城市轨道交通无缝线路应力放散施工及运营保障措施

徐 栋 陈万里

(北京市轨道交通运营管理有限公司， 北京 100068)

1 概述

随着经济的发展，城市轨道交通发挥的作用越来越大。相较于高速铁路，城市轨道交通运行速度较低，其无缝线路铺设施工质量控制要求也相对较低[1-3]。无缝线路的铺设质量与其锁定轨温密切相关，为掌握准确的无缝线路锁定轨温，一般需要重新组织对无缝线路的应力放散[4-5]。国铁的无缝线路应力放散技术相对成熟，施工组织及保障方案较为完善，但城市轨道交通既有线的无缝线路应力放散施工组织、各专业的保障措施尚无详细可参考的实际案例和经验。

2 应力放散施工准备

2.1 了解设计技术标准

结合设计资料和现场情况，准确掌握钢轨、扣件、道床形式、线路纵断面坡度、轨距、曲线超高、螺栓扭矩、无缝线路设计锁定轨温、接触轨、防脱护轨等情况。同时，对放散区段内的轨旁设备进行全面摸底，提前评估轨旁设备对施工作业的影响。该过程应重点关注以下几点[6-10]。

(1)钢轨型号

对于采用耐磨轨的小半径曲线地段，需要在备轨、配轨焊接前提前考虑。

(2)扣件形式

对于高架线无缝线路使用的小阻力扣件，要关注其扣件弹程、扭力矩以及轨下胶垫的组合使用。

(3)静态几何尺寸

应力放散前，应使用轨检仪或者绝对测量仪对线路静态几何尺寸进行全面检查，对超限部位提前进行整改。

(4)施工时间

在北京地区， 4月～6月初的气温有利于夜间组织无缝线路露天段的应力放散作业。当轨温过高时，可以采用洒水等降温措施。现场实践表明，在放散长度较长、作业时间比较紧张的情况下，洒水降温速度慢，效果不甚明显。

(5)锁定轨温

在北京地区，无缝线路设计锁定轨温一般按26±5 ℃考虑。在放散应力施工时，应该根据现场情况(如设置防雪棚对轨温的影响)，针对不同长度的轨条确定锁定轨温，并在放散时通过拉伸器实现锁定轨温的统一设置。在大兴国际机场线轨道施工中，对隧道内、隧道口200 m过渡段、高架线，分别按照20 ℃、22 ℃、24 ℃三个锁定轨温进行了应力放散锁定。

(6)放散固定端

对于配置伸缩调节器的线路，应提前对伸缩调节器进行保养；拉伸放散时，避免将自由端放在伸缩调节器端。当放散长轨条自由端设置在缓冲轨前时，应根据选择的拉伸器型号、锁定轨温、放散量、缓冲区的长度、扣件阻力等因素，验算缓冲区道床纵向阻力是否满足要求。对于同时连接道岔和长轨条的缓冲区，在放散时必须考虑缓冲区作为拉伸固定端对道岔的影响。应根据钢轨型号、每组钢轨扣件的纵向阻力、计划锁定轨温与实际轨温差ΔT、放散单元长度L、钢轨与辊轴的摩擦系数μ等，确定拉伸器及放散时的固定端。再通过计算，确定拉伸器吨位及固定端长度l(见表1)。

表1 拉伸器选择及放散时固定端的确定

(7)全面调查轨旁设备

对可能影响施工或施工中需要拆除、保护的轨旁设备，应建立详细的台账，并告知信号、供电、机电设备专业进行复核和评估。其中，应重点关注钢轨上的信号计轴器和最近扣件的距离关系。

2.2 提高工效的现场措施

根据以往既有线放散施工的经验[11-13]，应在2.5 h的有效作业时间内，以140人左右规模的施工队伍(含现场管理、技术人员)，完成2～3 km单股延长米(左右股各1～1.5 km长)的无缝线路应力放散施工作业。以下是有利于提高工效的有效做法。

①根据夜间运营情况，待末班车通过后，对当晚施工作业地段安排接触轨停电。

②利用等点时间，组织施工人员提前进行安全交底和工具、人员清点。

③根据工作内容和工作量的不同，将作业工人划分为若干作业班队，一般可配置作业队3个(分别为应力放散作业队1个、线路维护工班1个，应急抢险队1个)，工作内容及配置如表2。

表2 施工人员配置

④根据分工，各班组配备相关的施工器具(每个人携带的工具基本固定)。

⑤根据施工组织方案和计划安排，提前在现场对各班组作业段进行“可视化”分工标识。例如：为保证人员迅速进入现场施工，在应力放散段的道床水沟内，每隔50～100 m进行喷漆(直线)标识，以划分区域。施工人员按要求到达指定区域(如图1)。

图1 施工区域划分示意

⑥每隔10根轨枕，在垂直于线路方向的道床边缘喷漆(直径约5 cm圆形)，作为放散支垫滚杠位置标记(如图2)。小半径曲线地段的应力拉伸放散必须考虑钢轨倾覆的风险。可以考虑采用防倾覆滚杠，同时每隔100 m左右安装一根防倾覆支撑杆。

图4 现场区间放散示意

图2 放散支垫(滚杠)位置标记示意

⑦在放散段，从自由端往固定端方向每隔100 m标记1个三角符号作为应力放散临时观测点(见图3)。

图3 临时观测点标记示意(单位：m)

⑧施工现场的放散示意见图4。此外，应在当天施工交底会上明确交底。施工开始前，各班组可以根据这些信息，快速、有序地进入各自作业面。

⑨采用拉伸放散时，应提前确定钢轨拉伸的方向。拉伸放散时必须配合撞轨器撞轨(建议沿着行车方向撞轨和拉伸)，撞轨器的设置间隔为300～400 m，小半径曲线应考虑加密设置。道床纵向坡度大于10‰时，应沿着下坡方向拉伸，行车方向和坡度冲突时，应根据现场实际综合考虑。

⑩ 线路锁定完毕后，应立即恢复无缝线路爬行观测标尺。

3 保障措施

3.1 信号专业

(1) 计轴设备

①根据锁定轨温、作业轨温、钢轨拉伸长度，预判拉伸放散对计轴位置的影响。

②施工前，提前准备计轴设备相应备件、物料及工具等工作防护保障用品。施工时，需核对计轴编号，严格按照施工计划进行作业[14]。如突破时间节点，应及时向负责人汇报。

(2)波导管设备

根据现场条件，施工前应拆除波导管，施工结束后及时恢复；如无法立即恢复，可用塑料布封住波导管端口，并使用扎带扎紧。

(3)应答器设备

①准备用于正线的各种型号应答器各1个作为应急备件，以及烧录报文专用笔记本电脑1台。若出现意外情况导致应答器损坏，应立即进行更换。

②有源应答器可以通过LEU机柜查看，无源应答器的检查需次日验证。若发现应答器状态异常，应在次日夜间进行更换。

3.2 供电专业

(1)回流铜排

如由于时间原因无法及时安装回流铜排时，可采用急接线方式进行连接。

(2)均流铜排

①如由于时间原因无法及时安装均流铜排时，可采用回流电缆应急方式进行安装。

②重新申请计划后，再进行本站更换钢轨处均流铜排的安装(栓接+钎焊)。

(3)均、回流电缆接线端子

①当均、回流电缆接线端子发生断裂时，如果时间允许，应更换新的接线端子。

②如果时间紧张，当回流箱到钢轨间端子发生断裂时，可将预制好的电缆先临时过渡安装在相应部位；待第二天重新申请计划后，拆除临时过渡电缆，按现场所需电缆的实际长度，进行接线端子的压接与安装。当均流电缆端子发生断裂时，可将断裂端子用绝缘胶布包裹并固定。

③当钢轨因时间及施工工艺等原因未能及时完成焊接时，可用轨连线方式连接断口两端钢轨(钢轨腰部打孔，用两根1 m×120 mm2软电缆连接)。如果不能采用轨连线方式，可用回流铜排应急安装方式将断口两端用电缆连接，并适当增加电缆根数，如果更换的钢轨两端都没有焊接，可在更换钢轨内每200 m增加1处临时均流电缆。

(4)道床回流端子及连接电缆

如道床回流电缆绝缘层损坏或端子断裂，可将损坏电缆拆下，置换相同规格电缆即可。如道床回流引出端子断裂，可将断裂处连接电缆拆卸，待轨道专业恢复引出端子后，再将道床回流电缆恢复[15-16]。

(5)参比电极连接线损坏及引出端子检测

①如遇参比电极引出电缆损坏，应及时修复；如根部断裂不能修复，可将断裂的两头用绝缘胶布包裹，并将头部固定在道床上，防止断头扬起影响行车。

②当引出端子断裂无法修复时，可将接到引出端子的线头用绝缘胶布包裹并在原地固定，防止断头扬起影响行车。

(6)过轨电缆

若电缆导体损坏或断裂，时间容许时，可将损坏电缆拆下，将电缆按工艺要求进行对接；若时间不容许时，可对电缆进行包扎处理，待重新申请计划后，再进行电缆修复工作。

4 结束语

通过调整运营停电时间、现场“可视化”分工组织，针对无缝线路应力放散施工给信号、供电等专业设备带来的影响进行提前预判，严格卡控现场流程顺序、工艺质量。即使在有限的“天窗”时间内也能够安全顺利、高效、高质量地完成既有线无缝线路的应力放散施工。