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交岔点课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握交岔点的基本概念，了解其在交通工程中的应用。
2. 学生能够运用已知的知识，分析交岔点的结构特点及其对交通流的影响。
3. 学生能够掌握交岔点的设计原则，并能够运用到实际案例中。
技能目标：1. 学生能够运用图示和模型展示交岔点的结构，提高空间想象和表达能力。
2. 学生通过小组合作，提高沟通协调能力，培养团队协作精神。
3. 学生能够运用所学知识，解决实际交通问题，提高问题分析和解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生通过学习交岔点的知识，培养对交通工程学科的兴趣，提高学习的积极性。
2. 学生在学习过程中，增强社会责任感，认识到交通工程在城市建设中的重要作用。
3. 学生能够关注交通问题，提高对交通安全的意识，形成良好的交通行为习惯。
课程性质：本课程为交通工程学科的基础课程，旨在让学生掌握交岔点的相关知识，为后续学习打下基础。
学生特点：学生处于高年级阶段，具备一定的知识基础和自主学习能力，但对实际工程应用的理解有限。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，通过案例分析和小组合作，提高学生的实际操作能力和团队协作能力。
同时，注重培养学生的情感态度价值观，使学生在掌握知识的同时，能够关注社会问题，提高社会责任感。
教学过程中，以课程目标为导向，分解具体学习成果，为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 交岔点概念及分类：介绍交岔点的定义、功能及各类交岔点的特点，包括交叉口、环形交叉、立交桥等。
参考教材章节：第三章第一节2. 交岔点结构及交通组织：分析交岔点的结构组成，如车道、人行道、信号灯等，以及交通组织原则。
参考教材章节：第三章第二节3. 交岔点设计原则及方法：讲解交岔点设计的基本原则，如安全性、通行能力、服务水平等，并介绍设计方法。
参考教材章节：第三章第三节4. 交岔点案例分析：选取典型交岔点案例，分析其设计原理、优缺点及改进措施。
参考教材章节：第三章第四节5. 交岔点优化与评价：介绍交岔点优化方法，如信号控制、车道划分等，并探讨评价交岔点性能的指标体系。
设计任务书题目：水平岩石巷道交叉点设计目录1、断面设计一、确定巷道断面形状二、确定巷道断面尺寸1 、计算巷道净宽度B2 、计算巷道拱h。
3、计算巷道壁高h34 、计算巷道净断面面积S和净周长P5、巷道风速验算6 、选择支护参数7、选择道床参数8、计算巷道掘进断面尺寸三、布置巷道内水沟和管线2、交叉点设计一、选型基本数据二、平面交岔点尺寸的计算三、计算巷道掘进工程和材料消耗量3、巷道设计绘图一、断面设计（一）确定巷道断面形状根据设计要求和《煤矿安全规程》规定，设计巷道要满足安全和生产要求所以本设计采用600mm轨距单轨运输大巷，其净宽应在3m以上，且穿过中等稳定岩层，采用料石砌碹支护，半圆拱形断面，且墙壁高取1800mm，设计时不降墙高，交叉点采用单开，其设计如下：（二）确定巷道断面尺寸1 、计算巷道净宽度B由于本设计采用的是XK 8－６／１１０Ａ电机车所以巷道设计要求的如下基本数据：宽A1=1060mm，高h=1550mm；1.5t矿车宽1050mm，高1150mm。
取巷道人行道宽c=840mm，非人行道一侧宽第一断面a=400mm，第二断面a=300mm，第三断面a=500m。
又根据表6 – 2双轨中线距b=1300mm则电机车之间的距离为：1300-（1054/2+1054/2）=246mm＞200mm符合安全要求。
第一断面巷道净宽度：B1=a1+b+c1=（400+1054/2）+1300+（1054/2+840）=927+1300+1367=3594mm为了设计的简便我们取B 1=3600mm第二断面巷道净宽度：B 2=2a +b+1c =（300+1054/2）+1300+（1054/2+840）=827+1300+1367=3500mm第三断面巷道净宽度：B 3=3a +b+c 1=（500+1054/2）+1300+（1054/2+840）=1027+1300+1367=3700mm2 、 计算巷道拱h 。
交叉点设计课程设计龙岩学院《井巷⼯程》课程设计题⽬：地下矿⼭平巷交叉点设计姓名：xxx学号：xxxxxx班级：采矿⼯程年级 : 2010级指导⽼师 :张xxxx⽼师2013-7交叉点设计说明书⽬录第⼀章综述 (3)1.1课程设计⽬的 (3)1.2课程设计任务 (3)第⼆章课程设计技术条件 (3)第三章巷道断⾯形状选择 (4)第四章巷道断⾯尺⼨设计 (5)4.1 双轨巷道单侧分岔点 (6)4.2⼤巷壁⾼3h的确定 (6)4.3⽀巷壁⾼3h的确定 (7)4.4 TM壁⾼3h的确定 (8)第五章⽀护⽅案设计 (8)第六章交岔点设计 (9)第七章⼯程量及材料消耗计算 (9)第⼋章参考书⽬ (10)第⼀章综述1.1课程设计⽬的对于采矿⼯程专业的学⽣，⽆论是在勘探设计单位承担矿⼭设计任务，还是在科研院所从事专业科研开发事业，或者在⽣产企业进⾏专业技术与⽣产技术管理⼯作，对于地下开采起主要通道作⽤的井巷⼯程，都必须具有正确选择和设计的知识和能⼒。
本次课程设计是在学习了相关专业基础和井巷⼯程专业课程的基础上，通过设计，得到专业⼯程设计基本能⼒的初步训练，为毕业设计及今后从事专业技术⼯作打下基础。
也是对学⽣对以前所学知识掌握与运⽤能⼒的检验。
井巷⼯程课程设计，要求学⽣在给定原始资料的基础上，通过翻阅专业参考书和相关⽂献，综合运⽤所学知识，确定技术⽅案，掌握正确的设计步骤和内容，进⾏必要的科学计算，并运⽤规范的技术语⾔（规范的图纸及说明书）将设计意图及设计结果表达出来。
1.2课程设计任务1．设计任务：某地下矿⼭平巷交叉点设计（组长安排，7⼈完成此任务）2．设计要求：根据所给原始资料及平巷交叉点的规格要求，完成交叉点的平⾯尺⼨、交叉点各断⾯尺⼨设计，⼯程量及材料消耗计算，绘制交叉点施⼯图等；平巷交叉点设计计算可以应⽤有关辅助设计软件完成；3．设计成果：①⽤Auto CAD严格按照制图标准，绘制交叉点施⼯图图（⽐例1：50），并⽤A3纸打印，并装订在说明书后⾯；②编写平巷交叉点设计说明书，其中应包含交叉点各断⾯尺⼨表、⼯程量及材料消耗量表等表格，⽤A4纸打印装订。
副斜井1号交岔点施工安全技术措施一、概况：根据南京设计院设计的响水矿播土东二上采副斜井工程，在里程143m处施工1号交岔点。
交岔点全长17.499m（交岔点牛鼻子施工长2m）。
巷道净宽由4.0m放宽至7.361m。
净高由3.7 m升至4.881m 二、技术要求：交岔点施工严格按南京设计院设计东二上采副斜井交岔点平、断面图（图号S1115—121--1）中1号交岔点设计断面图施工。
1、交岔点施工平面图（见图）2、交岔点施工断面图（见图）3、交岔点变断面表（见表）4、交岔点炮眼布置图（见图）5、断面支护：见断面支护图（1）、交岔点采用锚网喷支护。
锚杆∮20×2200 mm树脂锚杆，排间距800×800 mm。
每根锚杆使用锚固剂2支。
锚杆与岩层面夹角75~90度。
（2）锚网：∮6.5 mm钢筋，规格1800×1000 mm。
网格100×100 mm。
（3）锚索：∮15.5mm长8m，排、间距1.6×1.6m，使用锚固剂4支/根，锚索托盘规格10mm厚钢板300×300mm。
三、安全措施1、副斜井施工至里程143m时停掘，支护紧跟迎头。
按设计要求放好交岔点开口中线，由外往里蓫炮对巷道进行放高放宽，每米放高81mm，每米放宽240mm。
2、交岔点严格按设计要求施工，巷道净高由3700 mm升高至4881 mm，巷道净宽由4000 mm放宽至7361mm，拱基线由1.7m缩至1.2m。
3、交岔点施工采用短刷短支，炮眼深度1.2m，周边眼、辅助眼装药量1~2卷/眼，底眼装药量3卷/眼。
4、锚杆采用直径20毫米树脂锚杆，长2200mm，每根锚杆使用锚固剂2支，锚网搭接率不少于90%。
锚索∮15.5mm长8m，铁托板规格300×300mm，厚10mm。
5、严格执行“一炮三检”、“一炮三警”、“三人连锁”放炮制度，放炮警戒由班队长布置检查落实，放炮命令由班队长下达，撤除警戒由放炮员执行。
一、交岔点形式的确定：(附巷道布置图及地质资料)矿井水平巷道交岔点的结构形式，可分为柱墙式交岔点和穿尖交岔点两种，其断面形状宜与相连接的巷道断面形状相同。
矿井倾斜巷道交岔点的结构形式与水平巷道交岔点的结构形式基本相同，只是有斜面尺寸和平面尺寸的差别。
(一)柱墙式交岔点柱墙式交岔点又称“牛鼻子”道岔，在各类围岩的巷道中均可使用。
在该交岔点长度内两巷道的相交部分，共同形成一个渐变跨度的大断面，其最大断面的跨度和拱高是由相交巷道的宽度和柱墙的宽度决定的。
这种交岔点较穿尖式交岔点工程量大，施工时间长，但具有受力条件好，容易维护等特点，所以得到普遍应用。
(二)穿尖式交岔点穿尖式交岔点一般在围岩稳定坚硬，跨度小的巷道中使用。
在交岔点的长度内，两巷道为自然相交，其相交部分保持各自的巷道断面。
拱高不是以两条巷道的最大跨度来决定，而是以巷道自身的跨度来决定。
因此，碹岔中间断面的高度不超过两相交巷道中宽巷的高度。
出于拱高低、长度短、断面尺寸不渐变，从而使工程量减小，施工时间缩短，通风阻力小，也使设计工作简化。
但它较柱墙式交岔点在相同条件下具有拱部承载能力小、仅适用于围岩坚硬、稳定、跨度较小的巷道。
二、交岔点平面尺寸的确定1．确定交岔点平面尺寸的依据巷道交岔点的布置和断面设计应满足矿井井下运输、管线布置、通风、行人和安全的要求；所用钢轨轨型，应与其相连接的直线巷道(正线)的轨型相一致，也可选大一级的钢轨型号。
交岔点道岔型号及曲线半径应根据所采用的运输车辆的型号、运送和运行速度确定，并应符合《煤矿矿井井底车场设计规范》中的有关规定。
见表1。
表1 线路轨型、道岔及平曲线半径交岔点内的道岔处车辆与巷道两侧的安全间隙．应在直线巷道(正线)安全间隙的基础上加宽；其加宽值应符合下列规定：1)道岔处车辆与巷道两侧安全间隙加宽值，单开道岔的非分岔一侧加宽不宜小于200mm，分岔一侧加宽不直小于100mm；对称道岔的两侧加宽均不宜小于200mm。
三、交岔点设计交岔点设计包括平面尺寸、断面形状和尺寸和工程量、材料消耗量等内容。
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。
这些尺寸主要取决于通过交岔点的运输设备类型、运输线路布置的型式、道岔型号以及行人和安全间隙的要求，所以在设计前，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。
其中第一类、第四类和第五类是基本的，其他类型可视为这三类的变换或组合。
因此下面只讨论第一类交岔点的计算。
1．单轨巷道单侧分岔点（图8-58）图8-58 单轨巷道单侧分岔点平面尺寸计算图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—道岔长度首先，应根据前述己知条件求曲线半径的曲率中心O 的位置，以便以O 为圆心、R 为半径定出弯道的位置。
O 点的位置距离基本轨起点的横轴长度为J ，距基本轨中心线的纵轴长度为H ，可如下求得：ααsin cos R b a J += （8-25） ααbsia R H +=cos （8-26） 从曲率中心O 到支巷起点T 联一直线，此OT 线与O 到主巷轨道中心线的垂线之夹角为θ，其值为：321500cos b R b H +--=-θ （8-27）注意：此处之θ角不是原来规定的巷道转角δ。
基本轨起点(预定为变断面起点)至变断面（斜墙)终点的水平距离为P ： θθsin )(sin )]([3333B b R J b B R J P -++=--+= （8-28）为了计算交岔点最大断面宽度TM ，需解直角三角形MTN ：22TN NM TM += （8-29） 而 NM =B 3sin θ （8-30） 23500cos B B TN ++=θ （8-31）于是，自基本轨起点至柱墩的距离：NM P L +=2 （8-32）为了计算交岔点的断面变化，需确定斜墙TQ 的斜率i ，其方法是先按预定的斜墙起点(变断面起点)求算斜率i 0，然后选用与它最相近的固定斜率i 即： PB TN i 10-=（8-33） 根据i 0值的大小，选取i 为0.2或0.25或0.3，个别情形可取0.15。
确定了斜墙的斜率后，便可反算定出确定的斜墙(变断面)的起点Q （Q 点可在Q 0右边或左边)及交岔点扩大断面部分的长度： iB TN L 10-=（8-344） 于是，变断面(断面加宽)的起点至基本轨起点的距离Y ：Y =P -L 0 （8-35） Q 点在Q 0点之右，Y 值为正，在Q 0点之左，Y 值为负。
交岔点工程的计算长度L ，是从基本轨起点算起，至柱墩M 点再延长2000㎜，于是L =L 2+2000 (8-36)在支巷处，交岔点的终点应取为从柱墩面算起，沿轨道中心线2000mm 处，也可近似 的按直墙2000mm 计算。
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，与直线段巷道相比，文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1 m 。
2)双轨巷道单侧分岔点，在怠岔转辙中心前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。
3．为了施工方便和减少通风阻力，在井底车场交岔点内，一般应不改变双轨中心线距及巷道断面(指边墙加宽做成台阶状)，这样，在设计交岔点时，中间断面应选用标准设计图册中相应的曲线段的断面(即参考运输出备通过弯道或道岔时边角外伸，双轨中心线距及巷道宽度已加宽的断面)。
4．交岔点中间断面斜墙侧，按选用的斜率i 每米巷道递加i 米。
若交岔点采用砌碹支护，则每米架设一架的碹胎宽度，亦应递加i 米。
5．交岔点中间断面(扩大部分)拱高的确定方法与一般巷道相同。
然而，由于各中间断面的拱高将随净宽的递增而升高。
为了提高断面利用率，减少掘、支工程量，在满足安全、生产与技术要求的条件下，可将中间断面的墙高相应递减；也可采用调整拱形改变拱高的办法(锚喷支护交岔点采用此法较为方便)，使巷道全高的增加幅度不过大(图8-59)。
降低后的墙高或调整后的拱高，在T 、N 、M 三点处应相同。
这几处的巷道断面仍应保证运输设备、行人及管线装设应有的安全间隙和距离，故必须按第三章中所述方法和公式对墙高进行验算。
设变断面部分起点处墙高为h B1，降低后最低处墙高为h TN ，则墙高降低的斜率i '为：1L h h i TNB -=' （8-37）有了i '值，便可求得每米墙高递减值。
T 、N 、M 三点处墙高均是h TM ，h TM 与以B 2、B 3为净宽的巷道的墙高h B1、 h B3，的差值宜在200～500mm 。
如果h ∆值过大，对碹体施工和安全都不理想；h ∆值过小，则降低墙高的意义不大。
在生产中，为了施工方便，往往采取不降低墙高的做法。
㈢交岔点支护厚度的确定锚喷支护交岔点属于《煤矿井巷工程锚杆、喷浆、喷射混疑土支护设计试行规范》规定的加强支护工程，因此其锚喷参数口按大断面最大宽度TM 选取上限值。
分支巷道加强支护的长度，自柱墩起3～5m(计算交岔点工程长度时，仍取为2m)。
对于砌碹交岔点，巷道净宽度是由小到大渐变的，为便于施工和保证质量，在巷道宽度变化的长度内，按最大宽度选取拱壁厚度。
分支巷道拱壁厚度，按各自的净宽度选取。
柱墩的宽没一般为500mm ，长度视岩石条件、支护方式及巷道转角而定，一般为1～3m ，通常取2m 。
对光面爆破完整地保留了原岩体的柱墩，可按支护厚度考虑，不另加长度。
㈣交岔点工程量及材料消耗量计算交岔点工程量计算的范围，一般是从基本轨起点至柱墩向支巷各延长2m ，若斜墙起点在基本轨起点左侧，则应从斜墙起点开始计算，工程量计算方法有两种，一种是将交岔点按不同断面分为几个计算段，求出每段掘进体积，然后相加(包括柱墩)；另一种是近似计算，其精度能满足工程需要，在施工中广泛应用，具体算法按图8-60进行。
1．体积计算公式如下：)()(2132111S S g S S L YS V TM ++++=，m 3 （8-38）式中 S 1、S 2、S 3、S TM ——分别为Ⅰ-Ⅰ、 Ⅱ-Ⅱ、Ⅲ-Ⅲ、T-M 断面的净断面积、掘进断面积或基础的掘进断面积，㎡；L 1、g 、Y ——分别为各计算段长度(m)。
其中L 1为断面变化段长度；g 为支巷延伸长度，一般为2m ；Y 为基本轨起点至变断面起点的长度。
2．各种材料的消耗量的计算方法与体积计算方法相同，只是将各断面面积S 换为相应的该断面每米拱、壁、基础，充填材料消耗量V l ，V 2、V 3、V TM 。
3．柱墩端壁材料消耗量计算公式如下； T S S S V TM)]([32'+'-'=''，m 3 （8-39） 式中 TMS '、2S '、3S '——分别为该断面的拱部掘进断面积，㎡； T ——柱墩端壁厚度，m 。
4．粉刷面积计算公式如下：n n n nTM n n n S S S g S S L YS V '+++++=)()(213211，㎡ （8-40）图8-59 交岔点墙高、拱高降低示意图a —降低墙高；b —降低拱高图8-60 交岔点工程量计算示意图式中 S n1、S n2、S n3、Sn TM ——分别为该断面处每米巷道的粉刷面积，㎡；nS '——柱墩端壁的粉刷面积，㎡，)(32S S S S TN n +-='。
5．锚杆数量，金属网面积的计算方法与粉刷面积计算相同，只是将各断面和端壁的粉刷面积S n ，换为该断面和端壁的锚杆数量N 1、N 1、N 2、N 3、N TM 和N '和金属网面积S m1、S m2、S m3、S mTM 、mS ''。
按上述近似计算，柱墩可不再另计算掘进工程量，材料消耗量加3m 3即可，也有定为4m 8的。
㈤交岔点的作用及作用1．按1：1000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。
四、交岔点设计示例某矿井底车场一交岔点，主巷是单轨双人行道净宽2700mm 的巷道，支巷是单轨净宽2400mm 的巷道，采用ZK7-6/250架线式电机车运输，道岔为DK618-4-12单开道岔；设汁要求巷道转角为δ=45°、弯道半径R=15000mm ；交岔点穿过f =3的岩石，选用料石砌碹，半圆拱形断面。
根据上述条件，考虑主巷已是双人行道．因而交岔点内不再加宽；交岔点内支巷选用标准设计中的曲线段断面。
参考标准断面图册，决定取B 1=B 2=2700㎜，b 1=b 2=1330㎜；B 3=2700㎜、b 3=1570㎜。
根据交岔点穿过f =3的岩层和交智点各断面净宽度，决定各断面拱壁厚度： d 1=T 1=300mm 、d 2=T 2=300mm 、d 3=T 3=300mm 。
扩大断面处均为d TM =T TM =465mm 。
