铁路工程既有线路加固施工技术分析

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摘要：顶管下穿既有铁路施工会引起结构物的位移，从而引起线路轨道的位移，直接影响到铁轨的形态。为保障施工现场和铁路运行安全必须对既有铁路进行加固处理。在秦皇岛市热力管道下穿哈港联铁路既有线路加固工程中采用3-5-3扣轨加固形式进行线路加固，该方案按照线路应力放散工艺流程与施工方法实施。实践证明，该方案施工能够保证施工现场和铁路运行的安全。

关键词：既有铁路；线路加固；施工研究

0引言

顶管下穿既有铁路施工会引起结构物的位移，从而引起线路轨道的位移，直接影响到铁轨的形态。为保障施工与铁路运行安全，顶管下穿铁路施工，需要采用可靠的方案对既有线路进行加固[1]，因此，本文对秦皇岛市热力管道下穿哈港联铁路既有线路加固施工进行分析，为类似工程解决既有铁路运营与施工相互干扰的矛盾提供参考。

1工程概况

秦皇岛市热力有限责任公司海滨胜境一次网支线穿越哈港联线防护套管工程，采用铁路顶管专用Ф2400T8-S钢筋混凝土防护套管顶进施工。工点处哈港联铁路上、下行大致呈东西走向，为双线电气化铁路，60kg/m钢轨，无缝线路，管道穿越处为路基形式，路基高约1.5m。本范围内铁路位于北戴河普速场和南大寺区间，位于直线段上。施工期间铁路采用3-5-3扣轨加固，扣轨加固长25m。顶进施工及线路加固期间，铁路限制列车慢行速度按45km/h办理，安拆轨束梁期间需要封锁线路。

2线路应力放散

既有铁路为无缝线路，线路加固前后，需根据实际情况对无缝线路进行应力放散、锁定轨温和轨缝焊接。计划施工时间为4、5月份。应力放散（流程图见图1）区间为哈港联上行线铁路里程K279+871～K281+866和下行线铁路里程K278+393～K280+765。（1）应力放散作业时，应根据量测轨温判断，当轨温在设计锁定轨温范围内时采用“滚筒放散法”，当轨温低于设计锁定轨温时采用“拉伸放散法”。（2）滚筒放散法。当实测轨温在设计锁定轨温范围内采用“滚筒放散法”，松开应力放散区段单位轨节的所有扣件，每间隔15～20m垫上一个滚筒，根据松开扣件和顶起钢轨后的轨缝情况确定放散方向，每隔400m左右设一撞轨点，先用撞轨器反方向回撞单位轨节，以消除单位轨节铺设过程和因温度应力原因产生的残余应力，等到长轨在撞轨器的作用下不再移位并确定反弹时，可视为应力归零。若此时的轨温正好符合设计锁定轨温，说明此单位轨节应力已释放完毕，可以进行锁定。（3）拉伸放散法（综合放散法）。当应力放散锁定时的实际轨温低于设计锁定轨温时则要用拉伸放散法，根据放散单位轨节的长度、实际锁定轨温及设计锁定轨温计算钢轨拉伸量，计算公式如下：首先安装钢轨拉伸器拉钢轨时，每间隔400m左右设一撞轨点装上撞轨器进行配合，利用拉轨器和撞轨器的共同作用，拉伸钢轨，同时观测各临时观测点拉伸位移的变化情况。拉伸量达到计算拉伸量后，通知各观测点做出记号。此时撞轨器仍然继续作业；其次长轨拉伸到位，单元轨节不反弹、临时观测点位不再位移后，当各观测点在所做记号处未出现反弹量时说明应力放散已均匀。停止撞轨，拉轨器保压在锁定作业完成之前不得因拉轨器的失压而使轨端出现位移。依次卸下支垫在钢轨下的滚筒，方正胶垫去除挡板座与挡肩之间的灰尘，将钢轨落到轨枕上，迅速进行线路的锁定作业。为迅速锁定钢轨，也可以采用隔三紧一的方法先拧紧扣件，等钢轨全长锁定后再紧固余下的轨枕扣件。为了实施锁定焊施工，单元轨节接头处200m范围的滚筒不用拆除，扣件不用紧固，等锁定焊完成后再锁定；接着单元轨节应力放散锁定完成后，采用移动闪光焊或气压焊进行单元轨节的锁定焊接；等线路锁定后，根据线路行车要求恢复行车或继续下一单元的锁定作业，在埋设有钢轨永久位移观测桩位置的垂直线上钢轨轨头外侧面标记钢轨位移“零点”。做好记录并定期对钢轨的位移进行观测；最后通车2～3次后，所有扣件复紧一遍，使扭矩达到设计要求。

3线路加固施工技术要点

3.1施工方案及施工工艺该顶管工程加固方案为3-5-3扣轨加固形式，线路加固范围每股道25m，两股道共计50m。为保证加固期间行车安全，穿木枕及扣轨抬运施工在天窗点内施工。每个天窗点施工期间每天作业人员30人，其中加固作业人员26人，线路整修4人。驻站防护每班1人，远端防护每班2人，现场防护每班2人。材料、机械设备安排是大型机械手续齐全，线路加固所用钢轨、卡子扣板等材料提前运至现场进行存放，并安排专人24h看守。

3.1.1线路加固实施方案根据现场调查既有线路平面及铁路设备情况，权衡加固体系安全及既有设备正常运转、减少干扰行车等因素，制定该线路加固方案。（1）该工程线路加固体系共涉及2股线路，线路处于直线段，自北向南依次为哈港联铁路下行线、哈港联铁路上行线，轨底高程分别为9.04m、9.06m；线间距为4m；钢轨类型为60kg/m，混凝土枕。（2）线路加固采用3-5-3扣轨加固方案，扣轨采用50kg/m钢轨，U型卡采用直径22mm圆钢制作，扣板采用厚10mm钢板制作。（3）线路加固后列车荷载传递路径为：列车荷载→钢轨→枕木→扣轨→路基。（4）扣轨形式，组装形式为3-5-3扣轨，钢轨接头需错开1m以上，扣轨与其下的枕木或方木用Φ22-U型螺栓联接在一起，钢轨用50kg/m轨。如图2、图3所示，扣轨两端设置木梭头。（5）线路加固材料提前由汽车运至铁路护栏外侧集中堆码，开始加固时在铁路护栏相应位置开口，加固材料由人工抬运至线上。整个加固、顶进、恢复期间，护栏开口由专人看护，非施工相关人员不得进入，施工结束后及时封闭护栏[2-3]。（6）每间隔3根既有混凝土枕，穿入长木梭，既有混凝土枕可适当调整位置，长木枕间距不大于1.8m，长枕木与钢轨间设绝缘胶垫。（7）扣轨安放完毕后要及时安装扣板，装配弹簧垫圈、平垫，拧紧螺母，工后检查是否有高于基本轨处、扣板是否与扣轨完全贴合，如有问题，及时调整。（8）线路加固范围：线路加固长度共计25m，以管道设计线为中心向线路两边各12.5m。

3.1.23-5-3扣轨线路加固工艺木枕隔三插一，每股线路共计15根木枕，线路加固时先开挖木枕沟槽，穿木枕。用油漆标记现场穿木枕的位置及范围，放轨枕位置。使用铁锨、扒镐、钢钎开槽挖木枕沟，槽底宽度不小于20cm,深度为轨底以下16cm，保证木枕顺利穿过。首先根据事先在钢轨上做好的标识，按照隔三插一的原则人工开挖方沟。接着穿木枕前先将U型卡放置在沟槽内，待木枕穿过后扶正U型卡，回填石碴，捣固密实，防止掉入沟槽内影响扣轨加固。最后枕木穿完后，由人工将扣轨钢轨从线路两侧抬（翻）运至预定位置进行安装。在抬运扣轨时要平行跨越线路，统一指挥，严防连电，扣轨运至预定位置后立刻用Φ22-U型螺栓通过平垫、弹簧垫圈、螺母与10mm厚扣板进行连接，要保证扣件紧固，并不得高于基本轨轨面，纵梁位置不得侵入铁路限界，扣轨端头设置木梭头。扣轨施工在天窗点内完成，点毕前保证钢轨接头处，扣轨两端上齐扣板螺栓，扣轨中部至少上齐两套扣板螺栓。利用列车间隔补齐剩余扣板螺栓。

3.2拆除线路加固顶管就位，注浆结束验收合格以后立即拆除线路加固体系，恢复线路，保证列车提速条件。拆除线路加固施工顺序为：拆除扣轨→抽出木枕→回填石碴→整修线路。扣轨的拆除：利用慢行点内列车间隔拆除部分扣板，但保证钢轨接头处，扣轨两端扣板螺栓，扣轨中部至少两套扣板螺栓。然后分别利用各股道的封闭时间分别拆扣轨，扣轨拆除在天窗点内进行，同时根据每日进度解除扣板，当日无法完成的部位仍旧将扣轨拧紧。抽木枕采用隔六抽一法，每抽一根，立即回填道碴，捣固密实，达到标准后方可抽除下一根。最后逐步统筹解除3-5-3扣轨，不盲目超前施工。

3.3线路加固注意事项施工前对参加施工的人员进行安全教育培训，考试合格后方准上岗作业。施工要点前严禁超范围做施工准备，需要上线的机具材料在给点前均放置在施工地点的路基边坡上。根据经审定的加固方案进行施工，技术负责人对施工人员进行详细的技术交底，并同线路人员一起做好现场施工位置的布置[4]。用于线路加固的构件要在使用前进行检查，有损伤的和不合格的禁止使用，确保线路加固的质量。线路加固所用工具，如撬棍、扳手等应加套绝缘套，以防施工中导致联电而影响线路行车。抬钢轨时，作业人员一定要动作一致，由专人统一指挥，应顺线路一侧行走，不许在道心内或跨两股钢轨行走。跨越线路时应高出既有轨面不小于20cm，避免倾倒跌落钢轨而导致线路联电。线路加固完后，对整个线路进行全面检查一遍，防止联电[5]。线路加固每一次完成的项目都要经施工负责人、技术人员及安全检查人员检查合格后方可进行下一道工序施工。加固施工后，应将线路上的杂物清理。线路加固严禁使用电焊设备。在加固过程中禁止各种配件侵限。在圆涵顶进过程中，要经常检查线路加固情况，及时紧固松动的扣件、扣板、螺栓等。

4线路加固保证措施

（1）线路加固所需的物料机具不得侵入铁路限界；（2）扣轨的安装及拆除均在封闭点内进行（利用维修天窗），工字钢及钢轨跨越线路时顺铁路方向通过，防止轨道电路封连；（3）手把工具上缠绕绝缘胶布或套塑料管，防止轨道电路封连；（4）封闭点前10min停止扣轨施工，安排专人负责检查设备材料及机具是否侵限，发现侵限的及时挪走，保证行车安全。

5结束语

秦皇岛市热力管道下穿哈港联铁路工程施工中，需对既有线路进行加固。加固工程采用了3-5-3扣轨加固形式。实践证明，该加固方案不仅施工作业简单、安全可控、天窗点少、慢行时间短，而且能够有效地缓解铁路运营与施工相互干扰的矛盾。

参考文献

[1]吴志和,冯永斌.箱型桥下穿顶进施工既有线路加固优化设计[J].兰州工业学院学报.2020,27(3):21-23.

[2]银汉卿.框架桥下穿铁路顶进施工时线路加固设计及施工技术[J].价值工程.2018,37(7):106-108.[3]高一凡.铁路线路加固方案的探讨[J].新型工业化.2022,12(3):38-39+43.

[4]刘勇.复杂条件下大跨度斜交框架顶进线路加固及顶进技术[J].价值工程.2022,41(13):113-115.

[5]李威.某综合管廊穿越既有运行地铁线路加固实施方案[J].工程技术研究.2020,5(7):221-223.256

作者:吴亚明 单位:中铁十六局集团第二工程有限公司