8. Требования к внутреннему очертанию тоннельной обделки.

Внутреннее очертание тоннеля нужно проектировать с учётом следующих требований:

1. Требование габарита. Транспортные тоннели строятся с использованием габарита приближения строений тоннеля. Для двухпутного железнодорожного тоннеля применяется габарит приближения строений «С».

2. Эксплуатационные требования. В соответствие с этими требованиями между внутренним очертанием обделки и габаритами внутреннего строения должны располагаться устройства и оборудования, обеспечивающие нормальную эксплуатацию тоннеля: светофор, освещение, подсветка контактного провода, трубопроводы, аварийные сигнализации, другие устройства.

3. Строительные требования. В соответствие с этими требованиями при проектировании тоннельного очертания внутренней обделки необходимо обеспечить зазор между критическими точками габарита и внутренним очертанием. Этот запас учитывает большие неточности, а так же осадки. В зависимости от инженерно-геологических условий принимаем 150мм и 350мм.

4. Требования безопасности. В соответствие с этими требованиями в ж.д. тоннелях для укрытия рабочего персонала при прохождение поезда устраиваются ниши через каждые 60 метров (для людей 2х2х1 м) и камеры (2,8х4х2,5 м) через 300 метров в шахматном порядке для техники.

5. Экономические требования. Минимальный объём работ при выемке, работ при бетонировании.

6. Рациональность. Форма внутреннего очертания должна быть рациональна с точки зрения нагрузки (учитываем особенности используемого материала). Жб обделке для восприятия сжимающих усилий необходимо, чтобы ось давления максимально приближалась к кривой обделки.

7. Конструктивные требования. В относительно устойчивых породах при преобладании вертикального давления наиболее рациональным является использование подковообразных обделок. В слабых и водонасыщенных породах в связи со всесторонним сжатием целесообразно использовать круговое очертание обделки. В слабых (средних) – используют выпуклые стены для восприятия бокового горного давления. Ось обделки должна иметь плавное очертание.

4. Преодоление высотных препятствий.

Строительство транспортных коммуникаций в горной местности сопряжено с необходимостью пересечения глубоких ущелий, водоразделов, горных хребтов и других препятствий, что требует устройства различных искусственных сооружений. В зависимости от высоты препятствия, его конфигурации и размеров в плане, места расположения, крутизны склонов, климатических, инженерно-геологических, экономических и экологических условий существуют несколько возможный решений.

К высотным относятся горные хребты, водоразделы и другие возвышенности.

Один из возможных вариантов — обход препятствия в плане — приводит к удлинению и усложнению трассы дороги, значительная часть которой будет располагаться на кривой в плане. Другое решение — перевальная дорога — пересечение препятствия по верху с устройством открытой выемки. Этот вариант может применяться при достаточно спокойном горным рельефе и небольшой высоте пересекаемого препятствия. В высокогорных условиях прокладка перевальной дороги сопровождается пересечением крутых откосов, оползневых зон и ущелий. Для этого устраиваются высокие насыпи, подпорные стены, виадуки, полумосты, балконы, глубокие выемки, снегозащитные и противообвальные галереи и т.п. Таким образом, значительно повышается стоимость эксплуатации дороги, возникает необходимость прекращения движения при опасности снежных заносов, лавин, селей и проч.

Транспортные тоннели горного типа используются для преодоления трассой высотных препятствий (гор, холмов, других возвышенностей). Они позволяют пересечь препятствие по кратчайшему пути, расположить трассу дороги на прямой в плане и обеспечить благоприятные условия движения транспорта.

Тоннельные пересечения на транспортных путях, проектируемых в горной местности, наиболее целесообразны в следующих случаях: обход контурных и преодоление высотных препятствий; трассирование линии в условиях, когда допустимые радиусы кривых в плане не позволяют вписаться в существующие формы рельефа; искусственное развитие линии; обеспечение расчётной длины трассы на участке преодоления значительного высотного препятствия.

Тоннельные пересечения на транспортных коммуникациях должны обеспечивать: безопасный и бесперебойный пропуск транспортных средств (поездов, автомобилей и проч.) с заданными осевыми нагрузками и скоростями; требуемую пропускную способность.

Горные тоннели подразделяются на: вершинные (рис. 2.66, а), имеющие минимальные длину и строительную стоимость с использованием более протяжённых подходов, в основном, при небольшой интенсивности движения; базисные, или подошвенные (рис. 2.66, а), имеющие более низкую стоимость эксплуатации; используются при значительной грузонапряжённости трассы; вершинные и базисные тоннели могут называться перевальными; петлевые (рис. 2.66, б), расположенные на кривой при угле поворота порядка 180°, и спиральные (рис. 2.66, в), при угле поворота 360°, — используются для быстрого набора высоты внутри горного массива; мысовые (рис. 2.66, г), сокращающие трассу дороги, пересекающей косогоры.

Выбор месторасположения тоннеля горного типа зависит от характера расположения дорог и магистралей на подходных участках, степени устойчивости откосов и склонов высотного препятствия, инженерно-геологических и гидрогеологических условий территории, стоимости строительства и эксплуатации данного участка.

Высотное положение мысовых тоннелей определяется продольным профилем трассы на подходах. Высота расположения петлевых и спиральных тоннелей, обеспечивающих искусственное развитие линии, диктуется условиями рельефа. Значительно более сложной задачей является определение высотного положения перевального тоннеля, который может быть как вершинным, так и базисным. В этом случае необходимо учитывать следующие основные факторы:

1) тоннель должен вписываться в план и продольный про филь трассы, обеспечивая единую плавную пространственную линию на всём перевальном участке дороги;

2) характер склонов пересекаемого горного массива: сравнительно небольшие смещения базисного тоннеля могут значительно сократить его длину и, наоборот, снижение отметки вершинного тоннеля может практически не отразиться на его длине;

3) возможность естественного проветривания тоннеля;

4) инженерно-геологические условия;

5) гидрометеорологические условия.

Окончательный выбор высотного положения перевалочного тоннеля определяется технико-экономическим расчётом.