井巷工程ch2巷道交叉点设计与施工

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 α（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 1
M= 2 ctg 2
窄轨道岔的号码M分为2、3、4、5和6号五种，按上式可 求得其相应的辙岔角应分别为28°04′20″、18°55′30″、 14°15′、11°25′16″和9°31′38″。可见，M越大，α越小， 道岔曲线半径R和曲线长度就越大，车辆就越平稳。
C1
D2 =
S 8R
2 W
C2
D1
C2
D1
B
D2
A1
SB
A2
B
L——车辆长度，m；
SW——车辆轴距，m；
L2
L
R
C2
L1
R1
D2
R——曲线半径，m。
㈡窄轨道岔
(二)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、 护轮轨、转辙器等部件构成。
2 3 4
5 1 6
1—岔尖；2—基本轨；3——辙岔；4—护轮轨；5—拉杆；6— 转辙器
井巷工程
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 交岔点两类
㈠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。 O δ<90º R δ V<1.5m /s，R不小于7 SB； V>1.5m /s，R不小于10 SB； V>3.5m /s，R不小于15 SB； δ>90º R大于（10～15） SB 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。
7）确定的斜墙起点Q到交岔点扩 大断面部分的长度：
TN - B1 L0 = i
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
㈡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 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。 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。 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。
V = YV1 1 L1 (V1 VTM ) g (V2 V3 ) 2
3．柱墩端壁材料消耗量
V = [ STM - ( S 2 S 3 )]T
4．粉刷面积计算 Vn = YS n1 1 L(S n1 S nTM ) g (S n 2 S n3 ) S n
2
5．锚杆数量，金属网面积
㈣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。
二、井下窄轨线路的基本知识
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㎜
SW
x
SP
4）轨距加宽 右图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
SW DS P = 0.18 R
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
TM = NM 2 TN 2
而 NM=B3sinθ
TN = B 3 cos 500 B2
5）自基本轨起点至柱墩的距离：
L2 = P NM
P50
6）确定斜墙TQ的斜率i 求算斜率i0 i0 = TN - B1 P
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。
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
a α
s1
b
b L
a b
a
s1
α
b Lx
a
（c）渡线道岔 DX924-4-1519（左）
（四）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．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(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 i
hB1 - hTN i = L0
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. 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？
新的标准
煤矿常用道岔（ 新的标准： MT/T2--95） （1） 单开 ZDK （2） 对称 ZDC （3） 渡线 ZDX （增加 Z 代表窄轨道岔） 标准道岔共有七个系列 600轨距：615、622、630、643、 900轨距：915、930、938
距为600㎜或900㎜；而后两个数字表示轨型为15kg/m或 18kg/m或24kg/m。 600
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、DX924-41519（左）等。 在线路设计的平面图中，道岔是用计算简图表示的。
柱墩端面施工示意图 a —混凝土碹；b—料石碹 1—碹胎；2—模板；3—爬箍
3．用混凝土砌筑岔口时，先将岔口两巷道口的 拱、墙砌好，TN、TM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。 ㈢棚式支架交岔点结构 直角交岔点棚子的架设如图a所示；锐角交岔点棚子的 架设见图b。
3）道岔辙岔号 与 辙岔角关系 新计算方法 原计算方法
S PV 2 Dh = 100 R
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＝（100～300）Δh
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，如图所示为曲线段 车体的外伸 D 1 和内移D 2 。
2 L2 - S W D1 = 8R
δh=200～500mm。 •降低拱高 （b）
㈢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，具体算法按下图进行。 1．体积计算 1 V = YS1 L1 ( S1 STM ) g ( S 2 S 3 ) 2 2．各种材料的消耗量
1．单轨巷道单侧分岔点 P48-49
1)曲率中心O的位置 J = a b cos -R sin H = R cos bsin
2）确定θ
= cos-1
H - 500 - b2 R b3
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P = J [ R - ( B3 - b3 )] sin = J ( R b3 - B3 ) sin
新设计矿井轨型选用要求
使用地点 运输大巷 运输设备
10t，14t电机车 7t，8t电机车 3 t矿车 1t，1.5t矿车
轨型（kg / m）
30~38（24） 22~30（18~24） 22~30（18） 15～22（11~15）
上下山
区段平巷
3t，矿车 1.5t矿车
22~30（18） 15（11）
4）与行车速度相适应。
三、交岔点设计
㈠平面尺寸的确定 p50建议掌握作图法 确定交岔点平面尺寸，就是要定出交岔点扩大断面的起 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。 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，支巷对主巷转角α；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，尚需确定柱墩的宽度(一般取500mm)， 轨道的曲率半径R。 交岔点的种类很多，在下表中列出了六类交岔点的计算 图和计算公式。
轨距加宽的方法是， 外轨不动，将内轨向曲线 中心移动 DS p 逐渐加宽或逐渐减小 的直线段距离（也称缓和 线）为d1=（100～300） DS P
2
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。 外轨抬高计算示意图。
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。
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
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
㈡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。
P50 自学熟悉作图法
四、交岔点施工
㈠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 掘出，并将边墙先行锚喷，余下周边喷上一层厚30～50mm的 混凝土或砂浆（岩石条件差时，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)。
（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，
即615、618、624、918和924。其中第一个数字6或9表示轨