Výstavba tunela na stavbe 513 Vestec – Lahovice

• Foto

Tunel tvoria dve samostatné tunelové rúry – južný trojpruhový tunel a severný dvojpruhový tunel, ktoré sú prepojené ôsmi tunelovými prepojkami, z toho dve sú prejazdné. V prepojkách sú tiež umiestnené rozvodne technologických zariadení. Výduchový a nasávací objekt Nouzov je situovaný približne v strede tunela a zahrňuje vzduchotechnickú šachtu, ktorá ústí do prepojky č. 5 a obchodziu štôlňu, ktorá ústí do trojpruhového tunela. Bude slúžiť na odvetranie tunela v prípade prekročenia limitov znečistenia vzduchu v tuneli, eventuálne pri požiari. V severnej rúre sa nachádzajú dva samostatné jednostranné zálivy o dĺžke 60 m.

Severný dvojpruhový tunel má dĺžku 1.921,7 m, z toho hĺbené časti predstavujú spolu 243 m a razená časť 1 678,7 m. Dovrchné razenie od portálu Komořany bolo začaté koncom novembra 2007, úpadné razenie od portálu Cholupice v septembri 2007. V júli 2008 bola severná tunelová rúra prerazená na staničení 1.000,0 bm. Razenie južného trojpruhového tunela bolo vedené v mieste už vyrazenej prieskumnej štôlne. Tunel je dlhý 1.937,5 m, z toho hĺbené časti spolu merajú 257,5 m a razená časť 1.680 m. Dovrchné razenie od portálu Komořany bolo začaté v apríli 2007, úpadné razenie od portálu Cholupice v septembri 2007. V marci 2008 bola prerazená južná tunelová rúra v staničení 1.358,6 bm. V priebehu apríla a mája roku 2008 bolo dokončené razenie jadra. Tunelové prepojky, vzduchotechnická šachta a obchodzia štôlňa boli prerážané postupne – v čase razenia oboch tunelových rúr.

Tabuľka 1 – Tunel 513 v číslach

Hĺbené tunely boli realizované v stavebných jamách. Na portále Komořany bol výkop stavebnej jamy zaistený pomocou kotveného záporového paženia a v oblasti portálovej steny pilotovou stenou. Jama sa hĺbila postupne po jednotlivých etážach (vo viacerých fázach). Vždy po odobratí niekoľkých metrov sedimentu boli steny zabezpečené drevenou výstuhou medzi záporami a následne ukotvené kotvami, čím bol svah priebežne zabezpečený proti zosunu.

Na portáli Cholupice bola jama hĺbená v skalných horninách rôzneho stupňa zvetrania. Zaistenie výkopu stavebnej jamy na južnej strane bolo realizované pomocou kotveného záporového paženia a v oblasti portálu razených tunelov pilotovou stenou. Aj tu sa výkopy realizovali vo viacerých fázach, odkopané časti boli postupne stabilizované drevenými výstuhami a kotvami. V nižších úrovniach a na severnej strane stavebnej jamy boli použité kotvy a striekaný betón.

Základná charakteristika horninového prostredia
Tunelové rúry sú vyrazené v horninách letenského súvrstvia a v proterozoických horninách. Podľa údajov z literatúry tvorí hranicu medzi týmito dvomi typmi hornín Závistský prešmyk. Na základe priebežného sledovania geologických podmienok v tunelových rúrach sa zistilo, že hranica medzi ordovikom a proterozoikom prechádza priečne cez obe tunelové rúry v úseku dlhom približne 30– 60 m v staničení 686,5 bm až 745 bm v severnej rúre a v staničení 697,4 až 723,9 bm v južnej rúre. Tu sa nachádzajú silne tektonicky porušené a stlačené horniny s častým výskytom tektonicky vyhladených plôch. Pôvodná vrstevnatosť nie je viditeľná.

Horniny letenských vrstiev sú zastúpené prevažne tmavošedými bridlicami a polohami svetlých kremencov a šedých prachovcov. Horniny sú väčšinou doskovité a v súvrství často dochádza k striedaniu dosiek jednotlivých hornín. Na zložení sedimentu sa podieľajú hlavne zrná kremeňa a živcov, niekedy aj svetlé sľudy. Veľkosť klastov sa pohybuje okolo 0,1 mm. Zriedkavé sú ťažké minerály – zirkón, turmalín, pyrit. V žilnej výplni sa vyskytujú živce, kremeň, ílové minerály a karbonáty.

Horniny proterozoika reprezentujú prachovce, bridlice a droby rôznej zrnitosti tvoriace polohy lamín až po mocnejšie lavice. Na zložení sedimentu sa podieľajú hlavne zrná litoklastov, živcov a kremeňa a základná hmota. V spoločenstve zŕn litoklastov boli rozlíšené pelity, silicity, úlomky vulkanických skiel a pieskovce. Základná hmota je jemnozrnná. Živce zastupujú plagioklasy. Okrem uvedených boli zistené v akcesorickom množstve zirkón, turmalín, apatit a chlority, pyrit. Veľkosť klastov sa pohybuje od 0,02 mm až po 3 mm. V žilnej výplni sa vyskytujú živce, kremeň, ílové minerály a karbonáty.

Výrubové triedy: Va, IV, III
Dĺžka záberu: od 1 m do 3 m
Pevnosť hornín: od R5 do R2
Výrub prevažne suchý, len ojedinele prítok do 0,5 l/min.

TECHNOLOGIA A POPIS VÝSTAVBY
Organizácia práce
Razenie a výstavba tunela a jemu prislúchajúcich objektov prebiehala prevažne v režime nepretržitej prevádzky – 7 dní v týždni 24 hodín denne. Razilo sa z oboch portálov súčasne obe rúry – naraz teda prebiehalo razenie na štyroch čelbách.

Razenie a primárne ostenie
Razenie oboch razených tunelových rúr prebiehalo podľa zásad. Novej rakúskej tunelovej metódy, ktorej hlavné princípy už boli v tomto časopise popísané v čísle 2/2009, takže tu bude popísaná viac- menej len technológia ražby a vyztužovania. Na rozpojovanie horniny boli použité prevažne (95 %) vrtno-trhacie práce. Ostatný podiel tvorilo mechanické rozpojevanie tunelovým bagrom Liebherr 934 Litronic.

Na vŕtanie vývrtov sa používal dvojlafetový vrtný voz Atlas – Copco Rocket Boomer L2C, vybavený laserovým navádzaním, počítačom a plošinou na nabíjanie. Nabíjanie vývrtov bolo manuálne, používal sa elektrický roznet rozbuškami tzv. METRO rady (mili až pol sekundy), ktoré iniciovali v zálome a v pomocných vrtoch výbušninu Austrogel, v obrysových vrtoch hladkého výlomu Perunit E. V úvodných fázach ražby boli trhacie práce obmedzené kvôli seizmickým účinkom na max. medznú nálož Ne = 3,6 kg/° a od 22.00 do 6.00 hod. sa nesmeli trhacie práce vykonávať. Seizmický a akustický monitoring pri trhacích prácach v prímestkých a zastavaných oblastiach je dnes samozrejmosťou.

Navrhnutá bola nasledujúca konštrukcia vozovky:

Odťažba bola realizovaná čelným kolesovým nakladačom Volvo150E do dumprov Volvo A25D, ktoré rozpojenú horninu vyvážali na medzidepóniu. Čelba sa po trhacích prácach začistila (obtŕhala) od uvoľnených kusov horniny tunelovým bagrom Liebherr 934 Litronic. Po rozpojení a odťažbe nasleduje vždy fáza vystužovania, rep. budovania primárneho ostenia. Striekaný betón, jedinečná a neodmysliteľná technológia pri konvenčnom razení podzemných diel, bola na tejto stavbe aplikovaná pomocou striekacieho zariadenia MEYCO Potenza s teoretickým výkonom 30 m³ betónu/hod. za použitia bezalkalického urýchľovača tuhnutia Mapeqick 101. Trieda betónu primárneho ostenia je C 25/30 – X0. Súčasťou primárneho ostenia sú priehradové nosníky typu ARCUS, KARI siete a hydraulicky upínateľné svorníky HUS dĺžky 3 až 6 m. Čelba pri razení bola delená na kalotu a stupeň. Priemerný denný postup razenia na jednu čelbu bol 4,2 m/24 hod.

Betonáž sekundárneho ostenia
Sekundárne ostenie tunela tvorí hlavnú nosnú konštrukciu, ktorá sa dimenzuje na životnosť 100 rokov. Tvorí ho hydroizolačné súvrstvie a samotné železobetónové ostenie premenlivej hrúbky. Ako hydroizolácia bola navrhnutá fólia Sikaplan WT 2200 – 20HL z flexibilného polyolefínu, ktorá sa spolu s vrstvou geotextílie o plošnej hmotnosti 500g/m² upevňovala na primárne ostenie. Geotextília má drenážnu funkciu a slúži zároveň ako mechanická ochrana hydroizolácie pri tlakoch počas betonáže sekundáru. Za hydroizoláciou nasledovalo zabudovanie oceľovej výztuže sekundárneho ostenia z KARI sietí a armokošov v tvare oblúkov (obr. 4).

Táto konštrukcia bola samonosná a montovala sa za použitia jednoúčelového zariadenia – armovacieho vozíka. Sekundárne ostenie sa betónovalo v záberoch dĺžky 12 m pomocou oceľovej hydraulickej formy. Doprava betónu sa realizovala autodomiešavačmi o objeme 9 m3 a stabilným elektrickým betónovým čerpadlom Putzmeister 1030, ktorý bol umiestnený pod debniacim vozom. Do jednotlivých plniacich otvorov sa betón distribuoval podľa stanovených pravidiel pomocou hadíc, potrubí a rozdeľovača betónu, ktorý je súčasťou debniaceho voza. Po presunutí na nový záber sa forma rektifikovala pomocou hydraulických valcov do správnej polohy, zaistila, zadebnilo sa čelo formy a záber sa zabetónoval. Po vytvrdnutí betónu na hodnotu oddebňovacej pevnosti (8 MPa) sa záber oddebnil, debniaci voz sa presunul a cyklus sa opakoval. Betón sekundáru triedy C 30/37 XF4 XD3 oddebňovaciu pevnosťdosahoval už po cca deviatich hodinách. Pri týchto parametroch sa nám darilo pravidelne dosahovať postup betonáže 12 bm tunela (jeden blok ) za 32 hodín v trojpruhovej južnej rúre a pri nasadení dvoch zostáv technológie betonáže v severnej dvojpruhovej rúre 2 × 12 m za 32 hodín.

Technologické zariadenia na jedno pracovisko:

• profilovací voz,hydroizolatérsky voz,
• armovací voz,
• debniaci voz.

Kvôli urýchleniu postupu jestvovali súčasne tri pracoviská na sekundárnom ostení – jedno v južnej trojpruhovej rúre a dve v rúre dvojpruhovej.

Dokončovacie konštrukcie
Vyrazením a zabetónovaním tunela ešte zďaleka práca na tunelovom diele nekončí. Nasleduje mnoho nemenej dôležitých konštrukcií ako vozovka a jej konštrukčné vrstvy, odvodnenie tunela, dažďová kanalizácia, priečky a konštrukcie v prepojkách, vetrací objekt a vetracia šachta, prevádzkovo – technologické objekty na oboch portáloch tunela, požiarny vodovod, dokončovacie konštrukcie a detaily, nehovoriac už o vystrojení tunela prevádzkovo – technologickými súbormi – v skratke technológiou. K dokončovacím konštrukciám patria aj kábelovody pod chodníkmi, káblové šachty s poklopmi, štrbinové žľaby a obrubníky, samotná chodníková vrstva, dvere a brány do prepojok, nátery betónového ostenia tunela (vo vrchlíku zjednocujúci náter Elastocolor, odtieň RAL7038, do výšky 4 m nad chodníky odrazná vrstva náteru Mapecoat T, odtieň RAL 1013).

Vozovka v tuneli
Finálna konštrukcia, účel a cieľ celého snaženia je vrstva betónovej vozovky, po ktorej počas celej životnosti tunela bude vedená premávka s výnimkou údržby, opráv a prípadnej výmeny vrstiev. To ako kvalitne sú urobené vozovkové vrstvy, aj samotný cemento-betónový kryt, predurčuje okrem jazdných vlastností, bezpečnosti, komfortu jazdy aj počet opráv a odstávok tunela.

SÚČASNÝ STAV
V súčasnosti sú obe tunelové rúry vrátanie prepojok a vetracej šachty v celej dĺžke vyrazené, zaizolované. Je vybetónované sekundárne ostenie v celom rozsahu. Hotové sú aj dokončovacie konštrukcie, kanalizácia, odvodnenie tunela a požiarny vodovod. Prebieha realizácia náterov odrazné vrstvy a cementobetónového krytu v severnej tunelovém rúre. V južnej rúre je zrealizovaný aj cementobetónový kryt vozovky. Súčastný stav najviac vystihuje obr. 8.

Všetko nasvedčuje tomu, že tunelové objekty stavby 513 budú dokončené podľa dohodnutého termínu v apríli 2010. Predpokladané uvedenie celej stavby 513 do prevádzky – spolu s úsekmi 512 a 514 – bude v letných mesiacoch roku 2010.

ZÁKLADNÉ ÚDAJE
Objednateľ: Ředitelství silnic a dálnic ČR
Zhotoviteľ: Sdružení Vestec – Lahovice firiem Skanska BS a. s., Alpine Mayreder Bau GmbH a Skanska DS a. s.
Zhotoviteľ tunelových objektov: Skanska BS a. s.
Doba výstavby: 2/2006 – 4/2010
Projektant tunelových objektov: IKP Consulting Engineers s. r. o.

Construction of a tunnel on structure 513 Vestec – Lahovice
The tunnel 513 is technically as well as from the volume point of view the most important construction unit of the entire construction of 513 Vestec – Lahovice. The article describes basic data and characteristics, technology, procedure of the construction and current status of the tunnel. Tunnel structures of the structure 513 should be ready for putting into operation based on the agreed deadline in April 2010.

Autor

• Ing. Petko Anton