硐室及交叉點(diǎn)設(shè)計(jì)第1頁/共107頁22023/4/20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。第2頁/共107頁32023/4/20一、箕斗裝載硐室與井底煤倉的設(shè)計(jì)

㈠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）。

第3頁/共107頁42023/4/20第4頁/共107頁52023/4/20第5頁/共107頁62023/4/20第6頁/共107頁72023/4/20

㈡箕斗裝載硐室1．位置布置在沒有含水層、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；第7頁/共107頁82023/4/20第8頁/共107頁92023/4/20第9頁/共107頁102023/4/20第10頁/共107頁112023/4/203．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?；费b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要求來確定。第11頁/共107頁122023/4/204．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。第12頁/共107頁132023/4/20第13頁/共107頁142023/4/20

㈢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)第14頁/共107頁152023/4/20二、推車機(jī)翻車機(jī)硐室與卸載硐室㈠推車機(jī)翻車機(jī)硐室

1．硐室的位置第15頁/共107頁162023/4/202．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。非通過式右側(cè)進(jìn)車第16頁/共107頁172023/4/203．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24～30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100～200㎜厚。第17頁/共107頁182023/4/20

㈡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：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

第18頁/共107頁192023/4/202．卸載原理

第19頁/共107頁202023/4/20

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(zhǎng)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。第20頁/共107頁212023/4/20

馬頭門通常指副井井簡(jiǎn)與井底車場(chǎng)連接部分的一段斷面擴(kuò)大部分的巷道稱馬頭門，是副井系統(tǒng)的主要硐室之一。

㈠馬頭門形式

雙面斜頂式（a）雙面平頂式（b）三、副井馬頭門㈡馬頭門平面尺寸

馬頭門平面尺寸包括長(zhǎng)度和寬度。馬頭門的長(zhǎng)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(jiǎn)裝備及選用的罐籠布置方式和兩側(cè)人行道寬度。

第21頁/共107頁222023/4/201．馬頭門長(zhǎng)度的確定2．馬頭門寬度的確定

B=S+2A

第22頁/共107頁232023/4/203．馬頭門高度的確定Hmin—下放最長(zhǎng)材料時(shí)，馬頭門需要的最小高度，m；L—下放材料最大長(zhǎng)度，一般L=12.5m；

W—井筒下放材料的有效弦長(zhǎng)；

D—井筒凈直徑，m；α—下放材料時(shí)，材料與水平面的夾角，其值按下式計(jì)算：4．馬頭門斷面形狀及支護(hù)第23頁/共107頁242023/4/20四、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)。㈠吸入式中央水泵房設(shè)計(jì)

1．泵房的位置

第24頁/共107頁252023/4/20

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)。第25頁/共107頁262023/4/203．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(zhǎng)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)備第26頁/共107頁272023/4/20

4.主體硐室尺寸的確定

1）硐室長(zhǎng)度的確定

1）硐室長(zhǎng)度的確定

2）硐室寬度的確定3）硐室高度的確定4）設(shè)備基的尺寸第27頁/共107頁282023/4/20

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，

第28頁/共107頁292023/4/20㈡壓入式水泵房的設(shè)計(jì)特點(diǎn)㈢潛水泵水泵房(泵井)

第29頁/共107頁302023/4/20五、水倉設(shè)計(jì)㈠水倉的位置與布置形式1．水倉的位置2．水倉的布置形式第30頁/共107頁312023/4/20

㈡水倉容量、長(zhǎng)度和斷面尺寸的確定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(zhǎng)度和斷面的確定水倉的長(zhǎng)度（主倉+副倉）可按下式計(jì)算：第31頁/共107頁322023/4/20㈢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=0.001～0.002的坡度。斜向豎曲線半徑R取9～12m。3．斜巷傾角θ=18～20°為宜。4．曲線半徑R，一般取為9～12m。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4.5～5.0m，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(jiǎn)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

第32頁/共107頁332023/4/20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(zhǎng)度，m；

R——清理斜巷的豎曲線半徑，R=9～12m；θ——清理斜巷的傾角，一般為8～20°；

i——水倉的坡度，一般為0.001～0.002；

H——水倉的起點(diǎn)與終點(diǎn)的標(biāo)高差，m。第33頁/共107頁342023/4/20水倉起點(diǎn)C與水倉最低點(diǎn)B的水平投影長(zhǎng)度

㈣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(zhǎng)度第34頁/共107頁352023/4/20第二節(jié)硐室施工

一、硐室施工特點(diǎn)

1．硐室的斷面大而且變化多，長(zhǎng)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(zhǎng)，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。

第35頁/共107頁362023/4/20二、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。第36頁/共107頁372023/4/20

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）。

第37頁/共107頁382023/4/20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）。第38頁/共107頁392023/4/20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)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

第39頁/共107頁402023/4/20

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為顯著，它往往是硐室失穩(wěn)的主要原因。第40頁/共107頁412023/4/203）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)

第41頁/共107頁422023/4/204）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)。第42頁/共107頁432023/4/20

5）硐壁的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。第43頁/共107頁442023/4/20

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f≤2～3時(shí)，即可視為軟弱巖體。第44頁/共107頁452023/4/20

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。第45頁/共107頁462023/4/20

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0～40㎝之間的，屬穩(wěn)定圍巖圍巖松動(dòng)圈在40～100㎝之間的，屬較穩(wěn)定圍巖；圍巖松動(dòng)圈在100～150㎝之間的，為一般圍巖；圍巖松動(dòng)圈在150～200㎝之間的，屬不穩(wěn)定圍巖；圍巖松動(dòng)圈在200～300㎝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(jiǎn)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。第46頁/共107頁472023/4/20三、硐室施工方法

㈠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4～5m為宜。

㈡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2～3層，每層的高度以1.8～2.0m為宜，最大不要超過3m。

第47頁/共107頁482023/4/202．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。

第48頁/共107頁492023/4/20㈢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）。

第49頁/共107頁502023/4/202．兩側(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)。第50頁/共107頁512023/4/20

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。第51頁/共107頁522023/4/20四、與井筒相連的主要硐室的施工㈠馬頭門的施工1．當(dāng)井筒掘進(jìn)到馬頭門上方5～10m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。1234410567899110第52頁/共107頁532023/4/20當(dāng)馬頭門處圍巖比較堅(jiān)硬穩(wěn)定時(shí)，掘進(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。第53頁/共107頁542023/4/20

㈡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。第54頁/共107頁552023/4/20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。第55頁/共107頁562023/4/20按支護(hù)方式不同交岔點(diǎn)可分為簡(jiǎn)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

第56頁/共107頁572023/4/20二、井下窄軌線路的基本知識(shí)

㈠曲線線路

1.最小曲線半徑：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。

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。

δROSB第57頁/共107頁582023/4/20

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SPSPSWX2）輪距兩車輪輪緣外側(cè)工作邊的距離SW3）X軌距、輪距之間的距離，一般為10㎜第58頁/共107頁592023/4/204）軌距加寬

圖8-52是車輛在直線和曲線線路上運(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=（100～300）第59頁/共107頁602023/4/20

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＝（100～300）Δh第60頁/共107頁612023/4/204．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(zhǎng)度，m；

SB——車輛軸距，m；

R——曲線半徑，m。第61頁/共107頁622023/4/20㈡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123456第62頁/共107頁632023/4/20第63頁/共107頁642023/4/20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α（簡(jiǎn)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28°04′20″、18°55′30″、14°15′、11°25′16″和9°31′38″?？梢?，M越大，α越小，道岔曲線半徑R和曲線長(zhǎng)度就越大，車輛就越平穩(wěn)。第64頁/共107頁652023/4/20

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。600第65頁/共107頁662023/4/20表8-1單開、對(duì)稱道岔技術(shù)特征及適用條件第66頁/共107頁672023/4/20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(jiǎn)圖表示的。

圖8-57窄軌道岔結(jié)構(gòu)與計(jì)算簡(jiǎn)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(zhǎng)度第67頁/共107頁682023/4/20

（c）渡線道岔DX924-4-1519（左）第68頁/共107頁692023/4/20

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)。第69頁/共107頁702023/4/20三、交岔點(diǎn)設(shè)計(jì)㈠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(zhǎng)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(zhǎng)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、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。第70頁/共107頁712023/4/20

第71頁/共107頁722023/4/20第72頁/共107頁732023/4/20第73頁/共107頁742023/4/20第74頁/共107頁752023/4/20第75頁/共107頁762023/4/20第76頁/共107頁772023/4/201．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θ

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=B3sinθ

5）自基本軌起點(diǎn)至柱墩的距離：

第77頁/共107頁782023/4/206）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(zhǎng)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(zhǎng)度L:L=L2+2000

第78頁/共107頁792023/4/20

㈡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5m和右邊1m。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。

第79頁/共107頁802023/4/203)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。第80頁/共107頁812023/4/204．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δh=200～500mm。

降低拱高（b）第81頁/共107頁822023/4/20

㈢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(zhǎng)度，自柱墩起3～5m(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(zhǎng)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(zhǎng)度一般為1～3m，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(zhǎng)度。第82頁/共107頁832023/4/20

㈣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

第83頁/共107頁842023/4/20

㈤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，因而不再列出交岔點(diǎn)斷面變化特征表。第84頁/共107頁852023/4/20四、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δ=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)α=14o15′、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DK615-4—12單開道岔，其參數(shù)α=14°15′、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：α=14o15′、a=3472㎜、b=3500mm。第85頁/共107頁862023/4/20

㈠設(shè)計(jì)交岔點(diǎn)平面尺按表8-2中的單軌巷道單側(cè)分岔點(diǎn)公式計(jì)算：=3472+3500cos14o15′-15000sin14o15′=3172㎜=15000cos14o15′+3500sin14o15′=15400㎜=35o02′

=3172+(15000+1570-2700)sin35o02′=11134㎜

NM=B3sinθ=2700sin35o02′=1550㎜

=2700cos35o02′+500+2700=5412㎜

第86頁/共107頁872023/4/20=5630㎜

=0.2435=10848㎜Y=P-L0=11134-10848=286㎜L1=L0+NM=10848+1550=12398㎜

=11134+1550=12684㎜

㈡設(shè)計(jì)交岔點(diǎn)墻高Ⅰ-Ⅰ斷面自底板起的墻高為1900㎜；在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：第87頁/共107頁882023/4/201．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。第88頁/共107頁892023/4/20

㈢計(jì)算工程量、材料消耗量及繪制交岔點(diǎn)施工圖第89頁/共107頁902023/4/20五、交岔點(diǎn)施工

㈠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。第90頁/共107頁912023/4/202．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，余下周邊噴上一層厚30～50mm的混凝土或砂漿（巖石條件差對(duì)，可加打錨桿)作臨時(shí)支護(hù)，然后回過頭來再刷幫挑頂，隨即進(jìn)行錨噴。采用砌碹支護(hù)的交岔點(diǎn)，開始以全斷面由主巷向支巷方向掘砌，至斷面較大處，改用以小斷面向兩支巷掘進(jìn)．架設(shè)棚式臨時(shí)支架維護(hù)頂板，掘過柱墩端面2m，先將此2m砌好，然后再回過頭來，由小斷面向柱墩進(jìn)行刷砌，最后在岔口封頂并做好柱墩端面(齊臉，迎險(xiǎn))。第91頁/共107頁922023/4/203．在穩(wěn)定性較差的巖層中，可采用先掘砌好柱墩再刷砌擴(kuò)大斷面部分的方法。圖8-62先掘砌柱墩在刷砌擴(kuò)大斷面施工順序

a—正向掘進(jìn)；b—反向掘進(jìn)

a—正向掘進(jìn)；b—反向掘進(jìn)

第92頁/共107頁932023/4/204．在穩(wěn)定性差的松軟巖層中掘進(jìn)交岔點(diǎn)時(shí)，不允許一次暴露的面積過大，可采用導(dǎo)硐施工法如圖8-63所示第93頁/共107頁942023/4/20

㈡施工注意事項(xiàng)

1．交岔點(diǎn)一般應(yīng)從主巷向岔口的方向進(jìn)行刷大與砌揎，這樣對(duì)砌拱與壁后充填比較容易，最后在岔口封頂。