新線一次鋪設跨區(qū)間無縫線路工法1

1、一. 前言2二. 工法特點2三. 適用范圍3四. 施工工藝31. 工藝流程32. 關鍵技術42.1 路基交接與鋪軌前道碴攤鋪施工技術52.2 基地鋼軌焊接52.3 長軌軌道鋪設72.4 風動卸碴車卸碴及MDZ機組作業(yè)92.5 現(xiàn)場鋼軌焊接102.6 應力放散及鎖定112.7 大號碼道岔施工123. 操作要點13五. 主要施工機具14六. 勞力組織15七. 質量控制16八. 安全措施16九. 效益分析171. 社會效益172. 經濟效益17十. 工程實例18新線一次鋪設跨區(qū)間無縫線路工法一、前言本工法是在20012002年，由中鐵一局新運工程公司承建秦沈客運專線B27G2鋪軌標段時開發(fā)的，本標段

2、采用新線一次鋪設跨區(qū)間無縫線路施工技術。本工法解決了路基交接與鋪軌前道碴攤鋪施工技術、基地長鋼軌焊接技術、鋪設長軌軌道施工技術、高速鐵路軌道線路鋪碴整道施工技術、現(xiàn)場鋼軌鋁熱焊焊接技術、應力放散、線路鎖定形成無縫線路施工技術、大號碼道岔施工技術的相關難題?！扒厣蚓€一次鋪設跨區(qū)間無縫線路軌道工程施工技術研究”，于2003年4月獲中鐵一局科學技術進步特等獎。鋼軌無孔接頭和軌-枕雙層運輸車均獲獲國家實用型產品專利。二、工法特點1.本工法填補了國內新線一次鋪設跨區(qū)間無縫線路軌道工程施工技術的空白。2.采用分上下行線、分區(qū)間，安排流水施工。一個區(qū)間上行線如果進行鋪設長軌、卸碴整道作業(yè)，下行線即安排工地鋁

3、熱焊、應力放散鎖定作業(yè)。工序之間 “流水”有序。3.采用的成套施工機械設備處于國際領先。關鍵工位引進世界上先進的機械設備，如鋪設長軌軌道的TCM60型鋪軌機,焊軌生產線的K1000型閃光接觸焊機、MBS-14A型除銹機、SPM-4N型四向調直機、MMA-14A型精磨機等。一般工位選購國內成熟技術的機械設備。如焊軌生產線的KGPS-160/2.5型正火機床、G4228型鋸軌機等。自己有的設備充分利用，自己能設計制造的設備自己研制。如上碴整道的MDZ機組、長軌軌枕雙層運輸車等。4.本工法在緊迫的工期要求下能夠優(yōu)質、高效的完成長大新線施工任務。2002年4月21日和5月23日分別創(chuàng)出鋼軌接觸焊接2.

4、7公里/日（198個焊接接頭）的優(yōu)異成績。2002年3月23日創(chuàng)下了日鋪設長軌軌道4.8公里的全國最高紀錄。并在2002年6月11日順利完成正線長軌軌道鋪設，比原定鋪通工期提前了50天。5.本工法機械化、自動化程度高，施工質量控制精度高。安全措施到位，作業(yè)人員勞動強度低，安全有保障。6.本工法鋪設長軌軌道部分亦適用于有縫線路，只需將標準軌用專用螺栓連接成“長鋼軌”即可。7.本工法由一系列關鍵技術、關鍵工序的作業(yè)指導書組成支撐模塊，可以對其中任何一項進行優(yōu)化、更新，而不影響使用，每個模塊也是兼有獨立性的工法。三、適用范圍1.適用新建高速鐵路軌道工程施工。2.配合長軌推送設備及新建鐵路特長隧道內一

5、次鋪設超長無縫線路施工工法，適用新建鐵路無碴道床軌道工程施工。3.適用有縫軌道鋪設。四、施工工藝（一）工藝流程（見下圖）一次鋪設跨區(qū)間無縫線路施工工藝由11道工序組成，分別為：1.鋪軌前道碴攤鋪、路基及鋪軌前道碴交接。2.基地焊接長鋼軌。一次鋪設跨區(qū)間無縫線路工藝流程圖應力放散線路鎖定形成無縫線路路基交接、復測線路底層道床攤鋪長鋼軌軌道鋪設鋪碴整道（三遍）單元焊接基地長鋼軌焊接岔區(qū)道床攤鋪道岔鋪設道岔整道12次單元焊接道岔放散鎖定焊聯(lián)形成跨區(qū)間無縫線路精細整道（二遍）成形道床鋼軌打磨動態(tài)檢測3.鋪設長軌軌道。4.補充道碴、MDZ機組整道（34遍）。5.單元軌道焊接。6.鎖定焊接，應力放散，線路

6、鎖定形成無縫線路。7.大號碼道岔及站線鋪設、整道。8.道岔焊接、應力放散、并與正線焊接、鎖定形成跨區(qū)間無縫線路。9.沉落整修、MDZ機組精細整道（2遍）、封道床。10.鋼軌全長預打磨。11.軌檢車動態(tài)檢測、驗交線路。（二）關鍵技術路基交接與鋪軌前道碴攤鋪施工技術概述鋪軌前道碴攤鋪采用專用攤鋪機、壓路機或卸碴車、平地機、壓路機等，對道床反復碾壓形成密度1.6g/cm3以上的底層道床。施工時在兩邊測設標志桿，按標高掛設鋼弦繩，通過攤鋪機上加裝紅外線地平儀自動控制攤鋪厚度及邊線?；蛟跍y量放線后，分格卸碴，推土機推開、平地機刮平、人工開槽、壓路機壓實。路基交接是從路基施工單位接收路基（橋面）資料并復核

7、，索取變更設計資料；中線測量（并設邊樁）；水準測量（并設邊樁）；底碴質量檢查、密度測量、表面平整度測量、斷面測量；岔位道碴與驗收；影響鋪軌的障礙物調查；復測資料移交下一道工序。鋪軌前道碴攤鋪施工工藝流程圖檢查驗收驗收路基表層區(qū)段測量放線攤鋪區(qū)段檢測整修區(qū)段運碴供碴攤鋪道碴檢查試驗整修防護圖 2工藝流程圖基地鋼軌焊接概述鋪軌基地焊軌生產線長670米，以烏克蘭、加拿大合資生產的K1000型固定式閃光接觸焊機和法國MMA-14A型精磨機、SPM-4N四方向調直機、MBS-14A軌端清理機等為主導設備，與國產初調直機、正火機床和自行研制的長鋼軌輸送支架、2噸龍門群吊、落錘機等設備配套組成。可生產300

8、米的長軌。焊軌生產線廠房布置是在有人員操作和有設備的工位建彩鋼板活動車間，形成滿足工藝要求和適合操作人員工作的環(huán)境，其它部位僅建簡易彩鋼板棚架?？烧{節(jié)、活動式鋼軌輸送支架，可對高度隨時進行調整。準備工位交接工位焊接工位冷卻工位正火工位冷卻工位1冷卻工位2粗磨工位水冷工位調直工位細磨工位精磨工位探傷工位25m25m25m25m25m25m25m25m25m25m圖 3焊軌生產線的工位布置焊軌生產線的工位布置焊軌生產線的工藝流程圖圖 4焊軌生產線的工藝流程圖配軌除銹銹校直焊接冷噴卻號正噴火風冷卻1冷卻2存驗儲收交接精磨細磨調直探傷水冷粗磨橫移 長軌軌道鋪設概述長鋼軌軌道鋪設采用TCM60型鋪軌機組

9、，按照單枕連續(xù)鋪設法施工工藝完成。即：內燃機車推送軌-枕列車到達鋪軌工地后，將軌-枕列車交予鋪軌機組，鋪軌機組依靠自身動力牽引軌-枕列車前進。由鋪軌機組的履帶拖拉機、TCM主機、WES輔助動力車、兩臺運枕龍門吊協(xié)調工作將長鋼軌和軌枕鋪放到已攤鋪好的道碴上，組合成長鋼軌軌道，并用自行研制的“無孔接頭”連接長鋼軌，完成長鋼軌軌道鋪設作業(yè)，達到驗標有關要求。本工序核心機械是由瑞士馬蒂薩公司引進的TCM60型鋪軌機組，它的三個主要組成部分是主機(TCM)、輔助動力車（WES）以及兩臺運枕龍門吊（P20TR、LDY8），還有兩個輔助組成部分是長鋼軌牽引拖拉機和軌-枕雙層列車。該機組性能優(yōu)越，于2002年

10、3月23日創(chuàng)下了日鋪設長鋼軌軌道4.8公里的全國紀錄。TCM60型鋪軌機示意圖433901550068002650工作方向主機運枕龍門吊輔助動力車圖 5鋪軌機示意圖 長軌軌道鋪設的工藝流程圖鋪軌機組進入現(xiàn)場組裝鋪軌機呈作業(yè)狀態(tài)鋪軌準備工作軌枕轉運設置軌道中心標示線與軌-枕列車連掛，安裝過橋軌軌逐對解除長鋼軌鎖緊裝置運枕龍門吊解除約束設備試運轉長鋼軌牽引推送軌枕傳送布設拖拉長鋼軌安放大膠墊收 軌長鋼軌入槽，安裝無孔接頭安裝10%扣件補足扣件收尾作業(yè)質量檢查放置滾筒轉至拖拉機滾筒架上控制軌枕間距控制長鋼軌軌縫落在軌枕間距的中部收滾筒，放到鋪軌機滾筒架上圖 6長軌軌道鋪設的工藝流程圖拖拉機進入現(xiàn)場風

11、動卸碴車卸碴及MDZ機組作業(yè)概述一次鋪設跨區(qū)間無縫線路正線卸碴由K13風動卸碴車分三四遍完成，卸車安排為：鋪軌后立即卸第一遍碴，卸碴量按剩余數(shù)量的65%控制；MDZ機組作業(yè)一遍后卸第二遍碴，卸碴量按剩余數(shù)量的20%控制；MDZ機組作業(yè)二遍后卸第三遍碴，卸碴量按剩余數(shù)量的10%控制；線路運行一段時間后MDZ機組精整作業(yè)之前補足所需道碴，約為設計的5%。MDZ機組作業(yè)是在分次卸碴后進行，由SPZ-200型配碴整形車、08-32型起、撥道搗固車、WD-320型動力穩(wěn)定車組成。MDZ機組依線路前方向排列順序為整形車、搗固車、穩(wěn)定車。每次作業(yè)前測量組提供作業(yè)數(shù)據(jù)。線路測量卸碴施工準備搗固車起撥道搗固整形

12、車配碴動力穩(wěn)定車穩(wěn)定線路測量卸碴上碴整道資料交接軌道焊連鎖定線路綜合作業(yè)日常巡道維修作業(yè)線路測量補充道碴MDZ機組第四次作業(yè)線路資料交接機械準備MDZ組機第五次作業(yè)N=3圖 7工藝流程圖工藝流程圖現(xiàn)場鋼軌焊接概述現(xiàn)場鋼軌焊接工藝，國內目前有三種，即閃光接觸焊、氣壓焊和鋁熱焊，三種焊接工藝各有適用的環(huán)境和特點，我集團公司均有相應設備和施工能力。秦沈客運專線現(xiàn)場鋼軌焊接采用鋁熱焊法，它是將配置好的鋁熱焊劑放入坩堝中，用高溫火柴引燃焊劑，產生強烈的化學反應，高溫鋼水和熔渣產生分層，得到的高溫鋼水注入緊扣鋼軌的砂型中，將砂型中已對正的鋼軌端部熔化，鋼水凝固后及時推瘤，即將兩根鋼軌焊接成一體，再經過打磨

13、、探傷等工序使鋁熱焊焊接接頭達到技術要求。我們采用了兩種鋁熱焊法：一種是法國QPCJ鋼軌鋁熱焊接工藝，QP為英文快速預熱的第一個字母（Quickly Preheat），CJ為法文一次性坩堝的第一個字母組合，它采用一次性坩堝；另一種是鐵科院鐵60DA焊劑的定時預熱焊接工藝，坩堝多次循環(huán)使用。兩種工藝大同小異。施工準備軌端打磨調整軌縫鋼軌對正安裝砂模涂封箱泥調節(jié)火焰鋼軌預熱安放坩堝點火澆注按時拆摸及時推鎦切開柱基保溫拆架冷卻打磨探傷檢查填寫記錄圖 8施工工藝流程圖施工工藝流程圖應力放散及鎖定概述應力放散就是將積累在單元軌節(jié)內的溫度力，通過滾筒、撞軌器、小錘等工具使其得到釋放，達到零應力狀態(tài)。應力放

14、散、線路鎖定作業(yè)時，根據(jù)測量軌溫判斷,當軌溫在設計鎖定軌溫范圍內時采用“滾筒放散法”；當軌溫在鎖定軌溫范圍以下時采用“拉伸放散法”。滾筒放散法是用撞軌器和小錘敲擊單元軌節(jié)放散應力。作業(yè)時，施工人員用撞軌器沿放散方向撞擊鋼軌，用小錘或上彈條工具敲擊軌腰，待軌端位移出現(xiàn)反彈且零點歸零時落槽，鎖定單元軌節(jié)。拉伸放散法亦須先將單元長鋼軌條放散呈零應力狀態(tài)，再根據(jù)基本公式L=Lt計算出鋼軌拉伸量，將鋼軌均勻拉伸至設計鎖定軌溫所對應的長度，并注意零點歸零及臨時位移觀測點的位移量成比例增長，與理論計算值相差不大于3mm時，鋼軌落槽即刻鎖定線路。鎖定焊接拆除扣件支起鋼軌應力放散施工準備拆除滾筒鋼軌落槽軌道鎖定

15、核實軌溫設置零點及位移觀測點滾筒放散法放散填寫記錄質量檢查鋼軌應力放散均勻撞軌器撞軌放散拉伸放散法放散軌溫是否低于鎖定軌溫范圍是否圖 9工藝流程圖施工工藝流程圖大號碼道岔施工概述大號碼道岔鋪設可以根據(jù)鋪軌的進程和工期的要求分為兩種方法。一是鋪軌到達前，立好龍門吊，汽車運輸岔枕，在分層碾壓平整的道床上預鋪岔枕（道床厚度要求與設計相差30mm）。鋪軌到達后，吊卸組裝鋼軌、配件。二是鋪軌到達岔位后，岔位用臨時軌節(jié)過渡，（岔區(qū)道床仍按上述施工程序施工）待鋪軌轉線后，再立龍門吊，拆除臨時線路，吊卸組裝道岔岔枕、鋼軌、配件。道岔組裝時應特別注意牽引拉桿安裝孔中心與前后岔枕的相對位置。道岔整道采用08-47

16、5多功能型道岔搗固機，作業(yè)時必須放置激光準直儀，曲股亦須進行搗固作業(yè)。道岔焊接采用鋁熱焊。大號碼道岔施工工藝流程圖測量放線立龍門吊道床攤鋪打樁掛線道岔運輸鋪岔準備鋪設道岔檢查整修道岔鎖閉上碴整道檢查整修道岔焊接放散鎖定道岔整理鋼軌打磨布設岔枕整理配件散布扣件配置鋼軌連接鋼軌組裝調試設觀測樁圖 10工藝流程圖操作要點操作要點在各工序技術作業(yè)指導書中內容很多，本節(jié)擇其要點概述如下：在底層道床兩邊線位置測設鋼筋控制標志桿，標志桿上掛設鋼玄線，作為控制攤鋪標準。標志桿應沿底碴邊線布置，順線路每10m一組，在變坡點和曲線范圍，控制邊樁加密?；睾杠壵缴a前，應針對相應的軌型和軌種調試焊機的焊接工藝參數(shù)

17、，包括各階段電壓、燒化速度、接觸壓力、頂段量、阻抗等，待這組工藝參數(shù)通過TB/T1632-91（鋼軌焊接接頭技術條件）規(guī)定的型式試驗后，焊軌生產才能進行。并且在焊軌生產中，設置的參數(shù)不能更改，必要時對參數(shù)進行復原。TCM60型鋪軌機布枕作業(yè)時，應按標示線前行，以確保布枕中心線與線路中心線的誤差在±30mm以內。放置大膠墊之前,應清除承軌槽表面的雜物，大膠墊應端正入槽。在收軌的同時,亦將軌底的滾筒收到鋪軌機前端的存放滾筒架上，在拖拉下一對長鋼軌時，倒裝到拖拉機后部的存放滾筒架上。MDZ機組前三遍整道作業(yè)，每一遍作業(yè)的起道量不宜超過80mm，而且為了提高作業(yè)效果，至少其中的兩遍作業(yè)進行雙

18、搗。第四遍整道作業(yè)是針對形成無縫線路后所發(fā)生的變化進行仔細調整，并對線路中心線和曲線正矢作精確定位。由于還有2040mm的起道量，所以穩(wěn)定車作業(yè)仍然緊隨其后。第五遍整道作業(yè)則是針對線路局部不達標之處和第四遍整道穩(wěn)定車作業(yè)之后所出現(xiàn)的變化進行最終的精細調整，沒有什么起道量，穩(wěn)定車可以不作業(yè)。工地鋼軌焊接前檢查軌道的直度和表面情況，檢查軌縫大小與位置以及接頭相錯量情況是否滿足要求，并測量軌溫再卸開鋼軌接頭，卸掉軌縫兩側各10-12根軌枕的扣件（如為曲線或大軌縫適當延長），取走兩側各2-3根軌枕的絕緣軌距塊和膠墊。應力放散施工應挑選作業(yè)時間、測量軌溫、安裝撞軌器、安裝拉伸器、解除無縫線路末端至零點范

19、圍的扣件（一般為5.5m）、分散作業(yè)人員和工具等工作。作業(yè)人員應滿布在單元軌節(jié)長度范圍內，一般1.5km單元軌節(jié)共分5組，每組負責300m的拆上扣件、撞軌、鋼軌位移觀測等工作。撞軌器分別放在500m和1000m左右處。道岔鋼軌裝車時應注意鋪設方向，要裝載在配有轉向架的平板車上。吊配尖軌、基本軌組件,可動心組件等長鋼軌及組件時必須使用吊軌架吊配，用兩臺龍門吊配合，統(tǒng)一指揮，同步作業(yè)，協(xié)調行動，平穩(wěn)吊、運、安裝配軌。先配置直股尖軌基本軌組件，再是曲股尖軌基本軌組件，對好岔頭位置，使兩端基本軌前端的方正差不得大于1mm，兩基本軌安裝鎖閉鐵孔的中心連線對直基本軌的垂直度誤差不得大于2mm，限位器子塊居

20、中母塊。注意,由于電務轉換設備要求很高，兩基本軌安裝鎖閉鐵孔的中心連線與前后軌枕的相對位置應準確無誤。主要施工機具表1. 施工機具表序號名稱型號數(shù)量（臺）應用工序1攤鋪機ABG4111鋪軌前道碴攤鋪2壓路機12t13軌端清理刷面機MBS-14-L1基地鋼軌焊接4鋼軌調直機DHR31515焊軌機（含配套設備）K100016四向調直機SPM-4N17精磨機MMA-1418拖拉機PR732B1鋪設長軌軌道9鋪軌機TCM60110輔助動力車WES111龍門吊（1#）P20TR112龍門吊（2#）LDY-8113鋼軌無孔接頭GGJT30套14配碴整形車SPZ-2001鋪碴整道15搗固車08-32116道

21、床動力穩(wěn)定車WD-320117鋸軌機HC3551工地鋼軌焊接18端頭打磨機GDM-1.1119推瘤機EGH21序號名稱型號數(shù)量（臺）應用工序20拉伸器TR752工地鋼軌焊接21仿型打磨機MR150122滾筒滾動軸承式300個應力放散鎖定23撞軌器自制224準直儀ZCJ148125軌溫表SWG-11426龍門吊10T*11m2大號碼道岔施工27平板車N178輛28多功能搗固車08-475129鉤鎖器自制76套勞力組織表2. 勞力配置表序號工序名稱人員配置(人)備注1鋪軌前道碴攤鋪57含路基交接組9人（單班）2基地鋼軌焊接32單班3鋪設長軌軌道59單班4鋪碴整道46含卸碴班11人（單班）5工地鋼軌

22、焊接26每個鋁熱焊工作面6應力放散鎖定817大號碼道岔施工32合計333質量控制鋪軌前道碴攤鋪符合圖5-5，攤鋪后的道碴必須配以壓路機碾壓道床，以保證道碴道床的密度。圖 11底碴攤鋪斷面圖基地鋼軌焊接，對鋼軌軌頂、軌底和端面除銹時，使其露出90%以上的金屬光澤，對母材的打磨量0.2mm。鋪設長軌軌道，軌枕應方正，并與軌道中心線垂直。軌枕按1667根/公里鋪設，即軌枕間距為600毫米，允許偏差為±20毫米。連續(xù)6根軌枕的距離為3m±30mm。道床參數(shù)在MDZ機組第三遍作業(yè)后僅對道床橫向阻力和枕下道床剛度進行檢測，每2km橫向阻力檢測10根軌枕，每5km道床剛度檢測4處。在MD

23、Z機組第四遍作業(yè)后對道床參數(shù)全部進行檢測，縱、橫向阻力每2km檢測10根軌枕，枕下道床密度、剛度每5km檢測4處。鋁熱焊接嚴格執(zhí)行中國鐵道行業(yè)標準TB/1632-91及秦沈客運專線鋼軌鋁熱焊接技術條件（試用）的要求。單元軌節(jié)應在道床達到初期穩(wěn)定階段，方可進行線路應力放散工作。鋪設無渡線的兩岔尾相連的高速道岔時，后鋪設的道岔鋼軌配置順序應由岔尾向岔頭方向排布，以免產生累積誤差。安全措施攤鋪機、平地機、壓路機工作前方100m內禁止人員在路基上穿越、停留。卸車使用的吊軌龍門架，操作人員必須經培訓考核持證上崗，嚴禁無證操作。操作人員應經常保持設備完好，嚴禁超載使用。要注意檢查鋼絲繩的狀態(tài)，及時更換有損

24、傷的鋼絲繩。經常檢查所有吊卡工具，遇有損壞及時修理或更換，確保安全生產。運枕龍門吊操作應嚴格執(zhí)行操作規(guī)范。吊放軌枕時應緩慢，保證落放位置準確。走行時注意運行區(qū)段兩側有無障礙物，以確保機械、人身安全。作業(yè)中，大型養(yǎng)路機械機組人員應隨時監(jiān)測線路變化，發(fā)現(xiàn)脹軌跡象要立即停止作業(yè)，組織檢修，使大型養(yǎng)路機械安全退出脹軌現(xiàn)場。施工現(xiàn)場氧氣和液化氣放置安全距離不小于5米。拆扣件時注意彈條飛砸傷人；墊滾筒時為防止鋼軌傾斜或滑落，應在鋼軌兩側用兩臺壓機同時打起鋼軌，落滾筒時嚴禁壓機突然卸載。鋪岔配合龍門吊安裝鋼軌時，操作人員應先站開，待龍門吊停車，鋼軌距岔枕承軌槽高度50cm左右，穩(wěn)定不擺動時，人員方可靠近，站在岔枕空內道碴上，用手抓住軌面，（嚴禁抓軌底、軌端）穩(wěn)