浅谈深圳地铁2号线弹性短轨枕病害和整治技术问题

蔡永宏

深圳市地铁运营集团有限公司广东深圳518040

提要：针对深圳地铁2号线弹性短轨枕轨道出现的病害，全面分析病害发生的原因，找到了解决病害关键的问题；通过试验成功后，进行分析总结，提出了弹性短轨枕轨道病害的根本性整治技术方案，进行全面整治的实践，彻底解决轨道弹性短轨枕的病害。

关键词：地铁；弹性短轨枕；病害整治

深圳地铁2号线是深圳市轨道交通开通运营8年的线路。近期，根据轨道专业检查发现，弹性短轨枕轨道出现病害比较多。为避免事故的发生，除了加强该地段的巡视和观察外，现场主要采取临时加装轨距拉杆的措施以保持轨距，保证线路的稳定性，并采取了临时措施，在轨下、铁垫板下设置调高垫板等进行临时处置，这些临时措施不能长久保持轨道整体框架几何尺寸的稳定，无法从根本上解决弹性短轨枕轨道的病害问题。

一、弹性短轨枕轨道病害及原因

弹性短轨枕轨道作为一种中等减振设备，反复承受列车荷载的结构物，在其长期使用过程中，受列车荷载影响，容易产生病害。深圳地铁2号线水湾至东角头站区间上行K4+650～K5+262.2m地段，换铺长度612.2m，圆形隧道弹性短轨枕整体道床，具体病害如下：

1、橡胶套靴老化、失去弹性，减振性能及效果下降或失效。

2、轨枕、套靴、道床三者之间出现剥离、间隙扩大，造成轨枕松动、空吊，导致列车运行时发生“跳动”和“晃动”的现象，给行车安全埋下较大的隐患。

二、弹性短轨枕轨道病害整治措施

1、设计方案比选

将原橡胶套靴弹性短轨+DTⅢ扣件更换成为普通短枕+预埋式双层非线性减振扣件，恢复无缝线路，最后在轨腰安装减振阻尼。施工要求在保证运营线路次日正常开通运营的前提下，利用地铁夜间停运后至次日开通运营前约3个半小时的天窗时间进行流水施工作业。为加强区间地段的道床整体强度和稳定性，同时保证改造线路具有同等减振效果，对此段既有线路进行改造。具体设计比选方案如下：

（1）第1方案是扣件直埋式方案。将预埋塑料套管与双层非线性减振扣件锚固螺栓拧紧后直接吊装在钢轨上并在道床坑中布置钢筋网片，轨道精调到位后，在道床坑中直接灌注树脂砂浆。

（2）第2方案是预制短轨枕方案。在道床坑中采用预制短轨枕结构，预制短轨枕尺寸比既有弹性短轨枕尺寸要稍小，内部设构造钢筋，混凝土强度等级为C50，底部设钢筋网，与道床坑内植筋采用焊接或绑扎方式相联，以加强短轨枕与道床之间的联结。

以上二种方案施工共同点是都需要对道床坑进行凿毛和植筋处理。其中第1方案对施工精度的要求较高、进度较慢，同时施工不当时容易引起预埋塑料套管的歪斜、扣件垫板的空吊以及垫板被砂浆埋没、污染等现象，容易留下运营安全隐患。第2方案是既可以提高施工精度，又可以提高施工效率，达到尽快恢复线路轨道良好状态的目的。经过我们专业技术人员多次现场试验证明，考虑既有线每天晚的施工作业点的时间短、功效低的特点，推荐设计单位采用第2方案。

2、施工技术方案

根据深圳地铁2号线的既有线现场情况以及运营线路改造的特点，我们采用的施工方法是“无缝线路解体，应用放散，拆除既有轨枕及套靴、植筋、原位换铺扣件及轨枕、灌注砂浆”进行弹性短轨枕轨道病害整治施工。

（1）无缝线路应力放散，分解为有缝线路。既有线改造前，应进行线路测量，根据测量结果，确定轨顶标高，调整轨道状态，消除轨道不平顺，并保证其在整改过程中保持不变。将改造地段既有无缝线路的一侧钢轨进行应力放散，每50m为一施工单位，将线路扣件全部松开，使应力达到现场施工时的轨温，再将单元轨节从两个焊头正中间位置切割成50m长度的钢轨，对焊头位置处进行打磨处理，然后采用钢轨急救器和接头夹板连接，同时采用截面积为300mm2的铜线连接轨缝，并用夹紧装置将铜线固定在轨底，之后恢复原扣件系统，形成有缝线路。

（2）拔出既有轨枕、拆除套靴。施工前，对于有波导管区域的施工范围，提前一天进行拆除工作（若无则直接开始施工），拆除距离按实际施工范围需要进行拆除，拆除后采取过渡方案。施工时注意不要拆除波导管的支架，施工队伍每完成一段施工范围施工后，恢复该段波导管，同时拆除下一段施工范围的波导管。采用“隔三换一”的原则施工，示意图见施工图纸，每工作面每晚更换轨枕10～15块（两工作面），保证更换的轨枕至少1天后可以承重，循环作业，完成所有轨枕的更换任务。

（3）道床坑凿毛、钻孔、清孔、植筋。为保证与原有道床连接牢固，在原套靴式短轨枕的道床坑位置四周进行凿毛处理，并植入14根锚固钢筋。先用冲击钻在道床坑四周钻孔，用吸尘器将钻孔内灰尘清理干净，注入植筋胶，再将需植入的钢筋打入孔内。

（4）安装预制短轨枕、过渡扣件。取出短木枕，利用专用吸尘器将道床坑再次清理干净，钢轨复位，安装双层非线性减振扣件、预制短轨枕及接头夹板，所植钢筋与短轨枕下部钢筋网片尽量焊接起来（焊接前应检查是否有操作空间）。

（5）吸尘、灌注砂浆。利用专用吸尘器将已经安装好预制短轨枕内的基坑再次清理干净，然后将拌制好的灌浆料从一侧倒入道床坑内，使其从轨枕一侧流入另一侧，便于排除短轨枕基坑四周内的空气，并与原道床面平齐。20分钟后人工抹面、收光。

（6）结构缝施工、质量检查、清理垃圾。本施工段为地下段，为确保新旧混凝土的衔接及防水，在新旧混凝土衔接处涂刷一层防水砂浆。灌浆料终凝后应采用海绵保水养护。将海绵浸水湿润后，上盖塑料薄膜，然后用方框型模具将塑料膜和海绵固定在道床上，以防塑料膜和海绵被运行的列车带起。为保证轨道结构强度的恢复时间，在新安装轨枕两侧轨底加装支护垫木（配合铁垫板和道钉使用），并使之受力，减少新换枕木的受力，同时每隔2米左右安装一根轨距拉杆，加强轨道结构强度，以确保运营线路列车的安全运行。

砂浆灌注1小时后，拆除双层非线性减振扣件，防止新更换轨枕受力。灌浆料养护一天后，此时第一作业日“隔三换一”填充混凝土强度达到设计要求。在第一作业日更换的位置上安装双层非线性减振扣件，展开第二作业日“隔三换一”施工流程，依此类推。

（7）钢轨焊接、应力放散。直接利用既有钢轨进行焊接，焊接采用铝热焊。提前拆除扣件，将轨端的眼孔及既有焊缝用锯轨机锯开，并进行轨头打磨工作后再进行钢轨焊接。待本段钢轨焊接完成后，在封锁点内拆除扣件，进行应力放散，并采用“连入法”完成已放散锁定线路和既有无缝线路的连接。

三、整治成果

深圳地铁首次通过技术创新试验，成功整治弹性短轨枕整体道床，采用“双层非线性减振扣件及其配套短轨枕整体道床代替既有弹性短轨枕整体道床”的整治技术方案，在一定程度上可以较好地解决弹性短轨枕轨道的病害问题，是一次技术创新和突破，我们既可以做保证线路稳定性的同时，又保证减振效果与原来持平或有所提高，这也给地铁同类轨道病害处理提供有力的技术依据和可操作性实质案例。

参考文献

[1]《地下铁道设计规范》（GB50157—92）

[2]《城市轨道交通（地下）噪音测试标准》（HJ793-2016）

[3]《深圳地铁轨道维修规程》

[4]《铁路轨道工程施工质量验收标准》（TB10413-2003）

[5]中铁二院工程集团有限公司深圳地铁2号线工程施工图设计（轨道系统）