Studie bezpečnosti tunelů pozemních komunikací a analýza rizik

• Foto

Nárůst automobilových tunelů je patrný zejména ze skutečnosti, že do roku 1996 dosahovala jejich délka na silniční síti v České republice necelých 1 000 m. V roce 2008 však již dosáhla celková délka automobilových tunelů více než 11 km, přičemž se jedná o tunely, které přenášejí značné dopravní výkony. Další významné silniční a městské tunely jsou ve stadiu realizace nebo různém stupni projektové přípravy.

SILNIČNÍ OKRUH KOLEM PRAHY (SOKP)
Jednou z významných dopravních staveb, které mají v celkové délce velký podíl tunelových úseků, je Silniční okruh kolem Prahy (SOKP). V průběhu zpracování projektové dokumentace SOKP 511, 512, 513, 514, 518 a 519, zajistil investor (ŘSD ČR) ve snaze o dosažení maximální úrovně bezpečnosti a spolehlivosti těchto staveb vypracování studie bezpečnosti a analýzy rizik, které zpracovala v průběhu let 2005 až 2007 firma CityPlan, s. r. o. Studie bezpečnosti se zabývala všemi stavebními objekty, které mohou ovlivnit bezpečnost provozu.

Velká pozornost přitom byla věnována právě tunelovým úsekům, které jsou z hlediska možných rizik a rozsahu následků specifické. Na SOKP se jedná o tunely s vysokou prognózovanou intenzitou dopravy (až 78 000 voz/24 hodin v roce 2040), až 25% podílem nákladní dopravy a neomezeným průjezdem nebezpečných nákladů. Vzhledem k prostředí městské aglomerace bylo nutné umístit důležité mimoúrovňové křižovatky v těsné blízkosti tunelových úseků s návaznými mostními objekty. Všechny tyto skutečnosti kladou jednak velké nároky na provozní spolehlivost a jednak může být během krátkého časového úseku ohroženo při mimořádné události v tunelu značné množství osob. Nedávná dopravní nehoda v Husovickém tunelu s následným požárem a smrtelným zraněním přitom opět potvrdila, že je důležité nejenom dodržení platných standardů při projektové činnosti, ale i včasné určení součinnosti a priorit postupu složek integrovaného záchranného systému ve vazbě na řídicí systém tunelu při likvidaci mimořádných událostí, k čemuž analýzy rizik přispívají. Výstupem komplexně provedených studií bezpečnosti a analýz rizik byla tudíž nejen doporučení pro další stupně projektové dokumentace, jejichž cílem bylo zvýšení bezpečnosti, ale i doporučení pro snížení rizik při vzniku a řešení mimořádných událostí a nestandardních dopravních stavů.

Studie bezpečnosti a analýzy rizik se zabývaly postupně stavbami SOKP podle potřebnosti pro investora a stavu rozpracovanosti projektové dokumentace a investorské přípravy, a to od staveb, kde se zpracovává dokumentace k územnímu řízení, přes dokončené dokumentace k územnímu řízení až po zadávací dokumentace ve stádiu před zahájením výstavby. Tím se i lišily možnosti uplatnění doporučení od drobných úprav přes doplnění projektů až po výhledové úpravy stavby zohledňující nárůsty intenzit dopravy a snižující zjištěná rizika.

Jednalo se o rozsáhlý materiál, jehož členění do kapitol a jejich stručný obsah lze shrnout následujícím způsobem:

Dopravní model a kapacitní posouzení
Tato kapitola je základním vstupem pro dopravně-inženýrské posuzování. Dopravní model České republiky na programu PTV vychází ze všech dostupných aktualizovaných průzkumů a sčítání a pro horizonty 2015 a 2040 predikuje intenzity dopravy za předpokladu plánovaného rozvoje silniční sítě pro dané období. Pro hodnocení intenzit na SOKP je rozhodující postup dostavby dálniční sítě (zejména D3 a R35, které významně ovlivňují vstupy, postup výstavby hlavní uliční sítě v Praze (městský okruh a radiály) a samozřejmě nejvíce postup zprovoznění vlastního SOKP. Z těchto hledisek jsou vytvořeny zatěžovací scénáře modelu, které hledají kritické stavy mezi uvedením stavby do provozu a návrhovým obdobím. Výstup je zaměřen na analýzu kapacitních možností mimoúrovňových křižovatek a kapacitní možnosti mezikřižovatkových úseků. V modelu je tedy konkrétní uspořádání všech mimoúrovňových křižovatek. Hodnocení je zakončeno zjištěním úrovně kvality dopravy jednotlivých prvků a srovnáním s požadavky ČSN 73 6101. Z tohoto srovnání plynou doporučení k úpravám počtů jízdních pruhů, pruhů a uspořádání větví mimoúrovňových křižovatek.

Posouzení klíčových míst pomocí mikrosimulace dopravního proudu
Žádné výpočtové metody nejsou schopny prověřit dopravní řešení celé křižovatky nebo soustavy křižovatek tak jako mikrosimulace.  Mikrosimulace maximálně napodobuje chování všech jednotlivých vozidel v dopravních proudech se zohledněním jejich dynamiky i možných provozních podmínek. Podrobná mikrosimulace má statistické výstupy a vizuální výstupy. U statistických se jedná o časové zdržení, délku kolony, hustotu a jízdní rychlost. Vizuální výstup umožňuje sledovat vznik a příčinu úzkých hrdel, ovlivnění dalších vozidel i v sousedních pruzích, tvorbu kolony a její rozpouštění nebo nárůst dlouhodobější kongesce. Tímto způsobem byly identifikovány kongesce přerůstající v kolaps, ovlivnění následným kapacitním hrdlem, zastavování vozidel v přetíženém průpletu a řadu dalších jevů. Tímto způsobem bylo upravováno dopravní řešení tak dlouho, až identifikované závady pominuly. Z mikrosimulace byla formulována doporučení pro úpravu dopravního řešení. Převážně se týkala uspořádání připojovacích a odbočovacích pruhů a průpletů.

Analýza důsledků omezení provozu v tunelu
Omezení provozu v tunelu nastávají buď plánovaně (opravy, údržba) nebo jsou způsobeny nečekanou událostí (zastavení vozidla, nehoda nebo jiná mimořádná událost). Na vzniklou situaci reaguje řídicí systém tunelu a podle typu a závažnosti události dochází ke snížení rychlosti, uzavírce jízdního pruhu nebo úplné uzavírce tunelu. Tato omezení ovlivňují dopravní situaci jak na hlavní trase, tak i na okolních MÚK a silnicích. S využitím dopravního modelování byly posouzeny důsledky základních typů omezení a uzavírek, ke kterým může docházet. Byl tak určen rozsah a míra ovlivnění okolní silniční sítě a zjištění této analýzy byly následně využity při návrhu objízdných tras a pro doporučení na vybavení a konfiguraci systému proměnného dopravního značení.

Posouzení důsledku vzniku zvláštního, mimořádného a havarijního dopravního stavu
Zvláštní, mimořádné a havarijní režimy se promítají různě do provozních podmínek dopravního proudu a vyžadují rozdílné postupy při řešení a návratu do normálního provozního stavu. Možnosti a priority při řešení těchto událostí byly hodnoceny v kontextu projektu technického řešení a navrženého vybavení dopravní stavby. Výsledkem jsou doporučení na technické vybavení a organizační postupy při řešení těchto stavů. Cílem je omezení následků a rizik vzniklých událostí, přičemž klíčové je zamezit vzniku závažnější události, na jejímž počátku může být např. pouze porouchané vozidlo v jízdním pruhu tunelového úseku.

Analýza náhradních tras pro uvedené dopravní stavy včetně identifikace kritických míst
Trasa SOKP prochází členitým územím, přičemž údolí Vltavy a Berounky představuje výrazný dělicí prvek. Tato skutečnost klade zvýšené nároky na technickou náročnost SOKP, což ovlivňuje provozní spolehlivost trasy. Zároveň jsou však omezeny možnosti pro vyhledání objízdných tras, neboť k dispozici je pouze limitovaný počet mostních objektů umožňujících realizaci obdobných dopravních vazeb jako SOKP. Dostatečně kapacitní objízdná trasa, která by ve výhledovém období byla schopna nahradit při úplné uzavírce některý z úseků SOKP, zvláště pak tunelových úseků, není v daném území k dispozici.

Nutná je tudíž příprava scénářů pro odklon a organizaci dopravy na objízdné trasy při nestandardních provozních stavech. Tyto scénáře byly ve studii připraveny na základě podrobného průzkumu stavu a kapacitních možností náhradních tras, přičemž zjištěna byla celá řada závad. Uváženo bylo i výhledové řešení silniční sítě a rizika pro přilehlé osídlení a obyvatele. Klíčová je pro možnost volby objízdné trasy realizace SOKP a Městského okruhu v celé délce. Při úplných a dlouhodobějších uzavírkách na SOKP je nutné využít nejen místní komunikace na území hl. m. Prahy a silnice v bezprostřední blízkosti hlavní trasy, ale pro vozidla dálkového tranzitu i silnice I. tříd, které jsou k dispozici v širším území. Stav těchto silnic je třeba průběžně zlepšovat a zjištěné dopravní závady postupně odstranit.

Analýza rizik tunelových úseků
V souladu s evropskou směrnicí na minimální bezpečnostní požadavky pro tunely 2004/54/EC a ČSN 73 7507 Projektování tunelů pozemních komunikací byla pro tunelové úseky provedena analýza rizik. Nutnost provedení této analýzy vyplynula ze specifických podmínek, ve kterých je stavba SOKP realizována a které se promítají do výsledného technického řešení. V blízkosti tunelů je nutné s ohledem na zajištění požadovaných dopravních vazeb navrhovat mimoúrovňové křižovatky, tunelové úseky navazují na mostní objekty a podélný sklon v některých úsecích je větší než 3 %.

V rámci analýzy rizik bylo provedeno zhodnocení technického řešení a vybavení tunelů, prognóza předpokládaného počtu nestandardních událostí, hodnocení bezpečnosti tunelů podle ADAC a kalkulace rizik uživatelů. Jedním z podkladů analýzy rizik byly od roku 2007 také záznamy událostí z řídicího systému tunelů Libouchec a Panenská na dálnici D8.

Výsledkem analýzy rizik byly návrhy na dílčí úpravy a doplnění technického řešení a dopravních zařízení, dále doporučení pro zlepšení podmínek pro zásah jednotek integrovaného záchranného systému. Vypočtená rizika pro uživatele tunelu jsou v pásmu rizik akceptovatelných, podle hodnocení ADAC se jedná o tunely se středním rizikem. Při uplatnění doporučení definovaných v analýze rizik zaměřených na snížení pravděpodobnosti nehod, vzniku požáru a omezení počtu ohrožených osob je možný posun do pásma nízkého až středního rizika. V doporučeních jsou zohledněny zkušenosti hasičského sboru ČR tak, aby byla zejména eliminována rizika z hlediska požární bezpečnosti staveb.

Bezpečnostní audit a návrhy na zvýšení bezpečnosti
Bezpečnostnímu auditu je věnována významná pozornost. Vychází se z filozofie komunikace bezpečné, odpouštějící a srozumitelné. Z tohoto hlediska se audit soustřeďuje na technické parametry návrhu, rozhledové poměry, pevné překážky, náhlé změny a překvapení a střety s jinými účastníky. Technické správnosti návrhu a optimálnímu souladu s normami je věnována značná péče a zkušenosti ukazují množství identifikovaných nedostatků, které je žádoucí odstranit (klopení, rozšíření, poloměry, přechodnice, soulad řešení s dopravním zatížením atd.). Pozornost je věnována zádržným systémům, úrovni zadržení, deformační zóně a nutnosti zabránit nárazu do pilířů a ostatních tuhých konstrukcí. Jedním z podkladů pro hodnocení bezpečnosti a doporučení na zlepšení je zpracovaná analýza nehodovosti na již provozovaných úsecích SOKP, zaměřená na příčiny a následky dopravních nehod. S ohledem na stupeň projektové přípravy jsou zohledněny reálné možnosti zásahů a doporučení do posuzovaného řešení.

Doporučení a požadavky, vyplývající z identifikace rizik a následků teroristického útoku
Tunely nepatří mezi cíle s vysokou atraktivitou, případné následky teroristického útoku však mohou ohrozit životy velkého množství osob, neboť teroristické činy se mohou z hlediska průběhu a následků ztotožňovat s vážnými nehodami. Cíle teroristů lze charakterizovat zrůdnou snahou o efekt, škodu a lidské ztráty. Z toho vyplývá i identifikace kritických objektů a doporučení k jejich zabezpečení (přístupnost, dohled, odolnost).

Rizika plynoucí z přepravy nebezpečného nákladu
Hodnocení rizika je založeno na posouzení počtu vozidel s nebezpečnými náklady, charakteru trasy (tunel, most, zářez, terén, obestavěný úsek), charakter ohrožení (exploze, uvolnění toxických plynů nebo jedovatých tekutin, požár) a počet ohrožených osob. Pro hodnocení se používá metodika QRA, podpořená specielním modelem QRAM, schopným hodnotit a srovnávat následky specifických událostí v tunelové či otevřené trase včetně dopadů na ohrožené osoby.

Z hodnocení vyplývá, že při četnosti vozidel s nebezpečnými náklady, četnosti požárů i vozidel s náklady tak zvaně bezpečnými, při intenzitě dopravy na SOKP a sledované četnosti požárů nákladních vozidel a autobusů na dálniční síti se nejedná o rizika zanedbatelná.  Vzhledem k tomu, že rizika na objízdných trasách tunelových úseků by v případě odklonu nebezpečných nákladů na tyto trasy převýšila za normálních okolností riziko průjezdu vozidel tunely, jsou případná regulační opatření průjezdu nebezpečných nákladů tunely navržena pro případ nestandardních událostí. Za normálního stavu jsou však definována dodatečná opatření, která mají za cíl zvýšení bezpečnosti v přepravě nebezpečných nákladů tunely.

Dostupnost a dislokace jednotek integrovaného záchranného systému
Významným faktorem omezení následků nehod, požárů a dalších událostí je časová dostupnost složek IZS k nástupnímu místu zásahu. Tato část prověřuje jak dislokaci jednotlivých útvarů policie, zdravotní záchranné služby a požárních sborů z hlediska jejich vybavení, tak způsobu dojezdu a spolehlivosti dojezdových časů, možnost přistání vrtulníku, přístupové a evakuační trasy, shromáždiště. Z výsledků posouzení vyplývají doporučení pro novou lokalizaci složek, jejichž dojezdový čas je v některých případech nevyhovující, a další doporučení organizačního charakteru.

Doporučení a požadavky vyplývající ze studie bezpečnosti a analýzy rizik
V této části jsou shrnuta doporučení na stavební řešení, technologické vybavení a preventivní opatření, která by měla být uplatněna v přípravě dalších stupňů projektové dokumentace. Při vyšších stupních dokumentace se věnuje nejen technickému a stavebnímu řešení, ale i dopravnímu značení a informačním systémům.

SHRNUTÍ
To, že je věnována náležitá péče hodnocení rizik a bezpečnosti tak významné stavby, jakou je Pražský silniční okruh, je nutno kvitovat jako významný pokrok. Spojení dopravně-inženýrského posouzení, bezpečnostního auditu a analýzy rizik podle požadavků ČSN 73 7507 a směrnice 2004/54/EC s aktualizací dopravní prognózy přináší výhodu systémového nezávislého (na zadavateli a projektantovi) posudku, který směřuje k optimalizaci řešení jak z hlediska plynulosti dopravy, tak bezpečnosti. Tyto kategorie spolu totiž velmi úzce souvisí a jen velmi těžko se určuje rozhraní mezi pouhým bezpečnostním auditem, dopravně-inženýrským posouzením, a kontrolou návrhových parametrů projektu.

Řada zjištění a podnětů, která z provedených analýz vyplynula, pokud bude do značné míry implementována do projektů, významně ovlivní kvalitu a bezpečnost řešení. U některých nedostatků analýza poukazuje na nutnost včasného přijetí dalších opatření (objízdné trasy, rozšíření apod.). Jsme přesvědčení, že takovouto formu analýzy by si zasloužily všechny dopravně významné stavby, ať zahrnují tunely či nikoliv. Chceme přispět k bezpečným stavbám, které zohledňují i potřebu kvalitní dopravní funkce a ne pouze výslednici konfliktu mezi ochranou lidských sídel a ochranou přírody.

LITERATURA:
[1] CITYPLAN spol. s r.o. Landa, Nosek, Lávic, Hofhansl, Tříska: Studie bezpečnosti a analýzy rizik, Silniční okruh kolem Prahy, stavby 519, 518, 514, 513, 512, 511, 2005–2007
[2] CITYPLAN spol. s r. o. Landa, Hofhansl, Šída, Súkenník, Varhulík, Prosek M., Prosek P.: Studie vlivu letiště Ruzyně na zatížení silničního okruhu kolem Prahy, prosinec 2006.
[3] CITYPLAN spol. s r. o. Landa, Lávic, Kyp, Šída, Rambousek: Studie objízdných tras SOKP, 2007–2009

Study on the road tunnel safety and risk analysis
By 1996, the length of road tunnels on the road network in the Czech Republic was almost 1,000 m. In 2008, the length of car tunnels was already more than 11 km. Based on the usually painful experience with traffic and mainly solving emergency situation in the road tunnels abroad, it is extremely important to consider risk level which the users have to face outside the driving in open terrain and to decrease the detected risks as much as possible. In the course of preparing project documentation for one of the important transport construction in the Czech Republic ČR – the road by-pass around Prague (SOKP) – having a high proportion of tunnel sections in their total length, was provided by the Investor (ŘSD ČR) by elaborating the safety study and risk analysis study, which were elaborated by the company CityPlan, spol. s r. o. in 2005 to 2007.

Autoři

• Ing. Landa Jiří
• Ing. Hofhansl Petr Ph.D.
• Ing. Lávic Jiří