Виды тоннелей

Виды тоннелей Автор статьи: Лариса Дубровская

Тоннели — это горизонтальные или наклонные искусственные подземные сооружения, предназначенные для транспортных целей, пропуска воды, размещения различных коммуникаций и других хозяйственных нужд.
виды тоннелей.jpg
Виды тоннелей
Тоннели являются эффективным средством для преодоления различных высотных или контурных препятствий, встречающихся при проектировании транспортных магистралей.

По назначению тоннели можно условно разделить на:

  • транспортные (железнодорожные, автодорожные, пешеходные, совмещенные, судоходные, тоннели метрополитенов);
  • гидротехнические, включая тоннели ГЭС и ГАЭС, тоннели для водоснабжения и орошения земель (ирригационные и мелиоративные);
  • коммунальные: канализационные и коллекторные;
  • горнопромышленные: транспортные (для промышленного транспорта), дренажные, вентиляционные;
  • специального назначения для различных подземных сооружений: заводов, гаражей, складов, хранилищ, убежищ, сооружений городской инфраструктуры и других объектов;
  • горные, сооружаемые в гористой местности;
  • равнинные (городские), под улицами, площадями, застройками, промышленными зонами;
  • подводные, сооружаемые для преодоления водных преград (рек, проливов, каналов).
Тоннели наряду с мостами входят в число наиболее сложных и дорогостоящих искусственных сооружений на транспорте.
виды тоннелей 2.jpg
Схема сооружения тоннеля в открытом котловане: 1 – конструкция тоннеля; 2 – обратная засыпка котлована; 3 – подготовленное основание тоннеля

По глубине заложения различают тоннели:

  • мелкого заложения, до 20–25 м от дневной поверхности;
  • глубокого заложения, глубже 25 м от дневной поверхности.

По способам сооружения выделяют тоннели:

  • сооружаемые открытым способом, когда раскрывается котлован, в котором возводится конструкция тоннеля, а затем производится обратная засыпка с восстановлением нарушенной земной поверхности;
  • сооружаемые горным (закрытым) способом, когда выработка раскрывается на полный профиль или по частям с постановкой временной крепи (в слабых и трещиноватых породах) без нарушения земной поверхности;
  • сооружаемые щитовым способом, с помощью проходческого щита (временной передвижной металлической крепи) без нарушения дневной поверхности;
  • сооружаемые полузакрытым способом, когда часть тоннеля строится в открытом котловане, а часть – закрытым способом;
  • сооружаемые специальными способами в сложных инженерно-геологических условиях с помощью замораживания грунта, водопонижения, укрепления нарушенного массива путем нагнетания различных химических растворов, проходки под сжатым воздухом (кессона) и других методов.
    виды тоннелей 3.jpg

    Сооружение тоннеля щитовым способом

Искусственно образованная полость в земной коре называется горной выработкой, она может быть горизонтальной, наклонной или вертикальной.

Выработка подковообразного сечения разделяется на верхнюю сводчатую часть — калотту и нижнюю — штроссу. В продольном направлении выработка ограничивается сверху кровлей, снизу — подошвой. Торец выработки по направлению проходки называется забоем, а объем породы, разрабатываемой за один прием, — заходкой.

виды тоннелей 4.jpg
Выработка подковообразного сечения
При разработке выработки по частям используют вспомогательные выработки небольшого размера — штольни, которые обычно проходят с опережением, и они служат для уточнения гидрогеологических условий по трассе тоннеля, транспортных целей, устройства дренажа и подачи воздуха в забой. Штольни могут быть верхние, нижние и боковые. Верхняя и нижняя штольни соединяются с помощью вертикальных сбоек — фурнелей.

Вертикальные или наклонные выработки, имеющие выход на дневную поверхность и предназначенные для раскрытия фронта работ по возведению основных подземных сооружений, называются шахтными стволами.

Горная выработка, предназначенная для размещения различных механизмов, оборудования и имеющая ограниченные размеры, называется камерой. Постоянная тоннельная конструкция, обеспечивающая надежность работы подземных сооружений в период их эксплуатации называется обделкой.

Конструкция тоннельной обделки состоит из верхнего свода (1), стен (2), обратного свода (3) или лотка (при отсутствии давления снизу, от подошвы выработки). Верхняя точка свода обделки называется шелыгой свода (4). Обделка в зависимости от назначения тоннеля и инженерно-геологических условий может иметь разные формы сечения. Часть тоннеля, выходящая на дневную поверхность, называется порталом.

виды тоннелей 5.jpg
Он расположен в предпортальной выемке и выполняет следующие функции:
  • в качестве подпорной стены ограждает выемку от обрушения;
  • обеспечивает и регулирует отвод воды из тоннеля и выемки в дренажную систему;
  • архитектурно оформляет вход в тоннель.

виды тоннелей 7.jpg
Конструкция портала
Источник: «Подземный эксперт»