《客货共线铁路轨道工程施工技术规程》编制内容研究与实施要点解析

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所属分类:施工杂谈

曹德志

(中铁一局集团新运工程有限公司  陕西  咸阳  712000)

摘  要:随着近年来客货共线铁路轨道铺设技术的进步,以及双块式轨道、枕式无砟道岔等新的轨道结构大量应用,原《客货共线铁路轨道工程施工技术指南》及《有砟轨道铁路铺砟整道施工作业指南》,已不能完全适应当前客货共线铁路发展需要,部分新技术内容施工标准缺失,而且其中的部分条款内容不完善,无法满足新技术的推广和施工过程中质量控制,需要重新制定相应的标准。通过深入现场,对双块式无砟轨道施工、铺砟整道、无缝线路铺设、道岔铺设、轨道与相关专业接口等关键技术进行研究,深入分析施工技术要求及控制标准,研究编制了《客货共线铁路轨道工程施工技术规程》,文中对新研究编制的规程的主要编制原则、研究的关键技术内容、实施要点等进行了阐述,便于使新标准得到更好的理解和执行。

关键词:客货共线铁路;轨道工程;施工技术规程;执行要点;解析

中图分类号U238       文献标识码:C       DOI:

Discussion on the Contents and Implementation of the Technical Specification for Construction of Mixed Passenger and Freight Railway Track Engineering

AbstractWith the development of the railway track laying technology of the passenger and cargo railway in recent years, and the new orbital structures such as bi-block sleeper ballastless track and sleeper-embeded ballastless track on turnout section have been widely used,The original mixed passenger line railway track construction technology guide "and" a frantic jumble track railway frantic jumble the whole road construction work shop guide, already can't adapt to the current passenger and cargo collinear railway development needs, part of the new technology content construction standard is missing, and some parts of the content is not perfect, cannot satisfy the promotion of new technology and quality control in construction process, Need to re-develop the appropriate standards. Through the research on the key technologies of bi-block ballastless track construction, slumping track, seamless line laying, turnout laying, track and related professional interface, the paper analyzes the construction technical requirements and control standards in depth, The main technical principles of the compilation of the new research, Research and preparation of the " Technical Specification for Construction of Mixed Passengerand Freight Railway Track Engineering ",the key technical contents and the key points of the study are described in the paper, which will make the new standard better understand and implement the new standard.

KeywordsMixed Passengerand  Freight Railway  Track Engineering Technical Specification for Construction  Execute points  Analysis

现行《客货共线铁路轨道工程施工技术指南》(TZ201-2008)发布已近8年,随着铁路轨道新的结构的应用及新的铺轨方法不断研发采用,原标准已无法满足现场施工需要,甚至制约部分新技术的推广。结合新一轮《铁路轨道工程施工质量验收标准》和《铁路轨道设计规范》的修编,在原《客货共线铁路轨道工程施工技术指南》(TZ201-2008)及《有砟轨道铁路铺砟整道施工作业指南》(铁建设〔2009〕141号)的基础上,充分吸纳沪汉蓉、精伊霍、奎北、昆沾、玉蒙、宁西、吐库、西平、怀绍衡、永广等客货共线铁路的建设、运营经验,统一客货共线铁路轨道工程施工主要技术要求,加强施工管理,保证工程质量,研究编制《客货共线铁路轨道工程施工技术规程》(以下简称:《规程》)。文中对新编的《规程》主要编制原则、主要内容和实施要点进行了阐述。

1 编制原则

(1)认真总结我国前期客货共线轨道工程实践经验,学习和借鉴了相关科研成果,纳入当前工程建设过程中,针对相关重、难点问题而制定的加强和改进措施。

(2)围绕客货共线铁路轨道施工特点,体现近几年客货共线铁路轨道的新技术、新工艺、新设备、新材料,体现标准的严谨性、先进性、科学性及适用性。

(3)适用范围调整为适用于设计行车速度小于或等于200km/h新建标准轨距客货共线铁路轨道工程施工。改建标准轨距铁路轨道工程另行制定标准。

(4)体现“四新”技术及机械化、工厂化、专业化、信息化等现代化管理手段。

(5)准确把握管理制度标准化、人员配备标准化、现场管理标准化、过程控制标准化。针对工程施工,明确必要的管理制度、人员配备要求、现场管理要求、施工控制要求,使施工过程中的关键要素都能够在《规程》中找到依据。

(6)重点体现现代化管理手段,围绕机械化、工厂化、专业化、信息化等施工手段,以标准的形式推广应用现代化先进技术,整体提升铁路轨道工程施工技术水平。

(7)加强对既有施工工艺对比筛选,淘汰一些工效低、劳动强度大、安全风险高、影响职业健康的落后工艺和做法。施工方法采用的原则为:技术先进、经济合理、安全可靠的装备、工艺、材料和施工方法,推行作业标准化、施工机械化、检测现代化、管理信息化。

2 框架组成

《规程》主要是把现行的《客货共线铁路轨道工程施工技术指南》和《有砟轨道铁路铺砟整道施工作业指南》进行了整合,取消了隧道内板式轨道,增加了双块式、长枕埋入式无砟轨道和枕式道岔的施工内容,使将来的标准体系更简洁,更利于现场执行。

《规程》共分14章,主要内容包括总则、术语、基本规定、施工准备、轨道施工测量、双块式无砟道床施工、弹性支承块式无砟道床施工、有砟轨道铺轨前铺砟、无缝线路施工、有缝线路施工、有砟道岔及钢轨伸缩调节器铺设、轨道整理、钢轨预打磨、轨道附属设施和常备材料,另有7个附录。

《规程》的内容包括施工准备、施工测量、施工方法和装备选择、施工流程、过程控制要点、现场管理、接口质量、工序衔接等。

3主要内容

3.1 总体内容调整

结合近几年国内客货共线铁路施工实践经验和新研究的成果,规程框架体系与现行标准体系作了进一步统一,规程结构进一步优化,使章节设置更趋于合理。增加了基本规定、轨道施工测量、双块式无砟道床施工、轨道整理、钢轨预打磨等章节,使规程内容更全面,能够有效的指导客货共线铁路轨道施工全过程。

结合现场管理实际,删减、整合了部分章节和内容,更便于现场执行。取消了板式、长枕埋入式无砟道床、混凝土宽枕轨道、改建营业线和增建第二线轨道、工程竣工章节。考虑到客货共线铁路对长钢轨焊接接头质量的高标准要求,结合铁路运输局关于500m长钢轨厂焊的要求,将现行施工指南中基地钢轨焊接内容取消,把500m长钢轨焊接作为工厂化质量管理范畴,现场仅对500m长钢轨按成品材料进行进场质量检验和把关。结合施工现场现行管理模式,将现行施工指南中长钢轨铺设、工地钢轨焊接、无缝线路应力放散及锁定等内容合并为一章进行编制,内容作相应的调整,更便于现场使用和执行。

3.2摒弃了一些不成熟和落后的施工技术、工艺、做法

取消了几乎没采用的道砟摊铺机摊铺道砟施工方法,通过工艺性试验段和工程实践成果总结,增加了“机械碾压法”摊铺道砟施工工艺和标准控制。在保证预铺道砟质量的前提下,机械化程度高,所需装载机、平地机及压路机等设备均为通用设备,采用租赁或购置等方式配置均可,能够有效节约工程成本,且设备利用率高。同时,通过工艺试验,预铺道砟厚度由原标准150mm提高至200mm,预铺道砟厚度可控,密度达标,预铺道砟厚度提高后,能够使后期机械化铺砟整道作业遍数较传统施工方法减少1~2遍,节约施工费用约(1.5~3.0)万元/km,目前定额已按此工艺进行了修订。同时缩短了轨道施工总体工期,减少了道砟粉化,提高了道床质量,减少了道床开通运营后养护维修成本。

对客货共线铁路无砟轨道长钢轨铺设,结合国内新设备研制及推广情况,取消了“工具轨换铺法”施工工艺,增加了效率较高的“拖拉法”铺设长钢轨技术。铺设进度得到显著提高,可实现单班日进度5km,并可节约换铺法施工所需的大量工具轨的费用。

在中南通道、宁西、中川机场等隧道内双块式无砟轨道施工实践基础上,分别编写了“工具轨轨排法”、“轨排框架法”两种施工方法。

无砟轨道精调整理增加了采用轨道几何状态测量仪进行轨道静态测量,为轨道精调整理制定方案提供精准的数据依据。有砟轨道铺砟整道精调整理阶段,也推荐采用轨道几何状态测量仪或惯导小车进行轨道测量,这种测量手段与CPⅢ控制网联测,能够为机养车提供更为精确的数据,提高测量效率,减少精调作业遍数。

3.3明确了参建各方质量控制管理方面的要求

在专家审查过程中,结合建设、设计、施工、监理各方专家的意见,新增了各方在客货共线铁路轨道施工过程中质量控制管理方面的职责和要求,规定了轨道施工上各方有针对性的质量管理控制重点内容,突出了轨道专业特点。

3.4进一步优化了无缝线路应力放散及锁定作业技术标准

结合中国铁路总公司工程管理中心最新发布的《新建铁路无缝线路应力放散及锁定施工手册》对无缝线路应力放散锁定作业进行了修订,更贴合现场实际操作。并在现场充分调研的基础上,增加了工地移动闪光焊机焊接记录表、铝热焊接记录表、工地钢轨焊接接头超声波探伤记录等7个无缝线路作业记录表,记录表格式及内容与现场进行了充分的对接,将进一步规范现场作业记录。

4实施要点

4.1轨道施工测量

《铁路工程测量规范》(TB10101-2009)中没有涉及客货共线无砟轨道CPⅢ控制网的相关测量要求[1],现场实施时,大部分参照的高铁测量标准,该《规程》编写时要求符合设计及相关标准要求,没有列出具体指标。该部分内容需等测量规范完善后做局部修订,在后期执行过程中,应重点关注新的测量规范,其发布后相应的客货共线无砟轨道施工测量内容将会找到对应的标准依据。

4.2无砟道床试验段

《规程》涉及双块式无砟轨道、弹性支承块式无砟轨道道床,规定在无砟道床施工前,应进行工艺性试验,确定其施工工艺、施工机械设备及工装配置,经评估合格后方可开展施工。对于工艺性试验段的长度,没有做出具体长度规定,每个建设单位均会根据管理需要确定相应的试验段长度,原则上线上试验段长度不宜小于300m,对标准化管理、实体质量、资源配置等进行检验和评估,满足要求后方可展开施工。同时规定,采用“轨排框架法”施工线上试验段时,轨排框架拆除后,宜铺设检测钢轨,对轨道几何状态进行复测,分析数据,为后期道床施工提供参考。

轨排组装及精调时,轨道几何形位检测指标按速度等级进行了划分[2],部分专家提议,在精调阶段,按最严的指标去控制,如轨距±2mm,轨向、高低、水平均按2mm控制[3],[4],不分速度等级,但也有专家提出不同速度等级给的定额不同,要求过高,将会增加施工成本,故《规程》中还是保留按速度等级规定不同的指标。但在实际施工过程中,建议按较高等级去控制轨排精调几何形位指标,以便减少后期轨道精调工作量。

道床混凝土浇筑时,涉及混凝土浇筑前每车进行混凝土坍落度检测,部分单位提出异议,从国家混凝土规范和铁路混凝土规范中均没找到出处[5],规程这样规定是否合适,需要与在编的《铁路混凝土工程施工技术规程》对接,执行时需要统筹考虑。

4.3工地钢轨焊头平直度检验

《规程》中工地钢轨焊接接头平直度检验标准引用的是现行《钢轨焊接第2部分:闪光焊接》TB/T1632.2标准,其为最终的检验标准,如时速大于160km的线路轨顶面要求0~+0.2mm,设计时速小于等于160km的线路轨顶面要求0~+0.3mm[6]。《规程》在专家审查会过程中,运输局部分专家提出应适当放宽施工过程中的检验标准,避免工程车碾压及后期运营后钢轨焊头出现低接头现象,专家建议将钢轨焊头轨顶面的检验指标适当放大,施工过程可按表1进行焊头精磨控制[7], [8]。当然,该指标的具体确定还需要施工单位根据不同的施工环境温度及作业条件进行研究,找出合理的打磨预留量指标,实现即避免出现低接头,又不会在竣工验收时预留量过大出现返工现象。同时对轨底打磨进行了规定,主要是考虑焊头会落在轨枕上的情况,对于铝热焊焊头轨底不能打磨,所以规定距轨枕边缘100mm [9],但对工地移动式闪光焊接,轨底按要求打磨后,可落在轨枕上,该标准在现实执行中需与路局做充分的沟通。

表1   钢轨焊接接头平直度允许偏差

序 号 项 目 允许偏差/mm
V>160km/h V≤160km/h
1 轨顶面 +0.4 +0.2 +0.5 +0.3
2 轨头内侧工作面 +0.3 0 ±0.3
3 轨底(焊筋) +0.5 0 +0.5 0

注:1.轨顶面中,符号“+”表示高出钢轨母材规定基准面;

2.轨头内侧工作面中,符号“+”表示凹进;

3.轨底(焊筋)中,符号“+”表示凸出。

4.4锁定轨温

在《规程》专家审查过程中,普遍对“施工锁定轨温”、“实际锁定轨温”理解有偏差。在该《规程》中,“施工锁定轨温”主要是指单元轨节始端及终端铺入轨枕承轨槽时分别测得轨温的平均值,测量轨温的时间应该是单元轨节放置在滚筒上,经过撞轨自由伸缩,处于自由状态的情况下测得的轨温平均值。实际锁定轨温主要是指无缝线路温度力为“零”时的钢轨温度,对于采用“滚筒法”进行自然应力放散的,应为撞轨后轨条处于自由状态入槽前测得轨温平均值,即为实际锁定轨温,和施工锁定轨温是同一个值;对于采用“拉伸器滚筒法”进行应力放散的,应为撞轨后轨条处于自由状态拉伸前测得轨温平均值加上拉伸长度换算轨温即为实际锁定轨温,拉伸长度计算时,需将前次放散拆解扣件段的长度计算入本次放散单元轨节长度中[10], [11]

4.5无缝线路位移观测桩设置

《铁路无缝线路设计规范》 (TB 10015-2012)中涉及无缝线路位移观测桩的内容描述和现场有少量差异,如采用跨区间无缝线路,每500m均匀设置位移观测桩[12],现场实施时大部分按区间长轨条距起终点各50~100m设置1对、中间每500m等距离设置1对,该《规程》没有完全引用设计规范,而是和以前一样原则性的指向了设计文件,每个设计院在具体工点设计时有差异,在现场执行时需要和设计、路局进行充分对接。现场设计时,应结合有砟、无砟轨道道床类型进行设计,对埋设的距离、观测桩标识的形式等进行针对性设计,按路基、桥梁、隧道、有砟轨道、无砟轨道区别对待,以埋设简单、观测方便为原则,而不要统一一个标准,否则将会给施工、后期观测带来困扰。

4.6有砟轨道及道岔精调阶段划分

结合西平、宁西等有砟轨道施工实践,将有砟轨道道床达到初期稳定阶段以前的工作定义为铺砟整道阶段,将初期稳定以后的工作定义为精调整理阶段。规定了道床达到初期稳定阶段,轨面高程宜比设计低50~80mm,轨道中心线与设计线路中线一致,允许偏差为30mm,通过轨面高程来控制轨道初期稳定阶段起道量更为合理,主要是目前多条线都出现了精调后轨道起道量偏高的情况,顾作此规定,为后期精调整理预留足够的空间,同时增加线路中线允许偏差,更利于后期精调整理[13]

4.7取消了初期稳定阶段道床状态参数

经现场调研,大部分单位在初期稳定阶段均没有开展道床状态参数检测,主要是通过机养遍数及轨道几何尺寸控制。通过开展铺砟整道工艺性试验段,摸索总结了线路达到初期稳定阶段需要的机养遍数,规定需进行2~3遍大机整道作业,规范了施工,避免了部分单位盲目无限制采用大机整道作业,出现道砟粉化、线路高程超标等现象,或少作业导致线路状态不稳定,出现胀轨跑道等事故。线路达到初期稳定阶段,设计速度V≤120km/h时,宜“两捣一稳”,设计速度120km/h<V≤160km/h时,宜“三捣两稳”,设计速度160km/h<V≤200km/h时,宜“四捣三稳”。

通过实践摸索,采用工艺控制,即可实现初稳道床状态参数指标要求,故《规程》取消了初稳阶段检测道床状态参数的要求,减少了现场检测环节及费用。

对于有砟轨道精调作业,也给出了作业遍数要求及每遍的技术要求,规范了线路轨道及道岔铺砟整道作业施工工艺和技术标准,有利于提高作业效率和施工质量。轨道整理时,设计速度V≤120km/h时,宜“一捣一稳”,设计速度120km/h<V≤160km/h时,宜“两捣一稳”,设计速度160km/h<V≤200km/h时,宜“三捣两稳”。个别达不到标准的地段,局部进行轨道整理。

4.8轨道与“四电”接口衔接

明确了轨道施工与信号系统及综合接地系统等接口的相关要求,可有效防止轨道施工中与相关工程互相脱节造成的重复施工和返工等现象。在铺轨、铺岔时,胶接绝缘接头、电气绝缘枕、电容枕等位置应与四电专业现场核对,避免线路机养后再出现抽换轨枕现象,即增加作业量,又对已整道到位的轨道产生了破坏。四电专业需要在钢轨上焊接或钻孔时,应在无缝线路应力放散锁定后严格按设计要求进行,不得随意在钢轨上钻孔,避免造成钢轨应力不均,运营期间出现断轨。

4.9道岔铺设检验指标

道岔铺设内部几何尺寸指标主要依据《标准轨距铁路道岔技术条件》(TB/T 412—2014)、正在修订的铁路轨道设计规范及现场上百组道岔铺设调研成果编制。道岔技术条件主要规定了厂内制造道岔后预组装几何尺寸,检测项达71项[14],部分指标现场不具备检测条件,故需要对这71项指标结合现场进行优化和整合,结合现场调研,确定了轨距、支距、各项密贴、查照间隔等15项指标,整合后的这些检测指标既能够在现场进行检测,也是够保证道岔铺设质量的重要指标。

4.

4.10与相关标准的衔接

《规程》编制过程中,《铁路混凝土工程施工技术规程》、《钢轨胶接绝缘接头》、《螺旋道钉锚固》、《客货共线铁路钢轨伸缩调节器》、《普速铁路扣件》、《道床状态参数的测试方法》等与该《规程》紧密相关的标准均在同步修订中,该《规程》涉及到这些标准的内容,需与其新发布的版本做最终核对,保持一致。

5相关建议

现行《铁路碎石道床底砟》(TB/T 2897—1998),经过大量调研,现场普遍认为该标准较难操作,几乎没有执行。该标准规定底砟材料应进行型式检验和生产检验,型式检验属部级,生产检验属局级。型式检验由铁道部指定单位对成品进行粒径级配及材料性能检验。经铁道部主管部门审批,并颁发底砟开采资格证书方可生产[15],但实际均不知道检测机构在哪里,底砟材料产品的交付,每批必须有生产场质量检查员签发的合格证。经现场调研,均没有严格执行。大部分就地取材,厂家也无正规资质,基本没有执行现行的《铁路碎石道床底砟》(TB2897-1998)对厂家的相关规定。标准中规定的底砟级配现场反映不合理,1.7mm以下颗粒占比达40%[8],现场配出来的材料接近土状,部分地区料源不好寻找,现场没有执行该级配标准,普遍将大颗粒的碎石比率提高了,有些项目将底砟直接换成了道砟,有些项目采用的小颗粒机制碎石,也得到了铁路局、建设单位和监理的认可。

底砟仅用于双层道床土质路基地段,现场这种工况越来越少,桥隧占比较大,可否考虑优化路基设计结构,对路基基床表层为“土质”结构的,表层增加级配碎石层或级配砂粒层,从而取消轨道双层道床的设计,改为单层道床,废止《铁路碎石道床底砟》(TB2897-1998)标准,这样需要同步修改铁路轨道设计规范。

鉴于上述原因,该《规程》中底砟验收仅给出了原则性规定,要求规定符合设计,但现场操作仍会带来困惑,需要尽快修订《铁路碎石道床底砟》(TB2897-1998)标准,或改变设计,使《铁路轨道设计规范》和《铁路路基设计规范》在道床设计规定方面匹配,保持一致,从源头解决该问题。

6结语

该《规程》系统总结了我国客货共线铁路轨道工程的研究成果和建设经验,充分体现了规程的先进性、科学性,有力地推动了我国客货共线铁路轨道工程施工的技术进步,提高了我国客货共线铁路轨道工程施工的技术水平,满足了我国客货共线铁路建设的需求,并能够适应近年新形势下国家“一带一路”战略要求及中国铁路“走出去”需要,具有非常重要的意义。但《规程》编制过程中,相关的轨道设计规范、轨道部件技术条件等都在修订过程中,在执行《规程》时,如果出现部分内容与之后发布的相关标准不一致的地方,应采用最新发布的相关标准中的规定。

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作者简介:曹德志(1979—),男,高级工程师,国家注册一级建造师,2002年毕业于同济大学土木工程专业,工学学士,E-mail:461029275@qq.com

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