Dýrafjarðargöng, Island

• Foto

ZÁKLADNÍ ÚDAJE:

• Celková délka linie projektu: 13 400 m
• Ražená část: 5 301 m
• Délka hloubených úseků: 300 m
• Celková kubatura ražených částí: 317 660 m³

ZÁKLADNÍ INFORMACE, ÚČEL A HISTORIE PROJEKTU

Hlavním účelem tohoto projektu je zajištění bezproblémového a na údržbu nenáročného spojení mezi fjordy Dýrafjörður a Arnarfjörður na západních fjordech Islandu a tím vytvoření alternativní zimní trasy mezi „hlavním městem“ západních fjordů Ísafjörðurem a Reykjavíkem. Stávající trasa bude zkrácena o necelých 30 km a nahradí tak nedostačující nezpevněnou cestu vedoucí přes hřbet Hrafnseyrarheiði s převýšením více než 500 m. V zimním období, které v dané oblasti trvá více než 6 měsíců v roce je cesta uzavřena pro veškerou dopravu.

Vedlejším účelem projektu je v budoucnu zbudování lososových sádek v Arnarförðuru, který je pro tyto účely velmi vhodný. Jedním z předpokladů tohoto projektu je ale zajištění po celoročně sjízdné komunikace do města Ísafjörður.

Je třeba také zmínit, že v současnosti jsou v zimní období, po uzavření stávající cesty v délce cca 95 km, odděleny komunity lidí žijící v městečkách Þingeyri a Bíldudalur jedinou sjízdnou cestou, která objíždí velkou část západních fjordů Islandu v délce cca 500 km. Cesta do „sousední“ obce tak v zimě trvá téměř 7 hodin v porovnání se 1,5 hodinou v době, kdy je cesta otevřena. Rozhodnutí o realizaci tohoto tunelu tak bylo přivítáno hlavně ze strany místních obyvatel, kterým se po otevření tunelu značně vylepší životní podmínky a kteří o tento projekt usilovali více než 40 let.

Jako v případě předcházejících dvou projektů, je i tentokrát zadavatelem islandská státní organizace Vegagerðin (obdoba českého ŘSD), která v roce 2016 vypsala veřejné výběrové řízení. Výběrové řízení bylo vypsáno dle islandských standardů ÍST 30:2012 (islandská obdoba červeného FIDICu) jako dvoukolové. První kolo proběhlo formou prekvalifikace jednotlivých uchazečů. Jediným kritériem druhého kola výběrového řízení byla nejnižší nabídnutá cena. Ve finále výběrového řízení zúčastnilo celkem 5 společností, mezi kterými byly stavební firmy z Norska, Islandu, Dánska, ale také Itálie.

Pro účely nabídnutí tohoto projektu byla sepsána smlouva o Joint Venture s výše zmiňovaným islandským partnerem, společností Suðurverk ehf. Metrostav a. s. v rámci sdružení zajišťuje vlastní ražby a vyztužení tunelu a výstavbu hloubených úseků, zatímco partnerovým úkolem je zbudování zařízení staveniště, příprava u portálových zářezů, výstavba finální vozovky, vystrojení tunelu finálními technologickými rozvody a další.

Smluvním jazykem projektu je islandština, v níž byla také uchazečům výběrového řízení předána větší část zadávací dokumentace a v níž se vedou všechny kontrolní dny investora stavby.

Stavební dozor zajišťují islandské společnosti Geotek hf a Efla hf. Autorský dozor nebyl na tomto projektu stanoven, nicméně je vzdáleně zajišťován přes zadavatele stavby.

Přípravné stavební práce předcházející vlastním ražbám tunelu byly zahájeny v červenci 2017, přičemž smluvní termín na předání hotového díla je stanoven na září 2020.

PROJEKT A JEHO PARAMETRY A SPECIFIKA

Tento projekt je velmi specifický odlehlostí místa, ze kterého bude raženo necelých 70 % délky tunelu. Do neobydleného fjordu Arnarfjörður vede pouze jedna stávající cesta, která překonává vysoké a v zimním období neudržitelné horské hřebeny. Podle informací od místní údržby cest je na jaře třeba vyfrézovat až 10 m sněhové závěje. Vzhledem k tomu, že se jedná o nezpevněnou cestu, není ji možné využívat pro těžší kamionovou dopravu ani v době tání sněhu. Limit 7 t pro maximální zatížení jednotlivých náprav trvá od jejího otevření k květnu zhruba do konce června. V zadávací dokumentaci investor slíbil, že cestu kvůli projektu bude v zimním období udržovat tak, že ji bude možné jednou za měsíc otevřít. Lodní doprava bohužel nenahradí kamionovou dopravu vzhledem k tomu, že je v Arnarfjörðuru pouze malé molo, které umožňuje zakotvit jen malé lodi. Ta pojme cca 10 pasažérů a maximálně 1 t nákladu. Žádná větší loď se do mělkých vod poblíž břehů nedostane. Stavba tak bude zcela odkázaná na otevření cesty. Zároveň je nutné počítat s tím, že po otevření nezůstane cesta dlouho průjezdná. I přes velké skladové zásoby bude nutné na stavbu přepravit při každém otevření cesty cca 15 – 20 kamionů s materiálem.

Skladové zásoby základních materiálů nutných pro ražbu jsou investorem v zadávací dokumentaci požadovány na 6 týdnů. Je to především proto, že investor nedokáže garantovat otevření cesty za každých okolností. Pro tyto potřeby byla na stavbě zbudována mimo jiné betonárna s 5cementovými sily o celkové kapacitě 750 t a ještě před začátkem zimy bylo na plochách zařízení staveniště uloženo 12 000 t kameniva pro výrobu betonu. Dále byly zbudovány tři haly pro skladování dalších materiálů, jako jsou trhaviny a stavební chemie. Nutností je dostatečné zázemí haly údržby strojů, která je oproti předcházejícím projektům významně lépe vybavena. Zásoby pohonných hmot, pro jednotlivé období mezi otevřením cesty, jsou uvažovány v množství 70 000 l. Střídání turnusů bude v době zavřené cesty zajišťováno lodní dopravou. Logistika je bezpochyby jedním z nejdůležitějších faktorů určujícím úspěšnost celého projektu. Pro případ nutnosti zajištění okamžitého převozu zaměstnance do nemocnice byl na zařízení staveniště vybudován heliport.

Tunel je podobně jako předcházející dva projekty ražen metodou Drill&Blast. Ražby prováděné tímto způsobem jsou velmi efektivní, a to nejenom vzhledem k jejich rychlosti, ale také z pohledu velmi nízkých nákladů pro investora. Tuto metodu lze nicméně využít pouze v soudržných skalních horninách, které na Islandu převládají. Denní postup ražby z jedné čelby dosahuje i 15 m, tj. měsíčně až 330 m. Běžný profil tunelu lze dle norských standardů klasifikovat jako T8. Tento typ profilu je se svou teoretickou velikosti 55,6 m² dostatečně velký pro dva silniční pruhy. V místě bezpečnostních zálivů resp. odstavů, se velikost profilu zvětší o „další pruh“ až na 77 m². Tyto zálivy je dle islandských předpisů nutno realizovat každých 500 metrů tunelu. V celé trase tunelu jich tak bude vyraženo celkem 10, přičemž většina z nich budou realizovány s další rozrážkou pro zajištění technologických komor potřebných pro budoucí provoz tunelu a obratišť.

Trasa tunelu je vedena skrz náhorní rovinu Hrafnseyrarheiði s nejvyšší horou Sandfjall s výškou 775 m n. m. Ražby budou vedeny postupně z obou portálů tunelu s nadmořskou výškou 35, resp. 70 m n. m. Z jižního portálu Rauðsstaðir bude vyraženo 3 700 m tunelu. Ražby z tohoto portálu budou poté ukončeny a znovu zahájeny ze severní portálu Drangar v celkové délce 1 601 m. Je očekáváno, že ražby budou prováděny pouze dovrchně se stoupáním 1,5 %. Podmínkou toho je ovšem dosažení vrcholu stoupání z portálu Rauðsstaðir do konce řijna 2018. V případě zdržení ražeb z tohoto portálu bude nutné i tak přesunout ražby na severní portál tunelu a dorazit zbývající část tunelu od vrcholu trasy úpadně. Zázemí se muselo vypořádat s nutností velmi nákladného a komplikovaného zásobování izolované oblasti Arnarfjörður.

Celá trasa tunelu je vedena v obloucích s různými poloměry od 600 m až do 12 000 m. V nejvyšším místě bude nadloží dosahovat 700 m. I vzhledem k tomu nebude i přes svou délku projekt zahrnovat žádnou vertikální šachtu, ani únikovou štolu. Předpokládané průjezdy tunelem jsou očekávány v maximu na 500 – 750 automobilů za den.

Mimo tunel bude zbudováno dalších zhruba 8 km nových komunikací vedoucích k tunelu. Bilance vyrubané horniny v poměru k množství horniny určené pro zásypy je téměř nulová. Přesto bude vzhledem k relativně krátké délce ražeb z portálu Drangar nutné otevřít tři lomy pro potřeby zbudování nových komunikací a zpětných zásypů v oblasti tohoto portálu. Celková potřeba rubaniny, která bude získána z těchto lomů je cca 70 000 m³, přičemž celkově bude přemístěno zhruba 780 000 m³ horniny.

Primární zajištění výrubu tunelu je realizováno pomocí různých typů svorníkové výztuže a stříkaného betonu. Dodatečné svorníkování a další vrstva stříkaného betonu pak slouží jako definitivní vyztužení tunelu. Většina svorníkové výztuže primárního vyztužení bude po dokončení ražeb zahrnuta do definitivní výztuže. Až na výjimky jsou používány pouze svorníky s povrchovou úpravou pozinku a epoxidového nátěru v tloušťkách alespoň 80 μm.

Ve zvlášť nepříznivých geologických podmínkách se jako součást primárního ostění mohou používat příhradové ocelové rámy ve spojení s kari sítěmi, radiální svorníkovou výztuží a stříkaným betonem. Použití této těžké konstrukce je však v islandských geologických podmínkách výjimečné a očekává se pouze v připortálových částech tunelu a při ražbách vedených nesoudržnými sedimentárními horninami.

Po dokončení definitivní výztuže budou po trase tunelu dozorem stavby určena místa pro zbudování izolací proti průsakům podzemních vod a promrzání pomocí zavěšených polyethylenových matrací s vrstvou stříkaného betonu.

K rozpojování horniny se používají začerpávané emulzní trhaviny dodávané společností Orica s neelektrickým roznětem. Spotřeba trhavin se v závislosti na kvalitě masivu pohybuje v intervalu od 2,5 – 2,9 kg/m³ rozpojené horniny. Délka produkčních vrtů odpovídá maximální možné délce vrtných tyčí na 18“ lafetách vrtacího vozu, tj. 5,2 m. Výtěžnost běžně dosahuje 90 – 95 %.

GEOLOGIE ISLANDU A PROJEKTU

Ostrov Island leží v severní části Atlantického oceánu v místě souběhu divergentního deskového rozhraní na středoatlantském hřbetu a plášťového diapiru. Divergentní deskové rozhraní na Islandu je tvořeno rozvětvenými riftovými zónami mezi hřbety Reykjanes na JZ a euroasijské kontinentální desky rychlostí asi 2 cm/rok. Západní pobřeží Islandu je jedním z nejstarších oblastí tohoto ostrova (přibližně 15 – 16 mil. let). Je tvořeno terciérními bazaltovými formacemi, které kromě západu vystupují i na východě a jihovýchodě Islandu a dohromady zaujímají téměř polovinu plochy celého ostrova. Formace zahrnují z 80 % tholeitické bazalty ve formě lávových proudů, které tvoří jemně až středně zrnité, kompaktní i proplyněné čediče, většinou silně tektonicky porušené. Tyto proudy byly přerušovány více či méně krátkými periodami, během nichž sedimentoval převážně vulkanoklastický materiál a zeminy, které tvoří často velmi nesoudržné tufové (sedimentární) vrstvy o mocnostech od několika centimetrů do několika metrů.

Dle jádrových odvrtů realizovaných v připortálových částech tunelu bude po trase zastiženo zhruba 30 bazaltových vrstev a k nim odpovídající množství vrstev skórie (spodní a svrchní vrstva lávového výlevu) a několik tufových (sedimentárních) vrstev. Nejvýznamnější nesoudržná sedimentární vrstva se očekává brzy po zahájení ražeb z portálu Drangar s očekávanou mocností 9 – 10 m. Obecné uložení vrstev je subhorizontální s inklinací 4 – 6 % postupně stoupající ze dna do přístropí díla při ražbách ze jižního portálu a postupně klesající ze severního portálu. Pro klasifikaci horninového prostředí je využíván Q systém.

Velkou otázkou jsou hydrogeologické podmínky, které mohou významným způsobem ovlivnit postupy ražeb. Na provedených jádrových vrtech byla většina testů hltnosti masivu v rozmezí 0 – 5 Lu, nicméně brzy po zahájení ražeb z portálu Rauðsstaðir byla zastižena rozsáhlá vodonosná oblast s celkovým odhadnutým přítokem 700 – 800 l/min. Přítoky vody jsou nicméně geologickou zprávou očekávány pouze v některých oblastech, kde došlo k druhotným vulkanickým projevům. Horizontálně uložené vrstvy tu byly proťaty vertikálními lávovými komíny (dyky), které jsou často vodonosné. V roce 1996 byl na západních fjordech, nedaleko města Ísafjörður, dokončen jiný tunel, při jehož ražbě byly zastiženy zvlášť nepříznivé hydrogeologické podmínky s naměřeným přítokem vody přes 2 000 l/sec! Tento přítok dodnes slouží jako jeden z důležitých zdrojů pitné vody v okolí.

LITERATURA:
[1] LOFTSSON, Matthías a kol. Dýrafjarðargöng, Reykjavík: Mannvit, 10/2016
[2] KRYŠTOFOVÁ, Eva. Fotoreportáž, Na Island za geologií recentního riftu. http://www.geology.cz/app/reportaze/fotogal.pl?id=50 

Dýrafjarðargöng, Iceland
In September, the construction company Metrostav a. s. in cooperation with Icelandic company Suðurverk ehf. commenced construction works concerning Dýrafjarðargöng motorway tunnel in Iceland. The project is the third large construction project of Metrostav a. s. located in Iceland. While the first contract carried out from 2006 to 2010 included construction of two motorway tunnels Héðinsfjarðargöng with the total excavation length of 10,575 m, the second one, Norðfjarðargöng tunnel was commenced in 2013 and finished in 2017. The ceremonial opening of the tunnel took place on November 11, 2017. The tunnel with a length of 7,566 m has become the longest motorway tunnel in Iceland. Although, Dýrafjarðargöng tunnel with a length of 5,301 m is actually the shortest one, with respect to the remoteness of the site, it is far from being the easiest. After the project is finished, the total length of excavation carried out in Iceland by Metrostav, a. s. since 2006 will amount to 23 km.

Autor

• Ing. Gothard Aleš