Ražba tunelů IV. tranzitního koridoru v úseku Benešov – Votice

• Foto

Ražbami tunelů Tomický I, Tomický II a Olbramovický byly oproti předpokladům zastiženy horší inženýrskogeologické poměry masivu, než bylo predikováno projektem potažmo průzkumem. U tunelu Zahradnického byla geologická kondice masivu víceméně shodná s předpoklady.

Ražené tunely byly budovány konvenčně tzv. Novou rakouskou tunelovací metodou (NRTM) a jsou konstruovány jako dvouplášťové (primární a sekundární ostění) s mezilehlou hydroizolací. Primární vystrojení je tvořeno ocelovými příhradovými rámy, stříkaným betonem vyztuženým ocelovými sítěmi, svorníky a ocelovými jehlami pro ochranu přístropí. Při ražbě bylo dodržováno vertikální členění – v předstihu ražena kalota (cca 60 m²) s následným dotěžením opěří (cca 40 m²). Pro primární zajištění výrubu bylo navrženo celkem 5 technologických tříd číslovaných 2, 3, 4, 5a a 5b. Třída 2 byla určena do nejpříznivějších geologických podmínek a byla tudíž nejsubtilněji vystrojena a měla nejdelší stavební postup (2,5 m), naopak třída 5b byla do nejnepříznivějších geologických poměrů a byla tudíž nejmasivněji vystrojena a měla nejkratší stavební postup (1,0 m).

V průběhu ražeb byl naší společností na předmětných tunelech realizován geotechnický monitoring, který sestával především z geodetických 3D měření (konvergence, měření portálů a povrchu), extenzometrických měření, zaměření skutečného tvaru výrubu (profiler), měření úrovně hladin studní, seismických měření a pasportizace zástavby v zóně ovlivnění. V průběhu ražeb naši zaměstnanci rovněž systematicky dokumentovali inženýrsko-geologické poměry horninového masivu. Vybraná data byla v numerické a grafické formě publikována na našem internetovém portále „Barab“.

RAŽBA V SILNĚ ROZPUKANÉ HORNINĚ – TUNELY OLBRAMOVICKÝ, TOMICKÝ I a TOMICKÝ II
Tunely Olbramovický, Tomický I a Tomický II mají tyto rozměrové parametry:

• Olbramovický tunel – ražená část činí 360 m, délky hloubených portálových částí jsou 2 × 60 m (celková délka 480 m) a výška nadloží se pohybuje od cca 6 m v příportálových úsecích až po cca 25 m uprostřed tunelu.
• Tomický I tunel – ražená část činí 216 m, délka hloubeného vjezdového (jižního) je 48 m, délka hloubeného výjezdového (severního) portálu je 60 m, celková délka je 324 m. Výška nadloží se pohybuje od cca 6 m v příportálových úsecích až po cca 15 m uprostřed tunelu.
• Tomický II tunel – ražená část činí 204 m, délky hloubených portálových částí jsou 2 × 24 m (celková délka 252 m) a výška nadloží se pohybuje od cca 5 m v příportálových úsecích až po cca 11 m uprostřed tunelu.

A) TUNEL OLBRAMOVICKÝ
Na Olbramovickém tunelu se stavební práce rozběhly 9. 12. 2009 ze strany výjezdového (severního) portálu (TM 60). V průběhu ražby byly zastiženy horší inženýrskogeologické poměry, než bylo předpokládáno v průzkumu. Oproti predikovaným relativně kvalitním granitoidním horninám byly zastiženy především horniny moldanubika – intenzivně zvětralé a tektonicky postižené ruly s polohami aplitických žul a grafitických břidlic. Dodavatel stavebních prací se v průběhu ražeb potýkal se zvýšenou nestabilitou čelby a nezajištěného výrubu, která byla způsobena především výrazným kostkovitým rozpukáním skalního masivu. Plochy nespojitosti byly navíc limonitizované a často s jílovou výplní, místy se vyskytovaly slabé přítoky vody. Hornina byla četně tektonicky postižená. Tektonické poruchy byly souběžné, nebo subparalelní s čelbou a byly vyplněny mylonitem. V takovýchto inženýrsko-geologických poměrech bylo pro rozpojování příportálových úseků použito strojní rozpojování, trhavina byla systematicky aplikována až v kvalitnější hornině dále od výjezdového portálu od TM 153,5.

V takto nepříznivých podmínkách bylo nutno postupovat s krátkými stavebními postupy dl. 1,0 m až 1,5 m se silně zajištěným přístropím ocelovými jehlami, které poskytovaly ochranu pracovníků na čelbě před padající horninou. Díky jehlám se rovněž podařilo omezit objem nechtěných geologických nadvýlomů. Krátkým stavebním postupům příslušela i technologická třída výrubu včetně vystrojení daná projektovou dokumentací, převážně třída 4, 5a a 5b. Nutno říci, že zajištění přístropí pomocí ocelových jehel předepsané projektem v daných technologických třídách nebylo dostačující a bylo nutno počet jehel v jednotlivých stavebních postupech zvýšit.

O špatné geologické kondici horninového masivu svědčí i fakt, že v průběhu ražby tunelu Olbramovický došlo mimo malých nadvýlomů (řád prvních kubíků) rovněž ke dvěma větším mimořádným událostem, při nichž došlo k vypadení čelby v řádu desítek kubíků. Vypadení horniny z čelby z 5. 1. 2010 je na obrázku č. 1. Kvalita masivu se s rostoucí mocností nadloží postupně zlepšovala tak, že uprostřed tunelu bylo možno razit v technologické třídě 3 s délkou záběru 2,0 m.

Ražba ze strany výjezdového (severního) portálu byla ukončena ve staničení TM 366,3. Dne 24. 4. 2010 bylo započato s ražbou z protilehlého vjezdového portálu (TM 420), aby se prorážka uskutečnila uvnitř horninového masivu. Ražbou z jižního směru byla zastižena poloha silně zvětralých rul místy až charakteru zemin, což odpovídalo předpokladům z průzkumu. I z tohoto směru bylo nutno přístropí systematicky vystrojovat ocelovými předráženými jehlami. Dne 18. 5. 2010 proběhla v Olbramovickém tunelu prorážka.

Z výše popsaného vyplývá, že poměr zastoupení jednotlivých technologických tříd byl rozdílný oproti projektové dokumentaci ve prospěch masivněji vystrojených tříd. Třída II s délkou záběru 2,5 m nebyla použita vůbec.

B) TUNELY TOMICKÝ I A TOMICKÝ II
Podobně jako u tunelu Olbramovického, byly i u těchto dvou podzemních děl zastiženy geologické poměry horninového masivu horší, než bylo predikováno průzkumem. Namísto granitoidů byly opět zastiženy především zvětralé a tektonicky postižené ruly s polohami žul. Ruly byly kostkovitě rozpukané, na puklinách byly povlaky limonitu i jílová výplň, občas byly přítomny úkapy vody. Díky zvýšené nestabilitě nezajištěného přístropí, bylo i zde nutno razit obezřetně s krátkými stavebními postupy a tomu odpovídajícími technologickými třídami výrubu. Postupovat bylo možno jen s ochranou přístropí ocelovými předráženými jehlami, čímž se zabránilo vzniku větších nadvýlomů. Nepříznivá geologická kondice horninového masivu obou tunelů je patrná z obrázku č. 2.

Tunel Tomický II byl oproti tunelům Olbramovický a Tomický I odlišný v kvalitě horninového masívu po délce tunelu. Zatímco u tunelů Olbramovický a Tomický I byla nejméně kvalitní hornina zastižena v příportálových úsecích a směrem do jejich středu se kvalita zlepšovala. U tunelu Tomický II byla nejlepší kondice horninového masivu zastižena v počátku ražby na vjezdovém (jižním) portále. Postupně s ražbou se geologické poměry zhoršovaly. Nepříznivou geologii v oblasti výjezdového (severního) portálu Tomického II tunelu dokládá skutečnost, že výjezdová portálová stěna krátce po vyhloubení jámy zkolabovala – viz obrázek č. 3.

C) RAŽBA V ŽULOVÉM MASIVU – TUNEL ZAHRADNICKÝ
Tunel Zahradnický zastihl oproti výše popsaným tunelům (Olbramovický, Tomický I a Tomický II) předpokládané granitoidní horniny (žuly sedlčanského typu). Hornina se zde vyznačovala blokovitou odlučností se sevřenými plochami diskontinuit bez výplně, místy se vyskytovaly slabé přítoky vody v podobě úkapů, ojediněle slabých přítoků. Příznivá geologická kondice horninového masivu dovolila použít větší rozsah subtilněji vystrojených technologických tříd. V 83 % délky tunelu byly využity technologické třídy výrubu 2 a 3. V nejkvalitnějších partiích masivu byl po dohodě zúčastněných povolen i záběr delší než 2,5 m. Fotografie čelby v kompaktních žulách je na obrázku č. 4.

Díky velké tvrdosti a kompaktnosti horninového masivu se zhotovitel potýkal se zvýšeným opotřebením stavebních strojů – vrtné korunky, sbíjecí kladiva, pásy tunelbagru atd. Pro rozpojování horniny byla používána především trhavina.

Tento tunel byl jako jediný ze všech pěti realizovaných tunelů vybaven únikovou cestou sestávají z únikové štoly (délka 58,3 m) a šachty (hloubky 26,8 m). Rovněž úniková cesta byla realizována za pomocí trhavin v kvalitních žulách sedlčanského typu.

ZÁVĚR
Na čtyřech ražených tunelech IV. tranzitního koridoru (úsek Votice Benešov) byly u třech tunelů (z jihu to byly Olbramovický, Tomický I a Tomický II) zastiženy horší geotechnické poměry, než byl původní předpoklad. Proto také u těchto objektů bylo zastoupení masivněji vystrojených technologických tříd vyšší na úkor tříd subtilněji vystrojených.

Naproti tomu u tunelu Zahradnického byly zastiženy dle předpokladu kvalitní granitoidní horniny (žuly sedlčanského typu). Příznivá geologická kondice tohoto tunelu dovolila použít větší rozsah subtilněji vystrojených technologických tříd. Zastoupení skutečně použitých technologických tříd a tříd projektovaných je pro jednotlivé ražené tunely patrné z tabulky 1.

Tabulka 1 – Porovnání skutečně použitých technologických tříd výrubu s projektem

Driving of Tunnels of the Transit Corridor IV in Section Benešov – Votice
In the second half of 2009, the construction works on modernization of the IV.transit railway corridor in section Benešov – Votice were launched. The construction includes nearly three kilometres of double-track tunnels, of which four are driven and one is excavated. The longest is 1,044 meters long; the shortest is 252 m long. When working on three tunnels, the construction workers encountered geological conditions worse than originally expected on the basis of exploration. In some parts, the rock was falling out in the volume of a few cubic meters and therefore, more complex technological processes and more sophisticated machines had to be used.

Autor

• Ing. Kössler Milan