地铁碎石道床梯形轨枕维修保养工艺研究

吴标

摘 要：根据地铁五号线试车线碎石道床梯形轨枕在日常保养中存在的困难和出现的病害，分析了病害产生的主要原因，并通过现场试验，总结出一套碎石道床梯形轨枕保养工艺，有效解决了碎石道床梯形轨枕病害问题。

关键词：碎石道床；梯形轨枕；病害；维修方法

中图分类号：U443.31+2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.07.015

1 概况

五号线试车线全长911.016 m，采用碎石道床，其中，采用梯形轨枕新型减震轨道长110 m。梯形轨枕是纵向轨枕的一种，具有既能够发挥轨枕的特性，大幅度提高荷重的分散能力，又能够补充钢轨本身的刚性和质量的性能特点，是轨枕的一种革新形式，其标准长度为6 150 mm，可根据轨道长度需要调整。该梯形轨枕地段由于基础采用碎石道床，且连接曲线地段，随着运营时间的增长和碎石道床基础的变化，逐渐出现线路方向、高低不良等情况。由于缺少专用改道、起道工器具，无法进行较大幅度的整改，工班日常养护只能通过增加垫轨下胶垫来调整钢轨高低，从而造成感应板相对轨面高度降低（最大值已达到10 mm）的情况。目前，个别感应板胶垫已经调整到最大值，仍无法达到检修规程要求的高度。图1为五号线碎石道床梯形轨枕。

2 维修保养工艺

为了保证五号线试车线运营安全，对于碎石道床梯形轨枕的各类病害，笔者所在的分部结合当前实际情况，采取以下保养措施。

2.1 加强对试车线梯形轨枕的巡视与检查

2.1.1 日常巡检项目

通过日常线路巡检即可发现的问题主要包括梯形轨枕或道床掉块掉角、侧面限位（铸铁）支座松动、感应板安装支座螺栓松动3项。日常巡检项目的检查频次与普通线路相同。

2.1.2 不定期巡检项目

一般情况不会发生，但下部路基结构产生不均匀沉降或异常变形、轨旁施工操作不当等意外情况下可能发生的问题主要包括以下4项：①梯形轨枕表面开裂；②联接钢管损伤；③整体道床地段侧面限位（铸铁）支座损坏；④梯形轨枕移动、错位、下沉或上翘，一般限于整体道床下部基础发生异常变形或碎石道床地段。对不定期检查的项目，开通运营后1年内根据线路条件和特点进行一两次全面巡查，后续根据各部件运营使用状况对检查频次进行调整，最长检查间隔建议不超过2年。

2.2 梯形轨枕检查方法和检查记录

2.2.1 检查方法

目视或目测，必要时可借助尺量。对梯形轨枕铺设段盖板以下部位通过抽查方式进行检查：连续铺设段长度超过1 km时，每隔1 km抽取3块梯形轨枕进行检查；连续铺设段长度不足1 km时，每一段抽取3块梯形轨枕进行检查。可根据梯形轨枕和感应板的实际运营状况对检查比例进行调整。

2.2.2 检查记录

记录检查的时间、问题、发生的数量、地段、线路条件、下部基础类型及变形情况、位置、尺寸、程度、梯形轨枕轨道系统各部件的状态。

2.3 梯形轨枕维修方法及工艺

2.3.1 掉块掉角

掉块掉角的情况一般有以下3种：①梯形轨枕纵梁端头部位的掉块掉角，经检查未露出钢筋或出现裂缝，可以暂时不处理；否则，应及时修补。②梯形轨枕纵梁非端头部位深度不大于10 mm的掉块掉角，经检查无裂纹或裂缝时，可暂不处理。③梯形轨枕纵梁非端头部位深度超过10 mm的掉块掉角，需及时修补。修补材料可采用环氧树脂砂浆或类似的高强锚固材料，要求其凝固至承载的时间不超过2 h。

2.3.2 表面开裂

首先应查找并排除导致开裂的原因或隐患，包括轨道几何状态、轨道设备状态、梯形轨枕减振垫或缓冲垫状态、梯形轨枕与道床之间的有效支承、约束或隔离状态、下部道床的变形等。对于宽度不大于0.2 mm的裂纹，可暂不修补，但需对其发展情况进行观察记录；对于宽度大于0.2 mm的裂缝，应及时灌浆填充修补；对于垂直线路方向或与线路方向夹角大于60°且宽度大于0.2 mm的重复开裂裂缝，应视情况考虑更换整块梯形轨枕。裂缝修补材料可采用磨细超流态CGM灌浆料或类似的混凝土结构裂缝专用修补材料，要求其凝固至承载的时间不得超过2 h。

2.3.3 联接钢管锈蚀或损伤

如果是表面锈蚀或无整体變形的轻微磕碰伤，则需对其进行清理后，重新进行表面防腐处理；如果是整体性损伤，则对该部位的梯形轨枕轨道系统进行全面检查，根据其影响大小的评估，确定采取加强措施，比如增设轨距拉杆或更换整块梯形轨枕。

2.3.4 梯形轨枕移动、错位、下沉或上翘

首先应查找并排除导致这一问题的原因或隐患。梯形轨枕移动、错位、下沉或上翘的主要原因包括下部道床基础或路基基础的破坏或异常变形等。按相关维修规则修复好下部基础后，将梯形轨枕恢复正常状态。

2.3.5 其他

扣件尼龙套管失效，基本可按普通线路维修方法处理，但优先考虑采用热能锚固器将失效套管旋除，采用水钻工艺时，钻头外径不宜大于60 mm。除按扣件安装图要求进行扣件的维护之外，在R≤600 m的曲线地段应确保扣件地脚螺栓拧紧力矩不小于150 N·m，同时应尽量避免扣件地脚螺栓拧紧力矩超过250 N·m。

2.4 梯形轨枕的更换方法

首先松开所需更换梯形轨枕两端30 m范围内的扣件，将钢轨分别拨至梯形轨枕外侧，在更换梯形轨枕范围两端以外的钢轨之间插入长2.7 m、厚10 mm的10号角钢，保持钢轨间距，再使用吊装绳绑定旧梯形轨枕横梁4个角，使用起吊车将旧梯形轨枕移开；然后使用起吊车将全新梯形轨枕安装就位，最后撤除钢轨之间的角钢，恢复线路。

2.5 梯形轨枕地段起道及道砟振捣步骤

碎石道床梯形轨枕地段起道及道砟振捣步骤为：①梯形轨枕起道前，宜将扣件内所设的调高垫板予以撤除，拆除待起梯形轨枕及相邻两侧梯形轨枕上的钢轨扣件及夹板。②拆除横跨待起梯形轨枕和相连梯形轨枕的感应板。如果感应板只安装在待起梯形轨枕上，可不拆除。③梯形轨枕的起道、补碴及捣固一般采用人工配合小型便携式起道及捣固设备作业，先抛开梯形轨枕下道碴，在轨枕纵梁两侧同时进行起道、补碴及捣固。起道时，应至少使用4台液压起道机将每块梯形轨枕同步抬升，每次最大抬升高度不宜超过60 mm，各抬升点的差异抬升量不得超过10 mm。抬升点可设在钢横梁端部或纵梁内侧，尽量避免在混凝土横梁上抬升。梯形轨枕顶升部位应采取有效的保护措施（用木块或胶垫垫在接触面），避免表面局部受到损坏；也可采用起吊车直接吊装钢轨的方式来实现抬道。④在补给道碴的同时采用4台手持式振捣机每隔25 cm左右对纵梁底部及两侧捣固，振捣装置插入和拔出的频率以每3次耗时15 s左右为宜，捣固次数不少于6遍。左右纵梁之间的横梁下部不捣固或减少捣固次数。应注意道碴捣固的均匀性和密实度，必要时增加起道、补碴及捣固时间或捣固次数，捣固过程中应避免造成梯形轨枕出现裂纹和破裂等损伤。梯形轨枕端部及枕缝位置的道碴应加强捣固。⑤振捣完成后，应采用道碴将梯形轨枕左右纵梁内侧及枕缝之间的空档范围填满并捣固密实。⑥当抬道补碴及捣固完成后，检查直线方向、曲线正矢、轨距等并联合接触网专业人员检查接触轨到轨面的距离是否符合检修要求。如果有超标处，需利用轨距块调整平面位置，也可采用液压起道机调整高度的方法调整。接触轨高低通过支座高低螺栓进行调整，直到符合要求为止。⑦恢复安装感应板，使用感应板测量尺检查感应板高低。如果有超标处，需用调整垫片调整，直到符合要求为止。⑧捣固好的道床在过车后，应立即进行线路高低检查。如果有沉降现象，应立即起平，以防止轨枕扭曲变形。⑨当线路养护达到规定要求后，对两线之间、曲线外侧、道心、道床边坡等地段补足道碴，修整边坡。边坡底线要做到线条分明、流畅、美观。

3 结束语

通过研究，制订五号线试车线梯形轨枕的巡视与检查内容、维修方法及工艺，对梯形轨枕掉块掉角、表面开裂、连接钢管锈蚀或损伤等病害提出具体的处理方法和工艺。

针对试车线梯形轨枕下沉问题，因为目前暂时没有专用的梯形轨枕起道设备，所以只能利用工班现有的设备，通过理论与现场试验相结合，制订起道和捣固作业工艺，在保证设备质量的前提下最大限度地节省人力和物力。

〔编辑：刘晓芳〕