Železničné tunely na modernizovanom úseku trate Liptovský Mikuláš – Poprad-Tatry (2. časť)

V predchádzajúcom čísle časopisu Inžinierske stavby/Inženýrské stavby sme vás informovali o nových projektoch v oblasti tunelovej výstavby. Nasledujúci príspevok opisuje navrhnuté riešenia troch z piatich tunelov v projektových stupňoch, v akých sa v súčasnosti nachádzajú. Všetky tri sú razené pomocou Novej rakúskej tunelovacej metódy (NRTM).

Tunel Štrba
Tunelom Štrba (vydané územné rozhodnutie) prechádza železničná trať v novej trase, v extraviláne južne od existujúcej polohy trate pod pahorkovitým územím s názvami Lieštiny a Za hájom. Tunel sa nachádza v staničení 216,111 – 218,949 nžkm a jeho dĺžka je 2 838 m.

Trasu koľaje 1 v tuneli tvorí priama (asi 155 m), následne prechodnica (asi 148 m) do oblúka (asi 1 652 m, polomer asi 1 800 m), potom prechodnica (asi 148 m) do priamej. Trasu koľaje 2 tvorí priama (asi 250 m), následne prechodnica (asi 156 m) do oblúka (asi 1 658 m, polomer asi 1 700 m), potom prechodnica (asi 156 m) do oblúka s polomerom 15 000 m. Výškovo tunel stúpa od oboch portálov k vypuklému vrcholovému oblúku v sklone 4 ‰. Prevýšenie koľají je 93 mm (koľaj 1) a 98 mm (koľaj 2).

Hlavnými stavebnými časťami tunela sú dvojkoľajová tunelová rúra, jednokoľajové tunelové rúry, priečne prepojenia a portály.

Dvojkoľajová tunelová rúra
V razenej časti dvojkoľajovej tunelovej rúry sú navrhnuté dva typy priečnych rezov – dvojkoľajová razená tunelová rúra s koľajovou spojkou (typ I) a dvojkoľajová razená tunelová rúra s rozpletom (typ II). V oboch typoch priečnych rezov sa ráta s výrubmi so spodnou klenbou. Teoretické plochy výrubu sú 181,39 m² (priečny rez typ I) a 265,89 m2 (priečny rez typ II). Primárne ostenie bude z vystuženého striekaného betónu C 20/25 s orientačnou hrúbkou 300 a 350 mm. Sekundárne ostenie a spodná klenba sú navrhnuté z monolitického betónu triedy C30/37. Minimálna hrúbka sekundárneho ostenia je 400 mm v type I a 500 mm v type II, minimálna hrúbka spodnej klenby je 575 mm v type I a 850 mm v type II. Sekundárne ostenie bude vyhotovené po blokoch, pričom sa  navrhuje základná dĺžka bloku 10 m.

Konštrukciu hĺbenej časti dvojkoľajovej tunelovej rúry tvorí nosná rámová konštrukcia z monolitického železobetónu C 30/37, drenážna vrstva, hydroizolácia a ochranná vrstva zo striekaného betónu. Rámová konštrukcia je navrhnutá vo dvoch šírkových profiloch z dôvodu umiestnenia výhybkových koľají v tejto hĺbenej časti. Uvažované rozmery rámových konštrukcií sú: svetlá šírka 17,1 m a 13,3 m; hrúbka základovej dosky 0,9 m; hrúbka stien 0,9 až 1,4 m; hrúbka stropnej dosky 1,2 až 1,6 m.

Tab. 2 Tunel Štrba – dĺžky úsekov tunelových rúr

Jednokoľajové tunelové rúry
Razený tunel tvorí primárne a sekundárne ostenie s medziľahlou drenážnou geotextíliou a plošnou hydroizoláciou. Podľa geologickej stavby horninového prostredia sú navrhnuté dva prierezy tunela – so spodnou klenbou (plocha výrubu 79,02 m²) a bez spodnej klenby (71,55 m²). Primárne ostenie bude tvoriť striekaný betón C20/25 v hrúbke asi 200 mm. Sekundárne ostenie, spodná klenba a základové pásy sú navrhnuté z monolitického betónu triedy C30/37. Po podrobnom preskúmaní geologických pomerov možno sekundárne ostenie realizovať aj z prostého betónu. Minimálna hrúbka sekundárneho ostenia je 350 mm a na jeho vyhotovenie sa navrhujú bloky s dĺžkou 10 m. V rámci razeného tunela sa budú realizovať aj zárodky priečnych prepojení.

Hĺbené tunely bude tvoriť monolitický železobetón triedy C30/37, minimálna hrúbka konštrukcie je 400 mm a dĺžka jedného bloku 10 m. Hrúbka základových pásov je 900 mm a ich šírka 2 800 mm.

Priečne prepojenia (PP1 až PP5) sú navrhnuté kolmo medzi dvoma jednokoľajovými tunelmi.  Ich dĺžka je od 5,59 m (PP1) do 33,72 m (PP3).

Konštrukciu prepojení tvorí primárne a sekundárne ostenie s medziľahlou drenážnou a hydroizolačnou vrstvou. Plocha  výrubu je 14,75 m². Primárne ostenie zo striekaného betónu C20/25 má hrúbku 150 mm, sekundárne je z betónu C30/37 s hrúbkou 200 mm. Pochôdzna vrstva bude z betónového krytu C 25/30 s jednostranným priečnym sklonom 2 %.

Východný portál tunela je situovaný medzi potokom Mlynica a existujúcou železničnou traťou – asi 0,95 km od obce Štrba. Počas razenia sa stavebná jama zabezpečí technológiou klincovanej zeminy, horninových kotiev a vystuženého striekaného betónu z rozličnými sklonmi svahov. Sklony svahov sú členené lavičkami so šírkou 2 a 1,5 m. Sklon čelnej steny na razenie je 5 : 1 a celková výška zabezpečenia je asi 19 m.
V portálovej stene sa vybuduje tzv. zárodok na razenie a ochranný mikropilótový dáždnik. K portálu povedie prístupová komunikácia, pri ktorej sa zrealizuje nástupná plocha pre záchranné zložky, technologický domček, automatická tlaková stanica a akumulačná nádrž.

Západný portál je situovaný v blízkosti koryta existujúceho Lúčneho potoka, asi 0,71 km od sútoku potoka Železná voda a Lúčny potok. Stavebná jama sa zabezpečí technológiou klincovanej zeminy, horninových kotiev a vystuženého striekaného betónu z rozličnými sklonmi svahov. Sklony svahov sú členené lavičkami so šírkou 2 m a 1,5 m. Sklon čelnej steny na razenie je 5 : 1 a celková výška zabezpečenia je asi 14 m. Rovnako sa tu vybuduje zárodok razeného tunela. K portálu bude viesť prístupová komunikácia k nástupnej ploche.

Pri definitívnej úprave portálov sa využije spätný zásyp z vystuženej zeminy so zatrávnením v sklone 1 : 1, respektíve 1 : 1,5.

Tunel Hencnava
Tunelom Hencnava (vydané územné rozhodnutie) prechádza železničná trať v novej trase v extraviláne obce Štrba pod rovnomennou vyvýšeninou. Tunel sa nachádza v staničení 220,916 až 221,983 nžkm a jeho dĺžka je 1 067 m. Tunel tvorí razená časť dĺžky 980 m a hĺbené časti na portáloch (VP 44 m, ZP 43 m).

Trasu koľají v tuneli tvorí priama, následne prechodnica (asi 208 m) a oblúk (s polomerom asi 1 285 m). Výškovo klesá tunel od východu na západ v sklone 5,672 ‰. Prevýšenie koľají je 106, respektíve 105 mm. Vzdialenosť koľají je 4 750 mm. Hlavnými stavebnými časťami tunela sú dvojkoľajová tunelová rúra, portály a úniková štôlňa.

Razený tunel tvorí primárne a sekundárne ostenie s medziľahlou drenážnou geotextíliou a plošnou hydroizoláciou. Podľa geo­logickej stavby horninového prostredia sú navrhnuté dva prierezy tunela – so spodnou klenbou (plocha výrubu 129,09 m²) a bez spodnej klenby (110,83 m²). Primárne ostenie bude tvoriť striekaný betón C20/25 s hrúbkou 250 až 300 mm. Sekundárne ostenie, spodná klenba a základové pásy sú navrhnuté z monolitického betónu triedy C30/37. Po podrobnom preskúmaní geologických pomerov možno sekundárne ostenie realizovať aj z prostého betónu. Minimálna hrúbka sekundárneho ostenia je 350 mm a pri jeho vyhotovení sa navrhujú bloky s dĺžkou 10 m.

Hĺbené tunely bude tvoriť monolitický železobetón triedy C30/37, minimálna hrúbka konštrukcie je 400 mm a dĺžka jedného bloku 10 m.

Úniková štôlňa ako chránená úniková cesta vedie zhruba zo stredu tunela šikmo k ceste I/18, kde vyúsťuje k nástupnej ploche. Dĺžka štôlne je 176,14 m a niveleta je v klesaní 9,84 % od vstupného portálu. Prierez štôlne je prejazdný a vzhľadom na dĺžku štôlne je navrhnutý aj otáčací a vyhýbací záliv.

Konštrukciu štôlne tvorí primárne a sekundárne ostenie s medziľahlou drenážnou a hydroizolačnou vrstvou. Plochy výrubu sú 33,21 m² pri bežnom profile a 86,64 m² vo otáčacom profile. Primárne ostenie má hrúbku 200 mm (250 mm záliv) zo striekaného betónu C20/25, sekundárne je z betónu C30/37 s hrúbkou 300 mm (350 mm záliv). Pojazdná vrstva bude z cementobetónového krytu C25/30 s jednostranným priečnym sklonom 2 %.

Východný portál tunela sa nachádza na úpätí vyvýšeniny v tesnej blízkosti a pod úrovňou cesty I/18. Počas razenia sa stavebná jama zabezpečí technológiou klincovanej zeminy, vystuženého striekaného betónu s rozličnými sklonmi svahov, dočasnými aj trvalými horninovými kotvami a kotevným železobetónovými prahmi. Sklon čelnej steny na razenie je 5 : 1 a celková výška zabezpečenia je asi 18,6 m. V portálovej stene sa vybuduje tzv. zárodok na razenie a ochranný mikropilótový dáždnik.

Definitívna úprava východného portálu bude riešená spätným zásypom do úrovne pôvodného terénu. Čelný portálový svah bude vystužený v sklone 35°. K portálu povedie prístupová komunikácia, pri ktorej sa zrealizuje nástupná plocha pre záchranné zložky, technologický domček a akumulačná nádrž.

Západný portál je situovaný v blízkosti diaľničnej estakády pri obci Važec neďaleko motorestu Kriváň. Stavebná jama sa zabezpečí okrem klincovanej zeminy aj horninovými kotvami. Maximálna výška zaistenia je asi 18 m. Rovnako sa tu vybuduje zárodok razeného tunela. K portálu povedie vedľa technologického domčeka prístupová komunikácia, ktorá bude zaústená na nástupnú plochu. Definitívna  úprava portálu bude mať tvar vystuženého svahu v sklone 35°.

Tunel Hencnava – východný portál

Tunel Dúbrava
Tunelom Dúbrava (vydané územné rozhodnutie, spracováva sa stupeň dokumentácie na stavebné povolenie) prechádza železničná trať v novej trase v extraviláne pod pahorkovitým územím s rovnomenným názvom západne od obce Važec a severne od existujúcej trate vedúcej údolím Bieleho Váhu. Tunel sa nachádza v staničení 225,490 až 226,862 nžkm a jeho dĺžka je 1 372 m. Podstatnú časť tvorí razený úsek v dĺžke 1 285 m, na portáloch sú hĺbené časti (východný portál 50 m, západný portál 37 m).

Trasu koľají v tuneli tvorí priama  (asi 897 m), následne prechodnica (asi 89 m) a oblúk (s polomerom asi 3 000 m). Výškovo klesá tunel od východu na západ v sklone 11,93 ‰. Prevýšenie oboch koľají je 56 mm. Vzdialenosť koľají je 4 200 mm. Hlavnými stavebnými časťami tunela sú dvojkoľajová tunelová rúra, portály a úniková štôlňa.

Razený tunel tvorí primárne a sekundárne ostenie s medziľahlou drenážnou geotextíliou a plošnou hydroizoláciou. Podľa geo­logickej stavby horninového prostredia sú navrhnuté dva prierezy tunela – so spodnou klenbou (plocha výrubu 129,09 m2) a bez spodnej klenby (110,83 m2). Primárne ostenie bude tvoriť striekaný betón C20/25 s hrúbkou 250 až 300 mm. Sekundárne ostenie, spodná klenba a základové pásy sú navrhnuté z monolitického betónu triedy C30/37. Po podrobnom preskúmaní geologických pomerov možno sekundárne ostenie realizovať aj z prostého betónu. Minimálna hrúbka sekundárneho ostenia je 350 mm a pri jeho vyhotovení sa použijú bloky s dĺžkou 10 m.

Hĺbené tunely bude tvoriť monolitický železobetón triedy C30/37, minimálna hrúbka konštrukcie je 400 mm a dĺžka jedného bloku 10 m.

Úniková štôlňa ako chránená úniková cesta vedie súbežne s tunelovou rúrou a vyúsťuje pri TD na východnom portáli. Dĺžka štôlne je 481,45 m a niveleta je v klesaní 1,07 % od vstupu na východný portál. Prierez štôlne je prejazdný a vzhľadom na dĺžku štôlne je navrhnutý aj otáčací a vyhýbací záliv. Konštrukciu štôlne tvorí primárne a sekundárne ostenie s medziľahlou drenážnou a hydroizolačnou vrstvou. Plochy výrubu sú 33,21 m² pri bežnom profile a 50,08 m² vo vyhýbacom profile. Primárne ostenie zo striekaného betónu C20/25 má hrúbku 200 mm, sekundárne je z betónu C30/37 s hrúbkou 300 mm. Pojazdná vrstva bude z cementobetónového krytu C25/30 s jednostranným priečnym sklonom 2 %.

Východný portál tunela sa nachádza na východnej strane vrchu Dúbrava. Počas razenia sa stavebná jama zabezpečí technológiou klincovanej zeminy a vystuženého striekaného betónu s rozličnými sklonmi svahov. Sklon čelnej steny pre razenie je 5 : 1 a celková výška zabezpečenia je asi 19 m. V portálovej stene sa vybuduje tzv. zárodok na razenie a ochranný mikropilótový dáždnik. K portálu bude viesť prístupová komunikácia, pri ktorej sa zrealizuje nástupná plocha pre záchranné zložky, technologický domček a spevnená plocha na východ z únikovej štôlne.

Západný portál je situovaný v údolí Belianskeho potoka. Stavebná jama sa okrem klincovanej zeminy zabezpečí aj horninovými kotvami. Maximálna výška zaistenia je asi 21 m. Rovnako sa tu vybuduje zárodok razeného tunela. K portálu bude viesť prístupová komunikácia, ktorá bude spoločne obsluhovať aj východný portál tunela Zámčisko. Zrealizuje sa nástupná plocha a TD.

Pri definitívnej úprave portálov sa použije spätný zásyp z vystuženej zeminy so zatrávnením v sklone 1 : 1,5.

Tunel Dúbrava – vzorové priečne rezy
1 – nosič trakčného vedenia, 2 – obrys vozidla 1-VM, 3 – priechodný prierez C, 4 – poistný priestor 300 mm, 5 – hrana výrubu, 6 – primárne ostenie – striekaný betón C20/25, 7 – drenážna a ochranná vrstva, 8 – plošná hydroizolácia, 9 – sekundárne ostenie – železobetón C30/37, 10 – oceľové madlo, 11 – káblový multikanál, 12 – požiarny vodovod Dn 125, 13 – pieskový obsyp, 14 – medzerovitý drenážny betón C8/10, 15 – drenážne potrubie DN 200, 16 – prefabrikát pevnej jazdnej dráhy, 17 – betón C25/30, 18 – výplňový betón C16/20, 19 – spodná klenba – železobetón C30/37, 20 – zberač DN 400

TEXT: Ing. Ján Kušnír
FOTO: REMING CONSULT

Ján Kušnír je zamestnanec spoločnosti REMING CONSULT, a. s. Je autorizovaný inžinier a špecialista na tunelové stavby. Pôsobí na pozícii manažéra vybraných  projektov a  zároveň je vedúcim strediska Bratislava 3.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.