Магистральные внегородские тоннели

1.5. Магистральные внегородские тоннели 1.5.1. Общие положения

Магистральные внегородские тоннели предназначены для пре­одоления каких-либо препятствий на внегородских транспортных коммуникациях.

Препятствия делятся на высотные и контурные.

К высотным препятствиям относятся холмы, возвышенности, горные хребты, водоразделы, мысовые участки побережья.

Контурные препятствия включают крупные оползни, лавино­опасные участки и участки с камнепадами, водотоки, водоемы, плотно застроенные территории.

По виду транспорта магистральные внегородские тоннели де­лятся на железнодорожные, автомобильные, судоходные.

По положению относительно рельефа местности можно выде­лить три типа магистральных внегородских тоннелей: горные, подводные, равнинные. Равнинный тип применяется эпизодически, основном, при прокладке трассы под зоной застройки, Горные тоннели по высоте заложения делятся на базисные (подошвенные) и вершинные.

По формам поперечного сечения, видам обделок, применяемы конструкционным материалам, способам строительства магистраль­ные внегородские тоннели сходны городским автодорожным тоннеля и тоннелям метрополитенов.

Основные отличия магистральных внегородских тоннелей от городских определяются:

Рекомендуемые материалы

1 - глубиной заложения, которая может составлять более 1-2 км;

2 - протяженностью до нескольких десятков километров;

3 - как правило, отсутствием промежуточных въездов-выездов

4 - широким использованием петлевых, спиральных и комбини­рованных трассировок (рис. 1.5.1);

5 - более высокими уровнями риска по фактору опасности аварийности;

6 - сложностью эксплуатации и большими капитальными затратами на строительство.

трассировании линий через крупные водные препятствия. Предельная скорость движения поездов по тоннелям составляет 200 км/ч.

План и профиль пути в тоннелях проектируют по нормам, уста­новленным для открытых участков железнодорожной трассы с учетом особенностей расположения железнодорожной линии в подземной вы­работке.

Габарит приближения строений и габарит подвижного со­става принимаются как основные для дорог МПС (рис. 1.5.2).

Пространство между габаритами используется для подвески контактного провода, создания зоны безопасности для обслуживаю­щего персонала и провоза негабаритных грузов. В пространстве между габаритом приближения строений и обделкой размещаются освети­тельные приборы, силовые кабели и линии спя in. сигнализация, путе­вые и сигнальные знаки, водоотвод, путевые конструкции.

В плане железнодорожные тоннели могут иметь криволинейные участки, сопрягаемые кривыми с радиусами:

не менее 2000 м при скоростях движения поездов сны тс 120 км/ч;

не менее 1200 м при скоростях до 120 км/ч.

В особо сложных случаях по согласованию с МПС возможно уменьшение радиусов кривых до 300 м.

Продольный профиль должен иметь уклон не менее 0,003, в исключительных случаях - 0,002. Для тоннелей длиной более 0,3 км «руководящий» уклон уменьшается путем умножения последнего на коэффициент смягчения:

0,9 - при длине тоннелей 0,3÷1 км;

0,85 - при длине тоннелей 1÷3 км;

0,8÷0,75 - при длине тоннелей более 3 км.

Характерные конструкции железнодорожных тоннелей (БАМ) представлены на рис. 1.5.3. Помимо однопутных тоннелей достаточно широко эксплуатируются двухпутные тоннели.

Железнодорожные тоннели оборудуются порталами на въез­дах-выездах, камерами и нишами для размещения оборудования и укрытия людей.

Порталы служат для укрепления тоннельных врезок в склон местности. Высота порталов должна превышать высоту тоннеля в 1 раза, припортальные откосы должны составлять:

- в скальных породах 1:0,75;

- в полускальных породах 1:0,5.

Камеры располагаются в шахматном порядке в обеих стенах тоннеля через 300 м, ниши размещаются в шахматном порядке между камерами через 60 м с каждой стороны.

Железнодорожные тоннели протяженностью более 3000 м должны иметь дополнительные эвакуационные выходы в рядом рас­положенные тоннели или специально сооруженные штольни безопас­ности, имеющие выходы на поверхность. Расстояние между эвакуаци­онными выходами (сбойками) должно быть не более 300 м.

Вентиляция при длине железнодорожных тоннелях менее 1 км осуществляется естественным путем. Для тоннелей длиной до 3 ч- 4 км применяют искусственную вентиляцию с использованием портальных вентиляторов. Вентиляция тоннелей протяженностью бо­лее 4 км осуществляется по шахтной схеме.

Водоотведение в железнодорожных тоннелях выполняется в ре­зультате комплекса мероприятий, включающих:

- упорядочение стока поверхностных вод над тоннелем;

- отвода грунтовых вод от обделки тоннеля;

- организованного приема грунтовых вод в тоннеле;

- повышение водонепроницаемости обделки.

Противопожарная защита - закольцованный противопожар­ный водопровод с резервуарами запаса воды, установка в нишах и пу­тевых камерах огнетушителей, система сигнализации и дистанционно­го управления - устраивается в тоннелях протяженностью более 300 м.

1.5.3. Особенности внегородских автодорожных тоннелей

Внегородские автодорожные тоннели проектируются по единым нормативным документам с железнодорожными и городскими автодорожными тоннелями. Вместе с тем значительная протяженность рассматриваемых тоннелей и высокая скорость движения автомоби­лей, составляющая от 80 до 150 км/ч, обусловливают повышенные требования к обеспечению безопасной эксплуатации. С этой целью целесообразно:

- исключать встречное движение в тоннелях: возводить два раздельных однополосных тоннеля или два двухполосных;

- предусматривать при протяженности тоннеля свыше 5 км транспортировку автомобилей на железнодорожных платформах, что снимает проблему проветривания тоннеля по условию разбавления воздуха от выхлопных газов;

- предусматривать движение автомобилей по односкатному профилю с уклонами 0,0015÷0,0020 только на спуск, а также исполь­зовать физико-химические и электростатические системы очистки воздуха (рис. 1.5.4) для улучшения вентиляции, уменьшения объем подаваемого воздуха (до 1,5 раз) и сокращения расходов на проветривание тоннелей (которые могут составлять до 38% от общей стоимости объекта);

- устраивать в автодорожных тоннелях протяженностью более 1500 м дополнительные эвакуационные выходы, в рядом расположенные и связанные с поверхностью тоннели или штольни безопасности, либо камеры безопасности, оборудованные герметичными затворами местной вентиляцией (рис. 1.5.5). Расстояние между эвакуационными выходами (сбойками) должно быть не более 300 м, а между камерами безопасности - не более 600 м.

- соблюдать нормативные требования по эвакуации людей безопасной эксплуатации объекта.

1.5.4. Подводные тоннели

К подводным тоннелям относятся тоннели, пройденные под руслами водотоков и под дном водоемов, и тоннели, размещаемые не­посредственно в водной среде. Целесообразность строительства подводных тоннелей устанавливается по результатам сравнительно оценки с мостовыми переходами и паромными переправами.

Подводные тоннели подразделяются следующим образом:

1 - сооружаемые горным способом под руслом водотока ила дном водоема;

2 - сооружаемые открытым способом;

3 - сооружаемые из опускных секций (рис. 1.5.6):

- с установкой на дно и последующей засыпкой;

- с установкой на насыпь:

- с установкой на опорах;

-  «плавающие» тоннели, закрепляемые тросовыми анкерами в русловое ложе или в дно водоема.

Основной недостаток подводных тоннелей, устраиваемых по руслом водотоков и дном водоемов, - значительная длина подъездных путей. Поэтому глубина заложения таких тоннелей принимается не более, чем 10÷15 м от отметки дна, а в плане трасса может состоять из криволинейных участков. При проектировании глубоко заложенных тоннелей, например, под морскими проливами, неизбежна значи­тельная протяженность трассы, соответственно, необходимость реше­ния проблем вентиляции, безопасной эксплуатации и экстренной эва­куации. Типичная схема подводного железнодорожного тоннеля, по­зволяющая в определенной степени решить перечисленные пробле­мы, приведена на рис. 1.5.7.

Недостаток подводных тоннелей, сооружаемых открытым способом, - необходимость постройки плотины и строительство обводно­го канала.

Подводные тоннели из опускных секций устанавливаются на глубине, определяемой осадкой речных или морских судов. Эти подводные тоннели должны рассчитываться на всплытие и на нагрузку от затонувшего судна.

Ещё посмотрите лекцию "9 Основы железнодорожной статистики" по этой теме.

Мировая практика подтвердила высокую эффективность подводных тоннелей как средства преодоления крупных морских преград. Успешная прокладка тоннелей под проливами Ла-Манш, Большой Бельт, островами Хонсю и Хоккайдо, реками Гудзон и Шпрее активизировали дальнейшее про­ектирование и строительство рассматриваемых подземных сооружений (под фиордами Норвегии, Токийской бухтой, проливами Гибралтарским, Мессинским, Босфор, финским заливом (тоннель Хельсинки - Таллин) и др.).

В нашей стране обсуждаются проекты подводных переходов через Волгу, Неву, Берингов, Керченский и Татарский проливы. Следует отметить, что в 1952 г. по распоряжению Сталина в самом узком месте между материком и Сахалином начинали «бить» подводный тоннель. По сообщению га­зеты «Комсомольская правда», навстречу друг другу от острова и материка шли две дамбы. В трех километрах от берега они упирались в искусственные острова, с каждого из которых должны были проходиться вертикальные стволы. Прокладку тоннелей намечалось выполнить одновременно из восьми забоев, в две стороны от каждого из двух островных стволов и из порталов и стволов, проходимых на материке и Сахалине.

Подводный тоннель не строился сам по себе. Он был лишь частью задуманного плана. От Комсомольска-на-Амуре прорубались просеки, возводились насыпи, устанавливались быки для мостов. На Сахалине 6ыл смонтирован шагающий экскаватор для разработки nopmaльной врезки, че­рез пролив был переброшен кабель, на мысе Лазарева стоял энергопоезд. Сдача подводного тоннеля планировалась на конец 1957 г., однако стройку вдруг остановили.