§ 7. СРАВНЕНИЕ ДВУХПУТНОГО ТОННЕЛЯ С ДВУМЯ ОДНОПУТНЫМИ ТОННЕЛЯМИ
При проектировании перевального тоннеля, имеющего значительную длину, необходимо сравнить два варианта: двухпутный тоннель или два однопутных тоннеля (рис. 17).
Сооружение вместо двухпутного тоннеля двух однопутных меньшего сечения имеет следующие преимущества: при достаточном расстоянии (15—25 м) между осями параллельных тоннелей горное давление на каждый из них будет определяться по величине пролета отдельной выработки, т.е. составит примерно лишь половину давления, действующего на двухпутный тоннель, вследствие чего тоннельная обделка и временная крепь подземной выработки могут быть облегчены; при благоприятных условиях возможно естественное проветривание тоннелей за счет поршневого действия подвижного состава, заполняющего большую часть поперечного сечения тоннеля (см. § 23); первоначальные капиталовложения, необходимые для открытия движения по линии, могут быть значительно сокращены, так как в первую очередь сооружают лишь один тоннель, а второй тоннель — лишь тогда, когда в связи с ростом грузооборота возникает необходимость в строительстве вторых путей.
При сооружении первого тоннеля, имеющего большую длину, с раскрытием выработки по частям (см. рис. 17) иногда целесообразно пройти по оси второго тоннеля или между тоннелями вспомогательную штольню малого сечения, соединяемую с опережающей штольней первого тоннеля поперечными сбойками через каждые 100—300 м.
Вспомогательную штольню используют для удаления разработанной породы, размещения различных труб, кабелей и подсобных устройств, водоотлива и вентиляции. Помимо удобств, даваемых при производстве работ и при вентиляции готового тоннеля, вспомогательная штольня повышает степень безопасности подземных работ, так как в случае обвала или затопления выработки рабочие могут быть выведены по этой штольне из опасной зоны. Для предотвращения затопления штольни на поперечных сбойках устраивают прочные перемычки с дверями. Такая система была с успехом использована при сооружении Симплонского тоннеля.
Однако общий объем работ и стоимость сооружения в случае двух однопутных тоннелей несколько возрастают, искусственная вентиляция длинных тоннелей во время эксплуатации затрудняется в связи с увеличением аэродинамического сопротивления при меньших значениях гидравлических радиусов и сокращаются возможности механизации тоннельных работ вследствие уменьшения площади сечения выработки. СНиП II-Д.8-62 рекомендуют в случае, если на железной дороге I категории с электрической тягой в течение ближайших 10—15 лет намечается постройка вторых путей, рассмотреть вопрос о целесообразности сооружения двух однопутных тоннелей или одного двухпутного. При тепловозной тяге тоннели длиной более 300 м устраивают однопутными, что улучшает возможности естественного проветривания их за счет поршневого действия поездов. Экономическое сравнение вариантов может быть проведено по изложенной ниже методике, в которой использованы следующие обозначения:
K1— строительная стоимость однопутного тоннеля I очереди;
Kt — строительная стоимость однопутного тоннеля II очереди, сооружаемого через t лет;
K2 — строительная стоимость двухпутного тоннеля;
Е = 1/n — коэффициент эффективности капиталовложений;
n — нормативный срок окупаемости (в годах).
Очевидно, что Kt < K так как при сооружении тоннеля II очереди местность является освоенной, имеются строительная площадка, дороги, карьеры, опережающая штольня и т.п. С учетом использования в народном хозяйстве капиталовложений, нужных для сооружения однопутного тоннеля II очереди, строительная стоимость K двух однопутных тоннелей будет равна
.
(3)
Ее сравнение со стоимостью двухпутного тоннеля K2 даст представление об экономической целесообразности решения.
Автодорожные тоннели проектируют для двух полос движения. Если на автомобильной дороге I категории число полос превышает две, вместо одного тоннеля следует устраивать два двухпутных тоннеля, раздельных для каждого направления. Лишь в сложных топографических условиях, где затруднено устройство подходов к тоннелям, допустимо сооружение одного четырехполосного тоннеля, хотя это связано с необходимостью уширения габарита за счет создания разделительной полосы шириной 1,2 м между полосами с движением в противоположных направлениях.