【導(dǎo)讀】鐵路線路病害整治及養(yǎng)護(hù)維修

　　

【正文】 境減少對環(huán)境的污染 。 大秦 線乳化瀝青道床病害整治方案研究 問題提出的背景和原因 我段管內(nèi)大秦線茶塢～木林間鄭重山隧道（中心里程 K331+009，長 145 米， 起止里程為 K 330+～ K 331+）是大秦線唯一一座三線隧道（大秦線上下行線，茶高聯(lián)絡(luò)線）。 隧道全部位于 R=3000m 的曲線上，隧道襯砌全部采用曲墻。隧道內(nèi)線路坡度為：從大同向秦皇島 8‰的下坡。隧道內(nèi)鋪設(shè)Ⅱ型砼枕，三條線的道床形式從大同向秦皇島分別為：碎石道床（ 3m） +過渡段瀝青道床（ ） +瀝青道床（ ） +過渡段瀝青道床（ ） +碎石道床（ ）。隧道內(nèi)設(shè)雙側(cè)保溫式水溝和電纜槽，大秦雙線線間有一蓋板水溝，大秦線與茶高線線間有混凝土擋碴塊。鋼軌形式為：大秦下行線（重車線）為 75Kg/m 鋼軌，無縫線路；大秦上行線為 60Kg/m 鋼軌短軌線路；茶高線為 60Kg/m 再用軌無縫線路。 該隧道建成于 1988 年。穿透的地層有：砂粘土夾碎石和石灰?guī)r。最大埋深 。隧道進(jìn)出口外地下水埋深 15m，洞身部位平時無水，僅在雨季有少量裂隙水。本地區(qū)最大凍結(jié)深度 ，基本地震烈度為 8 度。隧道進(jìn)出口外為廣闊平原，交通方便。 自 1988 年 開通以來，隧道內(nèi)的整體道床從未進(jìn)行過修理，并且線路日常維修困難，只能采取墊板的方式進(jìn)行線路整修。 由于道床使用至今已有近 20 年，長期列車動載的作用，對道床產(chǎn)生的振動加速度更大，道床表面的封閉層老化，破損，致使 AC 砂漿老化，破裂，原來為一整體的道床分散開，最后致使隔離層破損，再列車的振動作用使道碴顆粒間的摩阻力大大降低，同時使道碴顆粒磨損，道床的承載力下降，導(dǎo)致整個道床破損下沉。 隨著通過總重的逐年遞增，尤其是萬噸、 2 萬噸列車的大量開行，道床彈性及橫縱向阻力大幅下降，軌下基礎(chǔ)嚴(yán)重惡化，造成軌枕空吊、折斷，線路幾 何尺寸不易保持，尤以重車線嚴(yán)重，失墊板超層超厚現(xiàn)象非常嚴(yán)重，最嚴(yán)重處所，達(dá)到 4 層 40毫米，失效軌枕連續(xù)出現(xiàn)。我段雖采用串入木枕加絕緣拉桿進(jìn)行線路加強(qiáng)，仍不能保證列車運行絕對安全，列車動態(tài)檢查，Ⅱ、Ⅲ級偏差重復(fù)出現(xiàn)，日保養(yǎng)工作量巨大。 如何徹底解決鄭重山隧道病害，保證萬噸列車的絕對安全，是我段面臨的一個非常緊迫問題，必須拿出切實可行的整治方案，消除安全隱患。 第 ２９ 頁 共 57 頁 a b 圖 31 鄭重山隧道內(nèi)線路枕下道床現(xiàn)狀照片 a b 圖 32 隧道內(nèi)線路全貌 a b 圖 33 隧道內(nèi)大秦下行（重車）線枕下道床 第 ３０ 頁 共 58 頁 a b 圖 34 隧道內(nèi)大秦上行（輕車線）枕下道床 圖 35 隧道內(nèi)茶高聯(lián)絡(luò)線枕下道床 項目研究的可行性 整體道床在建設(shè)初期具有很大的優(yōu)越性，但根據(jù)目前的施工工藝問題以及缺乏有效的維修養(yǎng)護(hù)手段，機(jī)械養(yǎng)護(hù)無從談起，同時，結(jié)合大秦線激增的運量（ 2020 年 運量 2億噸， 2020 年計劃達(dá)到 億噸，遠(yuǎn)期目標(biāo)實現(xiàn) 4億噸），重新鋪設(shè)整體道床對運輸?shù)?第 ３１ 頁 共 57 頁 干擾太大，而且缺乏有效的維修手段，一旦存在變形幾何尺寸超限，還會存在無從整治的情況，顯然，整體道床不能適應(yīng)大密度、大運量的運輸形式，重建整體道床的方案基本上不能實施。那么將其道床改為普通道床，同時更換為Ⅲ型軌枕確是可行的方案。 整治方案及設(shè)備達(dá)到的技術(shù)條件： （一）整治原則 針對病害，首先考慮整治既有的病害（更換道床病害），再從減輕產(chǎn)生病害的原因入手（將既有Ⅱ型枕更換為Ⅲ型枕）進(jìn)行整治。原有的整體道床已經(jīng)破損 ，如果僅采取更換個別軌枕的辦法，不但不能徹底根治病害，并且由于新傳入的軌枕與前后既有軌枕不能成為有機(jī)結(jié)合，造成新舊軌枕下基礎(chǔ)軟硬不均，產(chǎn)生更大的列車沖擊力，加速道床的沉降變形，而且極易產(chǎn)生多米諾骨牌效應(yīng)，使失效軌枕繼續(xù)發(fā)展蔓延。因此，必須在更換整體道床的基礎(chǔ)上，徹底整治整體道床病害，做到治標(biāo)治本。 （二）既有結(jié)構(gòu)介紹： 既有隧道內(nèi)結(jié)構(gòu) (1)大同端進(jìn)洞為下坡，路塹側(cè)溝 2‰反坡，并在距洞口 1 米處設(shè)橫向盲溝一道，避免洞外雨水流入隧道。 (2)隧道為三線隧道（大秦空重車線及茶高聯(lián)絡(luò)線），全長 145 米，中心里程 為K331+009，線路為 8‰下坡，全部位于 3000 米的曲線上。隧道內(nèi)鋪軌軌面以外洞外路基軌面為準(zhǔn)，設(shè)計初期，考慮了鋪設(shè) 75kg/m 鋼軌，鋪設(shè) 60kg/m 鋼軌頂面低于設(shè)計標(biāo)高 60毫米。 (3)隧道進(jìn)出口外地下水位大于 15 米，洞身部位無水，僅在雨季有少量裂隙水，最大凍結(jié)線深度 米。大秦空重車線及大秦空車與茶高聯(lián)絡(luò)線間留有排水溝，疏導(dǎo)同方洞外線間流水，一直通往秦方洞外， 8‰坡度。 (4)洞內(nèi)兩側(cè)為水溝及電纜槽，水溝采用空氣保暖式。洞外排水暗溝置于最大凍結(jié)線以下 米，保溫水溝于洞外暗溝相連。 (5)隧道 襯砌及仰拱均為 C20 鋼筋混凝土。 (6)隧道頂部預(yù)埋電氣化接觸網(wǎng)懸掛裝置。 既有整體道床截面： (1) K330+～ K330+ 為碎石道床， K330+～ K330+ 為進(jìn)口過渡段， K330+～ K331+ 為雙層式道床； K331+～ K331+ 為出口過渡段； K331+～ K331+ 為出口碎石道床。 (2)過渡段采用雙層式道床，線路彈性逐漸過渡。 第 ３２ 頁 共 58 頁 (3)道床結(jié)構(gòu)設(shè)計由碎石層和 AC砂漿填充碎石層組成。 ① AC 砂 漿填充碎石，將拌和好的乳化瀝青水泥砂漿灌入潔凈的碎石中，使之凝成整體的混合材料。 ②隔離層，在平整密實的碎石層上部噴灑一層熱瀝青，將小粒徑碎石撒在瀝青面上，碾壓后成為隔離層，防止 AC 砂漿填充碎石過程中， AC砂漿流入碎石層中，防止道床滲水和 AC砂漿老化。 (4)雙層式道床施工順序是在完成隧道鋪底混凝土后鋪設(shè)碎石經(jīng)碾壓后噴灑布一層瀝青，灑布小碎石碾壓成隔離層，在隔離層，在隔離層上鋪設(shè)碎石，軌枕，鋼軌及配件。達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，灌入 AC砂漿，然后鋪設(shè)封面材料、抹出排水坡。 (5)軌枕采用 81型預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土軌枕， 1760 根 /km 布置?？奂捎脧椥哉{(diào)高扣件。枕底至鋪底的高度不少于 350 毫米。 (三 )整治方案： 1 、將既有整體道床全部鑿除至鋪底，滿足枕下不少于 350 毫米的空 間，然后回填Ⅰ級道岔。 2 、將既有Ⅱ型軌枕更換為Ⅲ型軌枕，并在洞口兩端各順延 25 根Ⅲ型枕，同時將洞外 15米內(nèi)的道床破底清篩至枕下 350 毫米，保持與洞內(nèi)道床彈性的連續(xù)性。 3 、全面整修搗固。 4 、同方進(jìn)洞口疏通盲溝，隔堵道床內(nèi)的雨水流入隧道內(nèi)。 5 、加設(shè)“ L”型擋碴板，增加道床橫向阻力。 6 、恢復(fù)隧道內(nèi)排水設(shè)施，疏通洞外排水溝。 （四）主要技術(shù)指標(biāo) 1 、道床 新道床采用Ⅰ級道碴，枕下道床厚度不少于 350 毫米。 根據(jù)竣工資料及現(xiàn)場鉆探調(diào)查，原Ⅱ型軌枕枕底至鋪底厚度不少于 350 毫米。當(dāng)初鋪設(shè) 60kg/m 鋼軌時，考慮到了遠(yuǎn)期更換重型 75kg/m 鋼軌，故原 60kg/m 鋼軌頂面低于設(shè)計標(biāo)高 60 毫米，軌高差及軌枕差為 46 毫米，仍有 14 毫米的預(yù)留起道空間，故不用破壞隧道鋪底，即能保證枕底石碴厚度不少于 350 毫米的技術(shù)要求。隧道內(nèi)接觸網(wǎng)檢查導(dǎo)高值均大于 5850 毫米，允許線路抬道不高于 100 毫米，符合供電技術(shù)要求及工務(wù)日常維修及機(jī)械養(yǎng)護(hù)的要求。 2 、軌枕：采用Ⅲ型軌枕，按 1667 根 /km 均布，洞外同時更換 25 根Ⅲ型枕進(jìn)行過渡。 第 ３３ 頁 共 57 頁 3 、扣件：彈條Ⅱ型扣件。 4 、隧道排水 根據(jù)原始竣工資料及現(xiàn)場鉆探調(diào)查，隧道進(jìn)出口 外地下水位距地表大于 15 米，洞身部位無水，最大凍結(jié)線深度 米。仰拱及隧道鋪底完好，僅在雨季有少量裂隙水。在進(jìn)口（同方）碎石道床底部設(shè)有 3‰排水反坡，優(yōu)于 2‰自然排水，道床內(nèi)部及兩線間匯集雨水很難流進(jìn)隧道。大秦空重車線及大秦空車與茶高聯(lián)絡(luò)線間留有排水溝， 8‰坡度，能很好地疏導(dǎo)同方洞外線間流水，一直通往秦方洞外，加上同方洞口橫向盲溝的作用，能最大限度地阻隔道床內(nèi)的雨水，真正能道床里面進(jìn)入隧道里的雨水少之又少。隧道內(nèi)鋪底也為 8‰的下坡，即使順著道床進(jìn)入隧道道床里的水也能及時排出洞外，道床里不會形成積水，影響道 床的穩(wěn)定。 5 、隧道內(nèi)道床橫向阻力 我段管內(nèi)隧道 1000 米以下的隧道大部分采用普通道床，而且是長期運營，導(dǎo)致道床板結(jié)的線路，并沒有出現(xiàn)橫縱向阻力不足的現(xiàn)象。改造后的鄭重山隧道道床結(jié)構(gòu)同其它隧道道床，橫縱向阻力應(yīng)不會出現(xiàn)問題。同時出于加強(qiáng)的考慮，可以安排在線路外側(cè)增設(shè)高 350mm“ L”型擋碴板，堆高石碴，增加道床橫向阻力達(dá)到 10KN/單枕。 施工方案 （一）施工方案比選： 方案一：新做道床采取扣軌梁加固線路，拆軌枕、開挖、人力裝卸，由軌道車牽引平板車出碴進(jìn)料，施工期間列車限速運行，洞內(nèi)作業(yè)均在封閉 時間內(nèi)完成。 方案二：新做道床及換枕同步進(jìn)行，采用隔六抽一，逐根逐孔進(jìn)行更換。進(jìn)出料全部利用列車間隔人工倒運。線上施工時，利用維修天窗進(jìn)行，當(dāng)日點閉正常開通，不需要限速。 比較： 方案一優(yōu)點在于能進(jìn)行連續(xù)大規(guī)模施工，能最大限度地利用工時，不會造成窩工現(xiàn)象，勞動效率高。缺點是，需要限速，影響運輸，而且需要等到 2020 年綜合天窗開啟后才能進(jìn)行施工改造，以目前的設(shè)備狀態(tài)，恐難等待。 方案二缺點是，受到施工方法限制，不能進(jìn)行大規(guī)模連續(xù)施工，存在嚴(yán)重的窩工現(xiàn)象，勞動效率低下，施工時間需要適當(dāng)延長。優(yōu)點是，不需要慢行 ，對運輸沒有干擾，每周的維修天窗即可進(jìn)行施工，并且不用報批月度施工計劃。 結(jié)論： 大秦線是繁忙重載運輸干線， 2020 年計劃實現(xiàn)運量 億噸。為了實現(xiàn)運輸目標(biāo)，施工后的慢行受到嚴(yán)格的限制。每周的維修天窗也只能