18 RAUTATIETUNNELIT RAUTATIETUNNELEITA KOSKEVAT OHJEET... 5

Transkriptio

1

2

3 1 RATO 18 Sisältö SISÄLTÖ 18 RAUTATIETUNNELIT RAUTATIETUNNELEITA KOSKEVAT OHJEET MÄÄRITELMÄT Tunnelit Tunnelin rakenneosat Kantavat rakenteet Sisustusrakenteet Laiteasennukset Tunnelipoikkileikkaus Tekniset järjestelmät Turvallisuus Ratatekniikka TUNNELEIDEN SUUNNITTELUN PERUSTEET Toiminnallinen analyysi Tunnelin pituus Tunnelipoikkileikkaus Normaalipoikkileikkaus Poikkileikkaus ja raidegeometria Poikkileikkaus ja mitoitusnopeus Ratatekniset vaatimukset Ratageometria Sähköistys Sähköistykselle asetettavia vaatimuksia Turvalaitteet Raide Aerodynaaminen suunnittelu Lähtökohdat Mitoitusparametrit Matkustusmukavuuden mitoituskriteerit Poikkileikkauksen ja paineentasauskuilujen mitoitus Rakenteiden ja laitteiden painekuormamitoitus Ilman virtausnopeus Tunneliasemat Rakenteiden aerodynaaminen muotoilu ja vaimennusrakenteet TURVALLISUUSSUUNNITTELU JA RISKITARKASTELUT Turvallisuussuunnittelun lähtökohdat Liikenteen toiminnallinen analyysi Liikenteen riskianalyysi Turvallisuustilat sekä rakenteet ja laitteet Toimintaohjeet Pelastussuunnitelma ja poistumisaikalaskelma SUUNNITELMIEN SISÄLTÖ Suunnitelman sisältö... 33

4 2 RATO 18 Sisältö Yleispiirustukset Mitta-, työ- ja detaljipiirustukset sekä opasteet Pohjarakennussuunnitelma Kalliorakennussuunnitelma Rakennesuunnitelmat Teknisten järjestelmien suunnitelmat Työvaihesuunnitelmat Suunnitelmaselostus RAKENNUSTEKNINEN SUUNNITTELU Tutkimukset Maaperätutkimukset Kallioperätutkimukset Orsi- ja pohjavesitutkimukset Ympäristöselvitykset Rakenteiden suunnitteluperusteet Suunnitteluohjeet ja määräykset Käyttöikä Lujuustekninen mitoitus Vedeneristys Lämpötekninen mitoitus Palotekninen mitoitus Kunnossapito- ja olosuhdekuormitukset Kalliotunneli Tutkimukset Kalliomekaaniset analyysit Kalliorakennustöiden suunnittelu Rakenteet Kuivatusjärjestelmä ja alusrakenne Kävelykulkutiet Betoni- ja terästunneli Erikoismenetelmillä rakennettavat tunnelit Maatunnelit Upotettavat ja kelluvat tunnelit TEKNISET JÄRJESTELMÄT Järjestelmien laajuus Sähköjärjestelmät Sähköenergian siirto ja jakelu Pää- ja ryhmäkeskukset Varavoimasähkö Johtotiet LVI-järjestelmät Ilmanvaihto Viemäröinti LVI-valvontajärjestelmä Valaistus Normaalivalaistus Varavalaistus... 58

5 3 RATO 18 Sisältö Turvallisuus- ja valvontajärjestelmät Paloilmoitinjärjestelmä Palonsammutusjärjestelmä Savunpoistojärjestelmä Antennijärjestelmä Hätäpuhelinjärjestelmä Videovalvontajärjestelmä Rikosilmoitusjärjestelmä Turva- ja opasvalaistusjärjestelmä Äänentoistojärjestelmä Poistumisreittimerkinnät Valvomo YMPÄRISTÖNÄKÖKOHDAT TUNNELEIDEN SUUNNITTELUSSA Tärinä ja runkoäänimelu Meluntorjunta Ilmanpaine Pohjavesi ja painumat Päästöt pohjaveteen ja maaperään Päästöt ilmaan TUNNELEIDEN KUNNOSSAPITO SRT YTEn noudattaminen kunnossapidossa Peruskunnossapito Peruskorjaus Perusparannus Tarkastukset Tarkastustoiminnan yleiset periaatteet Kävelytarkastus Vuositarkastus Päätarkastus Erikoistarkastus Rakenteiden tarkastustoimenpiteet Laitteiden ja varusteiden tarkastustoimenpiteet HUOLTOKIRJA DOKUMENTOINTI Tunnelirekisteri Dokumentoinnin yleiset vaatimukset VIITTEET... 77

6 4 RATO 18 Liiteluettelo LIITELUETTELO Liite 1 Liite 2 Liite 3 Liite 4 Liite 5 Liite 6 Yksiraiteisen ratatunnelin normaalipoikkileikkaus suoralle raiteelle Yksiraiteisen tavaraliikennetunnelin normaalipoikkileikkaus suoralle raiteelle Yksiraiteisen ratatunnelin normaalipoikkileikkaus kallistetulle raiteelle Kaksiraiteisen ratatunnelin normaalipoikkileikkaus suoralle raiteelle Kaksiraiteisen ratatunnelin normaalipoikkileikkaus kallistetulle raiteelle Imumuuntajan tilavaraus tunnelissa

7 18 RAUTATIETUNNELIT RATO 18.1 Rautatietunneleita koskevat ohjeet Ratatekniset ohjeet (RATO) on Ratahallintokeskuksen antama ohje. Sitä sovelletaan Ratahallintokeskuksen hallinnassa olevaan valtion rataverkkoon kohdistuvaan Ratahallintokeskuksen toimeksiannosta tehtävään työhön. Ratahallintokeskuksen sopimuskumppanin on osapuolten väliseen sopimukseen perustuvia palveluita tarjotessaan noudatettava RATOa sopimusvelvoitteidensa mukaisesti. Ratahallintokeskus vastaa siitä, että sen antamat ohjeet eivät ole lain, lain nojalla annetun kansallisen määräyksen tai Suomessa täytäntöön pannun yhteentoimivuuden teknisen eritelmän vastaisia. Ratahallintokeskuksen ohjeista on mahdollista poiketa Ratahallintokeskuksen luvalla siltä osin kuin poikkeaminen ei ole lain, määräyksen tai yhteentoimivuuden teknisen eritelmän vastaista. RATOn osa 18 Rautatietunnelit koskee rautatietunneleiden suunnittelua, rakentamista ja kunnossapitoa. Tätä RATOn osaa on noudatettava uusien rautatietunneleiden suunnittelussa ja rakentamisessa sekä rautatietunneleiden kunnossapidossa valtion rataverkolla RAUTATIETUNNELEITA KOSKEVAT OHJEET Rautatietunneleiden turvallisuuteen, suunnitteluun ja rakentamiseen liittyvä ohjeistus voidaan jakaa useampaan päätasoon. Rautatielaissa, Euroopan neuvoston direktiiveissä, niitä tarkentavissa Yhteentoimivuuden teknisissä eritelmissä (YTE) ja tarkentavissa Rautatieviraston määräyksissä määritellään turvallisuuteen liittyvät vaatimukset, joita rautatietunneleihin liittyvissä hankkeissa tulee noudattaa. Ratateknisissä ohjeissa (RATO), Radan suunnitteluohjeessa /1/ ja yleisissä työselityksissä kuvataan niitä teknisiä reunaehtoja, joiden mukaan suunnittelu- ja rakentamistyöt tulee tehdä. Seuraavassa on tarkemmin esitelty näitä määräyksiä ja ohjeita. Rautatielaki Rautatielain tarkoituksena on edistää rautatieliikennettä, rautatiejärjestelmän yhteentoimivuutta ja rataverkon käyttöä sekä kehittää rautateiden turvallisuutta. Rautatiejärjestelmässä on noudatettava niitä turvallisuutta, luotettavuutta ja käyttökuntoa, terveyttä, ympäristönsuojelua ja teknistä yhteensopivuutta koskevia olennaisia vaatimuksia, joista säädetään Euroopan laajuisen rautatiejärjestelmän yhteentoimivuudesta annetuissa Euroopan parlamentin ja neuvoston direktiiveissä 2001/16/EY (tavanomainen rautatiejärjestelmä) ja 96/48/EY (suurten nopeuksien rautatiejärjestelmä). EU-direktiivit Direktiivien 96/48/EY (suurten nopeuksien radat, HS) ja 2001/16/EY (tavanomaiset radat, CR), sellaisina kuin ne ovat muutettuina direktiivillä 2004/50/EY, mukaisten junien vapaan liikkuvuuden tulee toteutua Euroopan laajuisessa rautatiejärjestelmässä yhdenmukaistetuissa turvallisuusolosuhteissa. Direktiivien 5

8 6 RATO 18.1 Rautatietunneleita koskevat ohjeet noudattaminen edellyttää niiden vaatimuksia täsmentävien yhteentoimivuuden teknisten eritelmien määräysten toteutumista. Yhteentoimivuuden tekniset eritelmät Yhteentoimivuudella tarkoitetaan Euroopan laajuisen rautatiejärjestelmän soveltuvuutta junien varmaan ja keskeytymättömään liikennöintiin sellaisella suoritustasolla, joka näiltä radoilta vaaditaan em. direktiiveissä. Direktiivien edellyttämät vaatimukset, joilla mahdollistetaan olennaisten vaatimusten noudattaminen ja varmistetaan Euroopan laajuisen rautatiejärjestelmän yhteentoimivuus, on esitetty Yhteentoimivuuden teknisissä eritelmissä (YTE). YTEjä sovelletaan uusiin, uudistettuihin ja parannettuihin osajärjestelmiin. Tunneliturvallisuuteen liittyvät vaatimukset on esitetty SRT YTEssä (Safety in Railway Tunnels) /2/. Siinä määritellään yhtenäinen sarja toimenpiteitä, joiden avulla tunneleiden optimaalinen turvallisuus voidaan järjestää mahdollisimman kannattavasti. Se koskee seuraavia osajärjestelmiä: infrastruktuuri ( INS ), energia ( ENE ), ohjaus, hallinta ja merkinanto ( CCS ), käyttötoiminta ( OPE ) ja liikkuva kalusto ( RST ). Rautatieviraston määräykset Rautatievirasto antaa määräykset yhteentoimivuuden teknisten eritelmien täytäntöönpanosta Suomessa. Näillä kansallisilla määräyksillä tarkennetaan asiaa koskevan YTEn vaatimuksia. Rautatieviraston tunneleita koskeva määräys tarkentaa SRT YTEn vaatimusten soveltamista Suomen rataverkolle. Ratatekniset ohjeet, RATO Ratateknisissä ohjeissa määritetyt Ratahallintokeskuksen ohjeet kuvaavat niitä teknisiä reunaehtoja, joiden mukaan rautateiden rakenteet erityyppisillä radoilla on suunniteltava, toteutettava ja kunnossapidettävä. Muut RATOn osat tarkentavat RATOn osan 18 ohjeita niiltä osin, kun kyseessä on muiden RATOn osien tekniseen sisältöön liittyvä asia. Radan suunnitteluohje /1/ Ohjeessa määritellään ja kuvataan radan suunnittelun vaiheet, liittyminen muuhun suunnitteluun, vuorovaikutus sekä eri suunnitteluvaiheiden ja suunnittelun osa-alueiden ohjeellinen sisältö. Ohjeessa käsitellään tunneleita melko yleispiirteisesti. RATOn osassa 18 "Rautatietunnelit" esitetään tarkennettuja ja täydentäviä ohjeita tunneleiden suunnittelun osalta. InfraRYL ja RMYTL osa 6 InfraRYL 2006 (Infrarakentamisen yleiset laatuvaatimukset, osa 1 Väylät ja alueet) /3/ ja RMYTL (Rautateiden maanrakennustöiden yleinen työselitys ja laatuvaatimukset) /4/ ovat julkaisuja, joissa esitetään työtapoihin ja -vaiheisiin liittyviä laatuvaatimuksia, jotka täydentävät RATO 18 ohjeita. Noudatettava julkaisu on pääsääntöisesti InfraRYL, mutta RMYTL-sarja sisältää sitä täydentäviä ja tarkentavia ohjeita.

9 7 RATO 18.2 Määritelmät 18.2 MÄÄRITELMÄT Tunnelit Rautatietunneli on yhden tai useamman ratatunnelin, ratatunneleihin liittyvien muiden tunneleiden tai kuilujen, tunneleiden suuaukkorakenteiden, kuilujen yläpäiden rakenteiden, teknisten ja turvallisuustilojen sekä tiloihin ja tunneleihin asennettujen laitteiden ja teknisten järjestelmien muodostama kokonaisuus. Rautatietunneliin kuuluvat myös ratatunneleiden avoleikkaukset siinä laajuudessa kuin kuivatus-, tie-, kunnossapito-, huolto- ja turvallisuusjärjestelyt edellyttävät. Ratatunneli on yhdellä tai useammalla raiteella varustettu junaliikenteen käytössä oleva tunneli, jota raiteiden lukumäärän perusteella kutsutaan yksiraiteiseksi, kaksiraiteiseksi jne. Sekaliikennetunneli on sekä henkilö- että tavaraliikenteen käytössä oleva ratatunneli. Henkilöliikennetunneli on pelkästään henkilöliikenteen käytössä oleva ratatunneli. Tavaraliikennetunneli on pelkästään tavaraliikenteen käytössä oleva ratatunneli. Kaksoistunneli muodostuu kahdesta rinnakkaisesta ratatunnelista, joilla voi olla yhteisiä ratatunneleihin liittyviä tunneleita. Ratatunneliin liittyviä tunneleita ovat ratatunneleiden väliset yhdyskäytävät, työja huoltotunnelit sekä ilmanvaihto-, uloskäytävä- ja pelastustietunnelit. Yhdyskäytävä (vrt. SRT YTE Poikkitie /2/) on kahden rinnakkaisen tunnelin välinen yhdystunneli, jota voidaan käyttää pelastus-, huolto- ja asennustehtävissä tai paineenvaihteluiden tasaukseen tarvittaessa. Kuilut ovat tunneleihin liittyviä ilmanvaihto- ja savunpoistoreittejä sekä huolto-, poistumis- ja pelastusteitä. Kalliotunneli on tunneli, jonka pääasiallinen kantava rakenne on tiivistetty ja lujitettu kallio. Betonitunneli on tunneli, jonka pääasiallinen kantava rakenne on teräsbetoni. Terästunneli on tunneli, jonka pääasiallinen kantava rakenne on teräs. Pituuskalteva tunneli laskee ylemmältä suuaukolta alemmalle koko tunnelin pituudella. Sukeltavan tunnelin molemmat suuaukot ovat tunnelin alinta osaa ylempänä.

10 8 RATO 18.2 Määritelmät Suuaukoille laskevan tunnelin molemmat suuaukot ovat muita tunneliosia alempana Tunnelin rakenneosat Kantavat rakenteet Kantavia rakenteita ovat ne tunnelin kantavan pääjärjestelmän rakenteet, jotka vaikuttavat tunnelin kantokykyyn ja pysyvyyteen tai jotka ovat liikennekuormien kuormittamia. Kantaviin rakenneosiin luetaan myös kallio ja maa siinä laajuudessa kuin ne vaikuttavat tunnelin kantokykyyn ja pysyvyyteen. Suuaukkorakenteita ovat ne kantavat rakenteet, joiden välityksellä tunneli liittyy ulkoilmaan. Lujitusrakenteita ovat ne kantaviin rakenteisiin välittömästi liittyvät rakenneosat, jotka toimivat osana kantavaa rakennetta Sisustusrakenteet Sisustusrakenteisiin kuuluvia rakenneosia ovat ne rakenneosat, jotka eivät kuulu tunnelin kantavaan pääjärjestelmään, mutta joiden kantokyky ja pysyvyys on osoitettava. Sisustusrakenteisiin kuuluvia rakenneosia ovat esimerkiksi verhousrakenteet kuten sisäkatto- ja -seinärakenteet sekä kaiteet ja päällysrakenne. Verhousrakenteita ovat kantavista rakenteista erilliset vedeneristys-, lämmöneristys-, palosuoja- ja pinnoiterakenteet tai niiden osat Laiteasennukset Tunnelin laiteasennuksiin kuuluvat - radan sähköistys- ja turvalaitteet - turvalaitteisiin kytketyt ovet ohjauslaitteineen - turvallisuus-, valvonta-, tele- ja radiolaitteet - ilmanvaihto- ja valaistuslaitteet - viemäröintilaitteet - kaapelireitit Tunnelipoikkileikkaus Tunnelipoikkileikkauksella tarkoitetaan valmiiksi rakennetun tunnelin rakenteiden rajaamaa vapaata tilaa, joka ilmoitetaan neliömetreinä yhden desimaalin tarkkuudella. Kantavat rakenteet, lujitus- ja verhousrakenteet sekä alus- ja päällysrakenne ovat tunnelipoikkileikkauksen ulkopuolella olevia rakenneosia. Ratatunnelin poikkileikkaukseen sisältyvät seuraavat tilat: - aukean tilan ulottuma (ATU) - huollon ja kunnossapidon tilat - turvallisuusjärjestelyjen tilat - laiteasennusten tilat.

11 9 RATO 18.2 Määritelmät Tekniset järjestelmät Sähköjärjestelmiin kuuluvat - ratasähköistysjärjestelmät, ks. kohta rakennussähköjärjestelmät. Rakennussähköjärjestelmät muodostuvat sähkö- ja tietoliikennejärjestelmistä. Rakennussähköjärjestelmät palvelevat rautatietunnelin sähkökäyttöisiä toimintoja kuten koneellista ilmanvaihtoa, lämmitystä, savunpoistoa, viemäröintiä, pumppausta, sähkönjakelua, valaistusta, tietoliikennettä sekä turvallisuus- ja valvontatoimintoja. Ilmanvaihtojärjestelmiin kuuluvat ne joko luonnollisen tai koneellisen ilmanvaihdon järjestelmät ja laitteet, jotka palvelevat tunnelitilojen ilmanvaihtoa tai savunpoistoa. Valaistusjärjestelmiä ovat ne järjestelmät, jotka palvelevat sekä tunnelitilojen normaalia että vara- ja turvavalaistusta. Viemäröintijärjestelmiin kuuluvat ne tunnelijärjestelmää palvelevat putkistot, kaivot, altaat ja laitteet, joilla huolehditaan kuivatus- ja palonsammutus- ym. vesien sekä onnettomuustilanteiden nestevuotojen keräämisestä, poisjohtamisesta ja käsittelystä. Valvontajärjestelmiin kuuluvat ne laitteet, joilla valvotaan ja ohjataan rautatietunnelin käyttöä ja laitteiden toimintaa Turvallisuus Turvallisuusjärjestelmiä ovat ne järjestelmät, joilla huolehditaan turvallisesta liikennöinnistä ja liikkumisesta tunnelitiloissa, edesautetaan toimintaa onnettomuustilanteissa ja pyritään estämään tunnelijärjestelmään kohdistuva vahingonteko. Turvallinen alue (ks. SRT YTE kappale /2/) on rautatietunnelin sisätai ulkopuolella oleva paikka, jonka kautta ratatunnelista voidaan poikkeus- tai onnettomuustilanteessa poistua riittävän nopeasti ja turvallisesti ulkoilmaan. Turvallinen alue on varustettu siten, että pelastautuminen ja pelastustoiminta ovat varmistettuja kaikissa tilanteissa henkeä ja terveyttä vaarantamatta ja että sieltä on toimivat viestiyhteydet tunnelin valvomoon. Pelastustie (vrt. SRT YTE Pelastuspalvelujen pääsyreitti) on palo- ja pelastusmiehistön ja -kaluston käyttämä sisääntuloreitti palo- tai muussa hätätilanteessa. Pelastussuunnitelma (vrt. SRT YTE hätäsuunnitelma) on rautatietunnelin hallinnoijan ja operaattorin sekä hätäkeskuslaitoksen, pelastuslaitosten ja poliisin kesken ennakkoon laadittu ja harjoiteltu suunnitelma, jonka mukaan organisaatiot toimivat poikkeus- tai onnettomuustilanteissa. Suunnitelma sisältää toimintakuvaukset kaikissa ennakoitavissa olevissa tilanteissa.

12 10 RATO 18.2 Määritelmät Poistumiskäytävä (vrt. YTE SRT Poistumistie) on ratatunnelin toisella tai molemmilla puolilla oleva kävelykulkutie. Poistumisreitti on turvalliselle alueelle johtava kulkureitti, joka voi muodostua poistumiskäytävistä, yhdyskäytävistä ja/tai osastoiduista uloskäytävistä Ratatekniikka Akselinlaskenta-anturit ovat radan varattuna olon ilmaisemiseen liittyviä antureita. Anturi mittaa ylittävien akseleiden lukumäärän muuttuvan magneettikentän avulla. Alusrakenteeseen kuuluvat raiteen tukikerroksen alapuolelle tehtävät rakennekerrokset ja kuivatuslaitteet sekä lämmön- ja tärinäneristeet. Aukean tilan ulottuma (ATU) on se pitkin raidetta ulottuva tila, jonka sisällä ei saa olla kiinteitä rakenteita eikä laitteita. Mikäli työssä joudutaan menemään ATUn sisäpuolelle, on noudatettava ns. varausmenettelyä. Baliisi on junan kulunvalvontajärjestelmään liittyvä lähetin-vastaanotin, joka välittää muistiin tallennetun sanoman veturissa olevalle kulunvalvontalaitteistolle. Baliisit sijaitsevat raiteiden välissä ja ne on kiinnitetty ratapölkkyihin. Ennakkoilmoitus (ETJ) on ilmoitus, jolla ilmoitetaan junaliikenteeseen vaikuttavista poikkeuksellisista seikoista. Ennakkoilmoitus on tehtävä vähintään kaksi (2) viikkoa ennen työn aloittamista. Imumuuntaja on muuntaja, jonka tarkoitus on pakottaa paluuvirta palaamaan paluujohtimessa. Jännitekatko tarkoittaa sähkölaitteiston tietyn osan tekemistä jännitteettömäksi. Ratajohdon jännitekatkopyyntö on tehtävä vähintään kaksi (2) viikkoa ennen työn aloittamista. Jännitteisellä rakenteella tarkoitetaan kaikkia ratajohtoon kuuluvia johtimia ja niihin liittyviä rakenteita (kääntöorret ja eristimet), ellei kyseistä ratajohtoa ole erotettu jännitteestä ja työmaadoitettu. Kiintoajojohto on kupari- tai alumiiniprofiilikisko, joka vastaa ajolangan, kannattimen ja ripustimien muodostamaa kokonaisuutta. Kiintoraide on päällysrakenneratkaisu, jossa tukikerros on korvattu betonirakenteella. Ratapölkyt kiinnitetään betonirakenteeseen, joka on perustettu joko kallionvaraisesti tai murskekerroksen varaan tunnelin pohjalle tai suoraan betonitunnelin pohjalaattaan.

13 11 RATO 18.2 Määritelmät Kiristyslaite on ajojohtimen päässä oleva painopakka tai ns. hydraulinen tai jousikiristin, jolla kompensoidaan lämpötilanvaihteluista syntyvien lämpöliikkeiden aiheuttamat muutokset ajojohtimen kiristysvoimaan. Liikenteenohjauksella tarkoitetaan rautateiden käyttämien kulkuteiden turvaamista. Liikenteenohjaus käsittää kulkuteiden turvaamisen lisäksi junaturvallisuusilmoitusten sekä junaliikenteessä tarvittavien lupien antamista. Liikenteenohjaukseen sisältyy myös raidevarausten toteuttaminen sekä aloituslupien antaminen rautateillä tehtävään työhön. Opastimilla annetaan kuljettajalle opasteita lamppujen ja värilasien muodostamalla opastinkuviolla. Päällysrakenteeseen kuuluvat tukikerros ja raide. Raidevarauksella tarkoitetaan tietyn rataosan varaamista työn tekemiseen. Rautatiealueella tarkoitetaan tässä ohjeessa RHK:n hallinnassa olevaa maaaluetta. Alueen laajuus vaihtelee paikkakohtaisesti ja on aina selvitettävä erikseen. Ratajohto on ajojohtimen ja mahdollisen paluu- tai vastajohtimen sekä kannatusrakenteiden ja varusteiden muodostama johto. Ratajohtoon kuuluvat johtimet ja niihin liittyvät rakenteet, kuten kääntöorret ja eristimet muodostavat ajojohtojärjestelmän. Ratatekniset ohjeet (RATO) on RHK:n laatima ratatekniikkaa ja ratateknisiä töitä koskeva kokoelma ohjeita Ratatyöilmoitus (RT-ilmoitus) on ilmoitus ratatyöstä tai liikenteen rajoitteesta liikenteenohjaukselle. RHK, Ratahallintokeskus. Rautatievirasto (RVI) on liikenne- ja viestintäministeriön alainen viranomainen, jonka keskeisenä tehtävänä on valvoa ja kehittää rautatieturvallisuutta ja rautatiejärjestelmän yhteentoimivuutta sekä valmistella normeja. Virasto toimii rautatiealan sääntelyelimenä. Virasto on itsenäinen ja riippumaton rataverkon haltijasta ja rautatieliikenteen harjoittajista. Syöttöasemat ovat kytkinlaitoksia, joista syötetään teho sähköradalle. Säästömuuntajan tarkoitus on kasvattaa tehonsiirtokykyä. Säästömuuntaja muuttaa 50 kv:n siirtojännitteen vetokaluston käyttämäksi 25 kv:n jännitteeksi. Säästömuuntaja pienentää kiskossa kulkevaa häiriötä aiheuttavaa virtaa. Työmaadoittaminen tarkoittaa virtapiirin normaalioloissa jännitteisten johtimien maadoittamista ja oikosulkemista työn ajaksi.

14 12 RATO 18.2 Määritelmät Varaamisella tarkoitetaan junaliikenteen keskeyttämistä ja tarvittavan alueen luovuttamista muuhun käyttöön. Liikenteenohjaus toteuttaa varaamisen harkintansa mukaan ja antaa luvan työn aloittamiseen.

15 18.3 TUNNELEIDEN SUUNNITTELUN PERUSTEET Toiminnallinen analyysi 13 RATO 18.3 Tunneleiden suunnittelun perusteet Rautatietunnelin suunnittelun lähtökohtana on liikenteen toiminnallinen analyysi, jossa käsitellään seuraavat osa-alueet: Rautatietunnelin sijainti - sijoittuminen rataverkolla - tieyhteydet rata- ja ajotunneleiden suuaukoille sekä kuilujen yläpäihin. Liikennemäärä - alus- ja päällysrakenteen suunnittelussa käytetään rakenteiden käyttöiän ajalle arvioitua junaliikenteen bruttotonnimäärää. - tunnelien turvallisuusratkaisujen ja teknisten järjestelmien suunnittelussa käytetään tunnelissa vuorokaudessa liikennöivien junien lukumäärää. Liikenteen tyyppi - sekaliikennetunneli - henkilöliikennetunneli - tavaraliikennetunneli. Raiteisto - raiteiden lukumäärä - raidegeometria - päällysrakenteen tyyppi - puolenvaihtopaikat - sähköistys- ja turvalaitejärjestelyt. Liikkuva kalusto - junapaino - akselipainot - ilman vetovastuskertoimet - junan poikkileikkausala ja muotoilu - junapituudet - kaluston jarrujärjestelyt, mm. hätäjarrun ohitus - kaluston paloturvallisuusratkaisut. Mitoitusnopeus - alus- ja päällysrakenteen mitoitusnopeus - tunnelitilojen mitoitusnopeus - varusteiden ja laitteiden mitoitusnopeus - sähköistyksen ja turvalaitteiden mitoitusnopeus. Toiminnalliset tekijät - selvitys useiden junien samanaikaisesta liikkumisesta ko. rautatietunnelissa sekä kohtaamis-, peräkkäin- tai rinnakkainajonopeuksista - selvitys liikenteenohjaus- ja valvontajärjestelyistä - selvitys poikkeustilanteiden liikennejärjestelyistä

16 14 RATO 18.3 Tunneleiden suunnittelun perusteet - vaarallisten aineiden kuljetukset: laatu ja määrät sekä kuljetusten valvonta - selvitys huolto-, kunnossapito- ja tarkastustoiminnan järjestelyistä. Rautatietunnelin suunnittelussa on otettava huomioon odotettavissa olevat rataverkon kehittämistoimenpiteet tavoitenopeuden, akselipainojen, sähköistyksen ja turvalaitteiden osalta Tunnelin pituus Ratatunnelin pituus on sen katettu pituus raiteen keskilinjalla mukaan lukien suuaukkorakenteiden osuus. Rautatietunnelin pituus on siihen kuuluvien ratatunneleiden alkamiskohdan pienimmän Km+m-luvun ja päättymiskohdan suurimman Km+m-luvun välinen etäisyys oheisen kaaviokuvan mukaan. Kuva 18.3:1 Rautatietunnelin pituuden määrittäminen Rautatietunnelin pituus on ratateknisten laitteiden, turvallisuusjärjestelyjen, teknisten järjestelmien ja aerodynamiikan suunnitteluperuste siten kuin kohdassa 18.1 luetelluissa määräyksissä ja ohjeissa on määrätty ja jäljempänä näiden ohjeiden asianomaisissa kohdissa tarkemmin esitetään. SRT YTEn /2/ mukaan kahta peräkkäistä tunnelia on turvallisuusjärjestelyjen suunnittelussa käsiteltävä yhtenä tunnelina, mikäli niiden välillä on alle 500 m pituinen osuus avorataa siten, että avo-osuudelta ei ole pääsyä turvalliselle alueelle (esim. kallioleikkaus kahden tunnelin välissä).

17 15 RATO 18.3 Tunneleiden suunnittelun perusteet Tunnelipoikkileikkaus Normaalipoikkileikkaus Tunnelin poikkileikkaus mitoitetaan junaliikenteen tilavarauksen mukaan siten, että mitoituksessa otetaan huomioon kaikkien rakenteiden ja laitteiden tilavaraukset. Yksiraiteisen sekaliikennetunnelin normaalipoikkileikkaus on esitetty liitteessä 1 ja yksiraiteisen tavaraliikennetunnelin normaalipoikkileikkaus on esitetty liitteessä 2. Liitteessä 3 on esitetty esimerkki ATUn kaarrelevityksen vaikutuksesta yksiraiteisen tunnelin mitoitukseen. Kaksiraiteisen ratatunnelin normaalipoikkileikkaukset on esitetty liitteissä 4 ja 5. Alusrakennevaihtoehdot on käsitelty RATOn osassa 3 Radan rakenne. Alusrakenteen osalta on otettava huomioon InfraRYL-julkaisun /3/ ohjeet sekä sitä tarkentavat ohjeet RMYTL:n osassa 6 Kalliorakennustyöt /4/. Yksiraiteisen tunnelin poikkileikkauksen korkeusmitoitus sidotaan raiteen korkeusviivaan. Korkeusmitoituksessa otetaan huomioon varautuminen 200 mm raiteen nostoon kunnossapitotoimenpiteiden yhteydessä. Leveysmitoitus sidotaan raiteen pystysuoraan keskilinjaan. Poikkileikkauksen ei tarvitse olla symmetrinen raiteen keskilinjan suhteen. Kaksiraiteisen tunnelin poikkileikkausmitoitus perustuu vastaavasti kummankin raiteen korkeusviivaan ja pystysuoraan keskilinjaan. Nämä mitoitusriippuvuudet tulee esittää suunnitelmaselostuksessa, vaikka rakentamisen mitoitus sidottaisiinkin muuhun valittuun mittalinjaan. Normaalipoikkileikkaus on henkilö- tai sekaliikennetunnelin minimipoikkileikkaus, jota tarvittaessa suurennetaan ratageometrian, tavoitenopeuden, näkemävaatimusten, aerodynamiikan tms. vaatimusten mukaan ottaen huomioon odotettavissa olevat rataverkon kehittämistoimenpiteet. Tavaraliikennetunnelin minimipoikkileikkaus on esitetty liitteessä 5. Normaalipoikkileikkaukseen voidaan RHKn luvalla tehdä tunnelikohtaisia muutoksia, jos junaliikenteen tai teknisen varustuksen tilavaraukset tai järjestelmämuutokset tekevät sen mahdolliseksi (liikkuvan kaluston tunnelikohtainen ulottuma, kiinteä ajojohto, kiintoraide, kuivatusjärjestelmä vain toisella puolella) Poikkileikkaus ja raidegeometria Suoran raiteen normaalipoikkileikkauksen mittoja suurennetaan kaarresäteen ja raidekallistuksen funktiona RATOn osan 2 Radan geometria mukaan siten kuin ATUn muutos edellyttää. Liitteissä 1 4 esitettyihin normaalipoikkileikkauksiin on sijoitettu kaikki ratatunnelissa kysymykseen tulevat laitteet. Kaikkia niitä ei välttämättä tarvita kaikissa ratatunneleissa. Raiteen kallistuksen vaatimana lisätilana saa käyttää niiden laitteiden tilavarauksia, joita suunniteltavassa ratatunnelissa ei tarvita.

18 16 RATO 18.3 Tunneleiden suunnittelun perusteet Poikkileikkaus ja mitoitusnopeus Paineenvaihtelujen vaikutus otetaan huomioon ratatunnelin poikkileikkausmitoissa seuraavasti: - Maksiminopeuteen 160 km/h saakka on normaalipoikkileikkaus riittävä. - Ratatunneleille, joiden mitoitusnopeus on > 160 km/h, tehdään poikkileikkauksen aerodynaaminen mitoitus. Normaalipoikkileikkausta suurennetaan tarvittaessa aerodynaamisen mitoituksen edellyttämään kokoon. - Normaalipoikkileikkausta pienemmissä vanhoissa tunneleissa on tilanne tarkasteltava tapauskohtaisesti erikseen aerodynaamisten analyysien perusteella Ratatekniset vaatimukset Ratageometria Ratatunneli pyritään mahdollisuuksien mukaan suunnittelemaan pituuskaltevaksi tai suuaukoille laskevaksi siten, että vetovoimansa menettänyt juna voi rullata ulos tunnelista. Sukeltavaa tunnelia tulee mahdollisuuksien mukaan välttää. Ratageometria suunnitellaan RATOn osan 2 "Radan geometria" mukaan. Suuria pituuskaltevuuksia ja minimikaarresäteitä sekä vaihteiden sijoittamista tunneliin tai tunnelisuuaukon välittömään läheisyyteen tulee mahdollisuuksien mukaan välttää Sähköistys Sähköistyslaitteet Radan sähköistyslaitteet ovat: - Ratajohto, joka on 1* 25 kv järjestelmän ajojohtimen ja paluujohtimen (tai 2x25 kv järjestelmän ajojohtimen ja vastajohtimen) sekä näiden kannatusrakenteiden ja varusteiden muodostama johto. Ajojohdin voidaan toteuttaa perinteisellä kääntöorsikiinnityksellä tai ns. kiintoajojohtona, jolloin sen vaatima tilavaraus on korkeussuunnassa pienempi. Kiintoajojohto suunnitellaan aina tapauskohtaisesti. - Ratajohto voidaan varustaa imumuuntaja- tai säästömuuntajajärjestelmällä. Näiden suunnittelussa tulee ottaa huomioon mahdolliset öljyvuodot siten, että käytetään ympäristöystävällistä muuntajaöljyä. Öljyn leimahduspisteen tulee olla suurempi kuin 250 C. Säästömuuntajaan tehdään valuma-allas. Muuntajien tilavaraukset on esitetty liitteessä 5. - Maadoitukset. - Kiristyslaitteet (paino-, ns. hydraulinen- ja jousikiristys, ankkurointi, keskiankkurointi). - Ratajohtoerottimet.

19 17 RATO 18.3 Tunneleiden suunnittelun perusteet Sähköistyksen ratatunnelille asettamat vaatimukset ATUn yläosa on varattu sähköistyslaiteille. Tämän tilan lisäksi jännitteinen imumuuntaja tai säästömuuntaja vaatii oman tilansa, joka on esitetty liitteessä 6. Kiristysten, erottimien yms. kojeiden vaatima tila tulee selvittää tunnelikohtaisesti. Sähköistyslaitteiden ankkuroinnit ja kiinnitykset suunnitellaan tapauskohtaisesti ottaen huomioon laitteista niihin kohdistuvat kuormat sekä kohdassa määritellyt paine- ja imukuormat. Tunnelipoikkileikkauksessa pyritään laitteet järjestämään siten, että paluu- ja maadoitusjohtimet sijoitetaan eri puolelle kuin teknisten ja turvallisuusjärjestelmien tilat ja laitteet. Tunnelisuuaukot varustetaan tarvittaessa kosketussuojilla. Kosketussuojat tehdään siltojen kosketussuojia koskevien ohjeiden mukaan sekä RATOn osaa 5 Sähköistetty rata ja osaa 8 Sillat. Kaikki laitteet ja rakenteet maadoitetaan mukaan luettuina betonirakenteiden raudoitteet sekä verkkoraudoitetut ruiskubetonikerrokset. Myös verkkoraudoitetut työnaikaiset ja korjausruiskubetonikerrokset tulee maadoittaa, mikäli niiden päälle ei tehdä riittävän paksua raudoittamatonta ruiskubetonikerrosta. Pelkästään teräskuiduilla raudoitettuja ruiskubetonikerroksia ei tarvitse maadoittaa. Suojamaadoittaminen tehdään yhdistämällä maadoitusteräkset sähköradan paluuvirtakiskoihin, sähköradan M-johtoon tai esim. kaapelihyllylle radansuuntaisesti asennettuun maadoitusjohtimeen 300 metrin maksimivälein tai jaksoittain siten, että pisin maadoitusetäisyys on 150 metriä. Suojamaadoituksena toimivan maadoitusteräksen poikkipinta-alan on oltava vähintään 113 mm² (ø 12 mm). Tunnelin betonirakenteiden radansuuntaiset maadoitusteräkset asennetaan sekä 0,40 metrin että 1,8 2,5 metrin korkeudelle KV-tasosta. Raudoitusverkko yhdistetään näihin maadoitusteräksiin hitsaamalla siten, että sähköisiä epäjatkuvuuskohtia ei jää. Maadoitusteräkset yhdistetään toisiinsa ja paluuvirtakiskoihin tai sähköradan M-johtoon vähintään 300 metrin välein. Jos tunnelin katto-osa on silta (esim. ylikulkusilta), katon maadoitus tehdään rautatiesiltojen suunnitteluohjeen mukaisesti. Rautatietunnelin suunnittelussa ja rakentamisessa varaudutaan aina sähköistykseen, vaikka ko. rataosa ei olisikaan sähköistetty. Sähköistyksen saa jättää ottamatta huomioon vain Ratahallintokeskuksen erillisluvalla Sähköistykselle asetettavia vaatimuksia SRT YTE kohdan mukaan /2/ yli viisi (5) kilometriä pitkissä tunneleissa on virransyöttöjärjestelmä jaettava korkeintaan viiden (5) kilometrin pituisiin

20 18 RATO 18.3 Tunneleiden suunnittelun perusteet osiin, joilta jännite voidaan katkaista tarvittaessa tunneliosittain. Alle viiden (5) kilometrin pituisissa tunneleissa jännite tulee voida katkaista tarvittaessa koko tunnelista. Käyttöohjeet tulee sisällyttää tunnelikohtaisiin toimintaohjeisiin Turvalaitteet Opastimet Opastimien sijoittamista rautatietunneliin pyritään välttämään. Kun tunnelin pituus tai muut seikat edellyttävät opastimen sijoittamista tunneliin, käytetään erillisiä esiopastimia, koska yhdistetty pää-/esiopastin vaatii suuren tilan. Opastimen tilavaraus nykyisellä ja uudella (2010) opastinjärjestelmällä on esitetty kuvassa 18.3:2. Opastimien yleiset sijoitusvaatimukset on esitetty RATOn osassa 6 "Turvalaitteet". Kuva 18.3:2 Opastimen tilavaraus tunnelissa Tunnelissa ei käytetä opastimilla pylväsperustuksia, vaan opastimet kiinnitetään joko tunnelin seinään tai kattoon. Opastin sijoitetaan liitteiden 1 5 mukaan. Kunkin opastimen kohdalle sijoitetaan enintään 5 metrin etäisyydelle opastimesta opastinohjauskaappi, jonka tilavaraus on esitetty liitteissä 1 5 (turvalaite- ja opastinohjauskaapit).