§ 5. ВИМОГИ ДО ПЛАНУ І ПРОФІЛЮ ТОНЕЛЬНИХ ДІЛЬНИКІВ ТРАСИ (ч. 2)
Особливим випадком є спорудження тунелів у суворих кліматичних умовах, де велике значення має швидке відведення води, що проникає у тунель. У таких тунелях рекомендується, як правило, влаштовувати односхилий профіль з поздовжнім ухилом не менше 6‰.
За умов водовідведення ухил у тунелі не повинен бути менше 3‰. Лише у виняткових випадках допускається зменшення поздовжнього ухилу до 2%. Горизонтальні розділові майданчики, що зменшують різницю сполучених в тунелі ухилів, можуть мати довжину від 200 до 400 м. При цьому природний стік води до меж майданчика забезпечується змінною глибиною водовідвідного лотка, що є в тунелі. Більше доцільна заміна розділової площадки двома ділянками, що мають зустрічні ухили 3‰.
Максимальний ухил, допустимий тунелі, менше максимального ухилу відкритому ділянці, тобто. у тунелі необхідно пом'якшення ухилу. Причиною цього є зниження в тунелі коефіцієнта зчеплення між рейками та колесами локомотива та наявність повітряного опору при русі рухомого складу, що діє у тунелі як поршень.
Зменшення зчеплення обумовлено підвищеною вологістю повітря у тунелі, що веде до утворення плівок води на головках рейок. При хорошій вентиляції, а також у сухих тунелях вологість повітря порівняно невелика і зниження коефіцієнта зчеплення менш істотне.
Повітряний опір залежить від ряду факторів (швидкість руху рухомого складу, ступінь заповнення ним поперечного перерізу тунелю, опір тунелю як повітроводу) і становить від 0,2 до 1 кгс/тс. Воно більше в одноколійних і менше в двоколійних тунелях і підвищується зі збільшенням довжини тунелю.
Порівнюючи значення сили тяги зі зчеплення на відкритій ділянці та в тунелі,можна отримати величину максимального ухилу, допустимого тунелі, розташованому на прямій.
Практично максимальний ухил у тунелі на кривій знаходять за формулою
деip - керівний ухил;iек - ухил, еквівалентний опору на кривій;т- коефіцієнт пом'якшення ухилу, що приймається за табл. 1, взятої зі СНиП II-Д.8-62 (його величина призначена з урахуванням повітряного опору, що зазнає поїзда в тунелі).
Коефіцієнтитвизначення найбільшого ухилу шляху в тунелі
Пом'якшення ухилу має бути зроблено не тільки в самому тунелі, а й на підході до нього з боку підйому на ділянці, довжина якого дорівнює корисній довжині прийомо-відправних шляхів окремих пунктів даної лінії (рис. 15). Ця вимога викликана необхідністю зменшити опір руху складу на підході до тунелю, так як локомотив, увійшовши в тунель, зменшує силу тяги зі зчеплення і за відсутності пом'якшення не зможе втягнути склад тунелю.
Автодорожні тунелі. План і поздовжній профіль тунельних ділянок доріг повинні відповідати вимогам для відкритих ділянок (див. СНиП II-Д.5-62) та деяким додатковим положенням, наведеним нижче.
При проектуванні автодорожніх тунелів бажано розташовувати їх на прямих. Тунелі на кривих, неминучі при розвитку лінії, мають такі недоліки: необхідність збільшення ширини проїжджої частини з пристроєм віражів для забезпечення безпеки руху; проблеми підземної розбивки осі споруди; погіршення видимості, що має велике значення у тунелі для безрейкового транспорту, особливо при зустрічних потоках автомашин.
Тому мінімальний радіус кривої в автодорожньому тунелі приймають рівним 250 м. При цьомузабезпечується плавний рух автомашин із розрахунковими швидкостями. У винятково складних умовах рельєфу або межі міської забудови радіус кривої можна зменшити до 100 м при спеціальному обґрунтуванні.
Поздовжній профіль тунелю проектують з урахуванням можливості покращення природної тяги повітря, для чого потрібна різниця висот порталів. При довжині гірського тунелю до 300 м обов'язково застосування односхилий профілю, що у сприятливих умовах забезпечує природне провітрювання.
При більшій довжині тунелю характер поздовжнього профілю вибирають виходячи з техніко-економічного порівняння варіантів.
Тунелі при розвитку лінії, які використовуються для набору висоти, влаштовують, як правило, односхилими.
Двосхили тунелі забезпечують природну тягу лише за наявності вентиляційних шахт, але більш зручні в експлуатації і не вимагають штучного водовідливу при проходці.
Міські та підводні тунелі влаштовують двосхилими.
За умов водовідведення поздовжній ухил у тунелі приймають рівним не менше 4 ‰. Короткі горизонтальні розділові елементи профілю протягом 250-500 м зазвичай замінюють двома елементами профілю з ухилом 3 ‰ від середини до кінців.
Наявність в автодорожньому тунелі гарної вентиляції, рівний температурний режим, відсутність опадів та вдосконалене дорожнє покриття роблять умови експлуатації автомобільної дороги в тунелі кращими, ніж на відкритій ділянці. Коефіцієнт зчеплення коліс автомобіля з полотном дороги в тунелі (за винятком вхідних ділянок протягом 75-125 м) досягає 0,4-0,5. Повітряний опір руху автомобілів невеликий внаслідок малого заповнення ними поперечного перерізу тунелю. Тому за умовами зчеплення ухил у тунелі не обмежується. Але втунелях довжиною понад 300 м не слід допускати ухилів більше 40 ‰, оскільки при великих ухилах різко зростає витрата пального і відповідно збільшується обсяг повітря, необхідного для вентиляції.
Волков В.П., Наумов С.М., Пірожкова О.М., Хропов В.Г. Тунелі та метрополітени