Konštrukčné vrstvy vozovky v tuneli Čebrať na stavbe D1 Hubová – Ivachnová
Stavbu D1 Hubová – Ivachnová s dĺžkou hlavnej trasy 14 920 m realizuje Združenie Čebrať s vedúcim členom OHLA, a. s., Brno, a členom združenia spoločnosťou VÁHOSTAV, a. s., Bratislava. Objednávateľom stavby je Národná diaľničná spoločnosť, a. s. Konštrukčné vrstvy vozoviek na hlavnej trase a v tuneli zabezpečuje spoločnosť VÁHOSTAV. Ukladanie nestmelenej zmesi (UM (ŠD)) a cementom stmelenej zmesi (CBGM) realizuje jej dcérska spoločnosť VHS-Asfalty, s. r. o., Bratislava. Tieto zmesi vyrába spoločnosť VÁHOSTAV vo vlastnej výrobni pri obci Lisková.
Stavba D1 Hubová – Ivachnová priamo nadväzuje na pripravovaný predchádzajúci úsek D1 Turany – Hubová v smere na Martin. Nový úsek diaľnice D1 sa začína mimoúrovňovou križovatkou Hubová, prostredníctvom ktorej budú oba úseky diaľnice napojené na existujúcu cestu I/18.
Trasa prekonáva mostom cestu I. triedy I/18, rieku Váh a železničnú trať Košice – Žilina, ďalej vedie severným svahom údolia Váhu ponad obec Hrboltová, kde vchádza do tunela Čebrať realizovaného pod rovnomenným horstvom, a pred mimoúrovňovou križovatkou Likavka z tunela vychádza (obr. 1).
Odtiaľ pokračuje severným obchvatom obcí Martinček a Lisková a mostom SO 216 prekonáva cestu III. triedy Liptovská Teplá – Lisková, opätovne už zmienenú železničnú trať a rieku Váh. Následne sa nový úsek diaľnice v dĺžke 14 920 m na svojom konci plynule napojí na sprevádzkovaný úsek diaľnice D1 smerom na Liptovský Mikuláš pri obci Ivachnová. Sprejazdnenie stavby sa predpokladá koncom roka 2025.
Konštrukčné vrstvy vozovky na hlavnej trase a v tuneli zabezpečujú spoločnosti zo skupiny VÁHOSTAV. Obaľované asfaltové zmesi sú dodávané z výrobne v Martine, zo spoločnosti Obaľovačka Martin, s. r. o., Bratislava, spoločného podniku skupiny. Ukladanie nestmelenej zmesi (UM (ŠD)) a cementom stmelenej zmesi (CBGM) realizuje dcérska spoločnosť VHS-Asfalty, s. r. o., Bratislava. Vyrába ich spoločnosť VÁHOSTAV vo vlastnej výrobni pri obci Lisková. Práve konštrukčným vrstvám vozovky v tuneli sa budeme venovať v tomto článku.
Stavebno-technické riešenie vozovky v tuneli
Tunel Čebrať je navrhnutý pre diaľničnú dopravu. Tvoria ho dve tunelové rúry, ľavá (severná) a pravá (južná), ktoré budú trvalo prevádzkované jednosmerne. Obe tunelové rúry sú rozdelené na úseky budované razením a hĺbením. V každej tunelovej rúre sú 4 jednostranné núdzové zálivy, ktorých súčasťou je aj SOS kabína.
Chránené únikové cesty tvorí 14 priečnych prepojení (10 priechodných priečnych prepojení a 4 prejazdné priečne prepojenia). Tunel je navrhnutý ako dvojrúrový cestný tunel kategórie 2T – 7,5/100, v extraviláne. Kategória vozovky diaľnice D1 pred a za tunelom je D 26,5/100.
Orientácia trasy tunela podľa svetových strán je v osi západ – východ, podľa ktorej sa rozlišujú označenia portálov tunela. Západný portál (ZPO) sa nachádza na začiatku tunela v smere staničenia diaľnice a východný portál (VPO) na konci tunela v tomto smere staničenia.
Tunelové rúry sa označujú podľa smeru staničenia osi diaľnice D1. Ľavá (severná) tunelová rúra (LTR) vedie v osi ľavého smerového pása diaľnice a pravá (južná) tunelová rúra (PTR) v osi pravého smerového pása diaľnice. Stavebná dĺžka na úrovni základu tunela je 3 662,99 m pri LTR (hĺbená časť západ 22,49 m + razená časť 3 612,50 m + hĺbená časť východ 28,00 m) a 3 667,86 m pri PTR (hĺbená časť západ 22,48 m + razená časť 3 634,38 m + hĺbená časť východ 31,00 m).
Prejazdný prierez priechodných priečnych prepojení má šírku 2,0 m a výšku 2,4 m, prejazdný prierez prejazdných priečnych prepojení má šírku 3,6 m a výšku 3,5 m. Geometrické údaje LTR/PTR sú zrejmé z obr. 2.
LTR má nasledujúce parametre trasy tunela, smerového a výškového vedenia:
ľavý jazdný pás (prechodnica – smerový oblúk R = 3 506 m – prechodnica – priama – prechodnica – smerový oblúk R = 1 144 m – prechodnica – prechodnica – smerový oblúk R = 1 156 m);
výškové vedenie trasy: +0,88 %, +2,01 %, –1,07 %;
priečny sklon jazdného pásu – klopenie: 2,50 %, 3,15 %, 2,50 %, –3,13 %.
PTR má nasledujúce parametre trasy tunela, smerového a výškového vedenia:
pravý jazdný pás (prechodnica – smerový oblúk R = 3 494 m – prechodnica – priama – prechodnica – smerový oblúk R = 1 256 m – prechodnica – prechodnica – smerový oblúk R = 894 m);
výškové vedenie trasy: +0,88 %, +2,00 %, –1,10 %;
priečny sklon jazdného pásu – klopenie: 2,50 %, –2,50 %, –2,88 %, –2,50 %, 4,00 %.
Konštrukcia vozovky v hĺbenom a razenom tuneli (obr. 2):
Cementobetónový kryt dvojvrstvový
CB I; STN 73 6123; 260 mm
CB I (H); 50 mm; STN 73 6123; betón STN EN 206: C30/37 – XF4, XC3 (SK)
– Cl 0,4 – Dmax 8 – S1
CB I (S); 210 mm; STN 73 6123; betón STN EN 206: C30/37 – XF4, XC3 (SK)
– Cl 0,4 – Dmax 32 – S1
Cementom stmelená zmes; CBGM C5/6; STN 73 6124-1; 200 mm
Štrkodrvina: ŠD 31,5 GB; STN 73 6126; 280 mm
Celková hrúbka vozovky 740 mm
Hrúbka ochrannej vrstvy vozovky zo štrkodrviny je premenlivá a závisí od výšky výplňového betónu. Minimálna hrúbka ochrannej vrstvy zo štrkodrviny však nemôže byť menšia ako 280 mm. Protišmyková úprava cementobetónového krytu (CBK) sa bude realizovať obnaženým kamenivom podľa STN 73 6123. CBK bude po uložení ošetrovaný v zmysle STN 73 6123 a TKP, časť 8.
Konštrukcia vozovky v núdzovom zálive:
Cementobetónová doska; 260 mm
betón STN EN 206+A1: C30/37 – XF4, XC3 (SK) – Cl 0,4 – Dmax 32 – S1
Cementom stmelená zmes; CBGM C5/6; STN 73 6124-1; 460 mm
Celková hrúbka vozovky 720 mm
Po zrealizovaní musí byť CBK opatrený priečnymi a pozdĺžnymi škárami so šírkou 3 mm. Priečne škáry sa režú postupne podľa aktuálnych (klimatických) podmienok na stavbe do hĺbky 90 mm. Po narezaní sa škáry dočasne zatesnia profilom z mikroporéznej gumy s priemerom 4 mm.
Priečne škáry (hĺbka 90 mm, šírka 3 mm, komôrka 28 mm × 10 mm, modul škáry 1 (2 mm × 2 mm)) budú vystužené klznými tŕňmi z hladkej ocele S 235JR s priemerom 30 mm a dĺžkou 500 mm. Tŕne sú ochránené protikoróznym povlakom z PVC. Poloha tŕňov je v 1/2 dosky (130 mm).
Pozdĺžne škáry (hĺbka 100 mm, šírka 3 mm, komôrka 28 mm × 8 mm, modul škáry 1 (2 mm × 2 mm)) budú vystužené oceľovými kotvami z hrebienkovej ocele B500B s priemerom 18 mm a dĺžkou 800 mm. Tŕne sú ochránené protikoróznym povlakom z PVC na dĺžke 200 mm v strede kotvy. Poloha kotiev je v 1/2 hrúbky dosky (130 mm). Pozdĺžna škára (hĺbka 60 mm, šírka 20 mm) je vkladaná (EPS 70 s hr. 20 mm) v mieste styku s obrubníkom, resp. žľabom.
V priebežných jazdných pruhoch na vozovke v tuneli budú škáry na CB kryte (pozdĺžne, priečne, pracovné) po dofrézovaní komôrky opatrené profilom z mikroporéznej gumy podľa STN EN 14188-3 a utesnené zálievkovými hmotami spracovanými za studena podľa STN EN 14188-2, na iných miestach (núdzové zálivy, chodníky, priečne prepojenia) zálievkovými hmotami spracovanými za horúca podľa STN EN 14188-1.
Pozdĺžne škáry v mieste styku s obrubníkmi, resp. žľabmi (dobetonávkami) budú po odfrézovaní opatrené profilom z mikroporéznej gumy podľa STN EN 14188-3 a zaliate zálievkovou hmotou spracovanou za studena. Pozdĺžne škáry v mieste styku konštrukcie chodníka s obrubníkmi, resp. žľabmi (dobetonávkami) budú po prerezaní opatrené trvale pružnou zálievkou, resp. tmelom.
Konštrukcia a geometria vozovky v priečnych prepojeniach:
CBK bude umiestnený na betónovej doske, jeho hrúbka bude min. 150 mm v prejazdných priečnych prepojeniach a 70 mm v priechodných priečnych prepojeniach. CBK treba v priechodných priečnych prepojeniach vystužiť plastovými PP vláknami do betónu s obsahom vlákien min. 1,0 kg/m3 a s minimálnou dĺžkou vlákien 50 mm.
Cementobetónová doska; min. 70/150 mm
betón STN EN 206+A1: C30/37 – XF4, XC3 (SK) – Cl 0,4 – Dmax 16 – S1
Celková hrúbka vozovky min. 70/150 mm
Odvodnenie vozovky je zabezpečené jej priečnym a pozdĺžnym sklonom smerom k štrbinovému žľabu (SO 401-00-9). Žľab bude viesť celou tunelovou rúrou a na konci bude zaústený do akumulačných nádrží havarijných vôd umiestnených na západnom aj východnom portáli tunela.
Na dno káblovej šachty je na najnižšom mieste vložená na dĺžku 400 mm nopová fólia s geotextíliou na celú šírku lôžka. Slúži na odvedenie vyzrážanej vody z káblového kanála. Odvodnenie drenážnej vrstvy vozovky je v km –0,0169990 – 0,630500 LTR a v km –0,031855 – 0,606250 PTR realizované čiastočne perforovanou rúrou DN315. Odvodnenie povrchu únikových chodieb bude zabezpečené odvodňovacím oceľovým žliabkom U 160 poplastovaným, kotveným na chemické kotvy á 1,0 m a zaústeným do čistiacej šachty.
Výroba zmesí
Spoločnosť VÁHOSTAV vyrába vo vlastnej výrobni a dodáva nestmelenú zmes UM (ŠD) a cementom stmelenú zmes (CBGM) do konštrukčných vrstiev vozovky celej diaľnice vrátane tunela, ale aj na ostatné komunikácie. Výrobňa je umiestnená pri obci Lisková v bezprostrednom dosahu stavby (obr. 3).
Celkový objem vyrábaných zmesí potrebných na zabudovanie do stavby zahŕňa
95 500 m3 zmesi UM (ŠD) a 57 500 m3 zmesi CBGM. Ich výroba a dodávka prebiehajú v súlade s postupom výstavby kontinuálne už od septembra 2021. Vyrábajú sa tieto zmesi:
- nestmelená zmes UM (ŠD) STN EN 13285 – 0/31,5 – GC – OC85 – UF5 – LF2 vyrobená v súlade s normou STN EN 13285:2020 Nestmelené zmesi. Špecifikácie. Bola certifikovaná autorizovanou osobou číslo SK12 QUALIFORM SLOVAKIA, s. r. o., dňa 2. 9. 2020, a to certifikátom SK12-ZSV-0882;
- cementom stmelená zmes CBGM STN EN 14227-1-C5/6 – 0/31,5 – G1 – CEM II/B.N (S-L) 32,5 N vyrobená v súlade s normou STN EN 14227-1:2013/01:2014 Hydraulicky stmelené zmesi. Špecifikácie. Časť 1: Cementom stmelené zmesi. Bola certifikovaná autorizovanou osobou číslo SK12 QUALIFORM SLOVAKIA, s. r. o., dňa 2. 9. 2020, a to certifikátom SK12-ZSV-0881.
Vlastnosti všetkých vstupných materiálov sa overovali pri skúške typu a ich výsledky a kvalita deklarované výrobcom zodpovedajú požiadavkám všetkých súvisiacich noriem a predpisov. Výrobu betónov na realizáciu cementobetónového krytu CB I zabezpečuje spoločnosť DANUCEM z výrobne v Ružomberku. Vyrobené a zabudované budú tieto zmesi:
Cementobetónový kryt (H): betón STN 73 6123 – CB I (H) – Cl 0,2 – Dmax 8 – S1
Cementobetónový kryt (S): betón STN 73 6123 – CB I (S) – Cl 0,2 – Dmax 32 – S1
Realizácia konštrukčných vrstiev vozovky v tuneli
Materiál zmesí UM (ŠD) a CBGM sa dopravoval nákladnými vozidlami z výrobne Lisková, primárne po prístupových komunikáciách stavby D1 Hubová – Ivachnová, len nevyhnutne po cestách I. triedy l/59 a l/18. Použili sa vozidlá s utesnenou, hladkou a čistou kovovou korbou. Prevážaný materiál bol chránený proti poveternostným vplyvom plachtou. Pred realizáciou samotných vozovkových vrstiev boli osadené štrbinové žľaby a obrubníky, uložené zákrytové dosky v chodníkoch, resp. zabudované chráničky, a na nich sa zrealizoval pochôdzny cementobetónový kryt.
Pláň bola vyčistená, zrealizovala sa vyrovnávacia vrstva z betónu C12/15 – X0 s hrúbkou 100 mm, ktorá bola vyprofilovaná do požadovaného pozdĺžneho a priečneho sklonu. Materiál UM (ŠD) bol zabudovaný pomocou finišera, sypal a zhutňoval sa v dvoch vrstvách. Prvá vrstva sa realizovala do výšky 120 mm (+ nadzhutnenie 5 – 25 %), zhutnila sa (vykonali sa statické zaťažovacie skúšky na určenie počtu pojazdov) a potom sa na už zhutnenú prvú vrstvu nasypal a rozprestrel materiál druhej vrstvy do výšky 100 mm (+ nadzhutnenie 5 – 25 %), ktorý sa následne zhutnil.
Po vykonaní skúšok sa určila technológia zhutnenia zmesi tak, že prvé dva pojazdy zrealizoval valec HAMM 90 s vibráciou a tretí až šiesty pojazd zrealizoval valec HAMM 120 bez vibrácie. Ukladaná zmes sa rozprestierala a hutnila rovnomerne, aby sa dosiahla predpísaná únosnosť s modulom pretvárnosti Edef2 ≥ 120 MPa (s max. pomerom Edef2/Edef1 ≤ 2,2).
Pred ukladaním nadväzujúcej cementom stmelenej vrstvy CBGM bol povrch zrealizovanej vrstvy UM (ŠD) pokropený vodou, aby sa zabránilo nežiaducemu odoberaniu vlhkosti z čerstvo ukladanej zmesi. Materiál CBGM sa rozprestieral finišerom v jednej vrstve s približným nadvýšením 5 – 25 % hrúbky tak, aby sa po zhutnení dosiahla požadovaná hrúbka 200 mm (úvodný obrázok).
Zmes bolo nevyhnutné spracovať do 90 minút od jej výroby. Finišer bol vybavený automatickým nivelačným zariadením a na dodržanie nivelety komunikácie bol vedený v nivelete štrbinových žľabov. Počas tuhnutia a tvrdnutia bola vrstva CBGM chránená proti rýchlemu odparovaniu vody kropením vodou z kropiaceho vozidla. Počas výstavby jednotlivých vrstiev vozovky sa v intervaloch podľa schváleného kontrolno-skúšobného plánu priebežne overovali vlastnosti zabudovaných zmesí.
Predpísané skúšky vykonalo akreditované laboratórium CONTROL-VHS-SK, s. r. o., Bratislava. Realizáciu konštrukčných vrstiev vozovky UM (ŠD) a CBGM v tuneli vykonala spoločnosť VHS-Asfalty, s. r. o., Bratislava. Pred realizáciou CBK sa povrch podkladovej vrstvy zamietol. Podkladová vrstva CBGM sa kropila tak, aby bola chladená a neodoberala vlhkosť z čerstvého ukladaného betónu, ale zároveň aby sa nevytvárali kaluže.
Na obrubníky a žľaby sa na oddilatovanie nalepil expandovaný polystyrén EPS 70 s hrúbkou 20 mm. Nový CBK sa realizoval ako dvojvrstvový betón CB I v celkovej hrúbke 260 mm. Spodná vrstva (S) mala hrúbku 210 mm, horná vrstva (H) 50 mm. Škáry boli vystužené a povrch CBK zrealizovaný s obnaženým kamenivom (vymývaný betón). Na ukladanie CBK sa použil finišer WIRTGEN SP 1600.
Nastavenie výšok vozovky v jednotlivých rezoch, predný a zadný pozdĺžny sklon a priečny sklon sa riadili pomocou digitálneho riadiaceho systému Leica, ktorý mal finišer zabudovaný. Čas spracovateľnosti čerstvého betónu od zamiešania bol 90 minút. Vysypaný čerstvý betón rozprestieral bager pred finišerom takým spôsobom, aby nedošlo k jeho zahlteniu. Následne bol čerstvý betón spracovávaný finišerom – rozprestieral sa priečne pohyblivým distribútorom a zahutnením ponornými vibrátormi.
Zavibrovaný betón bol dopredným pohybom finišera vtlačovaný pod dno pretlačovacej vane. Za vaňou bolo zariadenie na vkladanie klzných tŕňov a kotiev. Zo zásobníka tŕňov sa automaticky naplnili klzné tŕne do plánovaných rozstupov v priečnom smere. Na pojazd finišera slúžil kryt núdzového chodníka po stranách tunelového ostenia. Za finišerom bol umiestnený postrekovač.
Na čerstvo položený CBK vozovky sa zrealizoval postrek spomaľovačom tuhnutia v množstve približne 100 – 150 g/m2 v závislosti od klimatických podmienok. Povrch CBK so spomaľujúcim postrekom sa vymietol pomocou kief umiestnených na vymetacom stroji. Vymetanie sa vykonávalo v čase, keď už bol možný pojazd vymetacieho zariadenia po betóne.
Následne sa na vymetený povrch CBK naniesol ochranný postrek proti rýchlemu odparovaniu vody. V súlade s STN 73 6123-1 sa v cementobetónovom kryte zriadili škáry podľa škárorezu a detailu vyhotovenia škár podľa realizačnej dokumentácie stavby. Realizácia priečnych škár rešpektuje navrhnuté dilatačné celky v tuneli podľa blokovej schémy.
Škáry v CBK budú zrealizované ako priečne zmrašťovacie, priečne pracovné (dilatačné), pozdĺžne zmrašťovacie a dilatačné. Pred spustením prevádzky budú všetky škáry na zrealizovanom CBK trvalo utesnené. Realizáciu CBK vozovky v tuneli vykonala spoločnosť Skanska, a. s., Praha, závod Technológia.
Záver
Na stavbe D1 Hubová – Ivachnová sa na úsekoch hlavnej trasy realizujú od septembra 2021 konštrukčné vrstvy vozoviek, ktoré od štádia výroby až po samotné zabudovanie zabezpečujú spoločnosti zo skupiny VÁHOSTAV. Na základe dohody v Združení Čebrať zabezpečuje spoločnosť VÁHOSTAV pre združenie aj konštrukčné vrstvy vozovky v tuneli.
Od mája do júla tohto roka boli konštrukčné vrstvy vozovky zrealizované v ľavej (severnej) tunelovej rúre a od augusta do októbra sa realizujú aj v pravej (južnej) tunelovej rúre. V priebehu šiestich mesiacov sa tak zabuduje spolu 15 850 m3 UM (ŠD), 10 300 m3 CBGM a 13 600 m3 CBK. Vďaka prísnemu dodržiavaniu technologických postupov výroby, dopravy a realizácie predmetné vrstvy v plnej miere spĺňajú požadované parametre.
Prirodzene sa tak potvrdzuje profesionalita, vysoká kvalita výroby jednotlivých zmesí vrátane ich zabudovania spoločnosťami zo skupiny VÁHOSTAV, resp. spolupracujúcimi partnermi, čo v nemalej miere prispieva k dodržiavaniu záväzného harmonogramu stavby vrátane termínu jej plánovaného sprejazdnenia koncom roka 2025.
TEXT: Ing. Mojmír Štefanec, obchodný riaditeľ divízie Slovensko v spoločnosti VÁHOSTAV, a. s.
FOTO A OBRÁZKY: VÁHOSTAV, a. s.
Literatúra
Diaľnica D1 Hubová – Ivachnová. DRS, Technická správa, Tunel Čebrať, SO 401-00-06 Razený tunel/pravá a ľavá tunelová rúra, Časť F: Vozovka a chodníky.
Diaľnica D1 Hubová – Ivachnová. Technologický postup pre ukladanie UM (ŠD), CBGM, CBK pre SO 401-00-06 Razený tunel/pravá a ľavá tunelová rúra.
VÁHOSTAV, a. s., Bratislava.
Združenie Čebrať.
www.ndsas.sk
