Nová rakúska tunelovacia metóda

• Foto

NRTM sa začala masívne využívať v 60. rokoch, ale dodnes nie je a nemôže byť zastaralá, lebo spôsoby jej aplikácie sú rôznorodé a jednotlivé prvky sa neustále vyvíjajú, a v odborných kruhoch sa často vedú polemiky o tom, čo je NRTM teraz. Treba si však uvedomiť, že NRTM nestanovuje striktne postupy, ale že je to len vysokopružný princíp uplatňovania elementárnych zásad spolupôsobenia horninového prostredia v okolí tunela s jednotlivými vystrojovacími prvkami.

Princíp NRTM spočíva v efektívnej kontrole deformačného procesu horniny v okolí výrubu s cieľom mobilizovať jeho prirodzenú pevnosť. Toho sa dosahuje technologickým opatrením – realizáciou primárneho pružného ostenia tunela v čase, ktorý je funkciou postupu ražby a následnej deformačnej reakcie horninového masívu a jeho okolia. Takto sa vlastne ovplyvňuje priebeh prerozdeľovania napätosti horniny v okolí postupujúceho výrubu s cieľom maximálne zaintegrovať horninový masív do jedného statického systému s ostením tunela.

Dalo by sa mnoho popísať o monitoringu deformačnej odozvy či zúžene o konvergenčných meraniach o súvislostiach medzi vývojom deformácií a stabilitou horninového masívu pred a za čelbou, ale snáď bude zaujímavejšie zdôrazniť, prečo sa práve NRTM preferuje pri razení tunelov v stredoeurópskom priestore.

INÉ METÓDY TUNELOVANIA
Dnes sú „konkurenciou“ NRTM hlavne razenie tunelovacími strojmi (TBM), metóda obvodového vrubu a najmä v Taliansku Lunardiho metóda. Keď si odmyslíme severské krajiny, kde sa razia tunely v kompaktných tvrdých horninách (je to vlastne určitý 0. variant NRTM, lebo vystrojovacie prvky nie je nutné použiť), tak všetky tieto metódy majú svoje obmedzenia. Nevýhodou TBM je hlavne to, že nasadenie takéhoto stroja je ekonomicky efektívne až niekde nad 5 km a pri krátkych tuneloch nie je efektívne ani z časového hľadiska. Metóda obvodového vrubu sa určite nemôže uplatniť v tvrdých horninách, ale ani v horninách nesúdržných.

POPIS NRTM
NRTM sa dá využiť všade, závisí len na tom, ako sa modifikuje. Množstvo a typ vystrojovacích prvkov sa môže meniť prakticky s každým metrom. V našich podmienkach, kde sa výrubové triedy menia skutočne veľmi často, má táto metóda svoju nezastupiteľnú funkciu. Pri tejto metóde sa spravidla neotvára celá čelba naraz, ale pri súdržnejších horninách sa člení horizontálne (obr. 1), čo znamená, že najskôr sa vyrazí kalota a v určitom oneskorení (50–200 m) sa razí stupeň. Kde je to nevyhnutné a je z pohľadu stability nutné profil uzatvoriť nasleduje ešte vyrazenie dna či protiklenby. Toto všetko sa však vystužuje len primárnym ostením, ktoré je tvorené najčastejšie priehradovými nosníkmi, oceľovou mrežovinou a vrstvou striekaného betónu (obr. 2). Samozrejme, že súčasťou výstroja sú aj horninové kotvy či svorníky, ktoré zaisťujú spolupôsobenie horninového masívu. Pri horninách, ktoré umožňujú členiť čelbu len horizontálne, sa používajú na jej rozpojovanie spravidla trhacie práce. Čiže najskôr sa čelba (kalota) navŕta pomocou dvoj- až trojlafetového vrtného voza, nasledujú trhacie práce, odvoz vylomenej horniny a zaistenie výrubu striekaným betónom s pridaním oceľových vystrojovacích prvkov. Striekaný betón je v posledných desiatich rokoch aplikovaný spravidla mokrou cestou.

V nesúdržnejších horninách, kde by pri otvorení celej kaloty mohlo dôjsť k vypadávaniu, či zavaľovaniu diela, sa čelba okrem horizontálneho členenia delí ešte aj vertikálne (obr. 3). V týchto podmienkach nie je nutné použiť vzhľadom na tvrdosť hornín trhacie práce a jednotlivé časti čelby sa otvárajú pomocou tunelbágrov. Dôležité je v týchto prípadoch aj to, aby sa celkový profil čo najskôr uzatvoril. Takéto razenie si vyžaduje mimoriadnu technologickú disciplínu, aby boli jednotlivé vystrojovacie prvky aplikované v pravý čas. Najdôležitejším je však meranie konvergencií a stanovenie takého druhu a množstva vystrojovacích prvkov, aby nedochádzalo k nadmernej deformácii primárneho ostenia, či degradácii jednotlivých prvkov.

Po doznení konvergencií môže nasledovať izolovanie tunela a následne budovanie definitívneho ostenia (obr. 4). Definitívne ostenie je tvorené betónom, resp. železobetónom o hrúbke 30–50 cm, ktorý sa ukladá do debniaceho voza. V súčasnosti sa vedie diskusia o tom, že do statického výpočtu je možné počítať aj s únosnosťou primárneho ostenia, čiže definitívne ostenie by bolo navrhované tak, že neprenáša celé zaťaženie, ale len jeho časť. Dnes sa ešte samozrejme in situ nedá preukázať, že primárne ostenie, ktoré nie je chránené izoláciou, nebude počas svojej životnosti degradované a tým strácajúce svoju únosnosť. Pokiaľ však s jeho únosnosťou počítame, primárne ostenie zabezpečí rovnovážny stav a zmyslom definitívneho ostenia je vlastne trvalá fixácia tohto rovnovážneho stavu.

New Austrian Tunnelling Method
The principle of New Austrian Tunnelling Method (NATM) consists of efficient control of the rock deformation process in the vicinity of a slope with the objective to mobilize its natural firmness. This is achieved by a technological measure – performance of primary flexible reveal of the tunnel within time which is a function of the tunnelling procedure and subsequent deformation reaction of the rock massif and its vicinity. This is how the process of redistribution of rock tensity is actually impacted in the area of proceeding slope with the objective of maximum integration of rock massif into one statistical system with tunnel reveal.

Autor

• (red)