付昭江
沈阳局集团公司霍林郭勒运营维修段 内蒙古霍林郭勒 029000
摘要:通霍线运煤通道重载列车过往频繁,所处内蒙地区风沙较大,道岔由于长期未进行道床清理,道床脏污现象严重。道岔道床板结冬季冻胀、春季春融期间道岔几何尺寸变化快,在雨季阻碍排水产生翻浆冒泥,日常保养难以达到预期目标,对列车的行使安全构成威胁,严重影响铁路的通行能力。加强道岔病害整治,恢复道岔设备良好状态,对保证运煤通道行车安全具有重要意义。
关键词:道岔;道床板结原因;整治;
随着我国经济的快速、迅猛发展,对铁路运输能力的要求越来越高,致使车速提高、列车密度加大、车辆质量增加。这就加剧了道岔轨道不平顺的产生,轨道不平顺就很容易产生道岔几何尺寸超限。通霍线运煤通道重载列车运量大、密度高,所处内蒙地区风沙较大,道岔道床脏污严重,道岔道床板结冬季冻胀、春季春融期间道岔几何尺寸变化频繁,在雨季阻碍排水产生翻浆冒泥,日常保养难以达到预期目标,加大了道岔维修工作量和维修成本,严重影响铁路的通行能力,对列车的安全行使构成威胁。找准道岔道床板结产生的原因,针对原因制定相应的整治措施,恢复道岔设备良好状态,保证运煤通道运输安全、增加效益具有重要意义。
一、道岔道床板结的原因
就道岔道床板结病害发生的机理,从4个方面进行分析:
1.风沙天气、万吨重载列车的开行影响
受内蒙春、秋、冬季风沙天气的影响,许多沙尘与煤尘侵入道床内造成土道床。加之近年来万吨重载列车的开行造成了道砟破碎的加剧,日常捣固、石砟磨损产生的石屑和因下雨石砟风化产生了石泥,道床不洁逐渐形成道床板结问题。道岔作为铁路线路的联接以及线路养护的薄弱区域,这一问题更为突出。
2.道岔道床厚度不足
道床的基本作用是扩散列车的动荷载,使路基面均匀受力,减小其承受的压强。道床的厚度一旦不足,势必会使道床弹性变差、路基受力不均、压强增大;在列车动载作用下,石砟磨损加剧了道床脏污,阻碍排水;道床石砟、砂子也会侵入基床,降低排水效果;最为严重的是道床和路基的变形,道床弹性不足而产生塑性变形,还会产生轨道空板病害。路基变形带来的问题是道心积水,在道心积水和轨道空板的情况下,列车的重复动载对道床和路基反复冲击和吸附,使吸水饱和的淤泥穿过道床翻上岔枕间。
3.排水不良
排水不良是引起道岔道床板结、翻浆冒泥的主要因素,同时也是引起道床其它病害的主要诱因,可以说“水”是道岔道床的最大敌人。在道岔设计中,除了考虑道床必须具备足够的强度、稳定性之外,最重要的是做好排水、防水的设计。当前铁路多采用碎石道床,路基一般采用渗水性较好的砂土。如遇到当地大区段的不利于排水的土质(如粘土、粘砂土、黄土等)时,只要其状态稳定,也可以不换土而采用当地土,但必须做好排水,尽可能使水不侵入路基,以免软化地基,导致道岔下沉或因列车强大的反复冲击造成翻浆冒泥病害。道床翻浆冒泥可按其产生部位的不同,分为道床翻浆冒泥和路基翻浆冒泥两种。
4.路基土质不良
路基部分可分为上部直接承受动载的基床部分和下部的基体部分。基床部分一般采用渗水性较好的砂性土,但因受环境、条件制约采取粘土、粘砂土或黄土。这部分土质变坏或恶化严重,阻碍排水,吸水软化后密实度下降,从而引起道床板结、翻浆冒泥和基床下沉等病害。
二、综合整治
1.整治原因
(1)道岔土道床、道床板结严重,为恢复道床弹性,改善设备综合质量,对道床进行破底清筛作业,以恢复道岔设备良好状态。
(2)对道岔设备进行基础性整修,从设备根源上彻底解决道岔病害诸多问题。
2.整治方法
通过对道岔道床板结产生前、中、后过程的观察分为4个阶段,在不同的阶段可以采取不同的整治方法。
(1)道岔积水阶段整治方法
一是对脏污的道床及时安排清筛,严格控制清筛质量。二是组织对排水沟进行通长全面清理,保持排水畅通,使路基土体保持干燥状态。三是如果路基坡脚低于外侧路面,应在坡脚到排水沟边缘之间做成不小于2%的坡度。四是将路基边坡整平,不留坑洼,夯拍密实道心。
(2)道岔道心冒砂阶段整治方法
这个阶段的特点是道心冒砂并严重积水,然后逐渐向岔枕底部发展。由于上一阶段道心积水向路基基体渗入,又经过列车重复动荷载的作用,致使液化后的土体不断上冒,使砂垫层的砂掺和着泥水一起上冒到线路上。一旦道心出现冒砂,也就意味着病害已经进一步发展。继续做好道心处清筛工作,根据实际情况,确定深度和宽度,并做好补砟工作。
(3)局部道床板结阶段整治方法
这个阶段翻浆冒泥病害已经产生,道岔轨道病害、道床病害都将逐步出现。通过上述两个阶段的分析可以知道,道岔之所以会恶化到翻浆冒泥,是因为在道岔上已经出现区段性道心积水后,没有充分重视并采取有效措施,以致很快发展到道心冒砂,道岔局部翻浆后,可在做好第一阶段作业的基础上,合理安排岔枕全长破底清筛,并补充石砟。这个阶段的工作做得是否及时,十分重要。如果忽略了这一点,这部分的翻浆冒泥将会像传染病一样,很快发展至区段性床板结阶段。
(4)区段道床板结阶段整治方法
这时道岔状况已相当恶化,直接影响行车安全,应立即安排整治。道岔道床板结主要采用对道岔枕盒、枕底及枕头道床完成清筛后补足石砟封锁施工进行综合整治。施工采用人工清筛,枕下清筛深度不小于300mm,枕头外侧宽度均不小于500mm,后续小型机械捣固、线路及道岔整修,枕盒、枕底及枕头道床完成清筛后需补足石砟,施工作业后达到道砟饱满,道床外观符合要求,几何尺寸达到作业验收标准。
①道岔、线路道床破底清筛
(一)使用人工对道岔枕盒及边坡道床进行全断面清筛,若两线间道床与枕面一平时,枕头外500mm范围内道床必须清筛,枕下清筛深度不少于300mm,枕头向外形成4%排水坡,清筛出的污土堆放在路肩上或临时堆放在两线间的彩条布上,清筛出的净砟装袋,袋口朝下回填到已筛好的枕盒内。
(二)对道岔前后线路道床进行全断面清筛,先筛枕盒及边坡道床,再方枕清筛枕底道床,枕下清筛深度不少于300mm,枕头向外形成4%排水坡,若两线间道床与枕面一平时,枕头外500mm范围内道床必须清筛。清筛出的污土堆放在路肩上或临时堆放在两线间的彩条布上,然后回填净砟。
②道岔、线路整修
(一)将枕盒内回填的净砟全部清到道床边坡或路肩上堆放,两线间临时堆放的石砟不得侵入邻线,距枕头500mm道床石砟必须清至枕底,根据道岔抬起高度将道岔前后引轨适当长度配件松开(防止道岔抬起时前后引轨整体抬起),用立柱起道机将整组道岔水平抬起30mm左右,用短枕头将整组道岔垫实,防止起道机落下伤人。
(二)道岔抬起后,使用铁棍等工具进行清筛,必须清筛到距枕底下300mm(枕砂垫层较薄时,应筛至垫层),清筛出的污土堆放在路肩上或临时堆放在两线间的彩条布上。
(三)道岔清筛完毕后,撤除道岔下的短枕头和起道机,将整组道岔落下,将道岔前后引轨松开的配件扭紧,同时将轨下垫板或增设胶垫撤除,回填净砟,按设计对道岔、线路进行起拨道、捣固整修。施工作业后达到道砟饱满,道床外观符合要求,几何尺寸达到作业验收标准。
三、研究的现实意义
随着铁路运输的快速化、重载化,工务设备的负担日益加重。道岔道床板结病害的出现,带来了低接头、岔枕失效、轨道方向偏移、轨面高低不平、钢轨硬弯等一系列病害,加剧了列车车轮对钢轨的冲击,由此形成恶性循环,严重破坏道岔轨道结构,直接危及行车安全。选择道岔道床板结的原因与整治作为研究对象,采用人工对道岔枕盒、枕底及边坡道床进行全断面清筛、换填、补足石砟,按设计对道岔设备进行基础性整修,从根源上彻底解决道岔病害诸多问题。通过整治恢复道岔设备良好状态,改善设备质量,保证运煤通道优质、高效。
参考文献:
徐潇明、何华武《铁路线路工》中国铁道出版社,2011
卢祖文《铁路轨道结合季修理》中国铁道出版社,2003