Tunel v úseku 514 Lahovice – Slivenec pražského silničního okruhu

• Foto

Článek je koncipován jako výběr postřehů a zkušeností zhotovitele z pozice člena realizačního sdružení celé stavby 514. Jsou zde uvedeny údaje o etapě provádění ražeb a provizorního ostění. O zřizování definitivního ostění a kompletaci díla bych rád informoval v některém z příštích čísel časopisu.

OBCHODNĚ-TECHNICKÉ ÚDAJE
Investorem stavby je Ředitelství silnic a dálnic ČR a celou stavbu pro něj provádí Sdružení tří stavebních společností STRABAG, HOCHTIEF a BÖGL a KRÝSL. Zhotovitelem samotného tunelu jsou dvě složky nadnárodního stavebního koncernu Hochtief, a to HOCHTIEF Construction AG, Německo a HOCHTIEF CZ. Stavbu provádějí společně formou interního sdružení.

Stavba je financována ze tří zdrojů – z národních prostředků Státního fondu dopravní infrastruktury, z evropských prostředků z Fondu soudržnosti EU a doplňkově pomocí úvěru Evropské investiční banky. Této struktuře zdrojů též odpovídá kontrolní aparát státní správy pro čerpání prostředků těchto veřejných zdrojů.

Smlouva o dílo mezi investorem a Sdružením stavebních společností je typu FIDIC Red book. Smluvní cena celé stavby činí 8,9 mld. Kč (v cenové úrovni roku 2005 včetně DPH) a cena stavební části tunelu ve stejné cenové úrovni činí 1,8 mld. Kč. Realizací tunelu tak vstoupila stavební skupina Hochtief na český trh podzemního stavitelství.

TUNEL RADOTÍN – LOCHKOV
Projíždíte-li Prahou a vydáte-li se směrem na Dobříš a Strakonice, uvidíte vpravo vysoko ve stráni nad železniční tratí z Prahy do Plzně „černé oči“ tunelu. Jedná se o jižní portál tunelu mezi Radotínem a Lochkovem. Celková délka tunelu činí 1,64 km a tvoří ho dvě souběžné roury – tubusy. V pravém (stoupajícím) tubusu jsou navrženy tři jízdní pruhy (se samostatným pruhem pro pomalá vozidla), v levém (klesajícím) jsou navrženy dva jízdní pruhy. Délka ražené části tunelu je zhruba 1,3 km, zbytek jsou tunely hloubené. Severní portál je umístěn na úrovni náhorní roviny západně od Prahy poblíž Lochkova, jižní portál je ve stráni nad údolím Berounky v Radotíně a bezprostředně na něj navazuje mostní estakáda. Tunel má v celé délce podélný sklon 4 %, což je maximálně přípustný sklon pro tento typ pozemní komunikace. Tunelem se překonává asi polovina výškového rozdílu mezi dnem údolí Berounky a citovanou náhorní rovinou. Plocha výrubu dvoupruhového tunelu se pohybuje (v závislosti na zastižených horninových podmínkách) od 89 do 103 m², plocha třípruhového tunelu činí od 101 do 125 m². Provádění ražené části tunelu bylo zahájeno v předstihu v roce 2004 ražbou průzkumné štoly v celé délce tunelu, ve které byl proveden podrobný geotechnický průzkum. Jak je popsáno dále, prakticky veškeré stavební práce na tunelu byly a jsou prováděny pouze ze severního portálu u Lochkova.

Geologické, hydrogeologické a geotechnické poměry
Tunel prochází ve směru úpadní ražby od Lochkova do Radotína postupně souvrstvím spodního siluru a svrchního ordoviku Barrandienu, vrstvy mají generelní sklon k severozápadu. Horniny jsou prostoupené zlomovými a vrásovými poruchami se silným porušením hornin. Hydrogeologické poměry byly ovlivněny průzkumnou štolou. Drenážní účinek štoly snížil hladinu podzemních vod v okolí, v ražených profilech byla úroveň většinou na počvě štoly.

Zajímavostí byly nálezy fosilií – trilobitů a hlavonožců v horninách spodního siluru v počáteční fázi ražeb. Jejich hledání a sběru se pravidelně na haldách věnovali dva odborníci z okolí stavby, protože nalézt zkamenělinu vyžadovalo odbornost a především vysokou trpělivost. Stejné horniny byly také charakteristické velmi četným výskytem koulí různé velikosti, od průměru 5 cm až do průměru okolo jednoho metru. Ty bylo snadné nalézt, ovšem manipulace byla obtížnější.

Podmínky pro provádění ražeb
Zastižené horninové prostředí je tvořeno relativně stabilními horninami, které pouze v tektonicky porušených pasážích nebo v příportálových úsecích vyžadovaly větší míru únosnosti provizorního ostění. Tunel je ražen Novou rakouskou tunelovací metodou (NRTM) a průběh ražeb byl sledován nepřetržitým a nezávislým geotechnickým monitoringem (GTM) na objednávku investora. Metoda NRTM umožňuje maximálně využít samonosnosti horninového masivu a také operativně reagovat na skutečně zastižené horninové poměry. Proto umožňuje optimalizovat proces ražby a zajištění stability výrubu a tak optimálně využít investiční náklady na výstavbu. Metoda se nazývá „nová“ jako reakce na předchozí způsoby vedení ražeb, ale její teoretické principy byly formulovány již v 50. letech minulého století. U nás se začala používat v souvislosti s rozvojem výstavby velkých dopravních tunelů po roce 1990 a dnes se touto metodou v Česku provádějí všechny ražené silniční a železniční tunely.

Základní podmínky provádění ražeb byly dány již stavebním povolením. Vzhledem k poloze radotínského portálu, který je přístupný pouze po úzké místní městské komunikaci v klidové části Radotína s převažujícím bydlením v rodinných domcích, bylo povoleno provádět všechny práce (ražby a definitivní ostění) pouze z lochkovského portálu. Vzhledem k tomu, že délka ražené části činí 1,3 km a horninové prostředí bylo ve větší míře odvodněno již průzkumnou štolou, nebyla tato podmínka problémem. Negativním důsledkem bylo, že vlivem jednotného úklonu zastižených sedimentárních souvrství v celé délce tunelu vzniklo nebezpečí vyjíždění jednotlivých lavic do čelby.

Geotechnické vlastnosti horninového prostředí umožnily provádět ražbu pouze v horizontálním členění výrubu na kalotu (horní část výrubu), opěří (střední část) a dorážku dna (dotvarování dna výrubu). Ražba byla prováděna pomocí mechanického strojního rozpojování v kombinaci s použitím trhacích prací. Horniny silurského stáří s malým nadložím bylo počátečních cca 300 m možno rozpojovat skalním bagrem, následně bylo nasazeno rozpojování trhacích prací. Razilo se za použití vysoce výkonných moderních kolových mechanizmů.

Primární (dočasné) ostění výrubu je tvořeno obvyklým způsobem, to je stříkaným betonem C20/25 X0 v tloušťkách 250 až 350 mm, nanášeným mokrou cestou, s vnitřní a vnější výztuží z ocelových sítí a příhradových rámů, doplněných systémem svorníků obvykle délky 4 nebo 6 m. Délka jednotlivých záběrů ražby se pohybovala v závislosti na horninových podmínkách mezi 70 až 200 cm. Během ražeb nenastaly žádné zásadní problémy, fungoval bezchybně geotechnický monitoring a všechny problematické situace při zvýšeném deformačním chování masivu byly včas a správně řešeny. Bylo tak dosaženo průměrných postupů na ražbách kalot obou tunelových rour cca 120 m/měsíc. Rubanina z tunelu byla prakticky v celém objemu drcena pro sekundární využití materiálu mimo stavbu jako zásypový materiál nižší kvality. Vedlo to ovšem k nutnosti vybudovat velkou mezideponii materiálu.

Odchylky od počátečních předpokladů
Tunel podchází v Radotíně skupinu novostaveb rodinných domků s nadložím cca 40 m. Práce v podzemí měly podstatně vyšší vliv na zástavbu nad tunelem, než jaký se předpokládal v zadávací dokumentaci stavby (ZDS). Pro omezení negativních vlivů trhacích prací byl v ZDS stanoven úsek délky 200 m s časově omezenou dobou provádění trhacích prací v noci. V průběhu ražeb a později i při provádění definitivního ostění se ukázalo, že negativní vliv na vnímání lidí mají nejen seismické účinky trhacích prací, ale i významným způsobem hluk z provozu strojů v podzemí (vrtací vůz, impaktor). Z důvodu šíření hluku horninami, na základě stížností obyvatel a vyvolaného měření hlučnosti v nočních hodinách v dotčených objektech, byl tento úsek dodatečně prodloužen na cca 400 m.

Též v současné době při provádění definitivního železobetonového ostění do pojízdných forem se velmi negativně projevuje hluk způsobený příložnými vibrátory. Těsně před dokončením ražby kaloty dvoupruhového tunelu, 29 m před radotínskou portálovou stěnou a 9 m před koncem v předstihu provedeného portálového mikropilotového deštníku, vznikl dne 18. dubna 2008 na čelbě kaloty nadměrný nadvýlom objemu cca 180 m³, hodnocený báňskými předpisy jako mimořádná událost. Kaverna vznikla na celou šířku čelby kaloty a její
hloubka činila 4 m. Dosahovala do výšky 6,5 m nad klenbu kaloty. Kaverna se vytvořila ve zvětralých horninách v místech, kde se horní úroveň skalního podkladu přiblížila prováděnému dílu. V nejvyšším místě kaverny tvořily její strop cca 2 metry horniny a na ní uložené kvartérní zeminy mocnosti také cca 2 metry. Hrozilo vytvoření komínu na terén. V těchto místech se na terénu nachází pouze starý višňový sad.

Tato událost prověřila dosavadní velmi dobrou spolupráci s geotechnickou kanceláří. Na operativně svolané radě geomonitoringu byla navržena sanace kaverny. Bylo provedeno zastříkání stěn kaverny a vyplnění nezajištěného prostoru nad úroveň klenby kaloty rubaninou z předchozí ražby pomocí skalního bagru a kolového čelního nakladače. Ražba následně pokračovala z opačného směru přes radotínský portál se souběžným postupným zaplněním kaverny popílkocementem cílovými vrty z terénu a zajištěním klenby ochranným deštníkem z IBO kotev. Celá sanace a stabilizace kaverny byla dokončena čtvrtý den po události.

PRŮBĚH STAVEBNÍCH PRACÍ
Stavební práce v tunelu probíhají ve dvou 12 hodinových směnách od pondělí do neděle nepřetržitě. Výjimkou pro úplné přerušení prací jsou pouze vánoční svátky a Nový rok. Na realizaci tunelu je nasazeno cca od 100 do 160 razičů a dalších stavbařů a velké množství specializované stavební techniky. Vlivem cyklování pracovníků ale pracuje v jedné směně na několika dílčích pracovištích tunelu pouze čtvrtina uvedeného počtu pracovních sil.

Pracovní činnosti jsou náročné na koordinaci jednotlivých dílčích etap, a tak je velmi důležité, aby pracovní tým byl dokonale sladěný. Představu o náročnosti prací si lze vytvořit z přehledu hlavních objemů stavebních prací na tunelu:

• Vyražená hornina 310.000 m³
• Provizorní ostění tunelu:
  – počet záběrů (odstřelů) 515 cyklů
  – spotřeba trhavin (Emulgit) 137.305 kg
  – spotřeba rozbušek 17.266 ks
  – stříkaný beton 70.500 m³
  – svorníky 32.000 ks
• Definitivní ostění tunelu:
  – konstrukční beton 90.000 m³
  – betonářská výztuž 9.000 t
• Stavební jáma hl. tunelů 230.000 m³
• Zpětný zásyp hl. tunelů 130.000 m³

Harmonogram provádění a dosažené postupy
Přípravné práce na stavbě tunelů mezi Lochkovem a Radotínem zhotovitel zahájil v červnu 2006. Vlastní ražby tunelu z Lochkovského portálu začaly v prosinci 2006 a tunel bude stavebně dokončen v průběhu roku 2009. Od července letošního roku souběžně probíhá instalace technologického vybavení tunelu s dokončením do dubna 2010. Samotná ražba tunelu, který je pojmenován podle své patronky Ing. Marie Nádvorníkové, ředitelky závodu Praha ŘSD ČR, byla zahájena symbolicky na svátek sv. Barbory dne 4. prosince 2006.

ZÁVĚR
V době psaní příspěvku (8/2009) bylo dokončeno definitivní ostění celého tunelu, dokončena betonová vozovka v třípruhovém tunelu a prováděla se stavební vybavení (kanalizace, chodníky, kabelovody) ve dvoupruhovém tunelu. Průběh prací v letošním roce je stručně dokumentován obrázky 6 a 7. O zřizování definitivního ostění a kompletaci díla bych rád informoval v některém z příštích čísel časopisu.

HARMONOGRAM PRACÍ:
Zahájení stavby: 6/2006
Zahájení ražeb tunelu 12/2006
Dokončení ražeb: 6/2008
Zahájení betonáží definitivního ostění: 10/2007
Stavební připravenost pro technologii: 7/2009
Dokončení betonáží definitivního ostění: 7/2009
Dokončení prací umožňujících uvedení do provozu: 4/2010
Dokončení celé stavby: 10/2010

Tunnel in the section 514 Lahovice – Slivenec of the Prague ring road
A complicated transport situation in the capital of the Czech Republic shall be solved by the ring road around Prague to a great extent, this being the extraordinary transport solution that Prague and the Czech Republic has been waiting for years. Its part is section 514 between Lahovice and Slivenec with two parallel tunnels each having 1.6 km in length. This article deals with them in a form of perceptions and experience of the contractor from the position of the member of association providing for the performance of the entire structure 514. It contains data about stage of performing driving and temporary lining. The author will deal with execution of permanent lining and completion of the work in one of the next issues of our journal.

Autor

• Ing. Štefan Ladislav