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1、青藏铁路安多至拉萨段铺架综合施工技术项目简介一、 工程概况青藏铁路是目前世界上海拔最高、线路最长的高原铁路。新建青藏铁路第33标段铺架工程位于西藏自治区境内，起于安多，止于拉萨，起迄里程DIIK1537+150DK2005+956.85，线路正线长441.343公里。主要施工正线铺轨438.256公里，站线铺轨74.596公里，铺道岔204组（含6组交叉渡线），架梁899孔。线路通过地区海拔高，平均海拔高程4500m，安多铺架基地海拔达4705m。沿线空气稀薄、气压低，含氧量仅占我国东部地区的40%60%，年平均气温-2.9oC7.8oC，极端最低气温-41.29oC-16.59oC,常年有八
2、级以上的大风140余天，最大瞬间风速32.340.0m/s，地震基本烈度为七九度。青藏高原特殊的地理环境和恶劣的气候条件使青藏铁路铺架与内地传统的铺架施工技术及管理水平有了明显的差异，青藏铁路铺架是一条集新技术、新工艺、新设备、新标准于一体的高新技术系统天路工程，是代表世界高原高寒铁路技术水平的标志性工程。青藏铁路铺架综合施工技术研究列入2005年度西藏自治区科技厅重点科研项目。二、成果主要用途青藏铁路安多至拉萨段铺架综合施工技术的主要用途是开发运用了一系列新技术、新工艺、新设备，保证了在青藏高原特殊的地理环境和恶劣的气候条件下铺架施工的顺利进行，为今后我国乃至世界同类铁路的施工提供了可借鉴的
3、技术储备。三、成果与国内外对比青藏铁路地处青藏高原，是目前世界上海拔最高、线路最长的高原高寒地区铁路。其海拔之高、气候环境之恶劣，在国内外尚属首次。目前国内外尚无完整的高原高寒地区铺轨架梁的技术报道。经国家一级查新部门-科学技术部西南信息中心科技查新结果表明世界最高海拔4700米铺架基地的建设技术；内燃机车、铁路平车、铺轨机、架桥机等大型设备的无损解体、运输、组装技术；高原JQ140G型架桥机的研制和改造及架梁技术研究；42.5km连续长大下坡道安全铺架技术研究；高原高寒地区硫磺锚固质量控制技术研究；高原高寒地区铁路铺架通讯保障技术研究和卫生防疫及环境保护技术等在国内外均未见报道。其复杂性和独
4、特性举世无双，成果具有开创性和指导性，达到国际领先水平。四、成果内容及关键技术创新点成果主要内容及关键技术创新点为：（1）世界最高海拔铺架基地建设技术安多铺架基地设于海拔4705m的西藏自治区安多县，是世界最高海拔的铺架基地。这里空气稀薄，常年大风、积雪，昼夜温差大，一年四季不分，一日之内却四季分明，自然和生态环境异常恶劣。为了保证前方铺架的顺利进行，后方铺轨基地的设计和建设要尽量减轻施工人员的劳动强度，考虑自然因素的影响保证各功能区合理布局，具备相应的生产能力以满足整个工期要求，具备良好的生产和生活设施，具有良好的医疗卫生保障设施，满足轨排生产和装车发运要求，满足大型机械设备组装要求，满足环
5、境保护要求。经过充分的现场勘查和论证，安多铺架基地设计成既相互独立又经道路相互联系的九大区域即生活区、大型机械组装场、轨排生产区、轨料存放区、轨节存放区、材料厂、配电室、机修库、油库等（详见铺轨基地平面布置图）。青藏铁路安多铺架基地存储能力为：存钢轨及配件50km，存轨枕8万根，存轨排50km，道岔存量20组；轨排生产能力为：平均日生产轨排1.5km2.5km。它的建成为青藏铁路全线铺通奠定了基础。（2）青藏铁路安多至拉萨段大型铺架设备解体、运输、组装技术由于安多至拉萨段铺架基地必须设在与既有铁路没有接轨点的新建铁路安多车站，所有铺架施工设备，包括内燃机车、铁路平板车、铺轨机、架桥机等大量的大
6、型设备按常规方法将无法进场，为了保证所有铺架设备能够顺利进场，科技攻关小组经过反复研讨，采取的技术措施是预先将铺架设备在秀水河车站进行技术解体，然后用汽车沿青藏公路经风火山、沱沱河，翻越唐古拉山，行程400余公里运输至安多铺架基地进行组装还原其原有技术特性。自主开发的大型铺架设备解体、运输、组装技术是世界铁路建设史上的创举。实现了“汽车背火车”和西藏自治区有了第一台火车的历史壮举。（3）青藏铁路安多至拉萨段快速、安全、优质铺轨施工技术青藏铁路设计区间距离大，平均约35km50km一个区间；且两桥间的连续铺轨距离长，有时长达25km；坡道大且连续坡道线路长，最大坡度20的线路有时连续几十公里。这
7、些特点给青藏铁路铺轨作业带来了前所未有的困难。主要难点表现在：a.连续铺轨作业距离长，加大工程运输困难；b.昼夜温差大导致轨温变化快，预留轨缝难以控制；c.连续长大下坡道，行车运架安全难以控制。为了保证这种特定条件下铺轨的安全、优质、高效顺利进行，我们选定了相应的铺轨工艺流程，制定了严密的质量保证措施，总结了一整套铺轨施工措施。主要采取的技术措施有：设备选型：选择目前国内最先进的铺轨机之一DPK32型铺轨机作为主力机型，并结合高原气候特点，对该机的动力系统、起重系统、液压系统、电器系统及制动系统进行适应性能改造，使之既能确保安全，又能发挥最大效能。工艺改进与新技术应用：革新了一种特制的快速接头
8、，利用该接头临时替代正式的夹板，在铺轨过后再置换成夹板，使铺轨进度成倍增加，并创下了8.12km/日的铺轨纪录。轨料供应及运输组织：利用前方站和铺架现场之间平均约15 km距离时设置一临时岔线，这样可以成倍缩短轨料运输供应的时间，实现了轨料供应与运输的合理组织。人员培训：为使各级、各岗位施工人员充分认识施工难度、熟悉操作规程、实现标准化作业，确保铺架施工的质量和安全，特别进行了关键和特殊岗位人员培训，经岗位培训合格后的人员方能持证上岗。 制定详细的施工组织设计和作业指导书：为了青藏铁路安多至拉萨段铺架的顺利进行,在施工准备阶段,科技攻关小组就在对现场进行详细调查的基础上,编制了详细的实施性施工
9、组织设计和作业指导书。施工组织设计中对人员设备配置、成本控制、进度计划、铺轨架梁方案、线路养护方案、机车的解体、组装方案、大型机械设备运输方案、铺轨基地调车方案、通讯联络方案、质量目标及保证措施、安全目标及保证措施、医疗卫生保证措施、工期保证措施、环境保护措施、文明施工保证措施等都做了详细的安排和部署。（4）利用联合研制的高原型JQ140G新型架桥机架梁施工技术联合研制的高原型JQ140G新型架桥机是针对青藏线高原铺架的特点进行研制的适合青藏铁路特殊的地理环境和气候条件的架桥机，和传统的胜利型、JD90G-130型及DJK140型等单梁式架桥机相比,JQ140G新型架桥机在性能方面主要有以下特
10、点：高适应性。针对高原高寒、缺氧、紫外线强、雷暴、风暴等因素，该机设计制造时进行了以下改造，发动机采用渭阳柴油机厂生产的230kw风冷发动机，功率大具有低温启动好和抗功率折损性；钢结构采用加强设计，具有抗冷脆性；电器系统采用高绝缘设计，具有抗静电和抗强紫外线性；结构上增加了抗风支腿和避雷装置。高功率性：走行系统采用4台40kw直流牵引电机，电机与减速箱连接也由传统的万向节改为齿轮连接器，具有爬坡能力强（设计爬坡度23）和走行稳定的特点。高制动性：制动系统采用了JZ7制动机，增设两台打风泵，增大储风缸容量，并将传统的铸铁闸瓦改为高磨合成闸瓦，增加了制动的可靠性，缩短了制动距离。高稳定性：架桥机一
11、号车采用1、2、3号柱设计，走行时可将大臂降至低臂并退至3号柱支撑，大大增加了走行时的稳定性。吊梁天车横移梁装置采用大丝杠横移，增加了横移梁的稳定性。多可架性：对架桥机净空进行了优化设计，可架设青藏铁路特有的“专桥青藏”型加宽加高桥梁，“专桥青藏”型梁单片梁宽为2070mm，较普通梁宽150mm。利用JQ140G新型架桥机在高原架梁是首次，为保证架梁任务的顺利完成，制定了一系列的安全技术措施。这些措施的实施不仅保证了架梁的安全，也创下了日架24m梁13孔新纪录。（5）青藏铁路42.45km连续长大下坡地段安全铺架施工技术。青藏铁路羊八岭站至马乡站区间42.45km连续长大下坡地段的铺架施工，克
12、服了曲线多、桥梁集中、桥隧相连等多种复杂施工条件叠加的施工困难，开发了连续长大下坡地段运输、路料加固安全保障、架梁和铺轨技术安全保障等一系列关键施工技术。连续长大坡道安全铺架所面临的主要技术难题表现在：行车运输组织难度大，桥梁、轨排因坡道大造成倒装困难，防溜逸、防碰撞控制难度大，设备保障压力大，作业标准高。如果控制不力，将出现重大安全质量事故。为了充分保障这一特殊地段的铺架安全和质量，科技攻关小组在听取了中国铁道建筑总公司在现场召开的方案论证会意见后，修改完善了实施性施工组织设计，形成了一套内容全面、方案合理、重点突出、切实可行，具有较强的针对性和可操作性的铺架施工方案及技术措施，保证了42.
13、45km连续长大坡道铺架施工的安全。（6）高原高寒地区硫磺锚固质量控制技术研究硫磺水泥砂浆锚固技术是使铁路混凝土轨枕与钢轨连接的螺纹道钉稳固、经久耐用的关键技术。硫磺水泥砂浆锚固的螺纹道钉具有强度高、使用可靠、成本低、施工方便和易于维修等特点，但是必须保证硫磺水泥砂浆锚固的质量，才能得到满意的使用效果。在世界最高海拔的安多铺轨基地进行硫磺水泥砂浆的熬制和螺纹道钉的锚固，在国内外都是第一次。由于安多铺轨基地的海拔高（4705m）、空气稀薄、平均气温很低、昼夜温差大、大气压低，不利于硫磺水泥砂浆的熬制和螺纹道钉的锚固施工，为了充分保证硫磺水泥砂浆的熬制和螺纹道钉的锚固质量，必须采取相应的质量保证措
14、施和技术方案。具体技术措施有：改造硫磺水泥砂浆熬浆锅炉，即将原有的立式锅炉改为卧式锅炉。创新点： a、以吊装砼轨枕用的废木条作燃料在加热灶内燃烧采用文火加热，既节约能源，又能很好的控制浆液温度，保证了硫磺水泥砂浆的质量，同时又最大限度地减少了对环境的污染；b、用可旋转的卧式熬浆锅代替固定的立式熬浆锅，既能实现正转上料、搅拌，又能使浆液受热均匀，反转还能达到出料目的，且阿基米德螺旋耐磨叶片不易损坏；c、将动力装置（减速箱）设置在锅炉外面，便于维修，还能预防设备故障发生；d、熬同样容积的浆，锅炉的设计体积大大减小，节约了制造成本。精选硫磺锚固砂浆配合比。TB10302-96铁路轨道及施工验收规范规
15、定了硫磺锚固砂浆配合比的大致范围，硫磺：水泥：砂子：石蜡为1：（0.30.6）：（11.5）：（0.010.03）。但究竟哪一种配合比能够满足青藏高原特殊气候条件，还需要根据进场原材料技术条件和成本进行精选实验，经过反复设计和试配，选定了稠度、抗拔力和抗压强度都能满足规范要求，且能节省硫磺用量，达到既满足技术标准又能节约成本的配合比，硫磺：水泥：砂子：石蜡为1：0.5：1.2：0.02。加强对硫磺水泥砂浆制作时温度的控制，保证硫磺锚固浆温度控制在160oC180oC。首先建造半封闭作业车间,减少空气流通，并在车间内配置多台燃煤炉和2000kw的电热油灯等增温设备以保证车间内温度,其次就是对所用
16、原材料进行加温等技术处理。具体作法是：a、将洁净的砂子加热到100120，且不断搅拌直到砂子不再往外冒蒸气时再倒入水泥；b、将砂子与水泥混合料加热到130时倒入硫磺和石蜡，由于硫磺和石蜡都是易燃物品，温度必须控制在160180，并在加热时充分搅拌，以防硫磺过热燃烧失效；c、在加热熔解硫磺和石蜡时，控制好火力，不得过猛；d、将已熬制好的硫磺水泥砂浆倒入保温锅保温，保温锅内的温度必须控制在150170之间，以保证硫磺水泥砂浆注入轨枕锚固孔内时的温度不低于140。e、根据灌浆地点适时变换熬浆工作车间，尽量将熬浆车间设在靠近灌浆地点附近，防止出锅的硫磺水泥砂浆在运输时温度降低过多，从而保证硫磺锚固水泥砂浆的质量。加强对硫磺水泥砂浆灌注锚固工艺控制：a、青藏高原雪水较多，混凝土轨枕的锚栓孔内湿润而冰冷，为防止锚固时湿的锚栓孔壁吸收锚固浆的热量，降低锚
