高原高寒地区连续长大下坡段铺架施工工法.pdf

高原高寒地区连续长大下坡段铺架施工工法中铁十一局集团第三工程有限公司洪记 卢振华 彭勇锋 李辉1 前言由中铁十一局集团负责施工的新建青藏铁路安多至拉萨段铺架是目前海拔最高， 气候环境最恶劣 , 线路最长的一段线路 , 位于西藏自治区境内，起于安多止于拉萨，线路正线长441.343km线路通过地区平均海拔 4500m，最高海拔为 4705m，空气稀薄、气压低，年平均气压为 580 毫巴，含氧量仅为我国东部地区的 40%～ 60%沿线年平均气温 -2.9 ℃～ 7.8 ℃，极端最低气温 -41.29 ℃～ -16.59 ℃ , 每年有 140余天大于 8 级的大风，最大瞬间风速达 32.3 ～ 40.0m/s线路坡度大，最大坡度 20‰，特殊的地理环境和恶劣的气候条件给施工单位提出了更多、更高、更严格的技术和管理要求，为确保安全、优质、高效地完成铺架任务，由具有多年铺架施工经验的专家、技术人员组成的科技攻关小组针对高原缺氧和低温大风对铺架设备性能、人员机体健康的影响以及 42.5km 长大下坡对行车组织、桥梁轨排倒装对位难度加大，防溜逸、防碰撞难以控制， 设备保障压力大等展开了一系列的方案设计和反复研究， 通过在青藏铁路安多至拉萨段铺架施工的工程实践，经总结形成了本工法。

此工法中的关键技术由湖北省科技厅于2007 年 1 月 28 日在北京组织了专家技术鉴定，达到国际领先水平并获得铁道部科学技术进步二等奖2 工法特点针对高原缺氧和低温对铺架设备机械性能的影响， 研发了高效铺架配套施工机具的使用方法并制定了安全技术措施， 解决了高原高寒地区 42.5km 连续长大下坡地段安全铺架难题，为今后连续长大下坡段铺架提供了丰富的施工经验3 适用范围适用于海拔 4500m以上、气温 -40 ℃以上的高原高寒条件下的机械铺轨架梁施工适用于在 20‰及以下连续长大下坡段轨道铺架4 工艺原理针对青藏铁路高寒缺氧、常发大风等恶劣气候条件对机械设备性能和人员的影响，针对青藏铁路 42.5km 连续长大下坡段轨道铺架施工比普通地段铺架施工安全控制难度增加，通过应用改造后的高原型 JQ140G型架桥机架梁和应用改造后的轨排生产流水作业线生产轨排， 利用自制的快速接头夹板辅助夹轨， 利用添加的辅助制动设备防止铺轨机、 架桥机在长大坡道地段发生滑移和溜车事故，确保高原高寒地区 42.5km 连续长大下坡道铺架施工的安全5 施工工艺5.1 铺轨作业工艺流程铺轨作业流程见图 5.1 ：图 5.1 ：铺轨作业流程图5.2 操作要点5.2.1 立龙门吊铺轨、架梁合用龙门吊。

根据铺架现场实际情况， 选取适宜的直线地段立设龙门吊； 不具备直线段立设龙门吊条件，需在曲线上立龙门吊时，先须对立龙门吊位置前后 100m的线路进行拨道，尽量拨成直线，并对该段线路进行捣固，桥梁架设完毕进行线路恢复龙门吊立设处的地基必须坚实， 在坡道上立龙门吊时须用石碴找平， 下坡方向的底碴应比后端高 8cm，下坡前端龙门吊基础应比后端多一层枕木，并至少垫放两层枕木龙门吊立好后先进行空载试车， 检查龙门吊净空是否符合要求 龙门吊的左右高低一致，水平高差应小于 15mm，龙门吊中心与线路中心重合，误差小于 10mm倒装轨排龙门吊间距为： 13.8m，倒装桥梁的两台龙门吊中心距离见下表：梁片跨度（ m） 32m 24m 两龙门吊间距 24m 18m 5.2.2 换装轨排第一次起吊轨排时，当整组轨排起升 100mm后，停留 10 分钟检查轨排是否有下滑现象二号车空车驶入倒转龙门机车推送运输轨排列车驶进倒装龙门 二号车载倒转龙门倒装龙门起吊轨 机车牵引空平车驶倒转龙门落轨排至二号车二号车载轨排到主机主机拖拉轨排上主机 , 送导轨到二二号车空车驶回倒转龙门主机铺轨及龙门吊基础是否有下沉情况，无异常后重起轨排。

在大坡道上起吊轨排， 两台龙门吊须同时起吊， 将轨排起离平车 100mm后， 上坡方向龙门吊停起 , 下坡方向龙门吊单独起吊 , 待将轨排起至水平状态后， 两台龙门吊再同时起吊到换装高度5.2.3 2# 车倒运轨排安排两名专职人员负责安装止轮器及其他安全检查在龙门吊换装完轨排后， 以每小时 1km速度缓慢驶进龙门吊， 同时 2#车指挥用红绿旗指挥 2#车，在驶进龙门吊对好位准备吊装轨排前，两名专职人员对 2#车安设 4 个止轮器装完轨排后，撤卸止轮器， 2#车以 5km/h 的速度向 1#车运行，在离 1#车 100m时一度停车减速，离 1#车 50m时停车在 1#车指挥发出 1#、 2#车对接命令后， 2#车以 1km/h 的速度进行对接在离 1#车 10m时， 2#车一度停车，两名专职人员手持止轮器跟随 2#车，直到与铺轨机 1#车对接5.2.4 铺轨机 1#车对位在 1#车对位前， 在钢轨前端安装固定式止轮器 当 1#车离最前排轨的轨端 25m时应减速以 1km/h 的速度走行， 同时两名专职人员在铺轨机前方安放跟进式止轮器并随机器前行， 在对位后及时安设止轮器5.2.5 拖拉轨排在使用机械拖拉轨排前， 观察轨排是否有自溜现象， 如自溜速度较大， 先进行反向拖拉；如轨排未出现自溜现象， 再使用钢丝绳以平稳速度向 1#车拖拉轨排。

在拖拉过程中， 应严格控制轨排拖拉速度，以防止轨排溜滑，并适当在滚轮上安放制动板5.2.6 铺轨1#车在出轨排时，应限制轨排出行速度当接近到位 2-3m 时，进行反向控制，缓慢前行，防止轨排溜滑冲撞脱钩5.2.7 铺轨快速接头的工艺改进与应用按照传统的铺轨工艺， DPK32 铺轨机的平均铺轨速度为 1.5km／日， 显然这种速度难以满足青藏线铺轨的需要 经过对传统工艺的研究， 发现传统工艺中接头夹板连接一项占用的时间比例较大，为缩短接头时间，研发的快速接头如下图 5.2.7-1图 5.2.7-1 快速接头利用该接头临时替代正式的夹板接头， 等铺轨过后再置换成夹板接头 实践证明这样可以最大限度地发挥了铺轨机作业的效率使铺轨速度成倍增长 快速接头可根据轨缝控制的不同分为轨缝控制为 4mm、 6mm、 8mm、 10mm、 12mm、 14mm、 16mm 等七种形式，这样不仅可以大大提高铺轨速度， 而且可以有效控制铺轨中轨缝数值， 避免瞎缝和大轨缝， 提高铺轨质量5.3 架梁施工工艺流程架梁施工工艺流程见图 5.3-1 5.3.1 架梁工艺要点5.3.1.1 架桥机上场前的准备工作①架桥机上场前在起吊司机和走行司机室必须安装有氧气设备和取暖设备， 确保司机精力充沛、头脑清晰。

②架桥机上场前， 机组人员要仔细检查设备各部状态， 确保状态良好 尤其是走行制动系统，对风缸、制动缸、闸瓦、大闸、小闸及手闸要作仔细检查，检查完毕后要作制动和保压试验，一切良好后方可使用图 5.3-1 架梁施工工艺流程施工准备线路加固1#车对位、 立 0#柱喂捆第一片梁出落、横移第一片梁出落、横移第二片梁喂捆第二片梁收 0#柱、 退架桥机铺桥面轨拨 道压 道 接短轨2#车装运第一片梁2#车返回2#车装运第二片梁2#车返回2#车装运桥面轨电焊1 ③架桥机出发前机组人员必须到齐，严禁缺员作业④架桥机上场时值班干部、机长、走行司机、指挥人员必须对前方线路情况熟悉掌握，并跟随架桥机上场⑤架桥机上场前必须对软基、高填方、高挡墙、 半挖半填及桥头路段进行压道压道不得少于三个往返，速度不得大于 3km/h5.3.1.2 龙门吊立放①龙门吊立放位置应满足倒装作业需要，宜选择距桥头 200-500m 距离②龙门吊立放要尽量选择在直线或曲线半径在 1000m以上的地段， 线路坡度宜小于 8‰，以确保桥梁对位的准确和倒装桥梁时甩梁的顺利进行③对于小半径曲线地段采用拨道和起道的办法整出一段线路，以适合龙门吊立放。

④龙门吊立放时左右立柱应与线路中心线间距离相等， 允许偏差± 10mm， 两立柱支承基面应保持同一高程，允许偏差± 4mm⑤龙门吊立放完成后，应进行空载试运转检查，并让二号车及机车试运行通过5.3.1.3 二号车倒运桥梁①二号车倒运桥梁前要对制动系统和液压系统进行检查，确保状态良好②二号车走行要确保风压不得低于 0.6MPa，下坡道载梁走行速度不得大于 8km/h③装梁时，梁前端悬出长度应符合《架规》要求④梁体落在二号车上重心宜在车体中心线上，允许偏差± 20mm⑤当二号车接近一号车 10 米距离时，要先行停车，然后按指挥人员给定的 7m、 3m、 1m信号，以 0.5km/h 速度缓慢对位走行司机要向指挥人员给出鸣笛回应，以确定看清信号⑥二号车载梁走行， 32m梁要确保两侧各有四根支撑， 24m及以下梁每侧不得少于三根支撑， 且过梁扁担和运梁台车上必须有支撑， 所有支撑必须安装牢靠 运梁过程中，指挥人员须注意支撑是否松动，如有松动须及时停车，予以重新安装牢靠⑦过梁时，过梁扁担两侧油缸要同时升降，两侧高差不得大于 3cm，确保过梁扁担的平衡⑧梁一端进入一号车后，过梁扁担下落前要确保梁中间支撑已拆除。

⑨二号车空车行走时，要确保运梁台车已牢固固定，以防止运梁台车溜车5.3.1.4 一号车架梁①一号车自行时， 风压不得低于 0.6MPa， 走行时速度不得大于 8km/h， 大臂应位于收回状态②一号车对位时，应按指挥人员给定的 7m、 3m、 1m信号，以 0.5km/h 速度缓慢对位走行司机要向指挥人员给出鸣笛回应，以确定看清信号③一号车桥头对位时指挥人员、 值班领导应密切注意桥头路基变化情况， 当路基下沉变化较大时， 一号车应及时退回， 待整道后再重新对位当整道难以改变下沉时，应在桥头一定范围内线路上穿插枕木予以加强，然后再对位④对位时应设专人安放止轮器和操纵紧急制动阀⑤一号车对好位后， 要及时支好架桥机前后液压支腿， 并保持制动缸风压 当在风口地带架梁时，还应安装好架桥机的抗风支腿⑥伸缩大臂前， 要检查摩擦滚筒制动是否良好， 钢丝绳是否过松， 大臂是否位于中心位置，各种定位销是否松开确定无误后， 在指挥人员指挥下才能进行伸缩大臂操作大臂伸缩到位后，要及时插好中心销5.3.1.5 伸缩大臂①伸缩大臂时，大臂宜处于水平状态② 0#柱立放必须垂直，且应保持大臂水平大臂水平坡度不应大于 3‰。

③零号柱立好后应及时紧好法兰盘螺栓，并将二号柱油缸处于松弛状态5.3.1.6 喂梁①喂梁前， 要仔细检查拖梁滚筒制动是否良好， 钢丝绳是否过松， 及拖梁台车走行轮滚动是否良好，确保无误后，方可喂梁②喂梁时， 当梁前端落在 1#车拖梁台车上时， 应及时在台车上打好梁支撑， 然后开始拖梁③拖梁出梁过程中， 要随时注意梁走行的速度 当梁走行速度过快时， 要及时停止拖梁滚轮，使梁走行速度减缓或停止，然后再重新启动④ 1#车出梁时， 应随时观察梁走行速度， 当速度过快时， 应先行停止， 然后再重新启动⑤出梁过程中，不允许横移梁，只有当梁落至离桥墩 50cm左右时，方可进行横移梁⑥梁落好后，只有在焊好 3 对以上桥梁连接板时才能进行桥面轨铺设5.3.1.7 辅助制动设备辅助制动设备主要使用带把跟进式止轮器和螺杆固定式止轮器：①带把跟进式止轮器，图 5.3.1.7-1 在普通止轮器后端接一手把， 架桥机、 铺轨机走行时， 随机监护人员手推止轮器跟进走行（使用中监护人员用一根细小绳子联接止轮器于机后牵引跟进） ， 停机时监护人员能迅速将止轮器推入轮下，及时制动特别是架桥机架梁走行对位和铺轨机跟进式铁鞋铺轨对位时能使其不产生向下坡方向的溜动，保证走行、对位时铺轨机、架桥机的安全。

图 5.3.1.7-1 跟进式铁鞋②螺杆固定式止轮器，图 5.3.1.7-2 普通止轮器两边带耳板， 耳板下端有螺孔， 螺孔中心至止轮器底面的距离大于钢轨的高度，螺杆穿过螺孔后刚好与钢轨底面接触当架桥机对好位后架梁， 2 号车对好位后换装。