大秦線是我國山西、陜西、內(nèi)蒙古西部地區(qū)煤炭外運通道，2013年煤炭運量達到4.45億噸，再創(chuàng)新紀錄，而北同蒲線作為大秦線的源頭，每年至少要肩負過半的運量輸送，而且隨著北同蒲四線的開通，今年運量還將繼續(xù)攀升。運量大，就意味著重載列車對途徑的線橋設(shè)備破壞大，也意味著日常用于維修作業(yè)的天窗點少、給點時間短，線路養(yǎng)護難度大。所以，每年4月份、10月份兩次集中修就如同金子般的珍貴，可以毫不夸張地說，集中修安排是否合理、施工質(zhì)量是否過硬，直接關(guān)系著全年路局的安全生產(chǎn)目標是否能順利實現(xiàn)。道岔換碴作為集中修期間一項重要的施工，其方案的設(shè)計尤為重要。目前集中修的給點情況一般是180分鐘，其中垂直停電時間為120分鐘，我們在這幾年的施工中一般采用的是兩種施工方案。一種是一次性破底換碴，另一種是分二次破底換碴的方法。
        1、一次性破底換碴的成本分析和質(zhì)量分析。
        1.1、成本分析。以北同蒲線使用較多的60Kg/m鋼軌12號單開道岔為例，軌枕配置普遍在88-90根之間，在換碴時一般要向道岔前后順延各5-10根軌枕，所以工作量大概在110孔左右。在180分鐘的施工點內(nèi)，換碴人員的主要工作量就是扒出石碴，挖開邊坡，把軌枕底的石碴挖出（破底），使軌枕中間到邊坡兩端形成可以排水的緩坡，最后回填新石碴，倒運挖出的污土和廢碴。破底必須在130分鐘之前完成，不然會影響搗固進度。施工的標準是清挖深度在軌枕底下方50-100mm，做好排水坡。從施工的實際組織來看，一組道岔換碴，需使用120個勞力，平均每人任務(wù)量為1孔，其中岔后長岔枕處每孔設(shè)2人，道岔尖軌中和尖跟有電務(wù)設(shè)備部位和岔心困難部位選派強勞力，現(xiàn)場根據(jù)進度及時調(diào)配人員。按今年民工價格為200元/人，共計2.4萬元。為提高施工速度，一般在施工前三天之內(nèi)，每天需給道岔板結(jié)部位澆水，每車水一般300-400元，共需水費1000元左右。因一次性換碴施工時間緊迫，在最后補充新石碴時往往需要裝載機協(xié)助進行，裝載機每個點每組岔平均費用為2000元。一般情況下，倒運污土和廢棄石碴需要臨時補工10人，按臨時用工200元/人計算，需2000元。另外，從2012年以前北同蒲線施工情況來看，一次性換碴一般需補充2000-2500袋石碴，約合35方。綜上所述，一次性破底換碴成本在不計算管理成本和搗固整修成本時需投入2.9萬元、35方石碴。
        1.2、質(zhì)量分析。道岔換碴的質(zhì)量主要取決于是否能全部破底，哪怕其中有1根枕沒有完全打通，都可能對道岔施工后的運營造成巨大的影響。其次，回填時石碴含土量如果太大，容易造成翻漿冒泥。例如：2011年10月份集中修施工中曾對北同蒲線袁樹林站上行線4#、10#、12#、16#進行了一次性破底的換碴施工，但到2013年10月不得不再次對這四組道岔進行換碴。而在此期間，這四組道岔的轍岔均進行過數(shù)次更換，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)，2011年換碴時，岔心處破底深度不足，個別軌枕甚至沒有完全破底，導(dǎo)致整個道岔受力不均勻，岔心部位道床硬度大，沒有彈性，造成一個結(jié)果：施工前板結(jié)部位在施工后依然板結(jié)，施工前狀態(tài)較好的部位彈性更好，這么一來，相鄰不足1米的兩根軌枕，道床彈性相差更大，使列車沖擊時給原來板結(jié)的部位以更大的沖擊力，再加上2012、2013兩年線路運量連年增長，對設(shè)備破壞加大，最終導(dǎo)致轍岔使用壽命大幅縮短。我們通過對換下的轍岔進行仔細的檢查分析發(fā)現(xiàn)，其余部位均狀態(tài)較好，唯有岔心處會出現(xiàn)裂紋、壓潰的情況。可見，一次性破底換碴施工難度大，質(zhì)量不容易保證，一旦不能完全破底，會給后續(xù)的日常維修保養(yǎng)造成一定的困擾。
        2、分二次破底換碴的成本分析和質(zhì)量分析。
        2.1、成本分析。仍以60Kg/m鋼軌12號單開道岔為例，需要兩個施工點，第一個點派40人左右即可進行，平均每人3孔，作業(yè)內(nèi)容是：在180分鐘的施工點內(nèi)清挖枕盒之間的石碴，回填時只需填半坑，同時，可以在點內(nèi)將第二個點要用到的新碴抬運到位，為破底換碴做足準備工作。第二天破底換碴，需要80-90人，從2013年10月份集中修的施工情況來看，一般用時80-90分鐘就可以全部破底并且達到100mm，余下的時間可以抬運污土、整理外觀，如果離下一個施工點距離較近的話，可以抬運石碴或給下一個點備碴。工費仍按200元/人計算，需2.6萬。因不使用裝載機，需將石碴裝袋碼放至道岔附近，每組岔需石碴5000袋左右，約合70方。另外，抬運、碼放石碴、石碴裝袋等工作需追加清算，每組岔平均1萬元。澆水的費用1000元。故，在不計算管理成本和搗固整修成本時需投入3.7萬元、70方石碴。
        2.2、質(zhì)量分析。2013年是太原鐵路局全面執(zhí)行512號《營業(yè)線施工安全管理實施細則》的一年，對于北同蒲線來說，集中處理病害只能利用每月三次的天窗點和集中修，而在10月份集中修過后，采用二次破底方法換過碴的道岔，沒有發(fā)生嚴重凍害，道床彈性變好了，設(shè)備傷損也得到了緩解，道岔設(shè)備的養(yǎng)護工作量大大地減少了，實現(xiàn)了通過加強框架結(jié)構(gòu)保安全的戰(zhàn)略意圖。更為難得的是，在規(guī)章規(guī)定不準點外復(fù)搗的新形勢下，我們實現(xiàn)了換碴施工后施工地段不出現(xiàn)車載三級偏差的好成績。如下圖所示：板結(jié)嚴重的道岔也均能破底并達到100mm。
        
        3、兩種換碴方式分析比較及結(jié)論。
        3.1、經(jīng)濟效益分析比較。從短期投入看，一次性破底每組道岔比二次破底節(jié)省8000元，并少購買35方石碴，而且少占用一個施工點，可謂是成本低見效快，而且短期內(nèi)也顯露不出什么大的問題，甚至有些地方也能全部成功破底。算一筆經(jīng)濟賬，如果一次性破底換碴30組，其中有3組板結(jié)嚴重，質(zhì)量達不到理想狀態(tài)，那么損失3*2.9萬=8.7萬，而30組二次破底換碴比一次性破底需多投入27萬元。可見，從賬面上看，一次性破底遠比二次破底劃算。
        3.2、安全效益分析比較。假設(shè)一種情況，如果一次性破底換碴30組岔，其中有1組在6個月內(nèi)因換碴時深度不夠，導(dǎo)致道床軟硬不均勻，以至于轍岔需提前下線，需在天窗點外臨時要點30分鐘更換，按大秦線運量100-120萬噸/天估算，將至少影響1列2萬噸大列，光是運輸收入損失和轍岔等材料的費用就不止10萬元。如果設(shè)備問題再不能及時發(fā)現(xiàn)，引發(fā)更嚴重的后果，造成的損失更是難以估量?？梢姡瑥陌踩б鎭砜?，二次破底換碴在確保設(shè)備安全上可靠性更強。
        3.3、結(jié)論。隨著北同蒲、大秦重載通道的運量逐年遞增，線路設(shè)備的維修周期將必然縮短，而天窗卻因車流倒逼無法增加，給我們工務(wù)設(shè)備維修帶來了更大的困難。這種形勢下，通過提高大中修質(zhì)量，強化線路框架結(jié)構(gòu)，延長線路設(shè)備維修周期是我們確保行車安全暢通的唯一手段。我們?nèi)绻麨榱斯?jié)省集中修當中的投入，選取了一次性破底換碴的方案，勢必會導(dǎo)致日常的維修作業(yè)中投入更多的人力、物力，而一旦稍有閃失，恐怕會帶來更大的損失，得不償失。所以，結(jié)合重載通道的實際，我認為北同蒲線道岔換碴施工更應(yīng)采用二次破底換碴的方法。