混凝土枕道岔在宁钢工艺铁路的应用

　　冶金企业工艺铁路线路主要特点是线路轴重大、道岔多、曲线半径小等。由于冶金企业铁路小号(7 号)道岔采用的基本是木枕结构，因厂内调车作业频繁，冶金车辆整体载重量大，造成道岔病害多，尤其是木枕易腐烂失效，致使日常维修工作量加大，直接影响和制约冶金企业铁路的行车安全。因此，积极采用新技术、新设备，加快冶金企业铁路技术改造，对提升铁路行车安全，降低维修成本具有重要意义。

　　近年来，随着我国冶金企业铁路线路新工艺、新技术的不断发展，铁路线路的新建或改建除了满足以往安全运输的前提外，更加注重设备经济的合理性和运行的长期可靠性。本次宁波钢铁有限公司(简称宁钢)混凝土枕道岔改造主要针对铁路工艺站场木枕道岔及相连接的木枕线路，通过技术改造力求线路设备本质上有“新突破”。本次混凝土 7 号道岔改造也是宁钢首次引入的施工项目，在国内可借鉴的相关技术和工艺不多。

　　1. 宁钢厂内铁路概况及作业模式

　　宁钢地处北仑沿海港口，于 2007 年全面投产，生产工序从原料到炼铁、炼钢、连铸及热轧等设置简洁高效，主要产品为热轧卷，年产规模 440 多万吨。涉及的主要物流方式：进厂原材料为海运，成品出厂为汽运，厂内铁路运输主要承担高炉至炼钢的铁水运输任务。宁钢现有厂内铁路工艺站一个，设二座 2500m3 的高炉，年产铁水为 420 万吨，炼钢车间 1 个，转炉 3 个，容量为180t/ 转炉，厂内工艺铁路运输作为宁钢生产中的重要环节之一，运用鱼雷罐车进行的铁水运输是维系高炉工艺生产和炼钢工艺生产得以持续的关键桥梁纽带，而线路是保证铁水运输正常生产最基本的设备保障。现铁路工艺站共有 10km线路，重罐运行区域设 27 组单开道岔，5 组交叉渡线，均为 P60-7 号岔;其它区域设 14 组单开道岔，均为 P50-7号岔;线路最小曲线半径为 150m。使用 260T 鱼雷罐车运送高炉铁水至炼钢倒罐站，重车时轴重达 32t。

　　2. 现状分析与立项背景

　　(1)宁钢工艺铁路站场受企业设计时总图限制，铁路线路布局紧凑，道岔多且使用的是木枕。至今已在线运行 14年多，线路设备老化严重，故障发生频率较高，对铁水运输作业造成一定安全隐患。依据铁路维修周期规定，厂内道岔已达到线路设备大修要求，要逐步进行大修作业。将木枕道岔大修改为混凝土枕道岔，可大大减少今后道岔维修工作量，降低维修成本，实现混凝土枕道岔终身无大修，提高宁钢线路装备水平。

　　(2)现在厂内道岔使用普通高锰钢 7# 道岔，这种叉心生产厂家越来越少。现在 7# 道岔普遍采用 7#AT 道岔，其优点是尖轨耐磨、叉心硬度高使用寿命是普通叉心的 1.5 倍。(3)厂内 260t 鱼雷罐车是重载车辆，有 8 个转向架16 根轴，重车时轴重达 32t。车列通过木枕道岔时，道岔动态几何尺寸变化较大，道岔枕木失效较多或者轨距拉杆失效未能及时发现，容易造成车辆掉道危险。(4)与其他钢厂技术交流中获悉，木枕道岔和线路近年已开始逐步淘汰，与我们厂内同型号木枕道岔已改为混凝土枕道岔，尤其是新建钢厂已经全部采用混凝土枕道岔，其他建厂时间相对较早的钢厂也在逐步技术改造过程中。

　　目前，宁钢铁路站场线路维修工作范围主要以小维修、保养为主，从维修中可以看到铁路道岔结构破坏主要以叉心偏磨和轧溃，枕木损坏失效及尖轨伤损病害居多。针对铁路工艺站线路整体质量不高问题，如何从设备本质上去消除缺陷，一直是我们思考的问题。基于以上现状分析，今年宁钢积极组织专业技术力量，在安排线路设备大修项目立项时，进行全面规划、找准问题的瓶颈，有计划地解决线路设备的薄弱环节，并积极采用新技术、新设备，开展用混凝土枕道岔代替木枕道岔，AT 尖轨代替普通尖轨的技术攻关，以此从本质上解决上述线路设备隐患，满足鱼雷罐载重大、调车作业频繁的运输特点，进一步夯实铁路运输安全基础。并通过新技术、新设备的实践推广应用，后续宁钢将以此次混凝土枕道岔改造为契机，积累经验，逐步实现铁路工艺站铁路道岔技术改造全部升级换代。

　　3.改造内容

　　为彻底解决铁路道岔安全隐患，提升线路质量，宁钢充分利用新 2 号高炉异地大修的有利时机，今年下半年组织实施相邻区域 6 组单开道岔混凝土枕置换工作。本次铁路道岔混凝土枕改造项目内容主要包括：铁水工艺站场 6 组P60-7 号(8#、12#、14#、20#、22#、24#) 木 枕 道 岔及相连接的木枕线路进行混凝土枕化改造，道岔尖轨改为AT 尖轨。

　　3.1 改造方法

　　宁钢此次更换的 6 组 60kg / m-7 木枕道岔，衔接新建 2# 高炉铁路线路，受场地制约无法使用滑移换铺法且没有专用机械设备，故本次混凝土枕道岔改造采用原位组装法。混凝土枕道岔改造作业顺序：首先用挖机配合清除原道岔钢轨、枕木和碎石;其次用吊机吊装混凝土枕木和钢轨至预定位置进行铺设，并在原位置整体组装和精细调整;随后回填碎石，整理道床，进行拨道、起道和捣固;最后对线路进行试车验收和线路养护。

　　3.1.1 道岔施工前准备

　　(1)根据宁钢公司有关制度，提前对施工人员进行安全教育，办理相关手续。熟悉现场条件及资料，对施工人员进行详细的安全技术交底。(2)铺设前熟悉 6 组道岔的位置、类型、主要尺寸、各组配件及数量等。(3)对混凝土枕进行硫磺锚固，将准备更换的螺纹道钉、夹板螺栓涂油。(4)根据铁路站场标高位置，确定道岔钢轨、混凝土枕铺设高度，精确测量核算道岔枕木位置和间隔。

　　3.1.2 道岔组装

　　本次砼枕道岔组装顺序如下：铺设混凝土枕木，铺设直股钢轨、高锰钢辙叉，铺设导曲线钢轨、AT 尖轨、护轨，安装扣件、螺柱及鱼尾板。(1)轨枕铺设。按混凝土枕木上编制的编号依次按顺序摆放，以直线上股钢轨为基准按冶金线 IA 标准铺设混凝土枕木，全部岔枕在上股侧取齐。(2)摆放钢轨。按照 60kg/m 钢铁 7 号单开道岔铺设图用挖机配合摆放 AT 尖轨、高锰钢辙叉、迎轮护轨、导曲线护轨。(3)安装道岔扣件成形。按顺序安装扣件将道岔钢轨连接。各扣件、夹板、胶垫等按铺设图要求摆放、安装到位。(4)待道岔安装完成后，进行碎石回填、整理道床。

　　3.1.3 道岔测量调整

　　(1)检查道岔各部件位置的水平和轨距。(2)检查尖轨尖端与基本轨间隙，尖轨密贴情況。(3)补足全部道钉，上紧各部件所有的螺栓。(4)对线路道岔进行初次养护进行拨道、起道、捣固。

　　3.1.4 道岔试运行检查、监测(1)按照《铁路轨道施工及验收规范》TB10302-96验收标准对道岔几何尺寸进行调整，达到验收标准后，进行试运行检查及压道试车工作。(2)通过压道试车，动态检测、观察试运行情况，判断其是否具备铁路运输通行条件。(3)由设备方、操作方、点检技术方组成验收工作组对存在的问题提出处理意见、整改期限、复检时间并签署意见。(4)由点检技术人员按照铁路线路点检标准每月对设备进行点检，用轨距尺水平放置测量道岔各位置水平、轨距，并记录相关数据，对铁路道岔设备进行有效监测。

　　3.2 技术措施

　　(1)混凝土枕道岔改造的主要施工规范遵循《铁路轨道施工及验收规范》TB10302-96、《铁路路基施工规范》TB10202-2002、《 铁 路 给 排 水 施 工 规 范》TB10209-2002。(2)道岔改造项目需封锁要点施工。为了减少对铁水运输生产的影响，采取分组更换的方法。24#-22# 计划封锁施工周期 8 天;20#-14# 计划封锁施工周期 8 天;12#-8# 计划封锁施工 8 天，以此类推按顺序(24#-22#、20#-14#、12#-8#)进行三次分组封锁施工。改造包括道岔前后更换普通水泥枕，拆除的旧轨料、旧岔枕回收。(3)物料倒运。本次 6 组材料共分 3 次到货，在整组混凝土枕及配件到场后，用 25t 汽车吊卸到 20# 道岔、8#道岔附近(不影响铁水运输正常行车)，再用平板车和挖掘机将配件倒运至施工作业处。(4)木枕道岔的拆除。按照相关施工规范进行拆除，信号设施采取保护性拆除。(5)混凝土枕道岔铺设。按照相关施工规范进行施工，严格按照封锁申请时间完成施工作业。(6)道岔养护。按照验收标准对道岔几何尺寸进行调整，压道试车后，符合验收技术标准。

　　3.3 施工现场安全要求

　　(1)严格执行宁钢铁路上道作业管理规定有关要求，办理好封锁施工手续后，方可安排上道施工作业。(2)现场施工作业时，必须安排专人在现场进行监护，并负责与铁运调度的登记要点联系确认。(3)严格落实安全交底，做好危险因素预知，进入现场必须戴好安全帽，劳防用品穿戴整齐。(4)施工作业场所用电动工具、接线板使用前须检查合格外壳及软线无损坏，具有良好的接地装置，并装有接电保护开关。

　　(5)现场各类器具、材料严禁侵入限界，不得影响铁水运输正常作业。(6)封锁道岔区段按标准设置防护信号，与邻线采取隔离措施，关联道岔用钩锁器锁闭在相应开通方向。(7)需临时占用线路和道岔倒运物料时，必须先征求铁运当班调度的同意方可占用线路和道岔。(8)夜间作业必须保障现场照明充足，夜间作业人员都需穿上反光背心。作业人员不能连续作业，保障休息时间充足。(9)采用半机械化及人工进行轨料装卸和搬运，当采用人工时，选用适当的工具，并设专人统一指挥。(10)按照环境管理体系文件要求，各类废弃物按规定标准堆放，确保现场检修文明生产。

　　3.4 改造效果

　　从目前 6 组混凝土枕道岔改造效果看，改造后的道岔具有巨大的技术优势。主要有以下几点：(1)7# 道岔尖轨改为 AT 道岔尖轨，具有耐磨强、硬度高，使用寿命比普通叉心的延长 1.5 倍。(2)道岔轨枕由木枕改为混凝土木枕，原来木枕使用寿命在 3-5 年，改造后其使用寿命接近 20 年，轨枕使用寿命大大地延长，直接降低了枕木更换成本。(3)道岔的铁垫板与轨枕的连接方式发生了改变，以前是直道钉固定，改造后采取螺纹道钉固定，增加了扭力，使机车运行更加稳定。

　　(4)道岔钢轨扣件由原来直道钉扣件改造成了弹条式扣件，增强扣件压力，提升了道岔整体的稳定性。(5)混凝土枕的更换节省了大量木材，降低了维修工作量，确保了线路长期稳定可靠。4. 结语通过此次宁钢工艺铁路站场 6 组混凝土枕道岔改造及试运行状况看，更换混凝土枕道岔之后，线路轨距、水平、高低、方向、爬行等都在线路保养误差规定范围之内。线路质量稳定，机车晃车明显减少，较好地满足冶金企业重载运输作业特点。冶金企业工艺铁路 60kg / m-7 木枕道岔改造为混凝土枕道岔是可行的，完全可以推广应用。

　　作者：俞士高 蔡微波