硐室、交岔点施工及设计2

硐室、交岔点施工及设计井下主要硐室设计硐室有主井硐室、副井硐室，井底车场硐室及采区硐室等等。各种硐室由于用途不同，其断面形状及规格尺寸亦变化多样，但是它们设计的原则和方法基本上是相同的。一般首先根据硐室的用途，合理选择硐室内需要安设的机械和电气设备，然后依据已选定的机械和电气设备的类型和数量，确定硐室的形式及其布置，最后再根据这些设备安装、检修和安全运行的安全间隙要求以及硐室所处周岩稳定状况确定出硐室的规格尺寸和支护结构。有些硐室还需要考虑防潮、防渗、防火和防爆等特殊要求。硐室、交岔点施工及设计㈠箕斗装载硐室与井底煤仓的布置形式中小型矿井广泛采用箕斗装载硐室（单侧式）与容量较小的倾斜煤仓直接连接的布置形式（图8-1）；大型矿井，多采用一个直立煤仓通过一条装载胶带输送机与箕装载硐室（单侧式）连接（图8-2）；特大型矿井，往往采用多个个直立煤仓通过一条或两条装载胶带输送机与箕斗装载硐室（单侧式或双侧式）连接（图8-3）。硐室、交岔点施工及设计硐室施工的特点1．硐室的断面大而且变化多，长度则比较短，使得大型施工机械在此施展。2．硐室往往与其他硐室、巷道相毗连，加之硐室本身结构复杂，故其受力状态比较复杂且不易准确分析，施工难度较大，若围岩稳定性差，则更须注意施工安全。3．硐室的服务年限长，工程质量要求高，不少硐室还要浇筑机电设备的基础、预留管线沟槽、安设起重梁等，故施工时要精心安排，确保工程规格和质量。硐室、交岔点施工及设计㈠全断面一次掘进法这种施工方法，常用于围岩稳定，断面不是特别大的硐室。全断面一次掘进硐室的高度，以不超过4～5m为宜。㈡台阶工作面施工法1、正台阶施工法（下部分层先行）根据硐室的全高，整个断面可分为2～3层，每层的高度以1.8～2.0m为宜，最大不要超过3m。硐室、交岔点施工及设计2、倒台阶施工法（上部分层先行）正台阶工作面施工法比较安全可靠；倒台阶法挑顶爆破效率高，装岩方便。两者都适用于围岩比较稳定、整体性比较好的岩层。其中先拱后墙下行分层法的适应范围更广，在较松软的岩层中也可应用。硐室、交岔点施工及设计3、导硐施工法这种施工方法多用于松软破碎地带，在稳定岩层中施工特大断面（如50m2)的硐室时也可采用。依据导硐的位置分为中央导硐法、两侧导硐法、顶部导硐法三种。a、中央导硐法（如下图所示）硐室、交岔点施工及设计b、两侧导硐法（如下图所示）c、顶部导硐法（如左图所示）硐室、交岔点施工及设计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。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。硐室、交岔点施工及设计硐室、交岔点施工及设计二、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。δ90ºV1.5m/s，R不小于7SB；V1.5m/s，R不小于10SB；V3.5m/s，R不小于15SB；δ90ºR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。δROSB硐室、交岔点施工及设计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㎜。SPSWX4）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RSSBP218.0轨距加宽的方法是，外轨不动，将内轨向曲线中心移动pS逐渐加宽或逐渐减小的直线段距离（也称缓和线）为d1=（100～300）硐室、交岔点施工及设计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。图8-54为外轨抬高计算示意图。RVShP2100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）Δh硐室、交岔点施工及设计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8-55所示为曲线段车体的外伸Δ1和内移Δ2。RSLB8221RSB822L——车辆长度，m；SB——车辆轴距，m；R——曲线半径，m。AL2SBL1CD1DA2BB111C2C2C22L2RR1硐室、交岔点施工及设计㈡窄轨道岔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123456硐室、交岔点施工及设计岔尖是道岔的最重要的零件，它的作用是引导车辆向主线岔线运行。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221ctgM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。硐室、交岔点施工及设计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。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。硐室、交岔点施工及设计表8-1单开、对称道岔技术特征及适用条件硐室、交岔点施工及设计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。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—道岔长度硐室、交岔点施工及设计硐室、交岔点施工及设计bαbaas1Lbaabs1αLx（c）渡线道岔DX924-4-1519（左）硐室、交岔点施工及设计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。硐室、交岔点施工及设计硐室、交岔点施工及设计硐室、交岔点施工及设计硐室、交岔点施工及设计硐室、交岔点施工及设计硐室、交岔点施工及设计硐室、交岔点施工及设计硐室、交岔点施工及设计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。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。硐室、交岔点施工及设计㈤交岔点的做图及比例要求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。硐室、交岔点施工及设计四、设计实例（现场以获各琦学常规交岔点给大家演示）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。硐室、交岔点施工及设计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)。硐室、交岔点施工及设计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。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—反向掘进硐室、交岔点施工及设计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所示硐室、交岔点施工及设计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。3．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)。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—爬箍硐室、交岔点施工及设计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）。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，各架碹胎基脚点须精确测量，以便作为以后各碹胎的标准。硐室、交岔点施工及设计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。硐室、交岔点施工及设计硐室、交岔点施工及设计道岔角度对照表M新标准角度值α226°33′54″26.565°318°26′06″18.435°414°02′10″14.036°511°18′36″11.310°69°27′44″9.462°M原标准角度值α228°04′38″28.077°318°55′30″18.925°414°15′14.25°511°25′16″11.421°69°31′38″9.527°硐室、交岔点施工及设计硐室、