Etapizácia výstavby diaľničných tunelov – minulosť a súčasnosť

Aj po dvoch desaťročiach modernej tunelovej výstavby na Slovensku je etapizácia výstavby diaľničných tunelov stále aktuálnou témou – najmä vzhľadom na vysokú nákladovú náročnosť tunelovej výstavby. Etapizácia predstavuje stratégiu, pri ktorej sa vybuduje jedna z dvoch tunelových rúr, ktorá slúži dovtedy, kým sa intenzita dopravy nepriblíži kapacite jednej rúry a netreba vybudovať druhú rúru. 

Už od prvých úvah o etapizácii výstavby tunelov však bolo zrejmé, že nákladová úspora pri prvej rúre nedosiahne 50 %, ale bude výrazne nižšia, a to nielen o tzv. vopred vynaložené náklady, ale aj o stratené náklady, čiže tie, ktoré by nebolo treba vynaložiť pri súčasnej výstavbe oboch tunelových rúr.

Etapizácia výstavby tunelov v zahraničí

Typickým predstaviteľom alpských krajín, v ktorých sa etapizácia výstavby cestných a diaľničných tunelov vo výraznej miere používala, je Rakúsko. V 70. a 80. rokoch dvadsiateho storočia sa vybudovalo niekoľko diaľničných tunelov dlhších ako 5 km s jednou tunelovou rúrou, ktoré sa potom dve až tri dekády využívali na obojsmernú premávku (tab. 1). Treba poznamenať, že akcelerácii výstavby druhých tunelových rúr pomohli aj okolnosti opísané ďalej, týkajúce sa zabezpečenia požadovanej miery bezpečnosti prevádzky v tuneloch.

Tab. 1 Vybrané rakúske diaľničné tunely s etapizovanou výstavbou tunelových rúr

Opačným príkladom je rakúsky diaľničný tunel Arlberg s jednou obojsmernou tunelovou rúrou s dĺžkou 15,5 km, kde sa s výstavbou druhej tunelovej rúry zatiaľ nepočíta, najmä vzhľadom na extrémne vysoké náklady a relatívne nízku intenzitu dopravy. Implementujú sa však špecifické opatrenia zvyšujúce bezpečnosť, napr. prepojenie s približne paralelným železničným tunelom prostredníctvom dodatočne vybudovaných priečnych prepojení [3].

Obojsmernými zostávajú aj ďalšie extrémne dlhé európske tunely, akými sú nórsky Laerdal (24,5 km), švajčiarsky St. Gotthard (16,9 km) a francúzsko-taliansky Mt. Blanc (11,6 km). Výstavba druhej tunelovej rúry sa z tejto trojice pripravuje len pri tuneli St. Gotthard. So začiatkom prác sa počíta po roku 2020.

Etapizácia výstavby tunelov na Slovensku

V prvej fáze tunelovej výstavby v 90. rokoch minulého storočia sa aj na Slovensku aplikovala stratégia etapizácie, ktorá bola uvedená do života na prvých moderných diaľničných tuneloch Branisko (v prevádzke od roku 2003) a Horelica (v prevádzke od roku 2004). Oba tunely majú zároveň na celej dĺžke vybudovanú paralelnú únikovú štôlňu, ktorá slúži ako chránená úniková cesta. Okrem tunelov Branisko (obr. 1) a Horelica (obr. 2) sa v tomto období pripravovala aj výstavba ďalších diaľničných tunelov s predpokladanou etapizáciou výstavby.

Obr. 1 Tunel Branisko – východný portál

Tunely Višňové (7,5 km) a Ovčiarsko (2,3 km) na diaľnici D1 sa mali pôvodne vybudovať s jednou tunelovou rúrou a paralelnou únikovou štôlňou, ktorá sa budovala ako prvá a slúžila ako prieskumná štôlňa na výstavbu samotného tunela. Dôvody na realizáciu prieskumných štôlní a ich možné budúce využitie sa podrobne analyzovali v príspevku v časopise Tunel [1].

Obr. 2 Tunel Horelica – západný portál

Zmena prístupu v 21. storočí

Zvyšujúce sa dopravné zaťaženie, zvyšujúci sa podiel počtu nákladných vozidiel a nedostatočná pozornosť venovaná prevádzkovej bezpečnosti vyústili na prelome tisícročí do niekoľkých katastrofálnych požiarov v európskych cestných tuneloch. Požiare v tuneloch Mt. Blanc (1999), Tauern (1999) a St. Gotthard (2001) si vyžiadali nemalú daň v podobe stratených ľudských životov, množstva zranených a materiálnych škôd.

Jedným z opatrení po vyhodnotení príčin uvedenej série požiarov bolo prijatie európskej smernice definujúcej minimálne požiadavky na bezpečnosť cestných tunelov [2]. Táto smernica sa následne implementovala do slovenského právneho poriadku ako Nariadenie vlády č. 344/2006 Z. z. [4]. Povinnosti členských štátov Európskej únie sa vo vzťahu k plneniu požiadaviek smernice formulovali takto:

• Členské štáty boli do 30. apríla 2007 povinné predložiť komisii správu o tom, ako plánujú splniť požiadavky tejto smernice, o plánovaných opatreniach a prípadne o dôsledkoch otvorenia a uzavretia hlavných prístupových ciest k tunelom.
• Modernizácia tunelov sa mala vykonať podľa časového plánu a dokončiť do 30. apríla 2014.
• Keď celková dĺžka tunelových rúr vydelená celkovou dĺžkou časti transeurópskej cestnej siete umiestnenej na území členských štátov presahuje európsky priemer, mohli tieto štáty predĺžiť obdobie stanovené v predošlom odseku o päť rokov (to platí napr. pre Taliansko a Rakúsko).

Jednou z otázok, ktorú smernica riešila, bolo aj rozhodnutie o výstavbe jednej alebo dvoch tunelových rúr. Hlavným kritériom bola pritom prognózovaná intenzita dopravy. Ak prognóza na 15 rokov presahuje 10 000 vozidiel denne v jednom smere, v čase prekročenia tejto hodnoty musí byť k dispozícii tunel s dvoma rúrami s jednosmernou premávkou.

Obr. 3 Východný portál tunela Višňové s odvodňovacou štôlňou v strede medzi tunelovými rúrami

Uvedená požiadavka sa na Slovensku uviedla do praxe zmenou riešenia diaľničných tunelov Višňové a Ovčiarsko, ktoré sa na základe aktualizácie dopravných prognóz začali pripravovať ako tunely s dvoma rúrami. Prieskumné štôlne vybudované v profile budúcej tunelovej rúry sa mali počas razenia rúr odstrániť, čo sa pri výstavbe tunela Ovčiarsko aj uskutočnilo. Odlišne sa riešila otázka prieskumnej štôlne pri tuneli Višňové – v tomto prípade sa bude štôlňa využívať počas prevádzky tunela ako odvodňovacia štôlňa (obr. 3).

Diaľničné tunely s jednou rúrou v súčasnosti

Ako sme už uviedli, prognóza intenzity dopravy je pri rozhodovaní o počte rúr kľúčovým parametrom. Vychádzajúc z tohto faktu sa pri príprave súťažných podkladov na výstavbu diaľničného úseku D3 Svrčinovec – Skalité rozhodlo o vybudovaní tunelov Poľana a Svrčinovec len s jednou tunelovou rúrou a s paralelnou únikovou štôlňou aj napriek tomu, že oba tunely sa pôvodne pripravovali projektovo s dvoma tunelovými rúrami.

V ostatnom čase sa problém počtu rúr riešil aj pri príprave výstavby rýchlostnej cesty R2 na úseku Rožňava – Jablonov nad Turňou, ktorého súčasťou je tunel Soroška s dĺžkou 4,3 km. Rozhodovacia analýza pre tunel zahŕňala porovnanie silných a slabých stránok oboch variantov na základe prevádzkových, konštrukčných, environmentálnych a finančných hľadísk. Najväčší dôraz sa kládol na prevádzkové hľadiská, ktoré obsahovali kritériá súvisiace s dopravou (kapacita, kvalita dopravy, vhodnosť na prepravu nebezpečných nákladov, vhodnosť na prepravu nadrozmerných nákladov), dostupnosťou (zraniteľnosť ku katastrofám spôsobeným človekom, dopravné obmedzenia v dôsledku nehôd a mimoriadnych udalostí, dopravné obmedzenia z dôvodu údržby), bezpečnosťou (nebezpečenstvo užívateľov tunela, predpoklady na zásah v núdzovej situácii) a údržbou (požiadavky na údržbu, vykonávanie údržby).

Odhad nákladov na výstavbu potvrdil očakávanú skutočnosť, že stavebné náklady na variant s jednou rúrou a únikovou štôlňou presiahli 75 % nákladov na výstavbu dvoch rúr. Tento podiel je pri cestnom tuneli s dĺžkou väčšou ako 4 km zjavne výraznejší ako pri krátkych tuneloch, a to najmä vzhľadom na vyššie náklady na stavebnú časť súvisiacu s vetraním jednej tunelovej rúry s obojsmernou premávkou. Nákladové aspekty následne vstupovali do nákladovo-výnosovej analýzy, pri ktorej sa jednotlivým kritériám priraďovala rôzna dôležitosť. Výstupom bol podiel nákladov a výnosov pri jednotlivých porovnávaných variantoch.

Okrem porovnania základných variantov s vybudovaním jednej rúry a únikovej štôlne, resp. s vybudovaním dvoch rúr, sa skúmal aj tretí variant s vyrazením únikovej štôlne v plnom profile budúcej tunelovej rúry, s jej vybavením a používaním na núdzový únik. Tento variant získal v porovnaní so základnými variantmi výrazne najhoršie hodnotenie vzhľadom na relatívne vysoké náklady a zároveň nižšiu kvalitu poskytovaných benefitov.

Záver

Dostavba siete diaľnic a rýchlostných ciest zostáva pre Slovenskú republiku strategickou prioritou. Vzhľadom na vysokú nákladovú náročnosť tejto dostavby je logické, že sa v procese projektovej prípravy musia preskúmať všetky možnosti redukcie nákladov. Hoci riešenie s jednou tunelovou rúrou prináša nižší prevádzkový komfort a nižšiu úroveň bezpečnosti, je niekedy nevyhnutné ho prijať. Vybudovanie novej rýchlostnej komunikácie s jednou obojsmerne prevádzkovanou tunelovou rúrou je z hľadiska bezpečnosti stále lepším riešením než nevybudovanie žiadnej rýchlostnej komunikácie a vedenie dopravy po existujúcich komunikáciách s nepriaznivými smerovými aj výškovými parametrami.

Okrem budúceho rozhodovania o počte rúr pri ďalších pripravovaných tunelových stavbách stojí pred diaľničným investorom aj ďalší otáznik, a to, kedy sa dobudujú druhé rúry existujúcich jednorúrových diaľničných tunelov. Hlavnými adeptmi na takéto rozhodnutie sú tunely Branisko a Horelica.

The construction of motorway tunnels in the stages – past and present

Even after two decades of modern tunnel construction in Slovakia, the construction of motorway tunnels in the stages is still a topical issue, especially given the high cost of tunnels. Construction in stages represents a strategy for building the first of two tunnel tubes, which serves as long as the traffic intensity does not match the capacity of one tube and a second tube needs to be built.

TEXT: Ing. Miloslav Frankovský
FOTO: Slovenská tunelárska asociácia

Miloslav Frankovský pôsobí v projektovej a inžinierskej spoločnosti Terraprojekt, a. s., Bratislava ako predseda predstavenstva a riaditeľ. Od roku 2014 je predsedom Slovenskej tunelárskej asociácie.

Literatúra

1. Frankovský, J. et al.: Prieskumné štôlne pre slovenské diaľničné tunely, Tunel 03/1997.
2. Directive 2004/54/EC of the European Parliament and of the Council on minimum safety requirements for tunnels in the Trans-European Road Network.
3. Wehr, H. – Neumann, Ch.: Upgrading Of Safety Measures In The Arlberg Railway Tunnel. Tunnel management International, Vol. 7, Issue 2, 2004.
4. Nariadenie vlády č. 344/2006 Z. z. o minimálnych bezpečnostných požiadavkách na tunely v cestnej sieti.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrské stavby 5/2017.