Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Подводные туннели

Эксплуатационные устройства и оборудование


Эксплуатационные устройства и оборудование

Представляют интерес эксплуатационные устройства в тоннеле, предназначенные для водоудаления, вентиляции (проветривания), освещения, сигнализации и связи, а также для обеспечения безопасности движения и пожарной безопасности в тоннеле.

Дождевая вода, собирающаяся на участках подходных выемок или рамп, расположенных выше горизонта свободной поверхности водотока, может отводиться в него самотеком. На более глубоких открытых участках вода собирается под тротуарами и подводится к водосборникам возле тоннельных порталов. Дорожное полотно в этих местах прерывается поперечной решеткой, чтобы стекающие воды не могли попасть в тоннель. Откачка из отстойников производится автоматически действующими насосами, которые могут управляться и вручную.

Внутри тоннеля вода может появиться в результате поливки проезжей части или мытья тоннеля при уборке, конденсации водяных паров из воздуха, просачивания влаги через неплотности стыковых соединений или фильтрации ее через материал обделки.

Вентиляция подводного тоннеля представляет собой комплекс двух неразрывно связанных процессов:
1) подачи в тоннель свежего воздуха, разбавляющего до допустимых величин концентрацию вредных агентов, выделяющихся в процессе эксплуатации сооружения и
 2) удаления из тоннеля отработанного (загрязненного) воздуха.

В случаях когда обмен воздуха в Тоннеле обусловливается подачей свежего воздуха, вентиляцию называют приточной, если удалением загрязненного — вытяжной, а при одновременном действии обоих определяющих факторов проветривания — приточно-вытяжной, или комбинированной.

Вредные агенты или, как их для краткости называют, «вредности», могут иметь различную природу в зависимости от условий, в которых находится тоннель, характера его эксплуатации и предъявляемых требований к составу и физическому состоянию нормальной атмосферы в тоннеле.

Если в тоннеле выделяется, несколько вредностей, то в качестве расчетной обычно принимается одна из них, для нейтрализации которой требуется наиболее интенсивное проветриваание. Концентрация остальных возможных вредностей при этом не должна превышать допустимых пределов.

Для всех автодорожных тоннелей и тоннелей на железных дорогах с тепловозной или паровой тягой расчетной вредностью, как правило, является окись углерода СО или задымление, для тоннелей метрополитенов — чрезмерные тепловыделения или углекислый газ С02, для подводных железнодорожных тоннелей с электротягой — влажность воздуха или углекислый газ.

В зависимости от того, каким способом и по каким путям подается в тоннель свежий воздух и удаляется, отработанный, различают разные системы вентиляции, принципиально поясняемые ниже; более подробно эти вопросы изложены в ряде других книг по тоннелям.

Схема вентиляции рассматриваемого нами подводного тоннеля имеет следующие характерные черты.

1. Весь тоннель разделен на несколько вентиляционных участков; на каждом из них принята система вентиляции., наиболее соответствующая типу тоннельной конструкции, местоположению и длине участка, характеру движения транспорта на нем и условиям сопряжения с соседними участками, где действуют другие системы вентиляции.

2. Вентиляция тоннеля производится через оба портала и две шахты с помощью трех вентиляционных установок. Размещение шахт продиктовано местными условиями и задачами организации.производства работ, поэтому с точки зрения вентиляции оно не является оптимальным.

3. Вентиляторная станция на левом берегу обслуживает весь прилегающий к ней слева участок горного способа работ и половину участка щитовой проходки, прилегающего справа. Она помещена в подземной камере, сооруженной горным способом, что соответствует принятому здесь глубокому заложению тоннеля. Вблизи поверхности земли от перекрытого железобетонным тюфяком шахтного ствола отходят в разные стороны два вентиляционных ходка мелкого заложения. Один из них предназначается для забора свежего воздуха, другой — для выпуска отработанного; оба ходка заканчиваются вентиляционными киосками.

4. Вторая установка размещена в камере, сооруженной заодно с тоннелем-кессоном, опущенным на островке. Она обслуживает слева участок кругового тоннеля, сооружаемого щитовым способом, а справа — участки тоннелей-кессонов и" погружных секций. Шахтный ствол сооружается здесь в процессе опускания одного из тоннелей-кессонов. Он расположен по оси перехода и заканчивается двумя вентиляционными киосками для забора и выпуска воздуха, расположенными на разной высоте над Вигом. Для защиты обделки ствола от механических повреждений при паводках она окружена искусственным островком, поднимающимся на 1 м выше Вига.

5. Третья вентиляционная установка обслуживает участок., сооружаемый открытым способом, и размещена непосредственно около правобережного портала в наземном служебном здании.

6. На участке горного способа работ принята поперечная система вентиляции с размещением вытяжного магистрального вентиляционного канала в подсводной части сечения тоннеля и подачей свежего воздуха под проезжей частью. На участке щитового способа работ, а также способов опускания тоннелей-кессонов и погружения готовых секций тоже принята поперечная система вентиляции, причем на первом из них — с верхним и нижним расположением магистральных каналов, а на втором и третьем — с боковыми каналами. На участке открытого способа работ применена полупродольная система с боковым расположением вытяжных каналов, известные недостатки которой в данном случае сглаживаются малой длиной участка (поперечная система здесь была бы излишней).

Освещение тоннеля производится в основном отраженным светом от потолка и боковых стен. Расположенные в верхних углах проездов сплошные ряды светильников позволяют почти избежать теней.

По ночам тоннель освещен равномерно на всем протяжении. Днем яркость освещения увеличивают от середины тоннеля к порталам. Она автоматически регулируется с помощью фотоэлементных электронных приборов в зависимости от интенсивности дневного света.

Несмотря на такую регулировку, переходы от ярких солнечных лучей к искусственному тоннельному освещению оказываются слишком резкими. Глаза водителей транспорта не успевают приспособиться (адаптироваться) и на короткое время перестают видеть, а это, конечно, отражается на безопасности движения.



Рис. 1. Внутренний вид подводного тоннеля под проливом в Гаване (Куба)


Поэтому у входов в подводные тоннели, особенно при автомобильном движении, необходимо устраивать специальные адаптационные участки, так называемые световые переходы.

Выше были показаны световые переходы двух типов.

У левобережного портала, где тоннель сооружается горным способом и переходит непосредственно в выемку, может быть сделан постепенно расширяющийся или ступенчатый раструб, через который дневной свет проникает г. глубь тоннеля с постепенным ослаблением яркости.

Со стороны правобережного портала, на участке открытого способа работ, световой переход конструктивно более удачно осуществляется вне тоннеля, перед порталом. Он обеспечивается здесь системой распорок между стенками рампы, устанавливаемых выше габарита приближения строений.

Распорки размещаются по тому или иному рисунку в плане и могут иметь разную высоту, ширину, расстояние друг от друга и, наконец, различную интенсивность серого цвета окраски, от почти белого до приближающегося к черному. Кроме того, постоянные конструкции иногда дополняются регулируемыми лопастями. Получается решетка типа жалюзи, полностью предотвращающая проникновение к входу в тоннель прямых солнечных лучей и уменьшающая в необходимой степени яркость дневного света.



Рис. 2. Ступенчатый припортальный раструб светового перехода


Элементы распорок обычно используются и по прямому назначению, соответствующему их названию. Замыкая поверху корытную конструкцию рампы, система распорок существенно улучшает ее статическую работу под нагрузкой от наружного бокового давления, действующего на стенки.

Третий тип светового перехода показан на рис. 3. Он представляет собой сквозную конструкцию в виде решетчатого раструба двоякой кривизны перед входом в тоннель. Подобная схема светового перехода может быть применена для подводных тоннелей там, где позволят местные условия.

Длину светового перехода желательно определять в зависимости от расчетной скорости движения, с учетом того, что среднее время изменения диаметра глазного зрачка в связи с приспособлением его к новым условиям составляет около 3-5 сек.

Для управления движением через автодорожные тоннели организуются специальные посты. Чаще всего они помещаются внутри тоннеля у одного из порталов. Около обоих порталов монтируются счетчики, автоматически регистрирующие число и тип проходящих автомашин. На том и другом берегу в начале подходных рамп устанавливаются, тоже автоматические, индикаторы превышения габаритной высоты, включающие перед водителем негабаритного транспорта запрещающий сигнал.

По длине тоннеля, через небольшие промежутки, располагаются громкоговорители и телефоны, связанные с диспетчерским помещением. Под потолком тоннеля могут быть подвешены оптические сигналы «выключи мотор» на случай длительных остановок движения в тоннеле по какой-либо причине (авария, затор), а также светофоры обыкновенного типа. Система последних позволяет при необходимости перераспределять поток движения между проездами, менять его направление или ограничивать одной половиной проезжей части {например, при ремонтных работах).



Рис. 3. Сквозные припортальные, раструбы двоякой кривизны


Наблюдение за движением в длинном тоннеле можно существенно облегчить с помощью телевидения. Например, в тоннеле под р. Фрейзер на два закрытых параллельных проезда длиной по 600 м установлено 14 телевизионных передающих камер и два телеприемника. Подобные установки, как известно, находят теперь широкое применение на железнодорожном транспорте и в промышленности Советского Союза.

Для борьбы с возможным пожаром тоннель оборудуется автоматически действующей спринклерной системой, пожарными кранами и ручными огнетушителями.

Если позволяет конструкция обделки и геологические условия, через определенные промежутки по длине тоннеля устраиваются специальные боковые камеры с площадками для временной стоянки (отстоя) неисправных автомобилей. Значение этого мероприятия хорошо поясняется статистическими данными, взятыми из практики эксплуатации крупнейшего английского тоннеля — под р. Мереей между Ливерпулем и Бирмингемом. За 1956 и 1957 гг. через тоннель проехало около 10 млн. автомобилей, из которых 0,05% (т. е. один из 2000) имели вынужденную остановку. Таким образом, в среднем каждые 3 ч (а в часы пик много чаще) и тоннеле происходили вынужденные остановки автомашин. Это вызывало закупорку полосы движения до тех пор, пока остановившуюся машину не убирали с проезжей части.

К элементам подводного тоннеля для городского движения наряду с рассмотренными выше, следует непременно отнести предтоннельные площади, магистрали или другие городские проезды. На них образуются потоки транспорта, двигающегося через тоннель. От организации этих потоков зависит пропускная способность тоннеля, т.е. степень его использования.

Теоретические расчеты и проведенные в разных странах, в том числе в СССР. [23], практические наблюдения показывают, что пропускная способность одной полосы автодороги очень сильно зависит от характера движения транспорта. На нерегулируемых магистралях скоростного непрерывного движения (без светофоров и пересечений транспортных потоков в одном уровне) каждая полоса пропускает в час до 1500 автомобилей, а по некоторым данным и больше. На магистралях с регулируемым движением пропускная способность полосы уменьшается против указанной величины более чем вдвое (в соотношении продолжительности горения зеленого сигнала светофора к общему времени регулировочного цикла) и редко может превысить 600 автомобилей в час.

Таким образом, двухполосный подводный тоннель, если он является частью магистрали непрерывного движения, будет обеспечивать при прочих равных условиях (не считая некоторого увеличения производительности вентиляционных установок) даже большую пропускную способность, чем четырехполосный тоннель, подъезды к которому проходят по улицам, дорогам или площадям с регулируемым движением.

На рис. 4 представлен общий вид предтоннельной площади в Гаване (Куба). Примененная здесь с помощью небольших железобетонных мостиков-путепроводов система развязки в разных уровнях пересечений потоков транспорта, дви-гэющихся к тоннелю с трех направлений и в обратные стороны, позволяет интенсивно использовать все четыре полосы движения в тоннеле и обеспечивает пропускную способность его, близкую к максимально возможной.



Рис. 4. Предтоннельная площадь в Гаване (Куба) с развязкой в разных уровнях транспортных пересечений




Похожие статьи:
Закрытый метод сооружения тоннелей

Навигация:
ГлавнаяВсе категории → Подводные туннели

Статьи по теме:





Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум