铁道工务
铁道工务(railwaymaintenance)铁道线路养护维修管理的总称。铁道线路是铁道运输的基础。管理铁道线路的工务部门,则是运输生产的重要组成部分。铁道线路分为线上部分和线下部分,线上部分为钢轨、轨枕、联结零件和道床;线下部分为路基、桥梁、涵洞、隧道等。铁路线路设备,约占运输固定资产总值的55%。截止1999年底,中国国家铁路线路总延长123084km,其中正线延长80511km,营业里程则是57923km。保证铁道线路经常完好,是铁道工务部门的重要职责。工务工作要做好轨道、桥梁、隧道、路基的养护,就要有计划地防治这些设备在运营中发生的病害,增强防洪抗灾能力,提高铁道线路整体强度,以适应提高列车重量、运行速度和密度的需要。
线路维修中华人民共和国成立之初沿用旧制,曾实行“事后修”。同时,推广了前苏联养路法。在实践中,逐渐形成了有自己特色的养路法。其要点是:预防病害的发生和发展,为“预防修”奠定了理论基础。1955年铁道部颁发了《线路维修规则》,自此“预防修”纳入了规则,确定了“预防为主,修养并重,预防与整治相结合”的原则,形成了维修、保养、补修三位一体的概念和正线计划维修一年一遍的制度。建立了“检查、计划、作业、验收”四个环节的质量控制体系。这一模式一直沿用至20世纪60年代。进入70年代,随着轨道结构的强化,各线运输强度差距的增大,再坚持一年一遍的维修,已不符合实际。铁道部于1984年发布了维修改革办法,制定了线路保养标准,线路在什么状态下要保养有了法定依据。确定了不同轨道结构以累计通过总重为定量的线路大修、中修、综合维修的周期,从根本上改变了正线维修一年一遍的模式。开始从传统的“预防修”向以状态确定修理周期的方式转化。同年,铁道部还建立了线路静动态综合评定、线路状态评定、桥梁状态评定、路基状态评定、维修验收评定等制度,这些以合格率为设备质量指标的评定,从宏观上加强了线路质量控制。工务技术设备图表,从80年代起逐步实现了计算机管理。轨道检测则是轨道质量控制的重要数据源,从使用简单道尺以人工检测为主,逐步转向以轨道检查车检测为主。50年代铁道部工务局研制了一台机械传感式轨道检查车,检测项目少、精度低;70年代唐山机车车辆工厂推出了EX2型电气传感式轨道检查车,较前者有所改进;80年代铁道部科学研究院研制了新一代轨道检查车,惯性基准定平,轨距为非接触式测量装置,检测数据由车载计算机实时处理。90年代引进了美国ECSO铁路的检测装置,组成新车分为两型:一型检测速度为120km/h以下,另一型检测速度为120km/h以上。轨道动态检测组成三级网络,部级(部检测中心),检查主要干线;局级,检查局管各线;段级,采用添乘仪检查段管线路。
线路大修线路设备在运营中发生损耗,强度降低,经过一定的运营时间,需要进行与运输相适应的加强和更新,并建立相应的工作制度与管理模式。在改革开放形势下,原部管大修项目现已下放铁路局,各局管理体制各异,可分三类。一是铁路局在工务处之外另组建大修管理部门;二是由工务处直接管理;三是交铁路分局管理。至于工务大修设计、预算编制、大修计划安排、设计预算审查等,各局的管理也不尽相同。
50年代初期,线路上钢轨轻、老、杂型居多,其间线路大修,以改善钢轨状况为目标,以换轨大修为重点。尔后根据运输和线路变化情况,逐步形成比较系统的大修工作范围,包括:线路大修(含换轨大修、铺设无缝线路、无缝线路前期工程)、线路中修、成段更换再用轨、成组更换新道岔(新岔枕)、路基大修、道口大修、成段更换混凝土轨枕及扣件。由于道床清筛周期短,在两次大修之间加一次以清筛道床为主要内容的线路中修。70年代初期,主要干线结合改换轨型,大量换铺50kg/m钢轨。70年代中后期,确定了线路换轨大修以累计通过总重为定量的周期。铁道部拟定了《铁道线路大、中修周期表》,于1989年正式颁发。该表规定行车速度>120km/h,轴重>23t,牵引定数>5000t时,线路大、中修周期可适当缩短。铺设全长淬火轨地段,线路大、中修周期可适当延长。进入80年代,运量迅速增长,繁忙干线负荷剧增,钢轨伤损、磨耗加剧,线路变形加快,原铺设50kg/m钢轨线路与运输强度显然极不匹配,线路维修工作难以适应,线路质量每况愈下。为扭转这一局面,从“六五”(1981~1985)开始,加速了大修换轨进程,积极采用60kg/m钢轨,大力发展无缝线路,更换新型混凝土轨枕,更换新型道岔,加强路基病害整治,这些举措,强化了繁忙干线的轨道和基础。尤其是提速道岔的推出,曲线上以强度较高的耐磨轨取代普通轨,使轨道结构的强度明显提高。
桥隧维修在50年代初期,侧重于全面整修,维持通车,为确保行车安全,加强了巡检工作,并建立了相应的制度。50年代中后期,学习前苏联养桥法,并总结中国养桥工人创造的一年一遍的综合维修经验,从此确定了“预防为主,预防与整治相结合”的桥隧养护原则,同时,严格执行逐桥逐隧一年一遍的维修制度。铁道部于1965年颁布了《桥隧建筑物大维修规则》,桥隧大修、维修标准和管理制度日臻完善。进入80年代,随着运输强度的提高,圬工梁(参见圬工桥梁)和隧道的增加,铁道部在总结维修经验的基础上,于1984年发布了桥隧维修改革办法,确定桥、随、涵实行综合维修与经常保养相结合的维修方式,提高设备合格率。桥隧综合维修本着有病治病,治病除根的原则,进行整桥、整隧全面修理,当年不作综合维修的桥隧要作经常保养,及时消灭病害。1989年开始在全路进行桥梁状态修试验,探索不同结构类型的桥梁各组成部分的变化规律,实行临界预防修,进一步改进维修管理,提高技术经济效果。
桥隧大修随管理制度的完善而逐步扩展。桥梁的技术改造,50年代是以钢梁为主的上部结构改造;60年代是以墩台基础为主的下部结构改造;70年代是以更换老龄钢梁和抗震加固为主的技术改造;80年代是对重点桥梁以扩建、改建和继续更换老龄化钢梁为主的技术改造;90年代是以新技术开发为核心,以适应高速、重载为主要内容的技术改造。循序渐进的桥梁技改工程,使桥隧的维护质量不断提高。隧道重点病害的大修有限界不足、衬砌裂损、漏水等。限界不足多凿除侵限部分,或以钢筋混凝土衬砌取代较厚的素混凝土衬砌,不得已时,则绕开另建;衬砌裂损,70年代以来多采用喷锚加固,如锚网喷、钢纤维喷锚等;隧道漏水较为普遍,一般采用以排为主,排、截、堵相结合的整治措施。隧道的通风照明是隧道正常养护维修、确保人身和行车安全的重要措施。因此,隧道的通风照明设备自50年代开始按规定逐步增设。
路基大修、维修路基是轨道的基础,加强路基的大修、维修工作,是巩固线路质量,提高路基抗洪能力,确保运输畅通的重要环节。其基本任务是:经常保持路基及其排水、防护、加固设备的完好,及时整治路基病害,预防病害的发生和发展;有计划地改善路基设备,不断提高路基承载和抗洪能力。
路基的维修工作,坚持“预防为主,修养并重,综合整治,排水第一”的方针。对小型病害整治与经常保养相结合,加强检查和巡守,对新生病害要治早治小,防患于未然。
路基的大修工作,应根据路基及其附属设备的技术状态及病害情况,有计划地进行病害整治。路基病害主要有坍滑、泥石流、基床病害,以及转殊地质条件下酿成的路基病害如沙害及黄土、冻土、盐渍土、膨胀土、软土等劣质土的路基病害。山区铁路的路基病害范围更广,防治难度更大。路基坍滑的防治,可以概括为排水、支挡、减重和防护四个方面。泥石流在山区铁路分布甚广,成昆、宝成、宝天等线尤甚。泥石流沟多达千余条,一般采取增、改建桥涵,加大孔径,修建明洞、棚洞、渡槽,建透水格栅坝、拦挡坝等防治措施。劣质土路基病害,一般采用换填渗入性强的土壤,或降低地下水位,或拦截水源等措施治理。
线桥大修、维修机械化线路养护机械化,50年代以电动单镐为主起步。进入70年代单柱式4头捣固机迅速发展起来,同时装备了电动扒碴机等小型配套机械,并开始组建大工区,管辖范围约30km。尔后XD-1型、XYD-1型、XYD-2型小型液压捣固机相继投入生产,综合工效虽然较高,但主要繁忙干线的纯作业时间日趋减少,由开始时的300min降至150min,难以再利用行车间隔时间作业。为提高作业效率和保证运输安全,必须利用大型机械封锁线路施工。铁道部自1984年开始从奥地利普拉塞-陶依尔公司成套引进大型大修、维修机械。“七五”期间(1986~1990)工务部门确定中国产与引进相结合,以中国生产为主;大、中、小相结合,繁忙干线以大型为主的方针。为提高小型机械的工作效率,济南铁路创造了小机群开“天窗”的作业经验。
同时,养桥机械化也迅速发展,一般在特大、大桥上均设置了固定气式压缩空气站、变电所、水塔或水泵站、聚砂酸以及输风、输水管道、电力线路等,以供机械作业专用。为实现以“四喷一铆”为主要内容的养桥机械化,工务段下设一至两个机械化工队,配备移动式空压机、发电机或维修动力车等,进行喷砂除锈;喷漆;上盖板喷锌;喷射混凝土或砂浆;以及风铆铆钉等项作业。
工务工作的组织机构一般分为三级管理。铁路局(工务处)一级管理机构,属决策型;铁路分局(工务分处)为二级管理机构,属指挥型;工务段、桥工段、大修段(队)、桥隧大修段(队)为三级管理机构,属生产型。在铁路局还设一些辅助机构,各机构间的关系见下图。参见工务基层组织机构,工务职工技术培训。
规章制度为了确保行车安全和工务设备大维修工作有序进行,铁道部统一制定了《铁路线路维修规则》、《铁路线路设备大修规则》、《铁路路基大修维修规则》、《桥隧建筑物大修维修规则》、《铁路工务安全规则》、《大型养路机械使用管理规则》、《轨道车管理规则》、《铁路林业技术管理规则》和《铁路采石管理规则》等一整套规章制度。参见线路维修管理,线路大修管理,路基大修、维修管理,桥梁隧道大修、维修管理,工务设备技术管理,线桥隧大维修机械设备,工务安全管理。
展望工务部门在做好日常工作的同时,正在依靠科技进步,实现线桥结构现代化,施工作业机械化,企业管理科学化,发展重型钢轨、新型混凝土轧枕、全区间或跨区间无缝线路、可动心轨道岔、优质道碴,采用高效配套的大型养路机械,配置先进的检测设备,建立与全路计算机运输指挥系统联网的工务设备总数据库等,在铁道线路设备逐步由限制型向适应型过渡。