交岔點設計指導書

2022-03-04 03:07:26 字數 3652 閱讀 2220

三、交岔點設計

交岔點設計包括平面尺寸、斷面形狀和尺寸和工程量、材料消耗量等內容。

㈠平面尺寸的確定

確定交岔點平面尺寸,就是要定出交岔點擴大斷面的起點和柱墩的位置,即交岔點斜牆的起點至柱墩的長度,定出交岔點最大斷面處的寬度,並計算出交岔點單項工程的長度。這些尺寸主要取決於通過交岔點的運輸裝置型別、運輸線路布置的型式、道岔型號以及行人和安全間隙的要求,所以在設計前,應首先確定各條巷道的斷面及主巷與支巷的關係,並以下述條件作為設計交岔點平面尺寸的已知條件:所選道岔的a、b、a值,支巷對主巷的轉角;各條巷道的淨寬度、b1 、b2、b3及其軌道中心線至柱墩一側邊牆的距離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。

交岔點的種類很多,在表8-2中列出了六類交岔點的計算圖和計算公式。其中第一類、第四類和第五類是基本的,其他型別可視為這三類的變換或組合。因此下面只討論第一類交岔點的計算。

1.單軌巷道單側分岔點(圖8-58)

圖8-58 單軌巷道單側分岔點平面尺寸計算圖

a—轍岔中心至道岔起點的距離;b—轍岔中心至道岔終點的距離;l—道岔長度

首先,應根據前述己知條件求曲線半徑的曲率中心o的位置,以便以o為圓心、r為半徑定出彎道的位置。o點的位置距離基本軌起點的橫軸長度為j,距基本軌中心線的縱軸長度為h,可如下求得:

8-25)

8-26)

從曲率中心o到支巷起點t聯一直線,此ot線與o到主巷軌道中心線的垂線之夾角為θ,其值為:

8-27)

注意:此處之θ角不是原來規定的巷道轉角。

基本軌起點(預定為變斷面起點)至變斷面(斜牆)終點的水平距離為p:

8-28)為了計算交岔點最大斷面寬度tm,需解直角三角形mtn:

8-29)

而 nm=b3sin8-30)

8-31)

於是,自基本軌起點至柱墩的距離:

8-32)

為了計算交岔點的斷面變化,需確定斜牆tq的斜率i,其方法是先按預定的斜牆起點(變斷面起點)求算斜率i0,然後選用與它最相近的固定斜率i即:

8-33)

根據i0值的大小,選取i為0.2或0.25或0.3,個別情形可取0.15。

確定了斜牆的斜率後,便可反算定出確定的斜牆(變斷面)的起點q(q點可在q0右邊或左邊)及交岔點擴大斷面部分的長度:

8-344)

於是,變斷面(斷面加寬)的起點至基本軌起點的距離y:

y=p-l08-35)

q點在q0點之右,y值為正,在q0點之左,y值為負。

交岔點工程的計算長度l,是從基本軌起點算起,至柱墩m點再延長2000㎜,於是

l=l2+20008-36)

在支巷處,交岔點的終點應取為從柱墩麵算起,沿軌道中心線2000mm處,也可近似

的按直牆2000mm計算。

㈡交岔點的中間斷面

1.交岔點各中間斷面的寬度,取決於通過它的運輸裝置的尺寸、道岔型號、線路聯接系統的型別、行人及錯車的安全要求。

2.考慮到運輸裝置通過彎道和道岔時邊角會外伸,與直線段巷道相比,文岔點道岔處的中間斷面應加寬,加寬要點如下:

1)單軌巷道單側分岔點:在彎道內側加寬100㎜。其外側因外伸值不大,可不再加寬,但若安全間隙很小,則應加寬200㎜。加寬範圍為道岔轉轍中心(理論中心)左邊5m和右邊1 m。

2)雙軌巷道單側分岔點,在怠岔轉轍中心前5m一段,雙軌中心線距應加寬200mm或200mm以上,並在其左、右各設定5m過渡線段,因而在此範圍內,巷道外側也要相應加寬。

3)雙軌巷道單側分岔分支點,在道岔轉轍中心前5m一段,雙軌中心線距應加寬

300㎜或300㎜以上,並在其左設定5m過渡線,因而在此範圍內,巷道外側也要相應加寬。

4)單軌巷道對稱分岔點,兩側均應加寬。

5)雙軌巷道分支點,從彎道曲率中心向右開始加寬200mm或200m以上,並在其左設定5m過渡線,因而在此範圍內,巷道外側也要相應加寬。

6)雙軌巷道對稱分支點,從彎道曲率中心向左3m段,兩軌中心線均應分別向外移動200mm或更多,即雙軌中心線加寬400mm或更多,並在其左也設定5m過渡線段,巷道也就要相應加寬。

3.為了施工方便和減少通風阻力,在井底車場交岔點內,一般應不改變雙軌中心線距及巷道斷面(指邊牆加寬做成台階狀),這樣,在設計交岔點時,中間斷面應選用標準設計圖冊中相應的曲線段的斷面(即參考運輸出備通過彎道或道岔時邊角外伸,雙軌中心線距及巷道寬度已加寬的斷面)。

4.交岔點中間斷面斜牆側,按選用的斜率i每公尺巷道遞加i公尺。若交岔點採用砌碹支護,則每公尺架設一架的碹胎寬度,亦應遞加i公尺。

5.交岔點中間斷面(擴大部分)拱高的確定方法與一般巷道相同。然而,由於各中間斷面的拱高將隨淨寬的遞增而公升高。為了提高斷面利用率,減少掘、支工程量,在滿足安全、生產與技術要求的條件下,可將中間斷面的牆高相應遞減;也可採用調整拱形改變拱高的辦法(錨噴支護交岔點採用此法較為方便),使巷道全高的增加幅度不過大(圖8-59)。

降低後的牆高或調整後的拱高,在t、n、m三點處應相同。這幾處的巷道斷面仍應保證運輸裝置、行人及管線裝設應有的安全間隙和距離,故必須按第三章中所述方法和公式對牆高進行驗算。設變斷面部分起點處牆高為hb1,降低後最低處牆高為htn,則牆高降低的斜率為:

8-37)

有了值,便可求得每公尺牆高遞減值。t、n、m三點處牆高均是htm,htm與以b2、b3為淨寬的巷道的牆高hb1、 hb3,的差值宜在200~500mm。如果值過大,對碹體施工和安全都不理想;值過小,則降低牆高的意義不大。

在生產中,為了施工方便,往往採取不降低牆高的做法。

圖8-59 交岔點牆高、拱高降低示意圖

a—降低牆高;b—降低拱高

圖8-60 交岔點工程量計算示意圖

㈢交岔點支護厚度的確定

錨噴支護交岔點屬於《煤礦井巷工程錨桿、噴漿、噴射混疑土支護設計試行規範》規定的加強支護工程,因此其錨噴引數口按大斷面最大寬度tm選取上限值。分支巷道加強支護的長度,自柱墩起3~5m(計算交岔點工程長度時,仍取為2m)。

對於砌碹交岔點,巷道淨寬度是由小到大漸變的,為便於施工和保證質量,在巷道寬度變化的長度內,按最大寬度選取拱壁厚度。分支巷道拱壁厚度,按各自的淨寬度選取。

柱墩的寬沒一般為500mm,長度視岩石條件、支護方式及巷道轉角而定,一般為1~3m,通常取2m。對光面爆破完整地保留了原岩體的柱墩,可按支護厚度考慮,不另加長度。

㈣交岔點工程量及材料消耗量計算

交岔點工程量計算的範圍,一般是從基本軌起點至柱墩向支巷各延長2m,若斜牆起點在基本軌起點左側,則應從斜牆起點開始計算,工程量計算方法有兩種,一種是將交岔點按不同斷面分為幾個計算段,求出每段掘進體積,然後相加(包括柱墩);另一種是近似計算,其精度能滿足工程需要,在施工中廣泛應用,具體演算法按圖8-60進行。

1.體積計算公式如下:

m38-38)

式中 s1、s2、s3、stm——分別為t-m 斷面的淨斷面積、掘進斷面積或基礎的掘進斷面積,㎡;

l1、g、y——分別為各計算段長度(m)。其中l1為斷面變化段長度;g為支巷延伸長度,一般為2m;y為基本軌起點至變斷面起點的長度。

2.各種材料的消耗量的計算方法與體積計算方法相同,只是將各斷面面積s換為相應的該斷面每公尺拱、壁、基礎,充填材料消耗量vl,v2、v3、vtm。

3.柱墩端壁材料消耗量計算公式如下;

m38-39)

式中 、、——分別為該斷面的拱部掘進斷面積,㎡;

t——柱墩端壁厚度,m。

4.粉刷面積計算公式如下:

8-40)

式中 sn1、sn2、sn3、sntm——分別為該斷面處每公尺巷道的粉刷面積,㎡;

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