Optimalizácia IV. železničného koridoru v úseku Devínska Nová Ves – Zohor

V roku 2000 podpísali generálni riaditelia Železníc SR a Českých dráh Memorandum o modernizácii železničného spojenia Prahy a Bratislavy. Predstavitelia oboch strán sa v Memorande zaviazali zvýšiť rýchlosť osobných vlakov na 160 km/h a nákladných vlakov na 120 km/h. Cieľové parametre modernizovanej trate sa mali dosiahnuť postupnými krokmi.

V pláne bolo zmodernizovať celú slovenskú časť IV. medzinárodného železničného koridoru prechádzajúceho od Kútov po Štúrovo v dĺžke 210 km. Tento cieľ sa, žiaľ, dodnes nepodarilo naplniť. V rokoch 2000 – 2014 sa nepravidelne vykonávali práce na optimalizácii niektorých medzistaničných úsekov medzi železničnou stanicou (žst.) Bratislava a Kúty na traťovú rýchlosť do 140 km/h. Zvýšenie traťovej rýchlosti na 160 km/h je podmienené predovšetkým zásadnou prestavbou zabezpečovacieho zariadenia v uvedenom úseku.

Etapy optimalizácie medzistaničného úseku Devínska Nová Ves – Zohor (2000 – 2014)

Rekonštrukčné práce na optimalizácii IV. koridorovej trate v úseku Devínska Nová Ves – Zohor začala vykonávať firma Železničné stavebníctvo Bratislava, a. s., už v roku 2000 a pokračovala po etapách až do roku 2013. V roku 2014 sa vykoná posledná etapa. Po jej realizácii bude celý medzistaničný úsek spĺňať požadované parametre rýchlej, modernej a bezpečnej trate.

Koľaj č. 2 po uvedení do dočasnej prevádzky

Rok 2000/2001

V rokoch 2000 a 2001 sa na uvedenej stavbe prvýkrát na Slovensku použila technológia kontinuálnej sanácie železničného spodku bez znesenia koľajového roštu sanačným komplexom AHM 800 – R (Plasser & Theurer).

Rok 2007

V roku 2007 sa realizoval úsek Devínske Jazero – Zohor v dĺžke 1 500 m na koľaji č. 1. Použila sa klasická technológia rekonštrukcie železničného spodku so znesením koľajového roštu. Únosnosť zemnej pláne sa zvýšila vápennou stabilizáciou, požadované únosnosti pláne železničného spodku sa dosiahli zriadením ďalšej konštrukčnej vrstvy podvalového podložia.

Rok 2012

V roku 2012 prebehla náročná rekonštrukcia na koľaji č. 1 a 2 s ohľadom na veľmi nepriaznivé hydrogeologické a geotechnické pomery v podloží trate. Rekonštruovalo sa klasickou technológiou so znesením koľajového roštu. Sanácia železničného spodku s odvodnením sa zrealizovala ojedinelým spôsobom s použitím ťažkého typu paženia súbežných koľají. Na dosiahnutie predpísanej únosnosti pláne železničného spodku sa zriadilo niekoľko typov vystužených konštrukčných vrstiev podvalového podložia. Súčasťou prác bola aj demontáž zrušenej trate Devínske Jazero – Stupava a žst. Devínske Jazero. Práce vykonané v roku 2012 boli podrobne opísané v časopise Inžinierske stavby 1/2013.

Rok 2013/2014

V roku 2013 sa realizovala predposledná, najnáročnejšia, etapa rekonštrukčných prác na koľaji č. 2. Na dosiahnutie parametrov moder­nizovanej trate a traťovej rýchlosti 160 km/h bolo nutné opustiť existujúce železničné teleso a zrealizovať preložku trate v dĺžke 500 m.

Výstavba kotvenej steny metódou tryskovej injektáže

Technické riešenia hlavných stavebných objektov Železničný spodok

Na základe geologického a geotechnického prieskumu sa navrhli štyri typy podvalového podložia. Predpísané únosnosti jednotlivých konštrukčných vrstiev železničného spodku sa dosiahli použitím vystužených vrstiev štrkodrviny geomrežami v kombinácii s filtračno-separačnými geotextíliami. V celej dĺžke rekonštruovanej trate sa zriadili odvodňovacie priekopy, dláždené alebo nedláždené – v závislosti od sklonov.

Železničný zvršok

Železničný zvršok sa rekonštruoval klasickou technológiou so znesením koľajového roštu. Nové smerové pomery koľaje na rýchlosť v = 140 km/h sa navrhli takto:

• polomer oblúka r = 1 500 m,
• prevýšenie koľaje p = 80 mm (po zvýšení rýchlosti na 160 km/h sa zvýši na p = 111 mm, pričom polomer oblúka bude zachovaný).

Materiál nového železničného zvršku:

• železobetónové podvaly B91 so zabudovanou podpodvalovou podložkou Getzner, Sylomer® SLB 2210G,
• koľajnice 60 E2 (UIC 60) – Voestalpine Schinen, dĺžka 120 m,
• upevnenie koľajníc – Vossloh, Skl 14,
• bezstyková koľaj, aluminotermické zvary.

Umelé stavby

Nový most v km 5,427
Preložka trate si vyžiadala výstavbu nového mosta v km 5,427. Starý klenbový most s rozpätím 3,7 m nad bezmenným potokom sa odstránil a nahradil novým, priečne posunutým o 11 m. Nový most je presypaný uzavretý železobetónový rám dlhý 9,9 m s rozpätím 2,45 m.

Rekonštrukcia priepustu v km 5,130
Železničný priepust v km 5,130 bol jednopoľový, klenbový s tehlovou a betónovou klenbou, šikmý, so svetlou šírkou 1,5 m a výškou 1,8 m. Bol takmer v celom profile zanesený. Rekonštrukcia spočívala vo vyčistení, vložení betónových rúr s vnútorným priemerom 1 000 mm s vyplnením okolitého otvoru betónom a vo výstavbe nových čiel.

Trolejové vedenie a úpravy zabezpečovacieho zariadenia

Súčasťou stavby bola realizácia nového trolejového vedenia na traťovú rýchlosť v = 160 km/h. Vykonali sa nevyhnutné úpravy traťového a priecestného zabezpečovacieho zariadenia a prekládky káblových vedení. Súčasťou stavby je nový betónový povrchový káblový žľab pri koľaji č. 2.

Výstavba nového mosta v km 5,427

Sanácia svahu zemného telesa

Opustenie starého železničného telesa v prieč­nom smere o 11 m si vyžadovalo značný zásah do okolitého terénu. Bolo potrebné rozšíriť existujúci zárez a zabezpečiť jeho stabilitu. Na základe geologického a geotechnického prieskumu vypracoval projektant niekoľko variantov riešenia úpravy svahu zárezu. Správca železničnej infraštruktúry odporučil realizovať variant zemných klincov v kombinácii s múrom zo striekaného betónu a obkladom z ekologických tvárnic typu Durisol. V tejto podobe bola schválená projektová dokumentácia a vydané stavebné povolenie.

Z dôvodu veľmi výrazných zmien v geologických, geotechnických a hydrologických pomeroch zistených pri otváraní zárezu v priebehu výstavby, objavenia dvoch lokalít podzemnej tlakovej vody a vplyvom pravdepodobných seizmických účinkov v dňoch 19. – 20. 9. 2013 a 2. 10. 2013 bolo nutné zmeniť spôsob výstavby a aj typ opornej konštrukcie.
Geologická členitosť danej lokality je taká zložitá, že tieto anomálie nebolo možné pred realizáciou zemných prác odhaliť. Lokalita sa nachádza vo viedenskej panve, tesne nad horným okrajom riečnej terasy Moravy. Terasa je budovaná štrkopieskami, miestami zahlinenými. Pozdĺž trate je podľa geologickej mapy úzky pruh sprašových hlín, ďalej smerom na východ sú veľké plochy pokryté viatymi pieskami. V podloží sú prevažne ílovité neogénne sedimenty, ktoré severovýchodne od lokality na veľkých plochách vychádzajú na povrch. Západne od lokality je komplex nivných sedimentov Moravy, hlinitopiesčitých, veľmi zvodnatených, s častým výskytom hnilokalov a slatín. Horniny sú tektonicky porušené. Pravdepodobne priamo cez lokalitu prebieha jedna z vetiev litavského zlomu, ktorý oddeľuje zohorskú priekopu na západe od okrajovej kryhy Malých Karpát na východe. Výška skoku na tomto zlome je najmenej niekoľko sto metrov. Ide o veľmi významný regionálny zlom, pozdĺž ktorého možno očakávať značné porušenie hornín. Zlom má smer severovýchod – juhozápad. Ďalší zlom s rovnakou orientáciou prebieha ďalej na severozápad už mimo lokality. V tesnej blízkosti lokality sa okrem toho predpokladá diagonálny zlom severojužného smeru, ktorý sleduje dolný okraj riečnej terasy.

V minulosti sa na tomto úseku pravdepodobne odohrali najmenej dva zosuvy v intervale asi 30 rokov. Zosuvy spôsobili premiestnenie ílov zo spodnej časti do horných polôh pieskov a presmerovanie podzemných tokov. Zároveň došlo v určitých lokalitách k uzavretiu vody a vzniku výrazného tlaku. Nakyprenie a zvlnený terén v lese znamenajú, že svah musel byť v síce pozvoľnom, ale neustálom pohybe niekde na hranici stability. Podľa objavených ochranných opatrení (betónový múr, rôzne druhy rebier vo svahu) možno konštatovať, že trať v tomto úseku mala nielen pri výstavbe prvej koľaje, ale aj pri zdvojkoľajovaní vždy problémy. Je na škodu, že sa v ŽSR nezachovali záznamy, ktoré by na ne upozorňovali.

Obklad kotvenej steny z ekologických tvárnic Durisol

Z pôvodného jedného typu je dnes múr (dĺžka 380 m, projekčne 39 profilov) rozdelený na štyri typy oporných konštrukcií:

• profil č. 1 až 14 je pôvodná projektovaná konštrukcia, t. j. zemné klince v kombinácii so striekaným betónom;
• od profilu č. 14 po 25 tvorí opornú konštrukciu kombinácia zemných klincov podľa pôvodného projektu a stena z tryskovej injektáže hrubá 2,0 až 2,5 m, doplnená predpätými trojlanovými kotvami s predpínacou silou 300 kN, umiestnenými v dvoch radoch. Systém je doplnený odvodňovacími vrtmi;
• od profilu č. 25 po 31 je v päte svahu zrealizovaná pilótová stena z pilót s priemerom 900 mm v osových vzdialenostiach 1 200 mm. Svah za pilótovou stenou je stupňovitý so zemnými klincami a striekaným betónom na dvoch úrovniach. To je aktuálny dočasný stav. V definitívnom stave sa na hlavách pilót vybetónuje železobetónový veniec a vybuduje sa strmý svah z geosyntetických materiálov s obaľovaným lícom, vyplnený štrkovými a piesčitými vrstvami so zeleným lícom. Za hornou hranou svahu sú zabudované zvislé odvodňovacie vrty, z ktorých sa odčerpáva podzemná voda. V definitívnom stave sa pravdepodobne do vrtov zabuduje automatický vákuový systém, ktorý bude udržovať hladinu podzemnej vody na požadovanej výškovej úrovni;
• od profilu č. 31 po 38 sa vybuduje strmý svah z geosyntetických materiálov s obaľovaným lícom, vyplnený štrkovými a piesčitými vrstvami so zeleným lícom.

Monitoring sanačných opatrení

Účinnosť sanačných opatrení sa neustále monitoruje. Na základe odborných odporúčaní sú vykonávané inklinometrické a geodetické merania.
Pozdĺž svahu zárezu sa vybudovalo sedem zvislých inklinometrických vrtov, v ktorých sa v pravidelných intervaloch merajú deformácie svahu s príslušným vyhodnocovaním. Geodetickými metódami sa v piatich bodoch sleduje stabilita pilótovej steny a stabilita trakčných stožiarov.
Od intervalu meraní jedenkrát až dvakrát týždenne sa momentálne prešlo na interval dvakrát mesačne, pretože výsledky meraní dokladujú účinnosť sanačných opatrení.

Pôvodná projektovaná konštrukcia múru pri koľaji č. 2

Záver

V zmysle platnej zmluvy o dielo pokračuje stavba v roku 2014 prácami na koľaji č. 1. Rozsah prác na železničnom spodku, zvršku, trolejovom vedení a zabezpečovacom zariadení je prakticky rovnaký ako na koľaji č. 2. Z hľadiska termínov výstavby je rozhodujúcim objektom dokončenie časti mosta v km 5,427 pod novou koľajou č. 1 a likvidácia starého. Z roku 2013 zostáva ešte dokončiť sanáciu svahu zárezu a priepustu v km 5,130. Ďalej sa zrealizuje preložka lesnej cesty, vykonajú sa rozsiahle terénne úpravy, úprava diaľkového kábla a likvidácia dočasných prístupových ciest. Na železničnom zvršku obidvoch koľají sa zrealizuje záverečné strojné prepracovanie vrátane dynamickej stabilizácie a úpravy koľajového lôžka do profilu. V súčasnosti sa v spolupráci s projektantom a ďalšími odborníkmi na geotechniku a hydrogeológiu vytvárajú návrhy záverečných definitívnych sanačných opatrení, ktoré budú trvalo zabezpečovať stabilitu celého zárezu. Zrealizujú sa technické riešenia zariadení určených na odvádzanie podzemnej tlakovej vody charakterizované podmienkou dlhodobej životnosti, vysokej účinnosti, minimálnych nárokov na údržbu a zároveň prijateľnej nadobúdacej ceny.

Základné identifikačné údaje stavby v roku 2013/2014

Názov stavby: Komplexná rekonštrukcia železničného spodku a zvršku koľaje č. 1 a 2 v úseku Devínske Jazero – Zohor
Investor: Železnice SR
Dodávateľ prác: Železničné stavebníctvo Bratislava, a. s.
Spracovateľ projektu: PRODEX, s. r. o., Bratislava
Geotechnický prieskum: Kolej Consult & Servis, s. r. o, Brno
Správca železničnej trate: ŽSR, Oblastné riaditeľstvo Trnava

TEXT: Ing. Ján Melcer
FOTO: Železničné stavebníctvo Bratislava

Ján Melcer je manažér Divízie inžinierskych stavieb v spoločnosti Železničné stavebníctvo Bratislava, a. s.

Literatúra
1.    PRODEX, spol. s r. o., Bratislava: DSPRS.
2.    KOLEJCONSULT & servis, spol. s r. o., Brno: Geotechnický prieskum.