Проектирование двухпутного железнодорожного тоннеля, возводимого горным способом

План и продольный профиль тоннельных участков дорог должны удовлетворять требованиям для открытых участков и некоторым дополнительным положениям.

Предпочтение следует отдавать расположению тоннелей на прямых участках пути. В случаях, когда условия рельефа диктуют необходимость расположения тоннеля на кривых, радиус их должен приниматься для железнодорожных  тоннелей не менее 600 м. В данном случае имеем 850 м, что вполне укладывается в допуск.

При проектировании продольного плана железнодорожного двухпутного тоннеля учитываем следующие условия. К тоннелю необходимо подойти максимально допустимыми уклонами, для сокращения длины тоннеля. В тоннеле необходимо сделать уклон для отвода воды. До 300 м тоннели проектируются односкатными. С выше 300 м тоннели – двухскатные, причем уклон в тоннеле должен быть не меньше трех тысячных. Разница уклонов соседних участков не должна превышать 0.008-0.01. Длина элемента профиля не менее 250 м.

Продольный профиль проектируется с учетом улучшения естественной вентиляции воздуха.

2.2 Определение длины тоннеля.

Длина тоннеля определяется как расстояние между порталами. Тоннель следует проектировать так, чтобы его длина была минимальной. Для этого от заданных отметок начальных точек трассы целесообразно подняться наибольшим допустимым уклоном  Iт, чтобы уменьшить протяженность тоннеля, сократить расстояние между порталами и варьируя меньшим уклоном обеспечить кратчайшую связь порталов. Место портала определяется из расчета, что один метр выемки равен по стоимости одному метру тоннеля. Длина тоннеля, спроектированного в данном проекте, определена  из расчета, что в грунтах с плотностью f > 3 высота портала  Н лежит в пределах от 15  до  25 метров, а в грунтах с                                   плотностью f < 3 высота портала  Н лежит в пределах от 10  до  15 метров. В данном проекте высота восточного портала  Нв = 23.4 м  и  западного – Нз =15 м , => Lт = 1520 м.

      2.3 Обоснование уклонов в тоннеле.

При проектировании уклонов в тоннеле и перед ним учитывается ряд условий. К тоннелю необходимо подойти максимально допустимым уклоном. При пересечении тоннелем высотного препятствия это будет являться одним из условий уменьшения длины тоннеля.

Максимально допустимый уклон рассчитывается по формуле смягчения уклонов:

Iт=Imax*m – Iэкв;

Imax – уклон на открытой трассе;

m – коэффициент смягчения зависит от длины тоннеля. В нашем случае при длине тоннеля 1520 м принимаем коэффициент равный 0.75;

Iэкв – уклон, определяется тяговых расчетами, в данном случае 0.001

Iт=0.013*0.75 – 0.001=0.0097;

Смягчение уклона необходимо из-за высокого аэродинамического сопротивления движению состава по тоннелю, так как поезд занимает практически все сечение и работает как поршень. Также смягчение уклона устраивают из-за повышенной влажности в тоннеле. Вследствие того, что на рельсах конденсируется влага, уменьшается сцепление колеса с рельсом.

Внутри тоннеля уклон рекомендуется минимальный, т. е. 3-тысячный. В данном случае с портала «запад» допустимый уклон ( 10‰) продлен в тоннель на 370 м. Это сделано из-за большой разности высот между двумя порталами.

3.  Вентиляция тоннеля.

При отсутствии вентиляции качество воздуха в тоннеле ухудшается за счет выхлопных газов транспортных средств, газов, поступающих из окружающих грунтов, повышения температуры от двигателя внутреннего сгорания и т.д. В зависимости от длины транспортного тоннеля следует принимать естественную и искусственную вентиляции. В железнодорожных тоннелях при тепловозной тяге естественная вентиляция принимается при l < 300 м и искусственная – при длине l > 300 м в обязательном