文/萬(wàn)剛

1 前言

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市的軌道交通在緩解城市交通擁堵方面的作用愈發(fā)突出。地鐵線(xiàn)路在穿越市區(qū)噪聲敏感建筑物集中區(qū)域時(shí)，采取相對(duì)的措施降低對(duì)噪聲敏感建筑物的影響，目前采取的減振降噪技術(shù)措施主要有軌道減振器扣件、GJ-Ⅲ型減振扣件、彈性短軌枕橡膠、浮置板道床、鋼彈簧浮置板道床、Vanguard扣件等。隨著地鐵運(yùn)營(yíng)時(shí)間的增長(zhǎng)，各種減振措施的性能逐步下降，給地鐵運(yùn)營(yíng)維護(hù)帶來(lái)了很多的難題，彈性短軌枕線(xiàn)路長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)，橡膠套靴發(fā)生老化、破裂，軌枕-套靴-道床之間出現(xiàn)剝離，間隙擴(kuò)大，造成軌枕吊空、線(xiàn)路幾何尺寸變化大、減振量下降、鋼軌波磨嚴(yán)重，軌道框架幾何形狀變化超限等，在小半徑曲線(xiàn)段尤為突出，對(duì)橡膠套靴的更換涉及到線(xiàn)路較多設(shè)備及專(zhuān)業(yè)，需要大量的作業(yè)人員，日常維修保養(yǎng)成本較高，且不能很好的解決彈性短軌枕的病害。

2 彈性短軌枕的病害及主要原因

彈性短軌枕包括混凝土短軌枕、橡膠包套、微孔橡膠墊板三部分組成，軌枕下微孔橡膠墊板能最大限度系統(tǒng)所需要的彈性，具有較好的噪聲和振動(dòng)衰減特性，彌補(bǔ)了無(wú)砟軌道剛性大的缺陷。長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)出現(xiàn)各種問(wèn)題，主要表現(xiàn)為：列車(chē)高速運(yùn)行中產(chǎn)生晃動(dòng)，減振效果下降，軌枕空吊、線(xiàn)路動(dòng)態(tài)不平順，鋼軌波磨嚴(yán)重，軌道框架幾何形狀變化超限。

產(chǎn)生上述原因主要是因?yàn)椋?/p>

2.1 長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)營(yíng)短軌枕套靴老化變硬，靜剛度增加，減振效果下降。

2.2 短軌枕套靴老化后發(fā)生永久變形，短軌枕套靴與道床之間間隙逐漸增加致使短軌枕和橡膠套短枕和軌枕橡膠套一起與道床脫離，失去了原設(shè)計(jì)的減振作用，出現(xiàn)軌枕空吊，當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)鋼軌與軌枕一起下沉，列車(chē)通過(guò)后又浮起，由于彈性短軌枕浮起呈現(xiàn)出不連續(xù)和列車(chē)經(jīng)過(guò)時(shí)下沉高度也不一致，造成列車(chē)高速行駛中產(chǎn)生不同程度晃動(dòng)。

2.3 在曲線(xiàn)地段列車(chē)通過(guò)時(shí)因向心力的作用，曲線(xiàn)外股的軌枕外側(cè)套靴磨損變形嚴(yán)重，導(dǎo)致軌距擴(kuò)大，影響線(xiàn)路正常幾何尺寸，出現(xiàn)了線(xiàn)路動(dòng)態(tài)不平順等。

圖1 小半徑曲線(xiàn)段曲線(xiàn)外股的軌枕外側(cè)套靴磨損情況

3 彈性短軌枕的日常維護(hù)

目前各線(xiàn)路彈性短軌枕病害問(wèn)題嚴(yán)重、影響線(xiàn)路設(shè)備運(yùn)營(yíng)情況的問(wèn)題，在日常維保中主要采取以下措施來(lái)延緩病害，最大程度上保證線(xiàn)路穩(wěn)定，確保運(yùn)營(yíng)安全。

3.1 采用臨時(shí)加固措施，加裝軌距拉桿，線(xiàn)路幾何尺寸得意保證，加大了日常的維修量。地鐵采用行走軌做回流軌，軌距拉桿絕緣性能不好會(huì)干擾到運(yùn)營(yíng)信號(hào)的穩(wěn)定。

3.2 采用更換橡膠套靴。全部更換不切合實(shí)際，部分更換起不到作用。

3.3 將無(wú)縫線(xiàn)路變成有縫，切開(kāi)長(zhǎng)軌釋放應(yīng)力。增加了列車(chē)振動(dòng)，噪音分貝提高，與原線(xiàn)路的設(shè)計(jì)初衷相違背。

彈性短軌枕的日常維護(hù)整治后彈性短軌枕地段線(xiàn)路情況只能起到延緩作用，屬于臨時(shí)性措施，改變了地鐵原有設(shè)計(jì)，不利于列車(chē)的運(yùn)行安全。

4 彈性短軌枕的快速大修改造

為了徹底的解決彈性短軌枕病害問(wèn)題，經(jīng)過(guò)前期現(xiàn)場(chǎng)施工條件調(diào)查及市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析研究，在保證正常運(yùn)營(yíng)的前提下制定了彈性短軌枕的大修改造方案。在不破壞既有線(xiàn)路的整體道床，采用新設(shè)計(jì)混凝土短軌枕，代替原彈性短軌枕，采用GJ-Ⅲ型雙層非線(xiàn)性減振扣件實(shí)現(xiàn)減振性能，且實(shí)現(xiàn)原線(xiàn)路設(shè)置1/40的軌底坡。除需改造的部分外，軌道其余技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)都與既有有線(xiàn)統(tǒng)一，并采用了通用的零部件，以方便后期的維修及運(yùn)營(yíng)管理，提高軌道系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性。

根據(jù)鐵路工務(wù)安全規(guī)則相關(guān)規(guī)定，線(xiàn)路大、中修，在封鎖施工前Vmax≤45km/h的慢行時(shí)間內(nèi)，允許每隔6根軌枕開(kāi)挖1根軌枕底的要求。在整個(gè)施工過(guò)程中采取“單股軌枕隔五拔一、左右股對(duì)稱(chēng)、前后作業(yè)間隔”措施進(jìn)行施工，線(xiàn)路施工期間列車(chē)以35km/h的速度通過(guò)施工區(qū)段，保證地鐵線(xiàn)路的正常運(yùn)行。按照軌枕“隔五拔一”的施工順序把舊的彈性短軌枕取出，更換新的普通短軌枕，內(nèi)部植入鋼筋后用灌漿料澆注固定，灌漿料達(dá)到強(qiáng)度后恢復(fù)線(xiàn)路正常運(yùn)營(yíng)。具體施工如下：

第一步：施工準(zhǔn)備

施工前對(duì)施工段的線(xiàn)路幾何尺寸進(jìn)行整體調(diào)整，對(duì)線(xiàn)路的軌向進(jìn)行檢查，線(xiàn)路目視順直，符合線(xiàn)路驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，曲線(xiàn)方向圓順，曲線(xiàn)正矢符合作業(yè)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。曲線(xiàn)始、終端不得有反彎或“鵝頭”，對(duì)線(xiàn)路的曲線(xiàn)正矢進(jìn)行檢查記錄。確保線(xiàn)路高低、水平、軌向等參數(shù)符合維修規(guī)程的相關(guān)要求。組織人員進(jìn)行培訓(xùn)，技術(shù)交底，工器具、材料的準(zhǔn)備，施工前確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)水電問(wèn)題，及材料的碼放位置，確保其他專(zhuān)業(yè)設(shè)備的安全。對(duì)檢驗(yàn)合格的混凝土軌枕進(jìn)行鋼筋網(wǎng)片加工，與混凝土軌枕預(yù)留鋼筋焊接為一體，增加連接強(qiáng)度。

第二步：取原彈性短軌枕

將當(dāng)日施工段前后各延伸20m左右的扣件松開(kāi)（需更換的軌枕扣件除外），另一股鋼軌對(duì)應(yīng)區(qū)段保持不變。采用多臺(tái)起道機(jī)將施工段內(nèi)的鋼軌（待更換的軌枕）整體抬升，抬升高度在200mm左右并固定穩(wěn)。鋼軌抬升之前需要做好軌道防護(hù)措施，確保鋼軌起升后能回到原位，不因起道而發(fā)生脹軌，作業(yè)范圍內(nèi)軌溫控制在鎖定軌溫范圍內(nèi)。需要更換的短軌枕整體直接從槽內(nèi)抬起。松開(kāi)需要更換彈性短軌枕的彈條，拆除彈性短軌枕的扣件，取出舊軌枕及扣件，內(nèi)、外側(cè)軌距塊分開(kāi)放置，保證裝回軌距塊時(shí)內(nèi)外不變。取出原彈性短軌枕套靴。

第三步：軌枕安裝、植入鋼筋

對(duì)軌枕坑內(nèi)壁及底板進(jìn)行鑿毛并清理干凈，保證灌漿料與軌枕坑之間的粘接強(qiáng)度，澆筑前將軌枕及軌枕坑用適量水潤(rùn)濕。

將提前準(zhǔn)備好的新混凝土短軌枕放置于軌枕坑內(nèi)，調(diào)節(jié)位置居于軌枕坑中間，檢查確認(rèn)軌距、軌高、軌底坡等滿(mǎn)足線(xiàn)路大修的標(biāo)準(zhǔn)，在新的短軌枕上安裝GJ-III型減振扣件和配套耦合墊板，擰緊螺栓系統(tǒng)，并且安裝彈條，在更換部位軌枕底部植入鋼筋。未更換扣件軌枕原位恢復(fù)。

以另外一股鋼軌為基準(zhǔn)，調(diào)整施工區(qū)段鋼軌的軌道狀態(tài)，及混凝土短軌枕位置，以滿(mǎn)足線(xiàn)路幾何尺寸要求，開(kāi)通線(xiàn)路運(yùn)營(yíng)。

第四步：澆筑灌漿料

在前一個(gè)工作日已植入鋼筋的軌枕坑位置檢查軌道狀態(tài)，確保軌道幾何尺寸符合要求后，將已植入的鋼筋與新軌枕下面的鋼筋網(wǎng)焊接在一起，增加軌枕的抗拉拔力，焊接時(shí)對(duì)軌旁重要設(shè)備進(jìn)行防護(hù)。焊接完成后對(duì)作業(yè)處的幾何尺寸進(jìn)行復(fù)核，防止因焊接施工對(duì)線(xiàn)路幾何尺寸改變，無(wú)誤后拆除拆除軌枕單元的GJ-III型減震扣件，拆除順序?yàn)橄炔疱^固系統(tǒng)，后拆彈條及軌下墊板，減少對(duì)軌枕位置的擾動(dòng)。使新更換的短軌枕處在自由狀態(tài)，即不受鋼軌傳遞的荷載的狀態(tài)。

按照試驗(yàn)確認(rèn)的配合比準(zhǔn)備灌漿料，從一側(cè)連續(xù)向新軌枕與道床的縫隙處澆注灌漿料，直至另一側(cè)有灌漿材料溢出為止，以利排除軌枕底與基礎(chǔ)之間的空氣，必要時(shí)設(shè)排氣孔。使縫隙處填充滿(mǎn)灌漿料，確保漿料達(dá)到密實(shí)填充。對(duì)灌注區(qū)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)模具與鋼軌底面留有一定的間隙。防止施工工裝夾具等易造成鋼軌電流泄漏，干擾信號(hào)設(shè)備。

第五步：線(xiàn)路恢復(fù)

更換完成后以另一股為基準(zhǔn)恢復(fù)線(xiàn)路。調(diào)整線(xiàn)路的幾何尺寸，檢查線(xiàn)路狀態(tài)，合格后銷(xiāo)點(diǎn)開(kāi)通線(xiàn)路。兩股均更換完畢后，按照《鐵路線(xiàn)路維修規(guī)則》等的標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整線(xiàn)路，使線(xiàn)路處于良好狀態(tài)。

第六步：防水施工

在養(yǎng)護(hù)期滿(mǎn)后，依次對(duì)養(yǎng)護(hù)模具拆除。對(duì)灌漿料表面及與道床，軌枕接縫外30mm范圍內(nèi)進(jìn)行清潔，涂抹厚1.2mm的聚合物水泥防水砂漿。

第七步：舊料回收

將更換下來(lái)的廢舊軌枕及施工垃圾進(jìn)行清理運(yùn)出隧道。

采用日常維護(hù)保養(yǎng)措施來(lái)整治彈性短軌枕病害，但只能起到延緩作用，屬于臨時(shí)性措施，改變了地鐵原有設(shè)計(jì)，不利于列車(chē)的運(yùn)行，且日常維修保養(yǎng)不易。

5 結(jié)語(yǔ)

應(yīng)用以上方法對(duì)廣州地鐵二號(hào)線(xiàn)公園前站-紀(jì)念堂站下行線(xiàn)進(jìn)行彈性短軌枕改造施工順利完成，經(jīng)第三方進(jìn)行減振監(jiān)測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)均與預(yù)期基本一致。經(jīng)每月線(xiàn)網(wǎng)軌檢數(shù)據(jù)顯示該改造之后四次軌檢均無(wú)二級(jí)超限出現(xiàn)，彈性短軌枕的快速改造費(fèi)用低，在保證地鐵線(xiàn)路安全運(yùn)營(yíng)、實(shí)現(xiàn)減振的同時(shí)，從根本上解決彈性短軌枕的病害，方便后期的維修保養(yǎng)。