Тоннели как средство преодоления препятствий при трассировании путей сообщения

Тоннель является эффективным средством расширения возможностей трассирования пути сообщения в трудных условиях, позволяющим преодолеть препятствие вместо его обхода.

Препятствия делят на высотные и контурные.К высотным препятствиям относят холмы, хребты и водоразделы. При трассировании железной или автомобильной дороги возможны три решения: обход высотного препятствия, развитие линии с подъемом на перевал и устройством глубокой выемки и, наконец, сооружение тоннеля, соединяющего склоны высотного препятствия (рис. 1).

Рис. 1. Преодоление высотного препятствия

При обходе препятствия имеет место значительное удлинение линии и увеличение уклонов, которое в случае железной дороги может потребовать на отдельных участках применения кратной тяги, а также вызвать ухудшение эксплуатационных показателей пути сообщения.

При развитии линии с открытым пересечением перевала ее длина получается меньшей, чем в первом случае, но потребность в применении больших уклонов возрастает; возникает необходимость в защите высоко расположенных участков линии от снежных заносов, лавин и обвалов путем устройства галерей и других инженерных сооружений.

Пересечение высотного препятствия при помощи тоннеля значительно сокращает длину линии и позволяет уменьшить уклоны, вследствие чего создается возможность увеличения весовых норм и скоростей движения, ликвидируются лишние подъемы и пробеги, характерные для двух первых решений, и улучшаются эксплуатационные показатели пути сообщения. Однако сооружение тоннеля, особенно расположенного в подошве высотного препятствия и имеющего в связи с этим большую длину, вызывает значительное увеличение капитальных затрат.

Поэтому выбор трассы пути сообщения производят на основании технико-экономического сравнения вариантов. При этом учитывают народнохозяйственную важность увеличения пропускной и провозной способности путей сообщения в свете задач, поставленных перед транспортом партией и правительством.

К контурным препятствиям относят участки оползней, осыпей, лавин и снежных заносов, водотоки и водоемы, а также участки густой застройки. Оползни и осыпи угрожают стабильности земляного полотна и безопасности движения при долинных и косогорных ходах. При оползнях малой мощности возможно расположение пути на эстакадах, опирающихся на ненарушенные породы, в сочетании с противооползневыми мероприятиями. Однако при мощных (более 5 м) оползнях и наличии глубоких потоков подземных вод наиболее правильным решением задачи часто является перенос трассы в глубь горного массива — за пределы оползневой зоны (рис. 2). Это же решение может оказаться целесообразным при наличии в районе трассы мощных осыпей, возникающих на скальных косогорах (круче 30—35°), сложенных из трещиноватых выветрелых пород. Защита пути от снежных лавин и заносов требует больших эксплуатационных расходов и серьезных инженерных мероприятий вплоть до устройства на опасных участках галерей из камня, бетона или железобетона.

Поэтому в ряде случаев отказываются от открытого пересечения перевала и сооружают тоннель вне зоны, опасной в отношении лавин и заносов (см. рис. 2).

Рис. 2. Преодоление участков оползней, осыпей и снегозаносимости

При преодолении водных препятствий необходимо сделать выбор между мостом и тоннелем, т.е. между надземным и подземным расположением трассы (рис. 3). В сравнении с мостовым переходом тоннельное пересечение имеет следующие преимущества: отсутствие помех судоходству; защищенность от ветра, льда, волн; меньшая длина пересечения при высоком габарите судов и широкой пойме; удобство подходов к пересечению в густозастроенных населенных пунктах.

Рис. 3. Преодоление водного препятствия