2.2.Определение длины тоннеля

Окончательная длина тоннеля определяется из места нахождения порталов. Она определяется исходя из равенства стоимости 1 п.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 Hmax=10-15 метров, а в грунтах с коэффициентом крепости f>3 составляет Hmax=15-25 метров.

С учётом всех этих требований северный портал тоннеля устраиваем на пикете ПК664+00 а южный портал - на пикете ПК676+50. Полная длина тоннеля составляет Lт=1250 метров.

Продольный профиль представлен в Приложении 1.

3. Проектирование тоннельных конструкций

   1. Выбор и обоснование конструктивных решений обделок

1) Горный способ

Конструкции тоннельных обделок должны удовлетворять следующим требованиям: эксплуатационным, технологическим, экономическим. Для выполнения этих условий обделки проектируются следующим образом.

В крепких скальных грунтах, оказывающих лишь вертикальное горное давление, стены могут быть сделаны вертикальными с наибольшим приближением к контуру габарита.

В породах, где появляется вертикальное и горизонтальное давление, свод и стены выполняются выпуклыми в сторону действия давления.

В устойчивых крепких грунтах отступление 5-10 мм, в слабых - 10-15 мм. Для всех случаев обделок материал - монолитный бетон В25.

На железных дорогах принят габарит "С": высота Н= 6400 мм, ширина В = 4900 мм.

2) Щитовой способ

Тоннели в слабых и мягких грунтах, сооружаемые щитовым способом, как правило проектируют кругового очертания, обеспечивающего наиболее целесообразную статическую работу конструкции на всестороннее давление.

Конструкция железобетонной обделки состоит из блоков. Число элементов в обделках из железобетонных блоков зависит от диаметра кольца и определяется массой элемента, которая не должна превышать 2,5т и длиной дуги по наружной стороне не более 2-3м.

Все типы обделок представлены на чертеже Приложение 1.

2. Обоснование конструктивного решения порталов

Переход от тоннеля в предпортальной выемке осуществляется при помощи портала для обеспечения устойчивости лобового и боковых откосов выемки, отвода воды с лобового откоса и архитектурного оформления входа в тоннель. Порталы тоннелей устраивают в зависимости от состояния грунтов на склонах горного массива и подходов к тоннелю врезными или наклонными с торцовой подпорной стеной либо выносными с искусственной засыпкой для уположения лобового откоса в случае неустойчивых склонов. При расположении торцовой стены под углом к оси тоннеля устраивают ступенчатый портал. Кроме торцовой стены, в состав портала входят водоотводная канава и первое кольцо обделки, в наибольшей степени подвергающееся выветриванию и иногда облицовываемое кладкой из естественного камня. Для устройства портала выполняют срезку и укрепление лобового откоса.

Торцовая стена связывается с первым кольцом обделки с помощью арматуры или отрезков прокатных профилей и опи­рается на боковые откосы выемки, в которые заделывается на необходимую глубину. В недостаточно ус­тойчивых грунтах торцовая стена может опираться на продольные подпорные стены, поддерживающие откосы предпортальной выемки. Такое решение об­легчает статическую работу торцовой стены и одновременно способствует уменьшению объема предпортальной вы­емки. Подошвы торцовой и боковых пор­тальных стен заглубляют относительно низа кюветов в соответствии с глубиной промерзания в их основании.

Наибольшей опасности повреждения от сейсмических воздействий подвер­гаются входные участки тоннеля, выполняемые поэтому из железобетона, если расчетная сейсмичность более 7 бал­лов. К ним относятся торцовая стена портала и тоннельная обделка от входа до глубины заложения шелыги свода, меньшей трех максимальных попереч­ных размеров выработки. Предпортальные подпорные стены сле­дует разделять по длине сквозными вер­тикальными швами на секции протяже­нием не более 15 м, а в районах сейсмич­ности 8 и 9 баллов не более 10 м, распо­лагая подошвы каждой секции на одно­родном по сжимаемости грунте. Откосы и дно канав защищают от раз­мыва и просачивания воды мощением или бетонным покрытием. Дно канавы располагают не ниже чем на расстоянии 1,5 м от верха тоннельной обделки для обеспечения слоя породы, достаточного для амортизации возможных ударов кам­ней, скатывающихся с лобового откоса. Ввиду возможности падения камней с лобового откоса и для предотвращения попадания их на пути или проезжую часть дороги расстояние от низа лобо­вого откоса до портальной стены принимают не менее 1,5 м, а парапет стены — не менее чем на 1 м выше верха канавы.