11 Конструкции порталов и их назначение.

Переход от тоннеля в предпортальиой выемке осуществляется при помощи портала для обеспечения устойчивости лобового м боковых откосов выемки, отвода воды с лобового откоса и архитектурного оформления входа в тоннель. Порталы тоннелей (рис. 3.20) устраивают в зависимости от состояния грунтов на склонах горного массива и подходов к тоннелю врезными (см. рис. 3.20, а) или наклонными (см. рис. 3.20, б) с торцовой подпорной стеной / либо выносными с искусственной засыпкой 2 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.

Рис-Конструкция тоннельных порталов без продольных стен

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 (рис. 3.21). 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 предпортальиой 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.

Припортальные 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 раз мыва 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 I м выше верха канавы.

12 Двухпутные и однопутные железнодорожные тоннели. Габариты и внутреннее очертание обделок железнодорожных тоннелей.

СРАВНЕНИЕ ДВУХПУТНОГО ТОННЕЛЯ С ДВУМЯ ОДНОПУТНЫМИ ТОННЕЛЯМИ

При проектировании перевального тоннеля, имеющего значительную длину, необходимо сравнить два варианта: двухпутный тоннель или два однопутных тоннеля (рис. 17).

Сооружение вместо двухпутного тоннеля двух однопутных меньшего сечения имеет следующие преимущества: при достаточном расстоянии (15—25 м) между осями параллельных тоннелей горное давление на каждый из них будет определяться по величине пролета отдельной выработки, т.е. составит примерно лишь половину давления, действующего на двухпутный тоннель, вследствие чего тоннельная обделка и временная крепь подземной выработки могут быть облегчены; при благоприятных условиях возможно естественное проветривание тоннелей за счет поршневого действия подвижного состава, заполняющего большую часть поперечного сечения тоннеля ; первоначальные капиталовложения, необходимые для открытия движения по линии, могут быть значительно сокращены, так как в первую очередь сооружают лишь один тоннель, а второй тоннель — лишь тогда, когда в связи с ростом грузооборота возникает необходимость в строительстве вторых путей.

При сооружении первого тоннеля, имеющего большую длину, с раскрытием выработки по частям (см. рис. 17) иногда целесообразно пройти по оси второго тоннеля или между тоннелями вспомогательную штольню малого сечения, соединяемую с опережающей штольней первого тоннеля поперечными сбойками через каждые 100—300 м.

Рис. 17. Два однопутных тоннеля на двухпутной линии

Вспомогательную штольню используют для удаления разработанной породы, размещения различных труб, кабелей и подсобных устройств, водоотлива и вентиляции. Помимо удобств, даваемых при производстве работ и при вентиляции готового тоннеля, вспомогательная штольня повышает степень безопасности подземных работ, так как в случае обвала или затопления выработки рабочие могут быть выведены по этой

штольне из опасной зоны. Для предотвращения затопления штольни на поперечных сбойках устраивают прочные перемычки с дверями. Такая система была с успехом использована при сооружении Симплонского тоннеля.

Однако общий объем работ и стоимость сооружения в случае двух однопутных тоннелей несколько возрастают, искусственная вентиляция длинных тоннелей во время эксплуатации затрудняется в связи с увеличением аэродинамического сопротивления при меньших значениях гидравлических радиусов и сокращаются возможности механизации тоннельных работ вследствие уменьшения площади сечения выработки. СНиП II-Д.8-62 рекомендуют в случае, если на железной дороге I категории с электрической тягой в течение ближайших 10—15 лет намечается постройка вторых путей, рассмотреть вопрос о целесообразности сооружения двух однопутных тоннелей или одного двухпутного. При тепловозной тяге тоннели длиной более 300 м устраивают однопутными, что улучшает возможности естественного проветривания их за счет поршневого действия поездов.

Габариты

Форма и размеры поперечного сечения тоннеля определяются его назначением. Внутри транспортного тоннеля должно бьгть 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.

Габаритом приближения строений называют перпендикулярный оси тоннеля контур, внутрь которого не должны выступать никакие части сооружений и устройств (с учетом неточностей, допущенных при проходке выработки и воз-ведении обделки). Для железных дорог специальные тоннельные габариты отсутствуют. Поэтому при проектировании используют габарит С приближения строений железных дорог колеи 1520 мм (ГОСТ 9238—83) с шириной междупутья на прямой 4100 мм (рис. 3.1).

Внутренние размеры обделок железнодорожных тоннелей должны соответствовать габариту приближения строений "С" , 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 [

Размеры, показанные в виде дроби, означают: в числителе – для контактной подвески с несущим тросом, в знаменателе – без несущего троса.

На криволинейных участках пути габарит "С" должен быть увеличен вследствие наклона вагона и выноса его концов и середины в стороны от оси (рис. 4.2). Наклон вагона обуславливается возвышением h наружного рельса, которое назначают в зависимости от наибольшей скорости движения, допускаемой на кривой данного радиуса.

ВНУТРЕННЕЕ ОЧЕРТАНИЕ ТОННЕЛЬНОЙ ОБДЕЛКИ

При назначении внутреннего очертания тоннельной обделки, кроме габаритных требований, должны быть учтены также эксплуатационные, строительные и экономические соображения.

Между обделкой и габаритом приближения строений располагают все устройства, необходимые для нормальной эксплуатации тоннеля и обеспечения безопасности обслуживающего персонала и ремонтных рабочих (рис. 57).

Внутреннее очертание железнодорожного тоннеля назначают с учетом размещения светофора 1, светильника 2 общего освещения, ответвительных коробок 3 электросети, гудка 4 оповестительной сигнализации, сигнальных ламп 5, располагаемых над нишами, и аварийной кнопки 6 (с одной стороны тоннеля через нишу), а также водоотводной канавы.

Рис. 57. Размещение оборудования в тоннеле за очертанием габарита С на прямой

1. Ось обделки должна иметь плавное очертание, так как наличие ее переломов вызывает отклонение кривой давления от оси.

2.При преобладании вертикальных нагрузок свод должен быть достаточно подъемистым, приближающимся по форме к квадратной параболе. Для этого в замковой части свода ось должна иметь кривизну, большую, чем в нижней части свода, примыкающей к стенам.

3. При действии на обделку бокового горного давления стены должны иметь криволинейное очертание, выпуклое в сторону породы.