复杂地质条件下铁路站场道岔区段架空施工技术

袁军伟

摘 要：道岔为铁路系统最重要的设备之一，也是线路最薄弱的环节之一，在线路架轨作业中是工艺最复杂，难度最大的，特别是道岔岔尖最为敏感部位，重中之重。本文主要对复杂地质条件下铁路站场道岔区段架空施工技术概况、施工工艺及质量控制进行了分析与探究。

关键词：铁路站场道岔区段；架空技术；概况；施工工艺；质量控制

本项目通过采用普通3×I56工字钢作为纵向托梁与I100工字钢作为吊轨纵梁配合220型H型钢作为横梁解决两组平行道岔转辙机处间距小侵线的问题。研究设计了2×∟100×5mm型钢解决道岔岔尖尖端受力薄弱的问题，研究解决了流沙层处架轨支撑体系存在的问题，保证了行车安全。

1 铁路站场道岔区段架空施工技术的概况

1.1 技术特点

（1）使用常规设备材料，安装操作简单，持续时间短，极大地降低了对行车的干扰。

（2）通过简单有效的技术手段解决流沙层支撑体系施工难题，解决道岔转辙机处尖轨尖端难以加固的问题。

（3）提高了工作效率、减少了工作量，节约成本，缩短工期。

1.2 适用范围

该技术适用于矿区铁路站场下穿桥涵顶至轨地底高度不小于80cm的道岔区段转辙机处的架轨加固，主要用于解决下穿铁路桥涵改造时两条平行线路上相同位置道岔岔尖部位的架轨及加固。

1.3 工艺原理

在流沙层处以钢筋砼人工挖孔灌注桩作为支撑桩，通过主副支撑桩之间设置连系梁，支撑桩底部的流沙层中打入钢管，形成稳定的桩锚结构。架轨纵梁置于承台的凹状设计处与地基混凝土换填层形成稳定刚性节点。在支撑系统基础上，以普通3×I56工字钢作为纵向托梁（3×I40作为副梁）与I100工字钢作为吊轨纵梁配合220型H型钢通过U型螺栓连接形成稳定的架轨体系。通过采用2×∟100mm×5mm等边角钢（型钢）的拼接组合，以上托岔尖枕木的方式解决道岔电转机长度范围内空间狭小，造成道岔岔尖枕木无法有效加固、受力薄弱的问题。

2 施工工艺流程及操作要点

2.1 工艺流程

该项目安装工艺有着严格的施工顺序，必须严格执行，施工流程图如下：

方案制定——施工准备——桩孔定位及施工——承台、连系梁施工——吊轨纵横梁就位——托轨纵横梁就位——道岔转辙机加固。

2.2 操作要点

（1）方案制定。铁路架轨架空施工主要是由两大部分组成：支撑体系施工和架轨体系施工。

1）支撑体系是所有工作的基础，本项目支撑桩施工面临条件复杂，施工困难。①地质条件较差，存在4.5m厚流沙层，含水量很大。流沙层塌孔十分严重，无法进行人工挖孔施工；②施工地点股道多，不能封锁运营线路，站场范围无法进行机械成孔；③施工区域降水不理想。

按照端承桩进行受力计算，在受力计算合格的基础上考虑主副支撑桩间增加连系梁，支撑桩底部的流沙层中打入钢管，加深锚固长度，形成稳定的桩锚结构；增强关键节点刚度，减少变形和失稳现象的发生。

2）通过对比分析，综合采用“上托”法与“吊轨”法时能够满足规范要求，且施工成本低，施工目的容易实现。

以普通3×I56工字钢作为纵向托梁与I100工字钢作为吊轨纵梁联合作业解决侵线问题，如下图1所示。

（2）施工准备。根据施工桥涵的孔径，主纵梁架空跨度、电转机尺寸及工作幅度、考虑地质条件的复杂性，设计支撑桩桩径和支撑桩的布置；同时需要考虑机车行驶界限要求。1）各种施工材料按照计划准备就位，核对种类、型号及数量；2）吊装前放线，核对承台位置及尺寸；3）向铁路运输主管部门申请施工要点计划；4）横抬梁提前按照“隔六穿一”的原则穿放完毕；使用汽车吊将纵梁就位，人工辅助精确调整位置。

（3）承台、连系梁施工。1）在主架空桩承台及副架空承台之间设置一道300mm×400mm连系梁，使得主架空桩由单一的悬臂结构 变成与副架空连接的统一结构，极大的增加主架空桩的稳定性，（见图2）；2）道岔架空区域不可避免的存在机车制动和启动的现象，对架空体系稳定性危害较大。通过将两侧承台设计成台阶状，将工字钢纵梁放入凹槽中，在承台与梁头缝隙中垫入钢板和橡胶垫填实，极大的降低了钢梁爬行，增强稳定性，（见图3）。

（4）吊轨纵横梁安装。采用“吊轨”方式进行架轨的道岔电转机，先下穿4.96m加长型横抬梁，在进行I1OO工字钢纵梁吊装；I100工字钢采用“偏心吊轨”作业方式将转辙器全部涵括入架轨体系内，保证电转机的伸缩不受影响。

（5）托轨纵横梁安装。完成“吊轨”作业后，线路之间距离无法采取“偏心吊轨”作业方式将电转机全部涵括入架轨体系内，采取工钢梁“下穿”电转机作业方式来避开电转机的影响。施工先进行纵梁就位在进行横梁安装。

（6）道岔转辙机加固。道岔的转折部分是道岔组件中要求精度最高、最重要也是最薄弱的地方，直接影响到行车的安全。

道岔转折部位受电转机组件的控制，岔枕空间狭小，普通架轨器材无法穿放；岔尖部位悬空区段过长，受压变形较大，极容易损坏岔尖，破坏工作性能而导致机车掉道。

对于该种情况采取拼接组合处理，利用10cm×5mm等边角钢焊接成槽由下向上包住岔尖滑床板处岔枕，两端置于工钢纵梁上用U型环拧紧固定。设计构造如下图：

纵梁架空设备：主梁采用3×I56C×12.0m型工字钢梁，辅梁3×I40×6.0m工字钢组成纵梁；成品24m加长型工字钢梁。

横向架空：普通刚横梁4.46m，加长型钢横梁长4.96m。

纵横梁联结：采用螺栓U型环联结。轨道与横梁联结：轨道专用扣板扣件联结。

3 质量保证措施

（1）支撑桩承载力符合设计，以同条件混凝土留置试块强度报告为准；（2）纵梁支墩承台支座垫板必须稳固；（3）纵横梁连接螺栓必须垂直，密切吻合。所有螺栓必须复拧，用测力扳手抽检；（4）纵梁轴线定位偏差10mm，纵梁竖直度<1.2%，纵梁顶面标高+8、-5mm；（5）横梁定位偏差10mm，纵横梁节点定位偏差5mm，纵横梁联结件密切牢固无松动；（6）架轨作业完毕后应检查整体系统性，检查线路的水平、方向、高低是否符合规范要求，特别是岔尖部位要保证精度。

4 安全保证措施

4.1 线路养护、施工监护人员职责及要求

架轨线路的养护由架轨施工单位负责。（1）线路养护人员，必须由有一定线路专业知识、现场施工经验丰富、责任心强的线路工担任；（2）在线路架空期间，线路应24小时处于监控状态；（3）对所有线路养护人员要进行岗前培训，掌握线路养护要点，施工监护人员熟悉线路架空结构，做到人人明白，心中有数，忙而不乱；（4）现场的施工人员、要分工明确，责任到人，处处有人管，环环有人盯；（5）过往一列车，对工字钢架轨检查一次，对有螺栓、木板松动部位及时加固处理。

4.2 线路观测

线路观测主要包括支撑桩沉降观测，线路几何尺寸观测。

（1）在每股架轨的主支撑桩或承台上固定一个观测点，用于观测桩身的沉降；（2）在每股架轨线路的跨中设置一个线路沉降观测点，对两股钢轨同时观测，用于观测线路的变形。

5 结束语

综上所述，铁路站场道岔区段施工难点就在于如何保证施工中既有线路的运营安全、基坑及周围建筑物的安全，尤其是线路及地形条件复杂困难地段。本工程通过架空施工技术的应用，可以优化施工方案，克服了诸多不利条件的限制，制定了合理的施工方案和技术措施，确保了安全、质量、工期，为类似工程提供了施工经验。

参考文献：

[1]王勇.浅议复杂地质条件下铁路隧道施工技术[J].科技创业家. 2013（04）.

[2]李鼎波.铁路站场改造工程施工方案优化研究[D].中南大学，2009.endprint