Současnost a budoucnost podzemních dopravních staveb v ČR

Vyústěním této modernizace bylo nejprve zavedení prstencové metody ražení využívající k zajištění stability výrubu tubinkové nebo dílcové ostění, které bylo ukládáno pomocí erektoru, výjimečně s vrátky. Největší rozšíření tato metoda zaznamenala při výstavbě pražského metra, ale byla též použita např. při dokončení železničního III. Vinohradského tunelu nebo tunelu Blanenského č. 8/2.
V sedmdesátých a osmdesátých letech minulého století došlo rovněž k nasazení a velmi úspěšnému využití technologie nemechanizovaného štítování, především při ražbě traťových tunelů pražského metra. Podstatně méně byly nasazovány při ražbě traťových tunelů metra i velké mechanizované plnoprofilové štíty. Značného uplatnění doznaly razicí stroje a mechanizované štíty menších průměrů na méně známých, ale velmi důležitých stavbách vodovodních přivaděčů, kanalizačních sběračů, kabelových tunelů a zemních kolektorů.
Ve světě nejrozšířenější současná metoda výstavby tunelů pomocí plnoprofilových tunelovacích strojů (TBM), používaných jak v pevných skalních horninách (otevřené TBM), tak v tlačivých, případně zvodnělých zeminách (TBM se štítem a s aktivní kontrolou čela), u nás od devadesátých let nenachází uplatnění. I když možnost nasazení TBM při výstavbě dlouhých tunelů je i u nás obvykle zvažována, k žádné realizaci v posledních desetiletích nedošlo. Důvody jsou většinou ekonomické povahy, svou roli však zřejmě hraje i dlouholetá ztráta kontaktu s touto technologií – potřebné mechanizmy jsou odepsány a zkušenosti se ztratily s odchodem jejich nositelů z oboru. Přesto se dnes zdá, že u nás v nedaleké budoucnosti dozná renesance – v souvislosti s realizací dlouhých železničních tunelů nebo nových úseků pražského metra.
Až od devadesátých let 20. století (toto zpoždění oproti vyspělým evropským státům souviselo nepochybně s tehdejším politickým uspořádáním) se začala v České republice prosazovat tzv. Nová rakouská tunelovací metoda (NRTM, též Spritzbetonbauweise, Sequential excavation method apod.). V českém prostředí, charakterizovaném dispozičně relativně složitými podmínkami a zatím převážně krátkými tunely, je v současnosti NRTM zřejmě oprávněně preferována. Díky jejímu dominantnímu rozšíření se rozvinula a zkvalitnila řada technologií souvisejících především s vyztužováním výrubu a stabilizací nadloží – stříkaných betonů, svorníkové výztuže a horninových kotev, jehlování, mikropilot, tryskové, sanační a kompenzační injektáže.
Z ostatních tunelovacích metod, které se u nás v současnosti nebo nedávné minulosti používaly, uveďme ještě následující:

• technologie obvodového vrubu s předklenbou – poněkud problematicky využita při výstavbě tunelu Březno u Chomutova,
• technologie vysouvaných tunelů – naopak mimořádně úspěšně použita při výstavbě dvou tubusů pražského metra na úseku IV.C1 při podchodu Vltavy,
• technologie klasických hloubených tunelů v pažených stavebních jámách – využívána často u dispozičně velmi složitých partií tunelů (technologická centra, přechody z ražených tunelů do otevřené trasy atd.),
• tzv. milánská metoda – založená na kombinaci hloubení a ražení; pod ochranou konstrukčních podzemních stěn, rozepřených definitivní stropní konstrukcí, je čelně odtěžován vlastní profil tunelu (výhodný postup např. v městské zástavbě vzhledem k minimalizaci plošného i časového záboru povrchu; k této metodě patří i její tzv. varianta želva, spočívající ve vytvoření klenby na vytvarovaný terén, pod jejíž ochranou je opět čelně odtěžován profil tunelu),
• přesypávané tenkostěnné tunelové konstrukce – spolupůsobí se zemním násypem, hojně využívány jako ekodukty na nových komunikačních trasách pro převedení biokoridorů.

Mechanizovaný štít při ražbě trasy A pražského metra

ŽELEZNIČNÍ TUNELY
Zhruba od poloviny 19. století nastal v Evropě a současně i v Čechách nebývalý rozmach železniční dopravy, který byl impulzem i pro rozvoj tunelového stavitelství. Výstavba tunelů na železničních tratích tak má u nás dnes více než stošedesátiletou historii.
V současné době je na železniční síti České republiky v provozu 154 tunelů o celkové délce 38,5 km – 17 tunelů bylo zprovozněno do roku 1850, 89 v letech 1850 – 1900 a dalších 36 v letech 1900 – 1945.
Období po roce 1945 znamenalo útlum výstavby nových tunelů. Nejprve bylo charakterizováno sanací válkou poškozených staveb a v šedesátých letech zahájením rozsáhlého programu rekonstrukcí železničních tunelů souvisejícího s úpravami průjezdného profilu a elektrizací tratí. V celém poválečném období do roku 2000 bylo postaveno pouze 15 tunelů.

Nedávná minulost
Tunely Novosedelský a Vinohradský III byly poslední dva železniční tunely vybudované před rokem 1989.

Novosedelský tunel
Novosedelský tunel v severozápadních Čechách délky 210,5 m je zajímavá stavba, realizovaná technologií později už pro železniční tunel v ČR znovu nepoužitou. Ostění tohoto přesypaného dvojkolejného tunelu je tvořeno systémem tenkostěnných podélných železobetonových prefabrikátů zmonolitňovaných na skružích (systém BEBO). Nosná schopnost tenkostěnného ostění je dána spolupůsobením s kvalitně provedeným zásypem, příznivý vliv má i tvar střednice, který je navržen podle průběhu tlakové čáry od působícího zatížení. Tunel se nachází na přeložce trati Sokolov – Chodov, která uvolnila blokované zásoby hnědého uhlí. Byl zprovozněn v roce 1980.

Vinohradské tunely
Vinohradské tunely v Praze jsou asi nejrozsáhlejší podzemní stavba na české železnici. Jedná se o soustavu čtyř paralelních, postupně vybudovaných tunelů napojujících pražské hlavní nádraží západním a jižním směrem. Vinohradský tunel I byl realizován v období let 1869 – 1871, nejdříve jako jednokolejný, následně přestavěný na dvojkolejný. Délka tunelu vyraženého pilířovou rakouskou soustavou v ordovických břidlicích je 1 139 m. V průběhu let 1940 – 1944 byl postaven Vinohradský tunel II. Byl vyražen jako dvojkolejný v délce 1 122,5 m.
Spolu s ním vznikl zárodek dvojkolejného Vinohradského tunelu III. K jeho dobudování však došlo až v letech 1983 – 1989, kdy byly od již provedené části vyraženy dvě jednokolejné tunelové trouby prstencovou metodou s tubinkovým ostěním. Pouze tunelový rozplet ze stávajícího dvojkolejného tunelu do dvou jednokolejných byl – vzhledem k velmi složitým geologickým podmínkám, nízkému nadloží s hustou povrchovou zástavbou a křížení s trasou metra – zčásti postaven v hloubené stavební jámě a zčásti vyražen modifikovanou jádrovou metodou. Dvojkolejný Vinohradský tunel III je dlouhý 333 m, jednokolejný 769, respektive 791 m.

Vrubovací stroj na tunelu Březno

Současnost
S novým tisíciletím byla zahájena i éra obnovené výstavby železničních tunelů v České republice, a to především v souvislosti s modernizací železničních tratí na tranzitní koridory, které jsou začleněny do tzv. panevropských železničních koridorů určených pro využití moderními rychlostními vlakovými soupravami. Vyšší traťová rychlost (160 km/h) klade větší nároky především na směrové poměry – napřimují se trasy, z čehož vyplývá potřeba řady nových tunelových staveb. Na koridorových tratích vzniklo od roku 2000 sedm tunelů dlouhých bezmála 2,7 km a velké množství dalších je v přípravě.

Tunel Vepřek
Tunel Vepřek u Kralup nad Vltavou dlouhý 390 m patří mezi moderní stavby vznikající na tranzitních koridorech. Byl jako první železniční tunel na našem území vybudován Novou rakouskou tunelovací metodou v letech 2000 – 2002.
Mezi další realizované stavby současnosti patří nedávno zprovozněná soustava pěti děl na trati I. koridoru – tunel Krasíkovský (1 001 m), Tatenický (143 m), Malá Huba (324 m), Hněvkovský I (180 m) a Hněvkovský II (462 m). Všechny byly realizovány jako dvojkolejné metodou NRTM.

Třebovický tunel
Třebovický tunel na trati Česká Třebová – Olomouc má velmi dlouhou a pozoruhodnou historii. Původní Třebovický tunel byl nejstarší stavbou svého druhu u nás – a nejen na železnici. Dvojkolejný, 612,5 m dlouhý tunel byl vyražen v letech 1842 – 1845 jádrovou metodou s velkými problémy v prostředí bobtnavých a silně tlačivých jílů. V roce 1865 musel být pro těžké poruchy obezdívky opuštěn. Po celkové rekonstrukci byl znovu zprovozněn v roce 1932, ovšem pouze jako jednokolejný. V roce 2005 byl v rámci modernizace železničních koridorů starý tunel definitivně opuštěn a nahrazen zářezem s krátkým novým Třebovickým tunelem (délka 95 m), který je hloubený.

Březenský tunel
První využití technologie ražby metodou obvodového vrubu s předklenbou v České republice bylo zaznamenáno při ražbě Březenského tunelu u Chomutova. Výstavba díla touto metodou v prostředí silně porušeného jílovcového masivu se však příliš neosvědčila. Po havárii v roce 2004, spočívající ve ztrátě stability téměř 100 m předkleneb, byla zbylá část tunelu vyražena NRTM. Jednokolejný tunel dlouhý 1 758 m se v současnosti dokončuje, zprovozněn má být v dubnu 2007. Po dokončení bude nejdelším železničním tunelem v ČR.

Vítkovské tunely
Ve stadiu vzniku definitivního ostění jsou v současné době Vítkovské tunely Nového spojení realizované při modernizaci pražského železničního uzlu. V pohledově exponované centrální části města byly vyraženy technologií NRTM dva dvojkolejné tubusy délky 1 365 a 1 316 m. Ražba pod Památníkem národního osvobození a jezdeckou sochou Jana Žižky byla mimořádně náročná (nutnost dodržení minimálních deformací těchto objektů) – a je nutné konstatovat, že byla nad očekávání úspěšná. Po zprovoznění v roce 2008 stavby nahradí stávající a již nevyhovující tunel Žižkovský, který dosud jako jediný připojuje hlavní pražské nádraží na tratě z východního směru.

Novosedelský tunel – přesypávaný systém BEBO

Budoucnost
Rozsah plánované výstavby tunelů na železničních tratích je délkově větší než 50 km a je třeba konstatovat, že počty tunelů i jejich délky se s postupem času nezanedbatelně mění. Nyní jsou výhledově na III. koridoru navrhovány v západní části tunely Berounský (bezmála 25 km) a Ejpovický (4,15 km), na hranicích se Slovenskou republikou nový Jablunkovský tunel (612 m).

Berounský tunel
Nejzajímavější plánovanou stavbou tohoto druhu na III. koridoru je bezpochyby Berounský tunel mezi Prahou a Berounem. Stávající železniční trať je vedena údolím řeky Berounky a z hlediska modernizace na tranzitní koridor je – i při realizaci možných úprav – nevyhovující. Proto nově navržený úsek tratě propojuje obě města směrově jednoduchou, převážně raženou trasou. Berounský tunel budou tvořit dvě trouby, každá dlouhá bezmála 25 km, vedené paralelně vedle sebe. Na jejich výstavbu mají být využity plnoprofilové tunelovací stroje (TBM) s velkým průměrem (až 9,5 m), k čemuž v České republice dosud nedošlo. Ostění tunelu mají tvořit betonové prefabrikované dílce. Pouze portálové úseky budou vyraženy konvenčně. Pozornost bude třeba věnovat geotechnickému průzkumu a jeho závěrům, neboť trasa obou tunelů prochází geologickou oblastí barrandienu, a lze tudíž očekávat výskyt krasových jevů.
Na IV. koridoru, který vede z Prahy směrem na jih po trase Tábor – České Budějovice – hranice ČR s Rakouskem, se plánuje 13 tunelů. Konstrukčně jsou připravovány jako dvojkolejné a v pořadí od severu k jihu jsou výhledově navrženy tunely Tomický II (390 m, ražený), Tomický I (324 m, ražený), Zahradnický (1 030 m, ražený), Olbramovický (480 m, ražený), Votický (588 m, hloubený), Deboreč (660 m, ražený), Mezno (660 m, ražený), Sudoměřický (430 m, ražený), Janovský (876 m, ražený), Sedlečský (300 m, ražený), Zvěrotický (372 m, ražený), Hosín (1 490 m, ražený) a Nemanický (2 300 m, ražený). Jejich celková délka je předběžně 10 km, neboť pro traťový úsek Veselí nad Lužnicí – České Budějovice se v současné době zpracovává studie vedení trasy v několika variantách. Přístup železnice do Českých Budějovic je totiž poměrně komplikovaný – v oblasti se nacházejí poddolovaná území, letiště, významné historické památky a chráněné ekologické koridory. Návrh trasy je též nutné sladit s vedením připravované dálnice D3.

Tento článek v nezkrácené podobě si můžete také přečíst v čb. příloze časopisu Silnice Železnice 1/2007. Možnost předplatného ZDE.

Autoři

• Prof. Ing. Barták Jiří DrSc.