Подводные тоннели н особенности их проектирования

ТОННЕЛИ И МЕТРОПОЛИТЕНЫ

В билете будут 2 вопроса и 1 задача!

Общее представление о железнодорожном пути

Железнодорожный путь (рисунок 1.1) – это комплекс инженерных сооружений, предназначенный для пропуска по нему поездов с установленной скоростью. От состояния пути зависят непрерывность и безопасность движения поездов, а также эффективное использование технических средств железных дорог.

К путевому хозяйству железнодорожного транспорта относятся собственно путь со всеми его сооружениями и устройствами, а также комплекс производственных подразделений и хозяйственных предприятий, предназначенных для обеспечения бесперебойной работы железнодорожного пути и проведения его планово-предупредительных ремонтов Путевое хозяйство составляет одну из важнейших отраслей железнодорожного транспорта, от которой в значительной мере зависит выполнение перевозочного процесса. Удельный вес путевого хозяйства в системе железнодорожного транспорта характеризуется тем, что на его долю приходится более 50 % всех основных средств железных дорог и свыше 20 % общей численности работников.

Железнодорожный путь состоит из верхнего и нижнего строений.

К верхнему строению пути относятся рельсы, рельсовые скрепления, противоугоны, стрелочные переводы, балластный слой, шпалы, мостовые и переводные брусья.

Рельсы направляют колеса подвижного состава, воспринимают давление от них и передают его на шпалы.

Рельсовые скрепления необходимы для соединения рельсов между собой и со шпалами.

Противоугоны применяются для удержания рельсов и шпал от продольного смещения под воздействием движущихся поездов.

Стрелочные переводы служат для перехода подвижного состава с одного пути на другой.

Шпалы воспринимают давление от рельсов и передают его на балласт, а также обеспечивают неизменность взаимного положения рельсовых нитей.

Балластный слой воспринимает давление от шпал и передает его на основную площадку земляного полотна, уменьшая неравномерность давления, а также обеспечивает устойчивость рельсовой колеи, препятствуя продольному и поперечному перемещению шпал.

Нижнее строение пути включает земляное полотно (насыпи, выемки, полунасыпи, полувыемки, полунасыпи-полувыемки) и искусственные сооружения (мосты, тоннели, трубы, подпорные стены и др.).

Все элементы железнодорожного пути работают как единая конструкция.

Основные понятия о щитовом способе сооружения тоннелей

Сущность щитового способа сооружения тоннелей может быть пояснена путем сравнения с горными способами работ. При этом целесообразно сопоставить применяемые процессы работ в забое с явле­ниями, происходящими в горном массиве, окружающем выработку.

Головной агрегат (щит) представляет собой подвижную металли­ческую крепь, под защитой которой выполняются основные операции: разра­ботка и крепление забоя, уборка породы и сооружение постоянной крепи – обделки.

Главное достоинство щитовой проходки заключается в том, что она в отличие от горных способов работ не требует применения временных крепей, что повышает безопасность и экономическую эффективность выполнения работ. Кроме того, щитовая проходка может быть приме­нена в большом диапазоне геологических и гидрогеологических условий при значительном давлении горных пород н воды, что делает ее универсальным способом работ.

К особенностям щитового способа относится узость фронта работ и необходимость одновременного производства ряда операций по сооружению тоннеля, что требует строгой увязки всех процессов во времени и высокой их механизации.

В городских условиях щитовая проходка может оказаться единственно возможным способом работ, так как она может выполняться круглогодично без вскрытия поверхности, нарушения уличного движения и подземного хозяй­ства городов (при условии проведения специальных конструктивных и технологических мероприятий).

Совершенствование щитового способа сооружения тоннелей в самых разнообразных геологических и гидрогеологических условиях основано на следующих предпосылках:

- интенсивной научно-исследовательской работе, направленной на создание новых механизированных щитов и блокоукладчиков;

- автоматизации отдельных процессов щитовой проходки;

- применении монолитных и сборных обделок, обжимаемых в породу.

Подводные тоннели н особенности их проектирования

Подводный тоннель обеспечивает крат­чайшую транспортную связь между пунктами, расположенными на противо­положных берегах водного препятствия. При этом тоннель в зависимости от ширины и глубины водотока (или водоема) располагается в береговой и под­русловой зонах пересекаемого водного препятствия.

План трассы подводных тоннелей. Расположение трассы подводных тон­нелей в плане должно удовлетворять требованиям технических условий на проектирование железных ч автомобильных дорог.

Как правило, трасса подводных тоннелей должна быть расположена на прямой, что обеспечивает кратчайшую длину перехода, минимальные объемы разрабатываемой породы и необходимых материалов, а также простоту и на­дежность всего производственного процесса. При наличии сложных топогра­фических условий берегов, трудных геологических местных условий, требую­щих обхода неблагоприятных (пониженных или размытых) мест дна водотока, а также по условиям планировки и архитектурной компоновки город­ских кварталов трасса может быть расположена на криволинейных участках с углами поворота в любую сторону.

Продольный профиль подводных тоннелей. Продольный профиль подводных тоннелей имеет 2 ската.

Продольный профиль подводного тоннеля

Общие требования и нормативы технических условий на проектирование продольного профиля железнодорожных и автодорожных магистралей пол­ностью распространяются и на участки подводных тоннельных трасс.

Выбор вариантов очертания продольного профиля и привязка его точек перелома выполняются с учетом местных условий рельефа дна и берегов. Оп­тимальным следует признать вариант, который обеспечивает лучшие тягово- эксплуатационные условия при минимальных объемах строительных работ.