井巷工程交岔点设计

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P 1.3计算交岔点的最大宽度TM 1.4计算柱墩至基本轨起点的距离L2 1.5计算斜墙斜率及（斜墙）变断面的起点Q 1.6计算交岔点的总长度L 2. 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

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TM

1.4计算柱墩至基本轨起点的距离L2

1.5计算斜墙斜率及（斜墙）变断面的起点Q 1.6计算交岔点的总长度L

2. 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

1.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)

H 600 b2

R b3

=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 b3 B3)sin =10113（mm） 1.3)交岔点的最大宽度TM NM B3sin 1615mm

TN B3cos 600 B2 5464mm TM NM2 TN2 5698mm 1.4)柱墩至基本轨起点的距离L2 L2=P+NM=11728mm

1.5)斜墙斜率及变断面（斜墙）的起点Q

i TN B10P 0.273

由算出斜率i0选用与它相近的固定斜率i0=0.25 LTN B10 i 9871 Y P L0 242

因为Y值为负，则Q点在Q0右边。

1.6交岔点的总长度L L1=11406 L2=11729

2.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hB1,降低后最低墙高为h3，则墙高降低的斜率i为：

i

hB1 h30

0.029

2) 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h3 由表3-7中半圆拱形巷道公式得： h3 h4 hc (R n)2 (K b1)2

式中：h4——轨面起电机车架线高度，按《煤矿安全规程》去

h4=2000mm

hc——道床总高度，查表3-10选18kg/m钢轨，再查表3-5取 hc=380mm 道砟高度hb=220mm。

n——导电弓子距拱壁安全间隙，取n=300mm K——导电弓子宽度之半，k=718/2=359，取k=360mm b1——轨道中线与巷道中线间距 b1=B/2-a1=320mm 故：h3 h4 hc (R n)2 (K b1)2=759mm ②按管道装设要求确定h3

h3 h5 h7 hb R2 (K m D/2 b1)2

式中：h5——道砟面至管子底高度，按《煤矿安全学》取h5=1800mm h7——管子悬吊件总高度，取900mm m——导电弓子距管子间距，取300mm D——压气管法蓝盘直径， D=335mm

b1——轨道中线与巷道中线间距，b1=B/2-b2=100mm 故; h3 h5 h7 hb R2 (K m D/2 b1)2=477mm

③按人行高度要求确定h3

hb R2 (R J)2 h3 1800

式中：J 100mm，一般取J=200mm

故;h3 1800 hb R2 (R J)2=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S

I-I断面，S1 B1(0.39B1 h2)=7.22m2

式中：h2——自砟起墙高，h2=h3-hb=1.62m II- II断面，s2=7.22m2 III- III断面，s3=7.22m2

T-M断面 STM BTM(0.39BTM h2)

=5.698×（0.39×5.698+1.62） =21.85m2 （2）设计掘进断面s'

I-I断面 s1'=B1'(0.39B1'+h3)

=10.19m2

式

中

：

B1'

——设计掘进宽度

B1'=B1+2T=2.7+2×0.3=3.3m

h3 ——墙高

' II- II断面 s2=10.19m2

' III- III断面 s3=10.19m2

''' T-M断面 sTM BTM(0.39BTM h3)

=26.81m2 （3）计算掘进断面面积s''

'' I-I断面 s1 B1''(0.39B1'' h3)=10.0m2

式中： B1''——计算掘进宽度 B1'' B1' 2 =3.45m h3——墙高

'' II- II断面 s2=10.85m2

''

III- III断面 s2=10.85m2

'''''' T-M断面 sTM BTM(0.39BTM h3)

=27.82m2 2选择支护参数：

采用砌碹支护，T=T'=300mm 3体积计算v （1）净体积V

V YS1 1 L1(S1 STM) g(S2 S3) =196.41m3 式中：y=p-L0=242mm L1 11.406m g=2m

s1 、s2 、s3、sTM——分别为各相应的净断面积 （2） 设计掘进体积V'

''''

V' yS1' 12L1(S1 STM) g(s2 s3)

=254.24 m3

'''

式中：s1' 、s2 、s3 、sTM——分别为各设计掘进断面面

积

(3)计算掘进体积V''

'''''''' V'' ys'' 1 l1(s1 sTM) g(s2 s3)

=264.51m3

'''''' 式中：s1'' 、s2 、s3 、sTM——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 V1' 1.57(B1 T')T' 式中：B1——断面的净宽度

T' ——砌碹厚度和超挖量 T'=0.3+0.075=0.375 V1' 1.57(B1 T')T'=1.81m3

' T-M断面 VTM

' VTM 1.57(BTM T')T'

式中：BTM,T'含义同上

' VTM 1.57(BTM T')T'=3.58m3

(5)每米砌壁所需材料

I-I断面, III- III断面一样即： V1''=2h3T' 式中： h3——墙壁净高

T' ——砌碹厚度和超挖量 T'=0.3+0.075=0.375 V1''=2h3T' =1.35m3

3'

V‘TM=1.35m

(6)每米基础所需材料

I-I断面, III- III断面 , T-M断面 一样即： V''' (m1+m2）T'+m1e

式中： m1——通常水沟一侧基础深 m1=50mm m2——无水沟一侧基础深 m2=250mm e——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， V''' (m1+m2）T'+m1e=0.09m3 （7）拱材料消耗量

' V yV1' 0.5L1(V1' VTM) g(V'2 V3')

=38.42m3

' 式中：V1' V3' VTM——分别为每米砌碹巷道拱所需的材

料

（8）墙材料消耗量

'' V yV1'' 0.5L1(V1'' VTM) g(V2'' V3'')

=21.12m3

'' 式中：V1'' V2'' V3'' VTM——分别为每米砌碹巷道砌墙

所需材料

（9）基础材料消耗量

''' V yV1''' 0.5L1(V1''' VTM) g(V2''' V2''')

=1.447m3

''' 式中：V1''' V2''' V3''' VTM ——分别为每米基础材料消耗量

（10）柱墩端壁材料消耗量

''' V [STM (S2 S3)]T

=1.929m3

'''

式中：STM S2 S3——该断面的拱部掘进断面积 m2

工程量及材料消耗

4.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。

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