京包线换轨一体化实验的研究与思考--中国期刊网

字体：大中小

首页> 原创作品> 正文

京包线换轨一体化实验的研究与思考

发表时间：2020/11/11 来源：《基层建设》2020年第22期作者：牛少杰

[导读] 摘要：随着机械化换轨的常态化及线上闪光连入焊施工的普遍应用，同一天窗点内实现卸轨、焊轨、换轨、收轨成为可能，从而减天窗使用，缩短施工周期，从根本上消除了线上待换、待收长轨防胀、防侵限、防联电等安全隐患。

        中国铁路北京局集团有限公司北京工电大修段北京 100071
        摘要：随着机械化换轨的常态化及线上闪光连入焊施工的普遍应用，同一天窗点内实现卸轨、焊轨、换轨、收轨成为可能，从而减天窗使用，缩短施工周期，从根本上消除了线上待换、待收长轨防胀、防侵限、防联电等安全隐患。2017年、2018年在京包线前后三次成功的进行了换轨“一体化”实验，为以后既有线实现换轨一体化奠定了基础。
        关键词：换轨、闪光焊、一体化、实验
        1.换轨“一体化”施工实验背景
        随着新工艺、新设备的发展，目前集团公司管内的线路清筛、大修列换枕、道岔更换等线路大修施工项目普遍实现了机械化作业、施工完毕后做到工完料净，而大修换轨施工仍然采取预卸钢轨、线下焊接、更换钢轨、旧轨回收分步进行的方式组织施工。
        存在着以下几方面的问题：一是占用天窗多、施工周期长。现有换轨模式采用多个作业项目分天窗实施，卸轨、巡轨、焊接、换轨、收轨等项目不能合并进行，严重制约了整体施工作业周期。一个月的换轨任务通常要利用两至三个月工期才能全部完成，卸轨需要在集中修前开始，收轨要在集中修后1-2个月才能完成，而集中前后天窗不连续，天窗时间短，造成集中修外卸轨、收轨施工效率较低。二是潜在的人身安全风险多。现场作业人员多，存在诸多不可控的因素，尤其是人工更换钢轨拨轨出入槽时砸手碰脚等安全风险项点难以得到有效控制。目前工务点外上线多，安全卡控难，分步换轨模式中巡轨作业必须在天窗点外进行，人身安全风险大，作业安全卡控难。三是轨料安全管控难度大。分步换轨模式需提前预卸轨料，并且换轨结束后旧轨不能得到及时回收，待换、待收长轨防胀、防侵限安全压力大，无形中对运输安全形成了潜在隐患。为解决上述问题，集团公司将换轨一体化施工实验纳入重点研究课题。
        2.换轨“一体化”施工实验实施
        2.1确定实验目标：在京包线土木-狼山区间， 2017年第一次实验在300分钟内实现500m轨条的卸、换、焊、收；2018年第一次实验在300分钟内完成卸、焊、换。2018年第二次实验在240-300分钟内完成卸、焊、换及闪光连入焊。根据试验情况推演在240分钟天窗内完成1000m轨条的卸、焊、换、收的施工目标。
        2.2确定施工车列及运行方案：
        （1）施工车列编组：
        T11卸轨车１列：编组为平板车43辆，乘务车2辆，计45辆，换长60.3（670m），空车1300吨，重车2200吨。

        换焊车组：轨道车2辆+平板车4辆+焊车1辆，计7辆，换长10.9（120m），总重320吨。

        T11收轨车１列：编组为平板车43辆，乘务车2辆，计45辆，换长60.3（670m），空车1300吨，重车2200吨。

        （2）车列运行方案
        T11卸轨车组：换轨当日点前运行至施工后方站土木站2道保留，封锁后，进入土木狼山间，进行卸轨作业，后运行至前方站狼山站。
        换焊车组：换轨当日点前运行至施工后方站土木站3道保留，封锁后，待T11车组进入区间后，按照规定间隔运行至土木狼山区间，解体后，进行线下焊及线上连入焊，作业完毕连挂，后运行至施工前方站狼山站。
        T11收轨车组：封闭前T11收轨车组跟随京包线上行最后一列车，到达土木站Ｉ道，之后机车转头。封锁后，待换焊车组进入区间后，按照规定间隔顶进至土木狼山区间，进行收轨作业，完毕后，返回后方站土木站。
        2.3 确定施工流程
        （1）施工点前准备工作：卸轨车装载好2对500m长待换轨条，对线路进行调查确定好起终点位置，对施工地段石砟进行处理，满足卸轨要求。
        （2）施工点内组织：
        ①卸轨车到达前，隔一松一拆除扣件。
        ②卸轨车根据封锁命令由土木站牵引至换轨起点停车。卸轨负责人接到换轨负责人通知后，指挥卸轨车列进行卸轨作业。
        ③换焊车组按规定时间间隔从土木站发车，运行至距起点1km处一度停车等待，卸轨作业开始后，换焊车组听从施工负责人指示运行至换轨起点停车解体，待卸完第一对轨后，自行式焊车运行至换轨地段中间位置进行线下闪光焊轨，焊完后自行式焊车运行至换轨终点外处等待连挂。
        ④自行式焊车通过换轨地段后，换轨作业人员松开全部扣件，做好准备后进行机械换轨。
        ⑤更换钢轨入槽后，换轨起点线上闪光连入焊。
        ⑥起点进行线上闪光连入焊的同时，终点准备进行拉伸，起点焊接完成后，终点按设计温度进行拉伸。
        ⑦拉伸后先隔一紧一锁定线路，焊车通过换轨地段到达终点进行闪光插入试验，插入焊完成后焊车与机械换轨装置及自行式焊车连挂后运行至狼山站。
        ⑧收轨车顶进，进行收轨作业，完毕后，返回土木站开通线路。
        3.换轨“一体化”施工实验的难点
        3.1 多车列的运行组织及多工序的协调作业。
        （1）同一区间进出卸轨车、换焊车组、收轨车列3组列车，如何保证车列运行安全及与地面施工人员及机具的安全，是我们必须考虑的问题，一是按规定间隔组织开行车列进入区间，每组列车开行时间间隔控制在10分钟以上。二是对每组列车都执行一度、二度停车制度，确保施工人员机具下道完毕，车列才能进入施工地段。三是采取车列负责人与地面负责人单一联系指挥，车列运行只听从车列负责人，地面人员、机具上下下道只听从地面施工负责人，每次动车前双方必须沟通确认完毕后才可实施，确保车列在施工地段内运行时人员、机具安全。
        （2）压缩作业时间是此项试验的重点之一。我们采取了一是合理安排各工序之间的交叉作业。利用车列运行时间，现场做好扣件拆装、待焊轨头处理、轨温拉伸、机具准备等工作。二是并强化单项作业效率。各工序合理调整作业人数，使作业效率达到最高。三是协调指挥。合理卡控车列运行与人员上下道时机，既有效保证了作业效率又保证了人员作业安全。四是强化质量回检。做到边施工边检查，使施工质量一步到位，同时加强与设备单位的联合验收，出现问题当即处理完成。
        通过试验前后平行作业时间对比，如表所示：
        各工序平行作业时间对比

最后对各工序施工所用时间推演如下（不含闪光插入焊）：
实验结果表明在240分钟天窗时间内，能完成1km线路的钢轨的卸、换、焊、收。

        3.2 曲线上机械换轨施工的组织。曲线地段一直是机械化换轨的难点，机械装置受换铺时钢轨曲线半径变化伸缩应力的影响，对施工组织提出了更高要求。经多次试验改进，我们确定了多项适合曲线施工的技术方案，一是对旧轨进行提前熔断安装好夹板（对夹板的螺栓孔提前处理加大行程），增大轨缝，增加钢轨应力释放空间。二是采用对新轨安装撞轨装置释放应力的方式，做到换轨装置在过轨时与曲线预留伸缩量同步，实现了曲线机械化换轨安全高效的作业目标。

        3.3闪光插入焊的实践研究。为今后伤轨下线，插入短轨保留无缝线路效果打基础，我们也进行了插入焊试验，待施工地段钢轨锁定完毕后，起点非自行式焊车运行至终点进行插入焊，对终点未换轨地段松开120-150m轨条的配件，将钢轨拨出，为降低摩擦力利用自制滑杆采取外高内地的方式将钢轨垫好，根据移动闪光焊顶锻量及当天的轨温和锁定轨温确定锯轨位置，进行闪光焊接。
        4. 换轨“一体化”施工暴露出的不足
        4.1对既有线路车站设备要求较高。一体化施工最少使用3组车列，封锁前后需占用多条股道，并且一体化施工组织模式特殊，各线别、车站运输设备情况不同，成为制约一体化施工常态化的重要因素。
        4.2施工车列利用率较低。一体化施工需占用两组T11长轨车，连续作业则需另外增加一至两组，按现有T11长轨车的配属情况看，在同时满足大维修用轨、基建用轨的前提下，会对实现常态化一体化施工带来极大影响。
        4.3 施工作业效率有待进一步提高。现有换轨日均进度为1.5km左右，而一体化施工现有阶段日均进度只能达到1km，施工作业效率有待进一步提高。
        5.结语
        目前一体化施工试验虽然取得了一定进展，但仍有较大的提升空间，在下一步工作中，继续细化作业流程，加强各作业项目之间的配合，提高平行作业能力，力求方案进一步优化，并向实现常态化作业方向而努力。
        参考文献：
        [1]中国铁路总公司《普速铁路工务安全规则》铁总运【2014】272号TG/GW101-2014 中国铁道出版社
        [2]《铁路无缝线路设计规范》TB10015-2012 J 1586-2013中国铁道出版社
        [3]中国铁路总公司《轨道车管理规则》铁总运【2016】38号 TG/GW109-2016 中国铁道出版社
        [4]陈伟国袁薇张劭换轨一体化施工模式的研究与应用铁道工务中国铁道出版社有限公司2019年北京