提高既有线大机捣固设计质量的方法研究

杨智峰

摘 要：铁路线路的运营安全至关重要，铁路工作者需要对线路结构有足够的认知。当前，普速线路要顺应时代要求，优化大型养路机械施工设计，保障自身运营安全。本文运用大数据处理技术，筛选线路病害，得到精细化的大机捣固施工管理方案，并结合线路维修经验，分析了线路周期修与状态修相结合的施工管理模式，以期促进铁路运输行业的持续发展。

关键词：大机捣固;精细化管理;大数据;[TQI]值

中图分类号：U215.8文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）03-0076-04

Research on the Method of Improving the Design Quality

of Tamping on Existing Lines

YANG Zhifeng

（Zhengzhou Bridge Section， China Railway Zhengzhou Group Co.， Ltd.，Zhengzhou Henan 450052）

Abstract： The operational safety of railway lines is of paramount importance， and railway workers need to have sufficient knowledge of the line structure. At present， general-speed lines must conform to the requirements of the times， optimize the construction design of large-scale road maintenance machinery， and ensure their own operational safety. This paper used big data processing technology to screen out line defects， obtained a refined large-machine tamping construction management plan， and combined with line maintenance experience， analyzed the construction management mode that combined line periodic repair and state repair， in order to promote the sustainable development of the railway transportation industry.

Keywords： big machine tamping;refined management;big data;[TQI] value

目前，铁路线路维修体制改革为检修体制分开，设备进行状态修与周期修相结合的模式提供了机遇。对线路设备进行大型养路机械捣固作业（简称大机捣固）是维修体制的一部分，其精细化设计能够有效改善既有线的设备质量[1-4]。影响既有线维修周期的因素有线路运输模式、线路结构与线路维护状况等，对线路设备的状态修能够有针对性地解决线路病害。大机捣固作业应坚持周期修状态修兼顾的理念，建立检测数据库。维修施工后建立质量评价，从而打造科学合理的设备质量管理模式[5-6]。

1 大机捣固设计理念

1.1 参考技术标准

有章可循是提高维修生产、保障施工安全的关键。大机捣固以《普速铁路线路修理规则》（TG/GW 102—2019）、《普速铁路工务安全规则》（TG/GW 101—2014）、《铁路技术管理规程》（TG/01A-2017）、《大型养路机械使用管理规则》（TG/GW 108—2015）等规范，以及《郑州铁路局关于进一步加强施工安全管理的通知》《郑州局集团公司关于落实铁路安全风险管控和安全隐患排查治理双重预防机制工作的通知》《国铁集团工电部关于印发普速铁路线路TQI分级管理值的通知》等文件为设计依据，并参考既有线路设备台账，对线路进行划分区段捣固作业。

1.2 大机捣固设计服务现场

采取关键技术、使用测量工具、运用先进的管理方法等能优化施工方案设计，使人有效地掌握现场线岔设备状态。例如，轨检车数据[TQI]指标反映线路区段动态质量，能够为车间日常计划维修提供参考。筛选[TQI]大值区段能够为大机捣固提供作业帮助，采用惯导小车或0级轨检小车检测编制相对数字化捣固方案，能够满足既有线设备维修生产需要。

关键处所的维修方案设计。对站场道岔区通过布设控制网采用惯导小车、轨道检查仪等设备进行轨道结构断面、线路几何尺寸分析，从而优化道岔捣固的起拨道量维修方案设计。同时，对站场岔区的捣固维修应考虑是否满足捣固条件，若在道床板结、缺砟、超轨温作业条下，则严禁捣固[7-8]。站场岔区的轨道动态质量相比区间线路差，因此，需要优化日常岔区维修作业方案，如道岔轨距精改作业、更换道岔大部件等。

1.3 大機捣固效益

大机捣固施工能够提高线路质量，修正线路几何尺寸，改善道床断面，对线路不平顺性指标（如高低、水平、三角坑、轨向等）的整治效果较好[9]。同时，对于大修更换钢轨地段，大修更换道岔地段，通过大机捣固，能够整正线路小碎弯、小方向;大机捣固补强线路让道床富有弹性，减少钢轨垂侧磨病害，较人工捣固更具有优势;同时，大机捣固能够改善线路质量，使线路恢复到初始结构状态，从而有一定的动态质量保质期。

2 大机捣固设计作业

2.1 现场调研

大机捣固施工时，首先应对线路状态有较为清晰的认识，提前对线路缺砟地段补砟。同时，要对线路设备有较为清晰的认识，如跨桥涵地段、线路曲线要素、年通货总重、影响大机捣固的车辆和电务设备等。

在集中修有限的、连续的天窗点内进行大机捣固施工，有利于线路的整体改善。前期调查阶段，根据线路状态划分：均衡线路区段，暂时不需要维修;计划维修区段，适时进行修理;优先布置区段，尽快安排修理。现场线路状态调查可以参考线路静态检查数据，需要捣固的地段明显低于线岔静态几何不平顺作业验收的容许偏差管理值，坚持“以点盖面”的原则，进行现场调查、施工计划的提报。

准备施工地段，提前更换失效轨枕、超高垫片等，对接头位置及下沉等需要多次捣固的地段，在现场标记重捣符号，标定现场曲线正矢、测点、超高，将曲线要素ZH、HY、YH和HZ点标记清楚。在天窗点内撤除当日捣固地段超高垫片，撤垫后要在撤垫地段用石笔划重捣标记，撤垫厚度在10 mm及以上或连续超垫2片处，要划重复重捣标记。同时，按照每百米对超垫处所进行统计，方便大机捣固作业的合理分车及人员分工，保证大机作业效率，加快大机作业当日进度。

2.2 软件分析

人们可以通过轨检车的动态列车添乘，获取线路质量状态，其间需要利用软件进行分析。轨道检测波形综合分析软件通过综合显示（Integrated Display）各项参数，如ALD（自动地面位置检测装置）信号特征、左高低、右高低、左轨向、右轨向、三角坑、曲率和超高等，判断线路状态。如图1所示，人们通过ALD信号特征可以看到轨检车经过岔区，箭头指示处出现较大的三角坑病害，与现场进行对比分析，如图2所示，该处存在暗掉6 mm。经研究，人们需要对该组道岔进行专项整治，该地段线岔区状态不良，需要进行大机捣固作业。

经轨检波形图数据分析，采用线路均值管理（即[TQI]）时，在200 m单元轨道区段的平均质量，单项几何参数的统计特征值大小决定着线路质量的好坏。通过轨检波形图及轨检车[TQI]报表分析，能够筛选出线路维修的重点区段。

2.3 大机捣固维修设计

通过现场调查与动态轨检车数据分析，人们可以得到线路的整体状态情况。目前，对于CDC-16k型大机岔捣车来说，捣固12号道岔的作业效率为35～40 min/组，图定施工天窗为180 min时，可以安排2～3组岔捣车，采取双捣模式捣固4～6组道岔并附带岔区连接线、站内股道;D09-32型大机线捣车的图定天窗为180 min时，可以安排2组线捣车，采取排捣模式，作业效率为2.3～4.0 km。

大机捣固施工要进行精准维修设计，Ⅰ级铁路正线按1～2年/遍，Ⅱ级铁路正线按1.5～3.0年/遍，Ⅲ级铁路按3年/遍，正线联络线、到发线等根据线路状态进行合理安排。管内线岔设备坚持状态修与周期修相结合的原则，安排重点施工区域，同时兼顾线路整体质量，做到点到面的施工安排，从而减少施工车辆的转场时间，提高天窗利用率。

3 大机施工优化线路结构

3.1 大数据分析

铁路线路大数据分析是线路维修发展的方向，大数据分析有利于铁路线路精细化管理，能够有效地发掘线路问题，有针对性地进行维修施工。通过轨检车添乘仪器检测线路，人们能够得到线路动态质量波形图，对于状态不良的线路，要重点修理，改善整体线路状态。

本文选取管内京广下行某区段线路（里程K641+300～K674+500）近一年的轨检车数据进行分析，该线路地处华北平原，跨黄河大桥，道床路基状态较好，自然降水对道床路基的影响较小，设计行车速度≤160 km/h。2019年8月至2020年7月，该区段线路[TQI]值的线路状态如表1所示。

由图3可见，2019年8月至2020年8月，京广下行该区段线路[TQI]均值呈现减小趋势，说明该管内设备质量有所提高，管内车间采用的“检修分开”维修作业模式较为有效。该地段一年内[TQI]均值为6.23 mm，可以作为该区段的日常维修管理值，但较普速线路[TQI]分级管理值在120～160 km/h区段作业验收管理值5.0 mm，仍有较大差距，车间仍需采用更为合理有效的维修方式优化線路结构，保障运输安全。

3.2 优化大机施工管理系统

当前，要建立和健全大机施工管理系统。科学、合理的施工计划能够节省人力物力，产生较大的经济效益。进行精细化、标准化大机捣固施工，通过工务安全施工管理系统建立数据台账，能够持续保障线路的稳定性，提高线路的运营能力[10]。

3.3 大机捣固施工案例

京九线上下行梁堤头站-木兰站间线路（里程K650+273～K718+300）于2019年9月进行大机捣固施工，由图4可见，大机捣固施工后的线路质量明显优于施工前的线路。大机捣固施工能够优化线路高低、水平、三角坑等不平顺性指标，减少线路轨道质量[TQI]值，同时，由图4可见，[TQI]值（线路200 m区段的质量平均值）频数累计构成的曲线分布图呈抛物线型，存在峰值，峰值位置的横坐标值越小，峰值越大，轨道区段的设备质量状态越好。

现场大机捣固作业如图5、图6所示。由图5可见，大机道岔捣固采用脱杆捣固模式，在工务和电务的积极协作配合下，正线线路道岔全方位捣固，消除长期存在的道岔转辙部分薄弱地带，提高道岔的整体平顺性，保证道岔转换顺畅，降低道岔转辙部分的故障率。由图6可见，大机线路捣固采用检查划撬，人工辅助检查线路方向、高低等的方法，捣固施工过后及时进行道砟回填，保证线路的几何平顺性和行车稳定性。同时，大机施工可采用较为先进的维修作业模式，采用“惯导测量”技术辅助大机捣固施工。

4 结论

通过运用先进的生产管理模式并采用新型的生产设备，大型养路机械捣固施工能够改善线路质量，而施工前的方案设计是提高施工作业质量的关键。本文就大机捣固模式进行了探讨。大机捣固施工时，要优化线路结构。大机捣固施工能够改善线路几何尺寸，减少线路病害;同时，扰动道床，使其富有弹性，更好地保障线路状态安全，高效地提供铁路运输服务。大机捣固施工后，应积极主动检查线路状态，做好静态与动态评定。对于大机捣固施工的保质期，人们仍需要不断探索与研究。对于大机捣固施工后存在的问题，能用大机施工解决的要有计划地放在下一阶段施工计划里，不能用大机施工解决的要进行专项施工问题分析，从而形成施工的闭环管理。

参考文献：

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[8]张连生.大型养路机械综合维修作业前的施工设计探讨[J].铁道建筑，2013（11）：134-135.

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