短轨排铺设法在尼日利亚铁路施工中的应用.pdf

・轨道工程・短轨排铺设法在尼日利亚铁路施工中的应用康永旺（中国土木工程集团有限公司北京１０００３８）摘要在铁路施工中，受各种不利因素的影响，铺架施工常常不能按原定计划进行，需要进行动态调整。以满足施工需要。本文详细介绍了短轨排铺设法施工技术，并通过与其他铺轨法的对比，阐述了该施工方法在尼日利亚三大铁路项目中动态调整施工的作用。关键词短轨排铺设法铁路施工中图分类号Ｕ２１５．５文献标识码Ｂ———文章编号１００９４５３９（２０１６）０１００８００５ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｈｏｒｔＴｒａｃｋＰａｎｅｌＬａｙｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅｉｎｔｈｅＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆＮｉｇｅｒｉａＲａｉｌｗａｙＫａｎｇＹｏｎｇｗａｎｇ（ＣｈｉｎａＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３８，Ｃｈｉｎａ）ＡｂｓｔｒａｃｔＤｕｒｉｎｇｒａｊｌｗａｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ，ｌａｙｉｎｇａｎｄｅｒｅｃｔｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｔｅｎｕｎａｂｌｅｔｏｂｅｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｏｎｓｃｈｅｄｕｌｅｄｕｅｔｏｖａｒｉｏｕｓｕｎｆａｖｏｒａｂｌｅｆａｃｔｏｒｓ，ＳＯｉｔｓｈｏｕｌｄｂｅａｄｊｕｓｔｅｄｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙｔｏｍｅｅｔｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｄｅｍａｎｄ．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｓｈｏｒｔｔｒａｃｋｐａｎｅｌｓｗｉｔｈｌａｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄｉｎｄｅｔａｉｌ．Ｂｙｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｏｔｈｅｒｔｒａｃｋｌａｙｉｎｇｍｅｔｈ－ｏｄｓ，ｔｈｅｒｏｌｅｏｆｓｕｃｈｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｎｄｙｎａｍｉｃａｄｊｕｓｔｍｅｎｔｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｆｏｒｔｈｅｔｈｒｅｅｒａｉｌｗａｙｐｒｏｊｅｃｔｓｉｎＮｉｇｅｒｉａｗａｓｅｘｐｏｕｎｄｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓｓｈｏｒｔｔｒａｃｋｐａｎｅｌ；ｌａｙｉｎｇｍｅｔｈｏｄ；ｒａｉｌｗａｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ。，，一部承建的铁路施工项目主要有阿布贾城铁项目的’“９铺架施工、阿布贾至卡杜纳现代化铁路项目的铺架经济要发展，交通运输必须先行，已是一条普施工和拉各斯轻轨项目的铺架施工。受配套资金遍规律。尼日利亚人口较多，地域较广，自然矿产不到位、路基交付延迟、气候条件不良等问题的影资源丰富，近年来政治稳定，经济实力不断增强，在响，铺轨施工常不能按原定计划进行，需要进行动非洲的国民经济总产值仅次于南非，随着国际贸易态调整。现实中下部路基单位常常会挤压铺架单和区域一体化的发展，有很大发展空间和经济发展位的工期，铺架单位则需要在项目施工后期采取增潜力，目前交通等基础设施薄弱，已成为制约尼经加人员、增加设备的方式，加班加点地施工来完成济发展的瓶颈。铁路作为国家重要的基础设施，将总体施工计划目标。实际也有铺架单位人员、机械成为联结各州经济的纽带，对适应和促进社会经济设备按计划到场后，却因为路基未交付，从而无作业可持续发展具有重大而深远的战略意义。面造成人员、设备窝工的现象。如何能够将前期工作由中土尼日利亚有限公司铺架专业项目经理准备好，如何能够减少人员设备窝工的现象，如何能在铺架工期被压缩的情况下尽可能地完成总体施工——收稿日期：２０１５１０１８计划目标，是技术管理人员需要解决的问题。８０铁道建贫技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６１０７Ｊ万方数据・轨道工程・２施工方法比选２．１人工铺轨施工方法人工铺轨法主要是路基交铺后，通过汽车运输轨枕和钢轨（１２．５ｍ长）至路基，汽吊配合卸车存放…在路肩以外，人工将施工材料按设计要求组装成轨道线路，满足中线误差在５０ｔｏｎｉ以内嵋１。其施工流程如下：施工准备＿＋卸轨料＿＋拖散钢轨＿散布轨枕＿螺旋道钉锚固一上钢轨＿＋方枕及散扣件一上扣件一上碴养路一质量检查。主要机械设备见表１。表１人工铺轨主要机械设备序号名称规格型号单位数量备注ｌ吊车１６ｔ以上厶Ｉ装卸钢轨、轨枕口２平板拖车△２运输钢轨、轨枕口３内燃扳手△２紧固扣件口若设计为无缝线路，人工铺轨结束后可采用现场移动焊方式或换铺方式将有缝线路施工成无缝线路。２．２大型机械设备铺轨施工方法２．２．１轨排铺轨机目前具有代表性的两种轨排铺轨机型为ＤＰＫ３２型和ＤＪ３２型轨排铺轨机，都可用于２５ｍ长７５Ⅲｋｇ／ｍ及以下钢轨、型及以下混凝土轨枕和混凝土宽枕轨排的铺设。该两种铺轨机是全悬臂单臂式的集机、电、液于一体的多功能大型铺轨设备阳］３蚰。３９１。使用该类型铺轨机铺设无缝线路常采用换铺法，将提前拼装的２５ｍ轨排铺设到施工现场，经过人工起拨道后，进行长钢轨换铺，回收工具轨，工地闪光焊接长钢轨，最后进行应力放散形成无缝线路。换铺法施工工艺流程Ｈ１见图１。换铺法使用主要机械设备见表２。表２换铺法主要机械设备序号名称规格型号单位数量备注１铺轨机组ＤＰＫ３２／ＤＪ３２套ｌ机械铺轨２机车东风４Ｄ△ｌ运输轨排、长钢轨１：３３轨道平板车Ｎ１７厶４０运输轨排１２：３４长轨车列ｌ运输长钢轨５内燃扳手△４紧固扣件１５３欧洲高速铁路选用的长定尺钢轨一般为３６ｍ或６０ｍ，在土耳其安伊高铁项目采用３６ｍ轨排铺设法进行施工作业，所选铺轨机为ＧＥＩＳＭＡＲ公司，型号为ＬＭＣ＋ＰＥＭＸＬ铺轨机组。该机组可铺设３６Ｉｎ轨排，轨排铺设完毕后进行上碴整道作业、单‘元轨节焊接、应力放散、钢轨打磨等后续工作５Ｉ。图１换铺法施工工艺流程２．２．２长轨铺轨机组有碴轨道长轨铺轨机组是将轨排组装流水生产线运用到施工设备，可将轨枕及长钢轨一次铺设就位并组装成长轨排形成轨道线路。国内外有碴轨道长轨铺轨机组有单枕法、群枕法和长轨排法３种模式，其中单枕法、群枕法为主要模式旧口９２。单枕法其代表机型有国产ＣＰＧＳ００型、ＣＣＰＧＳ００型和ＤＰＧ５００型铺轨机组，国外的有瑞士产ＴＣＭ６０型和奥地利产ＳＶＭｌ０００Ｓ型以及美国产ＮＴＣ型铺轨机组¨’６ｊ。ＳＶＭｌ０００改进型铺轨机组铺轨工艺为：准备工作一道床的平整与碾压＿固定导向拉线一长轨的拖拉一轨枕转运一布枕、收轨一接头对位和扣件安装＂ｏ。群枕法长轨铺轨机组其代表机型是国产ＣＹＰ５００型群枕式长轨铺轨机组，其铺设有砟轨道长钢轨工艺流程旧。如图２所示。长轨排法铺轨机组主要采用龙门吊铺轨方式，在铺轨基地内组装轨排，运输台车组运至施工现场，多台轨行式龙门吊同时作业吊起长轨排并向前走行至铺设位置准确就位，目前在国内还未使用这∞种类型长轨铺轨机组且９３。随着国内１００ｎｌ定尺钢轨的不断采用，一种铺设１００ｍ轨排的方法被人提铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６（０１ｌ８１万方数据・轨道工程・出。该方法采用ＭＨＰｌ５型门式铺轨机组（８台组成），配合８台液压倒装龙门架，以及由４台Ｎ１７平车改造的专用平车（用于倒装龙门架转场），１台机车，３２台Ｎ１７乎车（运送４组１００ｍ长轨排，共２４００ｍ）等主要设备完成。铺设工序为：铺门式铺轨机组走行轨道．÷装载机拖拉框架式走行轨一在工地组立门式铺轨机组＿在工地组立液压倒装龙门架＿喂送轨排＿落铺轨排一换装轨排归ｊ。图２ＣＹＰ５００型群枕式长轨铺轨机组铺设有砟轨道长钢轨工艺流程２．３短轨排铺设法在轨节场或其他合适的区域将钢轨、轨枕和扣件组装成１２．５ｍ的短轨排，路基交付后使用公路平板拖车将轨排运至现场，吊车卸车，并铺设至设计位置。施工工艺如图３所示。短轨排铺设法使用机械设备见表３。图３短轨排铺设法施工工艺表３短轨排铺设法主要机械设备序号名称规格型号单位数量备注１吊车３５～５０ｔ△１机械铺轨口２平板拖车△２＾，４运输轨排１：３３内燃扳手△２紧固扣件口４装载机△ｌ备用ｉ１铁道建筑技术２．４方案对比２．４．１短轨排铺设法的可行性由于尼Ｅｔ利亚铁路交通运输系统不发达，无法使用铁路运输，所以由其他国家采购的钢轨基本长１２．５ｍ，由公路进行运输。短轨排成品长度为１２．５ｍ，可以采用公路平板车进行运输。人工铺轨是将钢轨、轨枕等轨料分开运到现场，进行组装。短轨排铺设法是将钢轨、轨枕、扣件提前组装好后运至现场进行铺设，类似国内轨排法机械铺轨，轨排运输方式改为公路运输，形式更加灵活。按Ｐ６０钢轨计算，每米钢轨重６０．６４ｋｇ¨０１，２根１２．５ｍ钢轨重１．５１６Ⅲｔ；轨枕按新型混凝土枕计约为３５０ｋｇ，按无缝线路１６６７根／ｋｍ轨枕布置，每节轨排按最多布枕２２根计算，轨枕重７．７ｔ；扣件按２２根轨枕ＩＩ型扣件计，扣件重０．１５８ｔ。每节轨排重９．３７４ｔ，一般运送４片，重３７．５ｔ，汽车平板拖车载重为４０ｔ，可以运输短轨排。２．４．２分析对比人工铺轨法适用于工程量较小的专用线、站线及局部线路改造以及工期紧、任务重，抢速度、保工期的情况。施工材料采用公路运输，只要汽车可以到达的地方，均可以人工铺轨。但人力、物力花费较大。铺轨机铺设轨排法适用于路基大范围的交付情况，铁路运输轨排，运输量大，机械铺轨效率高，速度快，形象进度明显。但该方法需要连续地段的路基交付，需要有联络线联通铺轨基地与施工线路，满足轨排列车的运输以及长钢轨的运输。该方法后期还需要更换长钢轨，进行工具轨回收，后期工作量较大。长轨铺轨机组无论单枕法还是群枕法，设备一次性投入巨大，尼日利亚未采购钢轨铺设和轨枕布设一体的长轨铺轨机，只采购了一台散枕机、一台履带式跨枕铺轨机和配套的长轨运输设备。施工方案采用散枕机提前进行散枕，然后由长轨列车运输长钢轨，履带式跨枕铺轨机一次将长钢轨铺设成型。该方法设备投入小，施工速度快。但该方法公路运输轨枕，铁路运输长钢轨，需要有联络线联通铺轨基地与施工线路，满足长钢轨的运输。ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６’ｆＤＪ万方数据・轨道工程・短轨排铺设法适用于工程量较小的专用线、站线及局部线路改造以及工期紧、任务重，抢速度、保工期的情况，与人工铺轨相同。该方法采用公路运输方式。短轨排铺设法充分利用前期时间进行准备工作，可利用铺轨基地内大型设备施工，后期铺轨施工速度快。尼日利亚铁路施工中受各种因素影响，往往路基不能够连续交付，机械铺设２５ｍ轨排虽然形象进度快，但不具备条件。下部单位往往将容易施工的地段先交付铺架单位进行铺轨，于是业主就有了分段施工，分段交付的要求，或修建施工样板段的要求。单枕法在分段交付的路基上可以进行先期散枕，后期一次性铺设长钢轨，但受铺轨基地联络线的影响，后期铺设长钢轨时间不定，并且现场只是散枕，形象进度不明显。人工铺轨和短轨排铺设法适合尼日利亚铁路施工的前期，即路基段不能连续交付的情况，能够满足业主的分段施工，分段交付的要求。人工铺轨受路基交付滞后的影响，人员设备进场后不能连续进行铺轨施工，人员设备容易造成窝工。为提前做好施工准备，采用短轨排铺设法进行施工，在路基未交付的情况下，人员设备进行短轨排拼装，充分利用前期空余时间进行轨排生产，储存轨排，解决人员设备窝工的问题。在路基交付后，短轨排铺设法铺设速度快，形象进度明显。短轨排铺设法也是加快施工进度的一种措施，相比较人工铺轨，铺轨效率高。人工铺轨一个作业面一天可以铺设１００ｍ，短轨排铺设法铺设双线路基，一个作业面一天最多时可以铺设４０片１２．５ｍ轨排，双线２５０ｍ（相当于单线５００ｍ）。短轨排铺设法人员配置少于人工铺轨。短轨排铺设法可以采用铺轨基地内的龙门吊设备进行生产，工厂化生产优于人工生产施工。短轨排铺设只需要８名当地工人就可进行铺设施工。人工铺轨至少需要４０名当地工人进行施工。短轨排铺设见图４。２．４．３特殊情况下施工当铺设现场遇到上图４短轨排铺设跨天桥等障碍物的时候，吊车无法支立铺设轨排直接就位。此时可在已铺设完毕的轨排线路上安放４个滚轮，将待铺轨排放置滚轮上，人工推送到已铺轨排末端，然后利用装载机进行拖拽短轨排，将短轨排就位。注意当待铺轨排由最后一对滚轮上快要落下时，在已铺钢轨上垫上废轮胎进行保护，防止轨枕底将轨面划伤。人工推送短轨排见图５。图５人工推送轨排３短轨排铺设法实际应用３．１短轨排铺设法在阿布贾城铁铺架项目中的应用尼Ｅｔ利亚阿布贾城铁设计依据２００９年１０月１１日中土尼日利亚有限公司与尼日利亚联邦首都地区交通部签订的阿布贾城市轨道交通建设的合同。设计范围包括Ｌｏｔ３线、Ｌｏｔ１Ａ线和Ｌｏｔ１Ｂ线，线路总长７７．７８２ｋｍ。阿布贾城铁设计为双线路基，原铺轨施工工艺为单枕综合法，即采用散枕机进行散布轨枕，使用履带式铺轨机进行长钢轨铺设。由于路基的不连续性，长钢轨无法从焊轨基地运至现场铺设。经研究决定分段施工采取人工铺轨，小型机械养路达标，移动闪光焊焊轨的施工方法。业主要求分段施工，分段开通。由于雨季土方施工困难，下部单位路基交付缓慢。为保证项目人员和设备不窝工，并保证能在路基交付后尽快完成轨道的铺设，为阿布贾城铁项目赢得好的企业形象，项目部动态调整施工计划，采用轨节场内的龙门吊为城铁项目进行１２．５ｍ轨排生产，并进行存—储。路基交付后２３台平板车进行运输，满足城铁铺轨需要。３．２短轨排铺设法在阿布贾至卡杜纳现代化铁路铺架项目中的应用阿布贾至卡杜纳铁路项目是尼日利亚铁路现代化项目合同分段实施的第一段，是连接尼日利亚首都阿布贾和北部卡杜纳州首府卡杜纳的一条单线标准轨距铁路。线路起点阿布贾ＩＤＵ站，终点卡铁道建筑技术ＲＡＩＬＷＡＹＣＯＮＳＴＲＵＣＴＩＯＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ２０１６１０１）万方数据・轨道工程・杜纳州Ｋａｄｕｎａ站，全长１８６．５ｋｍ。线，为保证工程车辆通行，左线暂不铺轨，但在右线阿布贾至卡杜纳铁路现代化项目１５０ｋｍ以内旁水沟处生产左线轨排。右线铺至Ａｌａｂａ车站后，采用先架后铺的施工方案，采用换铺法施工，即在设备返回铺设左线轨排。此区间铺设完毕后，设备轨节场内生产２５ｍ轨排，然后由轨排列车运输到前到Ａｌａｂａ车站与Ｍｉｌｅ２车站之间进行短轨排铺设作方，ＤＪ２４型铺轨机进行铺设。铺架基地内设长钢轨业。为确保现场铺轨和短轨排生产两个作业面，项焊接区，负责长钢轨的生产和装车。线路养路基本目部又调用一台５０ｔ履带吊用来铺轨。通过努力，成型后，进行长钢轨换铺。１５０ｋｍ至终点采用边铺合理部署，项目部完成了拉各斯轻轨项目部的要边架的施工方案，１５０～１５４ｋｍ范围内有３座桥，桥求，赢得好评。间距离短。为减少铺轨机与架桥机的换机时间，项．冲士．；目部动态调整施工计划，采用短轨排铺设法铺设。…”“，。ＩＩＤＫｌ５０＋０４７ＧｉｄａｎＦｕｉａｎｉ桥与ＩＩＤＫｌ５４＋３０９Ｋａｋ一使用短轨排铺设轨道线路，它介于人工铺轨法ａｕ大桥之间的４．０５ｋｍ路基段线路。ＩＤＵ铺架基和大型机械设备铺轨法之间，理论和实际操作简地内负责３２４片１２．５ｍ轨排的生产及装车任务，阿单，方法灵活，是一种适合尼日利亚当前状况的铺卡项目部雇公路平板车负责运输，现场一台５０ｔ履轨方法。此施工方法适用工程量较小，场地开阔的带吊负责卸车和短轨排铺设。轨排运输高峰期每线路地段铺轨，可以应用到工期紧、任务重，抢速天ｌＯ台车，每天铺轨５００ｍ。该段铺轨完毕，架桥度、保工期的情况。该方法充分利用前期空余时机一次架梁通过，架梁完毕后返回上铺轨机进行铺间，以时间的优势转化为空间优势，创造经济效益，轨，由原来的换机６次，减少为只换机２次。短轨排值得类似项目借鉴。铺设为工期按时完成提供了保证。会喜古甜３．３短轨排铺设法在拉各斯轻轨项目中的应用尼日利亚拉各斯轻轨项目先期建设ＬＯＴｌ标蓝［１］陈孟强，魏亚辉・新建跨区间无缝线路人工铺轨综合线ＮａｔｉｏｎａｌＴｈｅａｔｒｅ至Ｍｉｌｅ２，里程ＤＫ４＋９７２．８３０～施工技术［Ｊ］・铁道建筑，２００７（６）：７９・‰？Ｋ叭凳，箜奠贼其中高架桥段施工约心３羹黧塞芽裟：篙嚣３．２ｋｍ，地面线约５．０ｋｍ。■……………………………．．１二。～轻轨项目部原计划２０１３年６月底将高架桥至［３］卿三惠．高速铁路施工技术［Ｍ］．北京：中国铁道出版Ｉｇａｎｍｕ车站、Ｉｇａｎｍｕ车站至Ａｌａｂａ车站、Ａｌａｂａ车站料，ｎ１，至Ｍｉｌｅ２车站之间路基段线路施工完毕，达到通车［４］何均成．重载铁路有碴轨道施工技术［Ｊ］．铁道建筑技条件。当时已经５月初，高架桥至Ｉｇａｎｍｕ车站路基术，２０１３（ＳＩ）：１８３．未交付未铺轨（约１５０ｍ）；Ｉｇａｎｍｕ车站至Ａｌａｂａ车［５］许铁生．浅谈３６ｉｎ轨排铺设法施工技术［Ｊ］．铁道建站路基刚刚交付，单线１．５ｋｍ未铺轨；Ａｌａｂａ车站至—筑技术，２０１３（３）：２３２５．Ｍｉｌｅ２车站受底碴供料不足、雨季施工等问题影响，［６］许建军・一次铺设跨区间无缝线路施工及设备配套路基未交付，双线Ｉｋｍ未铺轨。—［Ｊ］．铁道标准设计，２００４（９）：２７６２８０・为确保６月底关键节点计划，在路基不明确何［７］王君勋・ｓＶＭｌ０００型铺轨机组升级改造及其应用［Ｊ］・…竺交竺的僦－Ｆ。，翟．目夏理人员动态翌竺望三之瓣巍；！裟：喇８８－９０删．㈣喇案。在Ｉｇａｎｍｕ车站出站至ＤＫ９＋０３３中桥之间作—。。美术及盖用工法［Ｊ］．铁道工程学报，２０１３（７）：３４３９．为短轨节生产基地及存放场地，将已施工的线路作［９］蔡三友．门式铺轨机组铺设１００ｍ标准轨轨排方案探为生产台位，在右侧水沟位置作为存放台位，在此—讨［Ｊ］．铁路工程造价管理，２０１５（３）：２０２３．生产Ａｌａｂａ车站至Ｍｉｌｅ２车站路基段１２．５ｍ短轨［１０］铁道部第－－１－＿程局．铁路工程施工技术手册：轨道排。Ｉｇａｎｍｕ车站至Ａｌａｂａ车站先人工铺轨铺设右［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，１９９６：２．万方数据