image 88996 25 v2
Galรฉria(6)

Zhodnotenie inลพinierskogeologickรฝch a hydrogeologickรฝch podmienok pri nรกvrhu tunela Soroลกka

Partneri sekcie:

รšzemie navrhovanej rรฝchlostnej cesty R2 v รบseku Roลพลˆava โ€“ Jablonov nad Turลˆou moลพno z hฤพadiska geomorfolรณgie rozdeliลฅ na niekoฤพko รบsekov, priฤom รบzemie s tunelom Soroลกka sa buฤ dotรฝka viacerรฝch chrรกnenรฝch รบzemรญ, alebo prechรกdza v ich blรญzkosti. To do znaฤnej miery ovplyvลˆuje technolรณgiu razenia a vลกetky nadvรคzujรบce รบkony.

graf1
graf2
Obr
obr4
obr5

Jednรฝm z dรดleลพitรฝch cieฤพov Slovenskej republiky je napojiลฅ jej dopravu na eurรณpsku diaฤพniฤnรบ dopravnรบ sieลฅ. Rรฝchlostnรก cesta R2 v รบseku Roลพลˆava โ€“ Jablonov nad Turลˆou sa navrhuje v sรบlade s Programom rozvoja diaฤพniฤnej 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 VรšC Koลกickรฉho samosprรกvneho kraja, je sรบฤasลฅou medzinรกrodnรฝch ciest E58 a E571 (nie je sรบฤasลฅou eurรณpskych dopravnรฝch koridorov TEM alebo TEN-T). รšsek bude sรบฤasลฅou juลพnรฉho koridoru R2, na ktorรฝ sa v budรบcnosti po uvedenรญ do prevรกdzky napoja รบseky R2 Gombasek โ€“ Roลพลˆava zo zรกpadnej strany a Jablonov nad Turลˆou โ€“ Vฤelรกre z vรฝchodnej strany.

Charakteristika รบzemia

รšzemie navrhovanej rรฝchlostnej cesty mรดลพeme z hฤพadiska geomorfolรณgie rozdeliลฅ na niekoฤพko รบsekov. Navrhovanรฝ tunel Soroลกka sa nachรกdza v รบseku medzi obcami Lipovnรญk a Jablonov nad Turลˆou, ktorรฝ tvorรญ horskรฝ hrebeลˆ Soroลกka s cestnรฝm horskรฝm priechodom v nadmorskej vรฝลกke 540 m n. m.

Toto รบzemie je sรบฤasลฅou 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 jaskรฝลˆ.

รšzemie s tunelom Soroลกka sa dotรฝka viacerรฝch chrรกnenรฝch รบzemรญ alebo prechรกdza v ich blรญzkosti, ฤo do znaฤnej miery ovplyvลˆuje technolรณgiu razenia a vลกetky nadvรคzujรบce รบkony. Ide o tieto chrรกnenรฉ รบzemia:

โ€ข    Nรกrodnรฝ park Slovenskรฝ kras a jeho ochrannรฉ pรกsma,
โ€ข    รบzemia NATURA 2000 โ€“ chrรกnenรฉ vtรกฤie รบzemie SKCHVU027 Slovenskรฝ kras,
โ€ข    รบzemie NATURA 2000 โ€“ biotop eurรณpskeho vรฝznamu Hruลกovskรก lesostep SKUEV0352,
โ€ข    objekty UNESCO โ€“ nรกrodnรก prรญrodnรก pamiatka Hruลกovskรก jaskyลˆa a Krรกsnohorskรก jaskyลˆa zapรญsanรฉ
      v zozname UNESCO ako jaskyne Slovenskรฉho krasu a Aggteleckรฉho krasu.

Geodynamickรฉ javy

Najvรฝznamnejลกรญmi geodynamickรฝmi javmi, ktorรฉ priamo ovplyvลˆujรบ 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 odluฤnรบ hranu (s vรฝลกkou asi 2 m), a to v hornej ฤasti zosuvu v telese navรกลพky, ktorรฉ prekrรฝva celรบ pรดvodnรบ vrchnรบ ฤasลฅ zosuvu (obr. 1). Odluฤnรก hrana sa nachรกdza pribliลพne 20 m od koฤพajiska hlavnej ลพelezniฤnej trate. Akumulaฤnรก oblasลฅ, ktorรก zasahuje do oblasti portรกlu tunela, mรก pomerne zreteฤพnรฉ morfologickรฉ ohraniฤenie, aj keฤ jeho ฤasลฅ bola rozplavenรก.

Obr. 1 Odkryv nad východným portálom – zvrásnenie vrstiev

Obr. 1 Odkryv nad vรฝchodnรฝm portรกlom โ€“ zvrรกsnenie vrstiev

Celรฝ prรบdovรฝ zosuv sa mรดลพe z hฤพadiska aktivity hodnotiลฅ ako potenciรกlny, jeho vrchnรก ฤasลฅ s telesom navรกลพky vลกak vykazuje aktรญvny charakter. Za aktรญvnu moลพno pokladaลฅ aj ฤasลฅ zosuvu v predpolรญ ลพelezniฤnรฉho nรกsypu, ktorรก vznikla pravdepodobne tlakom pohybujรบcej sa ฤasti samotnรฉho telesa.

Predpokladรกme, ลพe zosuv vznikol v dรกvnej geologickej minulosti, k jeho vรฝraznej aktivizรกcii vลกak prispelo priลฅaลพenie vrchnej ฤasti materiรกlom navรกลพky z vรฝkopu pre ลพelezniฤnรฝ 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 pokraฤuje rozhranรญm navรกลพky a pรดvodnรฉho terรฉnu a ฤalej prevaลพne cez deluviรกlno-eluviรกlne sedimenty.

Hydrogeologickรก situรกcia

รšzemie 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, vyvieraฤky a inรฉ.

Povrchovรก rieฤna sieลฅ na planine prakticky chรฝba, pretoลพe atmosfรฉrickรฉ zrรกลพky spadnutรฉ na jej รบzemie sa infiltrujรบ (okrem podielu celkovรฉho vรฝparu). Rieฤna sieลฅ je prenesenรก do podzemia, priฤom hlavne na รบpรคtรญ krasovรฝch planรญn vytekajรบ podzemnรฉ vody na povrch vo forme veฤพkรฉho poฤtu krasovรฝch prameลˆov a vyvieraฤiek, ฤรญm dรกvajรบ zรกklad autochtรณnnej rieฤnej sieti.

Z hฤพadiska vรฝskytu podzemnรฝch vรดd je Slovenskรฝ kras ojedinelรฝm prรญrodnรฝm komplexom, ktorรฝ sa vyznaฤuje extrรฉmnym bohatstvom tรฝchto vรดd, vรฝznamnรฝch aj z vodohospodรกrskeho hฤพadiska. Z tohto dรดvodu je ฤasลฅ 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 najnรกroฤnejลกou ฤasลฅou prรกve รบsek Lipovnรญk โ€“ Jablonov nad Turลˆou, kde vedie trasa rรฝchlostnej komunikรกcie tunelom.
Podzemnรฉ vody sรบ sรบstredenรฉ v strednotriasovรฝch a vrchnotriasovรฝch vรกpencoch. Strednotriasovรฉ karbonรกty budujรบ v tejto oblasti vรฝznamnรฉ hydrogeologickรฉ ลกtruktรบry, priฤom oblasลฅ priesmyku Soroลกka predstavuje predpokladanรบ oblasลฅ ich hydrogeologickรฉho rozvodia.

Najvรคฤลกie ovplyvnenie reลพimu a spรดsobu obehu podzemnรฝch vรดd moลพno teda oฤakรกvaลฅ 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 รบฤinkami predstavuje pri budovanรญ zรกpadnรฉho portรกlu negatรญvny faktor, keฤลพe dรดjde k jej drรฉnovaniu a bude potrebnรฉ zabezpeฤiลฅ jej odvรกdzanie.

Obr. 2 Geofyzikálne meranie na západnom portáli

Obr. 2 Geofyzikรกlne meranie na zรกpadnom portรกli

Z deformaฤnรฝch kriviek nevyplรฝva jednoznaฤnรก identifikรกcia vรฝvoja prรญpadnรฝch deformรกciรญ. Na zรกklade geologickรฝch a geofyzikรกlnych prieskumov moลพno so znaฤnou 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 ฤasti pomerne nepriaznivรฉ. Predpokladali sa pomerne hrubรฉ deluviรกlno-eluviรกlne sedimenty uloลพenรฉ v erรณznej ryhe. Pri intenzรญvnych zrรกลพkach sa do ryhy sรบstreฤovala voda a tak dochรกdzalo k pohybom deluviรกlnych ฤastรญ.

Obr. 3 Geofyzikálne meranie na východnom portáli

Obr. 3 Geofyzikรกlne meranie na vรฝchodnom portรกli

Tunel Soroลกka
Podฤพa doterajลกieho prieskumu a zdrojov je geologickรก stavba projektovanej trasy jednoduchรก. Prevaลพnรบ plochu centrรกlnej ฤasti 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 ฤastรฉ 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 Geofyzikálne meranie v trase tunela

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.
ฤŽalลกรญ 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 vyznaฤenรฝ 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 vyznaฤenรฝ, nie je ani zฤaleka koneฤnรฝ a stรกle prebieha jeho vรฝskum.

Obr. 5 Odporový rez v km 9,000 – 9,700

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 jednoznaฤnรฉ vรฝsledky.
Pri interpretรกcii sa vychรกdza z predpokladu homogenity horninovรฝch typov, v ktorรฝch kaลพdรฉ znรญลพenie odporu znamenรก zhorลกenรฉ geotechnickรฉ podmienky pri razenรญ tunela.

ฤŒรญm je hodnota odporu hornรญn vyลกลกia, tรฝm sรบ horniny kompaktnejลกie. Pretoลพe horniny sninskรฝch vrstiev v zรกpadnej ฤasti 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 ฤalลกia 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 Paloฤko
FOTO A OBRรZKY: Amberg Engineering Slovakia, s. r. o.
Juraj Ortuta a Peter Paloฤko pรดsobia v spoloฤnosti Amberg Engineering Slovakia, s. r. o.

ฤŒlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise Inลพinierske stavby/Inลพenรฝrskรฉ stavby 5/2016.

Najฤรญtanejลกie