新线一次铺设跨区间无缝线路工法1

1、一. 前言2二. 工法特点2三. 适用范围3四. 施工工艺31. 工艺流程32. 关键技术42.1 路基交接与铺轨前道碴摊铺施工技术52.2 基地钢轨焊接52.3 长轨轨道铺设72.4 风动卸碴车卸碴及MDZ机组作业92.5 现场钢轨焊接102.6 应力放散及锁定112.7 大号码道岔施工123. 操作要点13五. 主要施工机具14六. 劳力组织15七. 质量控制16八. 安全措施16九. 效益分析171. 社会效益172. 经济效益17十. 工程实例18新线一次铺设跨区间无缝线路工法一、前言本工法是在20012002年，由中铁一局新运工程公司承建秦沈客运专线B27G2铺轨标段时开发的，本标段

2、采用新线一次铺设跨区间无缝线路施工技术。本工法解决了路基交接与铺轨前道碴摊铺施工技术、基地长钢轨焊接技术、铺设长轨轨道施工技术、高速铁路轨道线路铺碴整道施工技术、现场钢轨铝热焊焊接技术、应力放散、线路锁定形成无缝线路施工技术、大号码道岔施工技术的相关难题。“秦沈线一次铺设跨区间无缝线路轨道工程施工技术研究”，于2003年4月获中铁一局科学技术进步特等奖。钢轨无孔接头和轨-枕双层运输车均获获国家实用型产品专利。二、工法特点1.本工法填补了国内新线一次铺设跨区间无缝线路轨道工程施工技术的空白。2.采用分上下行线、分区间，安排流水施工。一个区间上行线如果进行铺设长轨、卸碴整道作业，下行线即安排工地铝

3、热焊、应力放散锁定作业。工序之间 “流水”有序。3.采用的成套施工机械设备处于国际领先。关键工位引进世界上先进的机械设备，如铺设长轨轨道的TCM60型铺轨机,焊轨生产线的K1000型闪光接触焊机、MBS-14A型除锈机、SPM-4N型四向调直机、MMA-14A型精磨机等。一般工位选购国内成熟技术的机械设备。如焊轨生产线的KGPS-160/2.5型正火机床、G4228型锯轨机等。自己有的设备充分利用，自己能设计制造的设备自己研制。如上碴整道的MDZ机组、长轨轨枕双层运输车等。4.本工法在紧迫的工期要求下能够优质、高效的完成长大新线施工任务。2002年4月21日和5月23日分别创出钢轨接触焊接2.

4、7公里/日（198个焊接接头）的优异成绩。2002年3月23日创下了日铺设长轨轨道4.8公里的全国最高纪录。并在2002年6月11日顺利完成正线长轨轨道铺设，比原定铺通工期提前了50天。5.本工法机械化、自动化程度高，施工质量控制精度高。安全措施到位，作业人员劳动强度低，安全有保障。6.本工法铺设长轨轨道部分亦适用于有缝线路，只需将标准轨用专用螺栓连接成“长钢轨”即可。7.本工法由一系列关键技术、关键工序的作业指导书组成支撑模块，可以对其中任何一项进行优化、更新，而不影响使用，每个模块也是兼有独立性的工法。三、适用范围1.适用新建高速铁路轨道工程施工。2.配合长轨推送设备及新建铁路特长隧道内一

5、次铺设超长无缝线路施工工法，适用新建铁路无碴道床轨道工程施工。3.适用有缝轨道铺设。四、施工工艺（一）工艺流程（见下图）一次铺设跨区间无缝线路施工工艺由11道工序组成，分别为：1.铺轨前道碴摊铺、路基及铺轨前道碴交接。2.基地焊接长钢轨。一次铺设跨区间无缝线路工艺流程图应力放散线路锁定形成无缝线路路基交接、复测线路底层道床摊铺长钢轨轨道铺设铺碴整道（三遍）单元焊接基地长钢轨焊接岔区道床摊铺道岔铺设道岔整道12次单元焊接道岔放散锁定焊联形成跨区间无缝线路精细整道（二遍）成形道床钢轨打磨动态检测3.铺设长轨轨道。4.补充道碴、MDZ机组整道（34遍）。5.单元轨道焊接。6.锁定焊接，应力放散，线路

6、锁定形成无缝线路。7.大号码道岔及站线铺设、整道。8.道岔焊接、应力放散、并与正线焊接、锁定形成跨区间无缝线路。9.沉落整修、MDZ机组精细整道（2遍）、封道床。10.钢轨全长预打磨。11.轨检车动态检测、验交线路。（二）关键技术路基交接与铺轨前道碴摊铺施工技术概述铺轨前道碴摊铺采用专用摊铺机、压路机或卸碴车、平地机、压路机等，对道床反复碾压形成密度1.6g/cm3以上的底层道床。施工时在两边测设标志杆，按标高挂设钢弦绳，通过摊铺机上加装红外线地平仪自动控制摊铺厚度及边线。或在测量放线后，分格卸碴，推土机推开、平地机刮平、人工开槽、压路机压实。路基交接是从路基施工单位接收路基（桥面）资料并复核

7、，索取变更设计资料；中线测量（并设边桩）；水准测量（并设边桩）；底碴质量检查、密度测量、表面平整度测量、断面测量；岔位道碴与验收；影响铺轨的障碍物调查；复测资料移交下一道工序。铺轨前道碴摊铺施工工艺流程图检查验收验收路基表层区段测量放线摊铺区段检测整修区段运碴供碴摊铺道碴检查试验整修防护图 2工艺流程图基地钢轨焊接概述铺轨基地焊轨生产线长670米，以乌克兰、加拿大合资生产的K1000型固定式闪光接触焊机和法国MMA-14A型精磨机、SPM-4N四方向调直机、MBS-14A轨端清理机等为主导设备，与国产初调直机、正火机床和自行研制的长钢轨输送支架、2吨龙门群吊、落锤机等设备配套组成。可生产300

8、米的长轨。焊轨生产线厂房布置是在有人员操作和有设备的工位建彩钢板活动车间，形成满足工艺要求和适合操作人员工作的环境，其它部位仅建简易彩钢板棚架。可调节、活动式钢轨输送支架，可对高度随时进行调整。准备工位交接工位焊接工位冷却工位正火工位冷却工位1冷却工位2粗磨工位水冷工位调直工位细磨工位精磨工位探伤工位25m25m25m25m25m25m25m25m25m25m图 3焊轨生产线的工位布置焊轨生产线的工位布置焊轨生产线的工艺流程图图 4焊轨生产线的工艺流程图配轨除锈锈校直焊接冷喷却号正喷火风冷却1冷却2存验储收交接精磨细磨调直探伤水冷粗磨横移 长轨轨道铺设概述长钢轨轨道铺设采用TCM60型铺轨机组

9、，按照单枕连续铺设法施工工艺完成。即：内燃机车推送轨-枕列车到达铺轨工地后，将轨-枕列车交予铺轨机组，铺轨机组依靠自身动力牵引轨-枕列车前进。由铺轨机组的履带拖拉机、TCM主机、WES辅助动力车、两台运枕龙门吊协调工作将长钢轨和轨枕铺放到已摊铺好的道碴上，组合成长钢轨轨道，并用自行研制的“无孔接头”连接长钢轨，完成长钢轨轨道铺设作业，达到验标有关要求。本工序核心机械是由瑞士马蒂萨公司引进的TCM60型铺轨机组，它的三个主要组成部分是主机(TCM)、辅助动力车（WES）以及两台运枕龙门吊（P20TR、LDY8），还有两个辅助组成部分是长钢轨牵引拖拉机和轨-枕双层列车。该机组性能优越，于2002年

10、3月23日创下了日铺设长钢轨轨道4.8公里的全国纪录。TCM60型铺轨机示意图433901550068002650工作方向主机运枕龙门吊辅助动力车图 5铺轨机示意图 长轨轨道铺设的工艺流程图铺轨机组进入现场组装铺轨机呈作业状态铺轨准备工作轨枕转运设置轨道中心标示线与轨-枕列车连挂，安装过桥轨轨逐对解除长钢轨锁紧装置运枕龙门吊解除约束设备试运转长钢轨牵引推送轨枕传送布设拖拉长钢轨安放大胶垫收 轨长钢轨入槽，安装无孔接头安装10%扣件补足扣件收尾作业质量检查放置滚筒转至拖拉机滚筒架上控制轨枕间距控制长钢轨轨缝落在轨枕间距的中部收滚筒，放到铺轨机滚筒架上图 6长轨轨道铺设的工艺流程图拖拉机进入现场风

11、动卸碴车卸碴及MDZ机组作业概述一次铺设跨区间无缝线路正线卸碴由K13风动卸碴车分三四遍完成，卸车安排为：铺轨后立即卸第一遍碴，卸碴量按剩余数量的65%控制；MDZ机组作业一遍后卸第二遍碴，卸碴量按剩余数量的20%控制；MDZ机组作业二遍后卸第三遍碴，卸碴量按剩余数量的10%控制；线路运行一段时间后MDZ机组精整作业之前补足所需道碴，约为设计的5%。MDZ机组作业是在分次卸碴后进行，由SPZ-200型配碴整形车、08-32型起、拨道捣固车、WD-320型动力稳定车组成。MDZ机组依线路前方向排列顺序为整形车、捣固车、稳定车。每次作业前测量组提供作业数据。线路测量卸碴施工准备捣固车起拨道捣固整形

12、车配碴动力稳定车稳定线路测量卸碴上碴整道资料交接轨道焊连锁定线路综合作业日常巡道维修作业线路测量补充道碴MDZ机组第四次作业线路资料交接机械准备MDZ组机第五次作业N=3图 7工艺流程图工艺流程图现场钢轨焊接概述现场钢轨焊接工艺，国内目前有三种，即闪光接触焊、气压焊和铝热焊，三种焊接工艺各有适用的环境和特点，我集团公司均有相应设备和施工能力。秦沈客运专线现场钢轨焊接采用铝热焊法，它是将配置好的铝热焊剂放入坩埚中，用高温火柴引燃焊剂，产生强烈的化学反应，高温钢水和熔渣产生分层，得到的高温钢水注入紧扣钢轨的砂型中，将砂型中已对正的钢轨端部熔化，钢水凝固后及时推瘤，即将两根钢轨焊接成一体，再经过打磨

13、、探伤等工序使铝热焊焊接接头达到技术要求。我们采用了两种铝热焊法：一种是法国QPCJ钢轨铝热焊接工艺，QP为英文快速预热的第一个字母（Quickly Preheat），CJ为法文一次性坩埚的第一个字母组合，它采用一次性坩埚；另一种是铁科院铁60DA焊剂的定时预热焊接工艺，坩埚多次循环使用。两种工艺大同小异。施工准备轨端打磨调整轨缝钢轨对正安装砂模涂封箱泥调节火焰钢轨预热安放坩埚点火浇注按时拆摸及时推镏切开柱基保温拆架冷却打磨探伤检查填写记录图 8施工工艺流程图施工工艺流程图应力放散及锁定概述应力放散就是将积累在单元轨节内的温度力，通过滚筒、撞轨器、小锤等工具使其得到释放，达到零应力状态。应力放

14、散、线路锁定作业时，根据测量轨温判断,当轨温在设计锁定轨温范围内时采用“滚筒放散法”；当轨温在锁定轨温范围以下时采用“拉伸放散法”。滚筒放散法是用撞轨器和小锤敲击单元轨节放散应力。作业时，施工人员用撞轨器沿放散方向撞击钢轨，用小锤或上弹条工具敲击轨腰，待轨端位移出现反弹且零点归零时落槽，锁定单元轨节。拉伸放散法亦须先将单元长钢轨条放散呈零应力状态，再根据基本公式L=Lt计算出钢轨拉伸量，将钢轨均匀拉伸至设计锁定轨温所对应的长度，并注意零点归零及临时位移观测点的位移量成比例增长，与理论计算值相差不大于3mm时，钢轨落槽即刻锁定线路。锁定焊接拆除扣件支起钢轨应力放散施工准备拆除滚筒钢轨落槽轨道锁定

15、核实轨温设置零点及位移观测点滚筒放散法放散填写记录质量检查钢轨应力放散均匀撞轨器撞轨放散拉伸放散法放散轨温是否低于锁定轨温范围是否图 9工艺流程图施工工艺流程图大号码道岔施工概述大号码道岔铺设可以根据铺轨的进程和工期的要求分为两种方法。一是铺轨到达前，立好龙门吊，汽车运输岔枕，在分层碾压平整的道床上预铺岔枕（道床厚度要求与设计相差30mm）。铺轨到达后，吊卸组装钢轨、配件。二是铺轨到达岔位后，岔位用临时轨节过渡，（岔区道床仍按上述施工程序施工）待铺轨转线后，再立龙门吊，拆除临时线路，吊卸组装道岔岔枕、钢轨、配件。道岔组装时应特别注意牵引拉杆安装孔中心与前后岔枕的相对位置。道岔整道采用08-47

16、5多功能型道岔捣固机，作业时必须放置激光准直仪，曲股亦须进行捣固作业。道岔焊接采用铝热焊。大号码道岔施工工艺流程图测量放线立龙门吊道床摊铺打桩挂线道岔运输铺岔准备铺设道岔检查整修道岔锁闭上碴整道检查整修道岔焊接放散锁定道岔整理钢轨打磨布设岔枕整理配件散布扣件配置钢轨连接钢轨组装调试设观测桩图 10工艺流程图操作要点操作要点在各工序技术作业指导书中内容很多，本节择其要点概述如下：在底层道床两边线位置测设钢筋控制标志杆，标志杆上挂设钢玄线，作为控制摊铺标准。标志杆应沿底碴边线布置，顺线路每10m一组，在变坡点和曲线范围，控制边桩加密。基地焊轨正式生产前，应针对相应的轨型和轨种调试焊机的焊接工艺参数

17、，包括各阶段电压、烧化速度、接触压力、顶段量、阻抗等，待这组工艺参数通过TB/T1632-91（钢轨焊接接头技术条件）规定的型式试验后，焊轨生产才能进行。并且在焊轨生产中，设置的参数不能更改，必要时对参数进行复原。TCM60型铺轨机布枕作业时，应按标示线前行，以确保布枕中心线与线路中心线的误差在±30mm以内。放置大胶垫之前,应清除承轨槽表面的杂物，大胶垫应端正入槽。在收轨的同时,亦将轨底的滚筒收到铺轨机前端的存放滚筒架上，在拖拉下一对长钢轨时，倒装到拖拉机后部的存放滚筒架上。MDZ机组前三遍整道作业，每一遍作业的起道量不宜超过80mm，而且为了提高作业效果，至少其中的两遍作业进行双

18、捣。第四遍整道作业是针对形成无缝线路后所发生的变化进行仔细调整，并对线路中心线和曲线正矢作精确定位。由于还有2040mm的起道量，所以稳定车作业仍然紧随其后。第五遍整道作业则是针对线路局部不达标之处和第四遍整道稳定车作业之后所出现的变化进行最终的精细调整，没有什么起道量，稳定车可以不作业。工地钢轨焊接前检查轨道的直度和表面情况，检查轨缝大小与位置以及接头相错量情况是否满足要求，并测量轨温再卸开钢轨接头，卸掉轨缝两侧各10-12根轨枕的扣件（如为曲线或大轨缝适当延长），取走两侧各2-3根轨枕的绝缘轨距块和胶垫。应力放散施工应挑选作业时间、测量轨温、安装撞轨器、安装拉伸器、解除无缝线路末端至零点范

19、围的扣件（一般为5.5m）、分散作业人员和工具等工作。作业人员应满布在单元轨节长度范围内，一般1.5km单元轨节共分5组，每组负责300m的拆上扣件、撞轨、钢轨位移观测等工作。撞轨器分别放在500m和1000m左右处。道岔钢轨装车时应注意铺设方向，要装载在配有转向架的平板车上。吊配尖轨、基本轨组件,可动心组件等长钢轨及组件时必须使用吊轨架吊配，用两台龙门吊配合，统一指挥，同步作业，协调行动，平稳吊、运、安装配轨。先配置直股尖轨基本轨组件，再是曲股尖轨基本轨组件，对好岔头位置，使两端基本轨前端的方正差不得大于1mm，两基本轨安装锁闭铁孔的中心连线对直基本轨的垂直度误差不得大于2mm，限位器子块居

20、中母块。注意,由于电务转换设备要求很高，两基本轨安装锁闭铁孔的中心连线与前后轨枕的相对位置应准确无误。主要施工机具表1. 施工机具表序号名称型号数量（台）应用工序1摊铺机ABG4111铺轨前道碴摊铺2压路机12t13轨端清理刷面机MBS-14-L1基地钢轨焊接4钢轨调直机DHR31515焊轨机（含配套设备）K100016四向调直机SPM-4N17精磨机MMA-1418拖拉机PR732B1铺设长轨轨道9铺轨机TCM60110辅助动力车WES111龙门吊（1#）P20TR112龙门吊（2#）LDY-8113钢轨无孔接头GGJT30套14配碴整形车SPZ-2001铺碴整道15捣固车08-32116道

21、床动力稳定车WD-320117锯轨机HC3551工地钢轨焊接18端头打磨机GDM-1.1119推瘤机EGH21序号名称型号数量（台）应用工序20拉伸器TR752工地钢轨焊接21仿型打磨机MR150122滚筒滚动轴承式300个应力放散锁定23撞轨器自制224准直仪ZCJ148125轨温表SWG-11426龙门吊10T*11m2大号码道岔施工27平板车N178辆28多功能捣固车08-475129钩锁器自制76套劳力组织表2. 劳力配置表序号工序名称人员配置(人)备注1铺轨前道碴摊铺57含路基交接组9人（单班）2基地钢轨焊接32单班3铺设长轨轨道59单班4铺碴整道46含卸碴班11人（单班）5工地钢轨

22、焊接26每个铝热焊工作面6应力放散锁定817大号码道岔施工32合计333质量控制铺轨前道碴摊铺符合图5-5，摊铺后的道碴必须配以压路机碾压道床，以保证道碴道床的密度。图 11底碴摊铺断面图基地钢轨焊接，对钢轨轨顶、轨底和端面除锈时，使其露出90%以上的金属光泽，对母材的打磨量0.2mm。铺设长轨轨道，轨枕应方正，并与轨道中心线垂直。轨枕按1667根/公里铺设，即轨枕间距为600毫米，允许偏差为±20毫米。连续6根轨枕的距离为3m±30mm。道床参数在MDZ机组第三遍作业后仅对道床横向阻力和枕下道床刚度进行检测，每2km横向阻力检测10根轨枕，每5km道床刚度检测4处。在MD

23、Z机组第四遍作业后对道床参数全部进行检测，纵、横向阻力每2km检测10根轨枕，枕下道床密度、刚度每5km检测4处。铝热焊接严格执行中国铁道行业标准TB/1632-91及秦沈客运专线钢轨铝热焊接技术条件（试用）的要求。单元轨节应在道床达到初期稳定阶段，方可进行线路应力放散工作。铺设无渡线的两岔尾相连的高速道岔时，后铺设的道岔钢轨配置顺序应由岔尾向岔头方向排布，以免产生累积误差。安全措施摊铺机、平地机、压路机工作前方100m内禁止人员在路基上穿越、停留。卸车使用的吊轨龙门架，操作人员必须经培训考核持证上岗，严禁无证操作。操作人员应经常保持设备完好，严禁超载使用。要注意检查钢丝绳的状态，及时更换有损

24、伤的钢丝绳。经常检查所有吊卡工具，遇有损坏及时修理或更换，确保安全生产。运枕龙门吊操作应严格执行操作规范。吊放轨枕时应缓慢，保证落放位置准确。走行时注意运行区段两侧有无障碍物，以确保机械、人身安全。作业中，大型养路机械机组人员应随时监测线路变化，发现胀轨迹象要立即停止作业，组织检修，使大型养路机械安全退出胀轨现场。施工现场氧气和液化气放置安全距离不小于5米。拆扣件时注意弹条飞砸伤人；垫滚筒时为防止钢轨倾斜或滑落，应在钢轨两侧用两台压机同时打起钢轨，落滚筒时严禁压机突然卸载。铺岔配合龙门吊安装钢轨时，操作人员应先站开，待龙门吊停车，钢轨距岔枕承轨槽高度50cm左右，稳定不摆动时，人员方可靠近，站在岔枕空内道碴上，用手抓住轨面，（严禁抓轨底、轨端）稳