Характеристика тоннелей

На железных дорогах тоннели строили начиная с 1860 г. пи различным габаритам под один или два пути. Число тоннелей невелико. Но по значимости тоннели, как и мосты,— наиболее ответственные и дорогие сооружения в путевом хозяйстве дорог, а по условиям эксплуатации тоннели даже сложнее мостов.

При постройке тоннеля удаляют (вырабатывают) породу в горном массиве по заданной трассе и профилю (рис. 192). От разрушения выработку закрепляют каменной или иной обделкой. Лишь особо крепкие, не поврежденные трещинами скальные породы, не требуют обделки. Находясь в окружении грунтов и грунтовых вод, обделка подвергается давлению грунта, которое в зависимости от гидрогеологических условий может быть направлено не только сверху и с боков, но и снизу.

Проникающая в тоннель вода разжижает балластную призму, что снижает устойчивость пути, а зимой, особенно в районах с суровым климатом, приводит к обледенению тоннеля и пучению пути. Пучины и наледи, стесняя габарит, иногда и без того недостаточный, нарушают эксплуатацию. Околка и вывозка льда затруднительны при движении поездов и трудоемки. Вода, выщелачивая раствор, ослабляет кладку обделки, а вымывая грунт, образует пустоты за обделкой.

Условия выполнения работ в тоннелях тяжелее, чем на мостах. Тоннели узкие и длинные лишены дневного света, скапливают отработанные газы локомотивов.

Тоннели ухудшают условия и для движения поездов. Повышенная влажность в тоннелях уменьшает сцепление колес локомотива с рельсами. Дополнительное сопротивление идущему поезду оказывает воздух в тоннеле. Выталкивая этот воздух, проходящий поезд преодолевает его трение по обделке на всем протяжении тоннеля. На кривых участках пути воздушное сопротивление в тоннелях еще больше, чем на прямых. Все эти сопротивления столь значительны, что наибольшие уклоны пути в тоннелях требуется уменьшать на величину до 25% против допускаемых вне тоннеля.

Продольный профиль тоннеля определяется не только уклоном пути. Отвод воды из тоннеля проще, когда он имеет уклон. При уклоне лучше и естественное проветривание, особенно когда подъем совпадает с направлением господствующих ветров. Длинные горные тоннели имеют обычно двускатный профиль с уклонами от середины к концам — порталам тоннеля. В отличие от горных подводные тоннели характерны подъемом к порталам, поэтому воду из этих тоннелей перекачивают насосами.