高速铁路道岔铺设施工技术

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【摘要】随着高速铁路客运专线的大量兴建，铁路的建设要求及标准越来越高。大型车站、货场的建设规模越来越大、道岔的铺设施工技术要求越来越严格。本文通过武黄城际铁路无砟轨道时速300km/h高速铁路道岔施工，阐述高速铁路道岔铺设施工技术，供相关工程人员参考。

【关键字】高速铁路；道岔铺设；施工技术；

中图分类号： TU74 文献标识码： A

1工程概况

中建四局珠海公司路桥分公司承接的新建武汉至黄石城际铁路葛店南站站线为高架桥车站，站线起止里程：DK23+750～DK25+750，全长2000m，其中站场路基392m， 6组道岔；站场高架桥长1608m，8组道岔。线路由双线经道岔连续梁转换分为四线，再由两联并行的道岔连续梁转化为6线，进入车站为6股道。

葛店南站站场范围内设计为60kg/m-18号单开道岔14组，均为无砟道岔，并按无缝道岔设计。双线一次建成，全线铺设无缝钢轨。根据设计要求葛店南站道岔区采用轨枕埋入式无砟轨道结构。

图1 道岔区平面布置示意图

2 高速铁路道岔施工的技术

2.1道岔施工总要求

该铁路属于客运专线，道岔的铺设施工技术要求严格，误差控制在毫米之内。为了适应铁路跨越式发展的新形势，强化过程控制，本项目积极推广新技术、新工艺、新材料，确保工程质量。全部工程达到国家及铁道部客运专工程质量验收标准，工程一次验收合格率100%，开通验收速度满足设计速度目标值。

2.2道岔施工技术准备

（1）长枕埋入式无碴轨道工序繁多，精度要求高。首先，进行现场调查，详细了解道岔施工工艺与主要技术措施，熟悉设计意图与道岔技术标准，确保道岔铺设精度满足要求。

图2 长枕埋入式道岔整体工艺流程图

（2）每组道岔在厂内组装调试合格后，钢轨、扣件、转辙设备分组、分件包装。道岔扣件拆解后，按编号、类型等分别装箱运输。道岔配件为散件，道岔辙岔段、尖轨段整体运输。

（3）道岔吊装。道岔所有零部件吊装搬运过程中，应保证产品零部件表面的清洁，不得污染产品表面，卸车时的钢丝绳上与轨枕接触的地方套上橡胶皮（套）。道岔尖轨与基本轨组装件、可动心轨辙叉组装件、配轨的装卸，多吊点吊装作业，岔轨上标记好吊点。

（4）道岔进场后对道岔进行检查验收。道岔存放后及时对其保护。道岔存放场地应平整坚实，存放平台顶面水平高差不大于10mm，基本轨和尖轨组件、可动心轨辙叉组件、钢轨件的码垛层数不得多于4层。

图3 道岔吊卸

2.3高速铁路道岔施工的技术

（1） CPIII桩的复测

道岔的位置要求严格，所以在道岔施工前测量人员对CPIII控制网进行检查复测。

（2）支撑层及转辙机平台检查及交接

严格按照设计图纸关于支撑层的要求及标准对线下单位施工的底座混凝土及转辙机平台进行检查。主要检查项目：检查支撑层的外表、长度、宽度及伸缩（假）缝位置。转辙机平台的布置及尺寸，检查其位置是否正确，有没有尺寸不符或位置偏斜的情况。复测支撑层的标高。支撑层设计有预埋钢筋时，检查底座预埋连接钢筋是否按设计要求进行设置。

表2 底座支承层外形尺寸允许偏差

（3）道岔关键点测设

道岔控制基桩测设应遵循以下步骤：

①以轨道控制网CPIII为基准，利用全站仪测设道岔直股中线及外移控制基桩：岔前点、岔心点、岔尾点以及每5m一个的加密点；

②用电子水准仪自由选取并测量道岔高程控制基桩；在底座（支承层）上标记道岔控制基桩位置。

（4）道岔原位组装

①垫板安装。按照道岔设计图进行道岔的调高垫板及弹性基板安装。

②将道岔配轨、岔尖、岔心吊至岔位，安装道岔弹条扣件，进行道岔组装，期间还要对岔枕间距不合格的进行最后一次排查整改。

③道岔尖轨心轨调整密贴后，需安装足够数量的勾锁器，以便后面的精调。

④，需安装一段工具轨（最少搭接5m），以便于后面的精调搭接测量以及顺接。

⑤道岔轨缝处应当安装无眼夹具、无眼夹板。

图4 安装夹板夹具

（5）道岔精确定位

按照测设的岔前岔尾点对整组道岔进行精确定位，并按照测设的中线点对道岔轨排进行拨正，保证基本线形、道岔全长。

（6）安装道岔支撑系统（竖向精调螺杆）

根据先前布置的标高控制基桩，用手摇式起道机同时将道岔轨排起至标高位置（控制标高低于设计标高5mm左右），对每一根枕木的螺栓孔逐个安装竖向支撑螺杆，之后拆除道岔组装平台。

图5 道岔支撑系统

（7）道岔粗调

首先内业完成道岔线形的计算并导入小车软件。

由于道岔组装过程中，偏差较大，应在安装横向调节设备之前对道岔进行粗调。利用精调小车测得道岔数据：道岔中线位置偏差、左右轨标高偏差、轨距。还需要对道岔的顶铁、尖心轨密贴进行检查，以便保证后续的精调作业中数据的真实性。

（8）安装横向调节系统

横向调节地锚如下图所示。在支撑层上、枕木两端横向对齐枕木下面钢筋桁架的位置，利用取心机取孔（直径5cm、深度视加工的地锚的长度而定，每三根枕木取孔两侧各一个），用早强砂浆将地锚植入孔内，地锚螺栓的另一端与枕木的钢筋桁架进行平齐焊接。

图6 横向调节系统图

通过调节与岔枕底部钢筋焊接的螺杆完成对道岔中线位置的调整，同时可以稳固道岔。

（9）绑扎上层钢筋

按照设计的钢筋布置图绑扎上层钢筋。上层纵向钢筋与枕木下面的钢筋桁架连接绑扎。钢筋纵向钢筋搭接点应按设计安装绝缘套管，钢筋采用绝缘卡绑扎。

图7 钢筋绑扎及绝缘处理

（10）道岔精调

利用轨道几何状态测量仪完成对整组道岔的精调。

按照操作规范完成全站仪设站和精调小车调试后，精调小车软件施工模式界面上可以显示出各项指标（道岔中线位置偏差、左右轨标高偏差、轨距、水平）的数据（如下图）。利用调高螺杆完成左右轨高低和水平的调整，利用横向调节地锚完成道岔方向的调整，对于轨距不良的位置也要进行整改。

精调时方向、高程、水平、轨距等各项指标以确保直股控制在±1mm误差范围内，同时兼顾曲股。

图8 精调软件施工模式界面图

（11）钢筋综合接地及接地端子设置、销钉布置

按照图纸设计完成综合接地钢筋和接地端子的布置。布置销钉，先用电钻在支撑层上打孔，销钉用植筋胶植入。

图9 接地端子图

（12）模板安装及固定，先用墨线在支撑层上打出道床板边缘的位置，然后进行模板安装及加固。

图10 模板加固图

（13）道岔精调合格、报检。

道岔最后一次精调数据合格后，应对道岔各个检查项进行：钢筋及接地、销钉布置、模板安装、支撑调节系统、道岔几何线性等全面检查。按客专长枕埋入式无砟高速道岔铺设技术条件中的项逐项检查，各项满足设计要求时方可进行混凝土浇筑。最后一次精调结束24小时内，必须进行混凝土浇筑，否则需要重新精调。

（14）道岔几何状态检测及后续精调

道岔道床板混凝土浇筑完成后利用精调小车采集道岔直曲股数据，观察混凝土浇筑前后的数据变化。

（15）安装道岔转换设备及调试。

安装道岔电务转换设备。以垂直于道岔直股基本轨定位，在各牵引点分别安装转辙装置和锁闭装置。以各牵引点动程控制，调整连接杆件定位。各部螺栓应紧固，开口销应齐全。各部绝缘安装正确，不遗漏，不破损。 电动转辙机通电后，检测各牵引点动程和牵引力，检查转换机构工作状态，调试到位。

（16）道岔焊接及探伤

道岔采用铝热焊工艺进行焊接，焊接顺序遵照规定执行。焊缝打磨后利用超声波探伤。岔内钢轨焊接施工宜按先焊转辙器及可动心辙叉前后焊缝，再焊边直边弯，最后在中直中弯进行焊接锁定的顺序进行。

1）焊接前准备工作

① 用预热枪烘烤钢轨焊缝两侧各30cm范围，以防油污、油漆等。

② 用角磨机和电动钢丝刷清理待焊钢轨接头端面及距轨端200mm范围，全断面去除氧化物，待焊两轨头端面和轨底边缘必须严格保证干燥清洁。

③严格检查待焊轨端尺寸，确认待焊轨头无裂纹、低塌、补焊等缺陷。

④ 焊接区域为端头间隙两侧各0.5米的范围。

⑤ 正确地对正要进行铝热焊接的钢轨端头：间隙（即垂直对正）、水平对正、纵向对直、钢轨的扭转矫正。使用两个对轨架对一个钢轨焊头进行接头校正，不准用铁锤撞击钢轨或强行对正及间隙调整。

⑥ 水平对正

⑦ 纵向对直

⑧ 钢轨的扭转矫正

用1米直尺测量，两端钢轨轨头内侧表面和轨腰底部必须同时对直。

⑨ 复查一遍整个对正情况，若无问题在待焊接头两侧适当的轨枕上，用手且无需用力放上楔铁。垫上楔铁后，禁止任何人、物触碰对正后钢轨，以保证焊后质量。

2）装卡砂型

① 和封箱泥。

② 拆焊接材料的包装，并记录焊剂的的生产批号及编号；检查砂型，焊剂等。

③ 安装砂型，要求砂型的中线与焊缝中线对正，并用夹具夹好，再次检查砂型底部对中。

④ 用拌好的封箱泥封堵砂型及夹具，按要求封堵严实，但必须防止封箱泥掉进焊缝里形成夹沙。

⑤ 再次确认封堵情况，以防铁水泄露。

3）预热

① 将预热枪架于支架上，调整喷嘴对准砂模中心且锁死支架。

② 从支架上取走预热枪，点燃喷火嘴。

③ 调整液化气（0.08～0.01Mpa）和氧气（0.25～0.30Mpa），控制氧气流量，以得到中性火焰，使燃烧器端头的焰尖达到 15～30mm，且呈蓝色。

④ 调整好火焰以后开始计时，预热时间如下表，砂芯放于砂模边缘上进行加热2分钟，靠近火焰但不在火焰中。

钢轨类型 60kg/m

氧气流量（升/小时） 4200

预热时间（分钟） 5

⑤ 不间断地注视整个预热过程，注意观察使预热器燃烧嘴出口与轨缝平行，同时不要使燃烧嘴与钢轨接触；还要注意从砂型两边的冒口反上来的火焰是否通畅，是否一样。

4）点火及浇注

① 预热进行至最后10秒时，开始倒计时，当数至3秒时立即移开预热枪，迅速放入轨顶砂芯，点燃高温火柴，迅速插入焊剂且将坩埚转至砂型中央，盖上坩埚盖。

② 焊剂反应17～30秒左右铁水会自动注入焊缝中，反应的钢渣废物会自动流入废渣斗。

③ 若确认焊剂未被点燃，10秒内可重新点燃，超过10秒应拆除砂模待钢轨冷却后重新装卡砂型预热。

④ 特别注意焊药“冻结”，焊药“冻结”指在焊药点着后，一分钟内没有熔化的钢水浇注下来。焊药发生“冻结”，操作人员应立即远离坩埚，并离开焊接现场，等坩埚内焊药反应完全之后再回来，此焊头必须报废！

5）拆模及推瘤

①浇注完毕大约5分钟可以拆开夹具，去掉底板及两半块模具。

②清理干净砂模两侧的防漏泥。

③放上推凸机，6分半钟后迅速推瘤。

④推凸后残余部分不大于2mm，也不得小于0.8 mm。

⑤将砂模等废弃物全部清除入防火坑，以保证道床的清洁。当焊缝金属冷却后，除掉整个冒口柱，也可采用热切办法除去冒口和浇口。

6）热打磨

①穿戴好安全保护用品。

②打磨焊头表面，焊头处的焊料凸过钢轨表面的高度最多不能超过0.8mm。

③打磨焊头使其轮廓半径和原状钢轨相同。

④打磨焊头的内侧及外侧使其与两侧的钢轨面平齐。

⑤打磨时须与钢轨保持一定距离。

⑥在浇注结束15分钟后，去掉对正架或其它对正设施，以便让焊头冷却至水平。

⑦若使用了起轨器将轨端降低，则在浇注结束30分钟后撤除。

7）冷打磨

①对钢轨表面进行冷打磨使其整体平齐。

②千万不得在某一处过度打磨，避免损伤钢轨。

③打磨焊头下必须放置废渣接盘，以免污染道床。

④千万不要打磨得过快、过猛，否则会造成钢轨淬火或发蓝。

⑤不允许横向打磨，母材打磨深度不超过0.5mm。

⑥焊缝两侧100mm范围内不得有明显的夺痕、压痕、碰痕、划伤缺陷，焊头不得有电击伤。

⑦打磨标准：轨头：0～0.30mm/m；内侧工作面：0～0.30mm/m；轨底：0～0.50 mm。

8）探伤

注意：必须尽可能保证一次焊接成功率，若有焊接缺陷需要切除时，确保轨缝在焊接的规定以内（即26±2mm）。

9）收尾工作

①检查焊好的接头，做好原始记录并在焊头附近轨腰上写焊接编号。

②清理道床表面杂物。

③将轨道恢复到正常状态并进一步清理焊接现场。

10）道岔焊接后复位、复测

焊接施工结束，再次检测道岔几何形位，复测线路标高、方向，对因钢轨焊接作业产生的偏移及时调整复位，再进行道岔精细调整。

5 总结语

通过对高速铁路道岔整个施工过程中的监管、控制，使本桥道岔施工技术完全达到了设计和规范的要求，确保了施工质量。目前高速铁路道岔在客运专线铁路使用较大，随着客运专线的快速发展，将会有更多相似的客运专线道岔铺设施工，因此通过对武黄城际铁路二标段葛店南站道岔箱梁的施工技术总结，也为同类道岔施工提供借鉴意义。

参考文献

[1]（铁建[2006]158号）-客运专线铁路无碴轨道铺设条件评估技术指南[S]

[2]刘语冰，我国高速铁路道岔技术标准探讨，[期刊论文]-铁道标准设计2000（02）.

[3]《高速铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB10424-2010）；

[4]《高速铁路工程测量规范》（TB10601-2009）；