1、地铁轨道施工常见问题及解决方案【摘要】近年来面对解决交通拥堵的现状，地铁交通事业起到了很大的舒缓作用。然而对于地铁工程建设而言，轨道建设施工是整个工程中最为重要的环节，也是影响工程总工期的主要因素之一。地铁轨道施工受到各种外界因素的影响，提高地铁轨道的施工质量以及施工进度成为了地铁工程施工单位需要更多关注的问题。本文从地铁轨道施工中的辅助轨道基地的具体设置，钢轨焊接等方面具体分析了地铁轨道施工中常见的问题，并对此类问题的解决方法做了简要介绍。 【关键词】地铁建设，轨道施工，问题，解决方案 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 1.前言 1969 年，北京开通了第一条地铁线路，此后停
2、顿了 20 多年，到1995 年上海才建成地铁一号线。目前，我国已成为世界上最大的轨道交通市场。地铁轨道对列车起着承载与引导列车前行的作用，因此，地铁轨道是列车运行的基础，并且地铁轨道施工的好坏直接影响到整个地铁建设工程的质量和工期，地铁轨道施工影响到施工单位的经济效益，以及社会经济和社会生活。然而具体到国内的地铁轨道铺设工程，地铁铺设技术以及高水平的施工工艺掌握在极少数的施工单位和技术人员手中，严重制约了国内地铁事业的发展。全面认识地铁轨道施工中存在的问题，有利于提高地铁建设工程的质量水平。 2.地铁轨道施工概述 2.1.地铁轨道结构的形式 最常见的地铁轨道结构的形式是钢轮钢轨系统，这种轨道
3、由钢轮轮缘和钢轨之间的作用里来提供导向力。 图 1 轮缘是有高度 h 和坡度的，钢轨顶面也是由圆弧组成，保证钢轮向中间靠。如图 2. 图 2 2.2 地铁轨道施工工艺原理 地铁轨道的铺设是将超长钢轨铺设在整体道床上，从而形成质量较高的无缝轨道线路，这种无缝线路抗列车冲击以及抗疲劳作用能力强，运行过程中列车能保障列车行驶平稳、高速，整个轨道线路使用寿命较长，但是需要注意的是整体道床的施工对地铁施工精度要求严格，施工的难度相对较大。 2.3.地铁轨道具体施工方法的选择 短轨枕式整体道床施工方法可分为两种,一是换轨铺设法,即首先用工具轨铺设整体道床,永久轨在隧道外焊接成长轨后,再运至隧道内换铺;二是
4、一次铺设法, 不用工具轨,一次铺设无缝线路,即用 25 m 标准长度钢轨,按换轨铺设法用工具轨铺设整体道床施工工艺要求,铺设整体道床,所有钢轨接头在隧道内进行焊接。 换轨铺设法施工。该方法钢轨焊接除联合接头外均在铺轨基地进行,焊接质量易保证; 同时避免了隧道内的空气污染,减少了施工干扰,各施工单位均有成熟经验;但工具轨的铺设与拆除需增加工程投资,施工周期相对较长。一次铺设法,在隧道内焊接钢轨易造成空气污染,施工干扰大,需做好施工组织设计,减少窝工,减少工程投资,施工周期相对较短。 2.4.无缝技术 在普通线路上，钢轨接头是轨道的薄弱环节之一，由于接缝的存在，列车通过是发生冲击和振动，并伴随有打
5、击噪声，冲击力可达到非接头区的三倍以上。接头冲击力影响行车的平稳和旅客的舒适，并促使道床破坏、线路状况恶化、钢轨及连接零件的使用寿命缩短、维修劳动费用的增加。养护线路接头区的费用占养护总经费的 35%以上；钢轨因轨端损坏而抽换的数量较其他部位大 2-3 倍；重伤钢轨 60%发生在接头区。随着列车轴重、行车速度和密度的不断增长,上述缺点更加突出，更不能适应现代高速重载运输的需要。 为了改善钢轨接头的工作状态，人们从本世纪三十年代开始至今，一直致力于这方面的研究与实践,采用各种方法将钢轨焊接起来构成无缝线路。无缝线路用焊接长轨条铺设的轨道，因为长轨条没有轨缝而得名。无缝线路类型 无缝线路分温度应力
6、式及放散温度应力式两种。目前世界各国绝大多数均采用温度应力式无缝线路。焊接长钢轨线路就是无缝线路。一般而言，焊接长钢轨的无缝线路长为 12km，目前技术上已可能做到全路段的超长无缝线路。 3.地铁轨道施工常见问题分析以及解决方案举例 3.1.辅助轨道基地的具体设置方面 一般情况下，轨道的铺设基地建立在车辆通行地段或者停车场，利用这两个地方足够便利的地理环境对轨料储备、组装轨排等大型作业进行统一实施。而对于辅助轨道基地的设置而言，就更为容易、灵活。如果在工程中还包含有高架建设区间，那么就辅助轨道设置而言，应该就高架区间进行设置，如果地铁全程都为地下线路，那么辅助轨道的设置一般是选择明挖车站区间，
7、其具体位置也可以设置在中间部分（针对本条线路而言的） ，同样也可以选择在整个工程的终点位置或者是起点位置。辅助铺轨基地位置所在环境应该相对平整，具备一些设备正常使用的条件，在其周围的道路通畅度高，并且能够对物资车辆正常的使用通行，并且可以与电水系统有效连通使用。基地总长度一般保持在 200m 以上，如果条件困难的必须保持在 150m 以上，宽度一般保持在 25m 以上，困难时保持在 20m 以上。基地内部配置应该为长方形。由于场地的限制以及其它因素的影响，通常情况下铺轨基地会包含以下几个方面：生产办公场所、钢轨（规格：25m）堆放场、配件堆放场以及施工人员休息生活区等等。 由于受到吊装孔尺寸大
8、小的限制，在辅助铺轨基地的建设中一般都会与段轨道排运输法协同工作。在对辅助铺轨基地内部，应该使用龙门吊将所有已装好的轨排依次放到吊装孔上，其次在洞中通过炮车将放置完毕轨排运送到需要铺设的地铁建设路段。辅助铺轨基地的具体布置图如下图 1 所示： 深圳市在当初对地铁 4 号线进行初步设计时，一共设置了 4 出辅助铺轨基地。在施工过程中，由于工期调整，需要再增加辅助铺轨基地数量，所以选择了在汽车中心站、黄贝站以及坂田站三处建设铺轨基地，其主要根据本身所需要的场地大小，对材料的对方进行了合理的布置，并且没有设置钢轨方面的焊接所需区域。 图 3 3.2.钢轨焊接方面 （一）对钢轨的型号以及性能呢过进行选
9、择 地铁正弦采用 60kg/m的钢轨，硬度较高的钢轨一般使用在铁路方面，对地铁并不适用。在地铁轨道建设中使用 u75v 的热轨与车轮的匹配度最好，并且价格相对合适，所以笔者推荐。 （二）钢轨焊接主要过程 就目前而言，我国对钢轨焊接方面的工艺主要有 3 种，第一种是接触焊，第二种是气压焊，最后一种是铝热焊。 接触焊的焊接原理在于利用电流通过电阻时产生的热量来进行焊接施工，在经过一定程度的顶锻加工以达到焊接的目的。接触焊就目前水准来讲，其焊接的效率更高，焊接的质量更好，目前在世界范围内被广泛应用，同样也是我国主要的焊接工艺之一。 对于铝热焊而言，其施工的环境相对较差，经过焊接后，焊接接头的质量得不
10、到足够的保证，焊接后达到的极限强度也仅仅是母材强度的百分之七十左右，在进行焊接施工的时候一般不予采用。更觉相应试验资料表明，对长钢轨各种焊法进行比较，将焊接接头的质量以及木材强度的百分之百作为比较内容。 （三）既有工程以及续建工程的钢轨焊接 当进行续建工程的设计时，施工人员一般采用的是与既有工程一样的钢轨材料，但是所采购的相关厂家与既有工程的厂家并不一样，即使存在着一致，也会在批次以及时间上存在一定的差异，因此在钢材的选用上，及时统一形式，其具体内容也不尽相同，这就带给钢轨焊接工程极大地困难。 对于材质不同的两根钢材，分别对其进行接触焊或者是气压焊，对于各自的焊接质量都难以保证。并且就接触焊而
11、言，其需要的具体施工时间较长，需要的空间更大，如果当既有工程开始施工后，一般都不会具备接触焊方面的条件。就移动式的气压焊来讲，虽然有足够的施工空间，但是如果当既有工程开工后，地铁工程各方面时间较短，在时间方面，并不能满足其具体的要求，在考虑到相应的焊接原理，如果仍然选择在此使用气压焊的方式进行焊接工程，可能会导致一定的病害，形成一定程度的隐患。 所以针对城市地铁轨道交通的既有线钢管焊接以及续建部分的钢管焊接，一般情况下是采用铝热焊的施工方式，铝热焊也表现出了十分合适的优势，比如它所需要的工艺相对于简单，比较适合流水性较强的作业，但是在对于了铝热焊行工艺进行施工时，需要对砂型、氧气瓶以及加热时的
12、工作压力等进行一定严格性的硬性要求，以保证焊接工程得以竣工，并且保证焊接的质量。 四.结束语 地铁轨道是列车运行的基础，并且地铁轨道施工的好坏直接影响到整个地铁建设工程的质量和工期，地铁轨道施工中，不可避免的会遇见许多问题。在施工的过程中遇见了问题，要主动及时的将问题提交轨道施工负责部门，这些施工中的问题必须引起施工单位足够的重视，轨道承包商应当同有关部门协商处理解决这些问题。以保证地铁轨道施工建设能够顺利进行，保障整个地铁建设工程质量。 参考文献: 1何海健，项彦勇，刘维宁等.地铁车站隧道群施工对邻近桥桩影响的数值分析北京交通大学学报（自然科学版） ，2006，30（4）：54-59. 2刘传宏.CRTS型板式无砟轨道底座及凸形挡台施工质量控制J.上海铁道科技，2010， （2）：84-86，75. 3刘宝庆.高速铁路型板式无砟轨道平顺性控制技术J.中国新技术新产品，2011， （11）：169-170. 4李汶京.地铁车站隧道群邻近桥桩施工关键技术研究J.铁道标准设计，2009， （10）：85-89 5GB 50299-1999，地下铁道工程施工及验收规范(2003 年版)S 6程保青城轨交通车场线轨道结构的探讨J铁道工程学报，2008(12)：8790
