重载铁路小型机械道岔清筛施工技术

朔黄线自2000 年开通以来，随着运量逐年提升，对线路设备的负荷也越来越大。朔黄线运量大，机车车辆轴重大、运输密度高导致站内道岔及岔间线路道床脏污板结严重，道床失去弹性，严重制约了线路设备的质量均衡，恶化了行车条件。道岔是铁路工务线路基础设施的薄弱环节，由于其设备结构特殊性，自铺设以来，一般很难对道岔基础进行系统改善，造成岔区道床板结翻浆严重，弹性下降，日常维护困难。已成为工务专业设备养护的“盲区”。

道岔大型机械清筛市场研发工作尚未取得实质性突破， 致使朔黄线现有岔筛车数量有限，机力严重不足，远远满足不了朔黄线正线、站线道岔周期性清筛的需求，部分道岔只能组织大量人力进行人工换砟，其施工质量难以保证。

相对于人工换砟而言，小型机械清筛道岔换砟或清筛作业质量高，整治道床脏污病害彻底，可有效延长道岔换砟周期，确保运输安全的可靠性，对重载铁路的安全畅通和解决道岔大型清筛机力不足问题具有重要意义。

1 施工方案的确定

常用的道岔清筛施工方案主要包含人工清筛、挖机+ 人工清筛和多功能清筛机清筛法。其中人工清筛法是通过用钢钎、拉耙把边坡上的干净浮砟挖走放在路肩上，把所有的预口全部打开，用筛子筛完后把干净的道砟回填。人工清筛时上线作业人员较多，安全风险大，挖掘深度不够，施工效率低， 无法保证天窗点的施工任务。

挖掘机配合道岔清筛施工，通过挖掘机清挖翻浆土、人工配合清除枕底石砟、Ｋ车补砟，小机群（ 道岔捣固机）养护线路的施工方法。挖掘机配合清筛施工工艺，相对人工而言，提高了施工质量和效率，降低了上线人数。由于道岔型号较多，普通挖掘机无法清除枕盒内的道砟，实用性较差， 无法充分发挥施工效率。

小型清筛机是在侧切式挖掘技术基础上发展的清筛机， 虽然整机布置、结构多有不同， 基本原理均是采用刀板挖掘装置进行道床枕底挖掘。由履带式挖掘机作为动力主机升级改造的多功能线路维修机进行道砟扒除，配合普通挖机进行挖除、筛分、回填作业，实现道岔及岔间线路道床清筛。

因此，对于朔黄铁路道岔清筛施工，综合考虑清筛质量、用工数量以及综合效率，优先采用多功能清筛机进行道岔清筛作业。

2 道岔清筛作业组织和主要技术特点

HZJ-150 多功能线路维修机是通过“一托三”的作业模式实现的清筛功能。“一”是指挖掘机作为动力带动刀盘式扒链结构，采用侧切的方式切入枕底，简捷高效；挖掘深度为轨枕底下350mm。“三”是指3 台45 型挖掘机辅助， 其中2 台沿两侧轨枕头为刀盘式扒链开槽，第3 台负责筛分及回填，挖掘效率1~2 孔/ 分钟，运行平稳流畅，适合道岔换砟施工。

优点

（1）实现了质的突破

在大型养路机械GO4S-SH 型侧切车道岔清筛车机力不足的情况下，这种中型履带式公铁两用清筛机实现了岔区的机械清筛，施工质量和效率较人工换砟有了质的飞跃。如果辅助风动车卸砟，实现换砟的功能，施工质量和效率更加合理高效。

（2）作业人员大幅减少

该机械清筛作业采取的“一托三”作业模式，现场共计需要35 人左右，与人工换砟动辄80~100 人相比，作业人员大幅减少，与之相匹配的人身安全、作业安全得到了提高。

表1 新老方案对比清筛质量

表2 新老方案对比总用工数量

表3 新老方案对比人均清筛长度：（综合效率）

3 施工方法及作业程序

3.1 道岔小型机械清筛流程

道岔清筛内容主要包括小型构配件安拆、清筛、补砟、道岔捣固、整修、弃砟处理。主要作业流程如下：

第一步： 开挖导槽基坑。由1 台挖机带大挖斗， 在扒链切入侧开边坡，边坡宽度1.2~1.5m，深度距离枕底350~550mm。

第二步：多功能清筛作业。侧切式扒链切入枕底后连续后退枕底作业，直至挖掘结束。人工配合起道、盲区破底清筛、密实捣固及备砟搬运等工作。

第三步：机械化回填新砟及弃渣作业。由1 台挖机将旧渣装袋、装平板或者甩出栅栏网，由1 台挖机将旧砟筛分回填、新砟回填至枕木盒内。

3.2 清筛技术标准

（1）道砟利旧率为40%，中间站道砟利旧率为60%；

（2）道岔清筛时，清筛至岔前、岔尾接头以外2 孔；

（3）轨枕底以下道砟清筛厚度不小于300mm，道床厚度不足300mm 时，应清筛至路基面，并做好排水坡；横向清筛至轨枕头外500mm 范围内，最外侧道床断面全部清筛；

（4）道砟厚度小于250mm 的部位，采用人工清筛， 避免破坏信号设备、线缆、路基面；

（5）清筛后，道床清洁，道床中粒径小于25mm 的颗粒质量不得大于5%；

（6）换砟量满足设计要求；

（7）工务部门安排专业技术良好人员，在作业时跟随大机检查捣固后的几何尺寸（轨距、水平、方向、高低、三角坑、顺坡率、曲线正矢等），发现问题及时通知作业负责人安排人员进行整修，必要时联系大机返回，按照现场实际情况画标，重新进行起道、拨道、捣固；

（8）作业完毕后恢复外观，保证道岔几何尺寸等满足开通标准。

3.3 施工前期准备

(1)深入施工现场、详细组织施工调查

小型机械道岔清筛作业施工场地受限，施工难度较大、安全质量要求高。不仅要考虑小型机械的扒链作业范围（距枕木头1.2m）、枕底石砟厚度（大于250mm），还要考虑小型机械停放的场地，可批复的封锁时间满足不满足施工要求，能否正点开通，现场涉及多家设备管理单位（包含车站、电务、供电），需要多方进行沟通协商，保证施工顺利进行。现场技术人员需对现场地形地貌、既有设备、行车组织等进行全面调查，相关工队全面配合，做到完全掌握施工现场。

(2)施工测量

工队配合技术对既有线路进行全面测量。根据设计单位提供的技术资料对既有线路水平、标高等进行复测检查，复测轨面距接触网净高。

(3)小型机械停放位置控制

在站场狭小，需搭建施工平台时，检查平台的稳定性及安全性，看是否侵限及影响行车安全，检查完成后在平台上停放。如站场空间足够，提前调查现场联系各单位核查保证小机位置不侵限，距接触网和双支回流线距离满足要求。

(4)施工计划核查

对月度营业线计划、邻近营业线计划进行核查，检查施工是否在计划内，明确施工作业范围和施工内容。施工方案内容包括：施工总体时间和各分部施工时间，小机清筛作业方案，人员分工，材料机具设备数量，安全质量保证措施， 现场安全防护方案，应急措施，各阶段提速要求。施工计划下审批通过后，提前召开施工预备会，各部门统一协调处理施工中存在的问题。

3.4 道岔小型机械清筛工艺方法

先在作业地段左右两侧开挖作业沟， 导槽侧宽度1.1~1.5m，深度不小于350~450mm。具体步骤如下：清筛方式为小型机械进行清筛作业，点内需4 台小型清筛机进行配合作业，其中1# 清筛机配备挖斗进行道床边坡开槽、2# 清筛机配备倒链进行扒砟、3# 清筛机配备筛斗进行道砟筛分回填、4# 清筛机现场备用，清筛机间作业时需保持5m 以上安全距离。机械设备作业流程如图1 所示。

图1 机械设备作业流程

第一步 清筛前准备

施工调度命令下达后，施工负责人安排设置防护，防护到位后，组织人员上道。人员上道后，首先在轨腰处安装轨温表，并对作业前中后轨温进行记录。同时，将既有轨距拉杆、地锚拉杆进行临时拆除，在邻线铺设土工布，防止道床污染。

图2 小型机械道岔清筛限速防护示意图

第二步 机械上道

接触网停电并挂好地线后，组织小型机械清筛机上道作业。清筛机全部配备履带走行系统及钢轨驱动轮走行系统， 上道时采用履带走行系统，上道后切换到钢轨驱动轮走行系统。上道时若遇到道床较高或走行路径内存在水沟盖板时， 应铺设清筛机走行垫板，防止破坏道床边坡及既有水沟盖板。

第三步 开槽作业

1 号挖机在扒链切入侧开边坡，边坡宽度1.2~1.5m，深度距离枕底350~550mm；扒链旋转进、出处，边坡宽度或深度要高于正常值，视空间而定，如宽度允许则不小于1.5m， 深度允许则不小于500mm。施工作业可以挖机骑行在钢轨上进行挖掘，也可以在临线进行挖掘。保证2# 清筛机倒链顺利切入。

当开槽长度大于5m 后，2# 清筛机配备倒砟链开始扒砟作业。将倒砟链沿槽底从侧向切入轨枕下，进行扒砟作业，将岔枕底部石砟逐孔倒出，最外侧道床全断面石砟扒出。扒砟作业开始后，同时布置液压千斤顶（枕木头），液压千斤顶（枕木头）布置原则为道岔尖端每隔7孔设置一组千斤顶（枕木头）， 尾端每隔5 孔设置一组千斤顶（枕木头），维持道岔原标高。

第四步 道砟清筛、回填作业

线路扒砟长度大于5m 后，3# 清筛机配备筛斗，将倒出的石砟进行过筛、回填作业。人工采用筛斗配合机械进行道床细部回填。

4# 清筛机根据现场需要更换月牙铲和筛斗。当需要配合人工清筛时，更换为月牙铲。当需要进行道砟筛分回填时， 则更换为筛斗。

第五步 污土处理

清筛前，在邻线铺设土工布，保证清筛过程中不污染邻线道床，道砟回填完毕后，人工进行污土收集并进行装袋， 集中堆放，点内倒运出朔黄限界，点外采用汽车运至预先选定位置进行弃砟。

4 安全注意事项

（1）施工中统一指挥，各岗必须服从号令，严肃劳动纪律，坚持正确使用个人安全防护用品，增强自我保护意识。

（2）启动设备后，必须观察周围无危险后，方可进行施工作业。

（3）严禁酒后作业、疲劳作业，作业中不得玩手机、听音乐、抽烟等一些安全隐患举动。

（4）作业过程中发现管线、电缆及其他埋设物时应及时报告防护员，不得擅自处理。

（5）平稳操作设备，严禁暴力作业，以免损坏设备或造成安全事故。

（6）不论在任何情况下，机械的顶部距离接触网/ 带电线路的高度符合安全操作规程要求。

（7）施工中所有机操人员不得离开岗位，并经常注意机械运转是否正常，发现异常应立即停机处理，并及时通知设备维护人员。

（8）作业时，当铲斗未离开工作面时，不得做回转等可能损害机械设备的动作。

（9）作业时，各操纵过程应平稳，不得紧急制动。

（10）斗臂在抬高及回转时，不得碰到接触网立柱、拉杆、电液转辙机、桥梁附属物及立标柱等所有与施工无关的外部物体。

（11）作业中，当液压缸伸缩将达到极限位时，应动作平稳，不得冲撞极限块或限位钢丝绳。

5 结束语

通过采用小型机械对朔黄铁路道岔进行清筛，可知小型机械清筛挖掘深度一致，彻底破底，完全达到清筛标准，大幅降低用工人数和劳动强度，一组道岔清筛用工人数20~30 人，使得现场作业人数少，减少安全管控风险，同时多功能清筛机自带应急动力，限高及角度偏摆限制，绝缘防护等安全设施保证了安全，12 号及以下道岔，180 分钟天窗一组道岔，不误点，天窗利用率高，效果显著，值得推广使用。

文章来源：

原文名称：既有重载铁路道岔小型机械清筛施工技术

作者信息：杜鑫¹,吴伟龙²(1.国能朔黄铁路发展有限责任公司肃宁分公司;2.中铁十二局集团第七工程有限公司)

期刊信息：《中国科技信息》 2023年第6期