Diaľnica D1 Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka

Článok sa venuje komplexnému prehľadu o stavbe diaľnice D1 Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka z pohľadu generálneho projektanta a stručnému opisu zaujímavých konštrukcií.

Krajské mesto Žilina je významným medzinárodným dopravným uzlom, pozostávajúcim zo systémov cestnej, železničnej, leteckej a kombinovanej dopravy. Z hľadiska cestnej dopravy sa aglomerácie Žiliny, sídelného útvaru s radiálno-okružným dopravným systémom, dotýkajú tangenciálne trasy dvoch diaľnic v  európskych multimodálnych koridoroch TEN-T. Na juhu ide o diaľnicu D1 ako súčasť európskeho ťahu E50 (smer východ – západ) a na severozápade o diaľnicu D3 ako súčasť európskeho ťahu E75 (smer od Hričovského Podhradia na sever do Poľska a Českej republiky).

Južný diaľničný obchvat Žiliny tvorí sústava troch nadväzujúcich diaľničných stavieb (diaľnica D1 Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka, diaľnica D1 Lietavská Lúčka – Višňové – Dubná Skala a diaľničný privádzač Lietavská Lúčka – Žilina), ktoré spolu vytvárajú jeden funkčný celok. Na základe výsledkov verejného obstarávania zhotoviteľa sa ako prvá začala v januári 2014 výstavba úseku Diaľnica D1 Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka, a to podľa zmluvných podmienok žltého FIDIC-u.

V cieľovom stave stavba úseku diaľnice D1 Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka ako súčasti väčšieho budovaného celku odbremení mesto Žilina od tranzitnej dopravy, zvýši bezpečnosť a plynulosť cestnej dopravy a zároveň prinesie motoristickej verejnosti úspory času a pohonných hmôt.

História projektovej prípravy stavby

Začiatky projektovej prípravy siahajú do 90. rokov minulého storočia. Postupnosť krokov s rozhodujúcimi medzníkmi možno stručne zhrnúť do tohto prehľadu:
•    1993: technická štúdia Diaľnica D1 Sverepec – Považská Bystrica – Bytča – Žilina – Višňové a jej doplnenia (DOPRAVOPROJEKT, a. s., Bratislava)
•    1995: východisková environmentálna štúdia Diaľnica D1 Sverepec – Višňové, Považská alternatíva (PEDOHYG, Batizovce)
•    1996: správa o hodnotení vplyvov stavby na životné prostredie (EIA) Diaľnica D1 Sverepec – Višňové, II. časť Hričovské Podhradie – Višňové (PEDOHYG, Batizovce)
•    1997: dokumentácia na územné rozhodnutie (DÚR) Diaľnica D1 Sverepec – Višňové, časť II. Hričovské Podhradie – Višňové, úsek č. 1 Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka (GEOCONSULT, s. r. o., Bratislava)
•    1998: dokumentácia na stavebné povolenie (DSP) Diaľnica D1 Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka (GEOCONSULT, s. r. o., Bratislava)
•    2005: aktualizácia DÚR a DSP (GEOCONSULT, s. r. o., Bratislava)
•    2008: dokumentácia na ponuku (GEOCONSULT, s. r. o., Bratislava)
•    2009: koncesná zmluva na balík č. 1 PPP, kam bol zaradený aj úsek Diaľnica D1 Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka
•    2010: zánik koncesnej zmluvy na balík č. 1 PPP
•    2012 – 2013: aktualizácia časti prieskumov z DSP (rôzni spracovatelia)
•    2014: dokumentácia na realizáciu stavby (DRS) Diaľnica D1 Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka (Združenie D1 HP-LL, líder DOPRAVOPROJEKT, a. s., Bratislava)

Stavbu najskôr investorsky pripravovala Slovenská správa ciest Bratislava (SSC), od roku 2005 – po svojom vzniku – Národná diaľničná spoločnosť, a. s., Bratislava (NDS).

Rozsah stavby

Diaľnica D1 sa v predmetnom úseku začína v križovatke diaľnic D1 a D3 v Hričovskom Podhradí a končí pred križovatkou D1 s privádzačom v Lietavskej Lúčke. Trasa sa nachádza v okrese Žilina a prechádza katastrálnymi územiami Dolný Hričov, Ovčiarsko, Bitarová, Brezany, Bánová, Hôrky, Bytčica a Lietavská Lúčka (obr. 1). Celková dĺžka úseku je 11 307 m. V procese prípravy stavby sa trasa viackrát upravovala. V dnešnej podobe sú najvýznamnejšími časťami stavby stredne dlhé tunely Ovčiarsko a Žilina, mostné objekty (najmä estakády v Dolnom Hričove a Lietavskej Lúčke) a takisto objekt diaľnice. Stavba pozostáva celkovo z 218 stavebných objektov a technologických častí.

Technické riešenie stavby

Začiatok navrhovanej trasy diaľnice D1 sa začína vo Vážskej kotline napojením na už prevádzkovanú stavbu diaľnice D1 Vrtižer – Hričovské Podhradie v križovatke diaľnic D1 a D3. Ďalej prechádza cez vrch Viešky tunelom Ovčiarsko a pokračuje po svahoch údolia potoka Bitarová. Pri Žiline – Bánovej vchádza trasa diaľnice D1 do tunela Žilina, odtiaľ pokračuje do údolia rieky Rajčianka. Cez okraj obce Lietavská Lúčka smeruje do križovatky Žilina – Juh, kde je už súčasťou nadväzujúceho diaľničného úseku D1 Lietavská Lúčka – Višňové – Dubná Skala s privádzačom Lietavská Lúčka – Žilina.

Diaľnica a cesty
Medzi hlavné objekty stavby možno zaradiť objekt 101-00 Diaľnica D1 km 24,000 – 35,435. Diaľnica D1 je navrhnutá v kategórii D 26,5/100 (voľná šírka komunikácie je 26,5 m, návrhová rýchlosť 100 km/hod). Polomery oblúkov smerového vedenia sa pohybujú v rozmedzí R = 800 až 1 750 m. Niveleta je navrhnutá v pozdĺžnom sklone od 0,30 do 3,00 %. Lomy nivelety sú zaoblené vypuklými zakružovacími oblúkmi s Rv = 10 000 ÷ 100 000 m a vydutými zakružovacími oblúkmi s Ru = 10 000 ÷ 50 000 m.

V rámci spodnej stavby diaľnice sa použili klasické aj inovatívne zemné a geotechnické konštrukcie. Z klasických konštrukcií to boli odovodňovacie a konsolidačné rebrá, hĺbkové drény, subhorizontálne odvodňovacie vrty, stabilizačné a protimrazové prísypy a podobne. Z novších prvkov to boli oporné múry z armovaných zemín, sanácie podložia zemného telesa v násype na neúnosnom podloží pomocou vysokopevnostných geomreží v kombinácii so zvislými konsolidačnými drénmi a klincované svahy so sieťami v zárezoch.

Vozovka diaľnice D1 je navrhnutá ako polotuhá na dopravné zaťaženie triedy I., veľmi ťažké. Vozovka má asfalto-betónový kryt a celkovú hrúbku min. 580 mm. V tuneloch Ovčiarsko a Žilina, ako aj v predportálových úsekoch týchto tunelov je navrhnutá tuhá vozovka s cementobetónovým dvojvrstvovým krytom s celkovou hrúbkou min. 710 mm.
Na trase diaľnice bolo navrhnutých 11 objektov preložiek poľných ciest, 10 objektov prístupových ciest k tunelom a mostným objektom. Celková dĺžka preložiek poľných a prístupových ciest je 4 307,0 m. Súčasťou stavby sú aj obchádzky ciest, úpravy ciest I. a III. triedy a úpravy miestnych a prístupových ciest po výstavbe.

Mosty a múry
V predmetnej stavbe sa nachádza spolu 11 mostných objektov, ktoré boli navrhnuté  s dôrazom na minimalizáciu stavebných nákladov a technologické vybavenie zhotoviteľa.
Pri budovaní nosných konštrukcií sa použili prevažne štandardné technologické postupy výstavby.

Najväčšie mostné objekty sú budované technológiou výsuvu NK, budovania na podpernej skruži a technológiou letmej montáže. Na dvoch mostoch sa použila výsuvná skruž s rozpätím poľa 60,0 m. Ďalej sú tu navrhnuté mosty s tyčovými predpätými prefabrikátmi spriahnutými so železobetónovou doskou, a to ako jednopoľový most alebo viacpoľové spojité konštrukcie. Menšie mosty sú navrhnuté ako rámové železobetónové konštrukcie s otvoreným, resp. uzavretým tvarom.

Most 201-00
V priestore križovatky D1 s D3 v Dolnom Hričove je diaľnica D1 navrhnutá na estakáde (obr. 2), ktorá križuje železničnú trať ŽSR Bratislava – Žilina, areál PD Agrofin a cestu I/61. Estakáda v Dolnom Hričove pozostáva z dvoch súbežných mostov. Dĺžka nosnej konštrukcie ľavého mosta je 839,1 m a pravého mosta 824,0 m. Nosná konštrukcia každého z mostov je rozdelená na 2 dilatačné celky.

Súčasťou estakády je aj napojenie na vetvu V3 stavby D3.
Most je založený kombináciou plošného a hĺbkového založenia.
Nosná konštrukcia dilatačných celkov 1 a 2 je navrhnutá ako spojitý predpätý priamopásový nosník s jednokomôrkovým priečnym rezom.

Ľavý most pozostáva z dvoch dilatačných celkov s dĺžkou 509,4 m a 328,4 m. Šírka nosnej konštrukcie ľavého mosta je 13,750 m, v rámci dilatačného celku 1 je konštantná. V dilatačnom celku 2 sa mení v dôsledku odbočujúcej vetvy V3 a mení sa aj tvar z jednokomorového priečneho rezu na dvojkomorový. Táto zmena priečneho rezu sa realizuje v prvom a druhom poli, v úseku s odbočovacím pruhom na vetvu V3 je potom šírka  nosnej konštrukcie 15,100 m, v treťom až štvrtom poli sa opäť mení na 13,750 m.

Pravý most pozostáva z dvoch dilatačných celkov s dĺžkou 524,3 m a 298,4 m. Šírka nosnej konštrukcie pravého mosta sa mení v druhom a treťom poli z 15,250 m na 13,750 m, pri dilatačnom celku 2 má nosná konštrukcia konštantnú šírku 13,750 m.
Nosná konštrukcia dilatačných celkov 1 je navrhnutá so zvislými trámami s premenlivou výškou v osi komôrky. Šírka komory je 8,0 m. Výška nosnej konštrukcie v pozdĺžnom smere mosta sa mení od 3,854 až po 4,507 m v osi komory. Nosná konštrukcia sa buduje systémom postupného vysúvania pomocou hydraulického výsuvného systému.

Smer vysúvania je v smere staničenia diaľnice. Celá vysúvaná konštrukcia sa realizuje vo výrobni pred oporou č. 1 a pozostáva z prípravne výstuže, zo samotnej výrobne a z pomocnej medzistojky. Výrobňa a medzistojka sú zo železobetónu, vybudované na podkladnom betóne. Ľavý aj pravý most majú samostatné výrobne. Konštrukcia sa bude vysúvať po jednotlivých taktoch s dĺžkou 24, 26,0 až 34,0 m v 17 taktoch. Do čela krajného priečnika je ukotvený oceľový výsuvný nos s dĺžkou 39,0 m (obr. 3).

Nekompletný oceľový výsuvný nos bol dovezený z inej stavby. Pre potrebu výsuvu mostného objektu 201-10 sa doplnil o štvrtý diel, ktorý umožnil výsuv mosta s rozpätím poľa 68,0 m.
Nosná konštrukcia dilatačných celkov 2 je v pozdĺžnom smere mosta konštantná s výškou 3,1 m, spodná doska komôrky má šírku 6,5 m. Spodná aj horná doska, ako aj trámy majú premenlivú hrúbku riešenú plynulou zmenou pomocou nábehov.

Nosná konštrukcia sa bude budovať na podpernej skruži systémom pole – konzola. Postup betonáže nosnej konštrukcie je navrhnutý v 6 etapách ako pole plus konzola.
Mostný objekt budovaný technológiou výsuvu s rozpätím poľa 68,0 m bez medzistojky je unikátny a v Európe jedinečný.

Menšie mosty
Ďalej sa v úseku diaľnice nachádza jeden štvorpoľový most, dva trojpoľové mosty  a jeden osempoľový most z tyčových predpätých prefabrikátov. V priečnom reze je navrhnutých sedem alebo osem nosníkov spriahnutých so železobetónovou doskou. V mieste kríženia diaľnice s poľnou cestou a bezmenným potokom je navrhnutý jednopoľový monolitický železobetónový rám s presypávkou.

Most 204-00
V katastrálnom území Bitarová je navrhnutý diaľničný mostný objekt (obr. 5 a 6), ktorý zabezpečuje premostenie hlbokého údolia s potokom. Most je navrhnutý v podobe dvoch samostatných 7-poľových súbežných mostov (ľavý a pravý most) s rozpätiami polí maximálne 59,50 m.

Vzhľadom na charakter premosťovanej prekážky je most navrhnutý betonážou na výsuvnej skruži. Krajné opory sú riešené ako členené a sú prispôsobené technológii výstavby. Opory sú založené na veľkopriemerových pilótach. Most je kolmý. Šírka nosnej konštrukcie je 13,45 m, resp. 14,20 m. Dĺžka nosnej konštrukcie je pri ľavom moste 376,307 m, pri pravom 382,788 m. Nosnú konštrukciu objektu tvorí v priečnom reze jednokomorový prierez s konštantnou výškou 3,0 m a konštantnou šírkou 13,45 m (ľavý most), prípadne 14,15 m (pravý most).

Celá nosná konštrukcia sa bude budovať výsuvnou skružou od firmy STRUKTURAS. Ako prvý sa bude budovať pravý most. Smer výstavby je v smere staničenia D1. Po vybudovaní pravého mosta sa skruž presunie do osi ľavého mosta. Smer postupu výstavby ľavého mosta je proti smeru staničenia D1. Ľavý aj pravý most sa budujú v siedmich etapách.

Most 209-00
Za tunelom Žilina nasleduje najdlhší mostný objekt stavby – estakáda na D1 v Lietavskej Lúčke –, ktorý sa nachádza v intraviláne a extraviláne obcí Bytčica a Lietavská Lúčka, v inundačnom území potoka Rajčianka, a zabezpečuje kríženie diaľnice s traťou ŽSR Žilina – Rajec, poľnou cestou, cestou I/64 Rajecké Teplice – Žilina a miestnymi komunikáciami a s potokom Rajčianka (obr. 7).

Mostný objekt predstavuje 18-poľovú priečne delenú konštrukciu, realizovanú letmou montážou pomocou žeriavov MSK. Nosná konštrukcia je priamopásová, s konštantnou výškou, tvorí ju komôrkový priečny rez s vyloženými konzolami. Rozmiestnenie pilierov spodnej stavby, ako aj veľkosť rozpätí, zohľadňuje čo najefektívnejšie prekonanie jednotlivých prekážok.

Spodnú stavbu mostov tvoria krajné opory a medziľahlé podpery. Podpery tvorí dvojica obdĺžnikových stĺpov so skosením a  stenovými stĺpmi s hlavicou pod  ložiskami.  Zakladanie je kombinované, časť podpôr je založená na hlbinných základoch a časť na plošných základoch.
Vzhľadom na charakter premosťovaných prekážok je technológia výstavby mosta navrhnutá postupnou montážou priečne delených prefabrikátov pomocou montážneho zariadenia, krajné polia sa budú realizovať na pevnej podpornej skruži.

Oporné múry
Na úseku diaľnice D1 sa nachádzajú tri oporné múry. Oporný múr vľavo, v km 25,175 – 25,275, je navrhnutý tesne medzi dvomi mostnými objektmi. Múr s dĺžkou 98,820 m je z betónových pohľadových prefabrikátov MACRES s horizontálnou geosyntetickou výstužou.

Múr je dvojúrovňový, založený na mikropilótach a železobetónovom kotevnom prahu s horninovými lanovými kotvami.
Oporný múr vľavo, v km 31,200 – 31,375, zabezpečuje násypové cestné teleso s napojením na mostnú oporu formou vystuženého múru z betónových  pohľadových prefabrikátov MACRES s horizontálnou geosyntetickou výstužou. Múr je jednostupňový, s celkovou dĺžkou 172,0 m.

Posledný oporný múr zabezpečuje miestnu komunikáciu a zachytáva zemné teleso poslednej mostnej opory estakády v Lietavskej Lúčke. Konštrukciu múru tvorí Terramesh – systém prefabrikovanej modulárnej konštrukcie tvorenej lícovými drôto-kamennými prvkami s integrovanou výstužnou sieťou. Celková dĺžka múru je 33,0 m.

Tunely

V trase diaľnice sú navrhnuté dva stredne dlhé tunelové objekty – tunel Ovčiarsko a tunel Žilina – kategórie 2T-8,0 s jednosmernou premávkou. Návrhová rýchlosť je 100 km/h, resp. 90 km/h za zhoršených poveternostných podmienok. V tuneloch je navrhnuté pozdĺžne vetranie pomocou prúdových ventilátorov. Územie pred portálmi aj v trase tunela má charakter poľnohospodárskej pôdy, lesov a lúk.

Nad tunelom ani v blízkosti portálov sa nenachádza žiadna povrchová zástavba. Razenie tunelov prebieha podľa zásad NRTM – cyklické razenie. Dĺžka tunela Ovčiarsko v severnej tunelovej rúre je 2 360 m, v južnej tunelovej rúre 2 367 m. Tunel Žilina je kratší, s náročnejšími inžiniersko-geologickými podmienkami, dĺžka v severnej tunelovej rúre je 684 m a v južnej tunelovej rúre 687 m.
Súčasťou oboch tunelov sú priechodné priečne prepojenia medzi tunelovými rúrami, ktoré slúžia ako chránené únikové cesty.

Ostatné objekty trasy   

V trase diaľnice D1 boli navrhnuté protihlukové opatrenia pozostávajúce z viacerých protihlukových stien. Medzi ďalšie objekty stavby patria rekultivácie, vegetačné úpravy, úpravy tokov a prekládky inžinierskych sietí, ktoré zahŕňajú meliorácie, vodovody, kanalizácie, plynov, energetické silnoprúdové vedenia a telekomunikačné slaboprúdové vedenia.

Záver       

Aktuálne rozostavaná stavba, ktorá bola započatá v januári 2014, by sa mala uviesť do užívania v septembri 2018. Objednávateľom stavby je Národná diaľničná spoločnosť, ktorá vykonáva aj stavebný dozor.  Zhotoviteľom stavby je Združenie  Ovčiarsko, vedúcim členom Doprastav. Ďalší členovia sú Strabag, Váhostav-SK a Metrostav. Spracovateľom realizačnej dokumentácie a konzultantom zhotoviteľa stavby je Združenie D1 HP-LL, vedúcim členom DOPRAVOPROJEKT. Ďalší členovia sú Geoconsult a Basler&Hofmann Slovakia.

Realizovaný úsek je vzhľadom na morfológiu územia, geologické podmienky a zastavanosť územia jedným z ťažších. Otvorenie  úseku na seba nechá ešte chvíľu čakať, v „polčase“ rozostavanosti však treba oceniť prácu všetkých odborníkov, ktorí sa na výstavbe podieľajú. Postupne sa plnia všetky priebežné termíny a míľniky.
Záverom poprajme tomuto úseku diaľnice D1 úspešnú dostavbu a dlhú životnosť, verejnosti po otvorení diela komfortnú a bezpečnú jazdu, ako aj skorú realizáciu ďalších nadväzujúcich úsekov diaľnic nielen v tomto regióne.

Objekt 209-00 Estakáda na D1 v Lietavskej Lúčke

Dĺžka mosta: ľavý most: 1 041,774 m, pravý most: 1041,794 m
Dĺžka nosnej konštrukcie: ľavý most: 1 038,20 m, pravý most: 1 038,20 m
Dĺžky mostných polí: ľavý most: 46,10 + 15 × 60,50 + 49,80 + 32,80 m
                                   pravý most: 46,10 + 15 × 60,50 + 49,80 + 32,80 m
Výška nosnej konštrukcie: 3,00 m
Šírka nosnej konštrukcie: ľavý most: 13,75 ÷ 15,25 m, pravý most: 13,75 ÷ 15,25 m

D1 motorway Hričovské Podhradie – Lietavska Lúčka

The article is dedicated to a comprehensive overview of the construction of the D1 motorway Hričovské Podhradie – Lietavska Lúčka from the perspective of the general designer, and a brief description of interesting structures.

TEXT: Ing. Imrich Bekeč,  Ing. Adrián Chalupec, Ing. Jana Kapsiarová     
FOTO: DOPRAVOPROJEKT, a. s

Imrich Bekeč je hlavný inžinier projektu. Adrián Chalupec a Jana Kapsiarová sú hlavní inžinieri mostov. Všetci pôsobia v spoločnosti DOPRAVOPROJEKT, a. s, stredisko Liptovský Mikuláš.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby 6/2016.