автореферат диссертации по строительству, 05.23.15, диссертация на тему:Совершенствование методов тепловой защиты железнодорожных тоннелей и метрополитенов в районах с суровым климатом

г**''0Л

На правах рукописи

МОЛЧАНОВ Виктор Сергеевич

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДОВ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЕЙ И МЕТРОПОЛИТЕНОВ В РАЙОНАХ С СУРОВЫМ КЛИМАТОМ

05.23.15 - Мосты ц транспортные тоннели

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических паук

Новосибирск 1998

Работа выполнена в Сибирском государственном университете путей сообщения (СГУПС)

Научный руководитель-кандидат технических наук, профессор ПОПРАВКО 'Анатолий Константинович

Научный консультант-кандидат технических наук, доцент СЛАВИН Борис Ефимович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ФРОЛОВ Юрий Степанович

кандидат технических наук, старший научный сотрудник ПЕТРОВ Геннадий Федорович

Ведущее предприятие: НИЦ "Тоннели и метрополитены" ВНИИ-

трансстроя.

Защита диссертации состоится " 1г. ч.

заседании Диссертационного Совета Д 114.02.01 в Сибира государственном университете путей сообщения (СГУПС) по адресу: 630023 Новосибирск, ул. Д. Ковальчук, 191, ауд. 226.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке СГУПС.

Автореферат разослан " ЛГФ0/?7& 19Я&г.

Ученый секретарь Диссертационного совета

А?, 4/. /7О/70&

О

ХЛРАКТЕРИСТИКЛ РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с хозяйственным освоением посточных регионов России и ростом численности их городского населения увеличивается число вводимых п эксплуатацию в этих регионах железнодорожных тоннелей и мпрополите]юк, содержание которых осложнено проявлением неблагоприятных воздействии сурового климата* на тоннельные конструкции.

Вентиляция тоннелей в процессе эксплуатации изменяет их тепловой режим. На участках, примыкающих, к выходам на земную поверхность, температура в зимний период становится отрицательной. Совместное влияние знакопеременных температур и проникающих в тоннели подземных вод вызывает в конструкциях дефекты и повреждения: повышенные деформации, образование трещин и расстройства стыков в конструкциях, образование наледей в дренажных, водоотводных устройствах и в самих тоннелях. Это приводит к высоким затратам на ремонт и реконструкцию сооружений. Поэтому проведение исследований, направленных на повышение надежности, долговечности и экономичности конструкций следует считать актуальными, имеющими народнохозяйственное значение. Надежная и безаварийная эксплуатация тоннелей невозможна без осуществления мероприятий по нейтрализации неблагоприятных воздействий сурового климата и обводненности. Для предупреждения указанных воздействий применяются средства тепловой защиты конструктивного и технологического характер*'!.

Мероприятия первого направления в отечественной практике применяются локально. К ним относятся: утепление и вынос дренажных устройств за пределы зоны сезонного промерзания, утепление и искусственный обогрев водоотводных лотков, увеличение дебитов воды в лотках за счет перепусков из дренажных штолен. Применявшиеся ранее портальные затворы в связи с увеличением интенсивности движения поездов практически везде демонтированы. Конструктивное утепление обделок, которое начинает применяться в зарубежной практике, в России пока не используется ввиду недостаточной изученности вопроса.

К мероприятиям второго направления относятся способы создания в тоннелях положительного температурного режима, исключающего возникновение мерзлотно - наледных явлении (подогрев подаваемого в тоннели воздуха; устройство воздушных и тепловоздушных завес; изменение режимов вентиляции и т.п.). Эти мероприятия применяются редко и не всегда обоснованно.

Отсутствие комплексного подхода к решению проблемы и научных обоснований ее важнейших направлений снижает эффективность применяемых защитных мероприятии.

*) Под районами с суропым климатом подразумеваются климатические подрайоны 1А... I Д в соответствии с СНиП 2.01.01- 82 "Строительная климатология и геофизика".

В этой связи актуальной становится задача разработки мето, тепловой защиты не только дренажных и других локальных устройств, и тоннельных обделок, да и тоннелей в целом. Автором предложе научно обоснованы и внедрены в практику проектирования эксплуатации некоторых железнодорожных тоннелей и метрополите: эффективные конструктивно- технологические решения тепловой защи отвечающие требованиям повышения надежности и безавариГи эксплуатации этих сооружений.

Цель работы - разработка, научное обоснование и внедрение практику проектирования обоснованных конструктивно - технологичес] решений, предотвращающих неблагоприятные воздействия суров* климата на конструкции железнодорожных тоннелей и метроиолитено

Задачи исследовании:

1. Анализ и обобщение опыта предупреждения неблагоприяти воздействий сурового климата на конструкции железнодорожи тоннелей и метрополитенов, систематизация методов тепловой защи тоннельных сооружений от этих воздействий;

2. Оценка эффективности средств регулирования тепловентиляцт ного режима в эксплуатируемых тоннелях.

3. Разработка научных основ проектирования тоннельных обдело! конструктивным утеплением.

4. Исследование эффективности и разработка рекомендаций применению различных типов воздушных завес как основного средс регулирования теплоиептиляционпого режима тоннелей.

Методы исследования:

- научный анализ и обобщение материалов проектных, строительны эксплуатационных организаций, опубликованных в техиическ литературе отечественными и зарубежными учеными и специалистами температурному режиму и тепловой защите подземных сооружений;

- натурные обследования тоннелей и анализ повреждений тоннельн конструкций, вызванных воздействиями сурового климата; исследоваг тепловентиляцнопных режимов тоннелей и метрополитен' расположенных в районах с суровым климатом и эффективности рабо средств их теплозащиты;

- аналитическое определение температурных полей в многослойн конструкциях тоннельных обделок, сопоставление результатов расчетов разработанной методологии с данными, опубликованными други авторами;

- лабораторные исследования эффективности воздушных завес экспериментальной установке методом моделирования.

Такой подход позволяет научно обосновать предложенные автор технические и технологические решения.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

выявленная по результатам натурных наблюдении совокупность факторов, определяющих основные параметры конструкций обделок и воздушных завес для районов с суровым климатом;

- методика проектировании обделок с теплоизоляционным слоем, предотвращающих неблагоприятные воздействия климата;

- методика и техника моделирования параметров тепловептиляцион-ного режима на участках тоннеля с воздушными завесами;

- методика аэродинамического расчета воздушных завес железнодорожных тоннелей и метрополитеном.

Обоснованность и достоверность полученных результатов и рекомендаций подтверждается:

- комплексным подходом к решению задач, сочетающим большой 061,ем натурных исследований и физическое моделирование с аналитическими методами нсследопапнй, выполненных па основе теории теплопроводности, подобия и размерностей; высокой оснащенностью лабораторных исследований и корректностью постановки теоретических задач; решением тестовых примеров и сопоставлением результатов с данными, полученными для аналогичных условий другими авторами; положительными результатами внедрения методики, программных средств, рекомендаций и 111.1 подов в практику проектирования тоннельных сооружении.

Научная новизна:

Совокупность приведенных п диссертационной работе научных результатов можно классифицировать как развитие нового прогрессивного направления в области тепловой защиты транспортных тоннелей в районах с суровым климатом.

Основополагающий принцип предложенной автором концепции: мероприятия по тепловой защите железнодорожных тоннелей и метрополитенов, расположенных в районах с суровым климатом, на всех стадиях проектирования тоннелей следует рассматривать как комплекс конструктивных и технологических решений. Результаты исследований содержат:

- методику проектирования обделок с теплоизоляционным слоем, включающую алгоритм и программу расчета на ПЭВМ;

- методику лабораторных экспериментальных исследований параметров гепловентиляционного режима на участках тоннелей с воздушными завесами и стенд для проведения исследований;

- методику аэродинамического расчета воздушных и тспловоздупшых завес тоннелей при различных режимах н условиях их работы.

Практическая значимость.

Разработанная методика расчета конструктивного утеплепия обдело позволяет проектировать экономичные конструкции, исключающие ил снижающие до требуемого минимума промерзание тоннельных обделок окружающих грунтон, и тем самым устранить возникновение мсрзлотио наледных явлений, температурных деформаций и воздействий морозно!' пучения грунтов на конструкции тоннелей.

Методика аэродинамического расчета воздушных завес дас возможность назначать параметры различных типов завес и обосноват необходимость подогрева воздуха для регулирования тепловентиляцио! ного режима тоннелей. Использование полученных результате повышает надежность и долговечность конструкций транспорты тоннелей, улучшает условия их эксплуатации, обеспечпвас экономическую эффективность и снижение трудоемкости содержат] тоннельных сооружений.

Реализация работы. Теоретические положения, методики расчет использованы при разработке Пособия по производству и приемке рабе при сооружении горных транспортных тоннелей (М.: ВНИИтранссгро! 1989, 232 е.), в руководствах по применению новых редакций глав СНи! по проектированию тоннелей и метрополитенов, частично реализованы п железных дорогах и Новосибирском метрополитене.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены одобрены на: 43-ей научной конференции Киевского автодорожног института (КАДИ), секция "Повышение эффективности дорожпог хозяйства па базе разработки и внедрения прогрессивных методе проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог мостов" (3...5 февраля 1987 г.); научно - технической конференци НИИЖТа и ДорНТО Зап.-Сиб.ж.д. "Повышение надежности эффективности работы железнодорожного транспорта" (10-13 ноябр 1987 г.); научно- технической конференции МПС СССР, НТО и НИИЖТ "Транссиб и научно-технический прогресс на железнодорожно транспорте" ( май- июнь 1991 г.); научно-технической конференции МП( Зап.- Сиб. ж.д. и НИИЖТа "Проблемы железнодорожного транспорт Сибири" (26...29 ноября 1992 г.); научно- технических семинарах кафедр "Тоннели и метрополитены" НИИЖТа - СГУПСа (Новосибирск, нояб[ 1992 г., январь 1998 г.).

Публикации. Основные результаты исследований отражены тринадцати публикациях.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти раздело заключения, списка источников и четырех приложений. Общий объем 129 страниц, 22 рисунков, 18 таблиц.

СОД15ГЖЛНИЕ РАБОТЫ

По ппедспии обосновывается актуальность темы диссертационной работы, отражаются новизна и пракчнческая значимость исследовании. Многочисленные обследования транспортных тоннелей Сибири и Дальнего Востока показали, что я конструкциях этих тоннелей интенсивно развиваются повреждении и дефекты. В зимний период но многих юииелях наблюдаются температурные деформации конструкции, перемерзают водоотводные лотки и заобделочные дренажные устройства; образуются наледи на стенах н проезжей част. На текущее содержание таких тоннелей затрачиваются значительные силы и средства. Мероприятия по предупреждению неблагоприятных проявлении сурового климата сводятся, в основном, к утеплению водоотводных устройств. Лишь п некоторых протяженных тоннелях используются средства регулирования теиловентиляцноппого режима. Эти меры носят частный характер, не решают проблемы и целом и зачастую назначаются без должного научного обоснования. Поэтому они пе дают желаемого эффекта.

И перлом разделе диссертационной работы приведен анализ исследовании отечественных авторов, выполненных в ШШИтрансстрое, СпбЦНИИСе, НИИЖТе и других организациях, а также зарубежных авторов по исследованиям проявлений неблагоприятных воздействий сурового климата па транспортные тоннели и применяемым методам их тепловой защиты.

К наиболее неблагоприятным проявлениям относятся образование п тоннелях наледей, вызывающих ускоренное разрушение обделки и пути, нарушающих габариты тоннелей, требующих дополнительных затрат для их ликвидации. Большие работы по борьбе с этими проявлениями ежегодно ведутся п тоннелях линий Абакан- Тайшет, ВАМ и др. С целью уменьшения палсдеобразоппння в ряде железнодорожных тоннелей и Новосибирском метрополитене на зимний Период отключают портальные и шахтные вситустапопкн; вентиляция при этом осуществляется только за счет поршневого действия поездов.

Серьезные расстройства, вплоть до разрушения конструкций, вызываются морозным пучением грунтов за обделкой тоннелей. Исследования Н.А.Цытовича, М.Н.Гольдштенпа, А.О.Павлова, Н.А.Псрструхпиа, И.И.Пускова, Г.П.Брсдюка и др. показали, что морозное лучение вызывает п конструкциях сооружении дополнительные деформации и напряжения. Разработанные в СибЦНИИСе рекомендации в качестве основной меры предупреждения неблагоприятных воздействии морозного пучения предлагают усиление конструкций тоннельных обделок, что приводит к увеличению материалоемкости конструкций н не снимает проблемы устранения мерзлотпо - палсдиых проявлении.

В последнее время па рубежом стали применять так пазываемь "адиабатические" обделки - многослойные конструкции с теплоизоляцис прокладываемой по внутренней поверхности обделки ш промежуточным слоем между первичной и вторичной обделками, качестве утеплители используют рулонные п листопыс спитстичссю материалы (пенополпэтнлеп, пенополиуретан,' минеральная пата оболочкой из металлической фольги и др.). Длину защищаемого уча си тоннеля и толщину слоя теплоизоляции определяют с помощь номо1рамм, составленных по данным наблюдении и зависимости ( климатических условии, геометрических характеристик и глубин заложения, а также эксплуатационного режима тоннеля. Мсслсдоиапп проведенные зарубежными авторами К.Окада, К.Шираи, И.Мацумот В.Хорст, Ш.Юргсн, Ш.Габи п др. показали, что многослойные обделг обладают повышенными теплоизоляционными и доетаточиыл прочностными свойствами и, имея большую дсформативпость, мен подвержены действию температурных напряжений.

Анализ показывает, ч то обделки с конструктивным утеплением весь* перспективны, но их прпмспеппс в отечественной практи: тоннелестроения сдержтпшстся, кроме экономических прпчп отсутствием научных основ проектирования подобных обделок.

Перспективно создание л тоннелях режима с положптсльпыл температурами воздуха. Это может оказаться технически целесообразны прежде всего, в эксплуатируемых тоннелях н должно базирован,ся 1 исследованиях по теплообмену и вентиляции подземных сооружений.

Принципиальные положения теории теплообмена разработаг отечественной школой горной теплофизики (акад. А.Н.Щербаи О.А.Крсмнсв, А.Ф.Воропасв, Ю.Д.Дядькин, А.Ф.Знльберборд п др Среди исследовании по тепловому режиму тоннелей митрополита интерес представляют рабочы В.Г.Брауна, В.Я.Цодпкопа, В.СЛСазакон Определение параметров теплообмена и горных жслезподорожш тоннелях па основе натурных наблюдений отражено п песлсдовапи В.А.Главатских и С.М.Гсидлера.

Исследованиями способов п средств регулирования вептнляциопно и тспловецтиляциоппого режима .подземных сооружений занимали акад. А.А.Скочппскпп, Ф.Л.Абрамов, П.И.Мустель, С.Ф.Шспслс В.В.Батурин, В.МЭльтсрмап и др., а применительно к тоннелям В.Я.Цодиков и А.Х.Поляков. Изменсппе теплового режима топнел может достигаться средствами вентиляции и системами регулирован температуры воздуха.: Среди работ, посвященных статическому расче тоннельных конструкций на температурные воздействия, можно выдели работы В.П.Казакова, В.Г.Трупева, Б.Е.Слапппа по определению усилий конструкциях от воздействия температурных колебании. Они так: убедительно доказывают необходимость принятия мер по предохрапеш конструкций обделок от промерзания.

Болышшство перечисленных исследований носит теоретический характер, и в них недостаточно учитываются особенности тепловептиляционпого режима, связанные со сквозным проветриванием тоннелей и движением поездов. Разработанная в ВНИИТрансстрое методика расчета оптимального регулируемого воздухообмена при вентиляции тоннелей метрополитеном как мера предупреждения неблагоприятных воздействий сурового климата оказывается недостаточно эффективной, поскольку не учитывает особенности формирования тепловептиляционпого режима тоннелей в районах с отрицательной среднегодовой температурой воздуха.

В настоящее время можно считать доведенными до стадии практического применения результаты исследований по определению температур тоннельной атмосферы, тоннельных конструкций и окружающих грунтов, величин температурных напряжений и усилий от сил морозного пучения. Эти исследования обосновывают вопросы проектирования тепловой защиты дренажных и водоотводных устройств, а также приспособления традиционных конструкций обделок к дополнительным силовым воздействиям, вызываемым температурными колебаниями и морозным пучением грунтов. Однако для нейтрализации воздействий температуры, температурных напряжений и деформаций тоннельных конструкций необходимы решения, препятствующие резкой смене положительного температурного режима в тоннеле отрицательным.

Из всего арсенала технических средств для этого представляются наиболее перспективными уменьшение объемов проветривания в зимнее время до минимальных уровней, диктуемых санитарными нормами, а также применение конструкций обделок с защитным теплоизоляционным слоем.

Вопросы регулирования температурного режима транспортных тоннелей тесно связаны с вопросами их вентиляции и должны рассматриваться совместно, что отражено в настоящей работе термином "тепловеитиляционпый режим". Самым простым и экономичным средством регулирования тепловептиляционпого режима на линиях с малоинтенсивным движением поездов являются портальные механические затворы, для широкого пнедрения которых в практику необходимо обеспечить надежность автоматических устройств управления.

В условиях интенсивного движения поездов могут применяться воздушные и тепловоздушные завесы. Однако определение их параметров на основе известных методов расчета завес наземных сооружений не дает желаемых результатов. Производительность завес часто оказывается недостаточной, поскольку такие методы не учитывают особенностей сквозной вентиляции тоннелей и действия поршневого эффекта транспортных средств. В результате анализа материалов исследований отечественных и зарубежных авторов предлагается классификация методов тепловой защиты тоннелей, включающая конструктивное и технологическое направления (рис.1).

МЕТОДЫ ТЕПЛОВОЙ ЗАЩИТЫ ТРАНСПОРТНЫХ ТОННЕЛЕЙ

КОНСТРУКТИВНЫЕ I I ТЕХНОЛОГИЧЕСМЕ

Тепловая защита

дренажных и водоотводных устройств

Термоизолирующие _экраны_

Водо- и паропрогрев _водоводов_

Точечный и линейный электропрогрев водоводов

Тепловая защита несущих конструкций

Термоизолирующие зонты] | Терморегулирующие зонты Теплоизоляция обделки |

Тепловая защита Теплоизоляционные Панельные

покрытия электронагреватели

оборудования

Покрытия эл.-пров. ткани

| Инфра-красные излучатели |

Регулирование Механические Регулирование работы

вентиляционного затворы вентсистемы

режима

Регулирование

температурного режима

Подогрев воздуха в вентусгтановках

Воздушные и тепло-воздушные завесы _

Рециркуляция воздушных потоков _

Рис. 1. Классификация методов тепловой защиты транспортных тоннелей

Для выбора и обоснования направлении дальнейших исследований пс теме диссертации проведепы натурные исследования эффективное™ методов тепловой защиты эксплуатируемых тоннелей.

Во нтором разделе изложены результаты натурных исследовании, проведенных лабораторией "Тоннели и метрополитены" НИИЖТа с участием автора в тоннелях ж.д. линий Абакан - Тайшет, БАМ, ДВЖД, Соколовско - Сарбайского ГОКа и Новосибирского метрополитена. Изучался температурный режим, направления и скорости воздушных потоков, проявления воздействий на конструкции сооружении. Произведен анализ температурных условий эксплуатации сооружений, эффективности средств тепловой защиты, затрат на ремонтные работы и проведение противоиаледпых мероприятий. Исследования показали, что при проектировании вентиляции железнодорожных тоннелей часто допускается переоценка тепловыделений локомотивами и окружающими грунтами с одной стороны, и недооценка естественных факторов проветривания- с другой, вследствие чего тспловентиляцнонный режим тоннелей в зимнее время оказывается неблагоприятным.

Измеренные скорости воздушных потоков в Байкальском тоннеле БАМа, вызываемых действием естественной тяги и определяемых разностью температур атмосферного воздуха на порталах и в тоннеле, достигали 4,5 м/с. Поршневой эффект, в зависимости от типа и скорости движения поездов, создает воздушные потоки до 6 м/с, что в сумме с попутным направлением естественной тяги составляет более 10 м/с. Это приводит к непрерывному поступлению холодного воздуха в тоннели в количестве свыше 200 куб.м/с, а при проходе поездов - в 2...2,5 раза больше. Противостоять таким потокам шахтные вентиляторы не могут.

Проникание в тоннель холодного воздуха в больших объемах вызывает промерзание конструкций и приконтурпого слоя окружающих грунтов. Зона промерзания начинается от портала и располагается по направлению холодного потока воздуха. В этой зоне наблюдаются активные мерзлотно- наледные явления и неблагоприятные проявления: повышенные температурные деформации, морозное пучение грунтов за обделкой, образование наледей, переиерзапие дренажных и водоотводных устройств и т.д.

В течение морозного периода эта зона все глубже продвигается в тоннель, а со стороны портала ее сменяет зона полного промерзания приконтурпого слоя, характеризующаяся образованием сплошного слоя мерзлоты, препятствующего прониканию в тоннель грунтовых вод и росту наледей. В тоннелях большой протяженности (например, Байкальском), зона промерзания па весь тоннель не распространяется.

По результатам обследований наиболее характерных по наледеобразовашио участков Московского метрополитена (13 веиткомплексов и перегон "Спортивная"- "Ленинские горы") установлено, что мерзлотно- наледные повреждения конструкций носят аналогичный характер.

В сборных конструкциях преобладает расстройство стыков, а. монолитных - образование трещин. Наиболее повреждаемыми местам! являются сопряжения стволов с нижними веиткомплексами и рамповы участки тоннелей.

Борьба с наледями в процессе эксплуатации метрополитеио) обходится в несколько раз дороже стоимости капитальных работ п< предотвращению наледеобразования в процессе строительства. Так, лнил в пяти венткомплексах Московского метрополитена, находящихся i эксплуатации в среднем 25 лет, сумма отчислений на ремонты превысил; 250 тыс. рублей (в ценах 1987 г.), что составляет около 30 % и: строительной стоимости.

Из сказанного следует, что еще на стадии проектирования тоннел! необходимо устанавливать границы зоны промерзания и предусматривав тепловую защиту конструкций, расположенных в ней, а также меры ш уменьшению протяженности этой зоны.

Уменьшить длину зоны промерзания можно, снизив действш естественной тяги воздуха. С этой целыо трассу коротких тоннелей (до 40( м) в продольном профиле следует по возможности проектировать ( минимальными уклонами, а продольный профиль более длинных тоннеле! проектировать двускатным, стремясь к минимальной разности отметоь порталов.

Уменьшения или полной ликвидации зоны промерзания можис достигнуть созданием положительного тепловентиляционного режима i зимний период года путем изменения режимов вентиляции, подогреиг подаваемого воздуха и применения механических затворов или воздушны? завес.

Опыт эксплуатации тоннелей на электрифицированных железны* дорогах, расположенных в I климатическом районе России, показывает что при длине тоннелей до 2...2,5 км отключение механической вентиляции на зимний период снижает протяженность зоны промерзания, причем санитарные требования по ПДК вредных газовых примесей не нарушаются. При большей длине тоннелей потребность в механической вентиляции в большей степени зависит от факторов естественной тяги и поршневого эффекта. Результаты проведенных автором натурных наблюдений в Байкальском тоннеле (длина 6.7 км) показали, что его проветривание по условиям разбавления вредных газов до уровня ПДК могло бы осуществляться в зимнее время и без механической вентиляции. С учетом этого анализ условий эксплуатации строящегося 15-ти километрового Северо- Муйского тоннеля свидетельствует о том, что для его проветривания достаточно будет вентустановки, расположенной в одном шахтном стволе (вместо установок в трех стволах, предусмотренных проектом).

Предлагается применить этот метод для теплотехнического расчета многослойных конструкций обделок. Это достигается созданием расчетной схемы (рис.3) d виде однородной (по теплопроводности) среды, в которой толщина слоев подобрана так, что термические сопротивления последних остаются такими же, как в реальной конструкции.

Абсолютная температура на окружности произвольного радиуса R может быть определена по формуле

Q = Т + V + \V, (1)

где Т - среднегодовая температура в данной точке массива, град., V -амплитуда годовых колебаний температуры на окружности заданного радиуса, W - амплитуда суточных колебаний;

Т = То + (Т4 - То) * (1п Ri - 1н Ro) / (1 n R< - In Ro), (2)

где То - температура на внутренней поверхности обделки, Т* - естественная температура грунтового массива.

Амплитуду годовых колебаний температуры V определяем из выражения

1/2

Ко (kRi ) 2 п т 2 л т

V = Vo *----------------= Vo * (A eos-------*В sin------), (3)

1/2 Тг Тг

Ко (kRoi )

1/2

где Vo - амплитуда колебаний температуры внутри тоннеля; Ko(kR¡ )= ker(kR) + i kei(kR) - функции Бесселя мнимого аргумента, вычисляемые разложением в математические ряды, Тг- длительность годового никла, т-время от начала цикла, час., к- "волновое число" 1/2

(к= (2п/аТг) , а - коэффициент температуропроводности грунта.

Коэффициенты А и В вычисляются с использованием функций кет и kci:

ker(kRo)ker(kR) + kci(kRo)kci(kR)

А =-------------------------------------------------, (4)

2 2 ker(kRo) + kei(kRo)

kcr(kRo)kci(kR) - kei(kRo)kcr(kR)

В =-------------------------------------------------, (5)

2 2 ker(kRo) - kei(kRo)

Опыт применения тепловоздушных завес и их обследование ш метрополитенах г. Москвы и г. Новосибирска показывают, что бе: подогрева воздуха, подаваемого через завесу, трудно предотвратит! проникание отрицательных температур в тоннели, т.к. завесы, будуч! рассчитанными по аналогии с завесами промышленных зданий, ш являются достаточной преградой для наружного воздуха.

Таким образом, применение средств теплорегулирования, особенно • подогрев воздуха, всегда требует дополнительных затрат, для сниженш которых необходимы комплексные меры: тепловая защита конструкций портальные механические затворы, воздушные и тепловоздушные завесы реверсивная и рециркуляционная вентиляция.

На основе анализа отечественного опыта эксплуатации железнодорожных тоннелей и метрополитенов в условиях суровогс климата автором сделан вывод о недостаточной эффективности средств применяемых в отечественной практике для защиты тннелей от неблагоприятных проявлений климата. Обоснована необходимость комплексного подхода к решению проблемы тепловой защиты тоннелей включающего усовершенствование конструкций тоннельных обделок и регулирование тепловентиляционного режима. В связи с

вышеприведенным, определились задачи дальнейших исследований разработка основ проектирования тепловой защиты тоннельных обделок включающей теплоизоляционный слой; исследование эффективности применяемых типов воздушных завес как основного средства регулирования тепловентиляционного режима тоннелей и разработка методики определения их параметров; разработка рекомендаций пс применению и рациональному использованию средств регулирования тепло-вентиляционного режима тоннелей.

Третий раздел диссертации посвящен исследованиям процессов теплообмена тоннельных конструкций с окружающим грунтовым массивом. Изложены обоснования по применению конструкций обделок с промежуточным теплоизоляционным слоем, разработаны методика, алгоритм и программа их теплофизического расчета на ЭВМ.

В основу методики проектирования. многослойной конструкции положен разработанный Б.Е.Славиным метод теплофизического расчета температурных колебаний в тоннелях, учитывающий периодические колебания температуры в обделке и прилегающих к ней слоях грунта.

Конструктивная схема обделки с промежуточным теплоизоляцинным слоем показана на рис.2. Абсолютная температура любой точки конструкции и грунтового массива может быть представлена как сумма среднегодовой температуры, амплитуды годовых и амплитуды суточных колебаний температуры.

Предлагается применить этот метод для теплотехнического расчета многослойных конструкций обделок. Это достигается созданием расчетной схемы (рис.3) в виде однородной (по теплопроводности) среды, в которой толщина слоев подобрана так, что термические сопротивления последних остаются такими же, как в реальной конструкции.

Абсолютная температура на окружности произвольного радиуса R может быть определена по формуле

Q = Т + V + W, (1)

где Т - среднегодовая температура в данной точке массива, град., V -амплитуда годовых колебаний температуры на окружности заданного радиуса, W - амплитуда суточных колебаний;

Т = То + (Т4 - То) * (1п Ri - ln Ro) / (1n R4 - ln Ro), (2)

где То - температура на внутренней поверхности обделки, Т4 - естественная температура грунтового массива.

Амплитуду годовых колебаний температуры V определяем из выражения

1/2

Ко (kRi ) 2 лт 2п т

V = Vo *----------------= Vo * (A eos--------в sin------), (3)

1/2 Тг Тг

Ко (k Roí )

1/2

где Vo - амплитуда колебаний температуры внутри тоннеля; Ko(kR¡ )= ker(kR) + i kei(kR) - функции Бесселя мнимого аргумента, вычисляемые разложением в математические ряды, Тг- длительность годового цикла, т-время от начала цикла, час., к- "волновое число" 1/2

(к= (2п/аТг) , а - коэффициент температуропроводности грунта.

Коэффициенты А и В вычисляются с использованием функций ker и kci:

ker(kRo)ker(kR) + kci(kRo)kci(kR)

А=-------------------------------------------------, (4)

2 2 [ker(kRo)l + [kei(kRoj)

kcr(kRo)kci(kR) - kei(kRo)kcr(kR)

B =-------------------------------------------------, (5)

2 2 [ker(kRojl - [kei(kRo)l

Опыт применения тепловоздушных завес и их обследование на метрополитенах г. Москвы и г. Новосибирска показывают, что без подогрева воздуха, подаваемого через завесу, трудно предотвратить проникание отрицательных температур в тоннели, т.к. завесы, будучи рассчитанными по аналогии с завесами промышленных зданий, не являются достаточной преградой для наружного воздуха.

Таким образом, применение средств теплорегулирования, особенно -подогрев воздуха, всегда требует дополнительных затрат, для снижения которых необходимы комплексные меры: тепловая защита конструкций, портальные механические затворы, воздушные и тепловоздушные завесы, реверсивная и рециркуляционная вентиляция.

На основе анализа отечественного опыта эксплуатации железнодорожных тоннелей и метрополитенов в условиях сурового климата автором сделан вывод о недостаточной эффективности средств, применяемых в отечественной практике для защиты тннелей от неблагоприятных проявлений климата. Обоснована необходимость комплексного подхода к решению проблемы тепловой защиты тоннелей, включающего усовершенствование конструкций тоннельных обделок и регулирование тепловентиляционного режима. В связи с

вышеприведенным, определились задачи дальнейших исследований: разработка основ проектирования тепловой защиты тоннельных обделок, включающей теплоизоляционный слон; исследование эффективности применяемых типов воздушных завес как основного средства регулирования тепловентиляционного режима тоннелей и разработка методики определения их параметров; разработка рекомендаций по применению и рациональному использованию средств регулирования тепло-вентиляционного режима тоннелей.

Третий раздел диссертации посвящен исследованиям процессов теплообмена тоннельных конструкций с окружающим грунтовым массивом. Изложены обоснования по применению конструкций обделок с промежуточным теплоизоляционным слоем, разработаны методика, алгоритм и программа их теплофизического расчета на ЭВМ.

В основу методики проектирования. многослойной конструкции положен разработанный Б.Е.Славиным метод теплофизического расчета температурных колебаний в тоннелях, учитывающий периодические колебания температуры в обделке и прилегающих к ней слоях грунта.

Конструктивная схема обделки с промежуточным теплоизоляципным слоем показана на рис.2. Абсолютная температура любой точки конструкции и грунтового массива может быть представлена как сумма среднегодовой температуры, амплитуды годовых и амплитуды суточных колебаний температуры.

Отношенне т/Тг представляет собой фазу температурных колебаний.в годовом цикле. Отсчет периода температурных колебаний принимается с наиболее теплого месяца (т/Тг =0).

Выполненные расчеты показали, что для внутреннего слоя обделки (Ro < R < Ri) рекомендуется принимать т/Тг = 1/2 (середина зимы); для остальных слоев (R > Ri) - т/Тг = 3/4 (конец зимы). В эти моменты глубина проникания отрицательных температур в конструкции максимальна.

Амплитуда среднесуточных колебаний температуры W определяется аналогично:

1/2

Ко (kRi ) 2 п т 2 п т

W = Wo *---------------= Wo * (A eos--------В sin------), (6)

1/2 Тс Тс

Ко (kRoi )

где т/ Тс - фаза температурных колебаний в суточном периоде.

Предлагаемая методика позволяет прогнозировать распределение температур в массиве в любой момент годового цикла и обосновывать геометрические параметры многослойных обделок с теплозащитным покрытием в виде внутреннего, наружного или промежуточного слоев.

С целью создания инженерного метода расчета схема реальной многослойной конструкции приведена к расчетной схеме, представляющей собой однородную теплоизолированную плоскость с отверстием, внутри которого задана амплитуда колебаний температуры, изменяющейся по закону гармонических колебаний.

Колебания температуры во всех точках расчетной схемы возникают под влиянием многопериодических изменений амплитуды температурных колебаний ее круговой границы ("квазистационарный режим"), происходящих со сдвигом по времени и затуханием по величине по мере удаления от этой границы в массив.

Расчет реализуется по формулам, представленным в замкнутом виде, как в режиме ручного счета, так и с использованием ПЭВМ, для чего составлена специальная программа. Обратный переход от расчетной к конструктивной схеме позволяет установить температуру в любой точке конструкции в заданный момент времени.

Результаты проведенных расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными зарубежных авторов (К.Окада и др.). Они также показывают, что при характерной для большинства районов с суровым климатом среднегодовой температуре воздуха, близкой к нулю, амплитудах годовых температур Wo = + (20...25)' и коэффициенте теплопроводности материала теплоизоляции ( плиты мннераловатные жесткие) 1= 0.06 Вт/кв.м К, теплоизоляционный слон толщиной 10.„15 см достаточен для тепловой защиты обделок.

Экономический эффект применения конструкций обделок . с теплоизоляцией достигается за счет снижения эксплуатационных расходов и сокращения затрат на тепловую защиту дренажных устройств.

В четвертом разделе приведены методика, содержание и результаты экспериментальных исследований эффективности регулирования тепловеитиляциошюго режима тоннелей с помощью воздушных завес, предпринятых с целыо разработки метода определения основных параметров завес.

Эксперименты проводились на специальном стенде, созданном в соответствии с критериями подобия, полученными для этого на основе методов теории подобия и анализа размерностей. Модель представляет собой конструкцию общей длиной 7.5 м, составленную из секций по 0.8..Л.О м, изготовленных га листов оргстекла толщиной 4 мм. Стенд моделирует камеру воздушной завесы и прилегающие к ней участки перегонных тоннелей метрополитена в масштабе 1:20. Для создания воздушных потоков в модели тоннеля использовались бытовые вентиляторы, в воздушной завесе - вентилятор ВЦ 4-70; подводящий и отводящий воздуховоды модели воздушной завесы прямоугольного сечения оборудованы шиберами. Воспроизводимые скорости воздушных потоков обусловили турбулентный режим с числом Рейнольдса Re = 30000 (более 10000), что обеспечило автомодельиость изучаемых процессов.

Определяющие факторы исследуемого процесса: Вт-диаметр поперечного сечения тоннеля; Ьщ - ширина щели завесы; рф, pi - плотности воздуха "фонового" потока и выпускаемого через завесу; Q(J), Qnp, Qj-расходы воздуха фонового, прорывающегося через завесу и выпускаемого из завесы потоков соответственно; Уф - скорость "фонового" воздушного потока (сумма скорости потока or естественных факторов и осредненной скорости циркуляционных потоков от поршневого действия поездов; v*-критическая скорость для обеспечения автомодельности по числу Рейнольдса.

Производились следующие измерения параметров воздушных потоков: скорости в сечениях тоннеля- крыльчатыми анемометрами АСО-ЗБ, закрепленными на подвижных штангах, напоры на выходе из шели завесы - трубкой Пито- Прандтля в комплекте с микроманометром ММН-1; направления воздушных потоков в зоне завесы определялись с помощью сдвоенных трубок Пито - Прандтля.

Фундаментальный критерий подобия как функция безразмерных относительных величин получен в виде:

От рф Qnp Qi Уф Л = Ф ( с,---,--,----,---, ----).

ь.ц рэ РФ С>Ф У*

В процессе исследований изучали влияние таких факторов, как "фоновая" скорость, характер воздушного потока (нагнетательный- при набегании фонового потока на занесу со стороны портала, всасывающий -при создании разрежения за завесой), способ отбора воздуха для завесы (рециркуляционная завеса - с отбором воздуха из тоннеля непосредственно за завесой; завеса с отбором воздуха извне), конструктивные особенности завесы (двустороннее и одностороннее расположение выпускных щелей).

Всего проведено 8 серий экспериментов, по 4 с двухсторонней и односторонней завесами (работа каждой по рециркуляционной схеме и с отбором воздуха извне в нагнетательном и всасывающем потоках. В каждой серии проведено по 20...25 экспериментов с различными "фоновыми" скоростями воздушных потоков и подачами в завесу, повторением экспериментов при одинаковых исходных данных не менее 3 раз.

По результатам экспериментов для каждой серии построены номограммы зависимостей относительного количества подаваемого в завесу воздуха (далее- "относительном подачи") СЬ /0<1> от относительной скорости "фонового" потока Уф/У*, всего 8 номограмм. Примеры номограмм представлены па рис. 4 и 5. Полученные номограммы позволяют определять необходимые аэродинамические параметры завесы СЬ в зависимости от принимаемых "фоновой" скорости Уф и доли прорыва завесы (^ир.

Анализ результатов показывает, что кривые зависимостей на номограммах по форме аналогичны графикам, полученным для завес промышленных зданий и сооружений В.В.Батурнным. Однако, как и ожидалось, количественные результаты отличаются от них, как правило, в большую сторону. Установлена линейная зависимость "относительной подачи" воздуха в завесу от относительной скорости фонового потока при работе завесы без прорыва (в режиме уравновешивания фонового потока):

Оз/СМ« = 0,56 Уф/У*. (8)

Все завесы могут работать без прорыва воздуха при "фоновой" скорости воздушных потоков естественной тяги и поршневого действия поездов до 1,5 м/с. При больших значениях "фоновой" скорости происходит прорыв завес, снижающий эффективность их работы.

Относительный прорыв воздуха через завесу (в долях от количества воздуха "фонового" потока) во всасывающем потоке меньше, чем в нагнетательном. Указанный фактор проявляется тем заметней, чем выше скорость "фонового" потока. Долю прорыва для различных типов завес можно также определить с помощью полученных номограмм. В случае прорыва завесы для достижения положительного тепловентиляционного режима требуется подогрев подаваемого в завесу воздуха до температуры, определяемой методами термодинамики.

о.1 аг о.1 V, о.5 б.е ю аТ ол

. Относительная подача 6 зчАку ■

1) За /гото^те

. 1.0 г

Ш ЙС Л7 О.в Относительная паНача 6 лайес*/

0.0 10

Рис.4. Зависимость относительных объемов прорыва и подачи воздуха в двухсторонней бездушной завесе с отбором воздуха извне

1.0

"».он * 0.1

0.5

п

о.'|

о.

I- 03

» 0.2

б

Ч 0.1 . а

%

■ ч >>

V V /ъ

V \

ч N ^

\ V N Ч

\ ч N чЧо -Г^х N

-- —л «л/"4 о \ > ч

а. е. г "сггг. "ос <5» \ \ \ V

о./ аг о.з т ад о.е ол аз о.з ¡о Относительная по дача 6 Зибгсу ¡) бо бсггелубг/гаюо^те

1.0 сЙ'о.а

V, П

-> и.с п

0.5

О

й « С)

§" 05

и 0.2

ч

о

*» 0.1 О

1

1

N

V чЧ

•г* *

\ -г

\ ч

д/ яг ¿и ол и лс ■ о.1 о.з о.$ ш

Огиосикдеиа« лайачи 1 лабссу

Рнс.5. Заеиашость относительных объемов

прорыва и подачи воздуха в двухсторонней рециркуляционной воздушной завесе

Псе типы воздушных занес с отбором воздуха извне имеют меш.шую долю прорыва. Двухсторонняя завеса с отбором воздуха извне имеет самую меньшую долю прорыва, следовательно, является наиболее эффективной, причем при повышенных фоновых скоростях во всасывающем потоке лучше работает двухсторонняя рециркуляционная завеса.

Таким образом, в транспортных тоннелях лучшие показатели обеспечивают двухс торонние замесы, мри скорос тях воздушных по токов до 1,5 м/с - с отбором воздуха извне, при больших скоростях воздушных потоков - замесы рециркуляционного типа.

В шгпш разделе изложены рекомендации но практическому применению результатов исследований, п заключении сформулированы выводы и приведены снсдсшш о внедрении разработанных методик и рекомендации.

Комплексный подход к решению проблемы тепловой защиты транспортных 'шинелей в районах сурового климата с использованием предложенных методик тсплофизпчсского расчета многослойных конструкции с промежуточным теплоизоляционным слоем и расчета параметров воздушных занес и транспортных тоннелях дает возможность исключить зоны промерзания ирпкоитурпых слоев грунта и все связанные с этим мерзлопю- паледные явления, что повышает надежность конструкций, обеспечивает безопасность движения поездов и снижает трудоемкост ь работ по содержанию тоннеля в зимний период.

Экономическая эффективность от применения теплоизоляции и воздушно-т епловых .завес достигается за счет снижения эксплуатационных расходов на текущее содержание и ремонт тоннельных конструкции. Расчеты показали, что внедрение средств защиты приводит к увеличению сметной стоимости строительства тоннелей не более, чем на 20 %, в то время, как средине затраты на капремонт без текущих расходов па содержание по группе обследованных тоннелей составил и 3,9 % в год. Следовательно, затраты па устройство средств защиты полностью окунаются за 5...6 лег.

оищик ВЫВОДЫ

I. Неблагоприятные воздействия сурового климата на конструкции тоннелей вызваны проппкаппем в них холодного воздуха н подземных вод. Они проявляются в иидс температурных напряжений и деформаций обделок, трещин и расстройств стыкон » конструкциях, наледей на проезжен части, степах п сводах тоннелей; перемерзаппя дренажных и водоотводных устройств; морозного пучепнл увлажненных дисперсных грунтов за обделкой. Указанные повреждения приходится постоянно устранить, что затрудняет и удорожает эксплуатацию тоннелей.

2. Из конструктивных мероприятий по снпжспшо стене неблагоприятных воздействий сурового клима та и практике эксплуатац TOiinejicii применяют усиление конструкций, вынос дренажных уетронс за пределы зоны сезонного промерзания грунтов за обделкой, утепление искусственный обогрев водоотводных лотков. Тсхпологпчсск мероприятия сводя тся, в основном, к устройству теплояоздупшых завес i портальных участках метрополитенов и в единичных случаях- к подогре подаваемого всптуспнювкамц воздуха.

3. При проектировании вентиляции тоннелей, в которых движет поездов осуществляется с электрическом тягой, объемы проветривши определяются условиями теплообмена тоннельного воздуха с атмосфере и окружающим грунтовым массивом. Как показали проведенные авторе натурные исследования, и эксплуатируемых тоннелях част переоценивается влияние иа теплообмен тепловыделении локомотивов недооценивается влияние потоков наружного холодного воздух поступающего » тоннель и знмшш период под действием сстсствспиь факторов п поршневого эффекта поездов. Это усплппаст проявлен! неблагоприятных воздействий, с которыми как правило, начинай бороться лишь в процессе текущего содержания тоннелей, что резк сужает возможности выбора методов защиты и снижает пх эффсктпвпост Ввиду отсутствия методики установления параметров, не применяют! многослойные обделки с теплоизоляцией, способные полпосты ликвидировать мерзлотпо - наледные явлении. Мероприятия по подогрев подаваемого н тоннели воздуха требуют повышенного расхода энергии значительных затрат в связи с выносом тепла через противоположна порталы, а методы определения эффективности этих мероприятии мал обоснованы.

4. Проведенные исследования показали, что при просктпрованп тоннелей следует уделять особое внимание способам пейтралпзаци потоков естественной тягп воздуха и зммпнп период. Мероприятии и тепловой защите тоннелей должны рассматриваться па всех стадии проектирования, начиная с проектирования трассы. При этом необходим анализировать варианты трассы с минимальными продольными уклонам при односкатном н минимальной разностью отметок порталов rip двускатном профилях трассы. Для повышения эффектпвпоеп конструктивные и технологические методы тепловой защиты должш применяться комплексно.

5. С целью расширения арсенала конструктивных методов Tciuio»oi защиты тоннелей, автором в процессе исследований разработаны метод i программа реализации па ПЭВМ тсплофпзпчсского расчета обделок теплоизоляционным .слоем,

В ходе' расчета определяются параметры конструкции, обеспечивающие защиту от проникания отрицательных температур через обделку в приконтурные слон грунта, препятствуя возникновению мерзлотно- паледпых явлений.

6. Наиболее эффективными способами уменьшения выноса тепла из тоннеля воздушными потоками являются установка портальных механических затворов па дорогах с малоинтенспвиым движением поездов и устройство воздушных завес. Для обеспечения их широкого практического использования требуется привлечение современных технических средств автоматического управления затворами и разработка методов определения аэродинамических параметров воздушных завес.

7. На основе методов теории подобия и анализа размерностей, автором получен фундаментальный критерий подобия, в соответствии с которым разработана методика исследования работы воздушных завес на моделях, создан экспериментальный стенд и проведены эксперименты, целью которых ставилось установление зависимостей расходов воздуха ("фонового", прорывающегося через завесу и выпускаемого из завесы) от объемов подаваемого воздуха и "фоновой" скорости. В результате получены номограммы указанных зависимостей, позволяющие выбрать оптимальный тип завесы и установить ее основные параметры. Определено, что при повышенных "фоновых" скоростях воздушных потоков более эффективны двухсторонние завесы. Анализ показывает, что воздушные завесы в состоянии отсекать естественные потоки при "фоновых" скоростях до 1,5 м/с. При более высоких скоростях часть воздуха прорывается через завесу, и в этом случае требуется подогрев воздуха, подаваемого в тоннель через завесу или вентиляционную систему.

8. Расчеты показывают, что затраты на устройство и эксплуатацию воздушных (тепловоздуишых) завес в среднем в 1,5...2 раза ниже затрат на ремонтные работы, связанные с ликвидацией проявлений неблагоприятных воздействий сурового климата. Предполагаемые единовременные капвложения па устройство обделок с теплоизоляционным слоем не превышают ежегодных расходов па эксплуатацию воздушных завес и составляют не более 20 % от стоимости строительства тоннеля.

9. Наиболее существенные результаты исследований сформулированы в виде правил и норм проектирования и использованы в Пособии по производству и приемке работ при сооружении горных транспортных тоннелей (М.: ВНИИТрансстрон, 1989. 232 е.), в руководствах по применению новых редакций глав СНиП по проектированию тоннелей и метрополитенов, реализованы в отдельных железнодорожных тоннелях и Новосибирском метрополитене.

Таким образом, основное значение проведенных исследований состоит в том, что их результаты расширяют диапазон средств тепловой защиты транспортных тоннелей и метрополитенов, открывают новые возможности в осуществлении комплексного подхода к решению проблемы предупреждения и нейтрализации неблагоприятных проявлений воздействий сурового климата. Это обеспечивает повышение эксплуатационной надежности тоннелей, снижает трудовые и

материальные затраты на их содержание.

Основные результаты выполненных исследований отражены в

следующих работах:

1. Молчанов B.C. Выбор рациональных теплопентиляционных режимов эксплуатируемых железнодорожных тоннелей /Вопросы проектирования, строительства и эксплуатации искусственных сооружений па железных дорогах: Межвузовский сборник научных трудов. Новосибирск, НИИЖТ, 1986. С.89-93. (Соавт. Поправке А.К., Славин Б.Е.).

2. Молчанов B.C. О регулировании теплового режима транспортных тоннелей Соколовско- Сарбайского ГОКа /Прогноз и регулирование теплового режима в горных выработках: Сборник научных трудов. Якутск, ЯФ СО АН СССР, 19В7. С 11-14. (Соавт. Главатскнх В.А., Поправко А.К., Окладников A.B.).

3. Молчанов B.C. Выбор режима вентиляции железнодорожных тоннелей / Повышение надежности и эффективности работы железнодорожного транспорта. Тезисы конференции, посвященной 70-летию Великого Октября. Новосибирск, 1987. С. 117. (Соавт. Славин Б.Е.).

4. Молчанов B.C., Программа для расчета вентиляционных режимов железнодорожных тоннелей / Повышение надежности и эффективности работы железнодорожного транспорта. Тезисы конференции, посвященной 70-летию Великого Октября. Новосибирск, 1987. C.II7-118. (Соавт. Славин Б.Е.).

. 5. Молчанов B.C. Показатели качества работы вентиляционных систем протяженных железнодорожных тоннелей / Вопросы надежности и долговечности искусственных сооружений железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. Новосибирск, .НИИЖТ, 1988. С.92-95.

6. Молчанов B.C. Программа "Вентрежим-1" для расчета вентиляционных режимов железнодорожных тоннелей I Сборник описаний алгоритмов и программ для ЭВМ. Выпуск 2. Новосибирск, НИИЖТ, 1988. С.17-18. (Соавт. Славин Б.Е.).

7. Молчанов B.C. Программа "Завеса" для расчета портальных воздушных завес тоннелей / Сборник описаний алгоритмов и программ для ЭВМ. Выпуск 3. Новосибирск, НИИЖТ, 1989. С.25-26.

8. Молчанов B.C. Метод расчета шахтных систем вентиляции транспортных тоннелей. Метрострои, №2, 1989. С.26-27. (Соавт. Славин Б.Е.).

9. Молчанов B.C. Методика исследования воздушных потоков на участках тоннелей метрополитена с воздушными завесами. / Вопросы надежности и долговечности искусственных сооружении железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. Новосибирск, НИИЖТ, 1990. C.I8-26. (Соавт. Славин Б.Е.).

10.. Молчанов B.C. Эффективность работы портальных воздушных пых завес тоннелей. /Транссиб и научно- технический прогресс па железнодорожном транспорте. Тезисы докладов научно - технической конференции. Часть II. Новосибирск, 1991. С.84-85.

11. Молчанов B.C. Анализ результатов экспериментальных исследований портальных воздушных завес тоннелей. Межвузовский сборник научных трудов. Новосибирск, НИИЖТ, 1991. С.52-57. (Соавт. Славин Б.Е.).

12. Молчанов B.C. Воздействие сурового климата па конструкции тоннелей метрополитенов. /Проблемы железнодорожного транспорта Сибири. Тезисы докладов научно- технической конференции, посвященной 60-летию института. 4.2. Новосибирск, НИИЖТ, 1992,с.5-6. (Соавт. Славин Б.Е.).

13. Молчанов B.C. Проектирование вентиляции железнодорожных и автодорожных тоннелей. Учебное пособие. Новосибирск, СГАПС, 1994. 72 с. (Соавт. Славин Б.Е.).

1. ПРОЯВЛЕНИЯ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЙ СУРОВОГО КЛИМАТА В ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ТОННЕЛЯХ И МЕТРОПОЛИТЕНАХ.

1.1. Теплообмен тоннельных конструкций с атмосферным воздухом и окружающим грунтовым массивом.

1.2. Температурные деформации и напряжения.

1.3. Мерзлотно - наледные явления в тоннелях.

1.4. Методы тепловой защиты железнодорожных тоннелей и метрополитенов.

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 1.ШЛ.

2. НАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ И ПАРАМЕТРОВ ТЕПЛОВЕНТИЛЯЦИОННОГО РЕЖИМА ТОННЕЛЕЙ.

2.1. Методика натурных исследований систем вентиляции и теплового Регулирования тоннелей.

2.2. Результаты наблюдений и измерений.

2.3. Анализ результатов натурных наблюдений и измерений.

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 2.

3. РАЗРАБОТКА ОБОСНОВАНИЙ ПО ПРИМЕНЕНИЮ КОНСТРУКЦИЙ ОБДЕЛОК ТОННЕЛЕЙ С ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫМИ ПОКРЫТИЯМИ.

3.1. Конструктивные схемы обделок с теплоизоляционными покрытиями.

3.2. Принцип расчета температурного режима обделок и окружающих грунтов.

3.3. Методика определения параметров теплоизоляционных покрытий многослойных обделок.

3.4. Техника выполнения расчетов обделок с теплоизоляционными покрытиями.

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 3.

4. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТЕПЛО-ВЕНТИЛЯЦИОННОГО РЕЖИМА ТОННЕЛЕЙ С ПОМОЩЬЮ ВОЗДУШНЫХ ЗАВЕС НА МОДЕЛЯХ.

4.1. Сравнение методик расчета параметров воздушных завес.

4.2. Основные условия моделирования и экспериментальная установка.

4.3. Установление критериев подобия.

4.4. Методика проведения экспериментов.

4.5. Результаты экспериментов.

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 4.

5. РЕКОМЕНДАЦИИ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.

5.1. Выбор методов защиты тоннелей от неблагоприятных воздействий сурового климата.

5.2.Экономическая эффективность внедрения средств защиты.

В связи с необходимостью хозяйственного освоения районов Сибири и Дальнего Востока растет число вводимых в эксплуатацию транспортных тоннелей в районах с суровыми климатом. К их числу следует также отнести метрополитены азиатской части страны. Кроме сданного в эксплуатацию в 1985 году Новосибирского метрополитена, начато строительство метрополитенов в г.г. Омске, Челябинске, Красноярске, планируется в других городах Сибири.

Опыт эксплуатации тоннелей и других подземных сооружений показывает /1.7/, что под совместным влиянием многократного действия знакопеременных температур и увлажнения подземными водами в конструкциях возникают дефекты и повреждения: повышенные деформации, расстройства стыков, образование трещин, проникание в тоннели подземных вод, образование наледей в дренажных и водоотводных устройствах и в самих тоннелях. В отдельных аварийных случаях это приводит к разрушениям конструкций.

Сезонный характер проявлений дефектов дает основание связывать их возникновение и развитие с влиянием сурового климата. Все они обусловлены теплообменом тоннельных конструкций с наружным воздухом и окружающим грунтовым массивом.

Естественная температура слоев грунтового массива, в которых заложены тоннели, как правило, положительна (за исключением районов вечной мерзлоты, вопрос о которых в настоящей работе не рассматривается). Проветривание тоннелей при их строительстве осуществляют малоинтенсивными воздушными потоками, которые слабо влияют на тепловой режим сооружений. Поэтому при строительстве тоннелей мерзлотно- наледные явления не составляют проблемы. Однако после ввода транспортных тоннелей в эксплуатацию тепловой режим тоннелей сильно изменяется, особенно в зимний период. На участках, примыкающих к выходам на земную поверхность, по которым в тоннели поступает атмосферный воздух, температура становится отрицательной, что, при проникании в тоннели подземных вод, приводит к образованию цеФектов и повреждений, перечисленных выше.

Для предупреждения неблагоприятных воздействий сурового климата на тоннельные конструкции могут применяться мероприятия конструктивного и технологического характера.

К мероприятиям первого направления, нашедшим применение в отечественном тоннелестроении, относятся гидроизоляция обделок, повышение их несущей способности, утепление и вынос дренажных устройств за 1ределы зоны сезонного промерзания, утепление и искусственный обогрев водоотводных лотков. Но применяются они локально и, поэтому. зачастую недостаточно эффективно. В результате в тоннелях, где имеют место неблагоприятные проявления сурового климата, периодически приходится производить ремонты конструкций, что требует значительных затрат, а дает лишь временный эффект.

Конструктивное утепление обделок, которое находит все более широкое применение в зарубежной практике эксплуатации тоннелей, в нашей стране пока еще не используется ввиду ограниченности информации об их применении, а также отсутствия методики проектирования утепленных обделок, в частности - методики их теплофизического расчета.

К мероприятиям второго направления относятся способы создания в тоннелях температурного режима, уменьшающего амплитуду температурных колебаний и исключающего возникновение мерзлотно- наледных явлений (подогрев воздуха, поступающего через вентиляционные системы; устройство портальных затворов, воздушных и тепловоздушных завес,-изменение режимов вентиляции; рециркуляция воздушных потоков и т.п.). Из этих мероприятий весьма перспективно применение в тоннелях воздушных и тепловоздушных завес, однако механический перенос опыта применения завес промышленных и гражданских сооружений на условия эксплуатации в тоннелях оказывается недостаточно неэффективным.

Вопросы регулирования температурного режима тоннельной атмосферы тесно связаны с вопросами вентиляции тоннелей и должны рассматриваться совместно, что отражено в используемом в настоящей работе термине "тепловентиляционный режим".

Способы регулирования тепловентиляционного режима весьма энергоемки. Их экономичность может быть повышена при комплексном использовании с конструктивными мероприятиями.

Настоящая работа предпринята с целью научного обобщения и обоснования мероприятий, технических решений по предотвращению или уменьшению неблагоприятных проявлений сурового климата на протяжении всего периода эксплуатации конструкций тоннелей и метрополитенов.

Научные исследования выполнялись под руководством кандидата технических наук, профессора, заведующего кафедрой "Тоннели и метрополитены" СибГАПСа А.К.Поправко и кандидата технических наук, доцента Б.Е.Славина в рамках научно - исследовательских работ кафедры и научно - исследовательской лаборатории "Тоннели и метрополитены" СибГАПСа.

В первом разделе диссертационной работы на основе публикаций отечественных и зарубежных авторов, архивных материалов проектных организаций и научно- исследовательских учреждений произведен анализ проявлений неблагоприятных воздействий сурового климата на тоннельные конструкции, а также методов их предупреждения.

- б

Обобщение отечественного и зарубежного опыта эксплуатации транспортных тоннелей в районах сурового климата показало, что трудности содержания тоннелей во многом определяет тепловой режим сооружения. Поэтому регулирование теплового режима в комплексе с мерами конструктивного характера является эффективным способом предупреждения проявлений неблагоприятных воздействий сурового климата на тоннельные конструкции.

Во втором разделе изложены методика натурных исследований параметров тепловентиляционного режима в транспортных тоннелях и оценки эффективности средств его регулирования. Проведен анализ температурных условий эксплуатации сооружений и эффективности Функционирования систем предупреждения неблагоприятных воздействий сурового климата на тоннельные конструкции.

Третий раздел посвящен исследованиям процессов теплообмена тоннельных конструкций с окружающим грунтовым массивом. Изложены эбоснования по применению конструкций обделок с промежуточным теплоизоляционным слоем, разработаны методика, алгоритм и программа лх теплофизического расчета на ЭВМ.

В четвертом разделе приведены методика, содержание и результаты исследований эффективности регулирования тепловентиляционного режима тоннелей с помощью воздушных завес. Исследования проводились за специальном стенде, созданном в соответствии с полученными для этой цели критериями подобия. В итоге получены номограммы для определения параметров воздушных завес.

В пятом разделе изложены рекомендации по практическому применению результатов исследований, в заключении указаны способы и место внедрения.

Научную новизну диссертационной работы составляют:

- результаты натурных исследований условий эксплуатации 1 средств регулирования тепловентиляционного режима тоннелей в районах сурового климата;

- методика проектирования и теплофизического расчета обделки с теплоизоляционным слоем для персональных ЭВМ типа IBM PC;

- методика экспериментального исследования параметров тепловентиляционного режима на участках тоннелей с воздушными завесами и лабораторная установка для проведения исследований;

- методика расчета воздушных и тепловоздушных завес тоннелей, при различных режимах и условиях их работы.

Основные положения диссертационной работы обсуждались и одобрены: на 43-й научной конференции Киевского автодорожного института (КАДИ), секция "Повышение эффективности дорожного хозяйства на базе разработки и внедрения прогрессивных методов проектирования, строительства и эксплуатации автомобильных дорог и мостов" (3-5 Февраля 1987 г.); на научно - технической конференции НИИЖТа (СГАПС) и ДорНТО Зап.- Сиб. ж.д."Повышение надежности и эффективности работы железнодорожного транспорта", посвященной 70- летию Великого Октября и 150-летию отечественных железных дорог (10- 13 ноября 1987 г.); на научно- технической конференции МПС СССР, НТО и НИИЖТа "Транссиб и научно- технический прогресс на железнодорожном транспорте", посвященной 100- летию Транссибирской магистрали (29 мая -7 ИЮНЯ 1991 Г.); на научно- технической конференции МПС, Зап.-Сиб.ж.д. и НИИЖТа "Проблемы железнодорожного транспорта Сибири", посвященной 60-летию НИИЖТа (27 - 29 ноября 1992 Г.); на научно - технических семинарах кафедры "Тоннели и метрополитены" СГАПС (Новосибирск, ноябрь 1992 г., май 1993 г.).

Основные положения диссертации изложены в следующих публикациях :

1. Поправко А.К., Славин Б.Е., Молчанов B.C. Выбор рациональных тепловентиляционных режимов эксплуатируемых железнодорожных тоннелей /Вопросы проектирования, строительства и эксплуатации искусственных сооружений на железных дорогах: Межвузовский сборник научных трудов. Новосибирск, НИИЖТ, 1986. С.89-93.

2. Главатских В.А., Поправко А.К., Молчанов B.C.,Окладников A.B. О регулировании теплового режима транспортных тоннелей Соко-ловско- Сарбайского ГОКа /Прогноз и регулирование теплового режима в горных выработках: Сборник научных трудов. Якутск, ЯФ СО АН СССР, 1987. С 11-14.

3. Славин Б.Е., Молчанов B.C. Выбор режима вентиляции железнодорожных тоннелей / Повышение надежности и эффективности работы железнодорожного транспорта. Тезисы конференции, посвященной 70-летию Великого Октября. Новосибирск, 1987. С.117.

4. Молчанов B.C., Славин Б.Е. Программа для расчета вентиляционных режимов железнодорожных тоннелей / Повышение надежности и эффективности работы железнодорожного транспорта. Тезисы конференции, посвященной 70- летию Великого Октября. Новосибирск, 1987. С.117-118.

5. Молчанов B.C. Показатели качества работы вентиляционных систем протяженных железнодорожных тоннелей / Вопросы надежности и долговечности искусственных сооружений железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. Новосибирск, НИИЖТ, 1988. С.92-95.

6. Молчанов B.C., Славин Б.Е. Программа "Вентрежим-1" для расчета вентиляционных режимов железнодорожных тоннелей / Сборник описаний алгоритмов и программ для ЭВМ. Выпуск 2. Новосибирск, НИИЖТ, 1988. С.17-18.

7. Молчанов B.C. Программа "Завеса" для расчета портальных воздушных завес тоннелей / Сборник описаний алгоритмов и программ ДЛЯ ЭВМ. ВЫПУСК 3. Новосибирск, НИИЖТ, 1989. С.25-26.

8. Славин Б.Е., Молчанов B.C. Метод расчета шахтных систем вентиляции транспортных тоннелей. Метрострой, №2, 1989. С.26.27.

9. Молчанов B.C., Славин Б.Е. Методика исследования воздушных потоков на участках тоннелей метрополитена с воздушными завесами. / Вопросы надежности и долговечности искусственных сооружений железнодорожного транспорта. Межвузовский сборник научных трудов. Новосибирск, НИИЖТ, 1990. С.18-26.

10. Молчанов B.C. Эффективность работы портальных воздушных ных завес тоннелей. / Транссиб и научно- технический прогресс на железнодорожном транспорте. Тезисы докладов научно - технической конференции. Часть II. Новосибирск, 1991. с.84-85.

11. Славин Б.Е., Молчанов B.C. Анализ результатов экспериментальных исследований портальных воздушных завес тоннелей.Межвузовский сборник научных трудов. Новосибирск, НИИЖТ, 1991. С.52-57.

12. Славин Б.Е., Молчанов B.C. Воздействие сурового климата яа конструкции тоннелей метрополитенов. /Проблемы железнодорожного транспорта Сибири. Тезисы докладов научно- технической конференции, ^освященной 60- летию института. Часть 2. Новосибирск, НИИЖТ,с.5-6.

13. Молчанов B.C. Методика проектирования теплозащитной обделен тоннелей. Новосибирск, СГАПС, 1994. С.

14. Славин Б.Е., Молчанов B.C. Проектирование вентиляции железнодорожных и автодорожных тоннелей. Учебное пособие. Новосибирск, ЗГАПС, 1994. 72 С.

ВЫВОДЫ ПО РАЗДЕЛУ 4 1. В результате проведенных исследований получены номограммы, позволяющие определять основные параметры двухсторонних и односторонних воздушных завес для тоннельных сооружений ( подачу в завесу и долю прорыва) в условиях нагнетательного и всасывающего потоков воздуха, движущегося с заданной Фоновой скоростью.

2. Доля прорыва воздуха через завесу во всасывающем потоке (то есть, когда побудитель Фонового потока расположен позади завесы) меньше, чем в нагнетательном (при расположении побудителя перед завесой). Указанный Фактор проявляется тем заметнее, чем выше скорость Фонового потока. Это свидетельствует о том, что воздушная завеса хуже сопротивляется действию избыточного давления наружного зоздуха, возникающего, например, под влиянием факторов естественной тяги, чем разрежению за завесой, которое может создаваться зентиляторами, работающими по вытяжной или рециркуляционной схеме.

3. При отборе воздуха извне тоннеля эффективность завесы зыше, чем при отборе его из тоннеля. Это особенно четко выражено зо всасывающем потоке и наблюдается в первом случае во всем диапазоне скоростей движения воздуха, а во втором- начиная с "Фоновой" скорости воздуха 1,5 м/с и выше.

Из рассмотренных 4-х типов двусторонних завес наиболее жономичной (доля прорыва при прочих равных условиях существенно сеньше. чем у остальные) является завеса с отбором воздуха извне, >аботающая во всасывающем режиме.

Остальные типы двусторонних завес при Фоновых скоростях ;о 1,5 м/с дают примерно одинаковую долю прорыва, а при повышении оновых скоростей лучше работает рециркуляционная всасывающая за-еса; самая высокая доля прорыва у циркуляционной нагнетательной авесы.

4. Среди аналогичных типов односторонних завес при Фоновых коростях до 1,5 м/с лучшие показатели имеет нагнетательная завеса отбором воздуха извне, а по мере увеличения скорости Фона на ервое место выходит всасывающия завеса, также с отбором воздуха звне. Различия в долях прорыва у односторонних завес меньше, чем двусторонних.

- 94

5. Реально применяемые конструкции завес могут работать без прорыва воздуха при Фоновой скорости до 1,5 м/с, лишь часть которой (до 1 м/с и даже меньше) создается работой вентиляторов, гравитационными силами, ветровым напором и т.д. Если указанные воздействия отсутствуют, то можно считать, что завеса работает практически без прорыва при более высокой интенсивности движения. В действительности какая-то часть воздуха прорывается через завесу при любой интенсивности, но влияние этой части при расчете портальных завес применительно к указанным условиям можно игнорировать. Используя полученные номограммы, можно определить долю зрорыва при более высоких скоростях. В этом случае для обеспечения нормативных условий эксплуатации тоннеля в зимнее время требуется подогрев подаваемого в завесу воздуха, либо устройство си-:темы последовательно расположенных завес.

6. При Фоновых скоростях более 2,5 м/с доля прорыва на большинстве номограмм превышает 60.65 проц. подачи в завесу. В таких условиях работу воздушной завесы можно считать малоэффективной. Ее эффективность может быть повышена предварительным подогревом пода-заемого в завесу воздуха, что связано с дополнительным расходом энергии. В указанных условиях при малоинтенсивном движении поездов (елесообразно применение портальных затворов, для внедрения кото->ых в практику эксплуатации тоннелей требуется проведение специ-,льных опытно - конструкторских работ.

7. Для проведения исследований воздушных потоков в местах »асположения завес тоннелей создана специальная экспериментальная становка для моделирования с использованием теории подобия и раз-:ерностей.

5. РЕКОМЕНДАЦИИ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПРОВЕДЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

5.1. Выбор методов защиты тоннелей от неблагоприятных воздействий сурового климата

Предупреждение неблагоприятных проявлений воздействий сурового климата на конструкции транспортных тоннелей в практическом представлении - это комплекс мероприятий, направленных на эбеспечение долговечности, а также безаварийного и надежного содержания тоннелей, эксплуатируемых в условиях сурового климата 1 обводненности грунтового массива. В этот комплекс должны зходить методы организации текущего содержания и ремонтов вооружений» средства регулирования тепловентиляционного режима конструктивного и технологического характера, а также пакет мето-щк конструктивных и теплотехнических расчетов параметров проектируемых устройств.

Важность вопросов защиты тоннелей от неблагоприятных воз-?ействий сурового климата давно осознали работники служб, веда-эдие эксплуатацией тоннелей. Проектировщики и строители транспор-?ных тоннелей стали уделять внимание этой проблеме сравнительно [едавно- лишь последние 10.15 лет.

Изучению вопросов борьбы с неблагоприятными воздействиями ¡урового климата на тоннельные конструкции посвящено большое ко-[ичество исследований, по результатам которых в России защищено юлее десятка кандидатских диссертациий.

В самом общем виде основные проявления неблагоприятных климатических воздействий, технические решения по их предотвраще-:ию и их проработанность сформулированы в табл. 5.1. Из нее явст-,ует, что результаты проведенных ранее исследований сводятся, 'лавным образом, к защите водоотводных устройств от промерзания, утем их конструктивного утепления и искусственного обогрева; защите дренажных устройств от наледеобразования путем выноса их за ределы зоны сезонного промерзания грунтов. Для указанных целей озданы методы соответствующих рассчетных обоснований.

Что касается конструкций тоннельных обделок, то проведенные анее исследования и полученные в ходе них рекомендации направлены а определение величин дополнительных нагрузок и усилий, связанных сезонным промерзанием конструкций, и приспособление последних к тим дополнительным усилиям. Лишь отдельные работы связаны с регу-ированием температурного режима тоннелей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В процессе выполнения исследований по теме диссертационной работы произведены анализ и обобщение проявлений неблагоприятных воздействий сурового климата в тоннелях и методов их предупреждения. Выполнены натурные исследования условий эксплуатации и параметров тепловентиляционного режима ряда тоннелей. Разработана методика выбора основных параметров многослойных утепленных обделок на основе теплофизического расчета, з том числе блок-схема алгоритма и программа расчета распределения температур для таких конструкций на ЭВМ. Сконструирована экспериментальная установка, на которой проведены исследования эффективности регулирования тепловентиляционного режима тоннелей с помощью зоздушных завес.

Полученные результаты позволяют сформулировать следующие эбщие выводы.

1. Проявления неблагоприятных воздействий сурового климата 1а конструкции транспортных тоннелей разнообразны: это температурное напряжения и деформации обделок, вызывающие образование трещин [ расстройство стыков в конструкциях,- образование наледей на проез-:ей части, стенах и сводах тоннелей; перемерзание дренажных и водо-•тводных устройств, нарушающее их Функционирование и приводящее к ювреждениям конструкций в местах расположения дренажей,- морозное учение увлажненных дисперсных грунтов за обделкой при их промерза-ии, сопровождающееся недопустимыми деформациями и разрушениями .онструкций.

Указанные проявления вызываются сезонными, особенно - знако-еременными, колебаниями температуры воздуха в тоннеле и усугубля-тся при увлажнении окружающих грунтов.

2. Неблагоприятные воздействия сурового климата недостаточ-о учитываются при проектировании и строительстве тоннелей. С про-влениями этих воздействий, как правило, начинают бороться, лишь в роцессе их текущего содержания, что резко сужает возможности вы-ора защитных методов и снижает их эффективность.

3. В настоящее время доведены до стадии практической реали-э.ции результаты исследований по расчету температурных режимов тон-элей; температурных напряжений в тоннельных конструкциях; проекти-эванию утепленных дренажных и водоотводных устройств; расчету кон-грукций на дополнительные нагрузки от морозного пучения грунтов.

Вместе с тем пока еще недостаточно проработаны вопросы регулирования тепловентиляционного режима тоннелей и тепловой защиты оонструкций тоннельных обделок и окружающего грунтового массива. 1роблемы в решении этих вопросов в определенной мере восполняют результаты исследований по теме настоящей диссертационной работы, : учетом которых комплекс технических решений по предотвращению неблагоприятных воздействий сурового климата на тоннельные конструк-{ии приобретает законченный вид.

4. Тепловентиляционный режим тоннелей непрерывно изменяется ! течение года. Основное влияние на него оказывают температура и :корость движущегося через тоннель воздуха. С целью смягчения не-.лагоприятных воздействий объемы проветривания тоннелей в зимнее ¡ремя необходимо уменьшать до минимума, диктуемого санитарно - ги-иеническими требованиями.

5. Во многих транспортных тоннелях, особенно односкатных, в имний период возникает интенсивная естественная тяга воздуха, об-словленная различием температур атмосферного воздуха и воздуха нутри тоннеля, а также разностью отметок порталов. Последнее обс-оятельство недостаточно учитывается при выборе вариантов трассы оннелей, технико- экономическое сравнение которых производят без нализа затрат на предупреждение и нейтрализацию неблагоприятных оздействий сурового климата.

С целью снижения указанных затрат рекомендуется, прежде сего, продольный профиль трассы тоннелей в районах с суровым кли-атом проектировать, по- возможности, двухскатным с расположением эрталов в одном уровне.

6. Технические средства для уменьшения скорости прорываю-дхся в тоннель воздушных потоков от естественной тяги воздуха и эршневого действия поездов весьма ограничены. При интенсивном зижении они практически исчерпываются устройством воздушных теп-эвоздушных завес.

В результате проведенных автором настоящей работы исследо-ший получены номограммы для определения основных параметров ^ухсторонних и односторонних воздушных завес тоннелей, взаимодействующих с набегающими и всасывающими потоками воздуха при от->ре воздуха для завесы извне и из тоннелей. Номограммы устанав-[вают соотношения между скоростями воздушных потоков и количест-,ми воздуха, подаваемого в завесу и прорывающегося через нее.

Проведенные исследования показали, что воздушные завесы в транспортных тоннелях эффективны при "Фоновых" скоростях до 2,0 м/с. При больших скоростях существенно возрастает доля прорыва, в связи с чем требуется подогрев пропускаемого через завесу воздуха или применение комплексных мер защиты (системы завес, рециркуляцию воздушных потоков и пр.).

7. Проведенными исследованиями установлено, что эффективным средством нейтрализации неблагоприятных воздействий сурового климата на тоннельные конструкции является тепловая защита обделок в зиде теплоизоляционных слоев. Обделка с утеплением защищена от температурных колебаний, деформаций и напряжений; при наличии утешения нет необходимости выносить заобделочные дренажи за зону сезонного промерзания грунтов вокруг тоннелей; устраняется угроза ■юрозного пучения грунтов и т.д.

Предложена методика проектирования и теплоФизического рас-шта многослойных обделок с утепляющими слоями, приводится программа выполнения расчетов на ПЭВМ.

8. Затраты на капитальные ремонты, связанные с ликвидацией фоявлений неблагоприятных воздействий сурового климата в среднем 1,5.2,0 раза выше затрат на воздушные (тепловоздушные) завесы, [редполагаемые единовременные затраты на устройство теплозащитных сокрытий обделок не превысят ежегодных затрат на воздушные завесы ; составят 3.5 проц. от стоимости строительства сооружения.

9. Наиболее существенные результаты исследований сФормули-ованы в виде правил и норм проектирования и предложены для вклю-:ения в новую редакцию главы СНиП по проектированию метрополитенов другие нормативные документы .

Таким образом, основное значение проведенных исследований остоит в том, что их результаты пополняют комплекс средств преду-реждения и нейтрализации неблагоприятных проявлений воздействий урового климата на транспортные тоннели и открывают возможности омплексного подхода к решению этой проблемы.

1. Евдокимов-Рокотовский М.И. Эксплоатация железнодорожных тоннелей. М.:Трансжелдориздат, 1934. 146 с.

2. Еврейсков В.Е. Исследование наледей в тоннелях и на железнодорожном полотне. Новосибирск, 1940. 30 с.

3. Компанией С.А. Тоннели на железных дорогах. Новосибирск, 1965. 250 с.

4. Лиманов Ю.А., Подчекаев В.А., Корольков Н.М.,Меринов И.И. Содержание и реконструкция тоннелей. М.:Транспорт, 1976. 192 с.

5. Славин Б.Е., Поправко А.К. Предупреждение неблагоприятных 1риродно- климатических воздействий на конструкции транспортных тоннелей /Исследование работы искусственных сооружений. Межвузовский сборник научных трудов. Новосибирск, 1982. С.23-29.

6. Третьяков Ю.Н. Исследование особенностей борьбы с обвод-енностыо и наледными явлениями в железнодорожных тоннелях в усло-;иях сурового климата /Дисс. на соискание ученой степени канд. •ехн. наук. Новосибирск, 1971. 193 с.

7. Исследование закономерностей изменения температуры возду-а в железнодорожных тоннелях /Отчет о НИР по теме 82-73. Руково-итель А.К.Поправко. НИИЖТ, Новосибирск, 1974. 48 с.

8. Исследование условий эксплуатации больших тоннелей на АМе с разработкой рекомендаций по оргструктуре подразделений для х содержания /Отчет о НИР.ЛИИЖТ, Ленинград, 1976. 72 с.

9. Разработка и внедрение на строительстве БАМ рекомендаций о обеспучению теплового режима и борьбе с обводненностью и обле-енением тоннелей /Заключительный отчет о НИР по теме ТМ-Х1-2-81, .2 //Том 1. СибЦНИИС, Новосибирск, 1981. 154 с.

10. Повышение надежности и долговечности конструкций тонне-эй линии Абакан- Тайшет. Заключительный отчет по теме РНФ-09-77. /к.темы В.П.Казаков. Новосибирск, СибЦНИИС, 1977. 104 с.

11. Гурский в.А. Диагностика технического состояния конструк-*й железнодорожных тоннелей, эксплуатируемых в суровых климатиче-сих условиях. /Дисс. на соиск. ученой степени канд. техн. наук, эвосибирск, 1987. 125с.

12. Щербань А.Н., Кремнев O.A., Журавленко В.Я. Руководство по регулированию теплового режима шахт. М.: Недра, 1977. 359 с.

13. Воропаев А.Ф. Теория теплообмена рудничного воздуха и горных пород в глубоких шахтах. М.: Недра, 1966. 249 с.

14. Главатских В.А. Исследование условий эксплуатации однопутных железнодорожных тоннелей с учетом их температурного режима з районах сурового климата /Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд. техн. наук. Ленинград, 1979. 20 с.

15. Дядькин Ю.Д.Основы горной теплофизики для шахт и рудников :евера. М.: Недра, 1968. 256 с.

16. Зильберборд А.Ф., Горская Г.С., Городецкая М.А. Тепловой режим подземных сооружений и инженерно- геологические условия их штимального размещения. М.: Недра, 1977. 249 с.

17. Гендлер С.Г. Тепловой режим подземных сооружений /Учебное ЮСОбие. Л.: ИЗД. ЛГИ, 1987. 102 С.

18. Власов O.E. Основы строительной теплотехники. Изд. воен-ю- инженерной академии РККА, 1938. 139 с.

19. Рубинэ М. Кондиционирование воздуха в подземных сооруже-иях. Пер. с Французского. М.: Госстройиздат, 1963. 136 с.

20. Вяльцев М.М. Прогноз и регулирование термонапряженного юстояния горных выработок. М.: Недра, 1988. 201 с.

21. Цодиков В.Я. Вентиляция и теплоснабжение метрополитенов. . : Недра, 1968. 408 с.23. Казаков B.C.

22. Чилингаришвили Г.И.Определение температур и температурных апряжений в обделках напорных тоннелей в период эксплуатации / Труды Гидропроекта. Сб.18. М. , 1970. С.255-262.

23. Пассек В.В. Расчет на ЭВМ трехмерных температурных полей транспортных сооружениях /Транспортное строительство, 1978,N10.37.38.

24. Казаков В.П. Исследование термонапряженного состояния Зделок железнодорожных тоннелей. Дисс. на соискание ученой степе-i канд.техн.наук. Новосибирск, СибЦНИИС, 1972. 160 с.

25. Трунов В.Г.Влияние температурных воздействий на напряженно деформированное состояние обделок тоннелей БАМ. Автореферат дисс. на соискание ученой степени канд.техн.наук. Ленинград,1990. 20с.

26. Славин Б.Е.Температурное напряженно- деформированное состояние обделок транспортных тоннелей / Исследования работы искусственных сооружений. Межвузовский сборник научных трудов. Новосибирск, 1982. С.30.35.

27. Инструкция по проектированию дренажных и водоотводных устройств и регулированию теплового режима тоннелей / Г.А.Громов, \.М.Листов, С.Г.Гендлер и др. ВНИИтрансстрой, 1989. 69 с.

28. Обследование перегонных тоннелей метрополитенов, соору-каемых закрытым способом, с разработкой предложений по повышению £адежности и долговечности: Отчет о НИР / ВНИИтранспортного стро-1тельства. Руководитель К.Д.Троицкий, М., 1968. 136 с.

29. Обследование стволов шахт глубокого заложения с разработкой рекомендаций по предотвращению наледей. Отчет о НИР / ВНИИтрансстрой. Руководитель Р.И.Евстигнеев. М., 1978. 146 с.

30. Пусков В.И. Фундаменты железнодорожных сооружений на ос-юваниях из мерзлых грунтов. Новосибирск, 1972. 139 с.

31. Бредюк Г.П.Комплексная схема процессов пучения глинистых ■рунтов при их промерзании и осадки при их протаивании. Сборник нженерно геологических условий и способов Фундаментостроения. :овосибирск, 1972. С. 115-121.

32. Орлов В.О., Дубнов Ю.Д., Меренков Н.Д. Пучение промерза-щих грунтов и его влияние на Фундаменты сооружений.

33. Цытович H.A. Механика мерзлых грунтов. М.:Высшая школа, 973. 446 с.

34. Гольдштейн М.Н. Деформации земляного полотна и оснований ооружений при промерзании и оттаивании. М.: Трансжелдориздат, 948. 212 с.

35. Павлов A.B.Теплообмен промерзающих грунтов с атмосферой. .: Наука, 1965. 254 С.

36. Перетрухин H.A.Морозное пучение грунтов и способы защиты эоружений от его воздействий. М. Транспорт, 1967. 114 с.

37. Методические рекомендации по учету проявлений морозного /чения грунтов при проектировании транспортных тоннелей /Б.Е.Сла-ш, Г.П.Гуторова, Н.Н.Протасов //ВНИИтранспортного строительства.1976. 43 с.

38. Разработка рекомендаций по ликвидации негабаритности Сон-ского тоннеля / Отчет о НИР, тема 87- 89. Рук. В.А.Главатских. Новосибирск, НИИЖТ, 1989. 53 С.

39. Окада Кацуйя. Методы защиты тоннельных обделок анти-'бледенителями // Железнодорожный транспорт: РЖ. 1987. №10.С.75. Lkada Katsuja. YREA //Japan Railway. 1987. 30. №5. P.245-249.

40. Габи И.-Ф. Водонепроницаемая и термоизоляционная обдел-а, для тоннелей // Автомобильные дороги.- РЖ. 1988. №1. с. 62.aby J. F. Un revetement etanche et isolant thermiquenent por 3S tunnels // Tunnels et ouverages souterrain. 1988.IP 85.P.53-54.

41. Защита железнодорожных тоннелей в Канаде антиобледенителем. Роlyethilene foam insulation solves icing problem in Rocky Mountain railway tunnels Woods Sally."Engineering Dig" (Сан.) 1985. 31. № 7. P.17-20. Место хранения ГПНТБ СССР.

42. Shirai К., Tsuchiya К., Okada К., Kawakami Y. A stadi эп statik behavion of double lining in tunnel."Quart.Repts.Railw. Techn.Res.Inst." 1981, 22, N3, p.108.Ill (англ.).

43. Рекомендации по определению параметров оптимального регулируемого воздухообмена линий метрополитена при их эксплуатации / ЦНИИС Минтрансстроя СССР. М., 1975. 58 с.

44. Шепелев И.А. Основы расчета воздушных завес, приточных зтруй и пористых Фильтров. М.: Стройиздат, 1950. 139 с.

45. Бутаков С.Е. Аэродинамика систем промышленной вентиляции. .: профиздат, 1949. 271 с.

46. Эльтерман В.М.Воздушные завесы. М.Машиностроение, 1966.62 с.

47. Титов В.П., Сазонов Э.В., Краснов Ю.С., Новожилов В.И. курсовое и дипломное проектирование по вентиляции гражданских и :ромышленных зданий. М., Стройиздат, 1985. 208 с.

48. Батурин В.В. Основы промышленной вентиляци. М. : ПроФ-здат, 1966. 162 с.

49. Поляков А.X.Проектирование вентиляции тоннелей. М.,Строй-здат. 1971. 144 с.

50. Клебанов Ф.С., Карагодина Э.В. Выбор обобщенных показа-елей качества шахтных вентиляционных систем / Уголь, 1985, N3. С. б.19.

51. Двайт Г.Б. Таблицы интегралов и другие математические ормулы. М.: Наука, 1977. 224 с.

52. Грэй Э., Мэтьюз Г.Б. Функции Бесселя и их приложения к изике и механике. М.: Изд.иностр.литературы, 1953. 348 с. (Пер. с нгл.).

53. Ватсон Г.Н. Теория Бесселевых Функций. Часть 2. М.: Изд. ностр. литературы, 1979. 340 с. (Пер. с англ.).

54. Карслоу Г., Егер Л. Теплопроводность твердых тел. М.:На-Еса, 1964. 645 с. !

55. Лыков А.В. Теория теплопроводности. М.: Высшая школа, L967. 599 с.

56. Горлин С.М., Слезингер И.И. Аэромеханические измерения. Методы и приборы. М.: Наука, 1964. 720 с.

57. Теории подобия и размерностей. Моделирование /П.М.Алабу-кев, В.Б.Геронимус, л.M.Минкевич, Б.А.Шеховцев. М.: Высшая школа, L968. 206 с.

58. Ушаков К.3.Аэродинамическое моделирование шахтных венти-1яционных потоков // Физическое моделирование вентиляционных провесов. Апатиты, 1977. С.5-11.

59. Gons J.D. Hinsley F.В. Jhe use of the models in the pre-Liction of mine airway resistance // Colliery Guardiarn. 199. .959. N 5131. P.31-38.

60. Дюнин А.К. Механика сильных метелей // Вопросы проектирования железных дорог в условиях Сибири и Дальнего Востока: ;борник трудов НИИЖТа. Новосбирск, 1974. Вып. 159.3.110.

61. Наставление по контролю качества работ при строительствекапитальном ремонте ж.д.тоннелей (в помощь работникам органов за-азчика) М.: ЦНИИТЭИ МПС, 1984. 182 с.

62. Пособие по производству и приемке работ при сооружении ранспортных тоннелей М.: ВНИИтрансстрой, 1989. 232 с.

63. Прогноз и регулирование теплового режима транспортных оннелей Соколовско-Сарбайского ГОКа прогноз и регулирование те-лового режима в горных выработках: Сборник научных трудов.Якутск, Ф СО АН СССР,1987. С 11. 14

64. Разработка технических мероприятий по предотвращению об-ерзания перегонных тоннелей метрополитенов, проектируемых в рай-нах Урала и Сибири. Отчет о НИР (заключительный), тема 100-89, вв. N 0190.002592. Рук. Б.Е.Славин.НИИЖТ, Новосибирск, 1991. 124с.

65. Исследование воздействий сурового климата на конструкции оннельных сооружений. Отчет о НИР (заключительный), рук. А.К. эправко. НИИЖТ, Новосибирск, 1991. 142с.1. Продолжение табл. П.1.1

66. Козфиценты А И В при значениях кгкг 3 ,5 А 0, 012 -о. 007 -0,019 -о. 026 -о. 029 -о. 029 -0,027 -о. 025

67. В -о. 120 -о, 096 -0,075 -0. 057 -0, 041 -о. 029 -0,019 -о. 0113 ,75 А 0, 049 0, 016 -0,007 -0, 021 -о. 029 -о. 032 -0,033 -о. 031

68. В -о. 162 -0, 135 -0,109 -о. 086 -о. 065 -о. 048 -0,034 -о. 022

69. А 0, 106 0, 055 0,019 -0, 006 -о. 022 -о. 031 -0,035 -о. 036

70. В -о. 202 -о. 175 -0,146 -0, 119 -о. 094 -о. 072 -0,053 -о. 0371 ,25 А 0, 186 0, 113 0,059 0, 021 -о, 006 -о. 023 -0,033 -о. 037

71. В -о, 236 -0, 213 -0,185 -о. 155 -о. 126 -о. 100 -0,077 -о. 0571 ,5 А 0, 293 0, 194 0, 119 0, 063 0, 022 -о. 005 -0,023 -0, 034

72. В -0, 257 -о. 244 -0,221 -о. 193 -о. 162 -о. 133 -0,105 -о. 0811 ,75 А 0, 428 0, 301 0,201 0, 123 0, 066 0, 024 -0,005 -о. 024

73. В -о. 256 -0, 263 -0,251 -0, 228 -о. 199 -0, 168 -0,136 -о. 110

74. А 0, 293 0, 436 0,308 0. 206 0, 127 0, 068 0,025 -0, 005

75. В -о. 222 -0, 260 -0,268 -0, 257 -о. 234 -0, 205 -0,174 -0, 143ю см А 0, 785 0, 599 0 ,442 0, 313 0, 210 0, 130 0,070 0, 026

76. В -0, 142 -0, 224 -0,263 -о. 272 -о. 261 -о. 239 -0,210 -о. 176

77. А 1, 0 0, 788 0,604 0, 447 0, 318 0, 214 0, 133 0, 072

78. В 0 -о. 142 -0,225 -о. 265 -о. 275 -о. 265 -0,243 -о. 214

79. А 1, 0 0,791 0, 608 0, 452 0, 355 0,217 0, 135

80. В 0 -0,143 -о. 227 -о. 268 -0, 278 -0,269 -о. 247

81. А 1,0 0, 794 0, 612 0, 455 0,325 0, 220

82. В 0 -0, 143 -о. 228 -0, 269 -0,281 -0, 2721 ,25 А 1, 0 0, 796 0, 615 0,459 0, 328

83. В 0 -о. 143 -о. 229 -0,271 -о. 2831 ,5 А В 1, 0 0 0, -0, 796 143 0,617 -0,229 0, -о. 462 273

84. В -о. 005 -0,001 0, 002 0, 003 0, 004 0, 005 0, 005 0, 0043,75 А -о. 028 -0,024 -о. 021 -0,017 -0, 013 -о. 010 -о. 008 -о. 006в -о. 013 -0,007 -о. 002 0, 001 0, 003 0, 005 0, 005 0, 006

85. А -о. 034 -0,031 -о. 027 -0, 023 -0, 019 -о. 015 -о. 011 -о. 008в -о. 023 -0,015 -0, 008 -о, 002 0, 001 0, 003 0, 005 0, 006

86. А -о. 038 -0,036 -о. 033 -о, 029 -0, 025 -о. 020 -о. 016 -о. 012в -0, 040 -0,027 -о. 016 -о, 008 -0, 003 0, 001 0, 004 0, 006

87. А -о. 039 -0,040 -о. 038 -о, 035 -0, 031 -о. 026 -о. 021 -о. 017

88. В -о, 060 -0,043 -о, 029 -о. 017 -0, 009 -0, 003 0, 001 0, 003

89. А -о, 035 -0,040 -о. 042 -о. 040 -0, 037 -о. 032 -о. 027 -о. 023

90. В -о. 085 -0,063 -о. 046 -о. 030 -0, 018 -о. 010 -о. 003 0, 001

91. А -о, 025 -0,036 -о. 042 -о. 043 -0, 041 -о, 038 -о. 034 -о. 028

92. В -о. 114 -0,088 -о. 065 -0, 047 -о. 031 -о. 019 -о. 010 -о. 0031,25 А -о. 005 -0,025 -о. 037 -о. 043 -0, 044 -о. 043 -о. 039 -0, 035

93. В -о. 147 -0,117 -о. 091 -о. 068 -о. 048 -о. 032 -о, 020 -о. 010

94. А 0, 028 -0,005 -о. 025 -о. 038 -о. 044 -о. 046 -0, 044 -о. 041

95. В -0, 182 -0,150 -о. 120 -о, 093 -о. 069 -о, 050 -о. 034 -о, 021

96. А 0, 073 0,027 -о. 005 -о. 026 -о. 039 -о. 045 -о. 047 -о. 045

97. В -о. 217 -0,185 -0, 153 -о. 123 -о. 095 -о, 071 -о. 051 -о. 034

98. А 0, 138 0,074 0, 026 -о. 005 -о, 026 -о. 039 -о. 046 -0, 047

99. В -о. 250 -0,221 -о. 188 -о, 156 -о. 125 -о. 097 -о, 073 -0, 052

100. А 0, 223 0,139 0, 076 0, 029 -о. 004 -о, 026 -о, 040 -о. 046

101. В -о. 275 -0,253 -о. 224 -о. 191 -о. 158 -о. 127 -о. 099 -0, 074

102. А 0, 331 0,225 0, 141 0, 077 0, 029 -о. 004 -о, 027 -о. 040

103. В -о, 285 -0,277 -о. 255 -о. 226 -о. 193 -0, 160 -о, 129 -о. 100

104. А 0,464 0,334 0, 227 0, 142 0, 078 0, 030 -о. 004 -о. 027

105. В -о. 274 -0,287 -0, 279 -о. 258 -0, 228 -о. 196 -о. 162 -0, 131

106. А 0, 622 0,467 0, 336 0, 238 0, 144 0, 078 0, 030 -о. 004

107. В -о. 231 -0,275 -о. 289 -о. 281 -о. 260 -о. 231 -о, 198 -о, 164

108. А 0, 802 0,624 0, 469 0, 338 0, 230 0, 145 0, 079 0, 030

109. В -о. 144 -0,231 -о, 276 -о. 290 -о. 283 -о. 262 -о. 232 -о. 199

110. А 1, 0 0,804 0, 625 0, 471 0, 339 0, 232 0, 146 0, 080

111. В 0 -0,144 -о. 232 -о. 277 -о. 293 -о, 285 -о. 263 -о. 234

112. А 1,0 0, 805 0, 627 0, 472 0, 341 0, 233 0, 147

113. В 0 -0, 144 -о. 232 -о. 278 -о. 293 -о. 286 -о. 265

114. А 1, 0 0, 806 0, 629 0, 474 0, 342 0, 234

115. В 0 -0, 144 -о. 233 -о. 279 -о. 294 -о, 2871. Продолжение табл. П.1.1кг Коэфиценты А И В при значениях кг 4, 5 4, 75 5 5 25 5, 5 5, 75 б 6, 251Л Г-» А -о. 021 -0, 018 -0,015 -0 012 -0, 009 -о. 006 -о. 005 -о. 004

116. В -0, 005 -о, 001 0,002 0 003 0. 004 0, 005 0, 005 0, 004

117. А -о, 028 -о. 024 -0,021 -0 017 -о. 013 -о. 010 -о. 008 -о. 006

118. В -0, 013 -0, 007 -0,002 0 001 0, 003 0, 005 0, 005 0, 006

119. А -о, 034 -о. 031 -0,027 -0 023 -о. 019 -о. 015 -о. 011 -0, 008

120. В -о. 023 -о. 015 -0,008 -0 002 0, 001 0, 003 0, 005 0, 006

121. А -о, 038 -о. 036 -0,033 -0 029 -о. 025 -о. 020 -о. 016 -0, 012

122. В -о. 040 -о. 027 -0,016 -0 008 -0, 003 0, 001 0, 004 0, 006

123. А -о. 039 -0, 040 -0.038 -0 035 -о. 031 -о. 026 -о. 021 -0, 017

124. В -о. 060 -о, 043 -0,029 -0 017 -0, 009 -о. 003 0, 001 0, 003

125. А -о, 035 -о. 040 -0,042 -0 040 -о, 037 -о. 032 -0, 027 -о. 023

126. В -о. 085 -о. 063 -0,046 -0 030 -0, 018 -о. 010 -0, 003 0, 001

127. А -о. 025 -о. 036 -0.042 -0 043 -о. 041 -0, 038 -о. 034 -0, 028

128. В -о. 114 -о. 088 -0,065 -0 047 -0, 031 -0, 019 -0, 010 -о. 0031,25 А -0, 005 -о. 025 -0,037 -0 043 -о. 044 -о. 043 -о. 039 -0, 035

129. В -о. 147 -о, 117 -0,091 -0 068 -о. 048 -0, 032 -0, 020 -о. 010

130. А 0, 028 -0, 005 -0,025 -0 038 -0, 044 -о. 046 -о. 044 -о. 041

131. В -о. 182 -о. 150 -0,120 -0 093 -о. 069 -о. 050 -о. 034 -о. 021

132. А 0, 073 0, 027 -0,005 -0 026 -0, 039 -о. 045 -о. 047 -0, 045

133. В -о. 217 -о, 185 -0,153 -0 123 -0, 095 -о. 071 -о, 051 -0, 034

134. А 0, 138 0, 074 0,026 -0 005 -о. 026 -0, 039 -0, 046 -о. 047

135. В -о. 250 -о, 221 -0,188 -0 156 -о. 125 -о. 097 -о. 073 -0, 052

136. А 0, 223 0, 139 0,076 0 029 -0, 004 -о. 026 -0, 040 -о, 046

137. В -о. 275 -0, 253 -0,224 -0 191 -0, 158 -0, 127 -0, 099 -0, 074

138. А 0, 331 0. 225 0, 141 0 077 0, 029 -о, 004 -о, 027 -о. 040

139. В -о. 285 -о. 277 -0,255 -0 226 -о, 193 -0, 160 -о. 129 -о. 100

140. А 0, 464 0, 334 0,227 0 142 0, 078 0, 030 -о. 004 -0, 027

141. В -0, 274 -о. 287 -0,279 -0 258 -0, 228 -о, 196 -о. 162 -0, 131

142. А 0, 622 0, 467 0,336 0 238 0, 144 0, 078 0, 030 -о. 004

143. В -о. 231 -о, 275 -0,289 -0 281 -о. 260 -о. 231 -0, 198 -0, 164

144. А 0, 802 0, 624 0,469 0 338 0, 230 0, 145 0, 079 0, 030

145. В -о, 144 -о. 231 -0,276 -0 290 -о. 283 -о, 262 -о. 232 -о. 199

146. А 1, 0 0, 804 0,625 0 471 0, 339 0, 232 0, 146 0, 080

147. В 0 -о. 144 -0,232 -0 277 -0, 293 -0. 285 -0, 263 -0, 234ел А 1. 0 0,805 0 627 0, 472 0, 341 0, 233 0, 147

148. В 0 -0,144 -0 232 -0, 278 -о. 293 -0, 286 -0, 265

149. А 1,0 0 806 0, 629 0, 474 0, 342 0, 234

150. В 0 -0 144 -о. 233 -о. 279 -о. 294 -о. 2871. Продлозкение табл. П. 1.1

151. КоэФиценты А и В при значениях kr

152. J\l 6,5 7 7,5 8 9 10 11 12

153. D ,5 A -0,003 -0,002 -0,001 0 0 0 0 0

154. В 0, 004 0, 003 0, 002 0, 001 0 0 0 0

155. Э ,75 A -0,005 -0,003 -0,001 0 0 0 0 0

156. В 0, 005 0, 004 0, 003 0, 002 0, 001 0 0 0

157. A -0,007 -0,004 -0,002 0 0 0 0 0

158. В 0,002 0,003 0,003 0, 002 0, 001 0 0 01.,25 A -0,010 -0,006 -0,003 -о. 001 0 0 0 0

159. В 0, 003 0,004 0, 004 0, 003 0, 001 0 0 0

160. A -0,014 -0,008 -0,004 -о, 001 0 0 0 0

161. В 0,004 0,006 0,005 0, 004 0, 002 0 0 0

162. A -0,018 -0,010 -0,005 -0, 001 0 0 0 0

163. В 0,005 0,007 0,007 0, 006 0, 002 0 0 0

164. A -0,022 -0,013 -0,006 -о. 002 0 0, 001 0 ,001 0

165. В 0,006 0, 009 0,009 0, 007 0, 003 0,001 0 0

166. A -0,027 -0,015 -0,007 -о. 002 0, 001 0, 002 0 ,001 0

167. В 0,006 0,010 0,011 0, 008 0, 004 0,001 0 0

168. A -0,030 -0,017 -0,008 -о. 002 0, 001 0,002 0 ,001 0

169. В 0, 008 0,012 0, 012 0, 010 0, 004 0,001 0 0

170. A -0,033 -0,019 -0,009 -о. 003 0, 001 0, 002 0 ,001 0

171. В 0,009 0,013 0, 013 0, 010 0, 004 0,001 0 0

172. A -0,034 -0,019 -0,009 -о. 003 0, 001 0,002 0 ,001 0

173. В 0, 009 0, 014 0, 013 0, Oil 0, 005 0, 001 0 0

174. A -0,032 -0,018 -0,008 -о, 002 0, 001 0, 002 0 , 001 0

175. В 0,009 0,013 0,012 0, 009 0, 004 0.001 0 0

176. A -0,025 -0,014 -0,007 -0, 002 0, 001 0, 002 0 ,001 0

177. В 0, 007 0,010 0, 010 0, 008 0, 003 0, 001 0 0

178. A -0,012 -0,007 -0,003 -о. 001 0 0,001 0 0

179. В 0,003 0,005 0,005 0, 003 0, 002 0 0 0

180. A 0,008 0,004 0, 002 0, 001 0 -0,001 0 0

181. В -0,002 -0,003 -0,003 -о. 002 -o. 002 -0,001 0 0

182. A 0,038 0,022 0,010 0, 003 -o. 002 -0,002 -0 , 001 0

183. В -0,010 -0,015 -0,015 -о. 012 -o. 005 -0,001 0 0

184. A 0,079 0,045 0, 021 0, 006 -o, 005 -0,005 -0 ,002 -0,001

185. В -0,021 -0,032 -0,031 -о. 025 -o. Oil -0,002 0 0, 001

186. A 0,135 0,077 0, 036 0, 010 -o. 009 -0,009 -0 ,004 -0,001

187. В -0,036 -0,055 -0,053 -о, 042 -o. 018 -0,004 0 0,002

188. A 0,205 0,177 0, 055 0, 016 -o, 014 -0,013 -0 , 006 -0,002

189. В -0,055 -0,083 -0,081 -о. 064 -o, 028 -0,006 0 , 001 0, 003