5. Проектирование тоннельных конструкций.

5.1.Выбор и технико-экономическое обоснование конструктивных решений обделок.

Форма и размеры транспортных тоннелей определяются типом транспорта, заданными габаритами приближения строений и конструкций, инженерно-геологическими и гидрогеологическими условиями, системой и объемом вентиляции, способом сооружения тоннеля. В зависимости от числа путей или полос движения и типа подвижного состава поперечное сечение транспортного тоннеля должно удовлетворять соответствующему габариту, представляющему собой условный контур, внутрь которого не должны заходить никакие части сооружений и устройств, за исключением, предназначенных для непосредственного взаимодействия с подвижным составом.

Внутренние размеры обделок железнодорожных тоннелей должны соответствовать габариту. На железных дорогах принят габарит "С":

высота Н= 6250 мм, ширина В = 4900 мм. мм. В кривых габарит необходимо увеличивать, т.к. при движении по ним происходит вынос концов и середины вагона и наклон его из-за возвышения наружного рельса.

По внутреннему очертанию обделка должна быть однотипной на всей длине тоннеля, что способствует стандартизации механизмов, опалубки и оборудования. Применение различных типов обделки допускается в одном тоннеле при резком местном изменении горного давления, гидрогеологических условий, при пересечении оползневых участков и мест тектонических нарушений, а также при изменении способов производства работ.

Конструктивное очертание и толщины обделок принимаем в соответствии с теорией М. М. Протодьяконова.

Для прочности породы f = 0,9 принимается подковообразное очертание обделки с обратным сводом.(Тип 1)

Для прочности породы f = 4 принимается обделка с вертикальными стенами и круговым очертанием свода. (Тип 20

Для прочности породы f = 10 принимается подковообразное очертание обделки без обратного свода, тонкими стенками. Обделка стен выполняется из набрызгбетона толщиной 50 мм с анкерами.(Тип 3)

Все типы обделок представлены на первом листе чертежей.

5.2.Обоснование конструктивного решения порталов.

Переход от тоннеля к предпортальной выемке осуществляется при помощи портала, который необходим 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 врезной стеной или напорными с торцевой подпорной стеной либо выносными с искусственной засыпкой для уположения лобового откоса в случае неустойчивых склонов.

Из опыта проектирования следует, что в крепких скальных грунтах глубина выемки назначается 15-25 м, а в слабых грунтах – 10-15 м, при этом минимальная высота засыпки под тоннелем должна быть не менее 2-3 м. Портал устраивается на 2-3 м выше обделки, для того чтобы создать водоотводные устройства, засыпку для уплотнения дна откоса и т. д. Кроме торцевой стены, в состав портала входят водоотводная канава и первое кольцо обделки, в наибольшей степени подвергающееся выветриванию.

Для устройства портала выполняют срезку и укрепление лобового откоса. Торцевая стена связывается с первым кольцом обделки с помощью арматуры или отрезков прокатных профилей и опирается на боковые откосы выемки, в которые заделываются на необходимую глубину. Подошвы торцевой и боковых портальных стен заглубляются относительно низа кюветов в соответствии с глубиной промерзания в их основании.

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. Парапет стены должен быть не менее, чем на 1.1м выше верха канавы.