井巷工程交岔点设计

1课程设计任务书一、设计任务：某单轨巷道单侧分岔点，支巷在主巷左侧，其B1=B2=B3=2700mm，b1=b2=1150mm，b3=1350mm采用7吨架线式电机车，1吨矿车，600mm轨距，三条巷道均为半圆拱，墙高都为1800mm，砌体厚度为300mm，交岔点牛鼻子厚度为600mm，δ=45°，试设计该交岔点。二、设计要求：1.交岔点平面尺寸设计1.1计算曲率中心的位置1.2基本起点（预定为变断面起点）至变断面（斜墙）终点的水平距离P1.3计算交岔点的最大宽度TM1.4计算柱墩至基本轨起点的距离L21.5计算斜墙斜率及（斜墙）变断面的起点Q1.6计算交岔点的总长度L2.设计交岔点墙高2.1确定墙的高度降低的斜率2.2按半圆拱断面公式验算TN断面的高度3.计算工程量、材料消耗、编制工程量及材料消耗表4.编写施工方法等内容5.绘图4.1按1：100的比例绘制交岔点平面图4.2按1：50的比例绘制主巷、支巷及最大宽度处的断面图三、设计期限年月日至年月日2目录1.交岔点平面尺寸设计1.1计算曲率中心的位置1.2基本轨起点（预定为变断面起点）至变断面（斜墙）终点的水平距离1.3计算交岔点的最大宽度TM1.4计算柱墩至基本轨起点的距离L21.5计算斜墙斜率及（斜墙）变断面的起点Q1.6计算交岔点的总长度L2.设计交岔点墙高2.1确定墙的高度降低的斜率2.2按半圆拱断面公式验算TN断面的高度3.计算工程量、材料消耗、编制工程量及材料消耗表4.施工方法31.交岔点平面尺寸设计根据以上条件，确定道岔型号为DK618-4-12（左），a=3472，b=3328，α=14°15′左开，R=12000mm。1.1）曲率中心的位置：H=Rcosα+bsinα=12000cos14°15'+3328sin14°15'=12450(mm)J=a+bcosα-Rsinα=3472+3328cos14°15'-12000sin14°15'=3744(mm)32600arccosbRbH=36.73°1.2)基本起点至变断面（斜墙）终点的水平距离P:P=J+(Rsin)33Bb=10113（mm）1.3)交岔点的最大宽度TMsin3BNM1615mm23600cosBBTN5464mm569822TNNMTMmm1.4)柱墩至基本轨起点的距离2L2L=P+NM=11728mm1.5)斜墙斜率及变断面（斜墙）的起点Q273.010PBTNi由算出斜率0i选用与它相近的固定斜率0i=0.25987110iBTNL2420LPY因为Y值为负，则Q点在0Q右边。41.6)交岔点的总长度LL1=11406L2=117292.交岔点墙高2.1）确定墙的高度降低的斜率：改变断面部分起点处墙高1Bh,降低后最低墙高为3h，则墙高降低的斜率i为：029.0031LhhBi2)按半圆拱断面公式验算TN断面的高度①按架线电机车导电弓子要求确定3h由表3-7中半圆拱形巷道公式得：21243)()(bKnRhhhc式中：4h——轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》去4h=2000mmch——道床总高度，查表3-10选18kg/m钢轨，再查表3-5取ch=380mm道砟高度bh=220mm。n——导电弓子距拱壁安全间隙，取n=300mmK——导电弓子宽度之半，k=718/2=359，取k=360mm1b——轨道中线与巷道中线间距1b=B/2-1a=320mm故：21243)()(bKnRhhhc=759mm②按管道装设要求确定3h212753)b2/(DmKRhhhhb式中：5h——道砟面至管子底高度，按《煤矿安全学》取5h=1800mm7h——管子悬吊件总高度，取900mmm——导电弓子距管子间距，取300mmD——压气管法蓝盘直径，D=335mm1b——轨道中线与巷道中线间距，1b=B/2-b2=100mm故;212753)b2/(DmKRhhhhb=477mm5③按人行高度要求确定3h223)(1800JRRhhb式中：J100mm，一般取J=200mm故;223)(1800JRRhhb=1030mm综上计算：TN断面高度符合巷道要求。3.交岔点工程量及材料消耗量计算：1，断面计算：（1）净断面SI-I断面，)39.0(2111hBBS=7.22m2式中：2h——自砟起墙高，h2=h3-hb=1.62mII-II断面，2s=7.222mIII-III断面，3s=7.222mT-M断面)39.0(2hBBSTMTMTM=5.698×（0.39×5.698+1.62）=21.852m（2）设计掘进断面'sI-I断面'1s='1B(0.39'1B+3h)=10.192m式中：'1B——设计掘进宽度'1B=1B+2T=2.7+2×0.3=3.3m3h——墙高II-II断面'2s=10.192mIII-III断面'3s=10.192mT-M断面)39.0(3'''hBBsTMTMTM=26.812m（3）计算掘进断面面积''sI-I断面)39.0(3''1''1''1hBBs=10.02m式中：''1B——计算掘进宽度2'1''1BB=3.45m3h——墙高II-II断面''2s=10.852m6III-III断面''2s=10.852mT-M断面)39.0(3''''''hBBsTMTMTM=27.822m2选择支护参数：采用砌碹支护，T='T=300mm3体积计算v（1）净体积V)()(3211211SSgSSLYSVTM=196.413m式中：y=p-0L=242mm406.111Lmg=2m1s、2s、3s、TMs——分别为各相应的净断面积（2）设计掘进体积'V)()('3'2''1121'1'ssgSSLySVTM=254.243m式中：'1s、'2s、'3s、'TMs——分别为各设计掘进断面面积(3)计算掘进体积''V)()(''3''2''''1121''''ssgsslysVTM=264.513m式中：''1s、''2s、''3s、''TMs——分别为个计算掘进断面面积(4)每米砌碹巷道砌拱所需材料：I-I断面''1'1)(57.1TTBV式中：1B——断面的净宽度'T——砌碹厚度和超挖量'T=0.3+0.075=0.375''1'1)(57.1TTBV=1.813mT-M断面'TMV''')(57.1TTBVTMTM式中：TMB,'T含义同上''')(57.1TTBVTMTM=3.583m7(5)每米砌壁所需材料I-I断面,III-III断面一样即：''1V=23h'T式中：3h——墙壁净高'T——砌碹厚度和超挖量'T=0.3+0.075=0.375''1V=23h'T=1.353m'‘TMV=1.353m(6)每米基础所需材料I-I断面,III-III断面,T-M断面一样即：('''V1m+2m）'T+1me式中：1m——通常水沟一侧基础深1m=50mm2m——无水沟一侧基础深2m=250mme——随水沟的砌法不同而定e=50mm以上数据皆有《煤矿安全规程》规定，('''V1m+2m）'T+1me=0.093m（7）拱材料消耗量)'()(5.0'32''11'1VVgVVLyVVTM=38.423m式中：'1V'3V'TMV——分别为每米砌碹巷道拱所需的材料（8）墙材料消耗量''3''2''''11''1()(5.0VVgVVLyVVTM)=21.123m式中：''1V''2V''3V''TMV——分别为每米砌碹巷道砌墙所需材料（9）基础材料消耗量)()(5.0'''2'''2''''''11'''1VVgVVLyVVTM=1.4473m式中：'''1V'''2V'''3V'''TMV——分别为每米基础材料消耗量（10）柱墩端壁材料消耗量TSSSVTM)](['3'2'8=1.9293m式中：'TMS'2S'3S——该断面的拱部掘进断面积2m单位工程量及材料消耗量工程量及材料消耗断面编号面积（2m）体积材料消耗净设计计算净设计计算毛石料拱壁基础柱墩I-I7.2210.1910.85196.4254.2264.538.4221.121.4471.93II-II7.2210.1910.85III-III7.2210.1910.85T-M21.8526.8127.82断面编号面积（2m）每米巷道料石消耗量拱厚墙厚净设计计算拱壁基础I-I7.2210.1910.851.811.350.090.3II-II7.2210.1910.851.811.350.090.3III-III7.2210.1910.851.811.350.090.3T-M21.8521.8127.823.581.350.090.394.交岔点施工I交岔点施工方法和施工顺序：巷道穿过的岩层为中等稳定岩层，而且选用砌碹支护，所以。开始以全断面有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，掘过柱墩断面2m，先将此2m砌好，然后再回过头来，有小断面向柱墩进行刷砌，最后在岔口封顶并做好柱墩端面。II，安全措施和注意事项: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。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。