铁路铺轨施工技术

　　【摘要】本文系统的介绍了蒙古国货运专线轨道工程施工中铺轨前铺碴、散轨、铺轨、预留轨缝、铺碴整道、轨道整理等重要环节的施工工艺及技术要求。
　　【关键词】海外工程项目，人工铺轨，施工工艺
　　一课题研究的意义
　　加入WTO后，我国建筑企业海外工程承包面临着新的机遇，各国取消了或正逐步取消在市场准入方面对中国公司的限制。越来越开放的海外工程承包市场为国内大型建筑企业提供了更好的发展机遇,在获得机遇的同时也迎来了挑战。蒙古施工环境恶劣，特别冬季温度能达到-50℃。因此，总结蒙古国铁路施工工艺，开展相关的技术研究，对以后同类工程具有指导和借鉴意义。
　　二工程概况
　　蒙古国叶罗河钢铁矿业有限公司专用铁路工程位于蒙古色楞格省境内，是叶罗河铁矿专用铁路线，连接位于色楞格省胡德尔县境内的矿区和蒙古国既有铁路，正线全长83km,与蒙古国铁叶罗车站接轨。叶罗车站接轨点至矿区共设五个车站，分别为：企业站、1号会让站、叶罗城站、2号会让站和矿山站。叶罗河铁矿专用铁路一期工程，起迄里程为K0+000～K39+800，自起点由西向东进行轨道铺设。轨道施工采用人工铺轨的方法，铺设50kg/m钢轨59.545km，其中正线轨道工程39.8km，站场轨道工程19.745km。
　　1、铁路主要技术标准及施工要求
　　线路等级：工企Ⅰ级。正线数目：单线。限制坡度：16.33‰。轨距：1520mm。最小曲线半径蒙方设计为300m。正线采用50kg/m，25m标准长度新轨。在500m≤R≤4000m曲线地段内轨采用24.92m曲线缩短轨，在250m≤R≤400m曲线地段内轨采用24.84m曲线缩短轨。轨枕长度2700mm。蒙古国设计段（K0+000～K8+000）正线铺设轨枕数量为：直线段1840根/km、曲线段2000根/km；中国设计段（K8+000～K39+800）铺设轨枕数量为：正线1680根/km、站线（含企业站）1520根/km。道岔类型1/9单开道岔，一期工程共21组单开道岔其中一组要与蒙古旧线拨接，2幅交叉渡线。蒙方要求道岔前后两端各铺设油浸木枕15根。
　　三施工准备
　　1、铺轨施工文件
　　1.1、铺轨前应具备批准的施工设计文件和有关基础工程竣工资料。
　　曲线表、坡度表、平交道表、基线图、水准点表。
　　1.2、铺轨过程中应收集的资料。
　　铺轨材料表。材料合格证、变更设计、施工记录、施工记录。
　　2、轨前测量
　　2.1、铺轨前，路拱验收后钉设线路中桩。
　　2.1.1从铺轨起点测设线路中桩。桩距：直线不大于50m,圆曲线20m,缓和曲线10m。
　　2.1.2曲线起止点，缓圆点，圆中点和圆缓点，道口中心点应钉设带钉的中桩。
　　2.1.3铺碴前中桩移植于路肩上，曲线地段钉设在外侧路肩上。
　　2.2、铺轨后铺碴整道前钉设水平桩。
　　2.2.1桩距：直线不大于50m，曲线不大于20m，线路纵断面变坡点和竖曲线起止点，应增设水平桩。
　　2.2.2水平桩钉设在道床外路肩上，曲线地段钉设在内侧路肩上。
　　2.2.3做好配轨计算，各种钢轨配件与钢轨配套，连接钢轨所需的接头夹板按需要的规格和数量备齐。
　　2.2.4落实施工所需劳力、材料和机具，检查施工机具和设备的完好状态。
　　四道碴摊铺作业：
　　1、道碴摊铺标准
　　1.1、正线道岔预铺道碴应采用压强不小于160kPa的机械分层碾压，压实密度不得低于1.7g/cm3。
　　1.2、进场时应对其粒径级配、颗粒形状及清洁度进行检验。道碴针状指数、片状指数均不得大于50%；道碴杂质含量的质量百分率不得大于0.5%。粒径级配应符合下表规定。(注：蒙古冬季寒冷如道床清洁度达不到标准，冬季出现冻胀导致道床整体不均匀沉降，列车通过时出现钢轨断裂现象。)
　　1.3、碴面平整度用3m直尺检查不得大于30mm。预留起道量不得大于50mm。道岔前后各30mm范围内应做好顺坡并碾压。
　　1.4、碎石道床采用标准道碴(粒径16～63mm)：蒙方设计段(K0+000～K8+000)正线厚25cm；中方设计段(K8+000～K39+800)正线厚30cm，顶宽3.1m，站线厚25cm，顶宽3.1m。在过渡段提前做好顺破。
　　2、施工工艺流程及摊铺作业
　　2.1、施工工艺流程：测量放线检验底碴质量底碴合格运输进场按照放线位置上料均匀摊铺量测高程宽度测密实度、平整度人工休整检测断面。
　　2.2、摊铺前对路基进行验交，进行测量资料中线桩、水准点交接。
　　2.3、道碴采用自卸车运至施工现场，专人指挥卸车，配合摊铺机械进行作业。为保证路基表面在摊铺过程中不受或少受损害，运输车辆应慢行，保护路基表面不受破坏。
　　2.4、摊铺现场的控制，按设计要求厚度铺设道碴，沿白灰边线卸料，一次铺至距枕底标高5cm，挖掘机摊铺、碾压，人工挂线整平。要求顶面平整，位置准确，厚度均匀，做好顺坡。技术人员按照测量技术交底按里程桩号用水准高程控制标高和宽度。
　　五人工摆放枕木
　　根据线路中心摆方枕木，按定额一个中国劳力带领3组蒙古劳务，每组5人，一组每天250根枕木。摆枕时每25m摆放一根定位枕，挂线确保枕木摆放的到线路中心控制好枕木间距。并使轨枕与线路中线垂直，在定位枕端拉上麻绳，其余轨枕用撬棍按轨枕间距大致拨正摆齐。根据工程进度增减劳动力。在人工散枕时一定要对蒙古劳务按照定额量进行施工以提高工作效率。
　　六硫磺锚固
　　1、硫磺砂浆熬制工艺及质量要求
　　1.1、根据生产规模和熬浆锅大小，按规定的硫磺：水泥：砂子：石蜡=1：0.4～0.6：1.2～1.5：0.01～0.03配合比，称好各种材料备用。
　　1.2、工地采用两个铁锅轮流熬制，每锅容量以不超过50kg为宜。首先将合乎要求的砂子、水泥加热烘干（温度控制在100～130℃）然后按配合比加入硫磺、石蜡，文火加热，迅速搅拌均匀，直到拌合物中残余水分完全挥发，不再出现气泡为止，温度达150～160℃，即可使用。温度通过温度计进行监测，在加热时经充分搅拌，以防硫磺燃烧失效。熬浆地点离灌浆地点尽量靠近，以防温度降低太多。
　　2、锚固作业及质量要求
　　2.1、螺旋钉孔内的杂物、灰浆块等应清除干净，锚固前应向孔内注入砂子并将螺栓孔从下面堵住。
　　2.2、使用定位模板，以保证道钉位置正确。硫磺水泥砂浆注入孔内时的温度不得低于130℃，浇注锚固浆深度以15cm为宜，即超过道钉2～4cm，浇注完成后及时清扫锚固架及承轨槽内的锚固残渣。
　　2.3、锚固好的混凝土枕必须符合以下规定
　　①螺旋道钉与承轨槽面垂直，歪斜不得大于2°
　　②道钉中线与承轨槽面交点偏离预留孔中心不得大于2mm。
　　③不允许出现漏锚、错锚，抗拔力≮60KN，用抗拔仪检测，每1000根抽检不少于2根，螺旋道钉超高、超低每公里不得超过8个。
　　3、注意事项
　　3.1、加热的火力应能控制，不宜过猛，浆液温度不得超过180℃。
　　3.2、熬浆地点应设在下风处，与锚固作业工作面距离不宜太远。
　　3.3、作业人员应配带相应的防护品，防止中毒或烫伤。
　　3.4、杜兰汗至叶罗该施工段气候变换无偿，硫磺锚固施工过程中硫磺锚固过程中注意天气的变化。
　　3.5、由于语言不通在施工过程中无法交流因此在该项工程施工前需翻译对蒙古劳务进行施工培训。中国劳务现场施工过程中加强监控。以杜绝施工事故出现。
　　七线路的铺设技术
　　1、配轨
　　配轨时应按钢轨长度和预留轨缝连续计算并应确定曲线始点前或后的钢轨接头到曲线始点的距离。铺设前对现场散布钢轨进行尺量并做好记录，计算出钢轨长度的误差并做出标记，上轨过程中根据计算结果抵消钢轨误差，控制好轨错在允许偏差范围。
　　2、铺轨
　　2.1在铺轨作业前现场施工人员对枕木是否在中心线上，如不在即对进行人工方枕，方便下一道工序作业。
　　2.1、人工上轨定工程量施工(每人2对/天)，中方技工指挥。接头连接时应根据计算预留轨缝留出轨缝。计算公式为：a＝0.0118﹙Tmax－t﹚L－C。，同时设专人对轨缝进行测量做好轨缝记录，应每小时测量一次轨温，以准确确定预留轨缝值。一般新铺轨道的高低不平，方向不顺，经整道顺直后，轨缝将缩小，所以铺轨时预留轨缝要大于设计轨缝，一般加大值为2mm左右。蒙古该地区昼夜温差大，升温降温变化极快，在接头夹板连接时，螺栓扭矩必须达到设计要求，以避免轨缝随意跑动。
　　2.3、扣件连接由于原材料涉及厂家较多，使用的材料变化较大，所以在蒙方劳务施工过程中注意监控：清除承轨槽面的杂物，将弹性I型扣件的衬垫和胶垫放在入承轨槽，将钢轨放置其上，安装接头夹板，然后安装弹性I型扣件其它零件。上扣件二人一组（扣件涂油），用小撬棍及力矩板手将各种扣件上紧。上扣件时，禁止将手伸入承轨槽和钢轨底之间。拨动扣件和钢筋混凝土枕时，用手推撬棍，防止手拉撬棍碰伤头。要求扣件位置准确、摆正，轨枕位置用白漆标于一侧钢轨轨腰内侧，曲线地段标于外股钢轨轨腰内侧，另一侧用方尺定位。一侧钢轨扣件上紧后，用轨距尺按规定的轨距调整另一股钢轨位置。随时检查轨距大小。重点控制弹条扣件的扭矩，保证在温差变化大时线路的稳定性，避免拉轨均轨缝的现象出现。
　　3、曲线的铺设
　　3.1、铺设曲线轨道前掌握：曲线的长度、切线长度、外矢距的长度、曲线半径等技术资料。
　　3.2、按照铺设曲线确定好的曲线中心位置铺设钢轨，在根据曲线半径将所需要的曲线段进行加宽。蒙方设计段出现的小曲线半径为了减少阻力，应在曲线段加宽轨距，加宽轨距应在直线部分即逐渐加宽，到直线与弯道的切点时，轨距已加宽到规定数值。蒙方设计资料300m半径都需加宽5mm。中方设计段未出现小于300m半径的曲线不需要加宽。
　　八线路整道技术
　　1、整道作业内容有放起道桩、方正轨枕、串入道碴、起拨轨道、全面捣固，调匀轨缝、填满轨枕盒道碴，清除散落的道碴，修整道床边坡等。
　　2、上碴整道是将卸车在线路两侧的道碴补到轨道内，并将轨道逐步整修到设计规定的断面形状，达到稳定程度。
　　2.1、补碴：把线路两侧路肩上的存储道碴用人工均匀地散布到轨道内，并上齐枕头道碴。不足之处，用单轨车倒运。
　　2.2、起道：用起道机起道，以直线左股、为标准股将轨道抬高至设计标高，并在轨下串实道碴。作为起道瞄视的基准点，每次至少起好两个基准点，以便瞄视中间的轨顶水平，每节钢轨的接头、大腰、小腰都要用起道机起平。为防止新线道床陈落后轨顶标高不足，起道机应适当抬高3～5mm。起道后应将路肩处的道碴填入轨枕盒中，以便进行捣固。同时方正轨枕，使轨枕间距符合要求，并垂直线路中心线。起道后的轨面应大致平顺，没有显著的凹凸和反超高，左右水平要符合规范要求。曲线里股为标准股将轨道抬高至设计标高。
　　3、曲线半径
　　车辆在曲线上运行会产生离心力，而且车辆前后两轴不可能和曲线半径方向一致，当车轮通过曲线轨道时将发生剧烈摩擦，增大运行阻力。为了减少磨损和阻力，严格按照曲线半径位置控制轨向。曲线半径300m轨距加宽5mm。轨距允许偏差为±2mm。轨距变化率：正线不得大于1‰。
　　4、外轨抬高
　　车辆通过曲线轨道时，将产生作用于车辆中心的离心力，为了消除在曲线段运行时离心力对车辆的影响，可将曲线段的外轨抬高，这个离心力与曲线半径、车辆的重量、轴距和运行的速度有直接关系；车轮上作用有横向力和纵向力，在这些力的作用下，车轮轮缘要挤压外轨和内轨，不仅会使轮缘和钢轨磨损加快、运行阻力加大，而且可能使车辆脱轨。为了消除这种不良隐患，也需要借助曲线轨道的抬高，使离心力与车轮重力的合力垂直于轨道的平面，才能使车辆运行保持正常。外轨抬高的方法是不动内轨，加厚外轨下面的道渣厚度，外轨是在弯道两端的直线段逐渐抬高的，到弯道起点已抬高到规定数值，一般把这段抬高线段称为缓和曲线。曲线段外轨超高设置
　　曲线段外轨超高值
　　
　　说明： 超高值按3进2舍取整至5mm的倍数，超高应在缓和曲线全长均匀递减，无缓和曲线时可从圆曲线开始顺坡至直线上，直线上超高不得大于25mm，最大顺坡率不大于2‰。
　　5、曲线的整正
　　曲线轨道其结构复杂，有外轨超高和顺坡、加宽和递减。由于车辆长时间重载运行，钢轨受到列车运行产生的纵向力和横向力的作用，会不断发生变形，使轨距扩大，曲线方向发生改变，曲线方向不良。这样会引起车轮撞击铁路，破坏铁道方向，造成水平轨距超限，促使钢轨不均匀磨耗加重。要求在曲线段抬拨道作业中严格按以下要求施工：
　　5.1、保持正确的曲线位置和正矢
　　5.2、按规定保持好曲线轨道的轨距和水平。轨距水平不良，会使曲线变形，因此就必须按规定保持好超高和加宽面保持轨道几何行位和轨面平顺。矫正有硬弯的钢轨，保持道床的清洁。加强捣固特别是接头位置的捣固。使轨距、水平、方向、高低达到良好的状态。在拨道作业时注意正矢值不要超限。
　　5.3、加强曲线方向的整正。在拨道前应先在曲线段钢轨上标注正矢点及曲线超高值和正矢值，计算每个测点的拨量。曲线整正时，应保持好曲线头尾方向不能改变，因此，必须先拨好两端直线方向。
　　5.4、钢轨的超高设置不当、方向不良等将会引起钢轨不正常的磨耗。因此必须使曲线保持圆顺，抬好超高，保持正确的钢轨内倾。
　　6、曲线轨道的铺设与整正质量对列车安全运行的影响是直接的，因此在铺设和整正曲线轨道时必须严格遵守技术要求，保持轨道的水平和轨距、圆顺度和正确位置，只有这样才能是列车安全平稳运行。
　　九道岔施工技术
　　1、道岔施工工艺流程图
　　
　　2、道岔施工方法
　　2.1、钉岔位桩：根据车站平面图和测量桩号，定出两条线路中线交叉点并钉道岔中心桩。从中心桩量出基本轨起点的位置，钉岔头桩；从中心桩量出辙叉根位置，钉岔尾桩。
　　2.2、铺设岔枕：按照道岔布置图上的岔枕间距，做间隔绳，比照间隔绳从头到尾逐根铺设，并大致放正。注意岔枕方向在辙叉前2-6根岔枕内，逐渐变化。
　　2.3、铺钉道岔：按先直后曲，先外后里，由前向后四个步骤进行：
　　2.3.1、铺钉直线基本轨及护轮轨；
　　2.3.2、铺钉直线下股基本轨及辙叉；
　　2.3.3、铺钉导曲线外股钢轨及护轮轨；
　　2.3.4、铺钉导曲线里股钢轨及护轮轨。
　　铺钉直线下股基本轨时要用道尺控制轨距。导曲线用支距法控制。
　　2.4、安装连接杆：在尖轨部位安装连接杆，要求左右摆动灵活，尖端与基本轨密贴，摆度符合规定。
　　2.5、安装转辙设备：道岔铺好后要及时压道养护，特别是道床局部不密实要及时填碴捣固。道岔养护符合标准后，及时配合铁路电务部门安装转辙和信号设备。
　　十道岔养护
　　对车站道岔进行检查养护，使道岔设备始终保持良好的状态，做到如下几点：
　　1、串碴找平，捣固整道，养护道岔道床时要向道岔两端延长一定的距离，达到道岔在一个平面上，轨面平整，道岔全长内高低差、接头处高低差及错牙符合要求。
　　2、尖轨与基本轨密贴。各处轨距误差符合要求。基本轨落槽，滑板顺直，与尖轨接触点符合要求。
　　3、导曲线圆顺，支距正确，支距误差和10m矢量误差符合要求。
　　4、经常保持道岔各部分配件无损伤、无缺少、无锈蚀，并能充分起到应有的作用。及时固定道岔，防止爬行。
　　十一质量要求
　　1、作业人员须经培训，特别是对蒙古劳务的培训。
　　2、项目部按ISO9001质量标准，建立、健全质量保证体系。严格实行三级技术交底制、工程检查证制。
　　3、对直接影响施工精度的经纬仪、水准仪、万能道尺、直角道尺等仪器和量具要经过严格检测后才能使用。加强道尺的日常自检工作。
　　4、原材料、结构料和采购物品须有出厂合格证和质量保证书，进入工地前应进行必要的检验和复试，不合格的材料不准进入施工现场。
　　5、确保测设精度，高程和中线布置导线网平差计算，并测设控制桩和重点工号的定位桩；
　　6、严格控制道碴的质量标准，保证道床厚度；
　　7、道床整道分层进行，捣固和稳定作业各不少于两次，轨道方向达到直线上顺直，曲线圆顺，曲线正矢满足规范要求。
　　8、预铺道岔位置预先勘察现场，根据地形、地貌按道岔的长、宽确定预铺方案。道岔连接后，立即回填道碴。起道捣固采用手提内燃捣固镐捣固。
　　十二注意事项及安全措施
　　1、轨料装卸与搬运安全注意事项：
　　1.1、使用吊车等机械起吊轨料时，两端应设人牵拉稳定索以控制平衡，并专人统一指挥。在吊起的物件下面或移动的范围内禁止人员工作。
　　1.2、起吊轨料必须挂稳吊钩，对准中心后再起吊，对准位置再下落，起吊时钢丝绳应垂直。
　　1.3、人力装卸搬运钢轨应使用适当的工具，如轨钳、撬棍等，禁止用手直接搬运或将钢轨放在肩上运送。
　　1.4、翻轨用撬棍抽眼时，要叫号两人一致迅速抽出，防止撬棍飞出伤人。
　　由于语言不通在施工过程中无法交流，在工程施工时中国工人要起到监督作用。
　　2、施工注意事项。
　　2.1、锚固施工中蒙古劳务安全培训。
　　2.2、人工散枕、上轨、扣件连接蒙古劳务按定额施工。
　　2.3、中方线路技工对蒙方劳务进行施工机具操作及注意事项培训。
　　2.4、由于语言无法交流，蒙古的生活习惯不同及节假日不同，每天上班的人数无法准确统计，因此要求在第二天点名后在进行施工分配。
　　2.5、草原气候多变，施工时注意天气变化，调整好施工工序。
　　十三所取得的效果
　　本工程采用人工铺轨在施工任务重、工期紧的情况下，有力的保证了施工进度，经过项目部全体人员的共同努力，提前完成了施工任务，得到业主的认可。对以完成的新修线路进行试运营期间未出现任何因我方施工原因所导致停运的事件发生。列车运行未出现任何安全事故。目前以正式投入运营，每天至少3列矿石运出，大大的增加了矿石的运送量，保证了铁路投资方经济效益。增加了蒙古管理人员对中铁二十局施工质量的信任，并提出加强后期的合作。蒙古国这个荒凉戈壁与沙漠中蕴藏丰富的矿产资源，随着世界各国对能源与金属的需求增长，以及蒙古逐步推行对国外投资有利的政策，越来越多的矿产将被开发，但是配套的基础建设发展缓慢，工程建筑市场前景广阔。
　　十四结束语
　　该工程在李令选指挥长的带领下不断创造出新的成绩，而我也在这位全国劳模的身上学到了军人的坚韧和执着。该施工技术贯穿蒙古国叶罗铁矿货运专线铁路轨道施工过程的始终，对该工程顺利完成起到很大的作用。同时该技术也为项目节约了成本，避免国内的机械和大量的劳务输出，增加了企业效益。该技术施工方法容易掌握，有利于蒙古劳务快速学习，更快的投入到施工生产当中去。提高了工作效率，为施工生产进度起到了决定性的作用。
　　铁路铺轨施工技术对以后在蒙古铁路施工技术市场发展起到主要作用，对蒙古国的气候，施工环境，蒙古劳务的施工习惯有一定的了解，在今后类似的工程中起到指导作用。