缩略图
Frontier Technology Education Workshop

包西高铁延西段精调精测精捣施工技术难点突破研究

作者

张正茂 王朝阳

中国铁路西安局集团有限公司工务机械段 陕西省西安市 710064

1 背景

随着我国高铁事业的快速发展,轨道工程对施工精度的要求日益严苛,轨道质量指数(TQI)作为衡量轨道平顺性的核心指标,直接影响列车运行安全性与舒适性。包西高铁延西段连接多个经济节点,线路全长范围内包含复杂地质区段及多组道岔,轨道结构稳定性与平顺性对区域交通效率至关重要。为满足高速列车运行需求,包西高铁延西段精调精测精捣施工项目明确提出“线路单元静态 TQI 值不大于 2.0,道岔 TQI 值不大于 3.0”的硬性指标。

2 施工技术难点

2.1 轨道几何尺寸初始偏差大且控制难度高

包西高铁延西段部分区段轨道初始几何尺寸偏差显著,给本次施工带来首要挑战。以耿义联络线下行 XWK13 +690 -XWK17+585 段为例,施工前高程偏差最大达 -200mm ,平面偏差最大达 25mm 。这种大偏差不仅增加了调整工作量,更易因单次调整量过大导致道床结构损伤或轨道参数二次波动。

轨道几何尺寸受多种因素影响:一是施工过程中道床沉降不均匀,尤 其是路基与桥梁衔接段,差异沉降导致高低偏差;二是温度变化引发轨道 伸缩变形,影响轨向与轨距稳定性;三是人工铺设道砟时的配砟不均,导 致道床弹性差异,进一步加剧几何尺寸偏差。

2.2 多轮捣固精度累积不足与参数协同性差

为消除初始大偏差,将施工过程划分为“第一轮精调 $$ 第一轮精捣 $$ 第二轮精捣 $$ 第二轮精调→第三轮精捣→第三轮精调”六个环节,通过多轮循环逐步缩小偏差。但多轮施工中易出现精度累积不足问题,几轮捣固后,虽能大幅降低 偏差(如耿义 联络线段首轮 捣后高程偏差 降至-180mm~-160mm ,平面偏差降至 6mm 以内),但部分区段因捣固参数设置不合理,出现局部过捣或欠捣现象:过捣导致道床密实度过高、弹性降低,欠捣则使道床稳定性不足,后期易沉降。

调整方案:首轮精捣重点消除大偏差(控制单次高程调整量 ≤50mm ,平面调整量 ≤8mm ),避免道床损伤;首轮精调对轨距、轨向进行微调,后续轮次根据实时测量数据动态优化调整量,最终实现偏差持续降低。该流程通过“捣固减偏差、精调控精度”的协同机制,有效避免了单次大调整的风险,为 TQI 值下降奠定基础。

3 线路精捣精调

3.1 线路轨距精调

按照先轨向,后轨距的方法进行调整,既先调整好基准轨轨向,后调整非基准轨的轨距。扣件应安装正确,无缺失、无伤损、无松动,扣件压力不应过大,防止损伤弹条,扭力矩满足设计要求。线路捣固后轨距偏差较小,精调时注重细节把控。采用电子道尺逐枕复核,对偏差在 0.5-1mm 的部位,通过微调扣件扣压力来修正,避免频繁更换轨距挡板影响道床稳定性。这种微调方式既能保证轨距的精度,又能减少对道床结构的扰动,有利于轨道状态的长期稳定。同时,严格检查轨距变化率,确保在 1/1500以内。尤其在曲线地段,轨距变化率与超高设置需相匹配,防止出现轨距突变。通过精准控制轨距变化率,使列车在曲线段运行时所受的离心力得到合理平衡,提升运行的安全性和舒适性。

3.2 线路左右轨向优化

左右轨向的优化是线路精调的关键。轨向的优化通过调整外轨的平面位置来实现,内轨的平面位置利用轨距及轨距变化率来控制。平面基准股偏差导致轨向不平顺:首先通过调整基准轨使轨向满足要求,然后通过调整非基准轨使轨距和轨距变化率满足要求;平面非基准股偏差导致轨距不平顺:在轨向良好的情况下,直接调整非基准轨使轨距和轨距变化率满足要求。

线路捣固后轨向偏差较小,精调时通过轨检仪实时监测,掌握轨向的细微变化。对直线段轨向偏差,采用“隔一松一”的方式松动扣件进行拨道,这种方式可减少对轨道结构的扰动,保证轨向调整的精度。曲线段则结合曲线要素,微调轨向使其与设计线形一致,将左右轨向偏差控制在 1mm 以内。通过这种精细化的调整,进一步降低轨向单项 TQI 值,提升线路的平顺性和稳定性,为列车的高速运行创造良好条件。

4 道岔精调

4.1 道岔精调流程

先整体,后局部;先直股、后侧股;先高低,后方向,转辙机及辙叉区少动,两头线路顺接。高低以基本轨为基准轨、平面以尖轨为基准轨,调整时按照先调支距再调轨距的步骤进行,通过轨检小车对道岔轨面逐点测量,确定道岔标高调整数值,精调起平道岔,轨面标高精调确定后,道岔高低、水平不超过设计限值。

通过增减顶铁调整片,调整尖轨、心轨顶铁间隙,并同时调整轨距、支距相结合,确保尖轨与基本轨密贴,可动心轨在轨头切削范围内应分别与两翼轨密贴,开通侧股时,叉跟尖轨尖端与短心轨密贴。结合道岔高低、水平的调整,使尖轨或可动心轨轨底与台板间隙不超标。

4.2 高低与轨向优化

高低与轨向的优化需兼顾道岔与线路的衔接,避免因两者衔接不当影响列车运行。道岔捣固后,高低偏差常出现在尖轨尖端和辙叉心,精调时利用大机捣固预留的起道量进行精细调整。通过轨检仪实时监测,将 10m弦长高低偏差控制在 2mm 以内,确保轨道纵向平顺。

轨向调节以道岔外直轨为基准,对于直线段轨向偏差,通过拨道器微调扣件位置来修正;曲线段则结合超高设置,确保轨向平滑过渡,左右轨向偏差均控制在 2mm 以内。通过这种分段调节的方式,保障道岔轨向的平顺性,减少列车通过道岔时的横向冲击力。

5 结论

无论是道岔还是线路精调,都需严格遵循技术标准和作业流程。精调前,对测量仪器进行标定,确保全站仪、轨检仪等设备精度符合要求,为精调工作提供准确的测量数据。精调过程中,实时记录各项数据,实行“两级检查,一级验收” 制度,即作业人员自检、小组互检,验收人员最终验收,确保精调质量。同时,注重人员培训,精调人员需熟悉道岔和线路的结构特点,掌握不同部位的调节技巧。通过专业培训,提高作业人员的技术水平和操作能力,提升精调作业效率和质量。道岔与线路的精调需协同进行,尤其在结合部,需统一制定精调方案。确保道岔精调顺接线路范围不小于 200m ,避免因衔接不当导致TQI 值反弹。在精调过程中,加强道岔与线路精调团队的沟通协调,及时共享测量数据和精调信息,确保两者的几何参数平顺过渡。精调完成后,通过轨检仪进行全面检测,对 TQI 值超标的局部区域,分析原因并制定专项整改方案,直至各项指标均满足要求。通过这种协同配合的方式,保障轨道整体的平顺性和稳定性,提升高速铁路的运营质量。

参考文献

[1] TB 10754-2018 高速铁路有砟轨道工程质量验收标准[S].

[2] 刘仍奎,等.基于 TQI 的有砟轨道精捣参数施工优化[J].铁道建筑,2022(4): 105-109.

[3] 魏晖,等.高速道岔轮轨动力作用及平顺性控制[J].中国铁道科学,2023, 44(1): 1-9.

作者简介:张正茂,男,汉族,周至县,本科学历,主要研究方向:铁路线路