Paženie železničného tunela Turecký vrch

Možnosť lepšej prístupnosti k Transeurópskej dopravnej sieti a dopravnej sieti susediacich štátov si vyžiadala modernizáciu železničnej trate vrátane úseku Nové Mesto nad Váhom – Púchov v železničnom km 100,500 – 159,100 pre traťovú rýchlosť 160 km/h. V rámci nej sa realizovalo niekoľkých stavebných objektov, medzi ktorými je aj železničný dvojkoľajový tunel Turecký vrch dlhý 1 775 m.

Na jeho výstavbu bolo potrebné zriadiť stavebný priestor pred vstupným a výstupným portálom tunela. Priestorové usporiadanie staveniska si vynútilo zárezy do horninového masívu pred oboma portálmi tunela. Zaistenie stavebných jám pomocou zárubných múrov na severnom a južnom portáli železničného tunela realizovala spoločnosť TUBAU, a. s. Z jej strojného vybavenia sa na realizáciu mikropilót použili vrtná súprava Casagrande M9 a na kotvenie Klemm 806. Spolu sa realizovalo 1 442 m mikropilót
D 108/16 mm a 152/18mm, 3 392 m zemných kotiev a 2 000 m mikropilótového daždnika. Práce začali v decembri 2009. Na základe požiadavky objednávateľa čo najskôr začať razenie tunelovej rúry sa z časových dôvodov zaviedli dve pracovné zmeny a vrtné práce prebiehali aj v noci. Keďže realizácia vrtov sa realizovala v zimných mesiacoch, bola práca v daných podmienkach veľmi náročná. Napriek týmto podmienkam sa podarilo požadovaný termín dodržať.

Obr. 1  Situácia (zdroj: www.zeleznicne.info)

Spoločnosť TUBAU, a. s., realizovala nielen zaistenie stavebných jám portálových oblastí, ale aj razenie prieskumnej štôlne, razenie stredovej časti tunelovej rúry, izolácie a sekundárne ostenie v stredovej časti, ako aj doplnkové jadrové vrty vykonávané pre geologický prieskum. Príspevok sa zameriava na realizáciu paženia portálov a jadrových vrtov.

Výjazdový (severný) portál
Výjazdový (severný) portál bol umiestnený v nžkm 104,260. Tvorí vyústenie tunela do severného svahu masívu Tureckého vrchu. Zárubná stena, ktorá viedla rovnobežne s osou koľaje pred výjazdovým portálom, bola vyhotovená s cieľom zaistiť svah skalného odre­zu. Paženie stavebnej jamy severného portálu železničného tunela je zobrazené na obr. 2.

Geológia v okolí severného portálu
Horninový masív charakterizuje povrchová vrst­va sedimentov kvartérnej formácie v tomto za­stúpení: eolitické sedimenty mocnosti 7 – 15 m (spraš až sprašové hliny zatriedené ako CL až CI-F6 pevnej až tvrdej konzistencie) sú najrozšírenejšie na území portálu. Polygenetické sedimenty majú charakter piesočnatých hlín a tvoria sa najmä v terénnych depresiách. Deluviálne sedimenty predpokladanej mocnosti 1 m sú charakterizované ílovito-kamenitými sutinami. Fluviálne sedimenty reprezentujú okrajovú časť pravostrannej nivy vyústenia potoka Bošáčka. Zastúpené sú náplavové íly s prímesou piesku (CS-F4) alebo štrku (GC-G5). Karbonátické súvrstvie dolomitov sa predpokladalo v nivelete tunela v blízkosti portálu na základe vrtných prác a geofyzikálnych meraní. Z hľadiska stability portálového zárezu aj samotného objektu sa považovali za smerodajné parametre zemín eolicko-deluviálneho komplexu.

Spôsoby paženia stavebnej jamy
Stavebná jama bola vo svojej vrchnej časti zaistená dvoma kotvenými mikropilótovými stenami. Mikropilóty vystužené oceľovými rúrami 152/18 mm sa realizovali v dĺžkach 1,7 m až 18,6 m. Odvŕtané boli po 0,5 m, len na oboch zostupujúcich stenách bola osová vzdialenosť mikropilót 0,75 m. Celková dĺžka realizovaných mikropilót bola 1 022 m. Mikropilótové steny sa po celej výške kotvili v šiestich úrovniach horninovými kotvami, ktoré sa realizovali po dĺžke á 0,5 m. Dĺžky kotiev boli v rozmedzí 10 až 30 m, pričom ich koreňová časť bola pre všetky rovnaká, a to 10 m. Celková dĺžka realizovaných kotiev bola 2 492 m. Koruny mikropilót boli zabetónované do železobetónových prievlakov s rozmermi 0,6 – 0,75 × 1,0 – 1,5 m. Približne na úrovni prvého kotvenia sa vybudoval železobetónový prievlak 0,75 × 1,5 m, za ktorým sa vyhotovil žľab na odvodnenie nadportálového svahu. Železobetónové prievlaky PR1, 2 a 3 mali charakter trvalej konštrukcie, preto sa kotvili trvalými horninovými kotvami. Nižšie kotevné úrovne tvorili oceľové stužujúce prahy typu U220, 240 a 260, kotvené dočasnými aj trvalými horninovými kotvami.

Stavebná jama sa odkopávala po úrovniach vysokých maximálne 3 m. Líce mikropilótových stien sa zaistilo striekaným betónom s hrúbkou minimálne 150 mm a vystužilo sieťovinou 150 × 150/8 × 8 mm. Na zaistenie razenia portálového úseku tunela sa realizoval mikropilótový dáždnik s celkovou výmerou 800 m, ktorý pozostával z dvoch radov mikropilót 114/6,3 mm dĺžky 20 m, zaviazaných do portálového venca 0,8 × 0,3 m. Mikropilóty v prvom rade mali osovú vzdialenosť 0,7 m a v druhom rade 0,724 m.

Vjazdový (južný) portál
Vjazdový (južný) portál je umiestnený v nžkm 102,485. Zárubná stena viedla rovnobežne s osou koľaje pred južným portálom v dĺžke 120 m. Úlohou steny bolo zaistiť svah skalného odrezu pozdĺž trate (obr. 3).

Obr. 3  Paženie južného portálu Casagrande M9	Obr. 4  Jadrové vŕtanie Klemm 704 E

Geológia v okolí južného portálu
V zmysle inžiniersko-geologickej klasifikácie sa na území južného portálu nachádzali tieto typy hornín: deluviálne sedimenty, ktoré boli na území svahov zastúpené prevažne typom kamenito-ílovitých sutín a ílovitých, jemnozrnných sedimentov. V zmysle STN 73 1001 ich bolo možné charakterizovať triedami CG-F2, Cl-F6 a CL-F6. Sedimenty mali nerovnomernú mocnosť, ktorá sa predpokladala v rozsahu od 0,2 do 2,0 m. Deluviálne sedimenty vyplňovali rôzne hlboké skrasovatené formy vápencového podkladu. Sutiny tvoria prevažne jemnozrnné zeminy. Eolické sedimenty sa zachovali v oblasti úpätia svahu a na povrchu čiastkového hrebeňa masívu Stráne. Eolické sedimenty mali charakter spraší až sprašových hlín. V zmysle STN 73 1001 boli zatriedené ako Cl-F6. Fluviálne sedimenty reprezentovali náplavy Váhu s charakterom štrkov s povrchovou vrstvou s charakterom náplavových hlín. Ich mocnosť pri pravostrannom okraji aluviálnej nivy sa predpokladala do 5 až 8 m. V zmysle STN 73 1001 možno flu­viálny komplex charakterizovať pre íly triedami CG-F2, CS-F4 a pre štrky triedou GC-G5.

Mezozoický masív charakterizovala prevažne puklinová až puklinovo-krasová priepustnosť. Na úpätí svahu a v dolnej časti eróznych rýh sa nedokumentoval nijaký výver podzemných vôd ani podmáčané územia s rozptýlenými vývermi.

Spôsoby paženia stavebnej jamy
Stavebná jama portálu s dĺžkou 25 m bola v najvyššom bode 17 m vysoká. Jej zvislé steny boli zaistené mikropilótami, trvalými kotvami s dĺžkou 6 až 8 m a striekaným betónom vystuženým oceľovou sieťou 150 × 150/6 × 6 mm. V úrovni nad kótou asi 201,0 m nad morom prebiehal svah odrezu v sklone 70° plynulo, aj v celom rozsahu stavebnej jamy a čiastočne nad razeným portálom. Z úrovne 201,0 m nad morom sa realizovali mikropilóty s výstužou 108/16 mm a osovou vzdialenosťou 1,0 m po celom obvode odrezu stavebnej jamy. Celková dĺžka mikropilót bola 420 m. Koruny mikropilót boli zaviazané do železobetónového prievlaku s rozmermi 0,7 × 0,5 m. Prievlak sa ukotvil horninovými kotvami s dĺžkou 6 až 8 m vo vzdialenostiach maximálne 3 m. Celková dĺžka kotiev bola 900 m. Steny jamy boli zaistené striekaným betónom v hrúbke 150 mm. V čele stavebnej jamy sa vybudoval ochranný dáždnik z vodorovných mikropilót 108/16 dlhých 25 m. Hlavy mikropilót sa zaviazali do portálového stužujúceho venca s rozmermi 0,7 × 0,25 m.

Na zaistenie razenia portálového úseku tunela sa aj na južnom portáli realizoval mikropilótový dáždnik 114/6,3 mm v dĺžke 25 m a s celkovou výmerou 1 200 m.

Jadrové vŕtanie
Počas razenia tunela vznikla požiadavka na realizáciu doplnkových jadrových vrtov. Tieto sa realizovali vrtnou súpravou Klemm 704 E. Celkovo sa odvŕtalo 62 ks, 277 m jadrových vrtov.

Záver
Práce špeciálneho zakladania ukončila spoločnosť TUBAU, a. s., na stavbe na severnom portáli vo februári 2010 a na južnom portáli v máji 2010. Dôležitým bodom bola správna koordinácia, nasadenie kapacít a zabezpečenie materiálu tak, aby bolo možné postupovať bez prerušenia prác. Priebeh výstavby prebiehal počas plnej prevádzky železnice, čo si najmä pri južnom portáli vyžadovalo zvýšenú pozornosť. Realizácia projektu bola ďalšou skúškou odbornosti a skúsenosti tímu pracovníkov, ktorí sa na výstavbe podieľali. Úspešné zvládnutie projektu svedčí o vysokej profesionalite pracovníkov TUBAU, a. s.

TEXT: Ing. Marek Fábry, Ing. Monika Bartošova, PhD, Ing. Mikuláš Sekela
FOTO: TUBAU

Marek Fábry je špecialista na technickú prípravu výro­by spoločnosti TUBAU, a. s., divízia špeciálne zakladanie.

Monika Bartošová je referentka technicko-obchodnej prípravy výroby spoločnosti TUBAU, a. s., divízia špeciálne zakladanie.

Mikuláš Sekela je špecialista na technickú prípravu výro­by spoločnosti TUBAU, a. s., divízia špeciálne zakladanie.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.