Проектирование железнодорожного двухпутного тоннеля, возводимого горным способом

площадке и спуске расчетная скорость принимается 25 м/с (90км/ч)

На подъеме расчетная скорость принимается 5.6 м/с (20 км/ч)

2)  Определяем время нахождения состава в тоннеле:

T=nL_i/V_i=400/5.6+1000/25=111.52с=1.86мин

L_i – это длина данного участка (подъем или спуск);

V_i – скорость на данном участке.

      4) Определяем количество сжигаемого топлива:

n(L_i/V_i)*K_i=400/5.6*0,2+1000/25*0,01=14.68кг

Коэффициент К_i на спуске равен 0.01; на подъеме 0.2

5) Определяем количество выделившегося угарного газа:

q_co – количество угарного газа, выделившегося при сжигании одного килограмма топлива. В нашем случае принимается равным 0.3

М=(n(L_i/V_i)*K_i)q_co =14.68*0.3=4.4кг=4400г

       6) Определяем начальную концентрацию угарного газа перед проветриванием:

Co=Ck+M/(Fт*nLi);

F_т – площадь транспортной зоны тоннеля. Здесь принимаем наименьшую, равную 55.5 м²;

С_к – согласно СНиП 32-04-97 «Тоннели железнодорожные и автодорожные» при нахождении в железнодорожном тоннеле менее 15 минут предельно допустимая концентрация вредных газов равна С_к=0,05 г/м³.

C_o=0,05+4400/(55.5*1400)=0.1 г/ м³

      7) Определяем необходимый расход воздуха для проветривания:

Расчетное время воздуха принимаем t=15 мин=900 с.

Q=(F_т *nL_i)/900*ln(C_o/С_к)=(55.5*1400)/900*0,76=65.38 м³/c

    8) Определяем скорость воздуха в транспортной зоне:

Скорость движения воздуха в тоннеле не должна превышать 6 м/с.

Vт=Q/F_т =65.38 /55.5=1.2 м/с < 6 м/с

4.2 Второй расчет.

Второй расчет производится из условия движения состава от В к А.

1)  Определяем скорость движения состава на подъеме:

На площадке и спуске расчетная скорость принимается 25 м/с (90км/ч)

На подъеме  расчетная скорость принимается 5.6 м/с (20 км/ч)

2)  Определяем скорость движения состава на спуск:

На спуске расчетная скорость всегда принимается 25 м/с (90 км/ч)

3)  Определяем время нахождения состава в тоннеле:

T=nLi/Vi=400/25+1000/5.6=194.57=3.2мин

Li – это длина данного участка (подъем или спуск);

Vi – скорость на данном участке.

      4) Определяем количество сжигаемого топлива:

n(Li/Vi)*Ki=(400/25)*0,01+(1000/5.6)*0,2+(560/5.6)*0.2=35.87 кг

Коэффициент Кi на спуске равен 0.01; на подъеме 0.2

5) Определяем количество выделившегося угарного газа:

q_co – количество угарного газа, выделившегося при сжигании одного килограмма топлива. В нашем случае принимается равным 0.3 г/моль

М=((nLi/Vi)*Ki)* q_co =35.87*0,3=10.761 кг=10 761г

       6) Определяем начальную концентрацию угарного газа перед проветриванием:

Co=Ck+M/(Fт*nLi);

F_т – площадь транспортной зоны тоннеля. Здесь принимаем наименьшую, равную 55.5 м²;

Ск – предельно допустимая концентрация угарного газа в тоннеле. Определяется по СниПу путем экстраполяции. В нашем случае 0.05 мг/м³.

Co=0,05+10 761/(55.5*1400)=0.19г/ м³

      7) Определяем необходимый расход воздуха для проветривания:

Расчетное время воздуха принимаем t=15 мин=900 с.

Q=(F_т*nLi)/900*ln(Cо/Cк)=(55.5*1400)/900*1.33=114.57 м³/c

    8) Определяем скорость воздуха в транспортной зоне:

Скорость движения воздуха в тоннеле не должна превышать 6 м/с.

Vт=Q/F_т=114.57/55.5=2.1 м/с < 6 м/с

Итак, в результате расчета мы получили данные удовлетворяющие использование продольной вентиляции в разрабатываемом тоннеле.

4.3.Выбор системы вентиляции

При выборе вентиляции движения воздуха по тоннелю не должна превышать 6 м/с. В данном случае произведя расчет продольной вентиляции, мы видим, что она удовлетворяет условиям. Так как трасса тоннеля располагается на большой глубине, осуществляем портальную вентиляцию.

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. В нашем случае тоннель двухпутный, поэтому нужно придерживаться соответствующего габарита. Он шире стандартного на 4100 мм – расстояние между осями путей. 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