1、铁路客运专线 铺轨施工关键技术,秦沈客运专线跨区间无缝线路施工,工程概述长钢轨铺设,工程概述,秦沈客运专线是我国新建的第一条一次铺设跨区间无缝线路的双线电气化铁路，是我国铁路技术水平的标志性工程。一次铺设跨区间无缝线路，是高速铁路建设的一项关键技术，是提高线路质量、满足高速铁路高平顺性要求的重要技术保证。它不仅大大提高了轨道铺设精度，还相应地促使路基、道床的设计提高了标准，带动了整个铁路施工技术的进步，是我国铁路建设中一项具有深远意义的重大技术突破。,秦沈客运专线B27一G1标段铺轨工程起点为DK174000 (K169212.9），终点为DK267500(K252909.16），建筑长度83
2、.696km。其中正线铺轨165.53 km；站线铺轨8.846km；板式无碴轨道1.41km（跨双何公路特大桥）；道岔37组；一级道碴41.2万m3；跨阜锦公路特大桥设有钢轨伸缩调节器2组（DK183556.00左、右线各一组），跨兴闫公路特大桥设有钢轨伸缩调节器2组（DK211613.40左、右线各一组），每组伸缩调节器两端各有近250 m采用111型有挡肩轨枕及“石龙扣件”。,本标段共有22个平面曲线，最大曲线半径10000m，最小曲线半径3500m，最大线路坡度12，竖曲线82处，是全线技术含量最高、施工难度最大、线路最复杂的一个铺轨标段。秦沈客运专线B27-G1标段铺轨工程于2000
3、年3月开始建设铺轨基地，2001年5月完成所有大临工程，2001年6月完成基地焊轨线设备的安装和调试，2001年7月开始试焊轨，9月1日正式铺轨,2002年5月18日完成铺轨，2002年9月9日全部锁定完成，累计完成基地长钢轨焊接接头12518个，现场钢轨铝热焊头1618个。2002年11月6日，通过验收。,施工中采用流水作业方法，形成了一套完整的一次铺设跨区间无缝线路施工工艺，填补了国内铁路建设史上的空白。在施工过程中，每天焊300m长钢轨10根；在配备一列双层运轨运枕车情况下，保持铺长钢轨1.5km/台班、养护线路6km/台班的工作能力，为高速铁路的发展和建设打下了坚实的基础。,设计标准,
4、1、线路参数 线路类别： 客运专线 正线数目： 双线 最大坡度： 12（不考虑平面曲线阻力折减） 最小曲线半径： 一般3500m，困难3000m 牵引种类： 电力 牵引定数： 860 t 到发线有效长： 650 m 闭塞类型： 列控系统,2、正线（1）钢轨及垫板 钢轨为60kg/m、PD3、25m非淬火无螺栓孔新钢轨，图号为TB/TZ2341.3-93，其质量符合时速200公里客运专线60kg/m钢轨暂行技术条件。长钢轨内绝缘接头采用60kg/m、长6.25m的厂制胶接绝缘轨，胶接绝缘轨符合胶接绝缘钢轨技术条件（TB/T2975-2000），其材质与正线相同。轨下绝缘缓冲垫板采用60-10一1
5、5型橡胶垫板。,（2）轨枕除铺设岔枕地段、伸缩调节器、小阻力扣件和双何特大桥上无碴轨道外，全线采用型无挡肩钢筋混凝土轨枕（图号为专线3394，枕长2.6m），每公里铺设1667根。轨枕间距为600mm，允许偏差20mm；连续6根轨枕的距离为3m，允许偏差为士30mm。,（3）扣件本线采用非防盗型的防腐型弹条扣件，图号为专线（01）3328。跨双何公路特大桥上，配合板式无碴轨道采用弹性分开式扣件，过渡段辅助轨采用扣板式扣件，配合型有挡肩钢筋混凝土枕采用型扣件。,（4）道床道床断面尺寸符合时速200公里新建铁路线桥隧站设计暂行规定的要求。土质路基道床厚度为30cm，硬质岩石路堑道床厚度为35cm，
6、桥上道床厚度不小于30cm。单线道床顶面宽度3.50m，道床边坡1:1.75，碴肩宽度45cm，碴肩堆高15cm；双线道床顶面宽度分别按单线设计。道碴的粒径级配和材质符合铁路碎石道碴(TB/T 2140-90)中的一级碎石道碴标准。,（5）轨道高度土质路基为0.91m，硬质岩石路堑为0.96m。（6）铺设精度正线有碴轨道的铺设精度标准见下表：,轨道铺设精度标准,(7)锁定轨温左右两股钢轨的锁定轨温差不得大于3，相邻两单元轨节锁定轨温差不得大于5，同一设计锁定轨温的长轨条最高与最低锁定轨温之差不得大于10。（8）无碴轨道跨双何公路特大桥上设计为板式无碴轨道，起讫里程：DK201+971.37DK
7、202+711.90。,长钢轨铺设,长钢轨铺设采用“单枕法”一次铺设跨区间无缝线路的施工工艺。由TCM60铺轨机进了连续单枕长轨铺设，然后用铝热焊方法将300 m长钢轨焊成1500m单元轨节，SlZ200配碴整形车,09一32捣固车、WD320动力稳定车联合作业车组进行线路养护，线路养护达到初期稳定它将单元轨节进行应力放散与锁定，最后进行精细整道、钢轨打磨。重点在于：底碴的摊铺要平整，密实度要均匀，以保证轨道的初始铺设质量，锁定轨温的控制要准确，以保证无缝线路的质量。难点在于线路养护。,一、线路复测及中桩外移在铺轨前，先对下部工程的中线控制桩、水准点以及路基面高程进行严格复测，并把线路中心桩外
8、移至路肩上，然后进行底碴摊铺及铺轨作业。1线路复测(1）使用全站仪进行线路中线复测，测量中线控制桩间的方向和距离：水平角观测用全测回法测量右角，至少观测一测回。其精度要求为：两个半测回间角值较差限值为8“测回间角值较差限值为10“。,若在限差范围内，取其平均值作为观测结果。全站仪测距时往返各测次，其相对闭合差为1/3000，取其平均值作为测量结果。超限时必须重测。 (2)使用不低于DS3型的水准仪进行水平复测。水准测量采用附合水准测量、闭合水准测量等方法。其高程容许闭合差为30v厄(mmL点间线路长度（km)。,2线路中线外移桩的测设（1）为了底碴摊铺以及机械养路时测量方便，在线路中线及水平复
9、测合格后，及时将线路中桩外移至路肩上，用外移桩控制线路的方向：(2)线路中线外移桩钉设在距左、右线线路中线3 m的路肩上：桩间距直线段50m、缓和曲线20m ,圆曲线40m，曲线五大要素、变坡点处均设置外移桩：（3）线路中线外移桩的测设精度同线路复测要求。（4）线路中线外移桩的测设，先外移曲线头尾以及直线段内不大于400m线控制点再单独测设曲线以及直线段加桩：,二、底层道碴摊铺道床是轨道结构的重要组成部分，是轨道和路基之间的载体和缓冲区：道床将列车施加于轨道的冲击力以及轨道自重传递至路基，同时在很大程度抵消了列车振动的影响。因此道床结够影响整个轨道结构的质量。底层道碴作为轨道与路基之间的过渡部
10、分，它的质量好坏将直接影响轨道的铺设质量。 1道碴的摊铺原则 （1）上碴前由铺轨单位与路基施工单位共同对路基按要求进行检查验收，符合要求后可接受铺碴作业。 （2）对路基中线、水平进行复测。,（3）使摊铺后道床密度均匀并达到规定要求，使用压路机压实。压实时由外侧向内侧纵向作业叠压实不小于50cm达到平整并无明显痕迹(4)压实后的道床及时进行几何尺寸、表面平整度、碴顶高程及密度的检查，达到标准方可铺轨(5)在铺设底层道碴时，还要满足以下要求：运输道碴的载重汽车轮压不得大于4.71 M Pa，以保证其在已经过压实的基床表层上行驶时不会引起基床的沉降或出现压痕：摊铺的底层道碴密实均质，符合设计要求。底
11、层道碴在铺设、整平、压实后，要及时进行铺轨，以免受到外界扰动而影响道床的铺设质量。,2预铺道碴标准及断面尺寸预铺道碴前路基基味表面平顺、密实：铺后底碴面平整度用3 m靠尺检查，允许偏差10 mm。预铺道碴全断面分线分别摊铺，各线厚0.15 m.顶宽4.0 rn,底宽4.53 m, I , 线线路中心30 cm范围内留_3cm深凹槽：预铺道碴断面单一线0.764m2双线1.528 m2,3预铺道碴摊铺 （1）采用JT5000 A型摊铺机摊铺底碴，工作效率600 m3h，摊铺宽度3.55.0 m,最大厚度可达600 mm。 （2)施工工艺：安置激光发射器，按要求设置横坡、纵坡及弯道数据。用定位标杆
12、确定摊铺机上激光接收器的初始位置，原始信号自动存人计算机，并自动生成相关数据信号。,操作手就位，检查显示屏状态，准备作业： 由自卸汽车运送道碴至摊铺机处。自卸汽车后轮支靠在摊铺机前面的推滚上，摊铺机操作手控制夹具夹住自卸汽车后轮起斗卸碴。当摊铺机料斗充满时，摊铺机推动自卸汽车行进，边卸碴边摊铺。 两线交替摊铺。 振动压路机跟在摊铺机后面进行静压。 检查摊铺质量及碴面平整度。,4质量要求（1)摊铺用道碴符合铁路碎石道碴（TB/T 2140-90) 中一级道碴的材质要求。(2)为保证整个道床道碴质量一致，道碴装、运、卸及摊 铺压实的过程中不能破坏道碴的级配，不能增加道碴的含 污量，降低道碴的等级。
13、,(3)道床的平整度和几何尺寸：道床摊铺压实后，表面目视平坦，线路中心设30 cm宽 5 cm深凹槽，保证轨枕两端道床高于中部。道床厚度允许偏差在20 mm以内，道床肩宽允许偏差在土20 mm以内，道床边坡整齐。平整度：用3m靠尺检查碴面平整度，允许偏差10 mm,三、长钢轨铺设长钢轨铺设包括长钢轨装车、轨枕装车、长钢轨及轨枕运输、现场TCM60与双层车联挂、长钢轨拖放、轨枕运送、TCM60布枕收轨作业，见图6一3一3,1.配轨根据设计文件及图纸要求，对长钢轨进行配轨计算，使得铺设后的每300 m长钢轨左右股相错量不超过100 mm，并使长钢轨接头避开桥台胸墙、梁端缝等薄弱地段2m以外。2长钢
14、轨装车长钢轨及轨枕运输采用由23辆N17平板车组成的双层运轨运枕车完成。（1)长钢轨装车准备在每次装车前由技术人员对已选配好的长钢轨进行检查确认。门吊操作人员对门吊进行检查确认。调车人员指挥双层车对位。,(2）长钢轨装车长钢轨装车采用单控作业在确认所有夹轨钳牢固夹紧后，指挥人员指挥龙门吊同时起吊。钢轨吊起要平稳。确保长钢轨接近辊轮时，任何位置都处在辊轮连线范围内。左右股从两侧向中心对称放置，并摆放整齐、牢固。长钢轨在牵引端对齐。,在长钢轨始、终端设置挡板，防止钢轨窜出车外。所有长钢轨按要求装车后，同时进行锁紧固定，防止在运输途中窜动。长钢轨锁紧装置采用螺栓与钢板相结合，在两相邻长钢轨轨底之间将
15、螺栓拧紧，使钢板紧扣两轨底的上斜表面，起到锁紧作用。每日每班次装车完毕后，由焊轨中心与TCM60铺轨机组进行交接。,3，轨枕装车（1）对经进场检验合格的轨枕进行核实。（2)作业程序：装车作业采用四台移动门吊。装枕：a.每台门吊每次吊16根，方式为4x4，每层在承轨槽中垫以方木保护。b各垛间密排，装完车后在较大空隙中插人木条，减少运输中轨枕的窜动损伤。,c 装枕时堆放整齐，确保轨枕中心线与车辆中心线重合，避免偏载，位置误差不得超过50 mm。操作中以车上放枕钢架为基准，两边出露均匀。d.按每日生产进度安排装车，装车后按类型、数量填写交接记录。4长钢轨及轨枕运输运输过程中速度保持均匀，以20 km
16、/h为宜。起步及制动速度不得过快、过猛。,5现场TCM60与运输车辆联挂（1）TCM60铺轨机进场TCM60铺轨机第一次作业或转线作业时由机车联挂推送进人作业场地。在联挂之前，铺轨机的所有锁定装置必须锁定好。在机车推送之前，必须将TCM60主机与辅助动力车之间的过渡轨拆下，避免通过较小 半径曲线时损坏。 TCM60铺轨机被推送至距已铺设轨道前端1015处解除联挂。,TCM60铺轨机自行至距已铺设轨道轨端约0.5 m处停下，打好止轮器。 用起重臂将履带走行器从铺轨机上吊放到铺轨机前底碴上，在履带走行器和已铺轨道 之间用引导轨相连，然后主机爬上履带走行器，锁定。(2)双层车进人现场双层车由机车推进
17、铺轨现场，以5 km/h以下速度与TCM60铺轨机联挂，并安装TCM60主机与辅助动力车之间过渡轨。,6设置走行标示线铺轨作业前，在线路中线上设置铺轨机走行标示线。铺轨机走行司机根据摄像监视屏幕上走行标示线的导引控制铺轨机的走行方向。在铺轨过程中，轨道中心和线路中心的偏差不超过30 mm。,7.长钢轨拖放（l)解开长钢轨的锁紧装置。(2)人工将置于铺轨机前部铰盘上的钢丝绳拉至双层车上的长钢轨始端。(3)装上专用夹具。(4)开动铰盘收紧钢丝绳，拖动长钢轨，操作分轨装置将长钢轨送人推送装置。,(5)钢轨推送装置将长钢轨沿导向框架推送至位于铺轨机前方的拖拉机拉轨架下。(6)调整夹钳，使长钢轨上下移动
18、，并使前端伸人拉轨架夹钳口。(7)用专用夹具将长钢轨前端与拉轨架连接。(8)拖拉机拖拉长钢轨匀速前行，同时每隔810 m在长钢轨正下方放置一滚筒。拖出后 长钢轨间距为3.23.3 m，,(9)长钢轨末端拉至分轨装置附近时，拖拉机速度降低。长钢轨末端将要拉出最后一个导向框时，拖拉机速度再次降低，使拉出的长钢轨终端与已铺轨道的前端基本对齐。以后每次拖拉长钢轨均在前一对长钢轨还未全部收人承轨槽之前进行，便于两对长钢轨首尾衔接。（10)用夹钳将长钢轨后端放置在履带走行器两侧的导轮上。,8轨枕运送(1)解除两台车行门吊的锁定装置。(2)启动两台车行门吊并开始倒运轨枕，倒运时按层倒运以减少双层车车辆间的载
19、重差。(3)由位于前部的车行门吊搬运一层轨枕置于TCM60主机的传送链上。与轨枕传送链的配合做到轨枕能够连续铺设。,9TCM60铺轨作业（1)先手动布枕2根。(2)手动布枕2根后，转入自动布枕作业。(3)布设轨枕的同时，人工将橡胶垫板放置在轨枕承轨槽中。(4)收轨装置在铺轨机组行进中，自动将长钢轨钳人轨枕承轨槽中。(5)钢轨入槽后，人工每隔9根轨枕安放绝缘轨距块和弹条，用铺轨机扣件推人装置安装。,(6）钢轨对接：待铺轨机行驶至已铺设轨道端部适当位置后，将已铺钢轨左右股中较长一股超长部分锯下，使左右股取齐。用夹钳夹住待铺长钢轨终端，将其放置在轨枕的承枕槽内，调节长钢轨终端的上下左右位置，以将前后
20、两根长刚轨端部对齐。钢轨对齐后，用断轨急救器将左右股钢轨端部分别 连接紧。铺完一对长钢轨后，再拖拉、铺设另一对长钢轨，依 次循环。,10长钢轨铺设工艺流程长钢轨铺设工艺流程见图6一3一5,四、上碴整道 上碴整道作业由布碴、配碴整形、起拨捣、动力稳定四部分作业组成。 上碴 上碴由国产K13风动卸碴车分三次完成。 2大型养路机组作业流程养路作业由SPZ-200配碴整形车（图6-3-6）、WD320动力稳定车和09-32连续式自动抄平、起拨道捣固车组成MDZ大型养路机组完成,（1)准备工作铺完轨后及时按3m间距测量各点的总起道量，每次将确定的各点起道量输人微机。平直线路用激光准直，根据中线桩在200
21、 600 m范围内安装激光发射仪；曲线上把曲线资料输人微机。 (2）作业方法 大型养路机组进场顺序为：配碴整形车捣固车一，动力稳定车。 上碴整道作业工艺流程见图6一3一7,a布碴后，大型养路机组进人作业区。首先配碴整形，其次捣固车进行起拨捣作业，动力稳定车随后进行稳定作业，依次循环。b，配碴整形车将道碴收拢，通过侧犁向线路中心补碴，使道碴充满枕盒。道碴配置高度低于钢轨头部但高于轨枕面不大于10 cm，并清除钢轨及轨枕面上道碴。按设计断面对道床进行整形，做碴肩堆高。,c 捣固车（图6一3一8)作业前在200600 m范围内安装激光发射仪，捣固车根据输人的资料进行光电转换，自动控制对线路进行起拨捣
22、作业。每次捣固两根轨枕并夯实碴肩道碴。起道量在6080 mm时，捣固两次；起道量60 mm以下时，捣固一次。,d.动力稳定车（图6-3-9)在首次捣固作业后对道床进行两次动力稳定，动力稳定车的 行进速度为1.5 km/h。以后每捣固一次，动力稳定一次，动力稳定车的行进速度为0.6 km/h,e 起拨道、捣固作业轨温，在长钢轨锁定轨温-2015范围内进行。 (3)每次整道作业完毕，利用轨检仪对线路进行检测，从而对捣固车和动力稳定车给定的作业参数进行调整，以便有针对性地安排精整作业。,五、单元轨焊接在线路达到初期稳定状态后，立即将300 m长钢轨焊接成1500m的单元轨节，称为单元焊：1铝热焊的特
23、点（1）对其他作业影响小。（2）现场的可操作性优于小型气压焊和接触焊、（3）焊接设备轻便，施工灵活，移动性强。(4)减少了因顶锻引起的串轨工作量.,2铝热焊施工 （1)施工前的准备工作：对操作人员进行培训，经考试合格并持证上岗。按钢轨焊接接头技术条件（TB/T 1632-91)标准在正式焊接前进 行型式检验。按工艺要求对轨缝进行调整。,(2)工艺流程见图6一3一10。,4铝热焊的操作方法（1）焊接前的准备检查施工现场，保证铝热焊区干燥；按需要拆除部分扣件。检查施工机具且试用，保证焊接前设备的完好率达100%在焊接区域两侧各500 m处设专人防护。邻线在钢轨未对正之前允许车辆限速5 km/h以下
24、通过。,测量轨温：若轨温低于100C,以下，严禁焊接；轨温在150C以下时，焊接前必须预热至37 0C，加热长度为焊缝两侧各lm。对距轨端200 mm飞范围内的钢轨全断面进行除锈，见图6一3一11。预热坩埚。,(2)钢轨端头的精细调整（图6一3一12)调整间隙a：轨缝小时，锯轨调整；轨缝大时，拉轨调整。 b对轨缝轨头、轨底位置的两侧进行测量。c 焊接过程中保持间隙不变，从对轨开始禁止在两端各50 m范围内松扣件、起拨线路，卫到焊接完毕、轨温降至370 以下。,尖点对正安装对正架，调整对正架使两钢轨端头上拱，保证焊接冷却后焊缝不产生凹陷，并有一定凸出量供打磨。水平对直检查钢轨内侧纵向要求平直，以
25、lm直靠尺同时测量两轨平顺度，错动不大于0.5 mm.轨端的倾斜检查用1 m直尺测量两端钢轨轨头内侧表面和轨腰底部平顺度，达到同时对直。,(3）装卡砂型使用前仔细检查砂型。将砂型在钢轨上试合，合格后装卡固定。用封箱泥填封封箱沟槽。封箱结束，再检查一遍砂型安装是否正确；砂型是否有开裂、掉砂；封箱是否严密。安放接渣斗。,（4）坩埚装料及安放坩埚支架先将自熔塞轻轻放入清除好的坩埚内，深度要合适。将焊剂倒人坩埚内，插人高温火柴，盖上坩埚帽。将坩埚支架安好，把坩埚放在支架上并转到砂型上方，调整坩埚位置，使浇注口正对砂型腔，转开坩埚准备预热。坩埚底部距砂型顶面为30 mm,（5）预热预热的目的是为了消除砂
26、型中残余湿气和提高钢轨端部及砂型的温度。预热前检查设备、工具及燃料。点燃并调节火焰，将预热器放在砂型上，手柄架在预热器托架上。设专人监视压力表和流量计。在火焰调节好后按秒表计时，用两只秒表同时计时以便校对。预热时间严格遵守规定。,(6）点火浇注（图6一3一13),预热进行至最后l0 s时，开始倒计时。当数至3时，点火。反应开始后，钢水自动浇注。(7）拆箱及推瘤砂型由点火开始3.5 min后拆除。拆除砂型后，将液压推瘤机安放到位准备推瘤。推瘤时间为由点火开始计时5 min3040 s 。推瘤完后允许邻线列车限速5 km/h以下通过。,（8）焊头热打磨（图6一3一14)打磨焊头使其轮廓与两侧钢轨相同。打磨焊头的内、外侧表面，使其与两侧的钢轨平齐。打磨后，焊头处的焊料凸出量不超过0.8 mm“(9）冷打磨浇注结束1h后进行冷打磨。使钢轨表面整体平齐。 不得在某一处过度打磨，避免损伤钢轨,焊缝两侧100 mm范围内不得有明显的压痕、碰痕、划伤缺陷。 打磨 （10）收尾工作 检查焊好的接头，做好原始记录并编写焊接序号。 清理道床，按标准方枕。 加强捣固焊头两侧的两根轨枕。 将轨道恢复正常，并进一步清理焊接现场。 （11）探伤 所有焊头均经过持有二级以上无损检测资格证书的探伤人员探伤，不合格的锯掉重焊。,
