井巷工程__巷道交叉口设计与施工.ppt

第四节 平巷交岔点设计与施工,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8-50所 示。,2019/6/29,1,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。,2019/6/29,2,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,二、井下窄轨线路的基本知识,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。 1.5m /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。,2019/6/29,3,2019/6/29,4,2曲线的轨距加宽 1）轨距 是指直线线路上两条钢轨轨头内缘之间的距离SP,2）轮距 两车轮轮缘外侧工作边的 距离SW 3）X 轨距、轮距之间的距离，一般为10,5,2019/6/29,4）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,轨距加宽的方法是，外轨不动，将内轨向曲线中心移动,逐渐加宽或逐渐减小的直线段距离（也称缓和线）为d1=（100300）,3.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。,2019/6/29,6,图8-54为外轨抬高计算示意图。,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）h,7,2019/6/29,4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 。,L车辆长度，m； SB车辆轴距，m； R曲线半径，m。,窄轨道岔,2019/6/29,8,1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,2019/6/29,9,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,2019/6/29,10,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。,2019/6/29,11,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。,2019/6/29,12,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。,2019/6/29,13,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,14,2019/6/29,（c）渡线道岔,DX924-4-1519（左）,2019/6/29,15,3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 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。,2019/6/29,16,2019/6/29,17,2019/6/29,18,2019/6/29,19,2019/6/29,20,2019/6/29,21,2019/6/29,22,2019/6/29,23,1单轨巷道单侧分岔点（图8-58）,1)曲率中心O的位置,2）确定,3）基本轨起点至变断面终点的 水平距离为P：,4）最大断面宽度TM,而 NM=B3sin,5）自基本轨起点至柱墩的距离：,2019/6/29,24,6）确定斜墙TQ的斜率i,求算斜率i0,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：,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 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。,2019/6/29,25,2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。,2019/6/29,26,3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。,2019/6/29,27,5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。,降低墙高（a） 墙高降低的斜率,h=200500mm。,降低拱高 （b）,2019/6/29,28,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 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。,29,2019/6/29,1体积计算,2各种材料的消耗量,3柱墩端壁材料消耗量,4粉刷面积计算,5锚杆数量，金属网面积,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。,2019/6/29,30,四、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。,2019/6/29,31,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：,2019/6/29,32,=3472+3500cos1415-15000sin 1415=3172,=15000cos1415+3500sin1415=15400,=3502,=3172+(15000+1570-2700)sin3502=11134,NM=B3sin =2700sin3502=1550,=2700cos3502+500+2700=5412,2019/6/29,33,=5630,=0.2435,=10848,Y=P-L0=11134-10848=286 L1=L0 + NM =10848+1550=12398,=11134+1550=12684,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：,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：,2019/6/29,34,1按架线更求确定墙高h3,=1056,2按管道要求确定墙高h3,=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,2019/6/29,35,五、交岔点施工,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。,2019/6/29,36,2019/6/29,37,2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。,2019/6/29,38,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,2019/6/29,39,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。,40,2019/6/29,3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）。,2019/6/29,41,2019/6/29,42,5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