运营地铁轨道改造维修施工关键技术

李海峻

(中铁一局集团有限公司，陕西 西安 710054)

截至2012年12月31日，中国内地共有17个轨道交通运营城市，运营总里程近2008 km。依次为:北京442 km、上海435 km、广州222 km、深圳176 km、重庆131 km、天津131 km、南京85 km、大连63 km、武汉57 km、沈阳49.8 km、长春48.3 km、杭州48 km、成都41.5 km、苏州25.7 km、西安20.5 km、昆明18 km、佛山14.8 km。

随着运营时间、客流量的迅猛增长，运营管理和运行安全的矛盾日益突出，直接承受列车荷载的轨道结构不断产生磨耗、疲劳损伤、部件老化等现象，因此在加强日常养护的基础上，必须要着重对轨道进行维修改造，使之完全满足运营要求。

1 地铁轨道结构维修简介

地铁轨道结构的维修改造基本分为巡检、日常维修、专项改造和大修更新等四类。1)巡检。每天对轨道运行情况进行巡视、检查，人工或自动采集运行过程中各种监测数据，判断轨道运行状态是否正常。属现场巡检。2)日常维修。根据轨道结构各部件(如钢轨、扣配件、整体道床、道砟等)的不同要求，按月或按季度进行定期检查和维护，在设备现场更换故障部件的维修作业。属现场维修。3)专项改造。根据其他设备寿命周期，在运行若干年后对设备进行专项改造，整旧如新，重新投入使用，在此过程中对涉及到的部分轨道结构进行改造。属配合维修。4)大修更新。对使用寿命到期的轨道结构进行报废拆除和新品安装，维持系统的正常运行。需要各种维修形式相结合。总的来说，地铁轨道维修改造技术和组织形式源于国铁，但在实际操作中又略有不同，原因在于地铁改造维修工程是在地铁运营线路上进行，只能在夜间地铁停运后至次日开通运营前的短短3 h～4 h施工，对于一般的扣件涂油、紧固、小范围更换零部件甚至钢轨等，传统作业基本可满足要求，而对于其他技术要求高、时间要求紧、对运营安全影响大的关键部位，则因国内绝大多数城市刚刚拥有地铁，没有相应的技术储备，因此本文对轨道结构关键部位采用相应的关键技术做一简要阐述。

2 施工关键技术

2.1 地铁隧道内更换道岔施工

在国铁更换道岔施工中，通常采用以下两种方法:在既有线外侧预铺整组道岔，通过在要点封锁时间内，利用滑移装置将道岔横移就位;直接利用大吨位吊车，先将成组的旧道岔吊出，再吊入组装好的新道岔。显然，在地铁隧道内的狭小空间里，上述两种方法均不能实现，我们在现场采用“现地更换法”将拆除旧道岔和换入新道岔分段完成，这种方法比较灵活，一般不需要特殊的机械，比较适用于无场地可供新道岔预铺时、又不便使用大吨位吊车的情况。工艺流程如图1所示。

图1 施工工艺流程图

1)施工准备。组织人员进行全面检查各种运输机械，并使附属机具、设备状态良好。

2)吊装道岔。在基地依照装车计划图表，利用轨道平板吊车将道岔分开向和方向进行装平板车作业，装车顺序为将先卸放的钢轨对称布装于运轨平车两外边侧。

3)道岔运输。2辆轨道车采用前拉后顶编组方式与平板吊车连挂作为运输动力推送，运输材料至施工地点后利用平板吊车吊放在既有道岔两侧。

4)人工拨移到位。人工利用撬棍等专用工具配合轨道吊将道岔拨移至待施工位置，不得超限。调整道岔前后线路轨缝，彻底锁定，防止爬行。

5)拼装道岔轨件组。将道岔相关的轨件适当地联结成轨件组(如图2所示)，然后吊放在既有道岔的临时存放位置，不得侵入限界。

6)更换道岔。a.拆除既有道岔辙叉部分，并人工配合平板吊车拨移出线路。此前应拆除既有信号转辙机、连接杆及轨连线等。b.人工配合平板吊车铺设新辙叉，连接其与旧道岔的钢轨，安装新扣件。检测道岔几何尺寸，保证新辙叉与旧道岔钢轨的连接平顺，对线路几何尺寸影响不大。c.拆除旧道岔其余钢轨和扣件，人工配合平板吊车吊放并拨入轨件组，连接钢轨、安装新扣件，先钉直股，争取时间先开通直股。铺设曲股，调整导曲线支距，上紧扣件。安装连接杆和拉杆，与信号部门进行转辙试验，进行尖轨密贴调整。

图2 单开道岔轨件组布置示意图

7)回收旧轨料。采用轨道平板吊车将已换出的旧轨及旧扣配件依次吊运至车列上，均匀布放，并采取相对应的捆绑加固措施，运回施工基地，按照招标人指定场区进行分类卸存、标识。

8)质量检查及撤场。全面检查、整修，完成全组道岔。在整个更换道岔过程中，电务、信号专业必须到场拆除、安装并调试转辙机、道岔安装装置、钢轨绝缘、道岔跳线、环路、钢轨接续线、轨道电路连接线等工作。对现场进行清理，旧料回收将所有施工机具清出线路并办理相关手续后，由施工负责人带领施工人员撤离。

2.2 整治轨枕内的失效尼龙套管

通常对已失效的玻璃钢套管采用水钻进行掏取，然后用修补胶重新进行锚固的方法施工。但此方法需要先将失效套管所在轨枕上的铁垫板及所有扣件取下，用水钻在失效轨枕螺纹道钉孔上钻一个与原孔同心，直径为2倍以上的孔，再进行锚固新套管作业，所需机具和材料较多，施工效率较低，目前现场采用“双头螺栓置换法”施工。

1)施工准备。按照施工计划及规格，从材料存放区如数提领材料(含意外情况下应急用的备用数量)，分类标识并装运至施工现场，施工点内配套分卸于要整治的套管一侧。

2)取出失效套管。施工时仅需要卸下道钉，不必卸下弹条和铁垫板，利用小型手枪钻打碎失效的预埋套管，并取出碎片。

3)注胶。利用注胶枪将锚固胶粘剂(按计算好的需用量)灌注入孔中，用捣固棒捣实。

4)安装双头螺栓。将双头螺栓通过铁垫板道钉孔从上部旋转压入灌满锚固剂的孔正中(双头螺栓露出铁垫板顶面5 cm左右)，用另一根双头螺栓轻轻敲击道钉头部，使锚固剂振动密实。最后清理孔口多余的锚固剂，并抹平。第二天允许在双头螺栓加装扣件，即用螺母拧入双头螺栓中，注意连续数个失效的尼龙套管不得在同一天进行整治，要按照“隔一换一”的原则进行。

5)质量检查。由质检人员对所施工区段进行扭力矩和轨道几何尺寸全面检查。

2.3 整体道床裂缝修补施工

通常对影响整体道床强度，危及行车安全的裂缝需提前结束运营(或晚开通)，封闭区间，凿除重新立模，用混凝土浇筑，并掺加早强剂，以便尽快恢复线路。此法对运营影响较大，目前现场采用“封口注胶”施工。

2.3.1 表面处理

凿除裂缝两侧疏松的混凝土块和砂粒，露出混凝土表面，用钢丝刷沿裂缝走向清理宽约5 cm的混凝土表面，去除混凝土表面的污物、灰尘等。

2.3.2 粘结一体式注入器

使用封口胶将注入器粘在裂缝的中心，使注入孔对正裂缝中心。由于注入器的间距是根据裂缝的宽度和深度变化确定，所以要预先勘查裂缝的状态，一般注入器间距为20 cm～30 cm。

2.3.3 密封裂缝、封口胶固化

用抹刀刮抹封口胶密封注入器之间的裂缝，密封宽度为5 cm、厚度3 mm。要先沿与裂缝垂直方向抹，尽量使封口胶填充进裂缝一定深度，然后再沿裂缝走向抹。密封后让封口胶自然固化，进行后续工作。

2.3.4 注入灌注胶

把黄油枪与注入器利用连接头组合进行连接，人工将灌注胶倒入小桶，利用搅拌棒人工混合均匀，搅拌时要控制搅拌量，保证用多少搅拌多少，避免浪费。将搅拌后的混合物倒入黄油枪中，将连接头细端插入注入器中，慢慢拉动黄油枪推杆开始进行注入工作。使用完后要将黄油枪及配套工具利用丙酮浸泡，清水清洗干净，以便下次使用。注胶过程中，待注胶嘴橡胶段呈鸡蛋状(见图3)，说明裂缝里边浆液饱满，并已经保持一定压力，注胶完成。

图3 鸡蛋状注胶嘴橡胶段

2.3.5 灌注胶固化和清理表面

灌注胶注入完成后自行固化。灌注胶注入完成第二天用锤子、凿子敲掉注入器，清理混凝土表面，完成施工。

运营地铁轨道维修改造工作的基本任务是经常保持线路设备完整和技术状态良好，使列车能以规定速度安全、平稳和不间断地运行，并尽量延长线路设备使用寿命，通过不断改进施工工艺，轨道结构关键部位的施工技术已逐渐成熟，可逐步推广。

[1]铁运2006[146]号文，铁路线路修理规则[S].

[2]DB11/T 718-2010，城市轨道交通设施养护维修技术规范[S].

[3]铁道部工务局.铁路工务技术手册:道岔[M].北京:中国铁道出版社，2009.

[4]姚 帆.客专双块式无砟轨道工具轨法施工设备及工艺[J].山西建筑，2012，38(7):140-142.