鐵路工程既有線路加固施工技術分析

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摘要：頂管下穿既有鐵路施工會引起結構物的位移，從而引起線路軌道的位移，直接影響到鐵軌的形態。為保障施工現場和鐵路運行安全必須對既有鐵路進行加固處理。在秦皇島市熱力管道下穿哈港聯鐵路既有線路加固工程中采用3-5-3扣軌加固形式進行線路加固，該方案按照線路應力放散工藝流程與施工方法實施。實踐證明，該方案施工能夠保證施工現場和鐵路運行的安全。

關鍵詞：既有鐵路；線路加固；施工研究

0引言

頂管下穿既有鐵路施工會引起結構物的位移，從而引起線路軌道的位移，直接影響到鐵軌的形態。為保障施工與鐵路運行安全，頂管下穿鐵路施工，需要采用可靠的方案對既有線路進行加固[1]，因此，本文對秦皇島市熱力管道下穿哈港聯鐵路既有線路加固施工進行分析，為類似工程解決既有鐵路運營與施工相互干擾的矛盾提供參考。

1工程概況

秦皇島市熱力有限責任公司海濱勝境一次網支線穿越哈港聯線防護套管工程，采用鐵路頂管專用Ф2400T8-S鋼筋混凝土防護套管頂進施工。工點處哈港聯鐵路上、下行大致呈東西走向，為雙線電氣化鐵路，60kg/m鋼軌，無縫線路，管道穿越處為路基形式，路基高約1.5m。本范圍內鐵路位于北戴河普速場和南大寺區間，位于直線段上。施工期間鐵路采用3-5-3扣軌加固，扣軌加固長25m。頂進施工及線路加固期間，鐵路限制列車慢行速度按45km/h辦理，安拆軌束梁期間需要封鎖線路。

2線路應力放散

既有鐵路為無縫線路，線路加固前后，需根據實際情況對無縫線路進行應力放散、鎖定軌溫和軌縫焊接。計劃施工時間為4、5月份。應力放散（流程圖見圖1）區間為哈港聯上行線鐵路里程K279+871～K281+866和下行線鐵路里程K278+393～K280+765。（1）應力放散作業時，應根據量測軌溫判斷，當軌溫在設計鎖定軌溫范圍內時采用“滾筒放散法”，當軌溫低于設計鎖定軌溫時采用“拉伸放散法”。（2）滾筒放散法。當實測軌溫在設計鎖定軌溫范圍內采用“滾筒放散法”，松開應力放散區段單位軌節的所有扣件，每間隔15～20m墊上一個滾筒，根據松開扣件和頂起鋼軌后的軌縫情況確定放散方向，每隔400m左右設一撞軌點，先用撞軌器反方向回撞單位軌節，以消除單位軌節鋪設過程和因溫度應力原因產生的殘余應力，等到長軌在撞軌器的作用下不再移位并確定反彈時，可視為應力歸零。若此時的軌溫正好符合設計鎖定軌溫，說明此單位軌節應力已釋放完畢，可以進行鎖定。（3）拉伸放散法（綜合放散法）。當應力放散鎖定時的實際軌溫低于設計鎖定軌溫時則要用拉伸放散法，根據放散單位軌節的長度、實際鎖定軌溫及設計鎖定軌溫計算鋼軌拉伸量，計算公式如下：首先安裝鋼軌拉伸器拉鋼軌時，每間隔400m左右設一撞軌點裝上撞軌器進行配合，利用拉軌器和撞軌器的共同作用，拉伸鋼軌，同時觀測各臨時觀測點拉伸位移的變化情況。拉伸量達到計算拉伸量后，通知各觀測點做出記號。此時撞軌器仍然繼續作業；其次長軌拉伸到位，單元軌節不反彈、臨時觀測點位不再位移后，當各觀測點在所做記號處未出現反彈量時說明應力放散已均勻。停止撞軌，拉軌器保壓在鎖定作業完成之前不得因拉軌器的失壓而使軌端出現位移。依次卸下支墊在鋼軌下的滾筒，方正膠墊去除擋板座與擋肩之間的灰塵，將鋼軌落到軌枕上，迅速進行線路的鎖定作業。為迅速鎖定鋼軌，也可以采用隔三緊一的方法先擰緊扣件，等鋼軌全長鎖定后再緊固余下的軌枕扣件。為了實施鎖定焊施工，單元軌節接頭處200m范圍的滾筒不用拆除，扣件不用緊固，等鎖定焊完成后再鎖定；接著單元軌節應力放散鎖定完成后，采用移動閃光焊或氣壓焊進行單元軌節的鎖定焊接；等線路鎖定后，根據線路行車要求恢復行車或繼續下一單元的鎖定作業，在埋設有鋼軌永久位移觀測樁位置的垂直線上鋼軌軌頭外側面標記鋼軌位移“零點”。做好記錄并定期對鋼軌的位移進行觀測；最后通車2～3次后，所有扣件復緊一遍，使扭矩達到設計要求。

3線路加固施工技術要點

3.1施工方案及施工工藝該頂管工程加固方案為3-5-3扣軌加固形式，線路加固范圍每股道25m，兩股道共計50m。為保證加固期間行車安全，穿木枕及扣軌抬運施工在天窗點內施工。每個天窗點施工期間每天作業人員30人，其中加固作業人員26人，線路整修4人。駐站防護每班1人，遠端防護每班2人，現場防護每班2人。材料、機械設備安排是大型機械手續齊全，線路加固所用鋼軌、卡子扣板等材料提前運至現場進行存放，并安排專人24h看守。

3.1.1線路加固實施方案根據現場調查既有線路平面及鐵路設備情況，權衡加固體系安全及既有設備正常運轉、減少干擾行車等因素，制定該線路加固方案。（1）該工程線路加固體系共涉及2股線路，線路處于直線段，自北向南依次為哈港聯鐵路下行線、哈港聯鐵路上行線，軌底高程分別為9.04m、9.06m；線間距為4m；鋼軌類型為60kg/m，混凝土枕。（2）線路加固采用3-5-3扣軌加固方案，扣軌采用50kg/m鋼軌，U型卡采用直徑22mm圓鋼制作，扣板采用厚10mm鋼板制作。（3）線路加固后列車荷載傳遞路徑為：列車荷載→鋼軌→枕木→扣軌→路基。（4）扣軌形式，組裝形式為3-5-3扣軌，鋼軌接頭需錯開1m以上，扣軌與其下的枕木或方木用Φ22-U型螺栓聯接在一起，鋼軌用50kg/m軌。如圖2、圖3所示，扣軌兩端設置木梭頭。（5）線路加固材料提前由汽車運至鐵路護欄外側集中堆碼，開始加固時在鐵路護欄相應位置開口，加固材料由人工抬運至線上。整個加固、頂進、恢復期間，護欄開口由專人看護，非施工相關人員不得進入，施工結束后及時封閉護欄[2-3]。（6）每間隔3根既有混凝土枕，穿入長木梭，既有混凝土枕可適當調整位置，長木枕間距不大于1.8m，長枕木與鋼軌間設絕緣膠墊。（7）扣軌安放完畢后要及時安裝扣板，裝配彈簧墊圈、平墊，擰緊螺母，工后檢查是否有高于基本軌處、扣板是否與扣軌完全貼合，如有問題，及時調整。（8）線路加固范圍：線路加固長度共計25m，以管道設計線為中心向線路兩邊各12.5m。

3.1.23-5-3扣軌線路加固工藝木枕隔三插一，每股線路共計15根木枕，線路加固時先開挖木枕溝槽，穿木枕。用油漆標記現場穿木枕的位置及范圍，放軌枕位置。使用鐵锨、扒鎬、鋼釬開槽挖木枕溝，槽底寬度不小于20cm,深度為軌底以下16cm，保證木枕順利穿過。首先根據事先在鋼軌上做好的標識，按照隔三插一的原則人工開挖方溝。接著穿木枕前先將U型卡放置在溝槽內，待木枕穿過后扶正U型卡，回填石碴，搗固密實，防止掉入溝槽內影響扣軌加固。最后枕木穿完后，由人工將扣軌鋼軌從線路兩側抬（翻）運至預定位置進行安裝。在抬運扣軌時要平行跨越線路，統一指揮，嚴防連電，扣軌運至預定位置后立刻用Φ22-U型螺栓通過平墊、彈簧墊圈、螺母與10mm厚扣板進行連接，要保證扣件緊固，并不得高于基本軌軌面，縱梁位置不得侵入鐵路限界，扣軌端頭設置木梭頭。扣軌施工在天窗點內完成，點畢前保證鋼軌接頭處，扣軌兩端上齊扣板螺栓，扣軌中部至少上齊兩套扣板螺栓。利用列車間隔補齊剩余扣板螺栓。

3.2拆除線路加固頂管就位，注漿結束驗收合格以后立即拆除線路加固體系，恢復線路，保證列車提速條件。拆除線路加固施工順序為：拆除扣軌→抽出木枕→回填石碴→整修線路。扣軌的拆除：利用慢行點內列車間隔拆除部分扣板，但保證鋼軌接頭處，扣軌兩端扣板螺栓，扣軌中部至少兩套扣板螺栓。然后分別利用各股道的封閉時間分別拆扣軌，扣軌拆除在天窗點內進行，同時根據每日進度解除扣板，當日無法完成的部位仍舊將扣軌擰緊。抽木枕采用隔六抽一法，每抽一根，立即回填道碴，搗固密實，達到標準后方可抽除下一根。最后逐步統籌解除3-5-3扣軌，不盲目超前施工。

3.3線路加固注意事項施工前對參加施工的人員進行安全教育培訓，考試合格后方準上崗作業。施工要點前嚴禁超范圍做施工準備，需要上線的機具材料在給點前均放置在施工地點的路基邊坡上。根據經審定的加固方案進行施工，技術負責人對施工人員進行詳細的技術交底，并同線路人員一起做好現場施工位置的布置[4]。用于線路加固的構件要在使用前進行檢查，有損傷的和不合格的禁止使用，確保線路加固的質量。線路加固所用工具，如撬棍、扳手等應加套絕緣套，以防施工中導致聯電而影響線路行車。抬鋼軌時，作業人員一定要動作一致，由專人統一指揮，應順線路一側行走，不許在道心內或跨兩股鋼軌行走。跨越線路時應高出既有軌面不小于20cm，避免傾倒跌落鋼軌而導致線路聯電。線路加固完后，對整個線路進行全面檢查一遍，防止聯電[5]。線路加固每一次完成的項目都要經施工負責人、技術人員及安全檢查人員檢查合格后方可進行下一道工序施工。加固施工后，應將線路上的雜物清理。線路加固嚴禁使用電焊設備。在加固過程中禁止各種配件侵限。在圓涵頂進過程中，要經常檢查線路加固情況，及時緊固松動的扣件、扣板、螺栓等。

4線路加固保證措施

（1）線路加固所需的物料機具不得侵入鐵路限界；（2）扣軌的安裝及拆除均在封閉點內進行（利用維修天窗），工字鋼及鋼軌跨越線路時順鐵路方向通過，防止軌道電路封連；（3）手把工具上纏繞絕緣膠布或套塑料管，防止軌道電路封連；（4）封閉點前10min停止扣軌施工，安排專人負責檢查設備材料及機具是否侵限，發現侵限的及時挪走，保證行車安全。

5結束語

秦皇島市熱力管道下穿哈港聯鐵路工程施工中，需對既有線路進行加固。加固工程采用了3-5-3扣軌加固形式。實踐證明，該加固方案不僅施工作業簡單、安全可控、天窗點少、慢行時間短，而且能夠有效地緩解鐵路運營與施工相互干擾的矛盾。

參考文獻

[1]吳志和,馮永斌.箱型橋下穿頂進施工既有線路加固優化設計[J].蘭州工業學院學報.2020,27(3):21-23.

[2]銀漢卿.框架橋下穿鐵路頂進施工時線路加固設計及施工技術[J].價值工程.2018,37(7):106-108.[3]高一凡.鐵路線路加固方案的探討[J].新型工業化.2022,12(3):38-39+43.

[4]劉勇.復雜條件下大跨度斜交框架頂進線路加固及頂進技術[J].價值工程.2022,41(13):113-115.

[5]李威.某綜合管廊穿越既有運行地鐵線路加固實施方案[J].工程技術研究.2020,5(7):221-223.256

作者:吳亞明 單位:中鐵十六局集團第二工程有限公司