神华GO4S—III—CN—SH型道岔清筛机施工组织方案研究与应用
王杰
【摘 要】论文对应用在神华铁路中的GO4S-III-CN-SH道岔清筛机进行了介绍，对其施工组织方案进行了设计，提高了道岔清筛作业效率，实现了铁路道岔和站台线的机械化清筛作业，具有较好的应用前景。
【Abstract】This paper introduces the GO4S-III-CN-SH turnout cleaning sieve machine in Shenhua Railway， designs the construction organization scheme， improves the efficiency of turnout cleaning sieve operation， and realizes the mechanized clear sieve of railway turnout and station line operation， it has a good application prospects.
【关键词】道岔；站台线；施工组织方案；机械化清筛
【Keywords】turnout； station line； construction organization scheme； mechanized cleaning sieve
【中图分类号】U216.66 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）12-0176-03
1 引言
随着我国经济的飞速发展，铁路运输密度的不断加大，高速和重载日益成为铁路的发展趋势，保持铁道线路良好的承载力尤为重要[1]。在铁道线路中，对碎石道床而言，当道床污染达到一定程度时，就会失去弹性，增加车辆与线路之间的冲击，降低列车运行的平稳性，因此如何搞好铁道线路的维修和养护工作是铁路人需要面对的一个重大难题，解决这一问题的办法就是对道床进行周期性的大修清筛作业，以恢复道床的弹性和排水性能。而道岔作为铁道线路的联接以及线路维护的薄弱区域，其维修工作采用传统的人工清筛方式已无法满足要求，神华公司转变传统的铁路维护工作观念，全方位发挥机械化养护的优势，2015年3月从国外引进一台GO4S-Ⅲ-CN-SH 型清筛机，组织开展道岔机械化清筛作业，经过多组9号、12号、18号单开道岔及站台线清筛施工作业试验，该设备有效降低了工人的劳动强度，提高了道岔清筛质量和作业效率，同时，为道岔机械化清筛施工项目的深入开展提供了强有力的技术支持[2]。
2 道岔清筛机简介
2.1 设备的结构组成
美国HTT公司制造的GO4S-III-CN-SH道岔清筛机，全长25.286m，换长2.3，整机质量148.9t，最高连挂运行速度为120km/h，最高自走行速度100km/h，作业走行速度为0～625m/h。清筛机由动力系统、制动系统、车体、转向架、工作装置和JupiterⅡ操作控制系统等组成。动力系统匹配美国卡特彼勒公司生产的C27型电喷柴油发动机，发动机为整车
提供动力[3]；道岔清筛机采用两台三轴动力转向架，走行系统由液压马达驱动，通过操作控制，可实现高速运行和作业走行。
2.2 工作原理
GO4S-III-CN-SH型道岔清筛机两侧各有1套可互换作业的侧切式挖掘机构，每套挖掘结构由挖掘轮和挖掘链组成，当作业中遇到影响施工的障碍时，侧切式的挖掘机构使得清筛机可通过换端或切出后越过障碍等方法避让障碍[4]。
作业过程中，通过伸入枕底的挖掘链的回转运动，将枕底的脏污道砟挖出，通过同侧的挖掘斗轮提升并输送至混砟输送装置；混砟输送装置将道砟运送至筛分装置进行筛分，将道砟与污土分离；筛分后的洁净道砟经左、右道砟回填输送带回填至道床上；排砟装置对回填道砟进行平整同时清除钢轨上散落的道砟；污土输送装置将污土输送至污土运输车或抛至线路限界以外。
2.3 清筛机作业人员配置
GO4S-III-CN-SH道岔清筛机作业需配备操作人员5人，车长1人。一号位负责操作JupiterⅡ系统，控制作业走行和各个工作装置的状态；二号位控制Ⅱ级污土输送带的伸缩和旋转；三、四号位分别负责清筛机两侧布砟输送带的操作，并观察挖掘装置的工作状态，配合一号位操作机械和避让障碍；五号位负责线路巡视、测量轨温等工作；车长主要负责清筛机作業状态监控和协调工作。
3 施工组织方案
①作业注意事项
机械清筛作业时，收、放车地段轨枕端外侧1600mm、其他作业地段1400mm、另侧轨枕端外侧700mm（可视现场作业需要调整）、枕下600mm范围内无影响作业的既有设施、设备，不满足作业条件的地段，与配合单位共同确认拆装方案，遇无法拆卸及避让的障碍，标记确定跳过障碍及再次放车的具体位置。
②主要工程内容
机械清筛道床，机械捣固，人工边坡清筛，弃土（弃料）倒运整理，拆装有碍施工的既有设施设备、拧紧扣件、撤除垫板、补充道砟，整理道床等。
③设备配置及编组
编组顺序按作业方向从前到后依次为：轨道车—道岔清筛机—物料运输车—过渡平板车—道岔捣固车。
④作业人员配置
施工负责人：1人；
机械组：14人，其中清筛机作业5人，捣固车作业6人，物料运输车作业1人，轨道车作业2人。
线路组：32人，其中管理人员2人，地面作业人员30人。
安全质量组：6人。其中安全检查1人，质量检查1人，防护员4人（驻站1人，作业地段1人，作业地段两端800m处各1人）。
⑤施工配合项目
第一，车务专业：拆除转辙机后安排专人用钩锁器锁闭道岔；负责作业中道岔开通位置的转换、锁闭和确认；配合调车作业。
第二，工务专业：安排卸砟，指定污土排放地点；配合拆除影响施工的障碍物；将影响捣固的轨距拉杆紧靠轨枕；提供作业地段的线路技术资料；办理施工线路临管及交接手续。
第三，电务专业：确认并标识光缆、电缆位置，埋深距枕底不小于600mm；拆、装影响施工的道岔转辙机、信号机等，捆绑连接线；调试道岔。
第四，供电专业：确认并标识电缆位置，确保电缆埋深距枕底不小于600mm；测量、调节接触网导高及拉出值；作业地段接触网停电并加挂地线。
第五，车辆专业：拆装有碍施工的设施设备，如红外线设备等。
⑥清筛作业流程
拆除有碍施工的设施设备、紧扣件、撤垫板等准备工作→清筛车清筛→人工跟进补砟→捣固车进行捣固（污土车卸车）→人工补砟→安装施工拆除的设施设备等→检查整理，确认道岔状况具备开通条件→登记开通、撤除防护、设备联挂返回车站→阶梯提速、路容整理。
⑦提速办法
采用三捣作业，开通后道岔直股第一列限速35km/h，第二列开始限速55km/h不少于4小时，后限速65km/h不少于24小时，以后恢复正常速度运行；开通后道岔曲股第一列限速35km/h，以后恢复正常速度运行。
采用两捣作业，施工完毕设备状况良好后开通线路，开通后第一列限25km/h，第二列限45km/h，第三列限60km/h，复捣后恢复正常速度运行。
4 施工案例分析
4.1 P75-12号单开道岔清筛作业技术方案
图1为P75-12 号单开道岔清筛作业图。图中粗线箭头区域指示为计划清筛作业地段和作业方向，虚线表示机械转换作业端位置（12号道岔换端位置位于26号枕木），15#道岔锁闭直股通路，清筛机在道岔直股上作业，从80号岔枕开始清筛到1号岔枕停止清筛。
由于挖掘轮作业距离需要满足1500mm，确定在15#道岔直股上进行作业。用B侧挖掘装置作业，B侧的接触网杆距离枕端为1200mm<1400mm，需要避开，因此在清筛机通过转辙机前完成作业端转换，拆除A侧转辙机。作业地段最长岔枕处清筛宽度4. 9 m，过渡枕处最大清筛宽度5. 1 m，机械可将宽枕地段清筛彻底。
4.2 站台线清筛作业技术方案
站台线由于受站台至邻近轨枕端部距离只有0.55m的限制，无法直接使用大型全断面清筛机QS-650（作业条件需满足左右清筛导槽离轨枕端部0.7～0.75m）清篩作业，在QS-650型清筛机施工作业前，需人工对站线石砟的初步清理以减小捣固车的拨道阻力，再利用DC-32型捣固车对站台线进行拨道，当拨道量满足清筛机作业条件时才能进行清筛作业，清筛作业后的线路利用第二台DC-32捣固车进行回拨。站台线清筛施工流程复杂，投入的人力、设备较多，组织施工作业时间较长。
GO4S-III-CN-SH型道岔清筛车可换装12或15英尺挖掘杆及挖掘链，不需要拨道作业即可完成临近站台的站线清筛作业，2016年11月1日-11月15日在太原局南同蒲线临近站台清筛试验，靠近站台一侧的枕木端距离站台边缘为0.55m，轨枕长度为2.5m，站台长度为380m。
试验时道岔清筛车采用一侧挖掘轮和挖掘链作业，选用15英尺（4.57m）的挖掘链进行作业，调整挖掘链切入到合适的位置，在保证道床筛通的情况下，满足A、B侧道床枕孔的布砟，利用15个天窗点完成站台线路清筛1.865km。
4.3 交叉渡线作业技术方案
2015年10月3日-5日大准铁路岱海电厂站3-9#交叉渡线作业情况实例：
该交叉渡线由四组P60-12号单开道岔组成。利用三个6小时天窗完成了交叉渡线的清筛试验，3日完成9#、3#道岔的清筛作业，4日完成5#、7#道岔的清筛作业，5日完成渡线区的清筛作业。图2为交叉渡线作业图，图中粗线区域为计划清筛作业地段，箭头指示为清筛机作业方向，虚线表示机械转换作业端的位置，需要拆除2个信号机。
对9#道岔进行清筛作业时，为避让转辙机，首先采用A侧挖掘装置作业，通过转辙机后转换为B侧挖掘机构作业。交叉渡线四组单开道岔施工技术方案相同，9#道岔作业完毕后继续对3#道岔作业，因此同一侧的两组道岔宜在同一天完成。
渡线区域的作业方法为，道岔清筛机进入7道使用B侧挖掘机构完成图中上部分渡线区的清筛作业，转线进入6道使用A侧挖掘机构完成图中下部分渡线区的清筛作业。作业现场渡线区要求最大清筛宽度为9100mm，本次作业中挖掘链摆动至90°，渡线中心部分清筛彻底，重叠清筛区域约为200mm，实现了渡线区域的彻底清筛。
5 结语
2015—2017年通过对施工组织方案及作业方法的不断优化，对作业完的100组道岔数据进行总结分析，清筛机作业速度最快为0.9m/min，平均为0.63m/min。
9号道岔最快清筛时间为60min，平均清筛时间为70min。
18号道岔最快清筛时间为75min，平均清筛时间为105min。
12号道岔最快清筛时间为55min，平均清筛时间为80min；要求三捣时，捣固合计115min；要求两捣时捣固合计65min。
拆除转辙机30min，安装并调试转辙机50min；
转换作业侧平均10min，收放车20min；跳过障碍10min。
GO4S-Ⅲ-CN-SH 型道岔清筛机经过神华大准线、朔黄线道岔清筛作业，太原局南同蒲线的站台线清筛作业，证明其具有线路、道岔、站台线清筛的能力，通过不断完善和优化施工组织方案，改进施工工艺，提高机械化清筛作业质量和效率，具有较好的应用前景。
【参考文献】
【1】郭志强. 中国神华铁路道岔机械化清筛施工组织方案探讨[J].山西建筑，2016，42（30）：146-149.
【2】张连生. 大型养路机械生产综合维修作业前的施工设计探讨[J]铁道建筑，2013（11）：134-135.
【3】刘富存.大型养路机械清筛道岔作业方法初探[J].中国机械，2015（7）：64-66.
【4】李洪升，胡斌.道岔清筛机的设计与应用研究[J].铁道建筑，2011（1）：119-121.
【摘 要】论文对应用在神华铁路中的GO4S-III-CN-SH道岔清筛机进行了介绍，对其施工组织方案进行了设计，提高了道岔清筛作业效率，实现了铁路道岔和站台线的机械化清筛作业，具有较好的应用前景。
【Abstract】This paper introduces the GO4S-III-CN-SH turnout cleaning sieve machine in Shenhua Railway， designs the construction organization scheme， improves the efficiency of turnout cleaning sieve operation， and realizes the mechanized clear sieve of railway turnout and station line operation， it has a good application prospects.
【关键词】道岔；站台线；施工组织方案；机械化清筛
【Keywords】turnout； station line； construction organization scheme； mechanized cleaning sieve
【中图分类号】U216.66 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）12-0176-03
1 引言
随着我国经济的飞速发展，铁路运输密度的不断加大，高速和重载日益成为铁路的发展趋势，保持铁道线路良好的承载力尤为重要[1]。在铁道线路中，对碎石道床而言，当道床污染达到一定程度时，就会失去弹性，增加车辆与线路之间的冲击，降低列车运行的平稳性，因此如何搞好铁道线路的维修和养护工作是铁路人需要面对的一个重大难题，解决这一问题的办法就是对道床进行周期性的大修清筛作业，以恢复道床的弹性和排水性能。而道岔作为铁道线路的联接以及线路维护的薄弱区域，其维修工作采用传统的人工清筛方式已无法满足要求，神华公司转变传统的铁路维护工作观念，全方位发挥机械化养护的优势，2015年3月从国外引进一台GO4S-Ⅲ-CN-SH 型清筛机，组织开展道岔机械化清筛作业，经过多组9号、12号、18号单开道岔及站台线清筛施工作业试验，该设备有效降低了工人的劳动强度，提高了道岔清筛质量和作业效率，同时，为道岔机械化清筛施工项目的深入开展提供了强有力的技术支持[2]。
2 道岔清筛机简介
2.1 设备的结构组成
美国HTT公司制造的GO4S-III-CN-SH道岔清筛机，全长25.286m，换长2.3，整机质量148.9t，最高连挂运行速度为120km/h，最高自走行速度100km/h，作业走行速度为0～625m/h。清筛机由动力系统、制动系统、车体、转向架、工作装置和JupiterⅡ操作控制系统等组成。动力系统匹配美国卡特彼勒公司生产的C27型电喷柴油发动机，发动机为整车
提供动力[3]；道岔清筛机采用两台三轴动力转向架，走行系统由液压马达驱动，通过操作控制，可实现高速运行和作业走行。
2.2 工作原理
GO4S-III-CN-SH型道岔清筛机两侧各有1套可互换作业的侧切式挖掘机构，每套挖掘结构由挖掘轮和挖掘链组成，当作业中遇到影响施工的障碍时，侧切式的挖掘机构使得清筛机可通过换端或切出后越过障碍等方法避让障碍[4]。
作业过程中，通过伸入枕底的挖掘链的回转运动，将枕底的脏污道砟挖出，通过同侧的挖掘斗轮提升并输送至混砟输送装置；混砟输送装置将道砟运送至筛分装置进行筛分，将道砟与污土分离；筛分后的洁净道砟经左、右道砟回填输送带回填至道床上；排砟装置对回填道砟进行平整同时清除钢轨上散落的道砟；污土输送装置将污土输送至污土运输车或抛至线路限界以外。
2.3 清筛机作业人员配置
GO4S-III-CN-SH道岔清筛机作业需配备操作人员5人，车长1人。一号位负责操作JupiterⅡ系统，控制作业走行和各个工作装置的状态；二号位控制Ⅱ级污土输送带的伸缩和旋转；三、四号位分别负责清筛机两侧布砟输送带的操作，并观察挖掘装置的工作状态，配合一号位操作机械和避让障碍；五号位负责线路巡视、测量轨温等工作；车长主要负责清筛机作業状态监控和协调工作。
3 施工组织方案
①作业注意事项
机械清筛作业时，收、放车地段轨枕端外侧1600mm、其他作业地段1400mm、另侧轨枕端外侧700mm（可视现场作业需要调整）、枕下600mm范围内无影响作业的既有设施、设备，不满足作业条件的地段，与配合单位共同确认拆装方案，遇无法拆卸及避让的障碍，标记确定跳过障碍及再次放车的具体位置。
②主要工程内容
机械清筛道床，机械捣固，人工边坡清筛，弃土（弃料）倒运整理，拆装有碍施工的既有设施设备、拧紧扣件、撤除垫板、补充道砟，整理道床等。
③设备配置及编组
编组顺序按作业方向从前到后依次为：轨道车—道岔清筛机—物料运输车—过渡平板车—道岔捣固车。
④作业人员配置
施工负责人：1人；
机械组：14人，其中清筛机作业5人，捣固车作业6人，物料运输车作业1人，轨道车作业2人。
线路组：32人，其中管理人员2人，地面作业人员30人。
安全质量组：6人。其中安全检查1人，质量检查1人，防护员4人（驻站1人，作业地段1人，作业地段两端800m处各1人）。
⑤施工配合项目
第一，车务专业：拆除转辙机后安排专人用钩锁器锁闭道岔；负责作业中道岔开通位置的转换、锁闭和确认；配合调车作业。
第二，工务专业：安排卸砟，指定污土排放地点；配合拆除影响施工的障碍物；将影响捣固的轨距拉杆紧靠轨枕；提供作业地段的线路技术资料；办理施工线路临管及交接手续。
第三，电务专业：确认并标识光缆、电缆位置，埋深距枕底不小于600mm；拆、装影响施工的道岔转辙机、信号机等，捆绑连接线；调试道岔。
第四，供电专业：确认并标识电缆位置，确保电缆埋深距枕底不小于600mm；测量、调节接触网导高及拉出值；作业地段接触网停电并加挂地线。
第五，车辆专业：拆装有碍施工的设施设备，如红外线设备等。
⑥清筛作业流程
拆除有碍施工的设施设备、紧扣件、撤垫板等准备工作→清筛车清筛→人工跟进补砟→捣固车进行捣固（污土车卸车）→人工补砟→安装施工拆除的设施设备等→检查整理，确认道岔状况具备开通条件→登记开通、撤除防护、设备联挂返回车站→阶梯提速、路容整理。
⑦提速办法
采用三捣作业，开通后道岔直股第一列限速35km/h，第二列开始限速55km/h不少于4小时，后限速65km/h不少于24小时，以后恢复正常速度运行；开通后道岔曲股第一列限速35km/h，以后恢复正常速度运行。
采用两捣作业，施工完毕设备状况良好后开通线路，开通后第一列限25km/h，第二列限45km/h，第三列限60km/h，复捣后恢复正常速度运行。
4 施工案例分析
4.1 P75-12号单开道岔清筛作业技术方案
图1为P75-12 号单开道岔清筛作业图。图中粗线箭头区域指示为计划清筛作业地段和作业方向，虚线表示机械转换作业端位置（12号道岔换端位置位于26号枕木），15#道岔锁闭直股通路，清筛机在道岔直股上作业，从80号岔枕开始清筛到1号岔枕停止清筛。
由于挖掘轮作业距离需要满足1500mm，确定在15#道岔直股上进行作业。用B侧挖掘装置作业，B侧的接触网杆距离枕端为1200mm<1400mm，需要避开，因此在清筛机通过转辙机前完成作业端转换，拆除A侧转辙机。作业地段最长岔枕处清筛宽度4. 9 m，过渡枕处最大清筛宽度5. 1 m，机械可将宽枕地段清筛彻底。
4.2 站台线清筛作业技术方案
站台线由于受站台至邻近轨枕端部距离只有0.55m的限制，无法直接使用大型全断面清筛机QS-650（作业条件需满足左右清筛导槽离轨枕端部0.7～0.75m）清篩作业，在QS-650型清筛机施工作业前，需人工对站线石砟的初步清理以减小捣固车的拨道阻力，再利用DC-32型捣固车对站台线进行拨道，当拨道量满足清筛机作业条件时才能进行清筛作业，清筛作业后的线路利用第二台DC-32捣固车进行回拨。站台线清筛施工流程复杂，投入的人力、设备较多，组织施工作业时间较长。
GO4S-III-CN-SH型道岔清筛车可换装12或15英尺挖掘杆及挖掘链，不需要拨道作业即可完成临近站台的站线清筛作业，2016年11月1日-11月15日在太原局南同蒲线临近站台清筛试验，靠近站台一侧的枕木端距离站台边缘为0.55m，轨枕长度为2.5m，站台长度为380m。
试验时道岔清筛车采用一侧挖掘轮和挖掘链作业，选用15英尺（4.57m）的挖掘链进行作业，调整挖掘链切入到合适的位置，在保证道床筛通的情况下，满足A、B侧道床枕孔的布砟，利用15个天窗点完成站台线路清筛1.865km。
4.3 交叉渡线作业技术方案
2015年10月3日-5日大准铁路岱海电厂站3-9#交叉渡线作业情况实例：
该交叉渡线由四组P60-12号单开道岔组成。利用三个6小时天窗完成了交叉渡线的清筛试验，3日完成9#、3#道岔的清筛作业，4日完成5#、7#道岔的清筛作业，5日完成渡线区的清筛作业。图2为交叉渡线作业图，图中粗线区域为计划清筛作业地段，箭头指示为清筛机作业方向，虚线表示机械转换作业端的位置，需要拆除2个信号机。
对9#道岔进行清筛作业时，为避让转辙机，首先采用A侧挖掘装置作业，通过转辙机后转换为B侧挖掘机构作业。交叉渡线四组单开道岔施工技术方案相同，9#道岔作业完毕后继续对3#道岔作业，因此同一侧的两组道岔宜在同一天完成。
渡线区域的作业方法为，道岔清筛机进入7道使用B侧挖掘机构完成图中上部分渡线区的清筛作业，转线进入6道使用A侧挖掘机构完成图中下部分渡线区的清筛作业。作业现场渡线区要求最大清筛宽度为9100mm，本次作业中挖掘链摆动至90°，渡线中心部分清筛彻底，重叠清筛区域约为200mm，实现了渡线区域的彻底清筛。
5 结语
2015—2017年通过对施工组织方案及作业方法的不断优化，对作业完的100组道岔数据进行总结分析，清筛机作业速度最快为0.9m/min，平均为0.63m/min。
9号道岔最快清筛时间为60min，平均清筛时间为70min。
18号道岔最快清筛时间为75min，平均清筛时间为105min。
12号道岔最快清筛时间为55min，平均清筛时间为80min；要求三捣时，捣固合计115min；要求两捣时捣固合计65min。
拆除转辙机30min，安装并调试转辙机50min；
转换作业侧平均10min，收放车20min；跳过障碍10min。
GO4S-Ⅲ-CN-SH 型道岔清筛机经过神华大准线、朔黄线道岔清筛作业，太原局南同蒲线的站台线清筛作业，证明其具有线路、道岔、站台线清筛的能力，通过不断完善和优化施工组织方案，改进施工工艺，提高机械化清筛作业质量和效率，具有较好的应用前景。
【参考文献】
【1】郭志强. 中国神华铁路道岔机械化清筛施工组织方案探讨[J].山西建筑，2016，42（30）：146-149.
【2】张连生. 大型养路机械生产综合维修作业前的施工设计探讨[J]铁道建筑，2013（11）：134-135.
【3】刘富存.大型养路机械清筛道岔作业方法初探[J].中国机械，2015（7）：64-66.
【4】李洪升，胡斌.道岔清筛机的设计与应用研究[J].铁道建筑，2011（1）：119-121.
