2577
.pdfна подъем с большим уклоном. Лишь при длине тоннелей до 500 м, расположенных в трудных топографических условиях, где уменьшение уклона приводит к значительным затратам с дополнительным развитием трассы дороги или увеличением длины тоннеля,допускаетсяповышатьпродольный уклон до 60 ‰. На подходах к тоннелям наибольший продольный уклон дороги не должен превышать 45 ‰ на протяжении 250 м от портала тоннеля.
Продольный профиль тоннеля проектируют с учетом возможности улучшения естественной тяги воздуха и поэтому при длине горного тоннеля до 300 м обязательно применение односкатного профиля, который в благоприятных условиях обеспечивает естественное проветривание. При большей длине тоннеля вид продольного профиля, односкатный или двускатный, выбирают на основании технико-экономическогосравнения вариантов.
Разные смежные уклоны в тоннелях, как и на открытых участках, нужносопрягатьобязательноприпомощивертикальныхкривых.
Для выпуклой кривой минимальный радиус принимается из условия видимости:
Rmin S2
2,4.
Для вогнутой кривой минимальный радиус принимается из условия обеспечения плавного движения при данной скорости:
Rmin V2
13d,
где d – величина центробежной силы, допустимой по условиям комфортности и перегрузки рессор (0,5 0,7).
4.3. ПОДВОДНЫЕ ТОННЕЛИ
В большинстве случаев тоннельное пересечение трассируют перпендикулярно оси водотока, но иногда по топографическим и иным условиям принимают «косое» пересечение водной преграды. Подводный тоннель может частично или целиком располагаться на прямой или криволинейной в плане трассе. Тоннель располагается на кривой, если необходимо обойти какое-либо препятствие: зоны сильного размыва, острова, искусственные подводные сооружения и т.п. (рис. 4.5).
52
Рис. 4.5. Планировочные схемы подводных тоннелей на прямой (а) и криволинейных (б – г) трассах: 1 – закрытая часть тоннеля; 2 – рампа; 3 – застройка
По длине подводные тоннели состоят из отдельных участков: подруслового, береговых и открытых (рамповых). Продольный профиль подводных тоннелей чаще всего имеет двускатное вогнутое очертание (рис. 4.4, 4.6). Максимальные продольные уклоны: подруслового участка – 40 ‰, береговых и рамповых
– 60 ‰. Минимальный продольный уклон составляет 3 ‰. Одной из наиболее важных задач при проектировании продольного профиля подводного тоннеля является рациональное соотношение между длинами подруслового, береговых и рамповых участков. Эти участки обычно сооружают различными способами. Например, если береговые участки сооружают щитовым способом, а подрусловый – более дешевым способом опускных секций, то следует по возможности увеличить протяженность подруслового участка, сокращая длину береговых участков. Если же береговые участки сооружают открытым способом, а подрусловый – более дорогим щитовым, то необходимо сократить подрусловый участок за счет удлинения береговых.
Максимальная глубина рампы не должна превышать 12 15 м, т.к. при большой глубине значительно утяжеляется рамповая
53
Рис 4.6. Виды подводных тоннелей: а – заглубленных ниже дна; б – на дамбе; в – на опорах (тоннель-мост); г – «плавающий»; 1 – подрусловый участок тоннеля; 2 – береговой участок; 3 – рампа; 4 – дамба; 5 – опоры; 6 – тросовые оттяжки
конструкция и усложняется процесс производства работ. Верх рампы располагают на 1 1,5 м выше уровня дорожного покрытия на пересекаемой магистрали или уровня высоких вод (рис. 4.7).
Глубину заложения подводного тоннеля стараются по возможности принимать
Рис. 4.7. Схема рампового участка: 1 – стены рампы; 2 – распорка
54
минимальной. Если подводную часть тоннеля сооружают щитовым способом под сжатым воздухом, то (во избежание его прорыва) глубину заложения под дном водоема назначают не менее 4 5 м в плотных глинистых породах и не менее 8 10 м в слабых несвязных. При строительстве тоннеля способом опускных секций глубина заложения его может составлять 1,5 2 м в плотных глинистых породах и 2,5 3 м в слабых несвязных.
Глубина воды над тоннелями, сооруженными выше дна водоема (тоннель на дамбе, тоннель-мост, «плавающий тоннель»), должна быть достаточной для судоходства (см. рис. 4.6, б, в, г).
4.4. АВТОТРАНСПОРТНЫЕ ГОРОДСКИЕ ТОННЕЛИ
Эти тоннели служат для развязки движения в разных уровнях и сооружаются на пересечениях, примыканиях и разветвлениях двух или нескольких магистралей (рис. 4.8). Тоннели располагают преимущественно на прямолинейной в плане трассе, что предпочтительнее по условиям безопасности движения, видимости в тоннеле, трассирования, строительства и эксплуатации. Но по условиям планировки, а также при стремлении обойти фундаменты зданий и поверхностных сооружений, существующие тоннели, коммуникации и другие подземные объекты иногда необходимо сооружать тоннели на кривых в плане. При расположении тоннелей на кривых уменьшается устойчивость движущихся автомобилей, на которые действуют центробежные силы. Поэтому радиусы кривых следует назначать по возможности максимальными: порядка 3000 5000 м на скоростных, 2000 5000 м на общегородских и 1000 1500 м на районных магистралях. Минимальные радиусы кривых регламентируются в зависимости от скорости движения автомобилей и составляют для скоростных 600 м, для общегородских – 400 и для районных магистралей –
300 м.
Продольный профиль в автотранспортных тоннелях проектируют с минимальной глубиной заложения перекрытия тоннеля под проезжей частью пересекаемой улицы. Как правило, все городские транспортные тоннели имеют двускатный продольный
55
Рис. 4.8. Автотранспортный тоннель для развязки движения в разных уровнях (а) и протяженные подземные автомагистрали – проект (б)
профиль вогнутого очертания. На закрытой тоннельной части продольный уклон делают по возможности минимальным, но не менее 4 ‰ по условиям водоотвода. Продольный уклон открытых рамповых участков, наоборот, следует делать максимальным, чтобы уменьшить полную длину тоннеля.
На скоростных дорогах максимальный продольный уклон не должен превышать 40 ‰, на общегородских магистралях – 50 ‰, на районных – 60 ‰. На рампах максимальный продольный уклон уменьшают на 10 ‰. Для сопряжения участков тоннеля вертикальные кривые должны иметь радиусы: для скоростных дорог
– не менее 2000 м, общегородских магистралей – 1500 м и для районных – 1000 м. Проезжая часть тоннеля должна иметь поперечный уклон порядка 15 25 ‰ для стока с нее воды.
56
4.5.УКЛАДКА ДОРОЖНОГО ПОКРЫТИЯ
ВТОННЕЛЯХ
Дорожное покрытие в горных автодорожных и городских автотранспортных тоннелях находится в сложных условиях и должно быть более долговечным, чем на открытых участках дороги, а также обладать повышенной шероховатостью для уменьшения скольжения колес автомобиля на больших уклонах. Дорожное покрытие в тоннелях выполняют из монолитного или сборного цементоили асфальтобетона.
В автодорожных тоннелях чаще всего устраивают двухслойное асфальтобетонное покрытие толщиной 12 см. На подготовку из щебня толщиной 15 20 см укладывают нижний слой – щебеночный пористый крупнозернистый асфальтобетон толщиной 8 см и верхний слой – мелкозернистый асфальтобетон толщиной 4 см.
В городских автотранспортных тоннелях укладывают бетонное основание толщиной 20 см, затем нижний слой из крупнозернистого асфальта толщиной 4 5 см и верхний слой из мелкозернистого асфальта толщиной 4 см.
В последнее время дорожное покрытие в тоннелях устраивают из литого асфальтобетона, который обладает высокой плотностью и твердостью, повышенными шероховатостью и гидроизолирующей способностью.
Дорожное покрытие в тоннелях укладывают непосредственно на грунт или на несущие конструкции. Дорожное покрытие укладывают: в тоннелях с обделками сводчатого очертания – на подошву выработки, предварительно выровненную слоем бетона класса В7,5 В15 или на лотковую плиту; в тоннелях с обделками замкнутого сводчатого очертания с обратным сводом – на перекрытие из монолитного или сборного железобетона либо на бетонное заполнение лоткового пространства; в тоннелях кругового очертания – также на перекрытие из железобетонных плит; в тоннелях прямоугольного очертания – на слой уплотненного песка толщиной до 1,5 м.
57
4.6. ПЕШЕХОДНЫЕ ТОННЕЛИ
В большинстве случаев трасса пешеходных тоннелей располагается на прямой в плане. Это обеспечивает кратчайшие пути пешеходам, улучшает условия видимости и проветривания, упрощает конструкции и облегчает процесс сооружения тоннеля. Иногда по эксплуатационным соображениям, а также в связи с конкретными градостроительными и транспортными условиями бывает целесообразно располагать пешеходные тоннели под углом к магистрали или на криволинейной в плане трассе (рис. 4.9).
Рис. 4.9. Схемы расположения пешеходных тоннелей линейного типа вдоль магистрали (а, б) и на прямом перекрестке (в – ж); 1 – тоннель; 2 – сходы; 3 – застройка; 4 – наземный переход
58
При пересечении автомагистралей переходы размещаются через
400 600 м.
Пешеходные тоннели чаще всего имеют односкатный профиль с продольным уклоном чистого пола от 4 до 40 ‰, с поперечным уклоном – от 4 до 10 ‰. Применяют и другие виды продольных профилей: ломаный, двускатный вогнутый, двускатный выпуклый (рис. 4.10). Допускается располагать пешеходный тоннель строго горизонтально. В этом случае устраивается продольный водоотводный лоток с продольным уклоном не менее 5 ‰.
Глубину заложения пешеходных тоннелей следует назначать минимальной с учетом глубины промерзания, расположения подземных коммуникаций, рационального использования естественного рельефа местности.
На входах и выходах пешеходных тоннелей устраивают лестничные сходы при интенсивности движения менее 7000 чел/ч и глубине заложения пола тоннеля менее 3 3,2 м (рис. 4.11). При интенсивности пешеходного движения более 7000 чел/ч и глубине заложения тоннеля более 3 3,2 м, а также в тоннелях, примы-
Рис. 4.10. Виды продольного профиля пешеходных тоннелей: а – односкатный; б – ломаный; в – двускатный вогнутый; г – двускатный выпуклый; 1 – пешеходный тоннель; 2 – сходы; 3 – транспортный тоннель; 4 – лестница; 5 – железнодорожная насыпь
59
Рис. 4.11. Общий вид сходов в пешеходный тоннель
кающих к вокзалам, устраивают эскалаторы. В пешеходных тоннелях, расположенных вблизи скверов, парков и бульваров, устраивают пандусные сходы с уклоном до 60 ‰.
4.7. ТОННЕЛИ МЕТРОПОЛИТЕНА
Направление линии метрополитена выбирают, как правило, вдоль городских транспортных магистралей с наиболее интенсивными пассажиропотоками. Станции располагают обычно в местах наибольшего сосредоточения пассажиров. Расстояния между станциями назначают из условия обеспечения высокой скорости движения и удобства подходов к станциям. С точки зрения удобства пассажиров принято считать, что максимальная длительность подхода людей к станции вдоль линии метрополитена не должна превышать 10 12 минут. Следовательно, оптимальная длина перегона между станциями составляет 1000 2000 м, а в центральных районах города – не более 700 800 м.
60
Линии метрополитена устраивают наземными, надземными и подземными мелкого и глубокого заложения. Преимущественно проектируют линии метрополитенов в подземных тоннелях мелкого заложения как можно ближе к поверхности с учетом глубины промерзания и размещения городских подземных коммуникаций. В этом случае трассу располагают под широкими уличными магистралями или под малозастроенными городскими кварталами. При неблагоприятных инженерно-геологических и градостроительных условиях (в местах плотной многоэтажной застройки) допускается глубокое заложение тоннелей метрополитена, до 50 м и более, обычно в устойчивых породах. В этом случае трассу проводят по кратчайшему расстоянию без учета расположения застройки.
В плане подземные линии метрополитена проектируют в виде однопутных или двухпутных тоннелей, преимущественно расположенных на прямых участках. Радиус кривых на главных путях допускается не менее 600 м. Станции располагают обычно на прямых участках пути (рис. 4.12).
Рис. 4.12. Расположение перегонных тоннелей в плане
Продольный профиль перегонных тоннелей имеет уклоны от 3 до 40 ‰. Продольный профиль станций принимают односкатным с уклоном 3 5 ‰, иногда горизонтальным, но имеющим наклонный водоотводный лоток. Станции обычно располагают в профиле на возвышениях («горбах») для облегчения разгона уходящего поезда и замедления прибывающего поезда (рис. 4.13).
61