高铁无砟轨道困难条件下换轨工法实践研究

高铁无砟轨道困难条件下换轨工法实践研究

陈俊年，杨立鹤，孟国峰

成都铁路局成都工务大修段，四川省成都市，610000

摘要：相较于普速铁路换轨，高铁换轨对施工安全性、效率等都提出了更高要求，尤其是面对大超高、大坡道等换轨施工的困难条件，需以一体化换轨工法突破普铁换轨施工工法局限性，确保高铁安全运营。本文面对贵广客专、沪昆高铁无砟轨道换轨施工特点和大超高、大坡道单边换轨施工难点，基于成都工务大修段西昌换轨换岔六车间施工经验提出“卸、焊、换、收”一体化施工工法，以期对高铁无砟轨道困难条件下换轨施工形成有益启示。

关键词：高速铁路；无砟轨道；一体化换轨

我国高铁自2008年开通以来，已全面建成“四纵四横”主骨架和世界最大的高速铁网，运营里程突破4万公里[1]，极大程度上改善了沿线群众出行条件，但也由于长时间服役过程中，受到气候环境、运营工况、地质条件等因素影响，高铁线路钢轨出现了局部磨耗问题，面临更换作业需求。基于高铁运营密度高、速度快的特点，《铁路技术管理规程》要求凡影响行车的施工、维修作业都必须纳入天窗，线路施工力争开通后不降低行车速度[2]。尤其是部分高铁路段处于大超高、大坡道等困难条件下，轨道更换作业难度增加，如何良好把握时间节点，安全快速完成换轨作业成为保障高铁安全运营的关键问题。

一、高铁无砟轨道换轨施工特点

结合高铁安全、正常运营需求，高铁无砟轨道换轨施工具有高效、高质两方面显著特点。高效方面，为避免施工区段车辆限速通过，影响正常运营时间，高铁无砟轨道换轨施工应以单天窗作业替代普速铁路多天窗联合作业[3]；高质方面，在无砟轨道仅道心可临时存放钢轨的客观条件和行车安全要求下，无砟轨道换轨应做到工完料净、人走场清。因此，探索单天窗期“卸、焊、换、收”一体化换轨施工工法，应纳入工务部门重点工作范畴。

二、高铁无砟轨道大超高、大坡道单边换轨施工难点

贵广客专是贵南高铁动车组运行径路重要通道，沪昆高速是“八纵八横”高速铁路主通道之一，线路开通至今分别累积运行8年和7年，钢轨不可避免地局部出现伤损磨耗问题。为保障旅客安全和正常出行，成都工务大修段西昌换轨换岔六车间经检测确认，贵广客专K7+390-K11+000、沪昆高速K1790+500-K1802+200轨道急需更换。在最大超高175mm、最大25‰坡度、电务附属设备多、枕木头外侧道床板较窄且有650mm-800mm深的排水沟等困难条件下，此次换轨作业除面临单天窗施工挑战外，还面临摆放长轨困难、止点消除铝热焊、无法使用换轨台车、增加额外道床保护、收轨车两端装置损坏风险等难点。

成都工务大修段西昌换轨换岔六车间以单天窗作业、人走场清为核心目标，在换轨过程中通过实践创新，总结出一套一体化换轨工法，不仅大幅提高施工效率，还消除了有砟轨道砟肩存轨风险。

三、高铁无砟轨道一体化换轨工法应用

（一）时间节点横道图

成都工务大修段西昌换轨换岔六车间为克服困难条件，完成成都局范围内首例超高175mm、坡度25‰单边换轨作业，通过多次会议讨论对时间节点安排及卡控做出详细规定，并通过现场调查与演习完善方案，建立并落实了高速铁路换轨施工时间节点横道图。施工过程中对每一个项目的时间节点进行了卡控，每日收集、汇总，在第二天的施工准备会上对不正常的时间节点进行分析、总结、整改。在此项措施推动下，整个贵广客专、沪昆高速施工未发生一次施工顶点情况。

（二）卸轨

面对单边换轨无法使用换轨台车的情况，此次施工通过专人负责拧紧手制动，保证坡道上匀速平稳卸长轨。同时特制支垫方木及特制U型螺纹钢筋，保护整体道床和电务附属设备。起点双卡固定新轨，有效提高卸轨的时效性和安全性。输轨时在新轨端部用橡皮包裹，以免输轨过程中破坏道床面。卸轨过程中地面两人用拉钩固定钢轨随车移动，控制新旧轨横距，确保卸下新轨垫在方木上。通过以上措施落实，卸轨任务不仅每天保质保量完成，还为后续各项施工项目争取了时间。

（三）焊轨

一体化换轨工法在时间、人员与设备消耗、安全性等方面具有天然优势，适用于高铁大修换轨、工序集成化程度高的作业，先进的焊接工法是保障一体化换轨顺利实施的前提。本次焊轨采用起点气压焊接分离法焊接位于特大桥梁、超高175mm、坡度25‰的路段，采用起点闪光焊接爬坡法在起点位置175mm、左右两股钢轨下垫块高度相差40mm环境下，利用垫块进行顺坡，正常操作吊放焊机进行焊接作业，采用止点闪光焊接在止点为175mm超高的换轨施工地段，利用垫块顺坡40mm，精确计算搭头量及开弯量，完成止点焊接。其中分离焊法创新了在线上焊接过程中将氧乙炔管，液压油管、航插电线等管路重新安装，将气压焊轨机与气压焊轨车分离，并放置在专用支架上，采用专用管线将分离后的焊机和气压焊轨车进行连接，再进行线上焊接作业，实现了成都局首次无砟轨道成段换轨起点线上气压焊接。

（四）收轨

该区段施工为短轨回收，为良好应对装置损坏与掉沟风险，以及其他回收难点，收轨前在道床板支垫方木对道床板及电务附属设备进行保护，遭排水沟上面搭设U型螺纹钢筋防止短轨落入水沟，并自制收短轨辅助装置避免旧轨卡于螺杆处和钢丝绳断裂的情况发生，改变编组情况节约时间成本，收轨车两端安设枕木解决钢轨纵向移动问题，从而按时的完成每日短轨回收任务。

参考文献：

[1]刘颖鑫,李力,杨德明,高振坤,吴丹,李金华.高铁大修换轨工法及焊接设备研究[J].高速铁路新材料,2023,2(03):54-59.

[2]中国铁路总公司.铁路技术管理规程（高速铁路部分）[M].北京：中国铁道出版社,2014.

[3]江东岳.平行作业法推进一体化换轨的思考[J].工程建设与设计,2022(10):226-228.