中铁十七局集团有限公司铺架分公司 山西省太原市 030006
摘要：长枕埋入式道岔一旦浇筑成型便不可逆性，所以对相应关键技术等方面的质量控制研究尤为重要。本文以新建宁安铁路NASZ-3标21组18#长枕埋入式道岔施工为例，主要介绍铁路客运专线长枕埋入式无砟道岔施工道岔进场验收、组装精调、混凝土施工及焊接等方面的质量控制要点及注意事项。
关键词：无砟 长枕埋入式道岔 质量控制
1.概述
新建宁安铁路NASZ-3标全线铺设道岔24组，其中长枕埋入式道岔21组。长枕埋入式无砟道岔主要施工流程：验收路基；道岔运输进场及验收；底座混凝土施工以及养护；测设岔位桩，绑扎道床钢筋；汽吊吊布轨枕及吊装道岔；安装精调设备，粗调道岔；钢筋绝缘检测及模板安装；配合轨道几何状态检测小车（后面简称轨检小车）进行道岔精调；泵送法灌注混凝土；道岔内部几何尺寸检查及修正；铝热焊焊接并锁定道岔。
2.影响质量的主要因素分析
2.1道岔进场质量因素
新建宁安铁路NASZ-3标段（后简称宁安铁路）施工前期，在道岔、道岔轨枕及配件等进场后，立即组织人员对道岔组装质量及配件进行了严格的检查和验收工作。验收工作需要解决的关键问题是：
道岔在厂内预拼装质量及精调不能百分百确保达标，经汽运至施工现场并吊卸到现场临时存储场地，整个过程中道岔钢轨件不可避免地产生微小弹性变形，因此，道岔进场后需进行必要的验收工作，同时现场临时储存需注意场地平整及按照操作规范进行存储，避免因道岔场内组装质量、运输形变和存储过程中出现非弹性变形产生的偏差累积到混凝土浇筑之后，增大后期调整难度。
2.2精调工装质量及精度因素
精调工装包括竖向精调螺杆、横向调整锚固螺栓。精调工装的质量及加工精度是混凝土浇筑过程中道岔线性稳定的重要保证。精调装置只有保证其材质强度、刚度及承载力，才能确保道岔在组装和精调过程中，不会因为精调工装因承重导致变形或精度不够而影响道岔精调。
宁安铁路施工过程中未出现竖向精调螺杆因强度、刚度不够，造成在受力精调时出现变形弯曲，导致后期精调螺杆取出难度大，甚至无法取出的现象。关键在于采购前对市场多家产品质量进行对比及对产品强度、刚度进行了相关实验，最终选购能符合施工需求的精调工装产品。
2.3浇筑前道岔精调因素
工具轨受混凝土等污染，轨排调整过程中及调整完成后受外部荷载、振动，轨排组装时轨枕摆放方正是否符合设计要求、道岔扣配件扭力、竖向精调螺杆是否垂直等，精调采用的工艺和方法以及精调开始至结束后工具轨温差变化，是影响浇筑前道岔精调的主要因素。
因长枕埋入式道岔道床浇筑后不可逆转性，故需要在混凝土浇筑前对道岔内部几何及线性精细调整，已达到设计要求；浇筑前精调数据未达标，再加上浇筑混凝土过程及初凝前各种因素影响，使得线性数据偏差累积，最终会导致后期道岔精调难度增大。所以，精调质量直接关系到道岔整体施工质量的好坏。
另外如果由于施工过程中精度不能达到设计要求，而造成混凝土浇筑完成后静态和动态精调时需更换大量扣件，导致精调工作量增大，成本、调整、维护及养护难度增加。因此，提高施工过程中轨道精度对于施工保证工期、降低施工成本、减小精调工作量均具有重要意义。
2.4道岔混凝土因素
出现裂缝是混凝土施工中的一个通病。由于裂缝的原因通常会使内部钢筋等材料产生腐烛，降低钢筋混凝土材料的承载能力、耐久性及抗渗能力，影响整组道岔质量及使用寿命。混凝土裂缝产生有许多原因，如基础不均匀沉降，环境中温湿度的变化，混凝土的收缩、徐变以及钢轨的热胀冷缩产生的应力传递于混凝土等都将导致混凝土裂缝的产生。
宁安铁路长枕埋入式道岔施工混凝土均采用业主指定的商混站供应，并派质检员对混凝土生产过程、运输及现场试验进行全程监控。杜绝了因原材料、配合比等因素造成的混凝土本身质量的问题。
2.5影响道岔焊接接头质量因素
影响铝热焊接接头质量的因素主要有：铝热焊剂质量、施工工艺、操作人员技术水平、预热效果，以及恶劣天气以及温度等，这些会使焊头存在热裂、夹渣或夹砂以及产生气孔等缺陷，直接导致接头判废。
夹渣和气孔是铝热焊施工过程中比较常见的缺陷。夹渣原因分析主要有：（1）焊缝断面不够清洁（2）装砂模后型腔口未覆盖（3）轨缝过大、砂箱不密贴（4）镇静时间不够，反应未完成就浇铸；产生气孔主要原因分析：（1）焊剂、砂模受潮（2）封箱泥过多、过湿（3）预热温度过低（4）预热到浇铸前时间超过规定时间（5）铝热反应不充分或镇静时间不够。
宁安铁路长枕埋入式道岔铝热焊施工采用的是施密特铝热焊剂，配合成熟的铝热焊施工工艺和经验丰富的操作人员，焊接接头质量合格率100％。事实证明，有质量保证的铝热焊剂、成熟的工艺和经验丰富的操作人员是保证铝热焊接头质量的重要保证。
3.施工质量控制及对策
3.1道岔进场验收及保护
（1）道岔进场后，首先对道岔施工用的原材料、配件产品的质量及产品合格证书、质量保证书、性能检验报告等文件进行检查：配件是否齐全、轨枕底桁架钢筋是否变形或脱焊，轨枕混凝土有无破损及裂纹；检查道岔钢轨件有无划伤、划痕、变形等损伤；目测是否存在死弯，检查尖轨、心轨密贴情况，测量直股钢轨件直线度；检测道岔的完整性，道岔部件长度，转辙器动程、支距等。
（2）道岔存放时应确保场地平整，存放过程中钢轨件无悬空状态，并保证钢轨件无弯曲；同时，用警示绳围圈道岔，树立警示牌，并用彩条布覆盖，防尘土及泥水等污染道岔配件及施工车辆碰撞。
3.2精调装置质量及精度要求
（1）选用可靠产家定制精调工装，对其使用材质、工装强度、承载重量、螺纹精度等进行细致考察和相关实验，必须均满足施工要求。
（2）竖向精调螺杆采用 M27高强度钢材进行加工，确保其刚度、强度及承载力满足调节精度高的需求。每根枕木采用2 根M27mm竖向精调螺杆，在道岔心轨处，重量增大，需增加螺杆数量。安装竖向调节螺杆时，在螺杆底部放置5cm*5cm*2mm铁垫片，防止调整过程中竖向精调螺杆直接承重于底座混凝土上，影响精调精度。
（3）在岔区支承层上，间隔一根轨枕在岔枕两端安设一对地锚横向调整锚固螺栓（一下简称地锚），辙叉部位进行加密。锚固螺栓采用M32mm钢筋，锚固深度不小于250mm，采用锚固剂锚固。横向采用M16mm的高强度、密螺纹钢材与岔枕桁架钢筋水平焊接牢固；在焊联地锚横向螺杆与轨枕桁架钢筋时，需检查桁架钢筋状态，对变形、脱焊桁架钢筋应进行矫直和加固焊接。地锚横向调整精度控制在5mm左右。
（4）首先根据底座上中线放样基桩，通过人工拨道方式对道岔进行横向粗调，中线误差控制在±5mm以内；然后利用手摇起道机将道岔顶起，安装竖向调节装置，将道岔调整至低于设计轨面标高0-5mm范围内；最后焊接地锚，配合竖向精调螺杆对道岔进行全面精调。
（5）在进行精调时，当调整竖向精调螺杆，需拧松对应及相邻的地锚螺栓，调整完后紧固地锚螺栓；同理调整地锚时，拧松对应及相邻轨枕的竖向精调螺杆，完成调整后立即对竖向螺杆进行紧固。以避免进行竖向（或横向调整）时，横向地锚（或竖向精调螺杆）受力，导致精调达不到设计要求，或暂时达到要求，但后期线性数据出现反弹现象。
3.3浇筑前道岔精调
道岔精调作业应遵循以下步骤：①调整轨距、支距②调整尖轨、可动心轨密贴和顶铁间隙③整组道岔精调完毕对弹条螺栓、岔枕螺栓副、限位器螺栓、翼轨间隔铁螺栓副、长短心轨、间隔铁螺栓副进行拧紧，复拧扭矩应达到设计值④调整支撑螺杆高度、精度起平道岔⑤调整横向地锚，对道岔方向不符合限差要求点进行局部调整。
（1）精调前必须先清洁钢轨（尤其是工作边），保证轨检小车与钢轨接触点无其他介质，减小非必要误差。
（2）轨距和支距调整：利用电子道尺尺逐枕进行轨距及查照间隔检测，同时使用支距尺对支距进行检查，如有不适，根据轨距配置表调整轨距块或缓冲调距块进行调整。
（2）密贴、间隔铁调整：检查尖轨、心轨钩锁器是否将尖轨与基本轨密贴、尖轨与滑床板是否密贴、尖轨与顶铁密贴情况等影响精调数据的所有因素，通过增减顶铁调整片，调整尖轨、心轨顶铁间隙，并同时与调整轨距、支距相结合；配合道岔高低、水平的调整，使尖轨和可动心轨与滑床台间隙符合设计要求。
（3）轨检小车作业时应避免施工区域内因机械作业而可能产生振动，以及大雾、阴雨等天气，尽量选择夜间进行精调作业。避免因外界环境因素影响导致测量数据偏差过大，从而影响精调精度和质量。
（4）道岔精调采用轨检小车逐枕采集数据，利用竖向精调螺杆、地锚同时进行水平、高程调整。调整时注意调整点处需参照前后相邻岔枕数据进行调整，充分考虑调整过程中相邻轨枕数据出现联动效应，提高精调效率，提升精调质量。需调整个别扣减位置钢轨的高低时，采用更换调高垫板的方式进行。
（5）道岔精调需循序渐进，宜先调整数据偏差较大部位，将大偏差调成小偏差，然后再将小偏差调整至规范容许范围之内；同时顺接道岔前后无砟轨道结构一起调整，道岔前后前后顺接各不小于35m。道岔曲股严禁出现反超高。
（6）二次精调结束24h内未进行混凝土浇筑，必须重新精调。
3.4道岔混凝土质量控制
（1）安装模板前，先将道床板钢筋网片内杂质清理干净，并用鼓风机对支承层进行清理；安装钢模板时，保证相邻模板拼缝密贴，并设置加固装置；检查模板平整度（1 mm/m），并涂刷脱模剂；模板安装完成后，利用全站仪在底座或道床模板上放出高程控制样点，并用墨线在钢模和轨枕上弹好，在紧贴墨线的上边缘贴白色双面胶。
（2）混凝土浇筑时，入模温度控制在+30℃以内，环境温度在-3℃和+5℃之间时，混凝土入模温度不得低于+5℃，环境温度在-3℃以下时，混凝土入模温度不得低于+10℃；道床混凝土浇筑时应选在道岔轨温满足设计锁定轨温要求时进行；混凝土坍落度必须满足设计要求，不合格混凝土不得使用，按试验规定要求做好现场取样工作；浇筑混凝土之前岔枕及底座混凝土必须洒水湿润（但不允许有积水），以利于界面结合。
（3）浇筑混凝土过程中，应时刻注意轨排几何状态的变化，及早发现及早补救。振捣要充分密实，人工及时对道床板表面进行压光抹面，抹面时按设计要求形成排水坡。振捣时禁止触动道岔、道床钢筋、模板等。
（4）为利增强粘结力，混凝土浇筑完成后岔枕及道床面喷洒界面剂，同时覆盖土工布养生，保证混凝土表面湿润，避免阳光直射；底座和道床板养生期间，严格封闭施工区，严禁行人车辆在道岔上通过。
（5）待混凝土终凝后，实时喷洒养护剂，用湿润土工布覆盖养护；混凝土强度大于5MPa，安排人员松开轨枕扣件、精调支架及模板，养护工作需达到7d以上。
（6）为防止因温度导致钢轨内部应力传递到早期混凝土，应在混凝土浇筑完成并达到初凝状态后及时松调节螺杆1/3圈以及道岔扣件。
3.5道岔焊接
焊接顺序为：先岔前，再岔后；先直股，后曲股。
（1）选用相应的已通过型式检验的铝热焊工艺，并检查焊剂包是否有破损或受潮，对不符合设计质量要求的工艺和铝热焊剂一律更换。
（2）焊接钢轨两侧15m范围内必须严格按规定上紧扣件，确保焊接时轨缝间隙不会发生位移，影响焊接质量，甚至发生钢水泄漏。
（3）焊接及锁定过程中应采取措施始终保持限位器子、母块居中，尖轨方正。
（4）道岔焊接环境温度不能低于0℃，高温天气时需等轨温降到30℃以下进行焊接。
（5）浇铸完成以后4.5min后开始拆除侧模夹具，夹板和金属底板。在拆除过程严禁晃动砂型、拉裂砂型，确保焊缝金属的正常结晶。
（6）浇铸后8.5min后开始推瘤，推瘤时间一定要掌握准确，避免过早导致焊头硬度不够拉伤轨面或者过迟导致推瘤困难。
（7）列车等必须等到焊头温度降至300℃以下时才能通行，焊头冷却期间，严禁采用浇水等手段进行强制冷却。
（8）冷打磨作业过程禁止出现钢轨发蓝的现象。
（9）应力放散与锁定以一组道岔为一个单元轨节计；岔前岔后6个接头和尖轨跟端2个接头作为锁定焊接头最后焊接。
（10）在规定的道岔放散轨温下，松开道岔及前后线路扣减并支垫滚轮，使钢轨自由放散（辙叉区和转辙器不作应力放散）；在轨温达到锁定温度范围内，使用橡胶锤敲击钢轨，使钢轨内部应力放散；复紧扣件锁定道岔，焊接剩余接头。
4.小结
以上为笔者在新建南京至安庆铁路长枕埋入式道岔施工过程中关于质量控制的所收获的一些经验和心得，希望对同类或类似施工起到指导或借鉴作用。同时，为了在今天后工作中更好的控制、提高长枕埋入式道岔施工质量，还需进一步研究，对存在的一些不足进行不断总结和完善，比如对在不同施工环境中如何有效控制质量，考虑不够细致全面，以及对影响质量的关键点分析的不够全面透彻等。希望通过今后施工的不断总结及完善，形成一套完整的质量控制体系。
参考文献：
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