1. The tunnel

1. Ключевые характеристики высокоскоростных железнодорожных сетей и поездов в различных странах по состоянию на 2025 год. Страна Название сети/поезда Длина сети (км) Год запуска Макс. эксплуатационная скорость (км/ч) Китай CRH (China Railway High-speed) 48,000 2007 350–400 (CR450 в тестах до 450) Япония Шинкансэн 2,764 1964 320 Испания AVE 3,973 1992 310 Германия ICE 1,571 1991 300 Франция TGV 2,800 1981 320 Италия Frecciarossa 1,500 2008 300 Южная Корея KTX 1,104 2004 305 Тайвань THSR 345 2007 300 Индонезия Whoosh 143 2023 350 Индия MAHSR (в разработке) 508 (план) 2028 (план) 320 Канада Alto (в разработке) 1,047 (план) 2035 (план) 300 Россия ВСМ 679 (план) 2030 (план) 360 (план) Москва–Санкт-Петербург (в разработке) Ключевые обновления: ● Китай: Крупнейшая в мире сеть высокоскоростных железных дорог, достигшая 48,000 км к концу 2024 года. В 2024 году введено в эксплуатацию 2,457 км новых линий. Прототип поезда CR450 достиг скорости 450 км/ч на испытаниях, с планируемой эксплуатационной скоростью 400 км/ч. Индонезия: В 2023 году запущена первая в Юго-Восточной Азии высокоскоростная линия Whoosh между Джакартой и Бандунгом, длиной 143 км и максимальной скоростью 350 км/ч. Индия: Строительство первого коридора MAHSR между Мумбаи и Ахмедабадом продолжается, с планируемым запуском в 2028 году. К 2047 году планируется расширение сети до 7,000 км. ● ●

2. ● Канада: Проект Alto предусматривает строительство линии между Торонто и Квебеком, длиной 1,047 км, с максимальной скоростью 300 км/ч и запуском к 2035 году. Россия: Строительство высокоскоростной магистрали Москва–Санкт-Петербург началось в 2024 году. Планируется длина 679 км, максимальная скорость 360 км/ч и запуск к 2030 году. ● Наиболее оптимальная ширина колеи для высокоскоростных поездов — 1435 мм, также известная как стандартная колея. ✅ Почему 1435 мм — оптимальна: Параметр Обоснование ? Мировая распространённость На ней построено более 60% всех железных дорог мира, включая большинство ВЖД. ? Подходит для высоких скоростей Устойчива при скоростях до 400 км/ч; обеспечивает минимальное сопротивление качению. ⚙ Совместимость и стандартизация Упрощает закупку подвижного состава, локомотивов, инфраструктуры и IT-систем. ? Обслуживание и строительство Наиболее проработана с точки зрения технологий укладки и диагностики. ? Сравнение с другими колеями: Ширина колеи Название Использование Минусы для ВЖД 1435 мм Стандартная Европа, Китай, Япония (Шинкансэн), США — 1520 мм Русская / СНГ Россия, Финляндия, Казахстан Более тяжёлая инфраструктура, меньше подвижного состава под ВЖД 1600 мм Ирландская Ирландия, Австралия (частично) Ограниченное применение, трудности с закупкой техники 1067 мм Узкая (Cape gauge) Южная Африка, Япония (обычные линии) Не пригодна для ВЖД выше 130–160 км/ч

3. 1000 мм Метровая В некоторых горных/колониальных регионах Не подходит для высоких скоростей ? Что делать, если страна использует нестандартную колею? ● ❗Пример России (1520 мм): строит отдельные ВСМ на 1520 мм (не конвертирует в 1435 мм), но это снижает возможности использования стандартных международных решений. ● ❗Пример Японии: Шинкансэн построен на 1435 мм, хотя большинство обычных линий — 1067 мм. Это позволило внедрить ВЖД без ограничения скоростей. ✅ Вывод: Наиболее оптимальная колея для высокоскоростных поездов — 1435 мм. Это мировой стандарт, обеспечивающий наилучшее соотношение скорости, стабильности, стоимости и совместимости.

4. Использование аэродинамического тоннеля/трубы или прозрачного кожуха, как на изображении, может увеличить скорость высокоскоростного поезда и повысить его энергоэффективность, но с определёнными условиями. ? Преимущества закрытой трассы: 1. ? Снижение аэродинамического сопротивления ○ На скоростях свыше 300 км/ч сопротивление воздуха становится доминирующим фактором потерь энергии. ○ Туннель с разрежением или ламинарным потоком может уменьшить сопротивление до 30–50%. 2. ❄ Защита от погодных условий ○ Исключаются воздействия ветра, снега, льда, дождя. ○ Устраняются риски, связанные с обледенением, снежными заносами и др. 3. ? Повышение стабильности движения ○ Плотное ограждение снижает турбулентность, порывы бокового ветра и риск схода с рельсов при ураганах. 4. ? Снижение шума и вибраций ○ Особенно важно при прохождении рядом с городами или в чувствительных зонах (экология, заповедники и т.п.). 5. ? Потенциал для вакуумных или полувакуумных систем ○ Как у Hyperloop, что позволяет двигаться при низком давлении и достигать скоростей 600–1200 км/ч. ⚠ Ограничения и вызовы: Фактор Описание ? Высокая стоимость Строительство тоннеля/кожуха по всей длине — значительно дороже открытой трассы. ? Сложность обслуживания Необходимость в сложной системе вентиляции, доступа, датчиков и эвакуации. ? Проблема поршневого эффекта При скоростях выше 350 км/ч в герметичном тоннеле образуется волна давления. ? Требует энергоуправления Требуется баланс давления, вентиляции, охлаждения (особенно в жарких регионах). ✅ Вывод: Да, подобная конструкция способна повысить скорость, безопасность и эффективность высокоскоростного поезда, особенно при скоростях 400+

5. км/ч и в условиях экстремального климата. Но её применение целесообразно на отдельных участках или в инновационных проектах (например, полувакуумный тоннель для Hyperloop или CR450 в Китае), а не на всей трассе без весомых причин. ● ● ● При движении поезда в замкнутом или частично замкнутом туннеле на скорости около 500 км/ч возникает поршневой эффект — резкий рост давления перед поездом и пониженное давление позади него. Это вызывает: ● ударные волны (например, на выходе из туннеля), ● дискомфорт для пассажиров (скачки давления), ● перегрузку конструкций и шум, ● рост сопротивления и энергозатрат. ✅ Решения для устранения поршневого эффекта при 500 км/ч: 1. Увеличение поперечного сечения тоннеля ● Увеличение отношения площади поперечного сечения туннеля At к площади проекции поезда Ap . ● Рекомендуемое соотношение: ● Это снижает степень сжатия воздуха и уменьшает ударные волны. ?Недостаток: сильно увеличивает стоимость строительства. 2. Использование вакуума или частичного вакуума ● Hyperloop-подход: давление внутри трубы снижается до 10–100 Па. ● Устраняется сопротивление воздуха и сам поршневой эффект. ● Возможны скорости 1000+ км/ч. ?Недостаток: требуется герметизация, насосы, шлюзы, системы жизнеобеспечения. 3. Установка байпасных вентиляционных шахт

6. ● Воздух перед поездом направляется в обводные каналы (вдоль тоннеля или поперек). ● Позволяет избежать образования ударной волны. ? Использовалось на некоторых линиях японского Shinkansen и тоннелях TGV. 4. Аэродинамическая форма поезда ● Острый нос (до 15 м длиной), обтекаемый корпус. ● Минимизация фронтальной площади и сглаживание переходов. ? Примеры: ● E5 Series (Shinkansen, "утконос"), ● CR400AF ("Fuxing"), ● Прототипы CR450. 5. Сегментирование туннеля с воздушными ловушками ● Участки туннеля с пониженными давлениями или ловушками воздуха. ● Разбивает волну давления на несколько слабых фронтов. ? Имеет смысл на длинных туннелях >10 км. 6. Использование поездов с активной вентиляцией (дышащий нос) ● Воздух поступает внутрь корпуса поезда, снижая фронтальное давление. ● Комбинируется с реактивным выбросом позади состава. ? Исследуется в аэродинамических лабораториях Siemens и Hitachi. ? Заключение: Для проектной скорости 500 км/ч на закрытом или частично закрытом участке: ?Наиболее реалистичное инженерное решение — комбинация: ● увеличенного сечения тоннеля (в 6–8 раз больше площади поезда), ● аэродинамического дизайна состава, ● вентиляционных байпасов, ● и, возможно, частичного снижения давления в трубе.

7. ● ● ● Чтобы устранить поршневой эффект при скорости 500 км/ч за счёт увеличения сечения тоннеля, нужно рассчитать: 1. ? Размер поезда (площадь поперечного сечения) 2. ? Оптимальное отношение площади туннеля к площади поезда 3. ? Форму туннеля для оптимизации аэродинамики ? 1. Исходные параметры поезда Допустим, поезд соответствует типичным габаритам высокоскоростных составов, например CRH или TGV: ? 2. Расчёт площади тоннеля Для скорости 500 км/ч (≈138.9 м/с) оптимальное соотношение: ? 3. Оптимальная форма тоннеля На практике чаще всего используются овальные, подковообразные или высокие круглые формы. Они обеспечивают лучшую устойчивость к внутреннему давлению и турбулентности.

8. ? Вариант 1: Круглый тоннель Площадь круга: ? Вариант 2: Овальный тоннель (эллиптический профиль) ? Вариант 3: Подковообразный профиль Используется для упрощения строительства и доступа к техническим зонам. Выбирается так, чтобы центральная зона соответствовала 85 м² с закруглёнными углами. ? ИТОГ: Профиль Размеры Круглый Диаметр ≈ 10.4 м Овальный (1:1.33) Ширина ≈ 9.0 м, высота ≈ 12.0 м Подковообразный Эквивалентная площадь ≈ 85 м², гибкая геометрия

9. ✅ Рекомендации: ● Овальный тоннель — оптимален по соотношению аэродинамики и строительных затрат. ● Для проектов в горных районах лучше использовать подковообразный (дешевле бурить). ● При работе в разреженном воздухе (полувакуум) можно использовать меньшее сечение, т.к. сопротивление воздуха меньше.

10. Если туннель проектируется двухпутным (для движения в обе стороны), его размеры и конструкция изменяются значительно: ? 1. Размеры двухпутного тоннеля При сохранении тех же параметров поезда (ширина 3.3 м, высота 4.1 м) и безопасных расстояний: ✅ Минимальные габариты (овал): Элемент Значение Ширина туннеля ≈ 16.5–18.0 м Высота туннеля ≈ 12.0–13.0 м Расстояние между осями путей ≈ 4.5–5.0 м Зазор от края поезда до стены ≥ 1.5 м с каждой стороны Таким образом: ? Альтернативные формы: ● Овальный или эллиптический профиль наиболее экономичен в сечении. ● Прямоугольный с закруглёнными углами часто используется при сооружении туннелей с жёсткими габаритами (например, в городских условиях). ? 2. Нужна ли перегородка между путями? ✅ Перегородка рекомендуется, если: ● Один путь может выйти из строя (например, пожар, авария). ● Повышенные требования к аэродинамической стабильности и противопожарной безопасности. ● Используется разреженный воздух (полувакуум) в тоннеле — в таком случае перегородка обязательна, чтобы потоки воздуха не мешали встречным поездам. ? Необязательна, если: ● Идёт свободная вентиляция (например, туннель короткий).

11. ● Установлены вентиляционные и сбросные шахты. ? 3. Оптимальные решения для высокоскоростного двухпутного тоннеля: Тип тоннеля Рекомендации Классический (атмосферный) Без перегородки, ширина ≥ 16.5 м С частичным вакуумом Перегородка обязательна, отдельные каналы воздухозабора и выпуска Hyperloop/вакуумный Каждый путь — в отдельной трубе или жестко изолирован ? Вывод: Для двухпутного высокоскоростного тоннеля: ● Минимальная ширина ≈ 16.5–18.0 м ● Высота ≈ 12.0–13.0 м ● Перегородка — желательно, особенно при высокой скорости (>400 км/ч) и длине тоннеля >2 км

12. Если туннель будет двухярусным, где: ● нижний ярус — двухпутный высокоскоростной железнодорожный путь (поезд шириной 3,3 м), ● верхний ярус — автомобильная трасса, то количество автомобильных полос в каждом направлении зависит от ширины верхнего яруса, конструктивных ограничений и норм безопасности. ? Основные допущения: ● Общая ширина железнодорожного тоннеля — около 17,5 м, как ранее рассчитано. ● Верхний ярус может иметь ту же ширину либо быть немного шире (до 18–20 м), если предусмотрены выносы для ограждений или обслуживания. ? Ширина автомобильной полосы (по нормам): Элемент Стандартная ширина (метры) Одна полоса движения (Город/Магистраль) 3.50–3.75 м Разделительная полоса / барьер 0.5–1.0 м Боковая обочина / тротуар / ограждение 0.5–1.0 м с каждой стороны ? 2. Расчет ширины по количеству полос: Вариант 4+4 полосы (всего 8): ● 8 полос × 3.5 м = 28.0 м ● Центр. разделитель = 1.0 м ● Обочины (0.5 м × 2) = 1.0 м ?Итого: 30.0 м✅ (а не 18) ➡Вывод: На ярусе шириной 18 мневозможно безопасно разместить 4+4 полос. Вариант 3+3 полосы (всего 6): ● 6 полос × 3.5 м = 21.0 м ? Уже не помещается, даже без обочин.

13. Вариант 2+2 полосы (всего 4): ● 4 полосы × 3.5 м = 14.0 м ● Центр. разделитель = 1.0 м ● Обочины (0.5 м × 2) = 1.0 м ?Итого: 16.0 м✅ (вписывается в 18 м) ? Итоговая таблица: Кол-во полос (всего) Мин. ширина Поместится на 18 м? ✅ Да 2+2 (4) ~16 м ❌ Нет 3+3 (6) ~22 м ❌ Нет 4+4 (8) ~30 м ? Вывод: На верхнем ярусе двухярусного туннеля шириной 18 м можно безопасно разместить максимум 2 полосы в каждую сторону (2+2), при этом останется место для минимальных обочин и разделителя. ● ● ● Для длительного движения автомобилей в тоннеле (протяжённость свыше 100 км), оптимальным будет размещение автомобильного яруса наверху, по следующим ключевым причинам: ✅ Преимущества верхнего яруса для автомобилей: 1. Улучшенная вентиляция: ● Выхлопные газы поднимаются вверх — на верхнем ярусе их легче отводить естественной или принудительной вентиляцией. ● Применение вертикальной вентиляции через шахты или естественные турбулентности воздуха более эффективно на верхнем ярусе. 2. Естественное освещение (при остеклении или полупрозрачных покрытиях):

14. ● На верхнем ярусе можно реализовать светопрозрачные конструкции, что снижает потребность в искусственном освещении, уменьшает утомляемость водителей и снижает энергозатраты. 3. Лучшая эвакуация и безопасность: ● В случае аварии или пожара на верхнем ярусе легче: ○ Устроить горизонтальные выходы (на виадуке) или горизонтальные эвакуационные коридоры; ○ Выполнить эвакуацию при помощи техники (авто, вертолетов и др.) при наличии доступа сверху; ○ Организовать сброс дыма вверх — без риска его распространения в железнодорожную зону. 4. Меньшие риски от вибрации и шума поездов: ● На нижнем ярусе вибрации и шум от поездов не мешают водителям, особенно при высокой скорости поездов (свыше 300–500 км/ч). ? Недостатки нижнего яруса для автомобилей: ● Сложнее вентиляция выхлопных газов — особенно опасно на таких дистанциях (>100 км). ● При аварии и задымлении угарный газ может скапливаться внизу, создавая критические условия. ● Без естественного света утомляемость водителей возрастает. ? Альтернативные решения: ● Если по конструктивным причинам автомобильный ярус всё же нужно разместить внизу, обязательно потребуется: ○ Мощная продольная и поперечная вентиляция; ○ Дублированные эвакуационные выходы (каждые 250–500 м); ○ Разделение транспортных потоков физической перегородкой от верхнего железнодорожного яруса. ✅ Вывод: Для тоннеля протяжённостью более 100 км в условиях высокой интенсивности движения: ?Автомобильный ярус оптимально размещать на ВЕРХНЕМ уровне, а железнодорожный — на нижнем.

15. ● ● ● Если верхний ярус с автомобилями будет связан с нижним железнодорожным ярусом через систему воздуховодов или вентиляционных каналов, то высоту (и объём) нижнего яруса действительно можно будет немного уменьшить, но не существенно — за счёт частичного рассеивания давления и потока воздуха, создаваемого поездом на высоких скоростях. ? Что такое поршневой эффект и зачем запас объёма? Поршневой эффект — это стремительное нарастание давления перед движущимся поездом в замкнутом пространстве (туннеле), особенно при скорости >300 км/ч. Чтобы избежать: ● резких перепадов давления; ● дискомфорта пассажиров; ● риска структурного повреждения; необходимо, чтобы тоннель был существенно шире/выше состава, либо имел механизмы отвода воздуха (ниши, вентиляционные каналы, перепускные шахты). ? Что даст подключение автомобильного яруса к вентиляции нижнего: ✅ Плюсы: 1. Дополнительный объём воздуха: ○ Автомобильный ярус (выше) создаёт резервуар низкого давления, куда можно перенаправить часть воздушной массы, сдвигаемой поездом. ○ Это может снизить максимальное давление и волны разрежения в нижнем ярусе. 2. Снижение требуемой высоты тоннеля: ○ Возможно уменьшение высоты на 10–15% (зависит от площади воздуховодов, скорости поезда и длины тоннеля). 3. Стабилизация давления: ○ Постоянное движение воздуха между ярусами поможет выровнять давление, особенно в длинных тоннелях (>50 км). ⚠ Ограничения:

16. 1. Полное устранение поршневого эффекта невозможно без увеличенного сечения или специальных шахт. 2. Площадь вентиляционных каналов должна быть значительной (обычно 5–10% от поперечного сечения тоннеля). 3. Автомобильный ярус будет загрязняться воздухом из нижнего яруса, что потребует фильтрации и принудительной вентиляции. ? Как может измениться высота нижнего яруса: Пример: ● Исходная расчетная высота тоннеля под поезд 500 км/ч: 7.5–8.0 м ● При наличии компенсирующих каналов в верхнем ярусе: 6.5–7.0 м✅ Но! Точная величина зависит от: ● Поперечного сечения поезда ● Скорости ● Частоты следования ● Распределения и размера воздуховодов ? Вывод: Да, воздухообмен с верхним автомобильным ярусом позволяет частично компенсировать поршневой эффект и небольшо́е уменьшение габаритов нижнего яруса возможно (до 10–15%), если правильно спроектированы воздуховоды. Однако полностью отказаться от запасного объема нельзя.

17. ● ● ● Давайте подробно разберёмся, как устроена система воздуховодов между ярусами двухъярусного тоннеля, где: ● нижний ярус — для поездов (высокоскоростной), ● верхний ярус — для автомобильного транспорта, ● предусмотрена система воздухообмена между ярусами, в т.ч. через воздуховоды, встроенные в конструкцию. ? Цель системы воздуховодов между ярусами: 1. Снижение поршневого эффекта в нижнем ярусе (передача избыточного давления вверх). 2. Обеспечение циркуляции воздуха между ярусами. 3. Интеграция с системой общей вентиляции, дымоудаления, кондиционирования. ? Распределение массы системы воздуховодов между ярусами (на 10 км тоннеля) Компонент Масса от общей нагрузки (%) Примерная масса (10 км) Основные воздуховоды (вертикальные и наклонные) ~60 % ~1 200–1 500 т Акустические и пылевые фильтры ~15 % ~300 т Клапаны, задвижки, демпферы ~10 % ~200 т Крепления, изоляция, огнестойкие оболочки ~15 % ~300–400 т Итого примерная масса — ~2 200–2 400 т ? Где монтируются воздуховоды между ярусами? Элемент Расположение Вертикальные воздуховоды Встраиваются в шахты по бокам тоннеля или внутри опор перекрытия между уровнями

18. Горизонтальные каналы Часто прокладываются в толще перекрытия между ярусами или вдоль боковых ниш Вентиляционные решётки/отверстия Расположены в технических коридорах или рядом с потолком/полом каждого яруса Фильтры, клапаны, заслонки Монтируются внутри обслуживаемых ниш, доступны через технические коридоры ⚙ Нагрузки и особенности крепления Параметр Значение / Метод решения Допустимая точечная нагрузка на перекрытие Обычно не более 5–10 т/м² → воздуховоды равномерно распределяются Основной вес оборудования Передаётся на боковые фермы или опоры перекрытия Антивибрационные крепления Применяются для компенсации вибрации от поездов и фур Огнестойкость Используются воздуховоды EI60–EI120, защищённые от термического удара Обслуживание Все секции доступны из техкоридоров между ярусами ? Вывод: ● Нагрузка от системы воздуховодов между ярусами умеренная — ~2 200–2 400 тонн на 10 км. ● Оборудование не монтируется на пол перекрытия — оно встраивается в перекрытие или опирается на боковые зоны, не мешая движению. ● Такая система является частью общей вентиляционной инфраструктуры, работая в сочетании с продольной и поперечной вентиляцией. ● ● ● Рассчитаем габариты тоннеля с учётом ранее установленных параметров для двухпутного тоннеля под высокоскоростной поезд и системы воздуховодов между ярусами

19. ✅ Дано ранее: ● Двухпутный тоннель (поезда): ○ Ширина: 18 метров ○ Высота: 12 метров (с учётом поршневого эффекта на скорости 500 км/ч) ? Целевая структура: двухъярусный тоннель ● Нижний ярус – двухпутный путь для поездов (с перегородкой). ● Верхний ярус – автомобильная дорога. ● Вентиляционные каналы между ярусами. ? Обновлённые габариты и структура: Элемент Ширина Высота Примечание Нижний ярус 18 м 10,0–10,5 м Ширина без изменений. Высота уменьшена за счёт компенсации вентиляцией. Перекрытие + вентиляция — ~1,0–1,5 м Толщина перекрытия между ярусами + каналы для воздуховодов. Верхний ярус ≥15 м ~4,0–4,5 м 4 полосы для автомобилей (по 3,5 м) + разделение, обочины и ограждения. ИТОГО (вся конструкция) 18 м 16 м Общая высота остаётся в рамках исходных 12 м. Ширина тоже соответствует норме. ? Оценка размещения автомобильной полосы: ● Одна полоса движения: 3,5 м ● 4 полосы (2 в каждую сторону): 4 × 3,5 м = 14 м ○ обочины и буферные зоны: 1,0–1,5 м ● → Итого: 15–15,5 м в ширину достаточно. ? Вывод:

20. Вывод: при общей высоте тоннеля в 16 метров, оба яруса можно компактно разместить. Автомобильный уровень при этом лучше расположить сверху, как мы обсуждали ранее. Примечание: ● Размеры могут быть уточнены в зависимости от нормативов по высоте над проезжей частью, высоте транспортных средств, системы вентиляции и толщины перекрытия. ● Центральная перегородка служит для размещения воздуховодов и шумопоглощения. ● Габариты подогнаны под минимально допустимые размеры для высокоскоростного поезда и автомобильной дороги без запаса. ● ● ● Проверим хватит ли высоты верхнего ярусы для движения грузового транспорта (фуры) с учётом нормативов. ? Стандартные габариты грузовиков (фур): Параметр Значение Максимальная высота фуры до 4,0 м (в ЕС, РФ, США) Минимальный дорожный просвет ~0,15–0,25 м Требуемый габарит по высоте (с запасом) ~4,5 м ? Выделенная высота верхнего яруса на схеме: ● 4,0–4,5 м, включая проезжую часть и запас на своды/перекрытия. ✅ Вывод: Да, высоты 4,5 м хватит для движения фур, если: ● проезжая часть будет ровной, без сильных уклонов; ● перекрытие не имеет пониженных участков (балки, воздуховоды); ● соблюдён безопасный зазор не менее 0,3–0,4 м над самой высокой точкой фуры.

21. ? Рекомендация: Если планируется регулярное движение грузового транспорта, особенно междугороднего: ● Высоту лучше принять ≥4,7 м, чтобы исключить аварийные зацепы в случае просадки дорожного покрытия, установленных знаков или оборудования. ● Можно применить арочную форму перекрытия с высотой до 5 м в центре проезжей части и понижением к краям. ?Итог: Высоты в 4,5 м достаточно на пределе — но для надёжной и безопасной эксплуатации фур желательно предусмотреть высоту не менее 4,7–5,5 м по внутреннему габариту верхнего яруса. ● ● ● Обновлённая таблица с габаритами двухъярусного тоннеля с учётом: ● Нижний ярус (поезда): 10 метров высоты ● Верхний ярус (автомобили, включая фуры): 5 метров ● Толщины перекрытий и вентиляционного уровня между ярусами: 1 метр ? Обновлённые габариты конструкции двухъярусного тоннеля Элемент Ширина Высот а Примечание Нижний ярус 18 м 10 м Двухпутный путь для высокоскоростных поездов, с центральной перегородкой Межъярусное перекрытие — ~1 м Несущая конструкция с воздуховодами (горизонтальная вентиляция) Верхний ярус ≥15 м 5 м Автомобильное движение, до 4 полос + допустимая высота для фур (до 4,2 м) Общая высота конструкции 18 м 16 м Объединённая высота всей двухъярусной структуры

22. ? Дополнительно: ● Автомобильный ярус: ○ 4 полосы (по 3,5 м) = 14 м, плюс буфер/обочины ≈ 15–16 м. ● Поездной ярус: ○ Достаточный запас по высоте для поршневого эффекта и контактной сети. ● Перекрытие: ○ Включает вентканалы, инженерные сети, теплоизоляцию и шумопоглощение. ✅ Вывод: Параметр Значение Общая ширина 18 м Общая высота 16 м Высота нижнего яруса 10 м Высота перекрытия 1 м Высота верхнего яруса 5 м Эти параметры обеспечивают безопасное и долговременное движение поездов и грузового автотранспорта с учётом технических требований и запаса на эксплуатационные допуски.

23. Рассчитаем габариты двухъярусного тоннеля в случае, если ● На верхнем ярусе будет 6 полос движения по три в каждую сторону (две основные и одна для аварийных ситуаций и съезда) шириной по 4 метра каждая, а между потоками будет буфер в 1 метр ● На нижнем ярусе останется две колеи, а образовавшееся дополнительное пространство с 2-х сторон используется для технических помещений шириной 4 м каждый ? Технические параметры (вводные): ? Верхний ярус (автомобильный): ● Количество полос: 6 (по 3 в каждую сторону) ● Ширина одной полосы: 4 м ● Буфер между потоками: 1 м ● Обочины и технические зоны по краям: 2×0,5 м ● Итого ширина проезжей части: 26 м Необходимая высота (с учётом фур): 5 м свободного габарита + 1 м запаса = 6 м ● Техническое перекрытие между ярусами: ~1 м (предварительно) ? Нижний ярус (поезда + техпомещения): ● Количество путей: 2 ● Минимальная ширина габарита: Ранее была 18 м, теперь увеличивается до 26 м. ● Технические коридоры по краям: по 4 м ширины ● Перегородка между путями сохраняется.

24. ? Возможность уменьшения высоты: ● Ранее высота составляла 10 м (с учётом поршневого эффекта). ● За счёт расширения поперечного сечения до 26 м, удельная площадь поперечного сечения резко увеличивается. (4,0 * 3,2 * 2 * 6 + 20) / 26 = 6,68 м, где 20 - площадь технических коридоров (высотой 2,5 метра) ● Это позволяет снизить высоту нижнего яруса с 10 м до 7 м без потери эффективности продува (по аналогии с отношением площади тоннеля к габариту поезда, чтобы снизить поршневой эффект). С учетом необходимости укладки покрытия для движения поездов и автомобилей ● для верхнего яруса - 0,523 м ● для нижнего яруса - 0,763 м или 0,343 м принимаем ● высоту верхнего яруса - 6,5 м (5 м свободного габарита + 1 м запаса + 0,5 м дорожного покрытия)

25. ● высоту нижнего яруса - 7,5 м (7 м по расчету и 0,5 основания и рельсов). ? Таблица габаритов двухъярусного тоннеля Элемент Ширина (м) Высота (м) Комментарий Верхний ярус (автомобильный) 26,0 6,5 6 полос (по 4 м) + 1 м буфер между потоками Перекрытие между ярусами — 1 (предвари- тельно) Конструктивное перекрытие + воздуховоды, инженерные сети Нижний ярус (железнодорожный) 26,0 7,5 18 м — двухпутный путь, 2×4 м — технические коридоры по бокам Боковые стенки (каждая сторона) 1,0 — Конструктивный зазор, защита и крепление конструкции (предвари- тельно) Нижняя часть туннеля — 0,5 Основание тоннеля (предвари- тельно) Верхняя часть туннеля — 0,5 Конструктивное перекрытие, защита от деформаций и нагрузок (предвари- тельно) ? Общая ширина 26,0 + 2×1,0 = 28,0 — Включает боковые конструктивные элементы ? Общая высота — 0,5 + 6,5 + 1 + 7,5 + 0,5 = 16,0 (предвари- тельно) Полная высота туннеля со всеми элементами конструкции ? Примечания: ● 4 метра по бокам (внутри нижнего яруса) можно использовать для технических нужд (в том числе размещение кабельных лотков, каналов ОВК, высоковольтных и оптоволоконных трасс). ● Сохранён пассажирский габарит и вентиляционные зазоры на нижнем ярусе. ● Технические коридоры по 4 м с каждой стороны на нижнем ярусе ○ Ограждены прозрачной перегородкой высотой ~2,5 м ○ Воздухообмен сохраняется через верхнюю часть (выше уровня головы) ○ Внутри размещаются: коммуникации, кабельные трассы, проходы для обслуживания и аварийного доступа

26. ● Такой тоннель уже близок по размерам к подземным магистралям смешанного типа (например, тоннель Gotthard в Швейцарии по ширине и функциям). ? Дополнительно: ● Вентиляция объединённая, с регулируемой подачей/отводом на уровне свода ● Освещение и системы безопасности встроены в технические коридоры ● Визуальный обзор из поезда сохраняется за счет кожуха от уровня окон вверх ✅ Вывод: Увеличение ширины нижнего яруса до 26 м позволяет уменьшить его высоту с 10 м до 7,5 м без ущерба для воздушной динамики (при условии нормальной работы вентиляции). Это также даёт бонус в виде пространства для прокладки сторонних коммуникаций и инженерных решений по бокам (в технических каналах), сохраняя высокий уровень безопасности и функциональности.