3.1 Определение объема воздуха для вентиляции ж.Д. Тоннеля.

Длина тоннеля 1360 м , площадь транспортной зоны F_т=60 кв.м.

Расчетные скорости движения локомотива на площадке и спуске V_с=25м/с (90км/ч), на подъеме V_п=5,6м/с (20км/ч).

Количество сжигаемого топлива при движении на площадке и спуске К_c=0,01кг/с , а при движении на подъем К_п=0,2

Количество угарного газа, выделившегося при сжигании одного килограмма топлива q_со=0,26 - 0,77 кг/кг топлива.

1. Определяем время нахождения локомотива в тоннеле:

T=₁/V₁+₂/V₂+₃/V₃=310/5,6+660/25+365/25 =

=96,4 сек

2. Определяем количество сжигаемого топлива:

G=T₁*K_п + T₂*K_с + T₃*K_с = 55,36 *0,20 +26,4*0,01 + 14,6*0,01 = = 11,47 кг

3. Определяем количество выделившегося угарного газа:

принимаем q_co=0.52 кг/кг топлива

М=(T₁*K_п+T₂*K_с+T₃*K_с)*q_co=11,47*0,52=5,96кг =5960 г

4. Определяем начальную концентрацию угарного газа перед проветриванием:

С₀=С_к+М/(F_т*(₁+₂+₃))=0,087+5960/(60*1360)=0,089 г/м³

5. Определяем расход воздуха, необходимого для расчетного проветривания в течении 15 минут (900секунд):

Q=(F_т*(₁+₂+₃)/900)*ln(C_o/C_к)=60*1360/900*ln(0,174/0,087)= = 90,6*0,693 = 62,79 куб.м/сек

6. Определяем скорость воздуха в транспортной зоне тоннеля:

V_т = Q/F_т = 62,79/60 = 1.08 м/с

2. Выбор системы вентиляции.

При выборе систем вентиляции необходимо иметь ввиду, что скорость движения воздуха по тоннелю не должна превышать 6м/с, а по вент. каналам 20м/с. Как видно из расчетов скорость не превышает допустимую, поэтому принимаем продольную систему вентиляции. При продольной системе вентиляции воздуховодом служит сам тоннель, вдоль которого перемещается воздух.

Эффективность продольной вентиляции в значительной степени зависит от направления и силы естественной тяги, а так же от поршневого эффекта подвижного состава. Для приспособления к этим факторам обычно применяют установки реверсивного типа, способные изменять движение воздуха в тоннеле. Для усиления эффективности искусственной вентиляции наиболее целесообразна подача воздуха в тоннель в направлении движения подвижного состава, с использованием его поршневого эффекта.

К недостаткам же продольной вентиляции можно отнести: высокую скорость воздуха в тоннеле, что может затруднять работу в тоннеле и большую опасность при возникновении пожара и.т.п.

2. Проектирование тоннельных конструкций.

4.1 Выбор и технико-экономическое обоснование конструктивных решений обделок.

Материалы тоннельных конструкций должны удовлетворять требованиям прочности, жесткости, долговечности, огнестойкости, технологичности, ремонтопригодности, экономичности. Обычно проектирование начинают с выбора материала, далее проектируется форма сечения, и проверка.

Форма и размеры транспортных тоннелей зависят от :

• типа транспорта

• инженерно-геологических и гидрогеологических изысканий

• сооружения тоннеля в зависимости от числа путей(одно- или двухпутный)

• габарита , представляющий собой условный контур, внутрь которого ничего не должно попадать.

Внутреннее очертание обделок железнодорожных тоннелей должно описываться вокруг габарита приближения строений С с учетом размещения за пределами габарита устройств сигнализации, централизации и блокировки, светильников и кабелей.

На криволинейных участках пути габарит С вычерчивается с учетом необходимого уширения и наклона, в двухпутных тоннелях необходимо также увеличить межпутье.

Внутреннее очертание обделки зависит также от геологических условий. 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), или трехцентровой кривой (двухпутные железно- и автодорожный тоннели).

Нижняя часть обделки проектируется в соответствии с геологическими, гидрогеологическими и климатическими условиями, в зависимости от которых решается необходимость обратного свода.

Основными материалами для сооружения обделок горных тоннелей являются монолитный бетон, железобетон и набрызгбетон. Выбор того или иного материала зависит от условий, характеризующих особенности расположения тоннеля, с учетом способов производства тоннельных работ.

Между внутренним очертанием тоннеля и угловыми точками габарита должен быть некоторый зазор, обеспечивающий запас при появлении негабаритности подвижного состава или при неточности проведения строительных работ. В слабых породах при f < 4 этот зазор составляет 10-15см­, 5-10см при f > 4.

По внутреннему очертанию обделка должна быть однотипной на всей длине тоннеля, что способствует стандартизации механизмов. Применение различных типов может быть допущено в одном тоннеле при резком местном изменении горного давления, пересечения оползневых участков и т.п.

В данном курсовом проекте запроектировано четыре вида обделки. Три из которых находятся в разных геологических условиях, а один в кривой.

Пример выбора обделка. Первая обделка запроектирована в грунте с коэффициентом f=9. Расстояния между внутренним очертанием обделки и всеми углами габарита составляет 10см. В крепких грунтах (f>6) делается только сводовая часть, а по бокам наносится набрызгбетон. Толщина свода запроектирована в соответствии с таблицей «Ориентировочные значения толщины обделок в характерных сечениях (бетон марки 200)» т.е. 40см, а толщина набрызгбетона 5см.