矿区铁路道口病害原因及防治措施

1 概述

煤矿企业铁路专用线道口是线路维修的难点,同时也是各种行车事故的高发部位。道口病害是引发各种事故的关键因素,因此道口设备的完好是行车安全的重要的重要保障。

开滦铁路运输分公司唐山运输部主要以煤炭产品作业为主,承担唐山矿业分公司煤炭产品外运业务,主要作业线路国华线穿越唐山市市区。受地理条件所限,铁路与货场及社会道口频繁交叉。国华线全长2.5km,有平交道口3 处。公路上各种卡车、行人频繁通过平交道口以及铁路货物运量的增加对道口设备和线路畅通提出了更高的要求。现有铁路道口的铺面材料为钢轨或钢筋混凝土材质。这些材料都存在不同程度的各种缺陷,如:抗震性差、抗压力低、耐磨性差、易破损、寿命短、维修困难等。导致道口成为铁路和公路事故的高发地段,对铁路正常的运输产生了较大的影响。

2 道口病害产生原因

2.1 矿区铁路道口常见病害

道口病害的产生是一个受多个方面、多种因素影响,随时间变化而不断加剧、逐渐显现的综合性过程。矿区道口病害类型大致可以分成:

(1)道口内钢轨受到公路车辆的频繁冲撞,弯曲变形,产生硬弯,导致线路轨距超限。(2)因施工原因,道路与道口板交接处衔接不良,受车辆撞击后路面破损严重。(3)轨枕吊板,原有的道口预制板与轨枕不能完好的连接,致使长期过往的大型车辆与钢轨相撞,使钢轨、轨枕、螺栓不能完好的受力,危及行车安全。(4)钢轨接头位于道口中间,受到列车与公路车辆的双重碾压,使本来就是薄弱部位的接头钢轨更容易变形,形成低接头。(5)由于钢筋混凝土板铺面大多采用预制,铺面与轨枕、护木、护轮轨等接触处不能很好的结合,在车辆荷载作用下,导致铺面受力不均匀,发生断裂。在车辆的不断碾压下,铺面不断损坏,慢慢发展至铺面破碎、断裂、露骨、露筋。(6)道口中间钢轨与护轨经常受到公路车辆的撞击,道口内混凝土枕挡肩破损、木枕道钉浮离,不能有效保持轨距。道口病害的产生是多种因素影响,是多种病害并发,导致矿区铁路道口设施损坏,轨道结构强度降低,线路设备质量难以保持良好状态。不仅严重威胁铁路行车安全,而且增加了养护维修工作量。

2.2 道口病害原因

道床常见病害主要为:道床脏污、道床沉陷、道床翻浆。

2.2.1 道床脏污

道砟质量不良,唐山运输部国华线铁路道床采用石灰岩材质碎石道砟,这种道砟的强度低、耐磨性和抗冲击性、抗压碎能力差。在列车的碾压作用下,碎石之间相互磨擦、碎石与轨枕之间的磨擦,极易使碎石道砟磨损形成粉末,这种粉末遇水溶解,干燥后形成道床板结。

2.2.2 道床沉陷

国华线建成、运营时间长,设计标准低,原枕底道床厚度不足或薄厚不均匀,列车运行时对既有路基面的压力增大或不均匀,导致基床变形,形成道碴槽,列车、公路车辆常年碾压,使基床承载力下降;由于道床不洁积水、路基面软化、捣固不实、暗坑等原因,随车辆振动、碾压,形成沉陷。道床沉陷引起路基面变形,线路强度降低。

2.2.3 道床翻浆

国华线地势较低、排水不畅,遇雨季时,水无法及时排出,造成线路积水,在车辆荷载的作用下路基易发生变形,从而使铺面发生变形、错台。由于排水不畅,车辆经过铺面时,受动荷载的作用,铺面板下的水不断冲刷路基,路基的细骨料在水的作用下被带出,雨季积水,道床翻浆冒泥。

3 整治方案

通过铁路道口的列车与道路机动车辆的载重及其通过道口的频率,对铁路道口设备状态的影响起着举足轻重的作用。特别是运送煤炭、钢材的重型货车在经过铁路道口时对道床的向下压力是道床下沉的主要原因。车辆的载重越大、通过道口速度越快,对道床的压力也就越大,道床下沉也就越严重。因此巩固好道口内线路路基,减小道口沉降期道床的变形,可以有效增强道口的抗压能力,是解决道口道床下沉的最有效方法。

3.1 道床病害整治

3.1.1 道床脏污整治

首先,严格执行碎石道砟标准,从源头上控制道砟质量,坚决杜绝不合格的道砟进入铁路线上。其次,按道床的实际情况及时对线路进行清筛并更换道砟材质不达标的道砟彻底道床结构保持道床的良好状态。

3.1.2 道床沉陷整治

整治道床沉陷,可以采取地基水泥注浆方法。将水泥浆通过压浆泵、灌浆管均匀地注入地基中,填充被驱走的岩石裂隙中的水分和气体的位置,硬化后将岩土凝固成一个整体,形成一个高强度、低压缩性、高抗渗性和高稳定性的岩体,加固地基,防止或减少渗透和不均匀的沉降。

3.1.3 道床翻浆整治

(1)针对路基表面排水不良,在道口旁边开挖排水沟并增加侧沟、横沟。提高过水能力,减少雨水存留。(2)铺设砂垫层。结合道口维修施工增加砂垫层,将道床与路基存水隔离。(3) 使用质地坚硬的花岗岩碎石道砟替代原石灰岩质碎石道砟,杜绝石灰岩粉末的产生,同时采用捣固机进行捣固减少对道碴的破坏,提高道床的密实度及弹性。

3.2 橡胶道口铺面板的应用

3.2.1 橡胶道口铺面板的优点

橡胶道口板具有以下优点:(1)嵌丝橡胶道口板具有抗压强、耐磨、不易变形、强度高、使用寿命长等特点。(2)由于道口铺面宽度与两股钢轨轨腰间距相同,自带轮缘槽,使其安装简单、省时,解决了由于施工需要长时间封闭道口,影响公路车辆和列车通行的问题。(3)由于橡胶胎体有极好的减震性,使车辆行人平稳、快捷、安全通过,可以避免因道口坑洼导致机动车辆熄火而引起的交通事故。(4)橡胶道口板上设有道钉孔和纵向孔,通过道钉孔可以将橡胶道口板固定在枕木上;通过纵向孔可以将多块橡胶道口板连成一个整体,道口板稳定性好,可免除日常的维护和修理,降低维修工作量,节约维修成本。(5)整体密封效果极佳,防止粉尘、雨水进入道床引发的道床板结、翻浆冒泥问题的发生。(6)外形美观舒畅,便于清扫保洁和管理。

3.2.2 橡胶道口铺面板

目前,橡胶铺面已经在唐钢东门道口应用。彻底改变了矿区铁路平交道口长期使用钢轨、枕木、混凝土板等传统铺面的状态,完美解决了道口坑洼不平、事故多发、维修频繁的问题。其事实美观的环保性、安装快捷的实用性、牢固坚实的安全性日渐凸现。其结构设计和材料方面能够很好满足生产要求,不仅施工安装方便,而且稳定性和牢固程度比以往钢筋混凝土道板明显优越。

3.2.3 应用效果

经过多年实际检验,橡胶道口铺面板结构设计合理、坚固耐用。模块化的设计方式非常有利于道口的快速铺设和养护维修,稳定性和牢固程度比过去传统的钢筋混凝土道板更加出众。特别适合矿区铁路运输作业环境,能够有效提高铁路运输能力和公路通行能力,而且还能消除交通事故隐患、减少道口病害、降低维修工作量,延长大修周期。同时对改善道口外观、缓解交通堵塞现象具有良好的促进作用。

文章来源:

原文名称:矿区铁路道口病害原因及防治措施

作者信息:赵建坤(开滦铁路运输分公司,河北唐山063000)

期刊信息:科技创新与应用 2015年第 26期

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