神朔铁路梁家山隧道人工换枕施工组织方案研究

华 昊

(中国神华轨道机械化维护分公司，天津 300457)

1 概况

1.1 神朔铁路介绍

神朔铁路是我国第二条西煤东运大通道神黄铁路的重要组成部分，承担着神府东胜煤田的外运煤炭任务，是国家Ⅰ级电气化重载铁路，是神华集团全资运煤专用铁路。自1996年开通以来，神朔铁路年运量逐年攀升，近两年年度运量均保持在2亿t以上。为了适应铁路运输跨越式发展需要，保证运输任务顺利完成，实现强化线路基础、减少线路养护工作量、释放运输能力的目的，2011年，神朔铁路委托呼铁局工务机械段对上行K0+000～K32+000段线路实施线路大修，将既有上行线Ⅱ型枕更换为Ⅲ型枕，将P60轨更换为P75无缝线路。

1.2 工程概况

梁家山隧道位于神朔线上行K29+345～K31+126处，为单线隧道，隧道全长1 781 m，全隧为4‰的下坡道，K29+345～K30+036.45段线路为半径1 200 m的曲线地段，K30+036.45～K31+126处为直线地段。梁家山隧道于1992年竣工，改造前既有线路为P60无缝线路，轨枕为Ⅱ型枕，轨枕配置1 840根/km。梁家山隧道换枕工程是上行K0+000～K32+000段大修工程的重点和难点。

2 施工方案选择

2.1 施工条件

1)神朔线为运煤专线，隧道内煤粉污染较为严重。梁家山为单线隧道，隧道内作业空间较为狭小、施工不便。隧道长约1 781 m，既有隧道内未设置照明措施，现场亮度不能满足施工需要。

2)每个天窗点封锁线路240 min，封锁前无慢行。

2.2 施工方案的选择

按照当前国内技术条件，换枕施工可采取两种施工方法:1)传统的人工抽换枕木法;2)人工配合P95大修列机械换枕法。一方面由于神华集团以及施工方呼铁局工务机械段均没有配置能进行机械化作业的大修列设备，神华集团内部采用大型养路机械进行线路维修作业尚处于起步阶段，神朔线管内工务作业人员没有配合大修列施工的类似经验，另一方面考虑到呼铁局工务机械段在人工换枕施工方面经验较为丰富，因此本次施工任务决定采用传统的人工换枕法。

2.3 施工技术标准

1)Ⅲ型枕单根重394 kg，断面尺寸为2 600 mm×310 mm×270 mm，每千米铺设1 667根，轨枕间距为600 mm，具有断面尺寸大、轨道纵横向阻力大、稳定性好、自重大等特点。

2)换上的新轨枕必须保证间隔标准不偏斜，胶垫与轨底对齐，不歪斜，扣件齐全密贴，扭力达标。

3)换枕后道床、路肩满足大修标准要求，道床采用顶面宽3.1 m的标准断面，道床厚度大于30 cm，线路平面及纵断面按既有状态恢复。

2.4 施工流程及工序

施工共分三个阶段完成，第一阶段是施工准备阶段，主要完成安全教育、施工现场调查清障、卸石碴、标记新枕位、卸枕、轨枕锚固、洒水防尘、隧道照明、作业量分配等工作。

第二阶段是施工阶段，主要完成抬摆新枕、扒碴、抽换轨枕、回填道碴、抬摆旧枕、大机捣固整修线路等工作。

第三阶段是收尾阶段，主要进行巡查养护、整理线路、回收旧枕、恢复破损线路设备。

3 施工方案

3.1 施工准备

1)施工前安全教育培训。

施工前要对工班长、防护员等各类施工人员分类进行安全教育，使所有施工人员了解隧道换枕施工注意事项和相关安全知识。对换枕作业人员、工班长要进行操作技能和隧道内施工组织流程的教育培训，使其了解施工组织流程，熟练掌握施工操作技能及注意事项。

2)施工现场调查清障。

了解换枕地段线路缺碴情况，计算缺碴数量。组织施工、工务、电务、车辆等部门联合调查，调查清楚施工地段影响换枕施工的设备和障碍。清理隧道，人工将隧道内存放的旧轨枕、旧钢轨提前抬出隧道。

3)预卸道碴。

对缺碴地段预卸道碴，并将卸下道碴清理至枕木头外侧0.5 m 处。

4)标记新枕位、卸枕并锚固。

卸枕前，用白色油漆在钢轨内侧打好轨枕间距点。利用1次封锁点拆除挡碴板并集中回收至指定地点存放。为防止卸枕砸坏隧道边沟、电缆沟盖板，卸枕采用2台轨道车拉运4辆平板车顺线路方向推进，人工从平板车前(后)侧卸下，卸下的轨枕由人工顺线路方向两侧将轨枕各并排摆放2根～3根，并根据轨枕间距点点对点对位摆放(见图1)。

图1 隧道卸枕分部示意图

5)螺纹道钉锚固。

锚固后要进行抗拔锚实验，保证螺纹道钉强度、高度、垂直度达标。

6)隧道照明。

提前在右侧安装临时照明设施，2台20 kW发电机组从隧道两头供电。每15 m设150 W贡灯一个，首次封锁布置1 km长的照明，下次封锁前倒装。

7)洒水防尘。

由于隧道内部煤粉污染较重，施工前两日要对隧道进行洒水除尘，采用洒水车洒水结合隧道外部接引水源用软管洒水的方式润湿道床。

8)作业量分配。

利用4次封锁点完成隧道换枕，4人为一组，每组8根～10根顺次抽换(因隧道内场地窄小，无作业回旋余地，所以一次分配2 d作业量。合理安排作业量，所有作业人员分组编号，封锁前一天由施工车间组织工班长、作业组长按编号将作业量标注在右侧隧道边墙上。

3.2 当日施工

1)抬摆新枕，获得施工空间。

施工小组按照4人一组的任务分布，相互配合将当日作业任务段线路两侧轨枕抬摆至下天窗作业段钢轨上，确保当日施工区段有足够的施工空间。

2)扒碴。

每一换枕施工小组从线路两侧用石碴叉或爬镐将枕盒内、轨枕下方及碴肩道碴扒出，深度为轨底向下36 cm，保证深度刚好能穿入新枕。

3)松扣件。

扒碴到位后，用丁字扳手将道钉螺母拧松，并将螺母取下，取下弹条、平垫圈、轨距挡板和挡板座，集中放置。

4)抽出旧枕。

4人中2名～3名工人从轨枕同一侧用撬棍别住附近轨枕侧底，以相邻枕为支撑点，同时发力撬动轨枕，将其移动到挖开枕盒。再用翻枕器套住螺纹道钉，用撬棍配合翻转轨枕90°，使道钉由竖向旋转为水平向，用绳套套住螺纹道钉，3人拉1人用撬棍配合将轨枕抽出道床并抬放至线路一侧，用此方法按顺序抽出3根轨枕。

5)穿入轨枕。

按照轨枕抽出方法将新枕翻转90°后，4人配合将新枕按照抽出旧枕路径穿入道床挖开枕盒。在穿入枕盒过程中可用翻枕器套住道钉使轨棱着地，减小摩擦阻力，起到省力作用。

6)方枕、拧紧扣件。

新枕穿入枕盒后，用翻枕器配合撬棍将轨枕翻正，使两股钢轨分别位于道钉中间。用撬棍将新枕移动到预先标记在钢轨上新枕位油漆标记处，然后将预先备好的弹条扣件按照轨下弹性垫板、轨距挡板座、轨距挡板、弹条、平垫圈、螺母的顺序拧紧。

7)回填道碴。

扣件拧好后，人工回填道碴，并用大头镐串实轨枕底道碴。

8)顺序抽换其他轨枕。

每组严格按穿入恢复1根，抽出1根的原则，依照以上6道工序依次抽换当日任务中其他剩余轨枕。

9)大机捣固。

本次施工配合大机包括一台DC-32捣固车及DWL-48连续式捣固车，施工前一日，提前输入线路数据和曲线要素。当日抽换轨枕完毕后，配合施工大机进入施工区段对线路进行捣固、稳定。大机进入线路前，要检查施工地段线路水平、规矩，确保满足大机进入条件后方可作业。

10)开通线路。

捣固施工完毕后，供电专业施工配合人员要测量导高，确保满足开通要求后方可开通线路。线路开通后第一趟列车限速35 km/h，以后限速60 km/h，下个天窗复捣后恢复常速。

3.3 收尾阶段

1)查遗补漏。

由于施工人员能力参差不齐，为确保线路按时开通，经过两个天窗换枕后局部地段会出现个别遗漏轨枕当日来不及抽换。在第三个天窗点要安排人员对遗漏轨枕进行抽换，换枕后采用小机捣固恢复线路。

2)回收旧枕。

回收旧枕与换枕同步封锁线路，利用轨道车挂平板车回收旧枕，由人工抬运装车，洞口处结合人工小平车推运，回收后卸到指定地点。

3)恢复挡碴板，整理线路外观。

人工全面整理隧道内避车洞、侧沟，安装挡碴板，修复破损水沟盖板，按标准整理道床。

4 施工保证措施

4.1 施工条件保障

1)施工照明。每次施工前一日，要对隧道施工照明电线、灯泡、发电机进行全面检查，提前消除故障隐患，确保施工全过程光线充足，无照明盲区。照明所用发电机，要安排专人操作看护，防止施工中途断电。

2)施工空间。合理组织施工，各小组按顺序编号，每次分配两个天窗的工作量，从小里程向大里程方向平推抽换轨枕，以保证各小组施工单元之间有一定长度的空闲地段，获得相对充足的施工空间，防止各小组施工单元相邻，相互交叉干扰，影响施工进度。

3)防尘措施。施工前两日开始派专人从隧道前方相邻河道用软管引水源洒水，同时在利用工前天窗点封锁线路，安排洒水车沿施工区段大量洒水润湿道床，防止施工期间煤粉、尘土飞扬。

4)施工通讯。为防止隧道内信号差的缺点，缩小施工区段联络人间距，保证施工指令传递顺畅，指挥统一。

4.2 安全保证措施

1)施工前制定详细安全措施，施工中严格落实，确保施工安全。

2)施工前对所有参与施工人员进行安全交底，使施工人员明确作业标准，了解安全责任、施工程序和注意事项。

3)施工准备工作到位后，施工单位要与设备管理单位签署施工安全协议，明确安全责任范围。

4)组织召开施工预备会。每次施工前一日施工管理部门要组织施工、监理、设备管理单位召开施工预备会，解决次日施工时需要各单位协调解决的问题，并提出需设备单位配合事项，确保施工中发生问题及时解决。

5)施工人员上下班过程中坚持同去同回，按指定路线行走，禁止走道心、枕木头或侵入线路限界行走，保证人身安全。

6)线路封锁前，更换轨枕作业人员不准上道进行任何作业，上道时间由施工负责人统一下令，命令下达后方可开工作业。

7)施工时，施工监督小组人员要严格把关，严禁起道更换轨枕。

8)在抬运轨枕时，要按照规定捆绑结实轨枕，站稳扶牢，精力集中，确保自身的人身绝对安全。

9)为防止施工延时影响按时开通线路，天窗点结束前1 h，停止再从线路中抽出轨枕。轨枕抽换完毕后，地面指挥人员必须确认轨道质量符合大机入场条件，方可放行大机进场作业。

10)开通前要对线路进行全面检查，施工负责人确认轨道质量状态良好、符合开通条件后，方可通知驻站防护员办理开通手续。

4.3 质量保证措施

1)控制轨枕间距。换枕前提前用白漆在钢轨内侧打好轨枕间距标记，放枕时要保证钢轨内侧两个螺纹道钉与轨枕间距标记点位于一条直线上。

2)保证接槎处施工质量，在更换轨枕施工后，为防止新旧线路软硬不均，出现三级分超限问题，首日换枕后要对换枕区段全面捣固。

3)换枕时严禁在钢轨与轨枕间垫螺帽、石子等，保证轨面标高不得超过设计轨面标高。

4)挖开道床松解扣件时，各施工监督小组人员要严格把关，只允许连续松开3根轨枕扣件，以后紧1根松1根;换上的新轨枕必须保证间距标准不偏斜，胶垫与轨底对齐、不歪斜，扣件密贴，扭力达标。

5)施工时螺栓要紧两遍，即人工一遍，内燃扳手一遍;扣件、尼龙挡座安装位置准确，胶垫无失效。

6)在更换轨枕施工时，新旧线路交接处要加强捣固，并在未换枕地段增加不小于25 m的捣固作业。

7)线路前后捣固两次，即大型养路机械当日封锁点内捣固一次(两捣一稳)，次日封锁点内复捣一次(两捣一稳)，保证道床几何尺寸良好达标。

8)更换轨枕后，旧料当日如数回收，旧轨枕堆码整齐，卸枕产生的废料及时清理。要做到道床饱满，线路外观基本成型、标志齐全。

5 施工中应注意的问题

1)合理划分工作量。

由于人工换枕施工战线长，施工人员众多，施工人员的整体素质、体力、作业能力差别较大，在划分施工小组和分配工作量时，要充分考虑小组与小组之间的差异、施工人员之间的差异:a.在划分小组时，作业能力强与弱的要相互搭配互补;b.在分配日工作量时也要根据施工小组的能力合理分配;c.作业能力强的小组与能力弱的小组要互相穿插分布，保证进度快的小组能及时帮助相邻进度慢的小组完成任务。

2)隧道内通风不好，为防止作业人员中毒，在锚固轨枕螺纹道钉时应避免使用硫磺溶剂，统一采用锚固剂完成锚固作业。

3)建立应急机制，加强进度监控，对当日完不成任务的施工小组要及时组织人员帮助抢换。

4)加强劳动保护，由于隧道道床煤粉污染较重，虽然提前进行了洒水防尘，为防止人员吸入粉尘，所有参与施工人员都要统一配戴品质较好的防尘口罩。

5)重视接触网导高限制。为防止起道量太高超过接触网导高限制，要提前由供电部门提供接触网导高限制点，标记于隧道边墙上。

6)有序管理施工材料，对施工机具、扣件、轨枕应有序管理，收工前要特别注意防止材料设备侵限。

7)加强施工监督。建立合理的监督体系，分段设置施工监督小组人员，重点加强对影响施工质量、施工安全和线路开通的问题进行监督。

8)完善施工总结。首日施工完成后，应对当日施工情况全面总结，完善施工组织程序。针对每次施工出现的问题要制定改进措施，确保施工质量、施工进度能够稳定提升。

6 结语

单线隧道采用大规模人工抽换轨枕施工在神朔铁路尚属首次，神朔铁路公司基建工程部、河西运输段、施工单位、监理单位对此次施工的安全管理、施工组织高度重视。施工前基建工程部组织召开了多次专题会议，研究编制了详细的施工组织方案，明确了施工注意事项。开工后，工程施工人员、施工配合人员共同努力、克服困难，保证了此次施工安全顺利完成，整个施工过程按计划有序进行，未出现任何安全问题。由于神朔铁路属于山区铁路，沿线隧道众多，今后进行类似的人工换枕施工任务还有很多，只有在每次施工时高度重视安全管理，并不断发现问题、总结经验，才能提高施工管理能力，保证行车运输安全、人身安全和施工安全。

［1］杨振江.既有线人工换枕施工及其安全控制［J］.铁道建筑，2004(9):30-31.

［2］刘明亮.长大隧道宽轨枕更换为Ⅲ型枕施工机具及施工工艺研究［J］.铁道建筑，2005(9):115-116.

［3］铁道部.铁路线路设备大修规则［M］.北京:中国铁道出版社，2000.