大秦线乳化沥青道床病害整治方案研究一、问题提出的背景和原因我段管内大秦线茶坞～木林间郑重山隧道（中心里程K331+009，长145米，起止里程为K 330+936.5m～K 331+081.5）是大秦线唯一一座三线隧道（大秦线上下行线，茶高联络线）。

隧道全部位于R=3000m 的曲线上，隧道衬砌全部采用曲墙。

隧道内线路坡度为：从大同向秦皇岛8‰的下坡。

隧道内铺设Ⅱ型砼枕，三条线的道床形式从大同向秦皇岛分别为：碎石道床（3m）+过渡段沥青道床（3.42m）+沥青道床（131.1m）+过渡段沥青道床（3.42m）+碎石道床（4.06m）。

隧道内设双侧保温式水沟和电缆槽，大秦双线线间有一盖板水沟，大秦线与茶高线线间有混凝土挡碴块。

钢轨形式为：大秦下行线（重车线）为75Kg/m钢轨，无缝线路；大秦上行线为60Kg/m钢轨短轨线路；茶高线为60Kg/m再用轨无缝线路。

该隧道建成于1988年。

穿透的地层有：砂粘土夹碎石和石灰岩。

最大埋深44.58m。

隧道进出口外地下水埋深15m，洞身部位平时无水，仅在雨季有少量裂隙水。

本地区最大冻结深度 1.0m，基本地震烈度为8度。

隧道进出口外为广阔平原，交通方便。

自1988年开通以来，隧道内的整体道床从未进行过修理，并且线路日常维修困难，只能采取垫板的方式进行线路整修。

由于道床使用至今已有近20年，长期列车动载的作用，，对道床产生的振动加速度更大，道床表面的封闭层老化，破损，致使AC砂浆老化，破裂，原来为一整体的道床分散开，最后致使隔离层破损，再列车的振动作用使道碴颗粒间的摩阻力大大降低，同时使道碴颗粒磨损，道床的承载力下降，导致整个道床破损下沉。

随着通过总重的逐年递增，尤其是万吨、2万吨列车的大量开行，道床弹性及横纵向阻力大幅下降，轨下基础严重恶化，造成轨枕空吊、折断，线路几何尺寸不易保持，尤以重车线严重，失垫板超层超厚现象非常严重，最严重处所，达到4层40毫米，失效轨枕连续出现。

我段虽采用串入木枕加绝缘拉杆进行线路加强，仍不能保证列车运行绝对安全，列车动态检查，Ⅱ、Ⅲ级偏差重复出现，日保养工作量巨大。

如何彻底解决郑重山隧道病害，保证万吨列车的绝对安全，是我段面临的一个非常紧迫问题，必须拿出切实可行的整治方案，消除安全隐患。

郑重山隧道内线路枕下道床现状照片隧道内线路全貌隧道内大秦下行（重车）线枕下道床隧道内大秦上行（轻车线）枕下道床隧道内茶高联络线枕下道床二、项目研究的可行性整体道床在建设初期具有很大的优越性，但根据目前的施工工艺问题以及缺乏有效的维修养护手段，机械养护无从谈起，同时，结合大秦线激增的运量（2005年运量2亿吨，2006年计划达到2.5亿吨，远期目标实现4亿吨），重新铺设整体道床对运输的干扰太大，而且缺乏有效的维修手段，一旦存在变形几何尺寸超限，还会存在无从整治的情况，显然，整体道床不能适应大密度、大运量的运输形式，重建整体道床的方案基本上不能实施。

那么将其道床改为普通道床，同时更换为Ⅲ型轨枕确是可行的方案。

三、整治方案及设备达到的技术条件：（一）整治原则针对病害，首先考虑整治既有的病害（更换道床病害），再从减轻产生病害的原因入手（将既有Ⅱ型枕更换为Ⅲ型枕）进行整治。

原有的整体道床已经破损，如果仅采取更换个别轨枕的办法，不但不能彻底根治病害，并且由于新传入的轨枕与前后既有轨枕不能成为有机结合，造成新旧轨枕下基础软硬不均，产生更大的列车冲击力，加速道床的沉降变形，而且极易产生多米诺骨牌效应，使失效轨枕继续发展蔓延。

因此，必须在更换整体道床的基础上，彻底整治整体道床病害，做到治标治本。

（二）既有结构介绍：1、既有隧道内结构(1)大同端进洞为下坡，路堑侧沟2‰反坡，并在距洞口1米处设横向盲沟一道，避免洞外雨水流入隧道。

(2)隧道为三线隧道（大秦空重车线及茶高联络线），全长145米，中心里程为K331+009，线路为8‰下坡，全部位于3000米的曲线上。

隧道内铺轨轨面以外洞外路基轨面为准，设计初期，考虑了铺设75kg/m钢轨，铺设60kg/m钢轨顶面低于设计标高60毫米。

(3)隧道进出口外地下水位大于15米，洞身部位无水，仅在雨季有少量裂隙水，最大冻结线深度1.0米。

大秦空重车线及大秦空车与茶高联络线间留有排水沟，疏导同方洞外线间流水，一直通往秦方洞外，8‰坡度。

(4)洞内两侧为水沟及电缆槽，水沟采用空气保暖式。

洞外排水暗沟置于最大冻结线以下0.25米，保温水沟于洞外暗沟相连。

(5)隧道衬砌及仰拱均为C20钢筋混凝土。

(6)隧道顶部预埋电气化接触网悬挂装置。

2、既有整体道床截面：(1) K330+936.5～K330+939.5为碎石道床，K330+939.5～K330+942.92为进口过渡段，K330+942.92～K331+074.02为双层式道床；K331+074.02～K331+077.44为出口过渡段；K331+077.44～K331+081.5为出口碎石道床。

(2)过渡段采用双层式道床，线路弹性逐渐过渡。

(3)道床结构设计由碎石层和AC砂浆填充碎石层组成。

①AC砂浆填充碎石，将拌和好的乳化沥青水泥砂浆灌入洁净的碎石中，使之凝成整体的混合材料。

②隔离层，在平整密实的碎石层上部喷洒一层热沥青，将小粒径碎石撒在沥青面上，碾压后成为隔离层，防止AC砂浆填充碎石过程中，AC砂浆流入碎石层中，防止道床渗水和AC砂浆老化。

(4)双层式道床施工顺序是在完成隧道铺底混凝土后铺设碎石经碾压后喷洒布一层沥青，洒布小碎石碾压成隔离层，在隔离层，在隔离层上铺设碎石，轨枕，钢轨及配件。

达到标准后，灌入AC砂浆，然后铺设封面材料、抹出排水坡。

(5)轨枕采用81型预应力钢筋混凝土轨枕，1760根/km布置。

扣件采用弹性调高扣件。

枕底至铺底的高度不少于350毫米。

(三)整治方案：1 、将既有整体道床全部凿除至铺底，满足枕下不少于350毫米的空间，然后回填Ⅰ级道岔。

2 、将既有Ⅱ型轨枕更换为Ⅲ型轨枕，并在洞口两端各顺延25根Ⅲ型枕，同时将洞外15米内的道床破底清筛至枕下350毫米，保持与洞内道床弹性的连续性。

3 、全面整修捣固。

4 、同方进洞口疏通盲沟，隔堵道床内的雨水流入隧道内。

5 、加设“L”型挡碴板，增加道床横向阻力。

6 、恢复隧道内排水设施，疏通洞外排水沟。

（四）主要技术指标1 、道床新道床采用Ⅰ级道碴，枕下道床厚度不少于350毫米。

根据竣工资料及现场钻探调查，原Ⅱ型轨枕枕底至铺底厚度不少于350毫米。

当初铺设60kg/m钢轨时，考虑到了远期更换重型75kg/m 钢轨，故原60kg/m钢轨顶面低于设计标高60毫米，轨高差及轨枕差为46毫米，仍有14毫米的预留起道空间，故不用破坏隧道铺底，即能保证枕底石碴厚度不少于350毫米的技术要求。

隧道内接触网检查导高值均大于5850毫米，允许线路抬道不高于100毫米，符合供电技术要求及工务日常维修及机械养护的要求。

2 、轨枕：采用Ⅲ型轨枕，按1667根/km均布，洞外同时更换25根Ⅲ型枕进行过渡。

3 、扣件：弹条Ⅱ型扣件。

4 、隧道排水根据原始竣工资料及现场钻探调查，隧道进出口外地下水位距地表大于15米，洞身部位无水，最大冻结线深度1.0米。

仰拱及隧道铺底完好，仅在雨季有少量裂隙水。

在进口（同方）碎石道床底部设有3‰排水反坡，优于2‰自然排水，道床内部及两线间汇集雨水很难流进隧道。

大秦空重车线及大秦空车与茶高联络线间留有排水沟，8‰坡度，能很好地疏导同方洞外线间流水，一直通往秦方洞外，加上同方洞口横向盲沟的作用，能最大限度地阻隔道床内的雨水，真正能道床里面进入隧道里的雨水少之又少。

隧道内铺底也为8‰的下坡，即使顺着道床进入隧道道床里的水也能及时排出洞外，道床里不会形成积水，影响道床的稳定。

5 、隧道内道床横向阻力我段管内隧道1000米以下的隧道大部分采用普通道床，而且是长期运营，导致道床板结的线路，并没有出现横纵向阻力不足的现象。

改造后的郑重山隧道道床结构同其它隧道道床，横纵向阻力应不会出现问题。

同时出于加强的考虑，可以安排在线路外侧增设高350mm“L”型挡碴板，堆高石碴，增加道床横向阻力达到10KN/单枕。

四、施工方案（一）施工方案比选：方案一：新做道床采取扣轨梁加固线路，拆轨枕、开挖、人力装卸，由轨道车牵引平板车出碴进料，施工期间列车限速运行，洞内作业均在封闭时间内完成。

方案二：新做道床及换枕同步进行，采用隔六抽一，逐根逐孔进行更换。

进出料全部利用列车间隔人工倒运。

线上施工时，利用维修天窗进行，当日点闭正常开通，不需要限速。

比较：方案一优点在于能进行连续大规模施工，能最大限度地利用工时，不会造成窝工现象，劳动效率高。

缺点是，需要限速，影响运输，而且需要等到2007年综合天窗开启后才能进行施工改造，以目前的设备状态，恐难等待。

方案二缺点是，受到施工方法限制，不能进行大规模连续施工，存在严重的窝工现象，劳动效率低下，施工时间需要适当延长。

优点是，不需要慢行，对运输没有干扰，每周的维修天窗即可进行施工，并且不用报批月度施工计划。

结论：大秦线是繁忙重载运输干线，2006年计划实现运量2.5亿吨。

为了实现运输目标，施工后的慢行受到严格的限制。

每周的维修天窗也只能给2个，时间是每次90分钟，方案一提报后，立即就被运输部门否决。

为了尽快根治郑重山隧道重车线整体道床病害，早日恢复设备稳定状态，确保行车安全，我段采用不影响运输的方案二。

（二）施工组织方案1、人员组织：主管副段长现场把关，施工负责人主任领工员1名，技术主管大修工程师1名，安全科安全员1名。

现场防护及坐台人员4名。

施工组分为8个施工组（一是施工场地狭小限制问题，二是因为维修天窗不连续，附近线路设备不能提高过大的维修养护工作量，造成窝工现场。

）每组间距18米(Ⅲ型枕30根，每组隔六抽一，当日可抽换5根)。

每个施工组由7人组成，其中班长1名，挖掘道床、抽换换枕、机械捣固4人，运料、出碴等附工2人。

2、施工方法：天窗点内施工，机械凿除、机械捣固。

当日施工，每隔六孔只能挖掘一孔道床，抽换一根轨枕。

使用一操一机械破碎机进行道床凿除，然后回填石碴，穿入新轨枕，使用一操一捣固机进行道床捣固。

3、验收标准：验收标准（三）安全保证措施为确保行车及人身安全，施工时严格按以下要求进行：1、根据施工项目具体制定“两图一表”由安调科审批后，备案执行，重大施工必须由主管副段长亲自主持制定施工方案，并针对每项施工制定相应的施工预案，建立施工预抢组织。

2、技术科组织施工单位与设备单位进行施工前的设备检查，办理设备交接手续。

3、施工负责人要对施工的安全及质量负全责，必须做到“三个落实”即组织落实、制度落实、责任落实；“二个亲自”即亲自指挥下达开工、收工命令，亲自检查各种机具状态；“一把关”即严把安全质量关。