Královopolský tunel – hlavní část velkého městského okruhu Dobrovského

• Foto

OD HISTORIE DO SOUČASNOSTI
Trasa severozápadní části VMO je v Králově Poli již dlouhou dobu pevně zafixovaná v územním plánu. Rovněž v sídlišti Žabovřesky, postaveném v 60. a 70. létech s rezervou pro VMO je trasa již dlouho definitivní. Čtyřpruhová komunikace zde byla již dávno postavena, ale bohužel končí na hranici městské části Královo Pole. Rozložení sídliště není pro tuto vysokokapacitní komunikaci příliš příznivé, což logicky vyvolává zvýšené nároky na ochranu proti hluku, emisím a prašnosti. Navazující úsek přes Královo Pole, hustě zastavěnou a obydlenou oblast, tvořil vždy jeden z největších problémů VMO. V 70. a 80. letech bylo zpracováno několik studií vedení trasy přes Královo Pole – povrchová varianta s rozsáhlými demolicemi a celkovou reurbanizací Králova Pole, nadzemní estakády ve stylu Pražské magistrály a rovněž podpovrchové tunelové varianty.

Již v r. 1993 byl zpracován projekt ve stupni DÚR s variantou dvoupruhového hloubeného tunelu s obousměrným provozem, dostatečně kapacitním pro předpokládanou dopravu na VMO. Samozřejmě včetně předpokladu existence souvisících tranzitních obchvatů jako je R43 v poloze přes sídliště Bystrc apod.

Tato varianta obousměrného hloubeného tunelu však bohužel neřešila dobudování druhé tunelové roury pro případ zvýšené intenzity dopravy, kdy jedna tunelová trouba stačit již nebude. Druhá tunelová trouba byla navržena pouze ideově jako ražený tunel s podzemní křižovatkou bez podrobnějšího technicko-ekonomického rozboru. Realizace této jedné hloubené tunelové roury předpokládala rozsáhlé demolice a velmi obtížně řešitelné problémy během výstavby s širokým dopadem do území.

V r. 1996 přišla firma AMBERG Engineering Brno, a. s. s návrhem raženého tunelu, který výrazně minimalizoval demolice a dopady stavby do území. Tato studie i následný projekt ve stupni DÚR z r. 1999 uvažovaly s etapovou výstavbou. Nejprve měla být vyražena pouze jedna obousměrná tunelová trouba a teprve následně po vyčerpání dopravní kapacity měla být dostavěna druhá tunelová trouba pro definitivní jednosměrný provoz v obou tunelových troubách. Tragické nehody v tunelech Mont Blanc a Gotthard v období 1999 až 2001 však zásadně změnily náhled na bezpečnost provozu v tunelech a v dalším období už byla sledována pouze varianta raženého tunelu se dvěma jednosměrnými tunelovými troubami a všesměrnými mimoúrovňovými křižovatkami na obou předpolích tunelu.

Velmi důležitou součástí stavby, dnes už rovněž historickou, byl geologický průzkum pro stavbu tunelu. Kromě standardních a běžných průzkumných metod jako jsou vrty, geofyzikální měření apod., byly pro potřeby projektu a zvolení optimálního způsobu ražby Královopolského tunelu provedeny tři průzkumné štoly o celkové délce přes dva kilometry. Štoly byly raženy a vystrojeny provizorním ostěním již jako součásti budoucích tunelových trub v období 2001 až 2003. Jejich hlavním cílem bylo ověřit podmínky a vhodný způsob a technologie ražeb v brněnských neogenních jílech (tzv. téglech) a zejména stanovit předpokládané účinky budoucí ražby tunelu na povrchovou zástavbu a inženýrské sítě. Proto byl nejdůležitějším prvkem průzkumných prací monitoring vlivů ražby, z něhož pak byly odvozovány projektové předpoklady pro budoucí ražbu velkých tunelů. Původním záměrem bylo navázat výstavbu tunelu bezprostředně na ukončení ražby štol, legislativní průtahy při získávání stavebního povolení však nakonec způsobily nechtěnou přestávku mezi ukončením ražby štol a zahájením ražeb tunelů v délce pěti let!

Výsledná kompromisní a nakonec i realizovaná varianta dopravního řešení této části VMO představuje možnost napojení městských částí Žabovřesk i Kr.Pole na velkém rondelu na Hradecké se sjízdnou rampou z ulice Korejské. Tunelové trouby jsou ve výsledné variantě dlouhé 1 258 m, resp. 1 237 m. Západní portál leží těsně pod vrcholem, což vypadá nelogicky, ale je to daň za připojení městských komunikací na VMO. V souvislosti s tímto řešením bylo nutné přeprojektovat i navazující křižovatku Hradecká – Královopolská na dvouúrovňovou – v horní etáži VMO a v dolní úrovni městská všesměrná křižovatka včetně možnosti pohybu chodců. Před východním portálem Královopolského tunelu je realizována všesměrná mimoúrovňová křižovatka – radiální čtyřpruhová komunikace (ulice Sportovní) zde kříží okružní komunikaci VMO se směrově oddělenými jízdními pásy. Dopravní pohyby v této křižovatce jsou velmi vyrovnané včetně všech odbočujících větví a ramp.

TECHNICKÉ ŘEŠENÍ TUNELU
Nejdůležitějším prvkem projektu bylo navrhnout ražbu s minimálními účinky na povrch a nadzemní zástavbu. Matematickým modelováním bylo prověřováno několik možností ražby v neogenních jílech. Bylo i přihlíženo ke zkušenostem z ražby primárních kolektorů v Brně, z ražby městského tunelu Mrázovka, ke zkušenostem ze zahraničí a zejména k výsledkům průzkumných prací a monitoringu v průzkumných štolách a měření na povrchu.

Zvolený způsob ražby a vystrojení výrubu s členěním na šest dílčích výrubů není příliš často používaný pro svoji časovou a materiálovou náročnost a zejména pro nutnost provádění prací v malých prostorách s nasazením malé a tudíž méně výkonné mechanizace. Při použití klasické cyklické metody ražby je však bezpečnou a osvědčenou metodou, zajišťující dostatečnou stabilitu dílčích čeleb a způsobující relativně nejmenší poklesy terénu.

Primární ostění a postup ražeb byly navrženy s následujícími zásadami:

• Tégly jsou velmi plastické a chovají se jako viskózní kapalina.
• Jakákoliv vestavba primáru musí být provedena po výrubu co nejrychleji a každý vyražený profil musí být co nejrychleji a co nejtužším způsobem uzavřen. Nelze čekat na odlehčení po výrubu jak je běžné u skalních hornin.
• Protože deformace a změny napětí probíhají v tomto prostředí s výrazným zpožděním a velmi dlouhodobě, musí být ostění co nejtužší ale na druhé straně s dlouhou deformační dráhou a s možností i plastických deformací.
• Důležitou úlohu hraje v primárním ostění Královopolského tunelu obvykle málo používaná horizontální tuhá výztuha mezi oběma bočními štolami – zabraňuje horizontálním deformacím jako rozpěra a umožňuje přejezdy mechanismů mezi horními štolami.

RAŽBA TUNELŮ
Vlastní ražba tunelových trub byla zahájena na přelomu let 2007 a 2008. Závěrečná prorážka poslední části tunelu se uskutečnila v březnu roku 2010. Poněkud nostalgicky si dovolíme ražbu připomenout dvěma snímky z období ražby z let 2008 a 2009.

OSTATNÍ ZAJÍMAVÉ ÚDAJE
Minimální nadloží tunelu činilo u provizorních portálů cca 6 m. Minimální rozdíl mezi obrysem výrubu a podlahou sklepa objektu Poděbradova 28 činil pouhých 2,80 m. Překládaná kanalizační stoka na ulici Veleslavínova je v dolní části ulice uložena prakticky přímo na tunelové klenbě primárního ostění. Při ražbě byla poprvé v ČR použita tuhá svařovaná výztuž stříkaného betonu.

Při ražbě byla pro eliminaci poklesů použita tzv. kompenzační injektáž v nebývale velkém rozsahu – celkem bylo řízenou injektáží během ražby přizvedáváno 26 nadzemních objektů.

Stavba tunelu si vyžádala dvě lidské oběti – jeden člověk zahynul v r. 2003 při ražbě průzkumných štol pádem pod důlní drážku, druhý člověk přišel o život v r. 2010 při ražbě tunelů pod koly důlního nakladače.

SLAVNOSTNÍ ZAHÁJENÍ A PROVOZ V TUNELU 
Zahájení ostrého provozu předcházely komplexní zkoušky všech technologických zařízení a bezpečnostního vybavení, které probíhaly více jak dva měsíce před otevřením. Povinnou součástí bylo také několik cvičení jednotek Integrovaného záchranného systému (IZS) včetně simulace dopravní nehody a požáru v tunelu – viz obr. 5.

Slavnostního zahájení se zúčastnilo na tisíc lidí včetně zástupců vlády, kraje, statutárního města Brna a na stavbě zúčastněných subjektů. Byla dodržena tunelářská tradice a na portále v Žabovřeskách byla osazena a opatem starobrněnským vysvěcena soška svaté Barbory.

První reakce veřejnosti na otevřený úsek VMO jsou velmi pozitivní jak z hlediska urychlení provozu, komfortu jízdy a výrazného snížení hustoty provozu na místních komunikacích v Králově Poli i z hlediska estetického provedení všech staveb. Dosavadní měření intenzit provozu v měsíci září udává, že tunelem projíždí denně průměrně 24 000 vozidel v obou směrech.

ZÁVĚR
Z pohledu týmu projektantů, kteří se na této stavbě podíleli, je možné konstatovat hřejivý fakt, že jejich projektová činnost po více jak 15-ti letech, lemovaná po celou dobu nesčetnými odpůrci a oponenty této stavby, vyústila konečně v úspěšnou realizaci tohoto významného stavebního díla v městě Brně.

Královopolský Bridge and a Significant Section of VMO in Brno have been finally in Operation
As of August 31, 2012, a long-awaited north-western section of the Large City Circle (VMO) officially named “The I/42 Road Brno, VMO Dobrovského” including also Královopolský tunnel and connecting flyovers on both of its forefields was ceremonially put into operation.

Autor

• Ing. Horák Vlastimil