井巷工程第八章硐室及交岔點設(shè)計

1、井巷工程第八章硐室及交岔點設(shè)計第一頁，共107頁。第一節(jié) 井下主要硐室設(shè)計第二節(jié) 硐室施工 第三節(jié) 平巷交岔點設(shè)計與施工 第八章硐室及交岔點設(shè)計2022/10/112第二頁，共107頁。第一節(jié) 井下主要硐室設(shè)計 硐室有立井硐室、斜井硐室，井底車場硐室以及采區(qū)硐室等等。各種硐室由于用途不同，其斷面形狀及規(guī)格尺寸亦變化多樣，但是它們設(shè)計的原則和方法基本上是相同的。 一般首先根據(jù)硐室的用途，合理選擇硐室內(nèi)需要安設(shè)的機(jī)械和電氣設(shè)備，然后依據(jù)已選定的機(jī)械和電氣設(shè)備的類型和數(shù)量，確定硐室的形式及其布置，最后再根據(jù)這些設(shè)備安裝、檢修和安全運(yùn)行的安全間隙要求以及硐室所處周巖穩(wěn)定狀況確定出硐室的規(guī)格尺寸和支護(hù)結(jié)

2、構(gòu)。有些硐室還需要考慮防潮、防滲、防火和防爆等特殊要求。2022/10/113第三頁，共107頁。1-主井2-副井3-中央水泵房4-吸水小井5-卸載硐室（翻籠）6-井底斜煤倉7-箕斗裝載硐室8-主井清煤斜巷9-主井井底水泵房10-防火門硐室11-井下調(diào)度室12-候罐室13-副井馬頭門14-中央變電所15-管子道16-內(nèi)水倉17-外水倉18-機(jī)車庫、修理間19-主要運(yùn)輸大巷2022/10/114第四頁，共107頁。一、箕斗裝載硐室與井底煤倉的設(shè)計 箕斗裝載硐室與井底煤倉的布置形式 中小型礦井廣泛采用箕斗裝載硐室（單側(cè)式）與容量較小的傾斜煤倉直接連接的布置形式（圖8-1）； 大型礦井，多采用一個直

3、立煤倉通過一條裝載膠帶輸送機(jī)與箕斗裝載硐室（單側(cè)式）連接（圖8-2）； 特大型礦井，往往采用多個個直立煤倉通過一條或兩條裝載膠帶輸送機(jī)與箕斗裝載硐室（單側(cè)式或雙側(cè)式）連接（圖8-3）。 2022/10/115第五頁，共107頁。2022/10/116第六頁，共107頁。2022/10/117第七頁，共107頁。2022/10/118第八頁，共107頁。 箕斗裝載硐室 1位置 布置在沒有含水層、沒有地質(zhì)構(gòu)造、圍巖堅固處，以便施工與維護(hù)。 一般當(dāng)大巷采用礦車運(yùn)輸，硐室位于井底車場生產(chǎn)水平之下； 當(dāng)采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸時，硐室就位于生產(chǎn)水平之上。 2箕斗裝載硐室的形式 同側(cè)裝卸式和異側(cè)裝卸式； 通過式

4、與非通過式； 單側(cè)式（硐室位于井筒一側(cè)）和雙側(cè)式 ；2022/10/119第九頁，共107頁。2022/10/1110第十頁，共107頁。2022/10/1111第十一頁，共107頁。 3箕斗裝載硐室的斷面形狀及尺寸 箕斗裝載硐室的斷面形狀多用矩形，當(dāng)圍巖條件較差，地壓較大時可以采用半圓拱形。 箕斗裝載硐室的尺寸，主要根據(jù)所選用的裝載設(shè)備型號、設(shè)備布置、設(shè)備安裝和檢修，以及考慮人行道和行人梯子的布置要求來確定。2022/10/1112第十二頁，共107頁。 4箕斗裝載硐室的支護(hù) 箕斗裝載硐室的支護(hù)，有素混凝土支護(hù)及鋼筋混凝土支護(hù)兩種。其支護(hù)厚度取決于硐室所處圍巖的穩(wěn)定性和地壓的大小。2022/

5、10/1113第十三頁，共107頁。2022/10/1114第十四頁，共107頁。 井底煤倉設(shè)計 1煤倉的形式及斷面形狀 傾斜煤倉 直立煤倉 隨著礦井開拓布置的改革，出現(xiàn)了水平煤倉。 煤倉的斷面形狀有圓形、矩形及半圓拱形等三種。 2容量計算Qd礦井平均日產(chǎn)量； 1.15為礦井生產(chǎn)不均衡系數(shù)； 1.20提升能力富裕系數(shù)；14每日提升時間，h。 3煤倉支護(hù)2022/10/1115第十五頁，共107頁。二、推車機(jī)翻車機(jī)硐室與卸載硐室推車機(jī)翻車機(jī)硐室 1硐室的位置2022/10/1116第十六頁，共107頁。 2硐室的形式與布置 根據(jù)礦車進(jìn)車方向不同，硐室可分為左側(cè)式和右側(cè)式。 根據(jù)電機(jī)車是否從翻車機(jī)

6、旁通過，硐室可分為通過式與非通過式。 非通過式硐室長度約為15-20m，最大寬度為6m；通過式硐室長度約為38-40m,最大寬度為8m。2022/10/1117第十七頁，共107頁。 3硐室斷面形狀及支滬 硐室一般采用半圓拱，混凝土支護(hù)，當(dāng)圍巖穩(wěn)定，不淋水可采用錨噴支護(hù)；當(dāng)圍巖較差時，可采用錨噴加混凝土的聯(lián)合支護(hù)。 硐室拱頂安設(shè)的支承橫梁，和起吊梁，在翻車機(jī)上方的為2430號工字鋼；在推車機(jī)上方的為24號工字鋼。 硐室軌面以下地溝與設(shè)備基礎(chǔ)須用C15以上的混凝土澆注100200厚。2022/10/1118第十八頁，共107頁。 卸載站硐室的設(shè)計 1卸載站的結(jié)構(gòu) 1）支承托輥： 2）卸載曲軌和復(fù)

7、位曲軌： 3）支承鋼梁： 4）卸載坑： 1-底卸式礦車2-車輪3-緩沖器4-卸載輪5-卸載曲軌6-卸載坑7-托輥 2022/10/1119第十九頁，共107頁。2卸載原理 2022/10/1120第二十頁，共107頁。 3硐室的布置形式 1）非通過式卸載站硐室。 2）通過式卸載站硐室。 3）卸載站與翻車機(jī)聯(lián)合布置硐室。 4硐室尺寸確定 1）硐室長度 2）硐室寬度 3）硐室高度 5硐室斷面形狀與支護(hù) 硐室斷面形狀多為半圓拱形。 硐室支護(hù)一般采用混凝土、錨噴支護(hù)、錨噴加混凝土或鋼筋混凝土聯(lián)合支護(hù)。卸載坑兩側(cè)直墻采用鋼筋混凝土，進(jìn)出車兩側(cè)用鋼筋混凝土澆灌并鋪設(shè)輝綠巖鑄板。2022/10/1121第二

8、十一頁，共107頁。 馬頭門通常指副井井簡與井底車場連接部分的一段斷面擴(kuò)大部分的巷道稱馬頭門，是副井系統(tǒng)的主要硐室之一。 馬頭門形式 雙面斜頂式（a） 雙面平頂式（b） 三、副井馬頭門馬頭門平面尺寸 馬頭門平面尺寸包括長度和寬度。 馬頭門的長度通常指井筒兩側(cè)對稱道岔基本軌起點之間的距離， 馬頭門的寬度，主要取決于井簡裝備及選用的罐籠布置方式和兩側(cè)人行道寬度。 2022/10/1122第二十二頁，共107頁。1馬頭門長度的確定2馬頭門寬度的確定 B=S+2A 2022/10/1123第二十三頁，共107頁。 3馬頭門高度的確定Hmin下放最長材料時，馬頭門需要的最小高度，m；L下放材料最大長度，

9、一般L=12.5m； W井筒下放材料的有效弦長； D井筒凈直徑，m；下放材料時，材料與水平面的夾角，其值按下式計算：4馬頭門斷面形狀及支護(hù) 2022/10/1124第二十四頁，共107頁。四、中央水泵房的設(shè)計 中央水泵房由泵房主體硐室、配水井、吸水井、配水巷、管子道及通道組成。中央水泵房和水倉構(gòu)成了中央排水系統(tǒng)。吸入式中央水泵房設(shè)計 1泵房的位置 2022/10/1125第二十五頁，共107頁。 2配水井、配水巷和吸水井的布置 配水井、配水巷和吸水井構(gòu)成配水系統(tǒng) 。1-水泵及電機(jī) 2-吸水井 3-配水巷 4-配水井 5-水倉 6-帶閘閥的溢水管2022/10/1126第二十六頁，共107頁。

10、3主體硐室的設(shè)備布置 1）水泵2）排水管根據(jù)礦井正常和最大涌水量，選擇排水管直徑和趟數(shù)。 3）電纜 電纜敷設(shè)有沿墻懸掛和設(shè)電纜溝兩種方式。前者使用與檢修方便，但長度增加，彎頭多。所以目前多采用后者。 4）電氣設(shè)備5）起吊和運(yùn)輸設(shè)備2022/10/1127第二十七頁，共107頁。 4.主體硐室尺寸的確定 1）硐室長度的確定 1）硐室長度的確定 2）硐室寬度的確定3）硐室高度的確定4）設(shè)備基礎(chǔ)的尺寸2022/10/1128第二十八頁，共107頁。 5主體硐室斷面形狀及支護(hù) 主體硐室斷面形狀一般采用半圓拱和三心拱。硐室現(xiàn)多用混凝土支護(hù) 。 6管子道與通道設(shè)計要求 1) 管子道。 2）泵房通道是泵房主

11、體硐室與井底車場的連接通道。 3）泵房與中央變電所之間應(yīng)設(shè)防火鐵門，墻上也要設(shè)電纜套管， 2022/10/1129第二十九頁，共107頁。 壓入式水泵房的設(shè)計特點潛水泵水泵房(泵井) 2022/10/1130第三十頁，共107頁。五、水倉設(shè)計 水倉的位置與布置形式1水倉的位置2水倉的布置形式2022/10/1131第三十一頁，共107頁。 水倉容量、長度和斷面尺寸的確定 1容量的確定 根據(jù)煤礦安全規(guī)程有關(guān)規(guī)定，按以下情況分別確定： 1）當(dāng)?shù)V井正常涌水量小于或等于1000m3/h時， Q容主要水倉的有效容量，m3； Q0礦井正常的有涌水量，m3/h；2）當(dāng)?shù)V井正常涌水量大于1000m3/h時 2

12、長度和斷面的確定水倉的長度（主倉+副倉）可按下式計算： 2022/10/1132第三十二頁，共107頁。水倉縱斷面的計算 1水倉起點的標(biāo)高h(yuǎn)c；水倉終點的標(biāo)高h(yuǎn)A，得hc、hA兩點高差H。 2水倉底板有i=0.0010.002的坡度。斜向豎曲線半徑R取912m。 3斜巷傾角=1820為宜。 4曲線半徑R，一般取為912m。 5水倉終點的底板標(biāo)高最多只能比水泵房底板標(biāo)高低4.55.0m，水倉的頂板標(biāo)高必須比水倉入口處水溝的底板低，否則水倉不能灌滿。 6為簡化計算，取水倉最低點為豎曲線的切線交點B，它與實際最低點D只有微小誤差 2022/10/1133第三十三頁，共107頁。水倉的縱斷面參數(shù)可按下

13、式計算：水倉終點A與水倉最低點B的高差L水倉起點與終點的水平投影長度，m； R清理斜巷的豎曲線半徑，R=912m；清理斜巷的傾角，一般為820； i水倉的坡度，一般為0.0010.002； H水倉的起點與終點的標(biāo)高差，m。2022/10/1134第三十四頁，共107頁。水倉起點C與水倉最低點B的水平投影長度 水倉斷面形狀及支護(hù) 水倉終點A與水倉最低點B的水平投影長度2022/10/1135第三十五頁，共107頁。第二節(jié) 硐室施工 一、硐室施工特點 1硐室的斷面大而且變化多，長度則比較短，使得大型施工機(jī)械在此難于施展。 2硐室往往與其他硐室、巷道相毗連，加之硐室本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，故其受力狀態(tài)比較復(fù)雜

14、且不易準(zhǔn)確分析，施工難度較大，若圍巖穩(wěn)定性差，則更須注意施工安全。 3硐室的服務(wù)年限長，工程質(zhì)量要求高，不少硐室還要澆筑機(jī)電設(shè)備的基礎(chǔ)、預(yù)留管線溝槽、安設(shè)起重梁等，故施工時要精心安排，確保工程規(guī)格和質(zhì)量。 2022/10/1136第三十六頁，共107頁。二、硐室圍巖的穩(wěn)定性分析 1硐室圍巖穩(wěn)定性的力學(xué)分析方法 當(dāng)圍巖應(yīng)力沒有超過巖體的強(qiáng)度時，圍巖處于彈性變形階段，圍巖是穩(wěn)定的；當(dāng)圍巖應(yīng)力超過巖體強(qiáng)度時，圍巖開始破壞失去穩(wěn)定性。 根據(jù)莫爾強(qiáng)度理論各向同性均質(zhì)巖體的不穩(wěn)定條件：剪切面與最大主應(yīng)力的夾角為： 巖體具有結(jié)構(gòu)面時，其破壞取決于結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀特征，此時不穩(wěn)定的條件為: c1 結(jié)構(gòu)面的摩擦角。

15、1結(jié)構(gòu)面的摩擦角。2022/10/1137第三十七頁，共107頁。 2硐室圍巖穩(wěn)定性的地質(zhì)分析方法 1）產(chǎn)狀平緩的薄層或與中厚層相間存在時，頂板處的薄層極易塌落（圖8-31）。如果垂直于層面的節(jié)理發(fā)育更會擴(kuò)大塌落的范圍（圖8-32）。 2022/10/1138第三十八頁，共107頁。 如巖層由平緩變?yōu)閮A斜產(chǎn)狀時，在垂直于層面的節(jié)理作用下，頂板塌落的范圍變大，此時還可能引起兩幫巖體的塌落（圖8-33） 。2022/10/1139第三十九頁，共107頁。 以上幾種塌落方式取決與層面的連結(jié)強(qiáng)度和節(jié)理的發(fā)育程度。根據(jù)層面，節(jié)理情況可以圈定不穩(wěn)定巖體的大致范圍，一般來說這類巖體尚屬穩(wěn)定，只要施工注意，并

16、及時支護(hù)，就不會引起圍巖的過多塌落。在這類巖層中采用錨噴支護(hù)是很有效的 2022/10/1140第四十頁，共107頁。 2）平緩厚層狀巖體在構(gòu)造應(yīng)力作用下水平面上山現(xiàn)X型節(jié)理或斷裂的情形（圖8-34）。 平緩巖層發(fā)展到傾斜狀態(tài)時，沿平面X型斷裂還會發(fā)育一組張性斷裂，其走向大體上與硐室軸線平行，在側(cè)面也還會產(chǎn)生X型斷裂，其走向大體上與硐室軸線垂直(圖8-35)。 從以上兩種情況可以看出硐壁、特別是硐頂分離體是否出現(xiàn)以及可能出現(xiàn)的形狀等均取決于構(gòu)造節(jié)埋的延展性，連續(xù)性和密集程度。延展大、連續(xù)性強(qiáng)的斷層和大型裂隙對硐室圍巖隱定性的影響極為顯著，它往往是硐室失穩(wěn)的主要原因。2022/10/1141第四

17、十一頁，共107頁。 3）斷層破碎帶及其它大型軟弱結(jié)構(gòu)面一般容易形成高的塌落拱。 結(jié)構(gòu)面的走向與硐室軸向平行或接近平行時，兩條傾向相反、連續(xù)性強(qiáng)的斷層或裂隙將形成“”型塌落拱（8-36）。 兩組高傾角裂隙或斷層雖不相交、但被另一組緩傾角的結(jié)構(gòu)面所穿割時，可能形成不同形狀的“”形塌落拱(圖8-36) 2022/10/1142第四十二頁，共107頁。 4）兩組傾向相反的結(jié)構(gòu)面互相切割在拱頂也會出現(xiàn)分離體，但因裂隙不互相貫通，故限制了它的發(fā)展。塌落拱的高度與裂隙面的緊密程皮有關(guān)。這種頂板局部落石的破壞方式，在硐室中是大量出現(xiàn)的(圖8-37)。 2022/10/1143第四十三頁，共107頁。 5）

18、硐壁的滑移也是造成硐室失穩(wěn)的原因之一，其穩(wěn)定性主要受高傾角的軟弱結(jié)構(gòu)面所控制。圖8-38所示的是硐壁巖體在兩組裂隙作用下所出現(xiàn)的分離體的形狀。 2022/10/1144第四十四頁，共107頁。以地質(zhì)分析為基礎(chǔ)的硐室圍巖穩(wěn)定性的判斷方法，適用在巖體強(qiáng)度由結(jié)構(gòu)面及其組合關(guān)系所決定的堅硬巖體。對軟弱巖體或經(jīng)受強(qiáng)烈地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動作用的破碎巖體，由于巖體本身強(qiáng)度不高，結(jié)構(gòu)面的作用已居于次要地位，決定此種巖體的變形和破壞特征可按散體介質(zhì)處理。通常巖石f23時，即可視為軟弱巖體。2022/10/1145第四十五頁，共107頁。3圍巖松動圈支護(hù)理論對圍巖的穩(wěn)定性分析 巷道開挖后，圍巖受力狀態(tài)由三向變成了近似兩向

19、，造成巖石強(qiáng)度較大幅度地下降。如果圍巖中集中的應(yīng)力值小于下降后的巖石強(qiáng)度，圍巖處于彈塑性狀態(tài)，圍巖自行穩(wěn)定，不存在支護(hù)問題；如果相反，圍巖將發(fā)生破壞，這種破壞從周邊逐漸向深部擴(kuò)展，直至達(dá)到新的三向應(yīng)力平衡狀態(tài)為止，此時圍巖中出現(xiàn)了一個破裂帶 。把這個由于應(yīng)力作用產(chǎn)生的破裂帶稱為圍巖松動圈。用圍巖松動圈的實測數(shù)值確定硐室的支護(hù)參數(shù)，則稱圍巖松動圈支護(hù)理論。 2022/10/1146第四十六頁，共107頁。 根據(jù)松動圈的大小對硐室圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行判定。松動圈在040之間的，屬穩(wěn)定圍巖圍巖松動圈在40100之間的，屬較穩(wěn)定圍巖；圍巖松動圈在100150之間的，為一般圍巖；圍巖松動圈在150200之間

20、的，屬不穩(wěn)定圍巖；圍巖松動圈在200300之間的，為軟巖；大于300的為極不穩(wěn)定圍巖。目前看來，應(yīng)用圍巖松動圈理論來判定圍巖穩(wěn)定性是一種簡單準(zhǔn)確的方法，比其它方法可操作性強(qiáng)。 松動圈測試：超聲波測試。2022/10/1147第四十七頁，共107頁。三、硐室施工方法 全斷面一次掘進(jìn)法 這種施工方法，常用于圍巖穩(wěn)定，斷面不是特別大的硐室。全斷面一次掘進(jìn)硐室的高度，以不超過45m為宜。 臺階工作面施工法 1正臺階工作面(下行分層)施工法 根據(jù)硐室的全高，整個斷面可分為23層，每層的高度以1.82.0m為宜，最大不要超過3m。 2022/10/1148第四十八頁，共107頁。 2倒臺階工作面(上行分層

21、)施工法 正臺階工作面施工法比較安全可靠；倒臺階法挑頂爆破效率高，裝巖方便。兩者都適用于圍巖比較穩(wěn)定、整體性比較好的巖層。其中先拱后墻下行分層法的適應(yīng)范圍更廣，在較松軟的巖層中也可應(yīng)用。 2022/10/1149第四十九頁，共107頁。 導(dǎo)硐施工法 這種施工方法多用于松軟破碎地帶，在穩(wěn)定巖層中施工特大斷面(如50)的硐室時也可采用。 1中央下導(dǎo)硐 當(dāng)硐室采用錨噴支護(hù)時，用中央下導(dǎo)硐(圖8-43)，先挑頂 后開幫的順序施工。 砌碹支護(hù)的硐室，適用中央下導(dǎo)硐先開幫后挑頂?shù)捻樞蚴┕ぃ?-44）。 2022/10/1150第五十頁，共107頁。 2兩側(cè)導(dǎo)硐施工法 兩側(cè)導(dǎo)硐施工法，是在松軟破碎巖層中采用

22、的一種安全有效的施工方法。這種方法是從硐室底板開始，在兩側(cè)墻部超前開掘兩個小導(dǎo)硐，逐步向上擴(kuò)大(圖8-45)。 2022/10/1151第五十一頁，共107頁。 3頂部導(dǎo)硐施工法 此法施工順序如圖8-46所示。先掘頂部導(dǎo)硐1，超前5m用以探明地質(zhì)情況，隨之臥底2，再落后15m左右開幫3。此時整個拱部已經(jīng)掘出，便可進(jìn)行拱部的錨噴或砌碹4。然后再臥中心底部5。最后刷幫6與砌墻7。2022/10/1152第五十二頁，共107頁。四、與井筒相連的主要硐室的施工馬頭門的施工 1當(dāng)井筒掘進(jìn)到馬頭門上方510m處，暫停掘進(jìn)，先將上段井壁砌好。 2井筒繼續(xù)下掘，可以隨井筒同時將馬頭門掘出，也可以將井筒一次掘夠

23、深度或只掘至馬頭門下方的混凝土壁圈處。 3由下向上砌筑井壁至馬頭門的底板高處。 4逐段施工馬頭門。12344105678991102022/10/1153第五十三頁，共107頁。 當(dāng)馬頭門處圍巖比較堅硬 穩(wěn)定時，掘進(jìn)時可以用錨噴作為臨時支護(hù)。為加快馬頭門施工的速度，可安排與井筒同時自上而下施工。圖8-49。2022/10/1154第五十四頁，共107頁。 箕斗裝載硐室施工 1箕斗裝載硐室與井筒同時施工 2箕斗裝載硐室在井筒掘砌全部結(jié)束后進(jìn)行施工 3箕斗裝載硐室和地面永久建筑工程平行作業(yè)施工。 2022/10/1155第五十五頁，共107頁。第四節(jié) 平巷交岔點設(shè)計與施工 一、交岔點的類型 交岔點

24、是指巷道相交或分岔的地點，其類型如圖8-50所示。2022/10/1156第五十六頁，共107頁。 按支護(hù)方式不同交岔點可分為簡易交岔點和碹岔式交岔點。 碹岔式交岔點按結(jié)構(gòu)形式可分為牛鼻子交岔點和穿尖交岔點兩類 2022/10/1157第五十七頁，共107頁。二、井下窄軌線路的基本知識 曲線線路 1.最小曲線半徑：最小曲線半徑R應(yīng)根據(jù)車輛運(yùn)行速度V以及車輛軸距SB大小來確定。 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 如為列車運(yùn)行，則應(yīng)以機(jī)車或礦車的最大軸距來計算，取以米為單位的整數(shù)值。 R常用值：9m、12m、15m

25、、20m、25m、30m 、35m 、40m 等。 ROSB2022/10/1158第五十八頁，共107頁。 2曲線的軌距加寬 1）軌距 是指直線線路上兩條鋼軌軌頭內(nèi)緣之間的距離SPSPSWX2）輪距 兩車輪輪緣外側(cè)工作邊的 距離SW3）X 軌距、輪距之間的距離，一般為102022/10/1159第五十九頁，共107頁。 4）軌距加寬 圖8-52是車輛在直線和曲線線路上運(yùn)行狀態(tài)圖。 曲線的軌距加寬值 軌距加寬的方法是，外軌不動，將內(nèi)軌向曲線中心移動 逐漸加寬或逐漸減小的直線段距離（也稱緩和線）為d1=（100300）2022/10/1160第六十頁，共107頁。 3.曲線的外軌抬高 當(dāng)車輛在曲

26、線軌道上運(yùn)行時，如果內(nèi)、外軌仍在同一平面上，由于存在著離心力，作圓周運(yùn)動的車輛通過車輪輪緣就要向外軌擠壓；增加了鋼軌磨損和運(yùn)行阻力，嚴(yán)重時車輛就要向外翻或出軌。 圖8-54為外軌抬高計算示意圖。 外軌抬高的方法是墊厚外軌下面的道渣。值。外軌抬高的漸變段距離d2（100300）h2022/10/1161第六十一頁，共107頁。4雙軌曲線線路軌中心距的加寬 當(dāng)車輛在曲線段運(yùn)行時，為防止雙向行駛的車輛相撞，雙軌曲線線路的軌道中心距應(yīng)適當(dāng)加寬，如圖8-55所示為曲線段車體的外伸 和內(nèi)移 。 L車輛長度，m； SB車輛軸距，m； R曲線半徑，m。2022/10/1162第六十二頁，共107頁。 窄軌道岔

27、 1道岔的構(gòu)造 道岔的構(gòu)造如圖8-56所示，它主要有岔尖、基本軌、轍岔、護(hù)輪軌、轉(zhuǎn)轍器等部件構(gòu)成。 1岔尖；2基本軌；3轍岔；4護(hù)輪軌；5拉桿；6轉(zhuǎn)轍器1234562022/10/1163第六十三頁，共107頁。2022/10/1164第六十四頁，共107頁。 岔尖是道岔的最重要的零件，它的作用是引導(dǎo)車輛向主線或岔線運(yùn)行。 轍岔是道岔的另一個重要零件，其作用是保證車輪輪緣能順利通過。它是由岔心和翼軌焊接鋼板而成，轍岔岔心角（簡稱轍岔角）是道岔的最重要參數(shù)。用它的半角余切的1/2表示道岔號碼M，即 窄軌道岔的號碼M分為2、3、4、5和6號五種，按（8-24）式可求得其相應(yīng)的轍岔角應(yīng)分別為2804

28、20、185530、1415、112516和93138?？梢?，M越大，越小，道岔曲線半徑R和曲線長度就越大，車輛就越平穩(wěn)。2022/10/1165第六十五頁，共107頁。 2道岔的類型、系列和型號 道岔的類型按其分岔型式可分成單開道岔、對稱道岔和渡線道岔三大類型。分別以拼音字母“DK”、“DC”和“DX”表示。巷道交岔點使用的道岔是單開道岔與對稱道岔，其技術(shù)特征和適用條件見表8-1。 道岔的每一種類型由按規(guī)矩和軌型不同共有五個系列，即615、618、624、918和924。其中第一個數(shù)字6或9表示軌距為600或900；而后兩個數(shù)字表示軌型為15kg/m或18kg/m或24kg/m。600202

29、2/10/1166第六十六頁，共107頁。表8-1 單開、對稱道岔技術(shù)特征及適用條件2022/10/1167第六十七頁，共107頁。 道岔的每一個系列按轍岔號碼M和道岔的曲線半徑不同又分成55個型號，如DK615-4-12、DC618-3-12、DX924-4-1519（左）等。 在線路設(shè)計的平面圖中，道岔是用計算簡圖表示的。 圖8-57 窄軌道岔結(jié)構(gòu)與計算簡圖對照圖（a）單開道岔；（b）對稱道岔；a轍岔中心至道岔起點的距離；b轍岔中心至道岔終點的距離；L道岔長度2022/10/1168第六十八頁，共107頁。 （c）渡線道岔DX924-4-1519（左）2022/10/1169第六十九頁，共

30、107頁。 3道岔的選擇原則 1）與基本軌的軌距相適應(yīng)。 2）與基本軌的軌型相適應(yīng)。 3）與行駛車輛的類別相適應(yīng)。 4）與行車速度相適應(yīng)。2022/10/1170第七十頁，共107頁。三、交岔點設(shè)計 平面尺寸的確定 確定交岔點平面尺寸，就是要定出交岔點擴(kuò)大斷面的起點和柱墩的位置，即交岔點斜墻的起點至柱墩的長度，定出交岔點最大斷面處的寬度，并計算出交岔點單項工程的長度。 在設(shè)計前，應(yīng)首先確定各條巷道的斷面及主巷與支巷的關(guān)系，并以下述條件作為設(shè)計交岔點平面尺寸的已知條件：所選道岔的a、b、a值，支巷對主巷的轉(zhuǎn)角；各條巷道的凈寬度、B1 、B2、B3及其軌道中心線至柱墩一側(cè)邊墻的距離b1，b2、b3

31、。此外，尚需確定往墩的寬度(一般取500mm)，軌道的曲率半徑R。 交岔點的種類很多，在表8-2中列出了六類交岔點的計算圖和計算公式。2022/10/1171第七十一頁，共107頁。 2022/10/1172第七十二頁，共107頁。2022/10/1173第七十三頁，共107頁。2022/10/1174第七十四頁，共107頁。2022/10/1175第七十五頁，共107頁。2022/10/1176第七十六頁，共107頁。2022/10/1177第七十七頁，共107頁。1單軌巷道單側(cè)分岔點（圖8-58）1)曲率中心O的位置 2）確定 3）基本軌起點至變斷面終點的水平距離為P：4）最大斷面寬度TM

32、 而 NM=B3sin 5）自基本軌起點至柱墩的距離： 2022/10/1178第七十八頁，共107頁。6）確定斜墻TQ的斜率i 求算斜率i0 根據(jù)i0值的大小，選取i為0.2或0.25或0.3，個別情形可取0.15。 7）確定的斜墻起點Q到交岔點擴(kuò)大斷面部分的長度： 8)變斷面的起點至基本軌起點的距離Y： Y=P-L0 9)交岔點工程的計算長度L:L=L2+2000 2022/10/1179第七十九頁，共107頁。 交岔點的中間斷面 1交岔點各中間斷面的寬度，取決于通過它的運(yùn)輸設(shè)備的尺寸、道岔型號、線路聯(lián)接系統(tǒng)的類型、行人及錯車的安全要求。 2考慮到運(yùn)輸設(shè)備通過彎道和道岔時邊角會外伸，交岔點

33、道岔處的中間斷面應(yīng)加寬，加寬要點如下： 1)單軌巷道單側(cè)分岔點：在彎道內(nèi)側(cè)加寬100。其外側(cè)因外伸值不大，可不再加寬，但若安全間隙很小，則應(yīng)加寬200。加寬范圍為道岔轉(zhuǎn)轍中心(理論中心)左邊5m和右邊1 m。2)雙軌巷道單側(cè)分岔點，在道岔轉(zhuǎn)轍中心前5m一段，雙軌中心線距應(yīng)加寬200mm或200mm以上，并在其左、右各設(shè)置5m過渡線段，因而在此范圍內(nèi)，巷道外側(cè)也要相應(yīng)加寬。 2022/10/1180第八十頁，共107頁。 3)雙軌巷道單側(cè)分岔分支點，在道岔轉(zhuǎn)轍中心前5m一段，雙軌中心線距應(yīng)加寬300或300以上，并在其左設(shè)置5m過渡線，因而在此范圍內(nèi)，巷道外側(cè)也要相應(yīng)加寬。 3為了施工方便和減少

34、通風(fēng)阻力，在井底車場交岔點，一般應(yīng)不改變雙軌中心線距及巷道斷面，在設(shè)計交岔點時，中間斷面應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計圖冊中相應(yīng)的曲線段的斷面。 4）單軌巷道對稱分岔點，兩側(cè)均應(yīng)加寬。 5)雙軌巷道分支點，從彎道曲率中心向右開始加寬200mm或200m以上，并在其左設(shè)置5m過渡線，因而在此范圍內(nèi)，巷道外側(cè)也要相應(yīng)加寬。 6)雙軌巷道對稱分支點，從彎道曲率中心向左3m段，兩軌中心線均應(yīng)分別向外移動200mm或更多，即雙軌中心線加寬400mm或更多，并在其左也設(shè)置5m過渡線段，巷道也就要相應(yīng)加寬。2022/10/1181第八十一頁，共107頁。 4交岔點中間斷面斜墻側(cè)，按選用的斜率i每米巷道遞加i米。若交岔點采用

35、砌碹支護(hù)，則每米架設(shè)一架的碹胎寬度，亦應(yīng)遞加i米。 5交岔點中間斷面(擴(kuò)大部分)拱高的確定方法與一般巷道相同。 為了提高斷面利用率可降低墻高或拱高。降低墻高（a）墻高降低的斜率 h=200500mm。 降低拱高 （b）2022/10/1182第八十二頁，共107頁。 交岔點支護(hù)厚度的確定 1）錨噴支護(hù)交岔點屬于煤礦井巷工程錨桿、噴漿、噴射混疑土支護(hù)設(shè)計試行規(guī)范規(guī)定的加強(qiáng)支護(hù)工程，因此其錨噴參數(shù)應(yīng)按大斷面最大寬度TM選取上限值。分支巷道加強(qiáng)支護(hù)的長度，自柱墩起35m(計算時，取為2m)。 2） 對于砌碹交岔點，巷道凈寬度是由小到大漸變的，在巷道寬度變化的長度內(nèi)，按最大寬度選取拱壁厚度。分支巷道拱

36、壁厚度，按各自的凈寬度選取。 3）柱墩的寬度一般為500mm，長度一般為13m，通常取2m。對光面爆破完整地保留了原巖體的柱墩，可按支護(hù)厚度考慮，不另加長度。2022/10/1183第八十三頁，共107頁。 交岔點工程量及材料消耗量計算 一種是將交岔點按不同斷面分為幾個計算段，求出每段掘進(jìn)體積，然后相加(包括柱墩)； 另一種是近似計算，其精度能滿足工程需要，在施工中廣泛應(yīng)用，具體算法按圖8-60進(jìn)行。1體積計算 2各種材料的消耗量3柱墩端壁材料消耗量 4粉刷面積計算 5錨桿數(shù)量，金屬網(wǎng)面積 2022/10/1184第八十四頁，共107頁。 交岔點的作用及作用 1按1：100的比例繪出交岔點平面

37、圖。 2按1：50的比例繪出主巷、支巷及最大寬度TM處的斷面圖。在TM斷面圖上，大斷面是實際尺寸。兩個小斷面和柱墩的寬度則是投影尺寸。作圖時所需尺寸可以直接在平面圖上量取，無需計算。 3作出交岔點斷面變化特征表，工程量及主要材料消耗量表。有些設(shè)計單位采用固定斜率法定斜墻位置，因而不再列出交岔點斷面變化特征表。2022/10/1185第八十五頁，共107頁。四、交岔點設(shè)計示例 某礦井底車場一交岔點，主巷是單軌雙人行道凈寬2700mm的巷道，支巷是單軌凈寬2400mm的巷道，采用ZK7-6/250架線式電機(jī)車運(yùn)輸，道岔為DK618-4-12單開道岔；設(shè)汁要求巷道轉(zhuǎn)角為=45、彎道半徑R=15000

38、mm；交岔點穿過f=3的巖石，選用料石砌碹，半圓拱形斷面。 根據(jù)上述條件，考慮主巷已是雙人行道，因而交岔點內(nèi)不再加寬；交岔點內(nèi)支巷選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中的曲線段斷面。參考標(biāo)準(zhǔn)斷面圖冊，決定取B1=B2=2700，b1=b2=1330；B3=2700、b3=1570。 根據(jù)交岔點穿過f=3的巖層和交智點各斷面凈寬度，決定各斷面拱壁厚度： d1=T1=300mm、d2=T2=300mm、d3=T3=300mm。擴(kuò)大斷面處均為dTM=TTM=465mm。查表8-1，知DK618-4-12單開道岔的參數(shù)=1415、a=3472、b=3328mm，考慮到交岔點可能采用15kg/m鋼軌道岔，那就得用DK615-4

39、12單開道岔，其參數(shù)=1415、a=3340、b=3500mm。為了使所設(shè)計的交岔點既能適用18kg/m鋼軌的道岔，又能適用15kg/m鋼軌的道岔，因此選取組合尺寸，即：=1415、a=3472、b=3500mm。2022/10/1186第八十六頁，共107頁。 設(shè)計交岔點平面尺按表8-2中的單軌巷道單側(cè)分岔點公式計算：=3472+3500cos1415-15000sin 1415=3172=15000cos1415+3500sin1415=15400=3502 =3172+(15000+1570-2700)sin3502=11134 NM=B3sin =2700sin3502=1550 =2

40、700cos3502+500+2700=5412 2022/10/1187第八十七頁，共107頁。=5630 =0.2435=10848Y=P-L0=11134-10848=286 L1=L0 + NM =10848+1550=12398 =11134+1550=12684 設(shè)計交岔點墻高 -斷面自底板起的墻高為1900；在TN斷面處的墻高定為 1400mm，故墻降低斜率為： 即每米墻的降低值為46mm。 TN、TM斷面處的堵高定1400mm，是否合理，尚需按第三章中表3-9中方法驗算：2022/10/1188第八十八頁，共107頁。1按架線更求確定墻高h(yuǎn)3=1056 2按管道要求確定墻高h(yuǎn)3

41、=1130 3按行人要求確定墻高h(yuǎn)3 架線電機(jī)車運(yùn)輸巷，此項不需驗算。 由以上驗算可知，原定TM 、TN處墻高1400mm能滿足安全要求。 交岔點墻的基礎(chǔ)深度：水溝一側(cè)為500mm；另一一側(cè)為250； e值為0。2022/10/1189第八十九頁，共107頁。 計算工程量、材料消耗量及繪制交岔點施工圖2022/10/1190第九十頁，共107頁。 五、交岔點施工 交岔點施工方法 1在穩(wěn)定和穩(wěn)定性較好的巖層中，交岔點可采用用全斷面一次掘進(jìn)法，隨掘隨錨噴或先錨后噴，一次完成。2022/10/1191第九十一頁，共107頁。 2在中等穩(wěn)定巖層中，或巷道斷面較大時，可先將一條巷道掘出，并將邊墻先行錨噴

42、，余下周邊噴上一層厚3050mm的混凝土或砂漿（巖石條件差對，可加打錨桿)作臨時支護(hù)，然后回過頭來再刷幫挑頂，隨即進(jìn)行錨噴。 采用砌碹支護(hù)的交岔點，開始以全斷面由主巷向支巷方向掘砌，至斷面較大處，改用以小斷面向兩支巷掘進(jìn)架設(shè)棚式臨時支架維護(hù)頂板，掘過柱墩端面2m，先將此2 m砌好，然后再回過頭來，由小斷面向柱墩進(jìn)行刷砌，最后在岔口封頂并做好柱墩端面(齊臉，迎險)。2022/10/1192第九十二頁，共107頁。 3在穩(wěn)定性較差的巖層中，可采用先掘砌好柱墩再刷砌擴(kuò) 大斷面部分的方法。 圖8-62 先掘砌柱墩在刷砌擴(kuò)大斷面施工順序 a正向掘進(jìn)；b反向掘進(jìn) a正向掘進(jìn)；b反向掘進(jìn) 2022/10/1193第九十三頁，共107頁。 4在穩(wěn)定性差的松