井巷工程第二章巷道交叉口设计与施工课件

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。2024/11/81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。2024/11/82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

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。

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。

2024/11/83δROSB2024/11/842．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SPSPSWX2）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㎜52024/11/84）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=（100～300）

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。2024/11/86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＝（100～300）Δh72024/11/84．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。㈡窄轨道岔2024/11/88

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1234562024/11/89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2024/11/810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。

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。2024/11/811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。6002024/11/812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。2024/11/813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142024/11/8

（c）渡线道岔DX924-4-1519（左）2024/11/815

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㈠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。2024/11/816

2024/11/8172024/11/8182024/11/8192024/11/8202024/11/8212024/11/8222024/11/8231．单轨巷道单侧分岔点（图8-58）1)曲率中心O的位置

2）确定θ

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=B3sinθ

5）自基本轨起点至柱墩的距离：

2024/11/8246）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

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。2024/11/8252．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1m。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。2024/11/826

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。2024/11/8275．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δh=200～500mm。

降低拱高（b）2024/11/828

㈢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3～5m(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1～3m，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。

㈣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。292024/11/81．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

㈤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。2024/11/830四、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δ=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α=14º15′、a=3472㎜、b=3328mm，考虑到交岔点可能采用15kg/m钢轨道岔，那就得用DK615-4—12单开道岔，其参数α=14°15′、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：α=14º15′、a=3472㎜、b=3500mm。2024/11/831

㈠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：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设计交岔点墙高Ⅰ-Ⅰ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：2024/11/8341．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。

㈢计算工程量、材料消耗量及绘制交岔点施工图2024/11/835五、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。2024/11/8362024/11/8372．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2m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。2024/11/838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2024/11/839

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。

图8-65柱墩端面施工施工示意图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）。2024/11/8412024/11/8425．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8-67，a所示；锐角交岔点棚子的架设见图8-67，b。

第八章习题硐室的施工特点，施工方法有几种？交岔点按支护方式不同分几种，碹岔式交岔点按结构分哪几种？窄轨道岔有哪几部分构成，道岔按分岔类型分几种？2024/11/843442024/11/8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、62