Tunel Karpaty

Keďže trasa diaľnice D4 prechádza územím so zložitou geomorfologickou skladbou a členitosť terénu neumožňuje viesť trasu iba po povrchu, bolo potrebné riešiť jej vedenie pod Malými Karpatmi tunelom.

Pre Bratislavu, ktorej cestná sieť nadradených komunikácií sa dosiaľ budovala s ohľadom na nepriechodnosť masívu Malých Karpát južným obchvatom mesta, t. j. ponad vodný tok Dunaja, by navrhovaná trasa pod masívom Malých Karpát znamenala podstatné odľahčenie cestnej siete vo vnútornom obvode mesta, predovšetkým na diaľnici D1 v prieťahu mestom, a skrátenie ciest v smere sever, východ. Diaľnica D4 sa pripravuje už mnoho rokov. Od roku 2002 sa spracovalo niekoľko štúdií a zámerov s cieľom nájsť a stabilizovať trasu diaľnice. Z celého ťahu diaľnice D4 je v súčasnosti v prevádzke len úsek RR (Rakúska republika)/SR – Jarovce, a križovatka Stupava na diaľnici D2 (3. úsek), ktorá spája úsek Ivanka, sever – Záhorská Bystrica a úsek Devínska Nová Ves – št. hr. SR/RR.

Ciele a záujmová oblasť štúdie

Cieľom v súčasnosti spracovanej technickej štúdie Diaľnica D4 Bratislava-Rača – Záhorská Bystrica bolo zoptimalizovať smerové a výškové vedenie trasy variantu 7 diaľnice v tuneli Karpaty (variant 7a, 7b, 7c – spracovaný v Štúdii realizovateľnosti a účelnosti v roku 2009 spoločnosťou Dopravoprojekt, a. s.) a optimalizovať environmentálny a technický návrh tunela Karpaty vrátane zapracovania výsledkov orientačného inžinierskogeologického a hydrogeologického prieskumu (olGHGP). V rámci komplexného riešenia technickej štúdie boli spracované aj čiastkové štúdie a prieskumy (hluková štúdia, VZT štúdia, emisná štúdia, dopravno-inžiniersky prieskum, archeologický prieskum, seizmický prieskum a pyrotechnický prieskum).

Situácia širších vzťahov

Základné údaje o študovanom variante

Začiatok riešeného úseku km 0,000 000 D4 Bratislava-Rača – Záhorská Bystrica bol osadený severovýchodne od mestskej časti Bratislava-Rača (severne od obce Vajnory), kde nadväzuje na predchádzajúci úsek diaľnice D4, ktorý tvorí nultý obchvat mesta Bratislavy. Poloha východného tunelového portálu tunela Karpaty je s ohľadom na umiestnenie MÚK s cestou II/502 a možnosti smerového a najmä výškového vedenia diaľnice kategórie D 26,5 pre návrhovú rýchlosť 120 km/h (100 km/h v tuneli) situovaná v terénnej depresii Račieho potoka pod východnými svahmi Vajnorskej hory. Nadväzujúci úsek dvojrúrového tunela Karpaty so smerovo rozdelenou dopravou vedie v priamej s dĺžkou 7 935 m v osi D4, pričom pozdĺžny sklon má stúpanie 0,70 % po 7,163 km, odkiaľ úsek klesá so sklonom 0,70 % až po západný, Stupavský portál. Vyústenie tunela Karpaty s celkovou dĺžkou 10 980 m je navrhnuté v km 16,525 km D4, severozápadne od obce Marianka. Zvyšný úsek diaľnice D4 bude v dĺžke približne 1,00 km viesť v násype, v pravotočivom smerovom oblúku s polomerom R = 2 600 m, s klesaním 0,70 %.

Račiansky (východný) portál

Trasa diaľnice sa v koridore nultého okruhu podľa DUŠ napája vo vzdialenosti pribli­žne 150 metrov od zástavby na už zrealizovaný úsek Diaľnice D4 Križovatka Stupava (D2/D4) – Križovatka Záhorská Bystrica. Smerové pomery navrhnuté vo variantoch 7a, 7b a 7c zostali zachované. V rámci optimalizácie technického riešenia došlo k posunu vrcholového oblúka o približne 2 600 m smerom k východnému portálu tunela tak, aby sa dosiahol približne strechovitý sklon nivelety tunela. Toto riešenie zmenší dĺžku tunelových rúr, z ktorých bude treba odvádzať prípadné priesakové vody na východný portál do Šúrského kanála. To sa týka len výstavby tunela pomocou konvenčnej metódy NATM, keď tunel pôsobí ako drén horninového masívu. V rámci technologického postupu razenia tunelových rúr tunela Karpaty sa z technického, ekonomického a ekologického hľadiska uvažovalo o dvoch alternatívach, a to razením pomocou raziaceho  stroja TBM, resp. razením v zmysle zásad NATM s použitím vrtno-trhavinového rozpojovania masívu.

Mariansky západný portál

V prípade použitia technológie TBM (plnoprofilový raziaci stroj s plášťom) možno ihneď po vyrazení tunela montovať pod ochranou oceľového plášťa raziaceho stroja železobetónové segmentové ostenie z prefabrikovaných dielcov s vodotesnými spojmi a zabezpečiť tak okamžitú vodotesnosť realizovaného diela. Tento spôsob výstavby minimalizuje drenážny účinok razenia tunela na okolitý horninový masív. Celý priečny rez tunelov (TBM) je dispozične rozdelený na dve časti tak, aby po razení tunela a zhotovení segmentového ostenia s odstupom približne 2 000 m mohla kontinuálne nasledovať realizácia vnútorných konštrukcií tunela základových pásov, železobetónovej dosky vozovky, sekundárneho ostenia, a to bez prerušenia odťažby rúbaniny z tunela a zásobovania stroja prefabrikovanými tubbingmi. Spodná časť diaľničného tunela bude slúžiť ako kolektor pre káblové trasy, prístupová komunikácia pre zásahové jednotky a v neposlednom rade aj ako úniková chodba.

Základné údaje o stavbe

Stavba: Diaľnica D4 Bratislava-Rača – Záhorská Bystrica, Tunel Karpaty
Investor: Národná diaľničná spoločnosť, a. s.
Zhotoviteľ IGHP: HydroGEP, s. r. o., Bratislava
Projektant: TAROSI c.c., s. r. o., Bratislava
Hlavný inžinier projektu: Ing. Ján Snopko
Súčasný stupeň dokumentácie: Technická štúdia a orientačný inžinierskogeologický a hydrogeologický prieskum (TŠ a olGHGP); Vizualizácia trasy diaľnice D4 Bratislava-Rača – Záhorská Bystrica

Základné údaje o tuneli Karpaty

Záverečné zhodnotenie

Najväčším problémom v zázemí riešeného úseku diaľnice D4 je komunikačný systém mesta Bratislavy, ktorý je silne preťažený. Riešený úsek diaľnice D4 významne odľahčí existujúci komunikačný systém mesta. Nemožno opomenúť rozhodujúcu funkciu diaľnice D4, ktorou je rýchly, plynulý, bezpečný a vzhľadom na životné prostredie priateľský prejazd tranzitnej dopravy cez územie. Podrobný opis návrhu technického riešenia tunela Karpaty a výsledkov oIGHP bude uverejnený v niektorom z ďalších vydaní časopisu.

TEXT: Ing. Ján Snopko, Ing. Marek Bednár,
Ing. Zuzana Oravcová
OBRÁZKY: TAROSI c.c., s. r. o.

Ján Snopko je hlavným inžinierom projektu Diaľnica D4 Bratislava Rača – Záhorská Bystrica – Tunel Karpaty, Marek Bednár a Zuzana Oravcová pôsobia v spoločnosti TAROSI c.c., s. r. o.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrské stavby