1. Тунелі як засіб подолання перепон і розвитку трас при плануванні шляхів сполучень.

Тунель – горизонтальна або похила підземна штучна споруда, призначена для транспорту, пропуску води, розташування комунікацій тощо. Довжина тунелю зазвичай набагато більша ніж його поперечні розміри. Тунель дозволяє подолати перешкоду замість його обходу. Перешкоди бувають висотні та контурні. До висотних відносять холми, хребти та водорозділи. При трасуванні залізної або автомобільної дороги можливі рішення: обхід висотної перешкоди, розвиток шляху з підйомом на перевал, влаштуванням виїмки та спорудження тунелю, що з’єднує склони перешкоди. Подолання висотної перешкоди за допомогою тунелю значно скорочує довжину шляху та дозволяє зменшити ухили. Завдяки цьому можна збільшити вагові норми поїзда та швидкість руху, ліквідувати зайві підйоми та покращити експлуатаційні показники шляху сполучення. Спорудження тунелю, особливо розташованого у підошві висотної перешкоди, викликає збільшення капітальних витрат. Тому вибір траси шляху виконують на основі техніко – економічного порівняння варіантів, враховуючи важливість збільшення пропускної та проїзної можливості шляхів сполучення.

До контурних перешкод відносять частини оповзнів, осипів, снігових заносів. Оповзні та осипи загрожують стабільності земляного полотна та безпеки руху, можливе розташування шляху на естакадах, що спираються на непошкоджені ґрунти. Але якщо оповзні більше 5м та при глибоких потоках підземних вод найбільш правильним рішенням є перенесення у глибину гірничого масиву – за межі оползневої зони. Захист від снігових лавин та заносів потребує більших експлуатаційних витрат та серйозних інженерних заходів.

При подоланні водних перешкод необхідно зробити вибір між мостом та тунелем, тобто між надземним та підземним розташуванням траси. У порівнянні з мостовим переходом тунель має переваги: відсутність перешкод судноплавства, захист від вітру, льоду. Недоліки: необхідність постійної вентиляції, строк спорудження тунелю більший ніж строк спорудження моста, будування тунелю дорожче ніж моста.

ВИРОБКА – штучно споруджена у земній корі пустота, що призначена для розташування тунелю або для допоміжних буд. цілей. Бувають горизонтальні, вертикальні та похилі.

2.Вимоги до плану і профілю тунельних дільниць траси.

Залізничні тунелі. Необхідність спорудження тунелю виникає на напружених ходах, що прокладаються з максимально можливим ухилом трасування. Якщо ухил перевищує допустимий, то роблять штучний розвиток лінії, тобто більшої довжини, щоб подолати різницю висот початкової та кінцевої точок. Розташування залізничного тунелю в плані повинно відповідати вимогам до відкритих дільниць лінії. Розташовують тунелі на прямих дільницях шляху, в разі потреби – на кривих R≥600м. У випадку петлевих та спіральних тунелів застосування кривих великих R пов’язано зі збільшенням їх довжини та буд.вартості. Трасування лінії вздовж порізаних берегів озер та морів пов’язано з необхідністю спорудження тунелю при подоланні мисів. Довжина мисового тунелю тим більша, чим більший радіус кривої, на якій він розташован, тому зменшують радіус кривої для зменшення кап. витрат. Перевальні тунелі, що забезпечують подолання висотної перешкоди, влаштовують на прямій.

У поздовжньому профілю тунелі влаштовують 1- та 2скатними. Односкатний профіль мають тунелі, що влаштовують при розвитку ліній, тому що їх використовують для набору висоти(петлеві, спіральні), мисові, короткі перевальні тунелі. Двускатний профіль – перевальні та підводні тунелі.

Переваги 1скатного: велика різниця висот між порталами, яка забезпечує тепловий напор, швидке видалення води завдяки крутим ухилам.

Недолік:важкість видалення води, яка поступає в виработку при проходці з верхнього порталу.

У 2скатних недоліком є утруднення вентиляції. Особливий випадок: спорудження тунелю у сурових кліматичних умовах. Тоді влаштовують 1скатний профіль з поздовжнім ухилом не менш 6%_о. За умов водовідводу ухил має бути не менш 3%_0, у виняткових випадках 2%_0.Повітряний опір залежить від швидкості рухомого складу, ступеня заповнення поперечного перетину тунелю. Він більший в 1-путних тунелях та збільшується зі збільшенням довжини тунелю. Максимальний допустимий ухил: i_т=mi_р-i_ек, де i_р – руковідний ухил, i_ек- ухил, еквівалентний опору на кривій, m-коефіцієнт пом’якшення ухилу. Пом’якшенняухилу повинно бути не тільки у тунелі, а і на підході до нього.

Автодорожні тунелі. Мінімальний R=250м, при цьому забезпечується плавний рух машин з розрахунковими швидкостями. Поздовжній профіль проектують з урахуванням можливості покращення тяги повітря. Тунелі при розвитку доріг, що використовують для набору висоти, роблять 1скатними, 2скатні – кращі при експлуатації, не потребують штучного водовідливу. У виборі висоти розташування тунелю важливу роль грає топографія(характер склонів гірничого масиву), геологічні та гідрологічні фактори. Для автодорожніх тунелів висота пересічення може бути більша, але її необхідно обґрунтувати з економічної точки зору. При обраній висоті пересічення довжина тунелю визначається місцями розташування його входів – порталів. Положення порталів назначають з економічних, конструктивних міркувань з урахуванням місцевих умов. Глибина предпортальної виїмки у глинистих грунтах 12-15м, у скальних 20-25м.