Рассмотрены основные факторы, определяющие особенности безаварийной эксплуатации железнодорожных тоннелей в условиях сурового климата. Показано, что особую опасность представляет процесс образования наледей, определяемый сочетанием двух неблагоприятных факторов: сравнительно низкой температурой тоннельного воздуха и высокой обводненностью тоннелей. Приведены данные экспериментальных исследований, свидетельствующие о том, что газовый состав воздушной среды железнодорожных тоннелей определяют не только вредные газообразные примеси, источниками которых являются транспортные средства, но и выделение из пород и воды метана, углекислого газа, сероводорода, радона. Изучен механизм воздействия радона на персонал, обслуживающий железнодорожные тоннели, и дана характеристика масштабов его возможного влияния на ухудшение качества воздуха. Отмечено, что радоноопасными могут считаться многие регионы РФ, в том числе районы, где расположены одни из самых протяженных в России Байкальский и Северо-Муйский тоннели. Основным средством достижения необходимого качества воздуха в железнодорожных тоннелях следует считать создание рационального вентиляционного режима, который оказывает влияние не только на радиационную обстановку, но и на термодинамические параметры тоннельного воздуха. Исследована возможность применения для повышения устойчивости вентиляционного режима различных регулирующих устройств. Наибольшее воздействие на воздушный поток оказывают вентиляционные ворота, установка которых позволяет изменять расход поступающего воздуха на 70 % от первоначальной величины. Разработаны оригинальные конструкции вентиляционных ворот. Предложены и проверены в натурных условиях принципы создания в железнодорожных тоннелях положительного теплового режима - одного из наиболее надежных способов предотвращения наледи.