《硐室及交叉點(diǎn)設(shè)計(jì)》PPT課件

1、1,2021/3/16,井巷工程,第八章硐室及交岔點(diǎn)設(shè)計(jì),2,2021/3/16,第一節(jié) 井下主要硐室設(shè)計(jì),第二節(jié) 硐室施工,第三節(jié) 平巷交岔點(diǎn)設(shè)計(jì)與施工,第八章硐室及交岔點(diǎn)設(shè)計(jì),3,2021/3/16,第一節(jié) 井下主要硐室設(shè)計(jì),硐室有立井硐室、斜井硐室，井底車場(chǎng)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?cè)O(shè)計(jì)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

2、況確定出硐室的規(guī)格尺寸和支護(hù)結(jié)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,4,2021/3/16,一、箕斗裝載硐室與井底煤倉的設(shè)計(jì),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(gè)直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(gè)個(gè)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8-3,5,2021/3/16,6,2021/3/16,7,2021/3/16,8,2021/3/16,箕斗裝載硐室 1位置

3、 布置在沒有含水層、沒有地質(zhì)構(gòu)造、圍巖堅(jiān)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(chǎng)生產(chǎn)水平 之下； 當(dāng)采用膠帶輸送機(jī)運(yùn)輸時(shí)，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； 通過式與非通過式； 單側(cè)式（硐室位于井筒一側(cè)）和雙側(cè)式,9,2021/3/16,10,2021/3/16,11,2021/3/16,12,2021/3/16,3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(shí)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(hào)、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

4、要求來確定,13,2021/3/16,4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,14,2021/3/16,15,2021/3/16,井底煤倉設(shè)計(jì) 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(jì)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(shí)間，h,3煤倉支護(hù),16,2021/3/16,二、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,17,20

5、21/3/16,2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)旁通過，硐室可分為通過式 與非通過式,18,2021/3/16,3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(shí)，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(hào)工字鋼；在推車機(jī)上方的為24號(hào) 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,19,2021/3/16,卸載站硐室的設(shè)計(jì) 1卸載站的結(jié)構(gòu) 1）支承托輥： 2）卸載曲軌和復(fù)位曲軌： 3）支承鋼梁：

6、 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,20,2021/3/16,2卸載原理,21,2021/3/16,3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,22,2021/3/16,馬頭門通常指副井井簡與井底車場(chǎng)連接部分的一段斷 面擴(kuò)大部

7、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(duì)稱道岔基本軌起點(diǎn)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,23,2021/3/16,1馬頭門長度的確定,2馬頭門寬度的確定,B=S+2A,24,2021/3/16,3馬頭門高度的確定,Hmin下放最長材料時(shí)，馬頭門需要的 最小高度，m； L下放材料最大長度，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(shí)，材料與水平面的夾 角，其值按下式計(jì)

8、算,4馬頭門斷面形狀及支護(hù),25,2021/3/16,四、中央水泵房的設(shè)計(jì),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(jì),1泵房的位置,26,2021/3/16,2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),27,2021/3/16,3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,28,2021/3/

9、16,4.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)備基的尺寸,29,2021/3/16,5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(jì)要求,1)管子道,2）泵房通道是泵房主體硐 室與井底車場(chǎng)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,30,2021/3/16,壓入式水泵房的設(shè)計(jì)特點(diǎn),潛水泵水泵房(泵井,31,2021/3/16,五、水倉設(shè)計(jì),水倉的位置與布置形式 1水倉的位置 2水倉的布置形式,32,2021/3/16,水倉容量、長度和斷

10、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(shí),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(shí),2長度和斷面的確定 水倉的長度（主倉+副倉）可按下式計(jì)算,33,2021/3/16,水倉縱斷面的計(jì)算,1水倉起點(diǎn)的標(biāo)高h(yuǎn)c；水倉終點(diǎn)的標(biāo)高h(yuǎn)A，得hc、hA兩點(diǎn)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(diǎn)的底板標(biāo)高最多只能比水泵房底板標(biāo)高低4.55.

11、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(jì)算，取水倉最低點(diǎn)為豎曲線的切線交點(diǎn)B，它與實(shí)際最 低點(diǎn)D只有微小誤差,34,2021/3/16,水倉的縱斷面參數(shù)可按下式計(jì)算： 水倉終點(diǎn)A與水倉最低點(diǎn)B的高差,L水倉起點(diǎn)與終點(diǎn)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(diǎn)與終點(diǎn)的標(biāo)高差，m,35,2021/3/16,水倉起點(diǎn)C與水倉最低點(diǎn)B的水平投影長度,水倉斷面形狀及支護(hù),水倉終點(diǎn)A與水倉最低點(diǎn)B的水平投影長度,36,2021/3/16,第二節(jié) 硐室施工,一

12、、硐室施工特點(diǎn),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(shí)要精心安排，確保工程規(guī)格和質(zhì)量,37,2021/3/16,二、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(shí)，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(shí)，圍巖開 始破壞失去穩(wěn)定性。 根據(jù)莫爾強(qiáng)度理論各

13、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(shí)，其破壞取決于結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀特征，此時(shí)不穩(wěn)定的條件為,c1 結(jié)構(gòu)面的摩擦角。1結(jié)構(gòu)面的摩擦角,38,2021/3/16,2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(shí)，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(huì)擴(kuò) 大塌落的范圍（圖8-32,39,2021/3/16,如巖層由平緩變?yōu)閮A斜產(chǎn)狀時(shí)，在垂直于層面的節(jié)理作 用下，頂板塌落的范圍變大，此時(shí)還可能引起兩幫巖體的塌 落（圖8-33）,40,2021/3/16,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)

14、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，并及時(shí)支 護(hù)，就不會(huì)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,41,2021/3/16,2）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(shí)，沿平面X型斷裂還會(huì)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(huì)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(duì)硐室圍巖隱定性的影響極

15、為顯著，它往往是硐室失穩(wěn)的主要原因,42,2021/3/16,3）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(shí)，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(shí)，可能形成不同形狀的“”形塌落拱(圖8-36,43,2021/3/16,4）兩組傾向相反的結(jié)構(gòu)面互相切割在拱頂也會(huì)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8-37,44,2021/3/16,5） 硐壁的

16、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,45,2021/3/16,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(jiān)硬巖體。對(duì) 軟弱巖體或經(jīng)受強(qiáng)烈地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)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(shí)，即可視為軟弱巖體,46,2021/3/16,3圍巖松動(dòng)圈支護(hù)理論對(duì)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，造 成巖石強(qiáng)度較大幅度地下降。如果圍

17、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(shí)圍巖中出現(xiàn)了一個(gè)破裂帶 。把這個(gè)由于應(yīng)力作用產(chǎn) 生的破裂帶稱為圍巖松動(dòng)圈。 用圍巖松動(dòng)圈的實(shí)測(cè)數(shù)值確定硐室的支護(hù)參數(shù)，則稱圍 巖松動(dòng)圈支護(hù)理論,47,2021/3/16,根據(jù)松動(dòng)圈的大小對(duì)硐室圍巖的穩(wěn)定性進(jìn)行判定。 松動(dòng)圈在040之間的，屬穩(wěn)定圍巖 圍巖松動(dòng)圈在40100之間的，屬較穩(wěn)定圍巖； 圍巖松動(dòng)圈在100150之間的，為一般圍巖； 圍巖松動(dòng)圈在150200之間的，屬不穩(wěn)定圍巖； 圍巖松動(dòng)圈在2003

18、00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(dòng)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(dòng)圈測(cè)試：超聲波測(cè)試,48,2021/3/16,三、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(tái)階工作面施工法,1正臺(tái)階工作面(下行分層)施工法,根據(jù)硐室的全高，整個(gè)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,49,2021/3/16,2倒臺(tái)階工作面(上行分層)施工法,正臺(tái)階工作面施工法比較安全可靠；倒臺(tái)階法挑頂爆 破效率高，裝巖方便。兩

19、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,50,2021/3/16,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(shí)也可采用,1中央下導(dǎo)硐,當(dāng)硐室采用錨噴支護(hù)時(shí)，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?-44,51,2021/3/16,2兩側(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(gè)小導(dǎo)硐，逐步向上擴(kuò)大(圖8-45,52,2021/

20、3/16,3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(shí)整個(gè)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7,53,2021/3/16,四、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(shí) 將馬頭門掘出，也可以將井筒一次掘夠深 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,54,2021/3/16,當(dāng)馬頭門處圍巖比較堅(jiān)硬 穩(wěn)定時(shí)，掘

21、進(jìn)時(shí)可以用錨噴作 為臨時(shí)支護(hù)。為加快馬頭門施工的速度，可安排與井筒同時(shí) 自上而下施工。圖8-49,55,2021/3/16,箕斗裝載硐室施工 1箕斗裝載硐室與井筒同時(shí)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,56,2021/3/16,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,57,2021/3/16,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),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,58,2021/3/16,二、井下窄軌線路的基本知識(shí),曲線線路 1.最

22、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。 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,59,2021/3/16,2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SP,2）輪距 兩車輪輪緣外側(cè)工作邊的 距離SW 3）X 軌距、輪距之間的距離，一般為10,60,2021/3/16,4）軌距加寬 圖8-52是車輛在直線和曲

23、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=（100300,61,2021/3/16,3.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,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（100300）h,62,2021/3/16,4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(shí)，為防止雙向行駛的車輛相撞，雙

24、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,63,2021/3/16,窄軌道岔,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,64,2021/3/16,65,2021/3/16,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 （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

25、示道岔號(hào)碼M，即,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280420、185530、1415、112516和93138。可見，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),66,2021/3/16,2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(duì)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(duì)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(gè)系列， 即615、618、624、918和924。其中第一個(gè)數(shù)字6或9表示

26、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,67,2021/3/16,表8-1 單開、對(duì)稱道岔技術(shù)特征及適用條件,68,2021/3/16,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,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(duì)照?qǐng)D （a）單開道岔；（b）對(duì)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,69,2021/3/16,c）渡線道岔,DX924-4-1519（左,70

27、,2021/3/16,3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),71,2021/3/16,三、交岔點(diǎn)設(shè)計(jì),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(duì)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、

28、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,72,2021/3/16,73,2021/3/16,74,2021/3/16,75,2021/3/16,76,2021/3/16,77,2021/3/16,78,2021/3/16,1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,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=B3sin,5）自基本軌起點(diǎn)至柱墩的距離,79,2021/3/16,6）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

29、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+2000,80,2021/3/16,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,2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

30、5m和右邊1 m,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,81,2021/3/16,3)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,3為了施工方便和減少通風(fēng)阻力，在井底車場(chǎng)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(cè)中相應(yīng)的曲線段的斷面,4）單軌巷道對(duì)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

31、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(duì)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,82,2021/3/16,4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,5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,h=200500mm,降低拱高 （b,83,2

32、021/3/16,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35m(計(jì)算時(shí)，取為2m,2） 對(duì)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13m，通常 取2m。對(duì)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,84,2021/3/16,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

33、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,1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,85,2021/3/16,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

34、，因而不再列出交岔點(diǎn)斷面變化特征表,86,2021/3/16,四、交岔點(diǎn)設(shè)計(jì)示例,某礦井底車場(chǎng)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=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(cè)，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

35、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) =1415、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DK615-412單開道岔，其參數(shù)=1415、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：=1415、 a=3472、b=3500mm,87,2021/3/16,設(shè)計(jì)交岔點(diǎn)平面尺 按表8-2中的

36、單軌巷道單側(cè)分岔點(diǎn)公式計(jì)算,3472+3500cos1415-15000sin 1415=3172,15000cos1415+3500sin1415=15400,3502,3172+(15000+1570-2700)sin3502=11134,NM=B3sin =2700sin3502=1550,2700cos3502+500+2700=5412,88,2021/3/16,5630,0.2435,10848,Y=P-L0=11134-10848=286 L1=L0 + NM =10848+1550=12398,11134+1550=12684,設(shè)計(jì)交岔點(diǎn)墻高 -斷面自底板起的墻高為1900；在

37、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,89,2021/3/16,1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)3,1130,3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0,90,2021/3/16,計(jì)算工程量、材料消耗量及繪制交岔點(diǎn)施工圖,91,2021/3/16,五、交岔點(diǎn)施工,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,92,2021/3/16,2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