Тоннели

 

 

Рисунок 17-Железобетонные тюбинги

 

 

Так, например, бетонирование  очередного участка Лагар-Аульского тоннеля в Амурской области, исходя из вышеперечисленных факторов, осуществлялось после завершения следующих работ: доработки контура выработки до проектного очертания; укрепления выработки при помощи набрызгбетона; установки анкерной крепи, пленочной гидроизоляции, арматурного каркаса и установки опалубки в проектное положение с нанесенной антиадгезионной смазкой.

 

 

 

6.7 Электроосвещение автодорожного тоннеля

        

Все автодорожные тоннели длиной более 300 м на прямой в плане и более 150 м на криволинейной трассе, а также все городские автотранспортные и пешеходные тоннели независимо от их длины должны иметь круглосуточное искусственное освещение, обеспечивающее адекватную и комфортную видимость для всех, кто проезжает по тоннелю в любое время суток. Создание эффективной системы освещения в тоннелях способствует увеличению их пропускной способности и повышению безопасности движения.

Выбор той или иной системы  освещения зависит от длины 
тоннеля, климатических, топографических и градостроительных 
условий, расположения тоннеля в плане, и профиле, формы и размеров его поперечного сечения, типа облицовки, ориентации порталов, интенсивности и скорости движения. Различные сочетания указанных факторов предопределяют необходимость устанавливать индивидуальную систему освещения в каждом конкретном случае.

        Переход от яркого дневного света на поверхности к пониженному освещению при въезде в тоннель приводит к внезапному ослеплению водителей, что может явиться причиной аварии. Время проезда автомобиля по тоннелю длиной около 1 км со скоростью 60 км/ч составляет не более 1 мин. За это время зрение водителя должно приспособиться к резкому снижению уровня освещенности при въезде в тоннель и увеличению его при выезде из тоннеля.

В автодорожных тоннелях применяют разнообразные системы искусственного освещения открытого, рассеянного или яркого света с имитацией суточного изменения уровня освещенности и яркости. Освещение создается светильниками, установленными на перекрытии или стенах через определенные интервалы. Применяют различные светильники, отличающиеся светотехническими и конструктивными особенностями, коэффициентом полезного действия, потребляемой мощностью, сроком службы и др. Светильники должны обеспечивать достаточный световой поток для равномерного освещения перекрытия, стен, проезжей части автотранспортных и чистого пола пешеходных тоннелей. Кроме того, они должны быть компактными, безопасными в обращении, иметь пыле и влагонепроницаемый корпус, который легко очищать и мыть.

          Применяемые  в качестве источников света  в тоннелях тепловые и газоразрядные  лампы в неодинаковой, степени  удовлетворяют указанным требованиям.  В большинстве случаев для  освещения тоннелей применяют  газоразрядные лампы низкого (40—140 Вт) и высокого (60—1000 Вт) давления. Наиболее экономичны дуговые ртутные,  ксеноновые,  ртутные с металлогалоидными добавками.

         Получает распространение система встречного освещения, при которой световой поток направлен к въезду в тоннель (рис. 21). В связи с этим попадающие в поле зрения водителей другие автомобили и находящееся в тоннеле оборудование становятся хорошо различимыми темными предметами, резко контрастирующими со светлой проезжей частью. Такой эффект достигается установкой на потолке тоннеля трубчатых светильников с флуоресцентными содовыми лампами высокого давления.

          Применяют также обратно-лучевые  светильники с параболическими рефлекторами, которые направляют световой поток на проезжую часть в направлении, противоположном движению автотранспортных средств.

          Постепенное повышение или снижение  уровня освещенности в пределах  переходной и выездной зон  тоннеля достигается за счет  изменения шага светильников  или установкой светильников  разной мощности.

 

 

 Рисунок 4.

1— обратно-лучевые светильники;

2 —тоннель.

 

 

 

 

 

Сплошные световые полосы (ленты) обеспечивают более равно- 
мерное распределение яркости, снижают ослепление водителей и 
создают хорошую оптическую перспективу в тоннеле. 
Повышение уровня освещенности на отдельных участках может 
быть достигнуто установкой нескольких рядов светильников или 
включением различного количества ламп в отдельных светильниках.

Помимо общего освещения  транспортной зоны, предусмотрено 
более интенсивное местное освещение отдельных зон автотранспортных тоннелей: камер, ниш, уширений, поперечных сбоек.

  На случай внезапного отключения освещения при аварии или 
падении напряжения в осветительной сети во всех тоннелях должно быть предусмотрено аварийное освещение. Оно должно обеспечивать уровень освещенности в тоннеле не менее 10—12 лк. Обычно для этой цели применяют лампы накаливания мощностью 15—30 Вт, устанавливая их примерно через 10 м на прямых и через 5 м на криволинейных в плане участках тоннеля. Сеть аварийного освещения напряжением 24—36 В питается от установленных в тоннеле аккумуляторных батарей.

Светильники подвешивают  непосредственно к потолку или  стенам тоннеля, а также в углубления ребристых блоков 
(в один ряд при ширине тоннеля до 4 м и в два ряда при большей 
ширине). При этом шаг светильников вдоль тоннеля 3—5 м.                        Светильники устанавливают и в наземных павильонах над сходами в 
тоннель, включая их в вечернее время.

        

 

 

 

6.8 Вентиляция

 

Для длительной безопасной эксплуатации автотранспортных 
и пешеходных тоннелей необходимо создание в них целого комплекса различных устройств и оборудования, обеспечивающих 
требуемую чистоту, температуру и влажность воздуха, условия 
видимости, своевременное удаление воды, предотвращение льдообразования, противопожарную защиту.

В тоннелях должно быть организовано удобное и безопасное 
движение автотранспортных средств с расчетными скоростями, 
однородные условия движения, соблюдение принципа зрительной 
ориентации водителей, необходимое сцепление шин автомобилей 
с проезжей частью. Кроме того, должны быть предусмотрены меры 
по предотвращению и быстрому устранению возможных нарушений или аварий.

Для этих целей все крупные автотранспортные тоннели оборудуют системами искусственной вентиляции, освещения, водоотвода, сигнализации, контрольными, противопожарными и другими устройствами, которые должны быть связаны с общей системой наблюдения и регулирования движения на прилегающих дорогах и магистралях.

Необходимость применения тех или иных эксплуатационных устройств  зависит от вида тоннеля, длины и  размеров поперечного сечения, места  его расположения, интенсивности  движения с учетом его перспективного роста.

Для создания в тоннелях нормальных атмосферных условий устраивают искусственную вентиляцию, периодически подавая свежий воздух и удаляя загрязненный.

В соответствии с действующими нормами  искусственную вентиляцию предусматривают  в горных, подводных городских  автотранспортных тоннелях, длина которых превышает 400 м. Тоннели длиной 150-400 м следует оборудовать искусственной вентиляцией только в случае недостаточного естественного проветривания, что возможно при расположении тоннелей на кривых в плане, наличии крутых и затяжных уклонов, значительной интенсивности движения.  Автотранспортные тоннели длиной до 150 м проветриваются за счет естественной тяги воздуха, которая создается потоком движущихся автомобилей, а также под действием ветрового, теплового и барометрического давлений.

 Одной из главных  задач искусственной вентиляции  является удаление вредных газов,  выделяемых двигателями автомобилей. 

 Искусственное проветривание тоннелей производится за счет воздухообмена путем подачи свежего воздуха (приточная схема),удаления загрязненного (вытяжная схема) или одновременной подачей свежего и вытяжкой отработанного воздуха (приточно-вытяжная схема). В зависимости от длины тоннеля подачу и вытяжку воздуха осуществляют через порталы (портальная схема) или шахтные стволы (шахтная схема). В некоторых случаях воздухообмен производят одновременно через порталы и шахтные стволы (портально-шахтная схема).

Для подачи и вытяжки воздуха  применяют продольную поперечную или  комбинированную систему вентиляции, отличающиеся друг от друга характером воздухообмена, направлением движения воздуха, наличием или отсутствием приточных и вытяжных каналов.

При продольной системе воздух подается и удаляется  по всему сечению тоннеля вентиляционными установками, располагаемыми у порталов или по трассе тоннеля (рис. 3.2 а) При этом движение воздуха происходит в осевом направлении при отсутствии радиальных составляющих (пульсаций) потока или при их небольших значениях. Продольная система не требует создания специальных вентиляционных каналов, что обуславливает минимальную площадь поперечного сечения  выработки и сравнительно невысокую строительную и эксплуатационную стоимость реализации такой системы.

 

Рисунок 5.

Продольная система вентиляции: 1-вентиляционная установка;       2-направление движения воздуха; 3-шахтный  ствол.

 

В тоннелях длиной более 1 км продольную систему можно 
применять с устройством промежуточного шахтного ствола для удаления загрязненного воздуха. При этом в тоннеле устанавливается встречное движение воздуха, что снижает стабильность проветривания. Более эффективно создание двух шахтных стволов или устройство в одном стволе приточного и вытяжного каналов (рисунок 17б). Наличие по трассе тоннелей глубоких шахтных стволов значительно увеличивает силу естественной тяги воздуха.       

В последние годы в автотранспортных тоннелях находит применение продольно-струйная система вентиляции, являющаяся разновидностью продольной системы. Сущность ее заключается в том, что размещенные на стенах или потолке тоннеля через определенные интервалы L реверсивные осевые вентиляторы создают высокоскоростной   (до 30-40 м/с)  поток воздуха, который возбуждает, вторичный воздушный поток в тоннеле, вовлекая в движение основную массу воздуха (рисунок 18). При этом часть воздуха снова попадает к вентиляторам и выбрасывается ими с большой кинетической энергией в общий поток. Соотношение между вторичным и основным потоками воздуха составляет от 1:10 до 1:50.

       

 

 

 Рисунок 6. Поперечная система вентиляции (а) и схемы расположения вентиляционных каналов (б—г)  
1 — вентиляционная установка; 2 — направление движения воздуха; 

3— вытяжной канал; 4— отверстие в вентиляционной перегородке;

5 — приточный канал; 6 —  поперечный канал.

 

Для продольно-струйной системы  характерно превалирующее действие поршневого эффекта над потерями давления за счет трения и местных  сопротивлений, а также инерционность системы при изменении объема газовыделений. Продольно- струйную вентиляцию устраивают в тоннелях длиной до 1 км при встречном и до 3 км при одностороннем движении транспортных средств.

В тоннелях прямоугольного поперчного сечения каналы наиболее целесообразно размещать сбоку от проезжей части (рисунок 19г), чтобы не увеличивать высоту тоннеля.

В некоторых случаях может  оказаться рациональной полупоперечная система искусственной вентиляции. При этом свежий воздух подается по каналу, а загрязненный удаляется по транспортной зоне тоннеля за счет «поршневого эффекта» и естественной тяги воздуха. Находит применение и полупродольная система, при которой свежий воздух подается по тоннелю, а удаляется по вытяжному каналу. Комбинированные (полупоперечная и полупродольная) системы искусственной вентиляции сочетают в себе достоинства и недостатки продольной поперечной систем и применяются в тоннелях длиной до 1,2-1,5 км. Однако использование полупоперечной системы сопряжено с выбросом загрязненного воздуха непосредственно в воздушный бассейн.

Вентиляционные установки размещают  непосредственно у порталов или  по трассе тоннелей, а также в  подземных камерах. При проветривании  горных тоннелей вентиляционные установки  располагают чаще всего над головным звеном тоннеля, выступающим за пределы лобового откоса подходной выемки.  Для этого в конструкции портала предусматривают помещение, снабженное проемами с жалюзийными решетками и отверстиями для подачи воздуха в тоннель. Иногда вентиляционное помещение размещают рядом с порталом и соединяют с тоннелем вентиляционными каналами.

При проветривании подводных тоннелей вентиляционные 
здания располагают на берегах пересекаемого водного препятствия и используют их не только для установки вентиляционного оборудования, но и для устройства в них диспетчерских и других служебных помещений, необходимых  для  эксплуатации тоннеля. 

 

6.9 Водоотвод и специальное оборудование

 

В процессе эксплуатации тоннелей необходимо отво- 
дить из них воду, которая может проникать через порталы, лест- 
ничные или пандусные сходы в виде атмосферных осадков, проса- 
чиваться через конструкцию из грунтового массива (в случае по- 
вреждения гидроизоляции), скапливаться внутри тоннеля вследст- 
вие конденсации водяных паров, а также при мытье облицовки, 
проезжей части, полов, тушении пожаров. Расход стоков, попадающих в тоннель от дождя и снега, определяют в соответствии с периодом однократного превышения дождя (снега) расчетной интенсивности для данной местности.