Štúdia tunelových variantov na štátnej ceste I/18 v úseku Žilina – Martin (tunely Strečno I, II, III)

Cieľom článku je predstaviť širokej verejnosti návrh technického riešenia tunelových objektov v trase štátnej cesty I/18.

Tie ktoré by nielenže eliminovali bariérový efekt tejto cesty a zlepšili životné prostredie, ale zároveň by skrátili dopravnú trasu, zlepšili technické parametre cesty a zvýšili bezpečnosť prevádzky na štátnej ceste I/18 v úseku Strečnianskej úžiny.

Štátna cesta I/18 v úseku medzi Žilinou a Martinom nielenže vytvára umelú zábranu pre rôzne migračné koridory divokej zveri, ale po vybudovaní diaľnice D1 Lietavská Lúčka – Višňové – Dubná Skala – Turany – Hubová bude prispievať k značnému zvýšeniu fragmentácie ekosystémov v environmentálne exponovanom území údolia Váhu.

Na základe týchto dôvodov obstarávateľ NDS, a. s., objednal vypracovanie variantného technického riešenia návrhu tunelových objektov v trase štátnej cesty I/18, ktoré by nielenže eliminovali bariérový efekt tejto cesty, ale navyše skrátili dopravnú trasu, zlepšili technické parametre cesty a zvýšili bezpečnosť prevádzky na štátnej ceste I/18.

Úsek štátnej cesty I/18 Žilina – Martin bude v budúcnosti stále slúžiť ako výkonná súbežná prevádzková rezerva v západno-východnom prepojení údolia rieky Váh, ktorá sa bude využívať aj ako náhradná trasa v prípade pravidelných plánovaných technologických odstávok tunelov na diaľnici D1.

Navrhovaná modernizácia trasy štátnej cesty I/18 v úseku Strečnianskej úžiny bude mať pozitívny vplyv na životné prostredie a turistický ruch v Strečnianskom meandri, ako aj podstatný vplyv na skrátenie času jazdy, zrýchlenie jazdy a zvýšenej bezpečnosti cestnej premávky na tejto ceste. Tento fakt sa môže ukázať ako veľmi podstatný aj pri zabezpečovaní náhradných trás pri najrôznejších výpadkoch dopravy na diaľnici D1.

Záujmová oblasť štúdie

Začiatok študovaného úseku, a tým aj začiatok všetkých navrhovaných variantov V1, V2, V3 s tunelmi Strečno I, II, III, je osadený v km 465,000 osi štátnej cesty I/18 pri motoreste Strečno pred pravostrannou odbočkou na štátnu cestu III/2087.

Koniec študovaného úseku navrhovaných variantov V1, V2, V3 s tunelmi Strečno I, II, III sa nachádza v km 472,578 osi štátnej cesty I/18 (zhruba 200 m vzdušnou čiarou južne od jestvujúceho prevádzkovaného dvojkoľajného železničného tunela).

Dopravná prognóza

Použité dopravno-inžinierske podklady predstavujú súbor najaktuálnejších informácií o území, ktoré je dotknuté riešeným úsekom štátnej cesty I/18 (Strečniansky meander) a súbežnou diaľnicou D1 (vo výstavbe). Dopravná prognóza pre navrhnuté varianty V1, V2, V3 s tunelmi Strečno I, II, III v trase štátnej cesty I/18 bola spracovaná pre časové horizonty rokov 2030, 2040 a 2050.

Výpočet bol spracovaný s predpokladom:

• súčasného rozsahu spoplatnenia užívateľov diaľnic a rýchlostných ciest na Slovensku vrátene skutočnosti, že je spoplatnená nákladná doprava na diaľniciach, rýchlostných cestách a vybraných cestách I. triedy a osobná doprava na diaľniciach a rýchlostných cestách
• prognózy deľby dopravnej práce v riešenom úseku medzi štátnou cestou I/18 a diaľnicou D1.

Navrhované varianty V1, V2, V3

Variant V1 – fialový

Navrhovaný variant V1 vedie prvých 650 m v trase jestvujúcej štátnej cesty I/18 pravotočivým smerovým oblúkom s polomerom R = 390 m, za ktorým pokračuje v záreze (s max. dĺžkou 170 m) smerom k severozápadnému úpätiu kóty Havran. V staničení 0,860 km je osadený západný portál tunela Strečno I, ktorý je situovaný na severozápadnom úpätí severovýchodného, pomerne ostrého výbežku – hrebienku kóty Havran. Západný portál tunela Strečno I je situovaný v telese stabilizovaného zosuvu, v jeho čelnej akumulačnej časti.

Navrhovaný jednorúrový cestný tunel Strečno I kategórie T-8,0/80 má dĺžku 940 m a so smerovo rozdelenou dopravou podchádza ostrý výbežok kopca Havran (jeho severný svah tvorí stabilizovaný zosuv, resp. zosuvné delúvium), údolie potoka Javorina a masív hradného kopca s hradom Strečno. Trasu samotného tunela Strečno I (vo variante V1) tvorí ľavotočivý smerový oblúk s polomerom R = 599 m.

Niveleta tunela Strečno I klesá v sklone 2 % smerom k východnému portálu, ktorý je osadený v staničení 0,676 km variantu V1 na východných svahoch severného chrbta kóty Rakytie (738 m n. m.). Následne variant V1 vedie (v dĺžke približne 510 m) v trase jestvujúcej štátnej cesty I/18. V staničení 2,310 000 km variantu V1 sa nachádza západný portál tunela Strečno II, ktorý je situovaný na úpätí severných svahov kóty Rakytie (728 m n. m.).

Navrhovaný jednorúrový cestný tunel Strečno II kategórie T-8,0/80 má dĺžku 940 m a so smerovo rozdelenou dopravou podchádza severovýchodný výbežok kóty Rakytie v mieste Domašínskeho meandra. Trasu samotného tunela Strečno II (vo variante V1) tvoria dva protismerné smerové oblúky s polomermi R = 499 m a R = 1 199 m s medziľahlým priamym úsekom s dĺžkou 340 m.

Niveleta tunela Strečno II stúpa v dĺžke približne 600 m v sklone 2,5 % a následne klesá v sklone 2,0 % smerom k východnému portálu tunela. Východný portál tunela Strečno II je situovaný v staničení 3,370 km variantu V1 na úpätí severovýchodných svahov východného výbežku kóty Rakytie v mieste Domašínskeho meandra.

Ďalej vedie variant V1 (v dĺžke asi 250 m) v trase jestvujúcej štátnej cesty I/18 (až po staničenie 3,600 km V1). Následne sa trasa variantu V1 pomocou pravotočivého smerového oblúka s polomerom R = 499 m vnára do svahov severovýchodného výbežku kóty Grúň. Západný portál tunela Strečno III je situovaný v staničení 3,710 km V1, v oblasti zaústenia bezmenného ľavostranného prítoku rieky Váh.

Navrhovaný jednorúrový cestný tunel Strečno III kategórie T-8,0/80 má dĺžku 460 m a so smerovo rozdelenou dopravou podchádza severovýchodný výbežok kopca Grúň v súbehu s jestvujúcim prevádzkovaným dvojkoľajným železničným tunelom.

Niveleta tunela Strečno III v dĺžke zhruba 134 m stúpa v sklone 2,5 % a následne klesá v sklone 1,0 % smerom k východnému portálu tunela. Východný portál tunela Strečno III je situovaný v staničení 4,170 km variantu V1 na úpätí juhovýchodného svahu severovýchodného výbežku kopca Grúň.

Následne vedie variant V1 (v dĺžke asi 100 m) v trase jestvujúcej štátnej cesty I/18. Trasa variantu V1 je ukončená v staničení 4,279 930 km V1, kde sa napája na jestvujúcu štátnu cestu I/18. Celková dĺžka hodnoteného úseku navrhovaného variantu V1 je 4,279 930 km.

Variant V2 – červený

Študovaný navrhovaný variant V2 vedie prvých 1 320 m v trase jestvujúcej štátnej cesty I/18, pričom prechádza z terénnej lavice so sklonom asi 4,14 % do priestoru medzi riekou Váh a hradným bralom hradu Strečno. V staničení 1,320 km variantu V2 je osadený západný portál galérie Strečno I, ktorá je situovaná v tesnej blízkosti pravostranného parkoviska (asi 20 m od zrealizovanej úpravy podchytenia hradného brala).

Navrhovaná jednorúrová cestná galéria Strečno I kategórie T-8,0/80 má dĺžku 730 m a so smerovo rozdelenou dopravou kopíruje trasu jestvujúcej štátnej cesty v priestore medzi hradným bralom a riekou Váh.

Keďže ide o hĺbený tunel, stavba horninového masívu nebude mať zásadný vplyv na jeho realizáciu. Trasu samotnej galérie Strečno I (vo variante V2) tvorí ľavotočivý smerový oblúk s polomerom R = 239 m a s priľahlými tyčnicami. Niveleta galérie Strečno I kopíruje jestvujúcu štátnu cestu I/18. Následne vedie variant V2 (v dĺžke asi 510 m) v trase jestvujúcej štátnej cesty I/18.

V staničení 2,370 000 km variantu V2 sa nachádza západný portál tunela Strečno II, ktorý je situovaný na úpätí severných svahov kóty Rakytie (728 m n. m.). Navrhovaný jednorúrový cestný tunel Strečno II kategórie T-8,0/80 má dĺžku 870 m a so smerovo rozdelenou dopravou podchádza severovýchodný výbežok kóty Rakytie v mieste Domašínskeho meandra.

Trasu samotného tunela Strečno II (vo variante V2) tvorí pravotočivý smerovým oblúk s polomerom R = 649 m a s priľahlým priamym úsekom. Niveleta tunela Strečno II v dĺžke zhruba 587 m stúpa v sklone 2,5 % a následne klesá v sklone 2,0 % smerom k východnému portálu tunela.

Východný portál tunela Strečno II je situovaný v staničení 3,240 km variantu V2 na úpätí severovýchodných svahov východného výbežku kóty Rakytie v Domašínskom meandri. Ďalej vedie variant V2 (v dĺžke asi 1 205 m) v trase jestvujúcej štátnej cesty I/18 (až po staničenie 4,445 km V2). Celková dĺžka hodnoteného úseku navrhovaného variantu V2 je 4,445 120 km.

Variant V3 – zelený

Navrhovaný variant V3 vedie prvých 1 320 m v trase jestvujúcej štátnej cesty I/18, pričom prechádza z terénnej lavice so sklonom približne 4,14 % do priestoru medzi riekou Váh a hradným bralom hradu Strečno. V staničení 1,320 km variantu V3 je osadený západný portál galérie Strečno I, ktorá je situovaná v tesnej blízkosti pravostranného parkoviska (asi 20 m od zrealizovanej úpravy podchytenia hradného brala).

Navrhovaná jednorúrová cestná galéria Strečno I kategórie T-8,0/80 má dĺžku 730 m a so smerovo rozdelenou dopravou kopíruje trasu jestvujúcej štátnej cesty v priestore medzi hradným bralom a riekou Váh. Keďže ide o hĺbený tunel, stavba horninového masívu nebude mať zásadný vplyv na jeho realizáciu. Trasu samotnej galérie Strečno I (vo variante V3) tvorí ľavotočivý smerový oblúk s polomerom R = 239 m a priľahlými tyčnicami.

Niveleta galérie Strečno I kopíruje jestvujúcu štátnu cestu I/18. Následne vedie variant V3 (v dĺžke približne 790 m) v trase jestvujúcej štátnej cesty I/18. V staničení 2,840 km variantu V3 sa nachádza západný portál tunela Strečno II, ktorý je situovaný na úpätí severných svahov kóty Rakytie (728 m n. m.). Navrhovaný jednorúrový cestný tunel Strečno II kategórie T-8,0/80 má dĺžku 470 m a so smerovo rozdelenou dopravou podchádza severovýchodný výbežok kóty Rakytie v mieste Domašínskeho meandra.

Trasu samotného tunela Strečno II (vo variante V3) tvorí pravotočivý smerový oblúk s polomerom R = 273 m. Niveleta tunela Strečno II v dĺžke približne 277 m stúpa v sklone 2,5 % a následne klesá v sklone 2,0 % smerom k východnému portálu tunela.

Východný portál tunela Strečno II je situovaný v staničení 3,310 km variantu V3 na úpätí severovýchodných svahov východného výbežku kóty Rakytie v oblasti Domašínskeho meandra. Ďalej vedie variant V3 (v dĺžke približne 1 470 m) v trase jestvujúcej štátnej cesty I/18 (až po staničenie 4,787 km V3). Celková dĺžka hodnoteného úseku navrhovaného variantu V3 je 4,787 660 km.

Porovnanie parametrov navrhovaných variantov

V tab. 2 sú uvedené základné stavebno-technické parametre navrhovaných variantov V1, V2, V3 s tunelmi Strečno I, II a III., ktoré predstavujú pripravovanú optimalizáciu štátnej cesty I/18 v úseku Strečnianskej úžiny. V tab. 3 sú uvedené základné stavebno- -technické parametre tunela Strečno II, ktorý sa nachádza v trase navrhovaných variantov V1, V2 a V3, a predstavuje pripravovanú optimalizáciu štátnej cesty I/18 v úseku križovania výbežku Domašínskeho meandra.

Záver

Samotný tunel Strečno II, ktorý je navrhnutý v trase variantov V1 a V2, predstavuje vzhľadom na pripravovanú optimalizáciu štátnej cesty I/18 najvýhodnejšie technické riešenie, a to z hľadiska:

• návrhu smerového a výškového vedenia trasy
• nákladov na realizáciu stavby
• dĺžky tunelovej rúry.

Tunel Strečno II, ktorý je navrhnutý v trase variantu V3 síce predstavuje technické riešenie s najkratším tunelom, no prináša tieto stavebno-technické a technicko-prevádzkové nevýhody:

• malý polomer smerového oblúka (R = 239 m) si vyžaduje potrebu zníženia návrhovej rýchlosti na 60 km
• západný portál tunela Strečno II je situovaný v blízkosti jestvujúceho prevádzkovaného dvojkoľajného železničného tunela na trati Žilina – Košice

Najväčší podiel na skrátení dopravnej trasy (vo všetkých variantoch V1, V2, V3) prináša samotný objekt tunela Strečno II (križuje masív Domašínskeho meandra) – dopravnú trasu skracuje o viac ako 3 km oproti stavu po jestvujúcej štátnej ceste I/18 (4,58 km).

Na základe porovnania investičných nákladov, úspory celospoločenských nákladov a návratnosti investícií jednotlivých variantov V1, V2, V3 s navrhovanými tunelmi Strečno I, II a III je zrejmé, že variant V2 (s galériou Strečno I a s tunelom Strečno II) predstavuje nielen požadované zvýšenie bezpečnosti premávky v úseku pod bralom hradu Strečno a optimalizáciu smerového vedenia štátnej cesty I/18 v úseku Žilina – Martin (km 465,000 – 472,500), ale aj optimálne technické riešenie z hľadiska výšky kapitálových výdavkov na realizáciu stavby.

Autori pôsobia v spoločnosti TAROSI c.c, s. r. o.

Článok bol publikovaný v časopise Inžinierske stavby 05/2021.