道铁与隧道1.doc

隧道与铁路认识实习报告

隧道与铁路认识实习报告

姓 名： 李英杰

学 号： 09231008

班 级： 土木0901

单 位： 北京交通大学土建学院

时 间： 2011年3月28日
目录

第一部分 前言

第二部分 专论

一、道铁部分

二、隧道部分

第三部分 感想及建议

（1）感想

（2）建议

第一部分 前言
认识实习是土木工程教学计划中第一个实践性教学环节，所以对学生建立正确的专业思想，树立正确的专业知识学习态度有极其重要的影响作用。实习主要有两方面：参观具有代表性的道路和铁路，以及听老师的讲解。建立一个专业基础，对将来的学习将会有很大帮助，因为等将来一开专业课我们都能联想起来这几次实习所见到的东西，所以我们都很高兴能有这些宝贵的实习机会。
2011年3月28日，在老师的带领下我们进行了道铁与隧道认识实习。本次实习的地点主要为妙峰山和京张铁路“人字形”铁路以及高速铁路桥的铁轨。通过老师的讲述和自己的观察，了解到铁路及铁轨的构造和特性，以及隧道的相关设计原理。
第二部分 专论
一、道铁部分
一、轨枕
　　轨枕又称枕木，只不过现在所用材料不仅仅是木材，因此叫轨枕更加科学。
　　别看轨枕的模样单调划一，貌不惊人，它的作用可不小。轨枕既要支承钢轨，又要保持钢轨的位置，还要把钢轨传递来的巨大压力再传递给道床。它必须具备一定的柔韧性和弹性，硬了不行，软了也不行。列车经过时，它可以适当变形以缓冲压力，但列车过后还得尽可能恢复原状。
　　轨枕起先采用木材制造，木材的弹性和绝缘性较好，受周围介质的温度变化影响小，重量轻，加工和在线路上更换简便，并且有足够的位移阻力。经过防腐处理的木枕，使用寿命也大大延长，在15年左右。所以，世界上90%的铁路都使用木枕。据统计，在木枕使用高峰期，全世界大约铺设了30多亿根而且大多数是松木。可以想见，这得毁掉多少森林？随着森林资源的减少和人们环保意识的增强，当然也因为科学技术的发展，上世纪初，有些国家开始生产钢枕和钢筋混凝土轨枕，以代替枕木。然而，因为钢枕的金属消耗量过大，造价不菲，体积也笨重，没有推广开来，只有德国等少数国家还在使用。而许多国家从上世纪50年代起，开始普遍生产钢筋混凝土轨枕。
　　钢筋混凝土轨枕使用寿命长，稳定性高，养护工作量小，损伤率和报废率比木枕要低得多。在无缝线路上，钢筋混凝土轨枕比木枕的稳定性平均提高15~20%，因此，尤其适用于高速客运线。如日本的新干线、俄罗斯的高速干线都铺设它。当然，钢筋混凝土轨枕也有缺点，尤其是重量比木枕大得多。比如，英国的钢筋混凝土轨枕每根重达285公斤，美国的重达280公斤，德国的较轻也有230公斤。所以，在不稳固的路基及新填路基等处不宜采用；在冬季有冻胀的地段，一般不允许采用；在大量运输煤炭和矿石及线路道床严重脏污的地段，最好不采用。
　　目前，使用木枕最多的美国正在试用一种塑料轨枕。这种采用回收的聚乙烯制造的塑料轨枕的耐腐蚀性高于木枕三倍以上，而且在加工时更容易使其表面变“毛”，安装在路基上不会滑动。第三个优点是安装方便，可以直接使用与木枕相同的设备和紧固件。当然，塑料轨枕目前的成本要大于木枕，一旦成本降下来，将会迅速推而广之。
　　轨枕因应用范围不同，长度也不同。在我国，普通轨枕长度为2.5m，道岔用的岔枕和钢桥上用的桥枕，长度有2.6~4.85m多种。每公里线路上铺设轨枕的数量是根据铁路运量和行车速度等运营条件来确定的，一般而言，在1520~1840根之间。不言而喻，轨枕数量越多，轨道强度越大。
轨枕间距：轨枕的间距应根据运量、行车速度及道床类型等条件决定。间距较小时，路基、道床、钢轨以及轨枕本身所受作用力均小，但间距过小则增加工程费用，且影响道床的捣固作业。轨枕间距一般为52～62厘米。中国铁路一般以每公里铺设轨枕的根数间接显示轨枕间距。
二、道碴
　　在铁路系统中，“道碴”指用作承托路轨枕木的碎石，是较早期出现及常见的轨道道床结构。工程会在铺设路轨之前，先在路基铺上一层碎石，再加以压实，然后才铺上枕木及路轨。使用道碴的好处，在于排水容易及容易调校路轨位置，同时由于道碴把列车及路轨重量分散在路基上，减少列车震动及噪音，令乘客舒适度增加。道碴轨道多会在露天的区段中使用，由于在隧道、桥梁区段的空间有限，在这些地方铺设道碴会更困难，维修成本也会更高，因此这些区段会使用无碴路轨。另外，如果轨道用作运行高速铁路，车辆经过时对道碴也会有较大的损耗，因此也出现了针对高铁而设的无碴路轨，日本和德国有各自的板式轨道技术。
　　碎石同时可分散列车驶经时产生的震动及高热，保持钢轨的轨距不变，不致发生出轨事故，并可减少噪音，石头之间的罅隙更可迅速排去雨水。但道碴路轨不及混凝土坚固，碎石又会因列车压力而移位，需定期校正路轨位置，并要补充碎石；而道碴的高排水力亦会令路轨杂草丛生，保养成本较高。
　　道碴作为公路路基填料的一种尝试，尚无可操作性的施工技术规范和质评标准。本文通过庞金路0K 822—3K 151段道碴路基的施工及质量控制实践过程，介绍了道碴路基的施工及质量检测、控制的方法。
　　江苏苏南太湖流域，湖泊、河流星罗密布，平原地带为河湖相，地势过低；又因可利用土和借土困难，用开挖的山体表面层山碴（又称道碴）来填筑路基的施工方案在该地区公路建设中得到了广泛采用。该方案经济合理，施工快捷，同时避免了寻找土源，保护了生态环境。因此，研究道碴路基的施工工艺和质量控制方法，具有十分重要的现实意义。

1．工程概况
　　庞金路工程全长6.5公里，位于吴江开发区运东区南部，是开发区一条南北向主干道，路基处于河塘水田段落，地势过低，设计为城市主干路Ⅱ级。0K 822—3K 151段原地面标高在-0.2~1.2m之间，因附近无可利用土源，采用了道碴填筑路基，平均填筑深度在2m左右。工程竣工两年后，无不均匀沉降、路面裂缝、松散、坑洼、颠簸等现象，道路整体质量情况良好。
　　2．施工依据
　　路基施工是整个工程的关键所在，作为整个工程的控制性项目，在工期紧迫的状况下必须科学合理的组织计划。由于目前尚无可操作性的道碴路基的施工技术规范，在施工中依据设计文件需结合实际，力求科学、合理地进行施工，并通过试验段的施工实践来总结道碴路基的施工和质量控制方法。
三、轨撑
轨道部件中，为了有效地抗轮轨横向力，在钢轨外侧安装的部件。轨撑一般安装在小半径曲线轨道外股钢轨的外侧，以防止列车通过曲线时，过大的横向力造成轨道横向位移过大，甚至造成钢轨的翻倒。一般轨撑用于木枕轨道较多。在大多数道岔尖轨部位，在基本轨外侧也安装轨撑，以提高钢轨的横向刚度，轨撑的形状也较多。
四、扣件
　　扣件是连接钢轨和轨枕的中间联结零件。其作用是将钢轨固定在轨枕上，保持轨距和阻止钢轨相对于轨枕的纵横向移动。在混凝土轨枕的轨道上，由于混凝土轨枕的弹性较差，扣件还需提供足够的弹性。为此，扣件必须具有足够的强度，耐久性，和一定的弹性，并有效第保持钢轨与轨枕之间的可靠联结。此外，还要求扣件系统零件少，安装简单，便于拆卸。
五、道岔
　　道岔是一种使机车车辆从一股道转入另一股道的线路连接设备，通常在车站、编组站大量铺设。有了道岔，可以充分发挥线路的通过能力。即使是单线铁路，铺设道岔，修筑一段大于列车长度的叉线，就可以对开列车。
　　由于道岔具有数量多、构造复杂、使用寿命短、限制列车速度、行车安全性低、养护维修投入大等特点，与曲线、接头并称为轨道的三大薄弱环节。它的基本形式有三种：即线路的连接、交叉、连接与交叉的组合。常用的线路连接有各种类型的单式道岔和复式道岔；交叉有　直交叉和菱形交叉；连接与交叉的组合有交分道岔和交叉渡线等。
　　道岔是个大家族，最常见的是普通单开道岔。它由转辙器、连接部分、辙叉及护轨三个单元组成。转辙器包括基本轨、尖轨和转辙机械。当机车车辆要从A股道转入B股道时，操纵转辙机械使尖轨移动位置，尖轨1密贴基本轨1，尖轨2脱离基本轨2，这样就开通了B股道，关闭了A股道，机车车辆进入连接部分沿着导曲线轨过渡到辙叉和护轨单元。这个单元包括固定辙叉心、翼轨及护轨，作用是保护车轮安全通过两股轨线的交叉之处。
　　既然有单开道岔，就有双开道岔、三开道岔以及多开道岔（复式交分道岔）等。
　　双开道岔为Y形，即与道岔相衔接的两股道向两侧分岔。
　　三开道岔如同Ψ形，同时衔接三股道，由两组转辙机械操纵两套尖轨。
　　复式交分道岔像X形，实际上相当于四组单开道岔和一副菱形交叉的组合。
　　除此而外，还有一种交叉设备，通常使用的叫做菱形交叉。它由两组锐角辙叉和两组钝角辙叉组成，但没有转辙器，所以股道之间不能转线。
　　如果将复式交分道岔的X形的上面两点和下面两点分别连接起来，就是交叉渡线。它不仅能开通较多的方向，而且占地不多，所以经常在车站采用。
　　道岔各有其代号，比如9号道岔、12号道岔、18号道岔等等。这个代号可不是随便排列的，它实际上代表了辙叉角（α）的余切值，也就是辙叉心部分直角三角形两条直角边FE和AE的比值，即N=cotα=FE/AE，N就是道岔号。显而易见，辙叉角α越小，N值就越大，导曲线半径也越大，列车侧线通过道岔时就越平稳，允许过岔速度也就越高。所以采用大号道岔对于列车运行是有利的。不过，事物总有它的两面性，道岔号数越大，道岔越长，造价自然就高，占地也要多得多。因此，采用什么号数的道岔要因地制宜，因线而异，不可一概而论。
　　道岔的护轨（turnout guard rail）固定型辙叉的重要组成部分，设于固定辙叉的两侧。是控制车轮运行方向，防止其在辙叉有害空间冲击或爬上辙叉心轨尖端，保证行车安全的重要设备。在可动心轨辙叉中，一般仅在侧股设护轨，用以防止心轨的侧面磨耗。
六、可动心轨
　　车轮在通过辙叉时，从两根翼轨的最窄处到辙叉心的最尖端之间有一段空隙，这就是道岔的有害空间。车轮通过此处时，有可能因走错辙叉槽而引起脱轨。设置护轨的目的也就在此，它要强制引导车轮的运行方向。尽管如此，这个有害空间存在限制了列车通过道岔的速度，对开行高速列车十分不利。
　　解决道岔有害空间的根本之道，当然是消灭有害空间。既然普通道岔做不到，就必须研制特殊道岔——活动心轨道岔。
活动心轨最主要的特点是辙叉心轨可以板动。当我们要开通某一方向股道时，活动心轨的辙叉心轨就与开通方向一致的翼轨密贴，与另一翼轨分开，这样一来，普通道岔的有害空间就不存在了。实践证明，消灭了道岔有害空间，行车更加平稳，过岔速度限制较小，因而特别适合运量大，需要开行高速列车的线路使用。
二、隧道部分
在妙峰山附近的铁路有两段隧道，分别是马蹄形和共性隧道。隧道口无衬砌的马蹄形隧道口，由于地处于“反倾地层”构造，有利于边坡的稳定性所以在地铁修建以及隧道设计中并未加以防护。然而，对于拱形的隧道口，隧道口内做了衬砌，此地层灰岩居多，节理发育，并且岩层正倾，层与层之间容易由于地震以及其他外力作用扰动下进行层间的顺层滑动，不利于边坡的稳定性，所以又做隧道口的混凝土加固以防地质灾害对铁路的破化作用，这一点在铁路的选线设计，以及隧道设计中尤为重要。

除此之外，我们在后面的实习中看到如图所示，在铁路隧道的出口，有时由于岩层的不稳定，还会有防护墙，防护墙的颜色有深色的还有浅色的。这个其实与修筑的年代有关系。在下层颜色较为深的地方，修筑年代较近，而在上部，修筑年代较为久远。并且，同时也可以看出，该处的岩层很不稳定，破损严重，正因为这样，才会增加护坡，提高防护墙的高度以保证安全。

第三部分
（1） 感想：通过此次实习，我对铁道的基本常识有了初步的了解，大致掌握了基本的到铁与隧道方面的知识点。知晓了铁路专业的发展前景，了解了我国的铁路发展历史及发展方向。近几年，祖国投入大量的资金发展铁路事业，不仅有利于国民经济的发展和交通的便利，也是我们专业学子就业及实现梦想的契机。高铁、城市轨道交通如轻轨、磁悬浮、地铁等将会带来很大的就业机会。我们应该把握现在的好时机，多多学习这类知识，为以后就业打下基础！为祖国的交通事业做出贡献！

（2） 建议：1、希望以后能有更多的机会参加这样的认识实习 2、希望学校学员安排更多的带队老师，有利于同学们的认识实习 3、希望能有更多的时间进行这样的认识实习，对同学们将理论联系实际有很大的帮助。

12
土木建筑工程学院