Zhodnotenie inลพinierskogeologickรฝch a hydrogeologickรฝch podmienok pri nรกvrhu tunela Soroลกka
รzemie navrhovanej rรฝchlostnej cesty R2 v รบseku Roลพลava โ Jablonov nad Turลou moลพno z hฤพadiska geomorfolรณgie rozdeliลฅ na niekoฤพko รบsekov, priฤom รบzemie s tunelom Soroลกka sa buฤ dotรฝka viacerรฝch chrรกnenรฝch รบzemรญ, alebo prechรกdza v ich blรญzkosti. To do znaฤnej miery ovplyvลuje technolรณgiu razenia a vลกetky nadvรคzujรบce รบkony.
Jednรฝm z dรดleลพitรฝch cieฤพov Slovenskej republiky je napojiลฅ jej dopravu na eurรณpsku diaฤพniฤnรบ dopravnรบ sieลฅ. Rรฝchlostnรก cesta R2 v รบseku Roลพลava โ Jablonov nad Turลou sa navrhuje v sรบlade s Programom rozvoja diaฤพniฤnej siete Slovenskej republiky, ako aj v sรบlade s uznesenรญm vlรกdy SR ฤ. 523 z 26. 3. 2003 k aktualizรกcii projektu vรฝstavby diaฤพnic a rรฝchlostnรฝch ciest na รบzemรญ Slovenskej republiky.
Predmetnรฝ รบsek rรฝchlostnej cesty R2, ktorรฝ je v sรบlade s รบzemnรฝm plรกnom VรC Koลกickรฉho samosprรกvneho kraja, je sรบฤasลฅou medzinรกrodnรฝch ciest E58 a E571 (nie je sรบฤasลฅou eurรณpskych dopravnรฝch koridorov TEM alebo TEN-T). รsek bude sรบฤasลฅou juลพnรฉho koridoru R2, na ktorรฝ sa v budรบcnosti po uvedenรญ do prevรกdzky napoja รบseky R2 Gombasek โ Roลพลava zo zรกpadnej strany a Jablonov nad Turลou โ Vฤelรกre z vรฝchodnej strany.
Charakteristika รบzemia
รzemie navrhovanej rรฝchlostnej cesty mรดลพeme z hฤพadiska geomorfolรณgie rozdeliลฅ na niekoฤพko รบsekov. Navrhovanรฝ tunel Soroลกka sa nachรกdza v รบseku medzi obcami Lipovnรญk a Jablonov nad Turลou, ktorรฝ tvorรญ horskรฝ hrebeล Soroลกka s cestnรฝm horskรฝm priechodom v nadmorskej vรฝลกke 540 m n. m.
Toto รบzemie je sรบฤasลฅou Nรกrodnรฉho parku (NP) Slovenskรฝ kras. Sklony svahov tu dosahujรบ viac ako 15 % a รบzemie je hodnotenรฉ ako horskรฉ s funkciou chrรกnenรฉho รบzemia nรกrodnรฉho parku. NP Slovenskรฝ kras tvoria vรกpencovรฉ nรกhornรฉ planiny oddelenรฉ hlbokรฝmi รบdoliami s mnoลพstvom podzemnรฝch aj povrchovรฝch krasovรฝch javov. Nachรกdza sa tu okolo 1 300 jaskรฝล.
รzemie s tunelom Soroลกka sa dotรฝka viacerรฝch chrรกnenรฝch รบzemรญ alebo prechรกdza v ich blรญzkosti, ฤo do znaฤnej miery ovplyvลuje technolรณgiu razenia a vลกetky nadvรคzujรบce รบkony. Ide o tieto chrรกnenรฉ รบzemia:
โข Nรกrodnรฝ park Slovenskรฝ kras a jeho ochrannรฉ pรกsma,
โข รบzemia NATURA 2000 โ chrรกnenรฉ vtรกฤie รบzemie SKCHVU027 Slovenskรฝ kras,
โข รบzemie NATURA 2000 โ biotop eurรณpskeho vรฝznamu Hruลกovskรก lesostep SKUEV0352,
โข objekty UNESCO โ nรกrodnรก prรญrodnรก pamiatka Hruลกovskรก jaskyลa a Krรกsnohorskรก jaskyลa zapรญsanรฉ
v zozname UNESCO ako jaskyne Slovenskรฉho krasu a Aggteleckรฉho krasu.
Geodynamickรฉ javy
Najvรฝznamnejลกรญmi geodynamickรฝmi javmi, ktorรฉ priamo ovplyvลujรบ projektovanie a vedenie trรกs ciest, sรบ zosuvy. Terรฉnnym inลพinierskogeologickรฝm mapovanรญm sa zistili viacerรฉ zosuvnรฉ telesรก, z ktorรฝch najvรฝznamnejลกie sa nachรกdza na vรฝchodnom portรกli tunela Soroลกka.
Zosuv prรบdovรฉho tvaru na vรฝchodnom portรกli projektovanรฉho tunela mรก rozmery pribliลพne 210 ร 50 m. Mรดลพeme tu pozorovaลฅ morfologicky veฤพmi vรฝraznรบ odluฤnรบ hranu (s vรฝลกkou asi 2 m), a to v hornej ฤasti zosuvu v telese navรกลพky, ktorรฉ prekrรฝva celรบ pรดvodnรบ vrchnรบ ฤasลฅ zosuvu (obr. 1). Odluฤnรก hrana sa nachรกdza pribliลพne 20 m od koฤพajiska hlavnej ลพelezniฤnej trate. Akumulaฤnรก oblasลฅ, ktorรก zasahuje do oblasti portรกlu tunela, mรก pomerne zreteฤพnรฉ morfologickรฉ ohraniฤenie, aj keฤ jeho ฤasลฅ bola rozplavenรก.
Obr. 1 Odkryv nad vรฝchodnรฝm portรกlom โ zvrรกsnenie vrstiev
Celรฝ prรบdovรฝ zosuv sa mรดลพe z hฤพadiska aktivity hodnotiลฅ ako potenciรกlny, jeho vrchnรก ฤasลฅ s telesom navรกลพky vลกak vykazuje aktรญvny charakter. Za aktรญvnu moลพno pokladaลฅ aj ฤasลฅ zosuvu v predpolรญ ลพelezniฤnรฉho nรกsypu, ktorรก vznikla pravdepodobne tlakom pohybujรบcej sa ฤasti samotnรฉho telesa.
Predpokladรกme, ลพe zosuv vznikol v dรกvnej geologickej minulosti, k jeho vรฝraznej aktivizรกcii vลกak prispelo priลฅaลพenie vrchnej ฤasti materiรกlom navรกลพky z vรฝkopu pre ลพelezniฤnรฝ zรกrez, ktorรฝm sa vyrovnรกvala depresia zo zosuvu.
ล mykovรฉ plochy v zosuvnom รบzemรญ dosahujรบ prevaลพne hฤบbky 8 โ 10 m pod terรฉnom. V oblasti navรกลพky prechรกdza ลกmykovรก plocha jej telesom, potom pokraฤuje rozhranรญm navรกลพky a pรดvodnรฉho terรฉnu a ฤalej prevaลพne cez deluviรกlno-eluviรกlne sedimenty.
Hydrogeologickรก situรกcia
รzemie plรกnovanรฉho tunela patrรญ k najzaujรญmavejลกรญm predstaviteฤพom planinovรฉho krasu na Slovensku. V jeho masรญve sa nachรกdzajรบ azda vลกetky moลพnรฉ krasovรฉ fenomรฉny โ jaskyne, priepasti, zรกvrty, krasovรฉ jazierka, skalnรฉ รบtvary, vyvieraฤky a inรฉ.
Povrchovรก rieฤna sieลฅ na planine prakticky chรฝba, pretoลพe atmosfรฉrickรฉ zrรกลพky spadnutรฉ na jej รบzemie sa infiltrujรบ (okrem podielu celkovรฉho vรฝparu). Rieฤna sieลฅ je prenesenรก do podzemia, priฤom hlavne na รบpรคtรญ krasovรฝch planรญn vytekajรบ podzemnรฉ vody na povrch vo forme veฤพkรฉho poฤtu krasovรฝch prameลov a vyvieraฤiek, ฤรญm dรกvajรบ zรกklad autochtรณnnej rieฤnej sieti.
Z hฤพadiska vรฝskytu podzemnรฝch vรดd je Slovenskรฝ kras ojedinelรฝm prรญrodnรฝm komplexom, ktorรฝ sa vyznaฤuje extrรฉmnym bohatstvom tรฝchto vรดd, vรฝznamnรฝch aj z vodohospodรกrskeho hฤพadiska. Z tohto dรดvodu je ฤasลฅ nรกrodnรฉho parku a jeho ochrannรฉho pรกsma vyhlรกsenรก za chrรกnenรบ oblasลฅ prirodzenej akumulรกcie vรดd.
Prรบdenie podzemnรฝch vรดd v masรญve je pomerne zloลพitรฉ. Infiltrovanรฉ vody si najprv zachovรกvajรบ vertikรกlny smer, ktorรฝ sa neskรดr menรญ na horizontรกlne prรบdenie. Zvlรกลกtnosลฅou je sifonรกlne prรบdenie. Rรฝchlosลฅ prรบdenia krasovรฝch vรดd je vรฝznamnou hydrogeologickou charakteristikou. V dรดsledku rรฝchleho presakovania sa voda hromadรญ vo vnรบtri karbonรกtovรฉho masรญvu.
Z hydrogeologickรฉho hฤพadiska je najnรกroฤnejลกou ฤasลฅou prรกve รบsek Lipovnรญk โ Jablonov nad Turลou, kde vedie trasa rรฝchlostnej komunikรกcie tunelom.
Podzemnรฉ vody sรบ sรบstredenรฉ v strednotriasovรฝch a vrchnotriasovรฝch vรกpencoch. Strednotriasovรฉ karbonรกty budujรบ v tejto oblasti vรฝznamnรฉ hydrogeologickรฉ ลกtruktรบry, priฤom oblasลฅ priesmyku Soroลกka predstavuje predpokladanรบ oblasลฅ ich hydrogeologickรฉho rozvodia.
Najvรคฤลกie ovplyvnenie reลพimu a spรดsobu obehu podzemnรฝch vรดd moลพno teda oฤakรกvaลฅ prรกve pri prechode trasy popod priesmyk. Tunel prechรกdza cez mรกlo priepustnรฉ spodnotriasovรฉ sรบvrstvia a pretne strednotriasovรฉ karbonรกty a v nich vytvorenรฉ hydrogeologickรฉ ลกtruktรบry, ktorรฉ predstavujรบ vรฝznamnรฉ zdroje podzemnรฝch vรดd.
Tunelovรฝ รบsek
Zรกpadnรฝ portรกl
Zรกpadnรฝ portรกl tunela je situovanรฝ do nehomogรฉnneho prostredia deluviรกlno-proluviรกlnych zemรญn, v podloลพรญ so sinskรฝmi vrstvami verfรฉnskeho sรบvrstvia, ktorรฉ majรบ v povrchovej vrstve charakter elรบvia (obr. 2). Podzemnรก voda so vztlakovรฝmi รบฤinkami predstavuje pri budovanรญ zรกpadnรฉho portรกlu negatรญvny faktor, keฤลพe dรดjde k jej drรฉnovaniu a bude potrebnรฉ zabezpeฤiลฅ jej odvรกdzanie.
Obr. 2 Geofyzikรกlne meranie na zรกpadnom portรกli
Z deformaฤnรฝch kriviek nevyplรฝva jednoznaฤnรก identifikรกcia vรฝvoja prรญpadnรฝch deformรกciรญ. Na zรกklade geologickรฝch a geofyzikรกlnych prieskumov moลพno so znaฤnou mierou istoty povedaลฅ, ลพe zรกpadnรฝ portรกl sa bude hฤบbiลฅ v miestach bez historicky doloลพenรฉho alebo inklinometricky preukรกzanรฉho zosuvnรฉho รบzemia.
Vรฝchodnรฝ portรกl
Geologickรฉ pomery vรฝchodnรฉho portรกlu sรบ vzhฤพadom na vรฝskyt zosuvnรฉho telesa v jeho vรฝchodnej ฤasti pomerne nepriaznivรฉ. Predpokladali sa pomerne hrubรฉ deluviรกlno-eluviรกlne sedimenty uloลพenรฉ v erรณznej ryhe. Pri intenzรญvnych zrรกลพkach sa do ryhy sรบstreฤovala voda a tak dochรกdzalo k pohybom deluviรกlnych ฤastรญ.
Obr. 3 Geofyzikรกlne meranie na vรฝchodnom portรกli
Tunel Soroลกka
Podฤพa doterajลกieho prieskumu a zdrojov je geologickรก stavba projektovanej trasy jednoduchรก. Prevaลพnรบ plochu centrรกlnej ฤasti pokrรฝvajรบ mladรฉ triasovรฉ vรกpence a v podloลพรญ sรบ spodnotriasovรฉ sinskรฉ vrstvy, ktorรฉ tvoria bridlice, vรกpence a dolomity.
Z geotechnickรฉho hฤพadiska je stavba projektovanej trasy omnoho zloลพitejลกia, pretoลพe horniny silickej planiny sรบ silne tektonicky poruลกenรฉ strmรฝmi poruchami SZ-JV smeru a vznikajรบ tu ฤastรฉ krasovรฉ javy (obr. 4). Na obr. 4 je viditeฤพnรฝ kontrast medzi sinskรฝmi vrstvami tvorenรฝmi prevaลพne slienitรฝmi bridlicami s vloลพkami sivรฝch, prevaลพne slienitรฝch vรกpencov.
Obr. 4 Geofyzikรกlne meranie v trase tunela
K vรฝraznรฉmu kontaktu dvoch geologickรฝch rozhranรญ dรดjde zhruba na km 8,125 โ 8,250, kde bude trasa prechรกdzaลฅ zo sinskรฝch vรกpencovรฝch vrstiev do wettersteinskรฝch bridlรญc.
ฤalลกรญ problรฉm na trase predstavujรบ krasovรฉ javy, ktorรฉ sa detegovali geofyzikรกlnym meranรญm v km 9,000 โ 9,700.
Prรญstroje tam odhalili hlbokรฉ (pribliลพne 600 m) nรญzkoodporovรฉ pรกsmo, ktorรฉ zasahuje tunel na takmer 250-metrovom รบseku (obr. 5). Prรกve v tรฝchto miestach je v รบrovni nivelety vyznaฤenรฝ priemet jaskynnรฉho systรฉmu Hruลกovskej jaskyne, ktorรก je v tรฝchto miestach najbliลพลกie k projektovanej trase tunela (370 m). Tu treba ale podotknรบลฅ, ลพe jaskynnรฝ systรฉm, ktorรฝ je vyznaฤenรฝ, nie je ani zฤaleka koneฤnรฝ a stรกle prebieha jeho vรฝskum.
Obr. 5 Odporovรฝ rez v km 9,000 โ 9,700
Zรกver
Trasa tunela Soroลกka vedie cez masรญv Hornรฉho vrchu Slovenskรฉho krasu. Na geologickej stavbe sa podieฤพajรบ horniny mezozoika silickรฉho prรญkrovu a kvartรฉrne fluviรกlne a deluviรกlne sedimenty.
Geoelektrickรฉ merania vo vysokoodporovรฝch karbonatickรฝch horninรกch dรกvajรบ jednoznaฤnรฉ vรฝsledky.
Pri interpretรกcii sa vychรกdza z predpokladu homogenity horninovรฝch typov, v ktorรฝch kaลพdรฉ znรญลพenie odporu znamenรก zhorลกenรฉ geotechnickรฉ podmienky pri razenรญ tunela.
ฤรญm je hodnota odporu hornรญn vyลกลกia, tรฝm sรบ horniny kompaktnejลกie. Pretoลพe horniny sninskรฝch vrstiev v zรกpadnej ฤasti trasy majรบ niลพลกie zdanlivรฉ odpory, znamenรก to tieลพ, ลพe sรบ mรคkลกie. Vรฝznamnรฝm zistenรญm je aj lokalizรกcia kontaktu s wettersteinskรฝmi vรกpencami v km 8,260. V tรฝchto horninรกch moลพno s veฤพkou pravdepodobnosลฅou predpokladaลฅ vรฝskyt krasovรฝch javov.
Razenie tunela Soroลกka tak moลพno povaลพovaลฅ nielen za najvรฝznamnejลกรญ zรกsah do horninovรฉho prostredia, ale aj do reลพimu podzemnรฝch vรดd. Preto je pri stupni DSP naplรกnovanรก ฤalลกia fรกza inลพinierskogeologickรฉho prieskumu zameranรฉho na spresnenie poznatkov o geologickรฝch podmienkach v trase tunela.
Evaluation of engineering-geological and hydrogeological conditions for design of tunnel Soroลกka
Motorway R2 will be a part of the southern corridor of Slovak republic connecting west part of country to east. The total length of motorway will be 325,9 km. The part of this motorway will be a 4,8 long tunnel Soroลกka driven in karst rock conditions.
The tunnel is designed in the area of national park Slovenskรฝ kras where are located several karst plains in third โ the highest degree of protection.
The highest risk factor is connected with an unexplored Hruลกovskรก cave and 1 400 m distant Jablonovskรก abyss. Hruลกovskรก cave is a part of world heritage UNESCO. The subsurface connection between those natural objects was proved by ink test.
This connection crosses tunnel alignment. The system of karst caves drains water from relatively large area and there is a real threat that those caves should cross tunnel alignment and could be dangerous for driving. Paper describes engineering-geological and hydrogeological conditions of rock environment in the tunnel alignment.
TEXT: Juraj Ortuta, Peter Paloฤko
FOTO A OBRรZKY: Amberg Engineering Slovakia, s. r. o.
Juraj Ortuta a Peter Paloฤko pรดsobia v spoloฤnosti Amberg Engineering Slovakia, s. r. o.
ฤlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise Inลพinierske stavby/Inลพenรฝrskรฉ stavby 5/2016.