井巷工程ch2巷道交叉点设计与施工

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1、第二章巷道交叉点设计与施工第二章巷道交叉点设计与施工一、交岔点的类型 交岔点是指巷道相交或分岔的地点。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。 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 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、

2、25m、30m 、35m 、40m 等。 ROSB 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SPSPSWx2）轮距轮距 两车轮轮缘外侧工作边的 距离SW3）x 轨距、轮距之间的距离，一般为10曲线的轨距加宽曲线的轨距加宽值 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） 4）轨距加宽轨距加宽 右图是车辆在直线和曲线线路上运行状态图。右图是车辆在直线和曲线线路上运行状态图。 RSSWP218. 0=DpSDPSD 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

3、、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。 外轨抬高计算示意图。 RVShP2100=D 外轨抬高的方法是垫厚外轨下面的道渣。外轨抬高的渐变段距离d2（100300）h4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，如图所示为曲线段车体的外伸 和内移 。 1D2D L车辆长度，m； SW车辆轴距，m； R曲线半径，m。AL2SBL1CD1DA2BB1D11DC2C2C22L2RR1RSLW8221-=DRSW

4、822=D (二二)道岔的构造道岔的构造 道岔的构造如图所示，它主要有岔尖、基本轨、辙岔、道岔的构造如图所示，它主要有岔尖、基本轨、辙岔、护轮轨、转辙器等部件构成。护轮轨、转辙器等部件构成。 1岔尖；岔尖；2基本轨；基本轨；3辙岔；辙岔；4护轮轨；护轮轨；5拉杆；拉杆；6转辙器转辙器123456 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221ctgM = 窄轨道岔的号码窄轨道岔的号码M分为分为2、3

5、、4、5和和6号五种，按上式可号五种，按上式可求得其相应的辙岔角应分别为求得其相应的辙岔角应分别为280420、185530、1415、112516和和93138。可见，。可见，M越大，越大，越小，越小，道岔曲线半径道岔曲线半径R和曲线长度就越大，车辆就越平稳。和曲线长度就越大，车辆就越平稳。 （三）道岔的类型、系列和型号（三）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下表。 道岔的每一种类型由按轨距和轨型不同共有五个系列，道岔的每一种

6、类型由按轨距和轨型不同共有五个系列，即即615、618、624、918和和924。其中第一个数字。其中第一个数字6或或9表示轨表示轨距为距为600或或900；而后两个数字表示轨型为；而后两个数字表示轨型为15kg/m或或18kg/m或或24kg/m。600单开、对称道岔技术特征及适用条件单开、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。 在线路设计的平面图中，道岔是用计算简图表示的。在线路设计的平面图中，道岔是用计算简图表示的。 窄轨道岔结构与计算简图对照图窄轨道岔

7、结构与计算简图对照图（a）单开道岔；（）单开道岔；（b）对称道岔；）对称道岔；a辙岔中心至道岔起点的距离；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；辙岔中心至道岔终点的距离；L道岔长度道岔长度 baabs1Lxbbaas1L（c）渡线道岔）渡线道岔 DX924-4-1519（左） （四）道岔的选择原则（四）道岔的选择原则 1）与基本轨的轨距相适应。）与基本轨的轨距相适应。 2）与基本轨的轨型相适应。）与基本轨的轨型相适应。 3）与行驶车辆的类别相适应。）与行驶车辆的类别相适应。 4）与行车速度相适应。）与行车速度相适应。 平面尺寸的确定平面尺寸的确定 p50建议掌握作图法建议掌握作

8、图法 确定交岔点平面尺寸，就是要定出交岔点扩大断面的起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长度。交岔点最大断面处的宽度，并计算出交岔点单项工程长度。 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：关系，并以下述条件作为设计交岔点平面尺寸的已知条件：所选道岔的所选道岔的a、b、a 值值，支巷对主巷转角，支巷对主巷转角；各条巷道的净；各条

9、巷道的净宽度宽度B1 、B2、B3及其及其轨道中心线至柱墩一侧边墙的距离轨道中心线至柱墩一侧边墙的距离b1，b2、b3。此外，尚需确定柱墩的宽度。此外，尚需确定柱墩的宽度(一般取一般取500mm)，轨道的曲率半径轨道的曲率半径R。 交岔点的种类很多，在下表中列出了六类交岔点的计算交岔点的种类很多，在下表中列出了六类交岔点的计算图和计算公式。图和计算公式。 1单轨巷道单侧分岔点单轨巷道单侧分岔点 P48-491)曲率中心曲率中心O的位置的位置 2）确定）确定 321500cosbRbH-=-3）基本轨起点至变断面终点的）基本轨起点至变断面终点的水平距离为水平距离为P：sin)(sin)(3333

10、BbRJbBRJP-=-=4）最大断面宽度）最大断面宽度TM 22TNNMTM=而而 NM=B3sin 23500cosBBTN=5）自基本轨起点至柱墩的距离：）自基本轨起点至柱墩的距离： NMPL=2 bsinRH = =cos sincos -RbaJ = =6）确定斜墙）确定斜墙TQ的斜率的斜率i 求算斜率求算斜率i0 PBTNi10-= 根据根据i0值的大小，选取值的大小，选取i为为0.2或或0.25或或0.3，个别情形可取，个别情形可取0.15。 7）确定的斜墙起点）确定的斜墙起点Q到交岔点扩到交岔点扩大断面部分的长度：大断面部分的长度： iBTNL10-= 8)变断面的起点至基本轨

11、起点的距变断面的起点至基本轨起点的距离离Y： Y=P-L0 9)交岔点工程的计算长度交岔点工程的计算长度L:L=L2+2000 P50 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。 2考虑到运输设备通过弯道和道岔时边角会外伸，交岔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：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：在弯道内侧加宽单轨巷道单侧分岔点：在弯道内侧加宽100。其外侧。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

12、宽因外伸值不大，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。加宽范围为道岔转辙中心(理论中心理论中心)左边左边5m和右边和右边1 m。2)双轨巷道单侧分岔点，在道岔转辙中心前双轨巷道单侧分岔点，在道岔转辙中心前5m一段，双一段，双轨中心线距应加宽轨中心线距应加宽200mm或或200mm以上，并在其左、右各设以上，并在其左、右各设置置5m过渡线段，因而在此范围内，巷道外侧也要相应加宽。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

13、侧也要相应加宽。 3为了施工方便和减少通风阻力，在井底车场交岔点，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。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

14、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。 5交岔点中间断面交岔点中间断面(扩大部分扩大部分)拱高的确定方法与一般巷拱高的确定方法与一般巷道相同。道相同。 为了提高断面利用率可降低墙高或拱高。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） 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

15、，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，具体算法按下图进行。1体积计算 )()(2132111SSgSSLYSVTM=2各种材料的消耗量)()(2132111VVgVVLYVVTM=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 交岔点的作图交岔点的作图 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

16、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。P50 自学熟悉作图法自学熟悉作图法 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。 2在中等稳定岩层中，或巷道断面较大时，可先将一条巷道在中等稳定岩层中，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掘出，并将边墙先行锚喷，余下周边喷上一层厚3050mm的的混凝土或砂浆（岩石条件差时，可加打锚杆混凝土或砂浆（岩石条件差时，可加打锚杆)作临时支护

17、，然后作临时支护，然后回过头来再刷帮挑顶，随即进行锚喷。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，掘过柱墩端面时支架维护顶板，掘过柱墩端面2m，先将此，先将此2 m砌好，然后再砌好，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柱墩端面(齐脸，迎险齐脸，迎险)。 3在稳定性较差的岩层中，可采用先掘砌好

18、柱墩再刷砌扩大断面部分的方法。 先掘砌柱墩在刷砌扩大断面施工顺序先掘砌柱墩在刷砌扩大断面施工顺序 a正向掘进；正向掘进；b反向掘进反向掘进 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下所示 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碹，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。 柱墩端面施工示意图柱墩端面施工示意图a a 混凝土碹；混凝土碹；b b料石碹料石碹 1 1碹胎；碹胎；2 2模板；模板；3 3爬箍爬箍

19、 3用混凝土砌筑岔口时，先将岔口两巷道口的用混凝土砌筑岔口时，先将岔口两巷道口的拱、墙砌好，拱、墙砌好，TN、TM处应各立一架大拱碹眙。处应各立一架大拱碹眙。 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 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直角交岔点棚子的架设如图a所示；锐角交岔点棚子的所示；锐角交岔点棚子的架设见图架设见图b。习题1. 交岔点的施工方法有几种？施工注意事项？2. 碹岔式交岔点按结构分哪几种？3.

20、 窄轨道岔有哪几部分构成？道岔按分岔类型分几种？4. 选择道岔类型的原则？ 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、938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

21、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） 3）道岔辙岔号 与辙岔角关系 新计算方法 原计算方法 ctantan M1 tan 2tan OBAO212M21BCACM新标准角度值226335426.565318260618.435414021014.036511183611.3106927449.462M原标准角度值228043828.077318553018.9254141514.25511251611.4216931389.527ZDK、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。