СОПРЯЖЕНИЕ ТОННЕЛЬНОЙ И НАЗЕМНОЙ ЧАСТЕЙ ДОРОГИ

Полезная модель относится к области строительства, а именно к сооружению дорог и тоннелей в районах распространения вечной мерзлоты с сильной снегозаносимостью.
Известно сопряжение тоннельной и наземной части дороги. Оно выполнено в виде портала тоннеля, разделяющего припортальную часть дороги внутри тоннеля и наземную часть дороги, расположенную за пределами тоннеля («Тоннели и метрополитены», под редакцией В.П.Волкова. М., Транспорт.1975, с.5-19, 84-85). Недостатком такого сопряжения является то, что в регионах с сильным снегопереносом в зоне сопряжения формируются снежные отложения, препятствующие движению транспорта.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является сопряжение тоннельной и подземной частей дороги, содержащее снегозащитную галерею, расположенную на наземной части дороги (Министерство путей сообщения СССР «Тезисы научно-технической конференции 23-26 ноября «Вопросы повышения
надежности и эффективности работы железнодорожного транспорта». Новосибирск, 1982, с.42).
Недостатком конструкции является то, что, во-первых, снегозащитная галерея предусматривается только в пределах припортальной выемки, а во-вторых, эта галерея не спасает от снегозаносов при продольном по отношению оси дороги снегопереносе (или продольной составляющей этого снегопереноса).
Предлагаемой полезной моделью решается задача исключения отложений снега в месте сопряжения тоннельной и наземной частей дороги, сооружающейся в районах с сильной снегозаносимостью.
Для достижения указанного технического результата в сопряжении тоннельной и наземной частей дороги, содержащем портал тоннеля, припортальную часть дороги с замкнутой сверху обделкой, наземную часть дороги и устройство для защиты от снегозаносов, припортальная часть дороги и наземная часть дороги расположены с взаимным перекрытием с образованием составного участка, содержащего наземную часть дороги и расположенную на ней замкнутую сверху обделку тоннеля, при этом портал расположен на наземной части дороги, содержащей насыпь, а устройство для защиты от снегозаносов выполнено в виде огибающего обделку и развитого в обе стороны от портала щита с образованием зазора между обделкой и щитом. Кроме того, огибающий обделку щит в поперечном сечении может быть выполнен полукругового очертания, замкнутого сверху, а в направлении продольной оси дороги иметь конусообразную форму с расширением в сторону наземной части дороги и выносом от портала во внешнюю и внутреннюю части на величину «а», при этом
а=2d, м;
сн
С=0,5 м; h≥h;
i=1:10, б/р,
где d - внутренний диаметр обделки тоннеля, м;
с - минимальный зазор между обделкой и огибающим обделку щитом, м;
i - уклон образующей конуса, представляющего поверхность огибающего обделку щита (отношение проекций образующей конуса на перпендикуляр к продольной оси тоннеля и на продольную ось тоннеля), б/р;
h - высота насыпи на стыке наземной части дороги и составного участка, м;
сн
h - максимальная высота снежного покрова в естественных условиях, м.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг.1 представлен вид по продольной оси дороги (разрез II-II на фиг.2);
на фиг.2 представлен вид в поперечном направлении (разрез I-I на фиг.1).
Сопряжение тоннельной и наземной частей дороги содержит портал 1 тоннеля, припортальную часть 2 дороги с замкнутой сверху обделкой 3 и наземную часть 4 дороги. Наземная часть дороги расположена на насыпи 5. Припортальная 2 и наземная 4 части дороги расположены с взаимным перекрытием и образуют составной участок 6 длиной «l». При этом портал 1 расположен на наземной части дороги и содержит устройство 7 для защиты от снегозаносов. Устройство 7 для защиты от снегозаносов выполнено в виде щита 8, огибающего обделку тоннеля и развитого в обе стороны от портала, и опор-анкеров 9. Между щитом 8 и обделкой 3 имеется зазор 10. Щит может быть выполнен различной конструкции. Одно из возможных технических решений заключается в том, что щит в поперечном сечении выполнен полукругового очертания, замкнутого сверху, а в направлении продольной
оси дороги имеет конусообразную форму с расширением в сторону наземной части дороги и выносом от портала во внешнюю и внутреннюю часть на величину «а», при этом а=2d, где d - внутренний диаметр обделки тоннеля, м. Величина уклона образующей конуса равна i=1:10, а минимальный зазор «с» между щитом и внешней поверхностью обделки равен 0,5 м. Такие соотношения были получены при моделировании снегозаносов в аэродинамической трубе. Однако могут быть найдены и другие рациональные соотношения.
сн
Внешний конец щита 8 расположен в том месте насыпи, где ее высота «h» превышает высоту «h» снежных заносов в естественных условиях. Длина «l» составного участка определяется расстоянием от внешнего конца щита 8 до того места, в котором был бы расположен портал 1 в условиях отсутствия горизонтального снегопереноса.
Для удержания обделки, расположенной в пределах насыпи, могут быть использованы опоры-анкеры 12.
Сопряжение тоннельной и наземной частей дороги работает следующим образом.
Для свободного прохода транспорта из припортального 2 на наземный 4 участок дороги и обратно необходимо отсутствие снегозаносов. Эти снегозаносы формируются в регионах с сильным снегопереносом, происходящим в результате постоянных и сильных ветров. При практически любом направлении ветра можно выделить две составляющие: продольную и поперечную по отношению к оси дороги. Незаносимость от поперечной составляющей обеспечивается достаточной высотой насыпи: высота h насыпи в месте контакта наземной части 4 дороги и составного участка 6 должна быть не меньше высоты снежного покрова в естественных условиях. Натурные наблюдения за характером снегоотложений в условиях железных и автомобильных дорог показывают,
что при такой высоте насыпи снег с основной площадки насыпи (с верхней поверхности насыпи) сдувается.
Наиболее опасно направление ветра вдоль дороги - в сторону отверстия тоннеля. В этом случае наличие щита 7 обеспечивает отсутствие снежных отложений на полотне проезжей части.
3
Эффективность предлагаемой конструкции определяется тем, что в принципе обеспечивается возможность сооружения тоннельных конструкций в регионах с сильным снегопереносом (300 м/м и выше).