道捣固速度。
第三步，入新。30人使用换铺机组横移轨排，纵移轨排使用轨道车、挖掘机或纵移平车推，新轨排入位后由挖掘机拨道。10人完成铺设纵移轨、连接前后接头、连接零配件等工作。
第四步，卸砟。轨道车牵引K型石砟车进入新换道岔卸砟，20人作业清道沿。
第五步，起道捣固、调试开通。由横纵移轨排的30人进行起道、捣固工作，电务进行道岔调试，最后开通线路。
4.3机械化施工的优势
4.3.1极大降低拆旧阶段安全风险、加快旧料回收速度
目前拆旧人员80～150人，集中在40m道岔范围内，同时需拨钢轨，出旧枕。新模式下，拆轨件需用15～25人左右，出旧枕、弃砟使用5人左右，且先出轨件、再出旧枕、弃砟，人身安全大大提高。旧枕、弃砟每个施工点后第二天，在卸料点卸车。
4.3.2降低劳动强度、减少劳力组织、提高清筛标准
按此机械化施工模式组织，以60kg/m-12号砼枕SC330型道岔大修为例，全流程劳力组织减少200工日/组，更换道岔当日组织劳力90～100人/组，减少70人左右，效果显著。清筛标准提高到枕下250mm，比原来有较大提高。
4.3.3减少零散工具清理、倒运安全风险
更换道岔点内每组减少零散工具叉子30把、洋镐40把、杠子、大绳、翻轨器、吊轨车等出旧工具。减少同时，滑道轨等由轨道车转站运输，悬臂吊装卸，减少现场频繁倒运大量工具。
4.3.4减少天窗使用
实践证明按此种机械化道岔大修施工模式在210分钟天窗内完成是可行的，不会延长更换点内的封锁时间，同时全流程按机械化模式组织，原模式中的清筛道岔和清理旧料天窗全部取消，可节省天窗时间至少300分钟/组，既减少了天窗使用，缓解了运输压力，又减少频繁上道的安全风险。
5 施工实践
5.1选取实践站
2017年北京局管内按此模式选取几个有代表性的车站进行施工，主要有天津站、邯郸站、满城站以及邯长线4个站，道岔大修具体数量为天津站更换6组、邯郸站更换11组、满城站更换1组、邯长线4个站8组。
选取的各站道岔均存在几点问题：1.列车密度大，轨枕、钢轨、零配件状态严重不良，超期服役，亟待大修；2.道床脏污严重，人工清挖条件困难；3.旧料清理难度大，且车站不能长期存放旧料；4.作业地点狭窄，出旧、入新相互干扰大；5.天窗时间紧张，平时天窗不足。
各工务段整体流程及模式是按照机械化道岔大修模式组织施工，但在一些技术细节、零散工具的改进上又有所不同，各有特色，根据现场的实际情况，安全、高标准地完成施工组织。
5.2实践效果
通过以上各站施工实践检验，按照机械化道岔大修模式，劳力组织更换降低30%，大大降低了劳动安全隐患和成本；点外上线清理旧料次数减少80%，消除了人身安全风险；现场零散工具减少50%，降低了遗漏工具的风险；施工天窗减少50%；施工标准显著提高，枕下净砟深度达到250mm，真正实现工完料尽场地清、旧料当天清理完毕，优势明显。
6 结束语
从上述对比和实践成果中不难得出结论，综合利用挖掘机、轨道车、K型石砟车、道岔换铺机的机械化道岔大修模式，比较传统道岔大修模式优势明显，一是减少成组更换道岔施工劳动强度、施工人员数量，二是提高了施工技术标准、到达大修效果，三是减少天窗使用、缓解与运输矛盾，四是显著提高施工安全和施工质量，五是提高回收旧料速度、减少零散上道频次，六是较大幅度降低施工费用、提高经济效益。
并且按此机械化模式施工，道岔越集中效果越明显，可以推断更换相邻多组单开、交分道岔、交渡道岔或渡交组合道岔时，效果更加明显。
论文作者:李坤
论文发表刊物:《城镇建设》2019年2卷21期
论文发表时间:2019/11/29
标签：道岔论文; 挖掘机论文; 天窗论文; 作业论文; 模式论文; 卸料论文; 机械论文; 《城镇建设》2019年2卷21期论文;