CRTSⅡ双块式无砟轨道旭普林机械法与轨排法

苏红立

1 概述

郑西铁路客运专线是我国第一批设计时速350 km的客运专线之一,全长484.5 km。设计采用CRTSⅡ双块式无砟轨道,国内首次引进Züblin(德国旭普林)无砟轨道施工技术。该项技术具有技术标准高、测量技术先进、施工精度要求严、施工效率高、物流组织环节紧凑等显著特点和优点。在施工过程中对设备存在的一些不足做了一些合理化改进和技术创新。郑西铁路客运专线无砟轨道采用旭普林成套机械施工方式完成,根据工期需要,后期增加了轨排作业方式作为补充,无砟轨道于2009年4月全部完成。机械和轨排作业方法在施工组织管理、设备投入、施工效率、适合的施工环境等多方面存在不同,各具特点。下面,以对比方式将两种方法的特点进行阐述。

2 两种施工方法施工组织方面的对比

2.1 人员投入对比

人员投入对比见表1。

表1 人员投入对比

根据一套完整的机械施工队和轨排施工作业队的比较,前者操作和配合人员较后者多58%,施工效率较后者高50%,其中,在全线最长隧道——张茅隧道无砟轨道机械施工作业中创造了单日完成402.21 m的全线最高记录。

2.2 工序对比

工序对比见表2。

2.3 配套设备

两种施工方式均需要的配套设备见表3。

2.4 精度控制的对比

无论机械施工或轨排施工,定位要件的精调是最关键的工序,直接决定无砟轨道精度和进度。

1)机械施工中,依靠CPⅢ精测网,通过用球形棱镜坐标对支脚的三维坐标粗调和精调的过程,最终确定每个支脚球形支点精确的三维坐标位置,支脚通过横梁和框架,间接实现对每根轨枕以及道床精度的控制。因此,每个支脚的位置一旦确定,无需对其他任何零部件进行调整,故测量调整工作简便易行。2)轨排施工是通过GEDO轨检车在工具轨面上行走,获取轨道性能数据加以处理后,指导对固定轨道的托盘和手工调整横梁的粗调和精调过程实现各项定位控制,从而实现对每根轨枕以及道床精度的控制。

表2 工序对比

3 两种施工方式的综合对比

两种施工方式各有特点,具有优、劣势互补和进一步改进的巨大空间,见表4。通过总结和对比,为今后双块式无砟轨道施工积累了经验。

表3 配套设备

4 静态轨道精调扣件更换率的比对

我们在DK178+718～DK197+689段之间,分别随机选取了采用机构施工法的直线段4 094 m和曲线3 572 m、轨排施工法施工的直线段3 515 m和曲线段3 113 m作为样本进行了比对。按照1 530根轨枕/km、2个调整点/每根轨枕、每个调整点无论高程或轨距轨向,只要有1项(及以上)发生了调整,即认为该点为已调整点的计算方法,得出更换率见表5。

根据表4可以得出以下结论:

1)无论何种施工方法,直线段的调整率明显低于曲线段的调整率。

2)机械施工段的调整率略低于轨排施工段的调整率。

表4 两种施工方法优缺点对比

3)无论采用何种施工方法,轨距调整率高于高程调整率,这个现象和施工无直接关系。主要原因是由于轨枕、钢轨和扣件三者之间存在的制造误差和累积误差。例如,结合郑州铁路局轨道静态验收组2009年9月20日的现场量测结果,仅标准轨距扣件和钢轨之间的离缝这一项指标,离缝不小于1 mm的出现率就达到22%以上,静态精调中,为确保轨道轨向、轨距精确、稳定,这样的离缝必须首先消除。因此,轨枕、钢轨和扣件三者之间存在的制造误差和累积误差是造成轨距调整量较高的重要因素。