Tunel Soroลกka – vรฝzva pre projektantov
Tunel Soroลกka je plรกnovanรฝ tunel na trase รบseku rรฝchlostnej cesty R2 Roลพลava โ Jablonov nad Turลou, ktorรฝ umoลพnรญ prechod tejto cesty cez hrebeล masรญvu Slovenskรฉho krasu medzi obcami Lipovnรญk aย Jablonov nad Turลou. Bude viesลฅ pod Jablonovskรฝm sedlom, ktorรฉ mรก nadmorskรบ vรฝลกku okolo 550 m n. m. Situovanรฝ je sรบbeลพne sย Jablonovskรฝm ลพelezniฤnรฝm tunelom, pribliลพne 50 m pod nรญm, priฤom asi vย dvoch tretinรกch dฤบลพky sa kriลพujรบ.
Dokumentรกcia na stavebnรฉ povolenie danรฉho รบseku rรฝchlostnej cesty bola spracovanรก vย roku 2018. Nรกsledne bola vย roku 2019 spracovanรก dokumentรกcia na ponuku vย podrobnosti dokumentรกcie na realizรกciu stavby tak, aby mohla prebehnรบลฅ sรบลฅaลพ na zhotoviteฤพa podฤพa zmluvnรฝch podmienok ฤervenej knihy FIDIC (vรฝstavba podฤพa dokumentรกcie zhotoviteฤพa).
Lokalita
รsek medzi obcami Lipovnรญk aย Jablonov nad Turลou prechรกdza horskรฝm hrebeลom Soroลกka sย cestnรฝm horskรฝm priechodom vย nadmorskej vรฝลกke 550 m n. m. รzemie je sรบฤasลฅou Nรกrodnรฉho parku Slovenskรฝ kras. Sklony svahov tu dosahujรบ viac ako 15 %, รบzemie je hodnotenรฉ ako horskรฉ sย funkciou chrรกnenรฉho รบzemia nรกrodnรฉho parku.
Geologickรก charakteristika
Na geologickej stavbe sa podieฤพajรบ horniny mezozoika silickรฉho prรญkrovu aย kvartรฉrne fluviรกlne aย deluviรกlne sedimenty. Miesto plรกnovanej trasy tunela patrรญ kย najzaujรญmavejลกรญm ฤastiam Slovenskรฉho krasu, mรดลพeme tu nรกjsลฅ vลกetky moลพnรฉ krasovรฉ javy, ako sรบ jaskyne, priepasti, dutiny, sifรณny, vyvieraฤky aย pod.
Podฤพa geologickรฉho prieskumu je geologickรก ลกtruktรบra รบzemia jednoduchรก. Podloลพie tvoria hlavne vrstvy bridlice, vรกpenca aย dolomitu. Zย pohฤพadu geotechniky je ลกtruktรบra podloลพia zloลพitejลกia. Horniny Silickej planiny sรบ tektonicky naruลกenรฉ strmรฝmi poruchami vedรบcimi zo severozรกpadu na juhovรฝchod.
Medzi ฤalลกie problรฉmy pri nรกvrhu patria krasovรฉ javy. Vย roku 2017 sa vykonal podrobnรฝ inลพinierskogeologickรฝ prieskum, ktorรฝm sa zistila prรญtomnosลฅ niekoฤพkรฝch novรฝch jaskรฝล vysokรฝch 8 aลพ 9 m aย niekoฤพkรฝch dutรฝch priestorov sย vรฝลกkou pribliลพne 23 aลพ 25 m.
Slovenskรฝ kras patrรญ navyลกe do chrรกnenej zรณny prรญrodnej akumulรกcie vody vฤaka prรญtomnosti mimoriadne bohatรฉho zdroja podzemnรฝch vรดd. Podzemnรก voda mรก svoj kolobeh, vsiaknutรก voda teฤie nadol, potom sa jej tok menรญ do horizontรกlneho (sifรณn), priฤom vฤaka pรณrovitej ลกtruktรบre teฤie voda hlbลกie do podloลพia.
Inลพinierskogeologickรฝ prieskum
Vo vลกeobecnosti treba pri nรกvrhu kaลพdej geotechnickej konลกtrukcie poznaลฅ vlastnosti horninovรฉho masรญvu. Cieฤพom prieskumu je teda stanoviลฅ profil horninovรฉho prostredia tak, aby bolo moลพnรฉ vytvoriลฅ spoฤพahlivรฝ vรฝpoฤtovรฝ model.
Poฤet aย typ prieskumnรฝch prรกc mรก byลฅ priamo รบmernรฝ nรกroฤnosti stavebnรฉho objektu.
Inลพinierskogeologickรฉ, geotechnickรฉ aย hydrogeologickรฉ pomery tunela Soroลกka boli zhodnotenรฉ zvislรฝmi, ลกikmรฝmi aย jadrovรฝmi ลกtruktรบrnymi vrtmi sย celkovou dฤบลพkou 5โฏ519,2 m.
Masรญv bol rozฤlenenรฝ na zรกklade vrtov aย geofyzikรกlnych metรณd na 22 รบsekov โ kvรกzihomogรฉnnych รบsekov sย podobnรฝmi inลพinierskogeologickรฝmi aย geotechnickรฝmi charakteristikami horninovรฉho masรญvu (tab. 1). Dฤบลพky รบsekov sรบ rozdielne, vย rozmedzรญ od 35 do 790 m aย zvyฤajne sรบ ohraniฤenรฉ prieskumnรฝmi vrtmi.
Vzhฤพadom na veฤพmi zlรบ dostupnosลฅ terรฉnu (strmรฉ zrรกzy) vย blรญzkosti severnรฉho portรกlu vลกak nebolo moลพnรฉ umiestniลฅ vrtnรฉ stroje na povrch aย vykonaลฅ prieskumnรฉ vrty vย dฤบลพke takmer jednรฉho kilometra. Vzdialenosลฅ vrtov teda nezodpovedรก nรกroฤnosti danรฉho รบzemia, aย preto nemoลพno vystihnรบลฅ jeho presnรฝ charakter.
Geolรณgiu vย danom รบseku moลพno teda len predpokladaลฅ aย poฤas razenia tunela bude nevyhnutnรฉ vykonรกvaลฅ kontrolnรฉ predvrty. Tie budรบ slรบลพiลฅ na urฤovanie jaskynnรฝch alebo komรญnovรฝch priestorov, ktorรฉ mรดลพu byลฅ vyplnenรฉ vodou.
Zรกroveล sa navrhlo, aby sa รบnikovรก ลกtรดlลa razila vย predstihu aย slรบลพila zรกroveล aj ako prieskumnรก ลกtรดlลa. Zย jej priestorov sa potom budรบ vykonรกvaลฅ vrty do priestoru tunela sย cieฤพom overiลฅ, ฤi skutoฤnรก geolรณgia zodpovedรก nรกvrhu.
Pri nedostatoฤnom prieskume je teda geoยญtechnik nรบtenรฝ pracovaลฅ sย materiรกlom, ktorรฝ nemรก presne zadefinovanรฉ vlastnosti, respektรญve mรก zadefinovanรฉ takรฉ vlastnosti, ktorรฉ nemusia koreลกpondovaลฅ so skutoฤnosลฅou. Vรฝsledkom mรดลพe byลฅ preto neekonomickรฝ nรกvrh ostenia tunela.
Identifikรกcia aย opis rizรญk vstupu do horninovรฉho prostredia
Pri nรกvrhu tunela bolo identifikovanรฝch niekoฤพko skupรญn rizรญk, ktorรฉ sa museli zohฤพadniลฅ pri nรกvrhu technickรฉho rieลกenia. Tieto rizikรก vstupujรบ nรกsledne aj do realizรกcie diela, priฤom geotechnik bude musieลฅ nรกjsลฅ spรดsob, ako ich rieลกiลฅ.
Podฤพa zdroja mรดลพeme tieto rizikรก rozdeliลฅ na geologickรฉ, environmentรกlne, zmluvnรฉ aย technologickรฉ. Tento ฤlรกnok je zameranรฝ najmรค na zhodnotenie geologickรฝch aย geotechnickรฝch rizรญk, ich opis je vย tab.โฏ3. Identifikรกciu rizรญk pozdฤบลพ trasy tunela moลพno vidieลฅ vย tab. 4.
Nรกvrh projektanta aย rieลกenie rizรญk
Vyลกลกie uvedenรฉ rizikรก predstavujรบ vstup doโฏprojektovej dokumentรกcie, kde sa musia vลกetky rizika zhodnotiลฅ aย prijaลฅ takรฉ ekonomicky efektรญvne rieลกenia, ktorรฉ tieto rizikรก uspokojivo eliminujรบ. Vย prรญpade vstupu do horninovรฉho rieลกenia to predstavuje statickรฝ nรกvrh primรกrneho ostenia tunela.
Problematika statickรฉho vรฝpoฤtu zahลลa ลกirokรฉ spektrum geotechnickรฝch รบloh, zย ktorรฝch samotnรฝ vรฝpoฤet predstavuje len malรบ, ale oย to zloลพitejลกiu ฤasลฅ. Uลพ pri nรกvrhu tunela musรญ maลฅ preto projektant na zreteli vลกetky sรบvislosti aย komplikรกcie, ktorรฉ mรดลพe dielo vyvolaลฅ, aย musรญ si zvoliลฅ kompromis medzi technickรฝm aย ekonomickรฝm rieลกenรญm.
Na rozdiel od nรกvrhu pozemnรฝch konลกtrukciรญ, kde sรบ materiรกly presne definovanรฉ, predstavuje stavebnรฝ materiรกl vย geotechnike horninovรฉ prostredie, ktorรฉ tvorรญ zรกkladnรฝ prvok nosnรฉho systรฉmu โostenie โ horninaโ. Od nรกvrhu aย vรฝpoฤtu zรกvisรญ bezpeฤnosลฅ aย cena diela, ktorรก nie je vย prรญpade tunelov nรญzka.
Jednou zย prvรฝch aย zรกroveล aj najdรดleลพitejลกรญch รบloh je urฤenie primรกrnej napรคtosti vย horninovom masรญve, ktorรฉ je do znaฤnej miery ovplyvลovanรฉ tektonickรฝm napรคtรญm. Horninovรฝ masรญv vย okolรญ vรฝrubu nesplastizuje premiestnenรญm napรคลฅovรฉho poฤพa zย otvoru, takลพe sa vytvorรญ odฤพahฤenรก zรณna, ktorรก mรก tendenciu zosunรบลฅ sa do vรฝrubu (preto je potrebnรฉ jeho vystrojenie).
Za ลou potom nasleduje zรณna zvรฝลกenรฝch napรคtรญ, t. j. horninovรก klenba, ktorรก sa vย dostatoฤnej vzdialenosti od vรฝrubu stรกva samonosnou (za predpokladu dostatoฤne mocnej vrstvy masรญvu nad tunelom). Vย tuneli Soroลกka je hrรบbka tejto vrstvy urฤenรก na 25 aลพ 40 metrov.
Vย nรกvrhu aย posรบdenรญ robia problรฉm veฤพkรฉ vรฝrubnรฉ plochy, hlavne vย oblasti nรบdzovรฝch zรกlivov aย prieฤnych prepojenรญ. ฤalลกรญm problรฉmom je aj otvorenosลฅ trhlรญn aย ich vรฝplล. Trhliny mรดลพu byลฅ vyplnenรฉ vodou, vzduchom alebo sypkรฝm materiรกlom.
Prostredie Slovenskรฉho krasu je pritom charakteristickรฉ vรฝskytom trhlรญn, takลพe ich sprรกvne vyhodnotenie je podstatnรฝm vstupom pri spresnenรญ vรฝpoฤtovรฉho modelu. Vyhodnocoval sa aj vplyv trhlรญn na vznik horninovej klenby. Prรกve prรญtomnosลฅ rรดznych trhlรญn aย diskontinuรญt znaฤne komplikuje nรกvrh aย posรบdenie tunela.
Keฤลพe vฤaka absencii prieskumu nemoลพno urฤiลฅ ich presnรฉ polohy, nรกvrh musรญ poฤรญtaลฅ sย najnepriaznivejลกรญm prรญpadom. ฤalej sa budeme venovaลฅ prรญstupu projektanta kย rieลกeniu podzemnรฝch dutรญn aย vplyvu poruchovรฝch zรณn na razenie tunela.
Vplyv podzemnรฝch dutรญn na nรกvrh ostenia
Napรคลฅovรฝ stav masรญvu sa poฤas geologickej doby menil aย dosiahol urฤitรฝ rovnovรกลพny stav, ktorรฝ je naruลกenรฝ razenรญm tunela aย prejavรญ sa deformรกciou. Vo vรฝpoฤte sa zohฤพadnila zmena zaลฅaลพenia primรกrneho ostenia aย vo vรฝsledku potrebnรก รบprava primรกrneho ostenia vย mieste kaverny.
Vplyv poruchovรฝch zรณn na razenie tunela
Vย prรญpade prรญtomnosti zรณny poruลกenia sa menรญ stav napรคtosti horninovรฉho masรญvu, ktorรฝ sa prejavรญ รบbytkom napรคtia vย zรกvislosti od smeru aย orientรกcie trhliny. Poฤas razenia bude oslabenie aktivovanรฉ aย horninovรฉ napรคtie dosiahne novรฝ rovnovรกลพny stav sย novovybudovanรฝm primรกrnym ostenรญm.
Zรกver
Nรกvrh tunela Soroลกka predstavoval pre projektantov vรฝzvu vzhฤพadom na vedenie jeho trasy vย masรญve Slovenskรฉho krasu, ktorรฝ sa vyznaฤuje veฤพkou premenlivosลฅou aย vรฝskytom krasovรฝch javov. Na zรกklade inลพinierskogeologickรฉho prieskumu sa masรญv rozdelil na kvรกzihomogรฉnne celky, priฤom kaลพdรฝ celok mรก zadefinovanรฉ vlastnosti, ktorรฉ vstupujรบ do vรฝpoฤtu.
Dฤบลพkovรก nepravidelnosลฅ tรฝchto celkov je spรดsobenรก komplikovanosลฅou รบzemia (takmer kolmรฉ zrรกzy) aย nemoลพnosลฅou vykonaลฅ doplnkovรฝ prieskum zย technickej strรกnky. Vย tรฝchto prรญpadoch sa pristรบpilo kย idealizรกcii modelu aย pravdepodobnostnรฝm prepoฤtom izolรญniรญ materiรกlovรฝch charakteristรญk.
Pri podrobnejลกom prieskume mรดลพeme presnejลกie stanoviลฅ geotechnickรฉ parametre masรญvu, aย tak navrhnรบลฅ ekonomicky prijateฤพnejลกie rieลกenie. Poฤas razenia bude preto potrebnรฉ verifikovaลฅ statickรฝ model aย upraviลฅ zaistenia tunela primรกrnym ostenรญm podฤพa konkrรฉtnych geologickรฝch podmienok na stavbe.
Typ tunela: jednorรบrovรฝ tunel sย รบnikovou ลกtรดlลou
Dฤบลพka tunela, staniฤenie portรกlov: 4โฏ248,3โฏm
Kategรณria tunela: T8,0
ล รญrka chodnรญkov: 1,0 m
Vรฝลกka prejazdnรฉho prierezu tunela: 4,8โฏm
Svetlรก vรฝลกka nad chodnรญkom: 2,2 m
Kategรณria tunela podฤพa STN 73 7507: dlhรฝ
Poฤet prieฤnych prepojenรญ: 17
Obrรกzky: Amberg Engineering Slovakia, s. r. o.
Literatรบra
- ORTUTA, J. โ PALOฤKO, P. Technologickรฉ aย geotechnickรฉ aspekty nรกvrhu tunela Soroลกka.
- ORTUTA, J. โ PALOฤKO, P. โ BAKOล , M. 2018. Vplyv konลกtituฤnรฉho modelu na statickรฝ vรฝpoฤet podzemnรฝch diel. Tunely aย podzemnรฉ stavby 2018, 23. โ 25. 5. 2018, ลฝilina.
- BAKOล , M. โ PALOฤKO, P. โ ORTUTA, J. 2018. Tunel Soroลกka โ jednorรบrovรฉ rieลกenie pre juลพnรฉ Slovensko. Tunely aย podzemnรฉ stavby 2018, 23. โ 25. 5. 2018, ลฝilina.
- PALOฤKO, P. โ BAKOล , M. โ ORTUTA, J. 2019. Limestone cavern influence to primary lining analysis for tunnel Soroลกka, Slovakia. World Tunnel Congres 2019, Neapol.
- Dokumentรกcia DP: Amberg Engineering Slovakia, 2018.
- SZABร, S. โ MORAVANSKร, D. โ COPLรKOVร, J. โ MAJERฤรK, J. โ MITTER, P. โ GAลฝI, P. โ BUฤOVร, J. โ GRENฤรKOVร, A. 2018. Inลพinierskogeologickรฉ, geotechnickรฉ aย hydrogeologickรฉ pomery horninovรฉho masรญvu tunela Soroลกka. Tunely aย podzemnรฉ stavby 2018, 23. โ 25. 5. 2018, ลฝilina.
ฤlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise Inลพinierske stavby 5/2019.