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既有铁路冬季加设胶粘绝缘施工技术研究
摘要:以新建张唐铁路团瓢庄站至唐遵铁路遵化南站联络线工程(唐遵线党峪至遵化南区间)团瓢庄站内安装胶粘绝缘工程为例,对既有铁路冬季加设胶粘绝缘施工技术进行了详细的阐述。在团瓢庄站内安装绝缘施工中,采用预先安装、烘烤钢轨等施工方法,配合Ⅲ级封锁天窗点施工,有效解决了既有铁路加设胶粘绝缘后绝缘性较差等问题,同时缩短了施工工期,节约了施工成本,综合效益显著。
关键词:胶粘绝缘;既有铁路;Ⅲ级封锁;冬季施工
前言:
目前,我国铁路的发展主要采用既有线扩能改造的模式。铁路车站既有线路改建主要作用是优化运输环境,增长铁路运输能力和行车速度。钢轨胶粘绝缘接头的施工质量对于保证线路的整体性和连续性,以及确保轨道电路的可靠性非常重要 [1]。
为了降低风沙、冬季低温、灰尘污染以及钢轨锈蚀等带来的影响,保障交通运输、人民生命财产安全,采用预先安装、烘烤钢轨等方法,用于团瓢庄站轨道工程,有效解决了既有铁路冬季加设胶粘绝缘后绝缘性较差等问题,同时缩短了施工工期,节约了施工成本,综合效益显著。
1.既有铁路冬季加设胶粘绝缘施工工程概况分析
既有团瓢庄站位于河北省遵化市团瓢庄乡境内,车站中心里程位于张唐铁路K142+160.5,隶属北京局唐山南站管辖。本站性质为中间站,办理客、货列车通过、到发和会让作业。
团遵联络线工程,根据信号设计,团瓢庄站内安装绝缘24处,需在天窗点内进行施工。将团瓢庄站(含)至半壁山间进行封锁,中铁六局在唐包上下行正线K140+769至K147+900及团瓢庄站内股道间进行单根更换电容枕、锯轨加绝缘施工。封锁前60分钟架子队及机具到达现场,联络员、防护员也要求同时到位。封锁施工结束后,根据调度命令,线路开通后恢复常速。
2. 既有铁路冬季加设胶粘绝缘施工技术分析
2.1绝缘缝切割及钻孔
切割绝缘缝时尽量使用一张锯轨片,断面平直度要求在范围内。轨底毛刺用角磨机打磨平顺,防止夹破塞片。使用Φ31mm空心钻头在接头两侧钻孔,钻孔时为保证眼位准确无误,使用卡尺固定钻机,严格卡控眼位高度及间距。
2.2去除铁屑
用直砂机、角磨机将绝缘缝两端钢轨轨腰、轨底角、轨头各打磨60cm,要求打磨后钢轨具有金属光泽。打磨后必须将铁屑清理干净,以便上胶。钢轨端头应倒角1mm×45°。安装绝缘塞片时,塞片与钢轨顶面平齐。钢轨有油迹的用四氯化碳清洗。如雨雪天或阴天须用汽油喷灯或丙烷气体烘烤钢轨和绝缘夹板,去除附着水分,雨天需准备遮雨棚。
2.3冬季施工预安装
冬季施工钢轨切割后会出现缩轨现象,导致轨缝过大,现场采用拉轨器调整轨缝,如图2.3-1。预安装的主要作用是复查螺栓孔,确保绝缘接头安装和胶结成功,保证安装方向的正确性。
绝缘塞片厚8mm,对于大于或不足8mm的必须与拉伸器配合,保证轨缝能夹紧绝缘塞片。塞片应稍稍高出钢轨顶面。绝缘塞片与钢轨间不得有缝隙,否则会因雨水进入造成绝缘失效。上胶前用毛刷仔细清理绝缘塞片处铁屑、灰尘,防止短接。塞片高出轨顶的,待胶泥干燥后用锉刀挫平。
2.4合成胶泥
合成胶泥时不能接触到水分,合成胶泥开盖搅拌时间在绝缘夹板试安装成功后,搅拌完成后必须立即使用,在强烈阳光下施工时,搅拌或涂抹合成胶泥需在阴凉处进行。在绝缘鱼尾板的干燥内表面上涂抹已准备好的合成胶泥,用一把油漆铲刀将合成胶泥涂抹成楔形,与钢轨侧面形状一致,沿着绝缘鱼尾板方向慢慢地移动铲刀,压上合成胶泥并使之不掉落下来。如有掉落胶泥不能使用,如图2.4-1。合上夹板时检查绝缘胶套是否安装,有无掉落[2]。
2.5螺栓紧固及电阻检查
鱼尾板安装后穿好螺杆,用电动扳手初次紧固直至接触到垫片,用扳手夹持螺栓方头确保螺栓不能转动,然后用扭力扳手按由内向外的顺序将高强螺栓紧固到1100牛·米,与此同时,用榔头敲击相对应的螺栓。合成胶泥达到最终硬化之后,需再次复拧一遍,多余胶泥用抹布擦干净。
电阻测量应在胶泥干燥后,要求钢轨与钢轨、钢轨与夹板之间电阻大于1000欧。测量时仔细检查绝缘塞片处轨底、轨底脚有无铁屑,施工完成后检查绝缘夹片、螺栓、鱼尾板是否齐全,有没有松动迹象,并且带走施工工具,做到工完人走料清。
3. 既有铁路冬季加设胶粘绝缘施工控制措施
3.1胶粘绝缘性能不良原因分析
钢轨胶粘绝缘接头产品质量的优劣,除受胶粘材料本身的影响外,还受生产工艺的影响。胶粘绝缘接头通常现场粘接,只能人工用砂轮或纱布等手工工具进行打磨,所以很难将锈独、油污打磨干净,从而导致胶粘绝缘性能不良,原因主要体现在以下几方面:
(1)胶粘绝缘接头范围的轨面含有铁屑。现场对钢轨进行调查,调查结果发现现场使用小型打磨机时钢轨表面残留铁屑,导致胶黏剂含有铁屑,影响胶接绝缘效果。
(2)施工过程中受气温和天气的影响,施工时钢轨腰部、钢轨底部产生水滴,影响钢轨接头绝缘效果,导致现场胶接绝缘接头质量合格率较低。
(3)在夹板试安装成功后,合成胶泥搅拌完成时间以及涂抹在夹板上的均匀程度均会影响绝缘效果。合成胶泥搅拌完成时间过早或过晚均不利于粘接。涂抹不均匀容易形成空隙,导致雪水或湿气进入夹板内部,从而影响绝缘效果。
(4)接头夹板安装不正确。强行穿进螺栓,导致绝缘套管被挤碎、螺栓加力不足,绝缘接头夹板产生缝隙,导致胶接绝缘接头不合格。
(5)电阻值不符合要求。胶粘绝缘安装完成后,测量其电阻值,过小则无法起到绝缘作用。
此外,露天作业条件恶劣,还存在风沙、雨水、灰尘污染等问题。
3.2整改措施
通过对现场胶接绝缘不合格原因分析,可知现场胶接绝缘施工过程中存在的问题,在实践中需要确定现场胶接绝缘的相关程序,并设置固定程序、固定人的标准化施工,每一道工序均按规定工艺参数在可控条件下完成,提高施工效率、保证施工质量 [3]。具体如下:
(1)胶接钢轨应采用同一根钢轨切割,胶接绝缘钢轨在1米内不得有硬弯。切割绝缘缝时尽量使用一张锯轨片,断面平直度要求在0.5m内。用轨端打臀机打磨钢轨断面,要求打磨后钢轨具有金属光泽,并且必须将铁屑用四氯化碳清理干净。
(2)如遇雨雪天或阴天,须用汽油喷灯或甲烷气体烘烤钢轨,以去除附着的水分。
(3)合成胶泥时不能接触到水分,因此,合成胶泥在绝缘夹板试安装成功后,需搅拌完成,并且必须立即使用。在强烈阳光下施工时,搅拌或涂抹合成胶泥需要在阴凉处进行。
(4)鱼尾板安装后穿好螺栓,用电动扳手初次紧固直至接触到垫片,用扳手夹持螺栓方头确保螺栓不能转动,胶泥达到最终硬化之后,需再次复拧一遍,多余胶泥用抹布擦干净。
(5)使用电阻测量仪,依次测量螺栓和夹板的电阻,判断是哪个部位发生联电,确认后重新更换合格配件,重新安装绝缘。
3.3质量控制
两股钢轨的绝缘接头应相对铺设,绝缘轨缝绝缘端板宜设于两承轨台中央,距承轨台边缘不应小于100mm。钢轨胶接绝缘接头应避免扣件与绝缘接头螺栓接触。从调配胶液开始到拧紧螺栓为止,要求在10分钟内完成。胶接过程要保持干燥和清洁,不得有水、灰尘等。施工完毕后,45分钟内胶粘剂已发挥作用,可正常通车,但严禁拉仲、撞轨。选择合适的轨温施工,在轨温温度比较大的时段或季节,必须配备轨缝调整器,运输时严禁摔、撞。胶粘剂应储存在避光、阴凉的场所,胶粘剂保质期为一年。
3.4施工应急处置措施
在封锁施工中由于时间紧、人员多、机械设备多、工程难度大等原因,很多意想不到的事故均有可能发生,现场实际情况结合以往施工经验,针对现场容易发生的特殊情况做好提前预防和应急措施,一旦事故发生时能够及时处理[4]。
(1)根据既有线施工的特点,要点施工要配备足够的施工机械,每一个施工点备用性能良好的钻眼机一台,锯轨机一台,以防因施工机械出故障影响要点施工。
(2)扩孔夹板要备用2套,配备与线路同型号的10毫米、15毫米、20毫米的轨片,用于轨缝较大时用扩孔夹板连接,确保按时开通。
(3)列车脱轨
准备齿条压机20台、50t液压千斤顶4台、枕木头40个、60kg/m接头夹板20块、5m钢丝绳及卡环4套、人员50人组成脱轨处理组,以备小机捣固过程中发生脱轨时能够及时进行抢修,并准备复轨器一套。在施工地段作业时,提前要求施工人员在作业过程中时刻注意线路和机械作业情况,发现脱轨的征兆立即停止施工。
(4)人身伤害
由于封锁施工工作范围小,工程量大从而造成施工人员密集,很容易发生人身伤害事件。在施工现场准备急救箱一个,内装各种急救药品及小型汽车2辆,一旦发生人员伤害立即进行临时急救,同时拨打120送往遵化市人民医院救治。
4. 结语
本施工技术应用于新建张唐铁路团瓢庄站至唐遵铁路遵化南站联络线工程(唐遵线党峪至遵化南区间)团瓢庄站内安装绝缘工程,在不影响施工进度的基础上,有效解决了因环境、钢轨锈蚀等因素导致胶粘绝缘性能不良等问题,提高了既有铁路冬季加设胶粘绝缘的稳定性。实践证明,该技术方法成本低、施工速度快,既确保了施工安全,又使得综合效益显著。
参考文献:
[1]耿爱民.高寒地区钢轨胶结绝缘接头施工技术[J].国防交通工程与技术, 2015, 13(1):5.
[2]李辉.一种性能良好的导热绝缘胶粘剂[J].粘合剂,1983,(01):14-17.
[3]卢耀荣.超长无缝线路中胶接绝缘接头使用的建议[J].铁道建筑,2006,(02):81-82.
[4]赵东波.既有高速铁路42号道岔改造四跨绝缘关节施工技术方案探究[J].建筑科技,2023,7(02):66-69.