2. Трассирование линии. Обоснование продольного профиля.

Применение тоннелей на высокогорных участках железнодорожных и автодорожных линий расширяет возможности их трассирования и улучшает условия эксплуатации. План и профиль пути в тоннеле проектируют по нормам, установленным для открытых участков трассы с учетом особенностей, связанных с расположением линий в подземной выработке.

Рекомендуется располагать тоннели на прямых участках пути, так как тоннели, расположенные на кривых, имеют существенные недостатки. К ним относятся: необходимые уширения габаритов приближения строений на кривых, вызывающих увеличение размеров выработки и объема работ по сооружению тоннельной обделки; усложнение подземной разбивки оси тоннеля, увеличение износа рельсов (особенно на кривых малых радиусов), находящихся во влажном воздухе тоннеля в неблагоприятных условиях; ухудшение условий вентиляции. Однако в ряде случаев расположение тоннелей на кривых является неизбежным.

Для сокращения длины тоннеля, уклоны на подходах к нему принимаются максимально допустимые. Внутри горного массива уклоны применяются минимальными с целью улучшения условий эксплуатации. По условию отвода воды из тоннеля i_min=3 ‰.

Максимальный уклон в железнодорожном тоннеле назначается смягченным по сравнению с максимальным уклоном открытой трассы. Это связано с уменьшением сцепления подвижного состава с рельсом из-за повышенной влажности в тоннеле и большого сопротивления воздуха подвижному составу.

Коэффициент смягчения уклона m зависит от длины тоннеля. При длине тоннеля от 1 до 3 километров коэффициент смягчения m=0,85.

Уклон в тоннеле определяется как:

i_т = m · i_р – i_экв

где i_р - руководящий уклон;

i_экв - уклон, эквивалентный сопротивлению движения на кривой; в курсовом

проекте i_экв=1‰.

В нашем случае:

• Уклон на подходах к тоннелю

i_т = т· i_р – i_эк = ____________________‰. Принимаем смягчённый уклон на подходе к тоннелю i_т=_____‰;

• Уклоны в тоннеле принимаем равными 3 ‰.

Профиль представлен на чертеже.

3.Определение длины тоннеля.

Окончательная длина тоннеля определяется из места нахождения порталов. Она определяется исходя из равенства стоимости 1п.м. выемки 1 п.м. тоннеля.

Опыт проектирования и эксплуатации тоннеля показывает, что максимальная глубина выемки, которая принимается в грунтах с коэффициентом крепости f=0,5-3 составляет H_max=10-15 метров, а в грунтах с коэффициентом крепости f>3 составляет H_max=15-25 метров.

С учётом всех этих требований западный портал тоннеля устраиваем на пикете ПК_____________, а восточный портал – на пикете ПК_______.

Полная длина тоннеля составляет L_т=_______________метров.

4. Проектирование тоннельных конструкций.

4.1Выбор и технико-экономическое обоснование конструктивных решений обделок.

Форма и размеры поперечного сечения тоннеля определяются его назначением. Внутри транспортного тоннеля должно быть свободное пространство, достаточное для пропуска подвижного состава, прохода людей, размещения необходимого оборудования и устройств. Поэтому поперечное сечение тоннеля должно удовлетворять утвержденному для данного вида транспорта габариту приближения строений.

Внутренние размеры транспортных тоннелей определяются габаритами приближения строений, представляющими условный контур, внутрь которого не должны выступать никакие части сооружений и оборудования.

Внутренние размеры обделок железнодорожных тоннелей должны соответствовать габариту приближения строений "С" (рис. 4.1), приведенному в ГОСТ 9238, с учетом размещения за пределами этого габарита устройств сигнализации, централизации и блокировки (СЦБ), светильников и кабелей, а также строительных допусков на сооружение обделки тоннеля.

Между внутренним контуром обделки и угловыми (критическими) точками габарита должен быть обеспечен некоторый зазор, гарантирующий от появления негабаритности из-за неточности строительных работ и деформаций конструкции. В слабых породах этот запас достигает 15 см, в крепких скальных – 5…10 см.

Форма поперечного сечения тоннеля, удовлетворяющая перечисленным эксплуатационным требованиям, должна обеспечивать рациональную статическую работу конструкции под заданными нагрузками и соответствовать особенностям применяемых строительных материалов и способа производства работ. Необходимо стремиться к сокращению поперечного сечения выработки, с увеличением которого возрастают объемы работ и стоимость сооружения.

Практика проектирования определила ориентировочные границы геологических условий, в которых могут применяться обделки того или иного очертания, и выработала некоторые правила построения их контуров.

Основными из этих правил являются требования плавного изменения оси обделки и ее подъемистая подковообразная форма при преобладании вертикальных нагрузок. При отсутствии бокового горного давления стены подковообразной обделки могут проектироваться вертикальными, а свод очерчивается по круговой кривой (однопутные железнодорожные тоннели).

При воздействии вертикального и бокового горного давления обделки однопутных железнодорожных тоннелей имеют внутреннее очертание в виде подъемистого свода, контур которого очерчивается по пяти- или трехцентровой коробовой кривой.

В крепких скальных грунтах, оказывающих лишь вертикальное горное давление, стены могут быть сделаны вертикальными с наибольшим приближением к контуру габарита. В этом случае свод однопутного тоннеля обычно очерчивают по окружности.

Для обделки тоннеля, сооружаемого горным способом, в качестве материала обычно применяется монолитный бетон класса В20. Толщина монолитной обделки должна приниматься не менее: 20 см - в бетонных и 50 см - в каменной кладке.

Для прочности породы f=_____________принимается ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Обделка представлена на листе чертежа.