井巷工程第二章巷道交叉口設(shè)計(jì)與施工課件

第四節(jié)平巷交岔點(diǎn)設(shè)計(jì)與施工

一、交岔點(diǎn)的類型交岔點(diǎn)是指巷道相交或分岔的地點(diǎn)，其類型如圖8-50所示。2024/11/81按支護(hù)方式不同交岔點(diǎn)可分為簡易交岔點(diǎn)和碹岔式交岔點(diǎn)。2024/11/82碹岔式交岔點(diǎn)按結(jié)構(gòu)形式可分為牛鼻子交岔點(diǎn)和穿尖交岔點(diǎn)兩類二、井下窄軌線路的基本知識(shí)

㈠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。

δ<90oV<1.5m/s，R不小于7SB；

V>1.5m/s，R不小于10SB；

V>3.5m/s，R不小于15SB；

δ>90o

R大于（10～15）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(jì)算，取以米為單位的整數(shù)值。

R常用值：9m、12m、15m、20m、25m、30m、35m、40m等。

2024/11/83δROSB2024/11/842．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10㎜52024/11/84）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(dòng)，將內(nèi)軌向曲線中心移動(dòng)

逐漸加寬或逐漸減小的直線段距離（也稱緩和線）為d1=（100～300）

3.曲線的外軌抬高當(dāng)車輛在曲線軌道上運(yùn)行時(shí)，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(dòng)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(shí)車輛就要向外翻或出軌。2024/11/86圖8-54為外軌抬高計(jì)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＝（100～300）Δh72024/11/84．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(shí)，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。㈡窄軌道岔2024/11/88

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1234562024/11/89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(gè)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α（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(hào)碼M，即2024/11/810窄軌道岔的號(hào)碼M分為2、3、4、5和6號(hào)五種，按（8-24）式可求得其相應(yīng)的轍岔角應(yīng)分別為28°04′20″、18°55′30″、14°15′、11°25′16″和9°31′38″。可見，M越大，α越小，道岔曲線半徑R和曲線長度就越大，車輛就越平穩(wěn)。

2．道岔的類型、系列和型號(hào)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(diǎn)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。2024/11/811道岔的每一種類型由按規(guī)矩和軌型不同共有五個(gè)系列，即615、618、624、918和924。其中第一個(gè)數(shù)字6或9表示軌距為600㎜或900㎜；而后兩個(gè)數(shù)字表示軌型為15kg/m或18kg/m或24kg/m。6002024/11/812表8-1單開、對稱道岔技術(shù)特征及適用條件道岔的每一個(gè)系列按轍岔號(hào)碼M和道岔的曲線半徑不同又分成55個(gè)型號(hào)，如DK615-4-12、DC618-3-12、DX924-4-1519（左）等。2024/11/813在線路設(shè)計(jì)的平面圖中，道岔是用計(jì)算簡圖表示的。

圖8-57窄軌道岔結(jié)構(gòu)與計(jì)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(diǎn)的距離；b—轍岔中心至道岔終點(diǎn)的距離；L—道岔長度142024/11/8

（c）渡線道岔DX924-4-1519（左）2024/11/815

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)。三、交岔點(diǎn)設(shè)計(jì)㈠平面尺寸的確定

確定交岔點(diǎn)平面尺寸，就是要定出交岔點(diǎn)擴(kuò)大斷面的起點(diǎn)和柱墩的位置，即交岔點(diǎn)斜墻的起點(diǎn)至柱墩的長度，定出交岔點(diǎn)最大斷面處的寬度，并計(jì)算出交岔點(diǎn)單項(xiàng)工程的長度。在設(shè)計(jì)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(jì)交岔點(diǎn)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。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(diǎn)的種類很多，在表8-2中列出了六類交岔點(diǎn)的計(jì)算圖和計(jì)算公式。2024/11/816

2024/11/8172024/11/8182024/11/8192024/11/8202024/11/8212024/11/8222024/11/8231．單軌巷道單側(cè)分岔點(diǎn)（圖8-58）1)曲率中心O的位置

2）確定θ

3）基本軌起點(diǎn)至變斷面終點(diǎn)的水平距離為P：4）最大斷面寬度TM

而NM=B3sinθ

5）自基本軌起點(diǎn)至柱墩的距離：

2024/11/8246）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(gè)別情形可取0.15。

7）確定的斜墻起點(diǎn)Q到交岔點(diǎn)擴(kuò)大斷面部分的長度：

8)變斷面的起點(diǎn)至基本軌起點(diǎn)的距離Y：

Y=P-L0

9)交岔點(diǎn)工程的計(jì)算長度L:L=L2+2000

㈡交岔點(diǎn)的中間斷面

1．交岔點(diǎn)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(hào)、線路聯(lián)接系統(tǒng)的類型、行人及錯(cuò)車的安全要求。2024/11/8252．考慮到運(yùn)輸設(shè)備通過彎道和道岔時(shí)邊角會(huì)外伸，交岔點(diǎn)道岔處的中間斷面應(yīng)加寬，加寬要點(diǎn)如下：1)單軌巷道單側(cè)分岔點(diǎn)：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1m。2)雙軌巷道單側(cè)分岔點(diǎn)，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。

3)雙軌巷道單側(cè)分岔分支點(diǎn)，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。2024/11/826

3．為了施工方便和減少通風(fēng)阻力，在井底車場交岔點(diǎn)，一般應(yīng)不改變雙軌中心線距及巷道斷面，在設(shè)計(jì)交岔點(diǎn)時(shí)，中間斷面應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖冊中相應(yīng)的曲線段的斷面。

4）單軌巷道對稱分岔點(diǎn)，兩側(cè)均應(yīng)加寬。5)雙軌巷道分支點(diǎn)，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(diǎn)，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(dòng)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。4．交岔點(diǎn)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(diǎn)采用砌碹支護(hù)，則每米架設(shè)一架的碹胎寬度，亦應(yīng)遞加i米。2024/11/8275．交岔點(diǎn)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δh=200～500mm。

降低拱高（b）2024/11/828

㈢交岔點(diǎn)支護(hù)厚度的確定

1）錨噴支護(hù)交岔點(diǎn)屬于《煤礦井巷工程錨桿、噴漿、噴射混疑土支護(hù)設(shè)計(jì)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3～5m(計(jì)算時(shí)，取為2m)。2）對于砌碹交岔點(diǎn)，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1～3m，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。

㈣交岔點(diǎn)工程量及材料消耗量計(jì)算

一種是將交岔點(diǎn)按不同斷面分為幾個(gè)計(jì)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(jì)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。292024/11/81．體積計(jì)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(jì)算

5．錨桿數(shù)量，金屬網(wǎng)面積

㈤交岔點(diǎn)的作用及作用

1．按1：100的比例繪出交岔點(diǎn)平面圖。

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(shí)際尺寸。兩個(gè)小斷面和柱墩的寬度則是投影尺寸。作圖時(shí)所需尺寸可以直接在平面圖上量取，無需計(jì)算。

3．作出交岔點(diǎn)斷面變化特征表，工程量及主要材料消耗量表。有些設(shè)計(jì)單位采用固定斜率法定斜墻位置，因而不再列出交岔點(diǎn)斷面變化特征表。2024/11/830四、交岔點(diǎn)設(shè)計(jì)示例某礦井底車場一交岔點(diǎn)，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δ=45°、彎道半徑R=15000mm；交岔點(diǎn)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(diǎn)內(nèi)不再加寬；交岔點(diǎn)內(nèi)支巷選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)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(diǎn)穿過f=3的巖層和交智點(diǎn)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)α=14o15′、a=3472㎜、b=3328mm，考慮到交岔點(diǎn)可能采用15kg/m鋼軌道岔，那就得用DK615-4—12單開道岔，其參數(shù)α=14°15′、a=3340㎜、b=3500mm。為了使所設(shè)計(jì)的交岔點(diǎn)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：α=14o15′、a=3472㎜、b=3500mm。2024/11/831

㈠設(shè)計(jì)交岔點(diǎn)平面尺按表8-2中的單軌巷道單側(cè)分岔點(diǎn)公式計(jì)算：2024/11/832=3472+3500cos14o15′-15000sin14o15′=3172㎜=15000cos14o15′+3500sin14o15′=15400㎜=35o02′

=3172+(15000+1570-2700)sin35o02′=11134㎜

NM=B3sinθ=2700sin35o02′=1550㎜

=2700cos35o02′+500+2700=5412㎜

2024/11/833=5630㎜

=0.2435=10848㎜Y=P-L0=11134-10848=286㎜L1=L0+NM=10848+1550=12398㎜

=11134+1550=12684㎜

㈡設(shè)計(jì)交岔點(diǎn)墻高Ⅰ-Ⅰ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(yàn)算：2024/11/8341．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=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(xiàng)不需驗(yàn)算。由以上驗(yàn)算可知，原定TM、TN處墻高1400mm能滿足安全要求。交岔點(diǎn)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。

㈢計(jì)算工程量、材料消耗量及繪制交岔點(diǎn)施工圖2024/11/835五、交岔點(diǎn)施工

㈠交岔點(diǎn)施工方法1．在穩(wěn)定和穩(wěn)定性較好的巖層中，交岔點(diǎn)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。2024/11/8362024/11/8372．在中等穩(wěn)定巖層中，或巷道斷面較大時(shí)，可先將一條巷道掘出，并將邊墻先行錨噴，余下周邊噴上一層厚30～50mm的混凝土或砂漿（巖石條件差對，可加打錨桿)作臨時(shí)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(diǎn)，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(shí)支架維護(hù)頂板，掘過柱墩端面2m，先將此2m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(xiǎn))。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。2024/11/838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)

4．在穩(wěn)定性差的松軟巖層中掘進(jìn)交岔點(diǎn)時(shí)，不允許一次暴露的面積過大，可采用導(dǎo)硐施工法如圖8-63所示2024/11/839

㈡施工注意事項(xiàng)

1．交岔點(diǎn)一般應(yīng)從主巷向岔口的方向進(jìn)行刷大與砌揎，這樣對砌拱與壁后充填比較容易，最后在岔口封頂。

2．柱墩是交岔點(diǎn)受力最大的地方，柱墩及岔口的施工是整個(gè)工程的關(guān)鍵，必須盡力保證該處圍巖的完整和穩(wěn)定，抓施工質(zhì)量。

圖8-65柱墩端面施工施工示意圖a—混凝土碹；b—料石碹1—碹胎；2—模板；3—爬箍402024/11/83．用混凝土砌筑岔口時(shí)，先將岔口兩巷道口的拱、墻砌好，TN處應(yīng)立一架大拱碹眙(參看圖8-65)。

4．刷砌交岔點(diǎn)擴(kuò)大部分時(shí)，若巖石條件不好，則必須采用過頂梁作臨時(shí)支護(hù)（8-66）。2024/11/8412024/11/8425．交岔點(diǎn)擴(kuò)大部分，拱高隨寬度增大而增高，墻高卻可能逐漸降低。因此，架設(shè)碹胎時(shí)，各架碹胎基腳點(diǎn)必須精確測量，以便作為以后各碹胎的標(biāo)準(zhǔn)。㈢棚式支架交岔點(diǎn)結(jié)構(gòu)直角交岔點(diǎn)棚子的架設(shè)如圖8-67，a所示；銳角交岔點(diǎn)棚子的架設(shè)見圖8-67，b。

第八章習(xí)題硐室的施工特點(diǎn)，施工方法有幾種？交岔點(diǎn)按支護(hù)方式不同分幾種，碹岔式交岔點(diǎn)按結(jié)構(gòu)分哪幾種？窄軌道岔有哪幾部分構(gòu)成，道岔按分岔類型分幾種？2024/11/843442024/11/8新的標(biāo)準(zhǔn)煤礦常用道岔（新的標(biāo)準(zhǔn)：MT/T2--95）（1）單開ZDK（2）對稱ZDC（3）渡線ZDX

（增加Z代表窄軌道岔）標(biāo)準(zhǔn)道岔共有七個(gè)系列600軌距：615、62