Железнодорожные тоннели

Расположение железнодорожных тоннелей в плане должно удовлетворять требованиям, предъявляемым к открытым участкам линии. Желательно располагать тоннель на прямых участках дороги и в случае необходимости на кривых радиусом не менее 600 м. Применение очень больших радиусов кривых связано с увеличением дины и соответственно стоимости тоннеля, поэтому выбор радиуса кривой требует соответствующего технико-экономического обоснования и соглашения с МПС.

При трассировании линии вдоль изрезанных берегов озер и морей сопряжено с необходимостью сооружения тоннелей при пересечении мысов. Длина мысового тоннеля тем больше, чем больше радиус кривой, на которой он расположен. В данном случае необходимо уменьшить радиус кривой , чтобы сократить капитальные затраты на строительство, учитывая, что наличие кривой малого радиуса не должно ограничивать скорости движения поездов.

Мысовый тоннель.

При трассировании железных дорог в условиях значительного перепада высот возникает необходимость устройства тоннелей. Если уклон местности превышает допустимый уклон трассирования, прибегают к искусственному удлинению трассы. При этом трассу прокладывают по горным склонам в виде извилистой линии. Благоприятным для развития линии является наличие боковых долин. Заход линии в одну боковую долину (рис А) или две боковые долины (рис. Б), позволяет устроить петлю большой протяженности. При этом требуется устройство тоннеля.

Рис. Заход трассы в долину: 1-боковая долина, 2- главная долина, 3-водораздел.

В случае отсутствия боковых долин для развития линии выполняют по склону петли. Для резкого изменения направления линии используют петлевые тоннели.

Рис. Петлевой и спиральный тоннель.

В случае невозможности петлевого развития применяют спиральные тоннели, обеспечивающие необходимый подъем линии внутри горного массива с поворотом ее на 360⁰.

Для преодоления значительных высотных препятствий устраивают перевальный тоннель, соединяющий склоны соседних долин.

В сложных случаях развития возникает необходимость сооружения ряда тоннелей различных типов.

В продольном профиле железнодорожные тоннели устраивают одно- и двухскатными. Односкатный профиль имеют тоннели, устраиваемые при развитии линии, так как их используют для набора высоты (петлевые, спиральные), мысовые, а также короткие перевальные тоннели; двускатный профиль – перевальные и подводные тоннели.

Односкатные тоннели.

Достоинством тоннелей с односкатным профилем является значительная разность высот, что обеспечивает естественную вентиляцию и быстрое удаление воды.

Двускатные тоннели.

В тоннелях с двускатным профилям затруднена естественная вентиляция. По условиям водоотвода уклон в тоннеле не должен быть менее 3%о. Максимальный уклон, допустимый в тоннеле, меньше максимального уклона на открытом участке, т.е. в тоннеле необходимо смягчение уклона. Причиной этого является снижение в тоннеле коэффициента сцепления между рельсами и колесами локомотива в связи с повышением влажности и наличия воздушного сопротивления при движении подвижного состава, действующего в тоннеле как поршень. Смягчение уклона должно быть и на подходе к тоннелю со стороны подъема на участок.

Автодорожные тоннели

При проектировании плана автодорожных тоннелей предпочтение отдают расположению на прямолинейных участках трассы, так как расположение тоннеля на кривой требует уширения проезжей части и ухудшает условия вентиляции и видимости в тоннеле.

В сложных топографических условиях или при необходимости обойти участки сильно нарушенных и неустойчивых грунтов тоннель располагают полностью или частично на криволинейной трассе. Радиусы кривых в плане для автодорожных тоннелей должны быть не менее 250 м и в исключительных случаях при технико-экономическом обосновании - не менее 150 м. В некоторых случаях расположением тоннеля на кривой можно достигнуть сокращения длины дороги и тоннеля.

Продольный профиль тоннелей длиной до 300 м проектируют односкатным, а длиной более 300 м - односкатным или двускатным (в горных тоннелях - с подъемом к середине) с уклонами не менее 3 ‰ и не более 40 ‰. При длине тоннелей до 500 м, располагаемых в трудных топографических и инженерно-геологических условиях, допускается увеличивать продольный уклон до 60 ‰ . При сопряжении участков тоннеля с разными уклонами устраивают вертикальные кривые, с радиусами как для открытых участков дороги.

Горные тоннели на дорогах II-IV категорий дороги проектируют, как правило, на две полосы движения. Для пропуска четырехполосного движения устраивают два рядом расположенных двухполосных тоннеля. На дорогах I категории в отдельных случаях возможно совмещение в тоннеле четырехполосного движения в одном или двух уровнях. В двухполосных тоннелях для встречного движения на дорогах I категории необходимо устройство разделительной полосы шириной не менее 1500мм.

В случае пропуска по тоннелю пешеходного движения при соответствующем обосновании допускается устройство тротуаров шириной 1000мм и 1500 мм.

При размещении тоннелей на криволинейных участках в плане радиусом 1000 и менее требуется уширение проезжей части с внутренней стороны на кривой на 0,7-2,8 м в зависимости от радиуса кривизны.

Габарит приближения конструкций автодорожных тоннелей устанавливают в

зависимости от категории дороги и принимают в соответствии с рис. 1 и табл.1.

Рис.1 Габариты приближения конструкций автодорожных тоннелей.

Таблица 1

Категория автомобильной дороги	Число полос движения	Расстояние Г между бортовыми камнями, мм
I	4	1600+C
I	3	1200
I	2	8000
II	2	8000
III	2	7000
IV	2	7000

Примечание: Расстояние Г между бортовыми камнями, указанное для тоннелей с четырехполосным движением, включает в себя ширину С разделительной полосы между разными направлениями движения, принимаемую не менее 1200 мм.

Тоннели должны быть защищены от проникновения в них поверхностных и подземных вод, в них также предусматривают устройства (лотки и трубы) для отвода воды к порталам, выпуска и сброса ее за пределы тоннеля. Дно лотков и труб в пределах горизонтальной разделительной площадки должно иметь уклон не менее 3 ‰. При одностороннем продольном уклоне следует исключать попадание воды в тоннель из верховой предпортальной выемки. В районах с суровыми климатическими условиями предусматривают мероприятия по предотвращению замерзания воды в дренажных устройствах и образования наледей на проезжей части. Проезжую часть автодорожных тоннелей проектируют с цементобетонным (монолитным или сборным) или асфальтобетонным осветленным покрытием с шероховатой поверхностью.

На подходах к автодорожным тоннелям устанавливают постоянные дорожные знаки, регламентирующие режим движения транспортных средств.

Систему вентиляции транспортных тоннелей (с естественным или механическим побуждением) в зависимости от длины тоннеля предусматривают:

с естественным побуждением - при длине тоннеля до 150 м;

с естественным побуждением при обосновании расчетами - при длине свыше 150 м до 400 м;

с механическим побуждением - при длине тоннеля свыше 400 м.

Питание электроэнергией силовых и осветительных устройств предусматривают от энергетических систем или промышленных, коммунальных и других электростанций. При отсутствии вблизи тоннеля источников электроснабжения необходимой мощности при технико-экономическом обосновании допускается проектировать собственные электростанции, сооружаемые вблизи тоннеля.

В автодорожных тоннелях длиной более 1000 м устанавливают громкоговорители местного вещания, расстояние между которыми определяется проектом. Оповещение ведется из помещения дежурного. Порталы автодорожных тоннелей для регулирования движения оборудуют световыми сигналами, управляемыми дистанционно из помещения дежурного. В автодорожных тоннелях протяженностью более 300 м предусматривают заградительную сигнализацию, предназначенную для включения устанавливаемых перед порталами световых сигналов, запрещающих въезд транспортных средств в случае возникновения аварийной ситуации в тоннеле. Кнопки заградительной сигнализации располагают по длине тоннеля через 60 м возле телефонных аппаратов.

Автодорожные тоннели длиной 300 м и более должны иметь телефонную связь с помещением службы технического надзора. Телефонные аппараты устанавливают у обоих порталов, а также в тоннеле на расстоянии не более 150 м один от другого. Противопожарные средства предусматривают для тоннелей длиной более 300 м.