Rekonštrukcia historického tunela v ŽST Bratislava hlavná stanica na medzinárodnej trati Štúrovo – Kúty

Po viacročných prípravách sa v auguste 2022 začali rekonštrukčné práce na tunelovej rúre č. 2 historického Bratislavského tunela, ktorého východný portál sa nachádza približne iba 500 m od komplexu budov ŽST Bratislava hlavná stanica.

Dôvodom rekonštrukcie bola potreba eliminovať priesaky vody a technické poruchy na tunelovom ostení rúry Bratislavského tunela č. 2, ktorý je elektrifikovaný a musí spĺňať súčasné kritériá na zaistenie bezpečnosti a plynulosti železničnej prevádzky.

Vzhľadom na polohu tunela na medzinárodne frekventovanej železničnej spojnici miest Budapešť − Bratislava − Brno vláda SR iniciovala, aby sa rekonštrukcia realizovala ako národný projekt z európskych finančných zdrojov Operačného programu Integrovaná infraštruktúra.

Na podklade projektu vypracovaného firmou Prodex, spol. s r. o., (t. č. transformovanej do spoločnosti Valbek SK), s vyčíslenými realizačnými nákladmi 4,1 mil. eur uskutočnil investor GR ŽSR súťaž, v ktorej napokon uspela dodávateľská spoločnosť Tucon, a. s., Žilina, v subdodávateľskej spolupráci s umelecko-reštaurátorskou firmou Pamarch Nitra.

Keďže celý dvojrúrový tunel je od roku 1986 zapísaný v Ústrednom zozname technických pamiatok na území Slovenska, rekonštrukcia v jej prípravnej aj realizačnej fáze prebiehala pod dohľadom Krajského pamiatkového úradu Bratislava.

Historický prehľad

Bratislavský tunel č. 2 susedí s historickým Bratislavským tunelom č. 1, známym tiež pod názvom Lamačský tunel, prvým železničným tunelom nielen na Slovensku, ale aj v celom bývalom Uhorsku. Stavať sa začal v roku 1844 v súvislosti s výstavbou trate Prešporok − Marchegg − Viedeň. Výstavbu realizoval podnikateľ Felix Tallachini, pričom technicky bola použitá rakúska tunelovacia sústava.

Prvý Lamačský tunel bol otvorený v roku 1848 a svojou dĺžkou 704 m sa radil k najdlhším európskym železničným tunelom svojej doby. V tom istom roku bola v oblasti priesmyku medzi podhorím malokarpatského vrchu Kamzík a bratislavským kalvárnym vrchom postavená prvá staničná budova (dnes situovaná na križovatke ulíc Pražská a Šancová). Po dokončení trate Budapešť − Štúrovo − Bratislava v roku 1871 vznikla o 300 metrov severnejšie druhá budova, ktorá slúži danému účelu dodnes.

Na prelome storočí bolo potrebné rozšíriť priestor bratislavskej stanice smerom na západ, čo viedlo k novým svahovým úpravám a k skráteniu tunela o 111 m. Zvyšujúca sa dopravná prevádzka si tiež vynútila zdvojkoľajnenie trate, preto sa rozhodlo o vybudovaní druhého, súbežného tunela.

Práce sa začali v roku 1899, no celú následnú výstavbu sprevádzali problémy. Najprv došlo v januári 1900 v súvislosti so skracovaním prvého tunela na dĺžke 10 m k jeho zrúteniu, následne sa prehodnocovala postupnosť pri razení druhej tunelovej rúry.

Výstavbu nového tunela realizoval podnikateľ G. Gregersen anglickou metódou (čo je upravená rakúska metóda). Rozhodlo sa o razení sústredenom viac do masívu priľahlého svahu, čo sa geometricky riešilo smerovými oblúkmi s R = 500 a R = 600 m z dôvodu čo najmenšieho ovplyvňovania stability susedného staršieho tunela. Razenie prebiehalo v horninách, ktoré boli väčšinou značne zvetrané, prestúpené bridlicami.

Silný horninový tlak lámal stojky s priemerom 30 až 40 cm. V nadloží tunela s maximálnou výškou 22 m sa nachádzali slieňovitá bridlica, vrstvy kaolínu i roztrúsené tvrdšie horniny (zelenkastá žula, pegmatit, ružovkastý granit, prechody z bridlice do ruly).

Bratislavský tunel č. 2 je dlhý 596 m a okrem dvoch portálov má 75 tunelových pásov, z toho 43 je z dôvodu horninových tlakov opatrených spodnou klenbou. Tunelové portály dostali vzhľad gotických oblúkov s rímsami v tvare historizujúceho cimburia, na východnej strane aj s uhorským erbom a letopočtami stavebného ukončenia. V prípade tunela č. 2 sa stavba ukončila a dala do prevádzky v roku 1902.

Po polstoročí užívania si tunel nevyžadoval žiadne rozsiahlejšie údržbové práce, aj keď vykazoval zvýšenú zavodnenosť. V 60. rokoch 20. storočia bolo potrebné riešiť úpravu tunela pre elektrifikáciu trate Břeclav − Bratislava. V tuneli č. 2 to znamenalo zväčšiť prechodový prierez a pri tej príležitosti aj zabezpečiť klenbu vodonepriepustným plášťom zo striekaného betónu.

Práce prebiehali pri nepretržitej výluke koľaje č. 2 od konca októbra 1967 až do roku 1969. Zväčšenie prechodového prierezu sa dosiahlo znížením nivelety o 36 až 44 cm. Výraznejšia sanácia sa uskutočnila v jedenástich tunelových pásoch zosilnením obmurovky koľajnicovými skružami vstavanými do plášťa zo striekaného betónu s dvojitou výstužnou sieťou. Trakcia sa osadila vo výške 5,05 m nad temenom koľajníc.

V 80. a 90. rokoch sa intenzívnejšie riešilo odvodnenie tunela č. 1 a aj zväčšenie jeho tunelového prierezu umožňujúce prechod nadrozmerných zásielok. Pristúpilo sa k zabezpečeniu ostenia vtedy moderným systémom skruží z vlnitého plechu Tubosider, čo na jednej strane pomohlo naplniť technické požiadavky, no na druhej strane nenašlo pochopenie u pamiatkarov, z pohľadu ktorých bola narušená historická autenticita technického diela.

V rokoch 2007 a 2008 sa realizoval projekt firmy Prodex ohľadom rekonštrukcie spodnej časti odvodnenia tunela č. 2, ktorého súčasťou bola aj obnova jeho železničného zvršku. Zaujímavosťou je, že tunel č. 2 vybrali Železnice Slovenskej republiky ako skúšobný úsek pre alternatívu asfaltovej pevnej jazdnej dráhy s oceľovými podvalmi IB-100 v tvare Y (obr. 2).

Predmet súčasnej rekonštrukcie

Projekt práve prebiehajúcej rekonštrukcie sa člení na šesť stavebných objektov:
1. Výmena koľajníc a drobného koľajiva v rámci železničného zvršku
2. Opatrenia na zníženie priesakov vody z nadportálových častí tunela
3. Rekonštrukcia vnútorného ostenia tunela č. 2 dvojstupňovou chemickou injektážou
4. Výmena prvkov trakčného vedenia
5. Vnútorné osvetlenie
6. Káblové vedenie ÚAB 6 kV

Súčasťou projektu sú aj prevádzkový súbor úpravy zariadení oznamovacej a zabezpečovacej techniky a návrh umelecko-remeselnej obnovy portálových častí tunela č. 2 aj č. 1 na oboch stranách.

Opatrenia na zníženie priesakov vody z nadportálových častí tunela

Na značné zavodnenie tunela vplýva okrem iného aj vsakujúca povrchová voda z územia nad tunelom, kde sa nachádzajú ulično-dopravné koridory – na jednej strane štvorpruhovej št. cesty (Pražská ul.), na druhej strane svahovitej obytnej zóny (Jaskov rad, Opavská ul.) a v priečnom krížení odbočujúcej komunikácie smerom na Kramáre. Voda tu steká do oblasti tunelového nadložia, ktoré sa v blízkosti portálov výrazne znižuje a lokálne má násypový charakter.

Pôvodne boli tieto miesta izolované asfaltovými doskami s tehlovou ochranou, no časom stratila stará izolácia účinnosť. Povrch nadportálových častí tvorí škárovaná kamenná dlažba doplnená rovnako dláždenými odvodňovacími žľabmi. Ich sanácia spočíva v odstránení nežiaduceho porastu, zemitých kalov a organických naplavenín, v očistení tlakovou vodou, preškárovaní rozpínavou vodovzdornou maltou a v aplikácii ochranného náteru s hydroizolačnými vlastnosťami.

Splavne najexponovanejším miestom dláždenej nadportálovej plochy západného (Lamačského) portálu je úžľabinový priestor v strede medzi tunelovými rúrami, ktorý ústi do konzolového kamenného žliabku vyčnievajúceho z čela portálu. Voda odtiaľ steká po portálovej stene vymurovanej z pieskovcovo-zlepencových kvádrov, ktoré vplyvom vody a mrazových cyklov viditeľne degradujú.

Keďže náhradu konzolového žliabku dažďovým zvodom pamiatkový úrad neakceptoval, nový spôsob odvodnenia nadportálovej časti sa zrealizoval pomocou šikmého paženého vrtu s ∅ 93 mm s pažnicou s ∅ 89/5 mm a s dĺžkou 10 m (pod uhlom cca 16° od zvislice), vyvedeného pod úroveň terénu do základovej časti portálu, kde je umiestnená zberná šachta. Šikmý vŕtaný zvod sa v hornej časti opatril vpustom, ktorého súčasťou sú aj lapač nečistôt a mrežový poklop.

Rekonštrukcia vnútorného ostenia tunela č. 2 dvojstupňovou chemickou injektážou

Tunelové pásy v Bratislavskom tuneli č. 2 sa podľa hrúbky ostenia delia na tri konštrukčné typy:
• IIIa, b s hrúbkou klenby 550 mm,
• IVa, b s hrúbkou klenby 650 mm,
• Va, b s hrúbkou klenby 750 mm.

Ostenie opôr je zväčša murované z tesaného, nepravidelne opracovaného kameňa, prevažne z tvrdej, stredne zrnitej žuly. V klenbovej časti sa nachádza kvádrové murivo, zväčša z mäkších druhov kameňa, ako sú vápenec, trachyt, porézny travertín a zlepenec.

Pôvodná izolácia rubu klenby tunelových pásov bola v celej dĺžke zriadená z asfaltových platní s olovenou vložkou, lepená horúcim asfaltom a krytá tehlovou prímurovkou. V jedenástich tunelových pásoch sú obojstranne vybudované bezpečnostné výklenky (v niektorých sa v zimnom období tvoril ľad).

Sanačným prácam na vnútornom ostení tunela č. 2 predchádzala ochrana železničného zvršku a káblových trás pred znečistením, kvôli čomu sa vo vnútri tunela zriadila ochranná výdreva pozostávajúca z medzipodvalových hranolov, podlahových fošní a z povrchovej tkanej geotextílie.

Prvou sanačnou činnosťou bolo odstraňovanie vyše 50 rokov starého torkrétového nástreku s hrúbkou približne 80 – 100 mm v klenbovej časti väčšiny tunelových pásov. Pri odstraňovaní torkrétu boli použité vysokotlakové pumpy, ktoré striekali vodu na ostenie pod tlakom 800 – 1 000 barov, čím sa dosiahol požadovaný efekt (obr. 3 a 4).

Na očistených plochách tunelového ostenia (na celej dĺžke tunela s výmerou 8 967 m2) sa vykonalo škárovanie styčných a ložných škár kamenného muriva rozpínavou škárovacou maltou (Stabilcem-T). Vypadnuté časti muriva sa nahradili plombami z tixotropnej opravnej malty na báze vysokopevnostných cementov, vystuženej syntetickými vláknami, previazanej s podkladom chemicky ukotvenými tŕňmi s parametrami podľa objemu úpravy.

Hlavnou časťou sanácie bola dvojstupňová tesniaca injektáž s použitím rýchlotvrdnúcej dvojzložkovej živice na báze polyuretánu (MasterRoc MP 355), aplikovaná cez injekčné vrty.

Prvý stupeň zabezpečí preinjektovanie horninového prostredia bezprostredne na styku s rubom tunelového ostenia. Dĺžky vrtov vyplývali z parametrov ostenia podľa typov tunelových pásov:
• typ III: v klenbe 550 mm, v oporách 800
– 1 200 mm,
• typ IV: v klenbe 650 mm, v oporách 900
– 1 300 mm,
• typ V: v klenbe 750 mm, v oporách 1 000
– 1 600 mm.

Priemer vrtov 1. stupňa bol 20 mm. Rozstupy vrtov 1. stupňa v zvislých aj vo vodorovných líniách boli 1 000 mm. Injektovať sa začalo s minimálnym tlakom, po dosiahnutí maximálneho tlaku 1,20 MPa sa injektáž ukončila a prešlo sa k ďalšiemu vrtu. Georadarový prieskum síce neindikoval voľné dutiny za ostením, projekt však materiálovo rátal aj so záložnou rezervou výplňovej injektáže.

Druhý stupeň zabezpečil preinjektovanie obmurovky tunela. Dĺžky vrtov predstavovali dvojtretinové hodnoty hrúbkových parametrov ostenia podľa typov tunelových pásov:
• typ III: v klenbe 350 mm, v oporách 550 mm,
• typ IV: v klenbe 450 mm, v oporách 650 mm,
• typ V: v klenbe 500 mm, v oporách 750 mm.

Priemer vrtov 2. stupňa bol 14 mm. Rozstupy vrtov v zvislých aj vo vodorovných líniách bol 660 mm, v kolmých priemetoch šachovitého usporiadania 330 mm. Injektovať sa začalo s minimálnym tlakom, ktorý plynulým nárastom (pri optimálnej spotrebe 7 – 8 l zmesi/vrt) dosahoval kulminačné hodnoty okolo 2,10 MPa.

Pri týchto hodnotách sa injektáž ukončila a postúpilo sa k ďalšiemu vrtu. Obdobie realizovania injektáží bolo výdatné na zrážky, ktorých účinky sa prejavovali lokálnym obnovovaním niektorých priesakov tunelového ostenia. Na ich elimináciu sa aplikovali dotesňovacie vrstvy takzvanej reinjektáže.

Ďalšie sanačné opatrenia v tuneli č. 2 sú vybavenia výklenkov zvodnicami obdĺžnikového profilu s rozmermi 350 × 300 mm, ktoré sú v troch etážach nad sebou opatrené subhorizontálnymi, vejárovito usporiadanými odvodňovacími vrtmi s ∅ 76 mm a dĺžkou 6 m. Voda zozbieraná odvodňovacími vrtmi sa v každom upravovanom výklenku odvádza zvodnicami do existujúcej kruhovej kanalizačnej šachty s prepojením na stredovú tunelovú stoku.

Prípadnému odkvapkávaniu vody na trakčné vedenie má do budúcnosti zabrániť aplikácia ochrannej hydroizolačnej membrány v klenbe nad trakčným vedením po celej dĺžke tunela. Membrána predstavuje prípravok so zníženou hmotnosťou na báze špeciálne vyberaných cementov (MasterSeal 6100 FX). Všetky škárovacie, injekčné i náterové práce na ostení tunela sa vykonali z vyvýšenej plošiny na pracovnom koľajovom vozni počas dlhodobej napäťovej a traťovej výluky.

Umelecko-remeselná obnova portálov tunela

Oba portály Bratislavského tunela (východný Bratislavský aj západný Lamačský) sú na výstupových plochách oboch tunelových rúr (č. 1 aj č. 2) sanačne ošetrené rovnakým spôsobom ako vnútorné ostenie, tzn. je na nich doplnená škárovacia malta a sú utesnené dvojstupňovou injektážou. Po realizácii týchto prác sa pristúpilo k záverečnej povrchovej úprave portálových plôch spočívajúcej v umelecko-remeselnej činnosti kamenárskych reštaurátorov.

Náročnosť obnovy na oboch portáloch bola rozdielna. Zatiaľ čo kameň východného (Bratislavského) portálu vykazoval známky relatívnej odolnosti, kameň západného (Lamačského) portálu podliehal evidentne erózii. Čelo Bratislavského portálu bolo murované z trachytového kameňa z tufových lomov v Hliníku nad Hronom. Čelo Lamačského portálu je z nasiakavého pieskovcovo-zlepencového kameňa.

Portálový veniec tunela č. 2, ktorý má tvar gotického lomeného oblúka, je z vápenca a travertínu pochádzajúcich z dnes už nefunkčného lomu v Spišskom Podhradí. Okrasná rímsa s vežičkami, erbom a letopočtom na Bratislavskom portáli je rovnako z vápenca.

Vypadané časti portálového muriva rieši reštaurátor plombami z autentického materiálu, kotvenými kovovou armatúrou v antikoróznej úprave, alebo výplňou tmelmi s minerálnym plnivom. Povrch bol celoplošne ošetrený paropriepustnou hydrofobizáciou a upravený farebnou retušou. Na vrchné atiky a architektonické detaily bol aplikovaný organokremičitan H, na dolné časti živica SA2/802 NA 2%.
V čase expedície časopisu by mali byť práce kompletne ukončené.

TEXT: Ing. Eduard Biloveský
FOTO: Valbek SK, spol. s r. o.

Eduard Biloveský pôsobí v spoločnosti Valbek SK, spol. s r. o., Bratislava.