03井巷工程第二章巷道交叉口设计工

第四节第四节 平巷交岔点设计与施工平巷交岔点设计与施工 一、交岔点的类型一、交岔点的类型 交岔点是指巷道相交或分岔的地点，其类型如图交岔点是指巷道相交或分岔的地点，其类型如图8-50所所示。示。2021-12-171 按支护方式不同交岔点可分为简易交岔点和碹岔式交岔点。 2021-12-172 碹岔式交岔点按结构形式可分为牛鼻子交岔点和穿尖碹岔式交岔点按结构形式可分为牛鼻子交岔点和穿尖交岔点两类交岔点两类 二、井下窄轨线路的基本知识 曲线线路曲线线路 1.最小曲线半径：最小曲线半径R应根据车辆运行速度V以及车辆轴距SB大小来确定。 90 V1.5m /s，R不小于10 SB； V3.5m /s，R不小于15 SB； 90 R大于（1015） SB 如为列车运行，则应以机车或矿车的最大轴距来计算，取以米为单位的整数值。 R常用值：9m、12m、15m、20m、25m、30m 、35m 、40m 等。 2021-12-173ROSB2021-12-174 2曲线的轨距加宽曲线的轨距加宽 1）轨距）轨距 是指直线线路上两条钢轨轨头内缘之间的距离是指直线线路上两条钢轨轨头内缘之间的距离SPSPSWX2）轮距）轮距 两车轮轮缘外侧工作边的两车轮轮缘外侧工作边的 距离距离SW3）X 轨距、轮距之间的距离，一般为轨距、轮距之间的距离，一般为1052021-12-17 4）轨距加宽轨距加宽 图8-52是车辆在直线和曲线线路上运行状态图。 曲线的轨距加宽值RSSBP218. 0 轨距加宽的方法是，外轨不动，将内轨向曲线中心移动 pS 逐渐加宽或逐渐减小的直线段距离（也称缓和线）为d1=（100300）PS 3.曲线的外轨抬高曲线的外轨抬高 当车辆在曲线轨道上运行时，如果内、外轨仍在同一平面上，由于存在着离心力，作圆周运动的车辆通过车轮轮缘就要向外轨挤压；增加了钢轨磨损和运行阻力，严重时车辆就要向外翻或出轨。 2021-12-176图8-54为外轨抬高计算示意图。 RVShP2100 外轨抬高的方法是垫厚外轨下面的道渣。值。外轨抬高的渐变段距离d2（100300）hAL2SBL1CD1DA2BB111C2C2C22L2RR172021-12-174双轨曲线线路轨中心距的加宽双轨曲线线路轨中心距的加宽 当车辆在曲线段运行时，为防止双向行驶的车辆相撞，双轨曲线线路的轨道中心距应适当加宽，如图8-55所示为曲线段车体的外伸 和内移 。 12RSLB8221RSB822 L车辆长度，m； SB车辆轴距，m； R曲线半径，m。 窄轨道岔2021-12-178 1道岔的构造 道岔的构造如图8-56所示，它主要有岔尖、基本轨、辙岔、护轮轨、转辙器等部件构成。 1岔尖；2基本轨；3辙岔；4护轮轨；5拉杆；6转辙器1234562021-12-179 岔尖是道岔的最重要的零件，它的作用是引导车辆向主线或岔线运行。 辙岔是道岔的另一个重要零件，其作用是保证车轮轮缘能顺利通过。它是由岔心和翼轨焊接钢板而成，辙岔岔心角（简称辙岔角）是道岔的最重要参数。用它的半角余切的1/2表示道岔号码M，即2021-12-1710221ctgM 窄轨道岔的号码M分为2、3、4、5和6号五种，按（8-24）式可求得其相应的辙岔角应分别为280420、185530、1415、112516和93138。可见，M越大，越小，道岔曲线半径R和曲线长度就越大，车辆就越平稳。 2道岔的类型、系列和型号道岔的类型、系列和型号 道岔的类型按其分岔型式可分成单开道岔、对称道岔和渡线道岔三大类型。分别以拼音字母“DK”、“DC”和“DX”表示。巷道交岔点使用的道岔是单开道岔与对称道岔，其技术特征和适用条件见表8-1。 2021-12-1711 道岔的每一种类型由按规矩和轨型不同共有五个系列，即615、618、624、918和924。其中第一个数字6或9表示轨距为600或900；而后两个数字表示轨型为15kg/m或18kg/m或24kg/m。6002021-12-1712表8-1 单开、对称道岔技术特征及适用条件 道岔的每一个系列按辙岔号码M和道岔的曲线半径不同又分成55个型号，如DK615-4-12、DC618-3-12、DX924-4-1519（左）等。 2021-12-1713在线路设计的平面图中，道岔是用计算简图表示的。 图8-57 窄轨道岔结构与计算简图对照图（a）单开道岔；（b）对称道岔；a辙岔中心至道岔起点的距离；b辙岔中心至道岔终点的距离；L道岔长度142021-12-17 baabs1Lxbbaas1L（c）渡线道岔 DX924-4-1519（左）2021-12-1715 3道岔的选择原则 1）与基本轨的轨距相适应。 2）与基本轨的轨型相适应。 3）与行驶车辆的类别相适应。 4）与行车速度相适应。三、交岔点设计 平面尺寸的确定平面尺寸的确定 确定交岔点平面尺寸，就是要定出交岔点扩大断面的起点和柱墩的位置，即交岔点斜墙的起点至柱墩的长度，定出交岔点最大断面处的宽度，并计算出交岔点单项工程的长度。 在设计前，应首先确定各条巷道的断面及主巷与支巷的关系，并以下述条件作为设计交岔点平面尺寸的已知条件：所选道岔的a、b、a值，支巷对主巷的转角；各条巷道的净宽度、B1 、B2、B3及其轨道中心线至柱墩一侧边墙的距离b1，b2、b3。此外，尚需确定往墩的宽度(一般取500mm)，轨道的曲率半径R。 交岔点的种类很多，在表8-2中列出了六类交岔点的计算图和计算公式。2021-12-1716 2021-12-17172021-12-17182021-12-17192021-12-17202021-12-17212021-12-17222021-12-17231单轨巷道单侧分岔点（图单轨巷道单侧分岔点（图8-58）1)曲率中心O的位置 sincos RbaJbsiaRHcos2）确定 321500cosbRbH3）基本轨起点至变断面终点的水平距离为P：sin)(sin)(3333BbRJbBRJP4）最大断面宽度TM 22TNNMTM而 NM=B3sin 23500cosBBTN5）自基本轨起点至柱墩的距离： NMPL22021-12-17246）确定斜墙TQ的斜率i 求算斜率i0 PBTNi10 根据i0值的大小，选取i为0.2或0.25或0.3，个别情形可取0.15。 7）确定的斜墙起点Q到交岔点扩大断面部分的长度： iBTNL10 8)变断面的起点至基本轨起点的距离Y： Y=P-L0 9)交岔点工程的计算长度L:L=L2+2000 交岔点的中间断面交岔点的中间断面 1交岔点各中间断面的宽度，取决于通过它的运输设备的尺寸、道岔型号、线路联接系统的类型、行人及错车的安全要求。2021-12-1725 2考虑到运输设备通过弯道和道岔时边角会外伸，交岔点道岔处的中间断面应加宽，加宽要点如下： 1)单轨巷道单侧分岔点：在弯道内侧加宽100。其外侧因外伸值不大，可不再加宽，但若安全间隙很小，则应加宽200。加宽范围为道岔转辙中心(理论中心)左边5m和右边1 m。2)双轨巷道单侧分岔点，在道岔转辙中心前5m一段，双轨中心线距应加宽200mm或200mm以上，并在其左、右各设置5m过渡线段，因而在此范围内，巷道外侧也要相应加宽。 3)双轨巷道单侧分岔分支点，在道岔转辙中心前5m一段，双轨中心线距应加宽300或300以上，并在其左设置5m过渡线，因而在此范围内，巷道外侧也要相应加宽。2021-12-1726 3为了施工方便和减少通风阻力，在井底车场交岔点，一般应不改变双轨中心线距及巷道断面，在设计交岔点时，中间断面应选用标准设计图册中相应的曲线段的断面。 4）单轨巷道对称分岔点，两侧均应加宽。 5)双轨巷道分支点，从弯道曲率中心向右开始加宽200mm或200m以上，并在其左设置5m过渡线，因而在此范围内，巷道外侧也要相应加宽。 6)双轨巷道对称分支点，从弯道曲率中心向左3m段，两轨中心线均应分别向外移动200mm或更多，即双轨中心线加宽400mm或更多，并在其左也设置5m过渡线段，巷道也就要相应加宽。 4交岔点中间断面斜墙侧，按选用的斜率i每米巷道递加i米。若交岔点采用砌碹支护，则每米架设一架的碹胎宽度，亦应递加i米。 2021-12-1727 5交岔点中间断面(扩大部分)拱高的确定方法与一般巷道相同。 为了提高断面利用率可降低墙高或拱高。01LhhiTNB降低墙高（降低墙高（a）墙高降低的斜率 ih=200500mm。 降低拱高降低拱高 （b）2021-12-1728 交岔点支护厚度的确定交岔点支护厚度的确定 1）锚喷支护交岔点属于煤矿井巷工程锚杆、喷浆、喷射混疑土支护设计试行规范规定的加强支护工程，因此其锚喷参数应按大断面最大宽度TM选取上限值。分支巷道加强支护的长度，自柱墩起35m(计算时，取为2m)。 2） 对于砌碹交岔点，巷道净宽度是由小到大渐变的，在巷道宽度变化的长度内，按最大宽度选取拱壁厚度。分支巷道拱壁厚度，按各自的净宽度选取。 3）柱墩的宽度一般为500mm，长度一般为13m，通常取2m。对光面爆破完整地保留了原岩体的柱墩，可按支护厚度考虑，不另加长度。 交岔点工程量及材料消耗量计算交岔点工程量及材料消耗量计算 一种是将交岔点按不同断面分为几个计算段，求出每段掘进体积，然后相加(包括柱墩)； 另一种是近似计算，其精度能满足工程需要，在施工中广泛应用，具体算法按图8-60进行。)()(2132111VVgVVLYVVTM292021-12-171体积计算 )()(2132111SSgSSLYSVTM2各种材料的消耗量3柱墩端壁材料消耗量 TSSSVTM)(32 4粉刷面积计算 nnnnTMnnnSSSgSSLYSV)()(2132115锚杆数量，金属网面积 交岔点的作用及作用交岔点的作用及作用 1按1：100的比例绘出交岔点平面图。 2按1：50的比例绘出主巷、支巷及最大宽度TM处的断面图。在TM断面图上，大断面是实际尺寸。两个小断面和柱墩的宽度则是投影尺寸。作图时所需尺寸可以直接在平面图上量取，无需计算。 3作出交岔点断面变化特征表，工程量及主要材料消耗量表。有些设计单位采用固定斜率法定斜墙位置，因而不再列出交岔点断面变化特征表。2021-12-1730四、交岔点设计示例 某矿井底车场一交岔点，主巷是单轨双人行道净宽2700mm的巷道，支巷是单轨净宽2400mm的巷道，采用ZK7-6/250架线式电机车运输，道岔为DK618-4-12单开道岔；设汁要求巷道转角为=45、弯道半径R=15000mm；交岔点穿过f=3的岩石，选用料石砌碹，半圆拱形断面。 根据上述条件，考虑主巷已是双人行道，因而交岔点内不再加宽；交岔点内支巷选用标准设计中的曲线段断面。参考标准断面图册，决定取B1=B2=2700，b1=b2=1330；B3=2700、b3=1570。 根据交岔点穿过f=3的岩层和交智点各断面净宽度，决定各断面拱壁厚度： d1=T1=300mm、d2=T2=300mm、d3=T3=300mm。扩大断面处均为dTM=TTM=465mm。查表8-1，知DK618-4-12单开道岔的参数=1415、a=3472、b=3328mm，考虑到交岔点可能采用15kg/m钢轨道岔，那就得用DK615-412单开道岔，其参数=1415、a=3340、b=3500mm。为了使所设计的交岔点既能适用18kg/m钢轨的道岔，又能适用15kg/m钢轨的道岔，因此选取组合尺寸，即：=1415、a=3472、b=3500mm。2021-12-1731 设计交岔点平面尺按表8-2中的单轨巷道单侧分岔点公式计算：2021-12-1732sincos RbaJ=3472+3500cos1415-15000sin 1415=3172bsiaRHcos=15000cos1415+3500sin1415=15400321500cosbRbH157015000133050015400cos1=3502 sin)(33bBRJP=3172+(15000+1570-2700)sin3502=11134 NM=B3sin =2700sin3502=1550 23500cosBBTN=2700cos3502+500+2700=5412 2021-12-173322TNNMTM2254121550 =5630 PBTNi101113427005412=0.2435iBTNL1025. 027005412=10848Y=P-L0=11134-10848=286 L1=L0 + NM =10848+1550=12398 NMPL2=11134+1550=12684 设计交岔点墙高设计交岔点墙高 -断面自底板起的墙高为1900；在TN断面处的墙高定为 1400mm，故墙降低斜率为： 046. 0108441400190001LhhiTNB 即每米墙的降低值为46mm。 TN、TM断面处的堵高定1400mm，是否合理，尚需按第三章中表3-9中方法验算：2021-12-17341按架线更求确定墙高按架线更求确定墙高h321243)()(bKnRhhhc212)1685360()3002815(3202200=1056 2按管道要求确定墙高按管道要求确定墙高h3222753)2/(bDmKRhhhhb22)14452/200300360(21851809001800=1130 3按行人要求确定墙高h3 架线电机车运输巷，此项不需验算。 由以上验算可知，原定TM 、TN处墙高1400mm能满足安全要求。 交岔点墙的基础深度：水沟一侧为500mm；另一一侧为250； e值为0。 计算工程量、材料消耗量及绘制交岔点施工图计算工程量、材料消耗量及绘制交岔点施工图2021-12-1735 五、交岔点施工 交岔点施工方法交岔点施工方法 1在稳定和稳定性较好的岩层中，交岔点可采用用全断面一次掘进法，随掘随锚喷或先锚后喷，一次完成。2021-12-17362021-12-1737 2在中等稳定岩层中，或巷道断面较大时，可先将一条巷道掘出，并将边墙先行锚喷，余下周边喷上一层厚3050mm的混凝土或砂浆（岩石条件差对，可加打锚杆)作临时支护，然后回过头来再刷帮挑顶，随即进行锚喷。 采用砌碹支护的交岔点，开始以全断面由主巷向支巷方向掘砌，至断面较大处，改用以小断面向两支巷掘进架设棚式临时支架维护顶板，掘过柱墩端面2m，先将此2 m砌好，然后再回过头来，由小断面向柱墩进行刷砌，最后在岔口封顶并做好柱墩端面(齐脸，迎险)。 3在稳定性较差的岩层中，可采用先掘砌好柱墩再刷砌扩 大断面部分的方法。 2021-12-1738 图8-62 先掘砌柱墩在刷砌扩大断面施工顺序 a正向掘进；b反向掘进 a正向掘进；b反向掘进 4在稳定性差的松软岩层中掘进交岔点时，不允许一次暴露的面积过大，可采用导硐施工法如图8-63所示 2021-12-1739 施工注意事项施工注意事项 1交岔点一般应从主巷向岔口的方向进行刷大与砌揎，这样对砌拱与壁后充填比较容易，最后在岔口封顶。 2柱墩是交岔点受力最大的地方，柱墩及岔口的施工是整个工程的关键，必须尽力保证该处围岩的完整和稳定，抓施工质量。 图8-65 柱墩端面施工施工示意图a 混凝土碹；b料石碹 1碹胎；2模板；3爬箍402021-12-17 3用混凝土砌筑岔口时，先将岔口两巷道口的拱、墙砌好，TN处应立一架大拱碹眙(参看图8-65)。 4刷砌交岔点扩大部分时，若岩石条件不好，则必须采用过顶梁作临时支护（8-66）。 2021-12-17412021-12-1742 5交岔点扩大部分，拱高随宽度增大而增高，墙高却可能逐渐降低。因此，架设碹胎时，各架碹胎基脚点必须精确测量，以便作为以后各碹胎的标准。 棚式支架交岔点结构棚式支架交岔点结构 直角交岔点棚子的架设如图8-67，a所示；锐角交岔点棚子的架设见图8-67，b。 第八章 习题1. 硐室的施工特点，施工方法有几种？2. 交岔点按支护方式不同分几种，碹岔式交岔点按结构分哪几种？3. 窄轨道岔有哪几部分构成，道岔按分岔类型分几种？ 2021-12-1743442021-12-17新的标准煤矿常用道岔（煤矿常用道岔（ 新的标准：新的标准： MT/T2-95）（1） 单开单开 ZDK （2） 对称对称 ZDC （3） 渡线渡线 ZDX （增加（增加 Z 代表窄轨道岔）代表窄轨道岔）标准道岔共有七个系列标准道岔共有七个系列600轨距：轨距：615、622、630、643、900轨距：轨距：915、930、9382021-12-1745新设计矿井轨型选用要求使用地点使用地点运输设备运输设备轨型（轨型（kg / m）运输大巷运输大巷10t，14t电机车电机车7t，8t电机车电机车3038（24） 2230（1824）上下山上下山3 t矿车矿车1t，1.5t矿车矿车2230（18）1522（1115）区段平巷区段平巷3t，矿车，矿车1.5t矿车矿车2230（18）15（11）462021-12-17 3）道岔辙岔号 与辙岔角关系 新计算方法 原计算方法2021-12-1747BCAC tantan M1 tan 2tan OBAO212M21道岔角度对照表2021-12-1748M新标准角度值226335426.565318260618.435414021014.036511183611.3106927449.462M原标准角度值228043828.077318553018.9254141514.25511251611.4216931389.5272021-12-17492021-12-1750ZDK、ZDX道岔的方向性道岔的方向性 分左向、右向。分左向、右向。道岔手册中所列型号均为右向道岔。道岔手册中所列型号均为右向道岔。如：如：ZDK622/4/12未注明未注明左、右，均为右向道岔。左、右，均为右向道岔。右向道岔右向道岔 岔线在行进岔线在行进方向（由方向（由a b）的右侧。）的右侧。左向道岔：必须在尾数后注上（左）字。左向道岔：必须在尾数后注上（左）字。如：如：ZDK622/ 4 / 12（左）（左）岔线在行进方向岔线在行进方向（由（由a b） 的左侧。的左侧。 2021-12-17512021-12-1752