陳付平 韓建東 李 圍

(1.中鐵上海工程局集團華海工程有限公司，上海 201101；2.中國中鐵城市軌道工程技術研發(fā)中心，江蘇蘇州 215231；3.上海應用技術大學軌道交通學院，上海 201418)

目前，我國關于城市軌道交通鋪軌機的研究較少，尹衛(wèi)研制了可以進行橋梁上和隧道內及小曲線半徑線路鋪軌的城市輕軌鋪軌機[13]，該設備既可以配合倒裝龍門架、機動平車，也可推動滾輪列車組進行作業(yè)。薛淑紅設計制造了新型長征Ⅳ型鋪軌機[14]，其結構簡單、造價低、性能優(yōu)良，既能完成標準軌的鋪設任務，稍加改動，又可滿足城軌鋪設的要求。但是，城市軌道交通鋪軌不可避免地需要變跨，而變跨速度的高低直接影響到鋪軌的工期。傳統(tǒng)先解體再重新組裝的鋪軌機變跨時間為24 h，且存在安全隱患[15]。因此，研發(fā)城市軌道交通區(qū)間與車站間鋪軌機快速橫移變跨新技術十分必要。

1 傳統(tǒng)變跨技術不足

城市軌道交通建設包括征地拆遷、車站區(qū)間土建施工、軌道鋪設、裝飾裝修和機電安裝、試運營等幾個環(huán)節(jié)，而軌道鋪設一般前置或同步于裝飾裝修和機電安裝工程，工期相對緊張。

目前，國內地鐵鋪軌施工過程中從盾構區(qū)間向車站變跨的方法主要有：鋪軌機主要部件解體重新組裝變跨；吊掛鋪軌機移動兩側支腿框架變跨；頂升鋪軌機移動兩側支腿框架變跨。以上變跨方法存在諸多不足及缺陷：

(1)鋪軌機主要部件解體重新組裝需在盾構區(qū)間隧道內進行，起吊設備無法進入，鋪軌機解體及裝配作業(yè)難度較大，費工費時。

(2)無論是利用盾構隧道頂部吊掛變跨，還是用支架支撐上橫梁頂升變跨，均需鋪軌機整機脫離軌面懸空后，才能移動兩側支腿框架，再整機降落至軌面完成變跨，整個工序較為復雜。

(3)在懸空狀態(tài)下，極易因兩側支腿框架移動距離的偏差造成鋪軌機失穩(wěn)，并產生擺動或傾覆，導致鋪軌機損壞甚至無法進行施工。

(4)現(xiàn)有盾構區(qū)間內鋪軌機變跨方法勞動強度高，變跨效率低。

2 快速橫移變跨新技術

2.1 技術原理

在走行梁加長段下方，利用手動液壓千斤頂?shù)臀豁斏佨墮C至臨時橫移軌道上，鋪軌機上部的驅動裝置驅動導套沿上橫梁的導柱滑移，帶動支腿框架的走行梁加長段底部橫移輪移動。其結構如圖1所示。

圖1 快速橫移變跨結構

2.2 關鍵技術

①采用大行程導柱型上橫梁和導套滑移機構；②導套與上橫梁的導柱間設置定位承力銷軸，導套與支腿框架采用螺栓連接；③采用長距離絲杠絲母驅動裝置，分別連接導柱型上橫梁及支腿框架；④走行梁兩端各設計一節(jié)加長段，每節(jié)走行梁加長段下方設置橫移輪。

2.3 快速橫移變跨步驟

(1)在走行梁加長段下方，利用手動液壓千斤頂?shù)臀豁斏佨墮C，鋪軌機整機落于臨時橫移軌道上，并由四套橫移輪支撐，如圖2(a)所示。

(2)拆除導套與導柱間定位承力銷軸，旋動導柱型上橫梁與支腿框架間絲杠絲母驅動裝置，支腿框架沿上橫梁的導柱及支腿框架上的導套滑移，支腿框架下部走行梁橫移輪沿臨時橫移軌道運動。

(3)支腿框架移動到位后，用手動液壓千斤頂在走行梁加長段下方頂升鋪軌機，然后拆除臨時橫移軌道，調節(jié)液壓千斤頂，使鋪軌機降落在走行軌道上。

(4)安裝導套與導柱間定位承力銷軸，完成鋪軌機變跨，如圖2(b)所示。

圖2 從盾構區(qū)間到車站進行的變跨

3 鋪軌機現(xiàn)場應用

3.1 工程概況

深圳地鐵7號線1標工程范圍：從西麗站-車公廟

站，共十站九區(qū)間(含深云車輛段出入段線、安托山停車場出入段線)，正線長約13.51 km。

施工內容為道床澆筑(包括普通整體道床、隔離式減震墊整體道床和鋼彈簧浮置板整體道床)、軌道鋪設、道岔鋪設、短軌焊接、無縫線路放散鎖定；碎石道床的軌道鋪設、道岔鋪設、上砟整道以及軌道線路的附屬設施(線路信號標志、平交道口、車檔)安裝等。

正線、輔助線、聯(lián)絡線、出入線軌道共35.447 km，其中，中等減振雙層非線性減振扣件普通整體道床2.562 km，高等減振隔離式減振墊浮置板整體道床4.812 km，特殊減振鋼彈簧浮置板整體道床2.89 km；深云車輛段軌道13.221 km，其中，有砟道床5.266 km，無砟道床7.955 km，部分區(qū)段設置有減振道床；安托山停車場軌道10.233 km，其中，有砟道床3.494 km，無砟道床6.739 km，部分區(qū)段設置有減振道床；前海車輛段預留軌道1.965 km，其中，有砟道床0.705 km，無砟道床1.26 km。

正線鋪設60 kg/m鋼軌9單開道岔21組，60 kg/m鋼軌9號交叉渡線4組(其中高等減振道床道岔10組，高等減振道床交叉渡線2組)；車場內60 kg/m鋼軌9號單開道岔1組，50 kg/m鋼軌7號單開道岔58組，50 kg/m鋼軌7號交叉渡線5組。

3.2 鋪軌機從正線走行軌變跨至區(qū)間走行軌

采用該鋪軌機在深圳地鐵7號線軌道工程1標進行了試驗，鋪軌機從正線走行軌變跨至區(qū)間走行軌(如圖3所示)，其變跨過程如下：

圖3 正線走行軌變跨至區(qū)間走行軌

(1)鋪軌機進入區(qū)間作業(yè)面，首先拆除上橫梁導套導柱連接銷軸，然后用千斤頂同步頂升鋪軌機，當橫移輪最低點超過區(qū)間走行軌軌面約11 cm時，在前后兩端橫移輪下方鋪設橫向臨時橫移軌道，中間設支承墩，并用道釘固定。

(2)下落千斤頂，將整機降落在橫移輪上，調整橫移絲杠，驅動上橫梁導套，帶動支腿在臨時橫移軌道上向跨外移動，左右同步運行至區(qū)間走行軌正上方后停止。

(3)用千斤頂同步頂升整機，拆除臨時橫移軌道及支墩，下落千斤頂，將整機降落于區(qū)間走行軌上。調整橫移絲杠并安裝上橫梁導套導柱的連接銷軸。拆除臨時橫移軌道及支墩。

(4)調整支腿頂升絲杠，拆除支腿連接銷軸，將鋪軌機頂升至作業(yè)高度，并安裝支腿連接銷軸。

(5)鋪軌機進入區(qū)間鋪軌作業(yè)狀態(tài)。

3.3 區(qū)間鋪軌

區(qū)間鋪軌過程如下：

(1)軌道車到達區(qū)間作業(yè)面位置。

(2)兩臺鋪軌機運行至預吊軌排上方，依次降落剪刀型吊具。

(3)在軌排上裝載調軌支架，確認安全可靠后，吊運軌排至安裝位置。

(4)同步降落軌排至就位上方10 cm處，搬運調軌支架至調軌位置，調整軌排接縫并安裝臨時夾板。

(5)運行單臺鋪軌機至調軌支架處，依次起吊并調整軌排的中心位置及高程。

3.4 鋪軌機從區(qū)間走行軌變跨至站臺走行軌

鋪軌機從區(qū)間隧道走行軌變跨至站臺走行軌施工過程如下：

(1)鋪軌機進入站臺作業(yè)面，在鋪軌機進站臺變跨區(qū)域5 m范圍內，鋪設軌距為3 800 mm和3 000 mm的兩條臨時走行軌，并調整其處于同一高程。

(2)拆除上橫梁導套導柱連接銷軸，然后用液壓千斤頂同步頂升鋪軌機，在前后兩端橫移輪下方鋪設臨時橫移軌道，中間用枕木支承支墩，并用道釘固定。

(3)下落千斤頂，將整機降落在橫移輪上，同步調整橫移絲杠，驅動上橫梁導套，帶動支腿向跨內收縮運動400 mm，左右同步運行至站臺走行軌正上方后停止。

(4)用千斤頂同步頂升整機，拆除臨時橫移軌道及支墩，下落千斤頂，將整機降落于站臺走行軌上。調整橫移絲杠，安裝上橫梁導套導柱連接銷軸，完成3 800 mm區(qū)間走行軌至3 000 mm站臺走行軌的變跨作業(yè)，鋪軌機進入站臺鋪軌狀態(tài)。

4 結論

(1)鋪軌機快速橫移變跨新技術適用于車站和區(qū)間隧道的鋪軌作業(yè)，走行軌距的變跨范圍為1 435～3 800 mm，也適用于高架區(qū)間的變跨鋪軌作業(yè)。

(2)鋪軌機快速橫移變跨新技術無需吊裝與拆裝，實現(xiàn)了整機2h變跨、4h過站的快速橫移變跨目標。