image 95809 25 v1
Galรฉria(5)

Diaฤพnica D4, tunel Karpaty

Partneri sekcie:

Budovanie cestnej siete nadradenรฝch komunikรกciรญ v bratislavskom regiรณne sa dosiaฤพ realizovalo s ohฤพadom na nepriechodnosลฅ masรญvu Malรฝch Karpรกt. Najjednoduchลกie prepojenie ฤพavobreลพnรฝch dopravnรฝch koridorov od severozรกpadu (D2 zo smeru Malacky, Kรบty) a severovรฝchodu (D1 zo smeru Trnava, Pezinok) sa v minulosti vyrieลกilo prevedenรญm vลกetkej dopravy na pravรฝ breh Dunaja. 

Obr 1 Situacia sirsich vztahov
Obr 2 TBM Herrenkencht
Obr 3 Vzorovy rez Model 000
TAB

Novonavrhovanรฝ รบsek diaฤพnice D4 Bratislava, Raฤa โ€“ Zรกhorskรก Bystrica, sรบฤasลฅou ktorรฉho je diaฤพniฤnรฝ tunel Karpaty s dฤบลพkou 10 980 m, by okrem prepojenia diaฤพnic D1 a D2 popod masรญv Malรฝch Karpรกt podstatne skrรกtil dopravnรฉ vzdialenosti vo vรฝchodno-zรกpadnom smere a zรกroveลˆ zabezpeฤil diverzifikรกciu dopravnรฉho prรบdu v prรญpade vzniku โ€žincidentuโ€œ v dopravnom lieviku na รบseku Prรญstavnรฉho mosta.

Pre Bratislavu, ktorej cestnรก sieลฅ nadradenรฝch komunikรกciรญ sa dosiaฤพ budovala s ohฤพadom na nepriechodnosลฅ masรญvu Malรฝch Karpรกt juลพnรฝm obchvatom mesta, t. j. cez vodnรฝ tok Dunaja, by trasa diaฤพnice D4 Bratislava, Raฤa โ€“ Zรกhorskรก Bystrica s tunelom Karpaty znamenala nielen podstatnรฉ odฤพahฤenie vnรบtornรฉho diaฤพniฤnรฉho prieลฅahu mesta (Prรญstavnรฉho mosta a mosta Lafranconi) od tranzitnej dopravy, ale predovลกetkรฝm skrรกtenie dopravnej vzdialenosti vo vรฝchodno-zรกpadnom smere a vybudovanie alternatรญvnej komunikรกcie k preลฅaลพenรฉmu vnรบtromestskรฉmu รบseku diaฤพnice D1 a D2.

V sรบฤasnosti dochรกdza do hlavnรฉho mesta za prรกcou denne asi 100 000 aลพ 150 000 ฤพudรญ, ktorรญ v rรกmci individuรกlnej automobilovej dopravy vstupujรบ na โ€žรบzemie hlavnรฉho mestaโ€œ z tรฝchto smerov:

  • od severozรกpadu โ€“ zo smeru Malacky a Kรบty po diaฤพnici D2,
  • od severovรฝchodu โ€“ zo smeru Trnava a Pezinok po diaฤพnici D1 a ceste 502,
  • od vรฝchodu โ€“ zo smeru Senec a Komรกrno,
  • od juhu โ€“ smerom od hranice s Maฤarskom a Rakรบskom.

Vybudovanie diaฤพnice D4 okolo Bratislavy je len prvรฝm, zato vรฝznamnรฝm krokom k rieลกeniu problematiky dopravy na รบzemรญ hlavnรฉho mesta SR, ktorรฝ zabezpeฤรญ segregรกciu tranzitnej dopravy od individuรกlnej automobilovej dopravy, nerieลกi vลกak problematiku รบzkych dopravnรฝch hrdiel ลกirลกieho centra Bratislavy. Plnรฝ prรญnos diaฤพniฤnรฉho obchvatu Bratislavy sa prejavรญ aลพ po dobudovanรญ:

  • diaฤพnice D4 na รบseku Bratislava, Raฤa โ€“ Zรกhorskรก Bystrica s tunelom Karpaty, ktorรฝ prepojรญ dva hlavnรฉ diaฤพniฤnรฉ ลฅahy na ฤพavej strane Dunaja,
  • vnรบtornรฉho mestskรฉho okruhu so systรฉmom radiรกl, ktorรฝ bude vertikรกlne segregovanรฝ od ostatnej dopravy a ktorรฉho vลกetky kriลพovania s ostatnรฝmi komunikรกciami budรบ mimoรบrovลˆovรฉ.

Vybudovanรญm poslednรฉho รบseku diaฤพnice D4 s tunelom Karpaty sa prepoja diaฤพnice D1 a D2 na ฤพavom brehu Dunaja a zรกroveลˆ sa radikรกlne skrรกti dopravnรก vzdialenosลฅ pre pribliลพne 18 000 aลพ 22 000 vozidiel, ktorรฉ tadiaฤพ prejdรบ za 24 h v smere zรกpad โ€“ vรฝchod, v porovnanรญ s tzv. nรกhradnรฝmi trasami (obr.โ€ฏ1). Dopravnรก vzdialenosลฅ sa skrรกti:

  • o 18 km oproti โ€žnรกhradnej traseโ€œ ฤ. 1: D2 Lamaฤskรก cesta โ€“ Starรฉ grunty, D1 Mierovรก โ€“ Seneckรก (dฤบลพka trasy 34,85 km), 
  • o 31 km oproti โ€žnรกhradnej traseโ€œ ฤ. 2: D2 Lamaฤskรก cesta โ€“ Starรฉ grunty, D4 Jarovce โ€“ Raฤa (po vybudovanรญ) (dฤบลพka trasy 47,80 km).

Obr. 1 Situácia diaฤพnice D4

Obr. 1 Situรกcia diaฤพnice D4

Smerovรฉ a vรฝลกkovรฉ vedenie trasy

Navrhovanรฝ รบsek diaฤพnice D4 (s tunelom Karpaty) prechรกdza z rovinatรฉho รบzemia Podunajskej nรญลพiny na juhu cez hrebeลˆ Malรฝch Karpรกt do Zรกhorskej nรญลพiny na severe zรกujmovรฉho รบzemia.

Zaฤiatok rieลกenรฉho รบseku v km 0,000 000 D4 Bratislava, Raฤa โ€“ Zรกhorskรก Bystrica sa nachรกdza severovรฝchodne od mestskej ฤasti Bratislava-Raฤa (severne od obce Vajnory), kde nadvรคzuje na pripravovanรบ diaฤพnicu D4 Jarovce โ€“ Kriลพovatka Raฤa, ktorรก je sรบฤasลฅou diaฤพniฤnรฉho obchvatu mesta Bratislavy, v sรบฤasnosti realizovanรฉho v rรกmci PPP projektu.

Poloha vรฝchodnรฉho tunelovรฉho portรกlu tunela Karpaty je situovanรก s ohฤพadom na umiestnenie MรšK s cestou II/502 a na moลพnosti smerovรฉho a najmรค vรฝลกkovรฉho vedenia diaฤพnice kategรณrie D 26,5 pre nรกvrhovรบ rรฝchlosลฅ 120 km/h (100 km/h v tuneli) v terรฉnnej depresii Raฤieho potoka pod vรฝchodnรฝmi svahmi Vajnorskej hory.

Nadvรคzujรบci รบsek dvojrรบrovรฉho tunela Karpaty so smerovo rozdelenou dopravou vedie v priamej trase s dฤบลพkou 7 935 m v osi D4, priฤom pozdฤบลพny sklon mรก po km 7,163 stรบpanie 0,70 %, odtiaฤพ klesรก v sklone 0,70 % aลพ po zรกpadnรฝ โ€“ stupavskรฝ portรกl.

Vyรบstenie tunela Karpaty s celkovou dฤบลพkou 10 980 m je navrhnutรฉ v km 16,525 D4, severozรกpadne od obce Marianka. Zvyลกnรฝ รบsek diaฤพnice D4 bude viesลฅ na dฤบลพke asi 1,00 km v nรกsype v pravotoฤivom smerovom oblรบku s polomerom r = 2 600 m, s klesanรญm 0,70 %.

Trasa diaฤพnice sa podฤพa DUล  nultรฉho okruhu napรกja v koridore na uลพ zrealizovanรฝ รบsek diaฤพnice D4 kriลพovatka Stupava (D2/D4) โ€“ kriลพovatka Zรกhorskรก Bystrica vo vzdialenosti asi 150 m od zรกstavby.

Tab. 1 รšdaje o tuneli Karpaty

Tab. 1 Údaje o tuneli Karpaty

Inลพinierskogeologickรฉ pomery v trase tunela

Najdlhลกia ฤasลฅ tunela sa bude realizovaลฅ v masรญve granitickรฝch hornรญn so zastรบpenรญm viacerรฝch litologickรฝch typov. Na dobrรฉ geoยญtechnickรฉ vlastnosti zdravรฝch a neporuลกenรฝch hornรญn v tomto รบseku budรบ maลฅ nepriaznivรฝ vplyv najmรค:

  • zรณny rozvoฤพnenia a zvetrania v okrajovej ฤasti masรญvu, ktorรฉ reprezentujรบ zvodnenรฉ zรณny a kolektory vody, 
  • zรณny poruลกenia a rozvoฤพnenia s predpokladom zvodnenia v zรณnach interpretovanรฝch hlavnรฝch listrickรฝch zlomov; pri oboch typoch poruลกenia dominuje smer SV-JZ so sklonom k JV aลพ smer S-J so sklonom k Z,
  • zรณny alpรญnskej tektonogรฉzy charakteru mylonitov s orientรกciou najmรค v smere SV-JZ so sklonom k JV, ktorรฉ tvoria zรณny hydrogeologickรฝch bariรฉr, 
  • predpokladanรฉ ลกikmรฉ zรณny zbridliฤnatenia spรคtรฉ s etapou aktivity striลพnรฝch SZ-JV zlomov, ktorรฉ vymedzujรบ koridor tunela zo SV a z JZ a tvoria zรณny hydrogeologickรฝch bariรฉr.

V รบseku od 9,00 po 10 km (oblasลฅ Marianky) bude tunel prechรกdzaลฅ sรบvrstvรญm mariรกnskych bridlรญc s generรกlnym sklonom k JV-V, lokรกlne aลพ so subhorizontรกlnym uloลพenรญm, za ktorรฝmi nasledujรบ polohy neogรฉnnych pieskov a siltovitรฝch aลพ รญlovitรฝch pieskov.

Vรฝsledky z matematickรฉho modelovania hydrogeologickรฉho modelu masรญvu poukazujรบ na nevyhnutnosลฅ pouลพiลฅ takรบ techniku vรฝstavby tunelovรฝch rรบr, aby bolo pri razenรญ tunela moลพnรฉ rรฝchlo zabudovaลฅ nepriepustnรฉ samonosnรฉ vodotesnรฉ ostenie ฤo najbliลพลกie k ฤelbe tunela s cieฤพom minimalizovaลฅ ovplyvnenie hladiny podzemnรฝch vรดd.

Obr. 2 TBM s plášลฅom, Wienerwaldtunnel (zdroj: www.herrenknecht.cn)

Obr. 2 TBM s plรกลกลฅom, Wienerwaldtunnel (zdroj: www.herrenknecht.cn)

Vyลกลกie opรญsanรฉ moลพnรฉ negatรญvne ovplyvnenie hladiny podzemnรฝch vรดd moลพno plne eliminovaลฅ pouลพitรญm vhodnej metรณdy vรฝstavby tunelovรฝch rรบr โ€“ metรณdy TBM (profilovรฉho raziaceho stroja s plรกลกลฅom), pri ktorej sa dรก ihneฤ po vyrazenรญ danรฉho รบseku tunela pod ochranou oceฤพovรฉho plรกลกลฅa raziaceho stroja montovaลฅ ลพelezobetรณnovรฉ segmentovรฉ ostenie z prefabrikovanรฝch dielcov s vodotesnรฝmi spojmi. Tento spรดsob vรฝstavby eliminuje vplyv drenรกลพneho รบฤinku razenia tunela na okolitรฝ horninovรฝ masรญv a hladinu podzemnรฝch vรดd.

Ak by sa poฤas realizรกcie tunelovรฝch rรบr narazil vรฝdatnรฝ zdroj podzemnej vody, treba sa orientovaลฅ na moลพnosลฅ vyuลพiลฅ podzemnรฉ dielo ako zdroj pitnej vody. Z technickรฉho aj hygienickรฉho hฤพadiska nie je problรฉmom vybudovanie zรกchytu hlavnรฝch vรฝverov podzemnej vody poฤas raziacich prรกc a ich zvedenie do tunelovej rรบry bez toho, aby sa voda kontaminovala. Takรฉto rieลกenia sรบ beลพnรฉ nielen vo svete, ale aj u nรกs (napr. ฤŒremoลกniansky tunel).

Technolรณgia razenia tunelovรฝch rรบr

Vzhฤพadom na dฤบลพku navrhovanรฝch tunelovรฝch rรบr sa mรก tunel raziลฅ pomocou plnoprofilovรฉho raziaceho stroja (TBM) s plรกลกลฅom. Pri kontinuรกlnom razenรญ sa poฤรญta so 14-mesaฤnรฝm ฤasovรฝm intervalom prรญpravy, ktorรฝ zahล•ลˆa vybudovanie prรญstupovรฝch ciest, zariadenรญ staveniska a portรกlovรฝch jรกm na razenie, vรฝrobu raziaceho stroja TBM, jeho dodรกvku a montรกลพ v priestore portรกlovej jamy.

Vzhฤพadom na rozsah projektu predpokladรกme, ลพe vรฝstavba รบseku sa zaฤne razenรญm diaฤพniฤnรฝch tunelov (dฤบลพka 2 ร— 10 km) pomocou dvoch plnoprofilovรฝch raziacich strojov (TBM) s plรกลกลฅom s priemerom raziacej hlavy 12,50 m (obr. 3).

Obr. 3 Vzorový prieฤny rez pravou (severnou) tunelovou rúrou tunela Karpaty

Obr. 3 Vzorovรฝ prieฤny rez pravou (severnou) tunelovou rรบrou tunela Karpaty

Navrhnutรก technolรณgia vรฝstavby umoลพลˆuje ihneฤ po vyrazenรญ tunela pod ochranou oceฤพovรฉho plรกลกลฅa raziaceho stroja montovaลฅ ลพelezobetรณnovรฉ segmentovรฉ ostenie z prefabrikovanรฝch dielcov s vodotesnรฝmi spojmi a zabezpeฤiลฅ okamลพitรบ vodotesnosลฅ realizovanรฉho diela.

Predpokladanรฉ mnoลพstvo vyลฅaลพenej rรบbaniny z tunelovรฝch rรบr diaฤพniฤnรฝch tunelov bude 2 700 000 m3, ฤo pri koeficiente nakyprenia k = 1,3 predstavuje 3 510 000 m3 materiรกlu.
Poฤas razenia tunelov sa bude vลกetka rรบbanina z tunelovรฝch rรบr dopravovaลฅ pomocou pรกsovรฝch dopravnรญkov priamo na sklรกdky materiรกlov pri zรกpadnom portรกli tunela Karpaty. Vhodnรก rรบbanina sa mรดลพe po predrvenรญ pouลพiลฅ do nรกsypov presypanรฝch zelenรฝch mostov (biokoridorov) a ฤalลกรญch zemnรฝch konลกtrukciรญ.

Stavebnotechnickรฉ rieลกenie diaฤพniฤnรฝch tunelov รบzko sรบvisรญ s technolรณgiou kontinuรกlneho razenia. Nosnรบ konลกtrukciu tunela tvorรญ dvojvrstvovรฉ ostenie. Prvou vrstvou je ลพelezobetรณnovรฉ ostenie z prefabrikovanรฝch segmentov s hrรบbkou 450 mm s vodotesnรฝmi spojmi, ktorรฉ sa realizuje ihneฤ po vyrazenรญ danรฉho รบseku. Toto ostenie zabezpeฤuje okamลพitรบ vodotesnosลฅ diela a eliminuje drenรกลพny รบฤinok tunela. Druhรบ vrstvu tvorรญ sekundรกrne (finรกlne) ostenie tunela s medziฤพahlou hydroizolaฤnou membrรกnou, ktorรฉ mรก charakter obkladu.

Celรฝ prieฤny rez tunelov je dispoziฤne rozdelenรฝ na dve ฤasti tak, aby po samotnom razenรญ tunela a zhotovenรญ segmentovรฉho ostenia s odstupom asi 2 000 m mohla kontinuรกlne nasledovaลฅ realizรกcia vnรบtornรฝch konลกtrukciรญ tunela (zรกkladovรฝch pรกsov, ลพelezobetรณnovej dosky vozovky, sekundรกrneho ostenia), a to bez preruลกenia odลฅaลพby rรบbaniny z tunela a zรกsobovania stroja prefabrikovanรฝmi tubbingmi.

Spodnรก ฤasลฅ diaฤพniฤnรฉho tunela bude slรบลพiลฅ ako kolektor pre kรกblovรฉ trasy, prรญstupovรก komunikรกcia pre zรกsahovรฉ jednotky a v neposlednom rade aj ako รบnikovรก chodba. Vstupy do tejto รบnikovej chodby budรบ zabezpeฤenรฉ cez schodiskรก z prieฤnych prepojenรญ so vzรกjomnou vzdialenosลฅou 250 m.

V hornej ฤasti sa nachรกdza dopravnรฝ priestor s prejazdnรฝm gabaritom s vรฝลกkou 4,80 m v zmysle STN 73 7507. ล รญrkovรฉ usporiadanie vozovky je navrhnutรฉ v zmysle STN 73 7507 s dvoma jazdnรฝmi pruhmi so ลกรญrkou 4,00 m a s postrannรฝmi chodnรญkmi so ลกรญrkou 1,00 m, v ktorรฝch sรบ umiestnenรฉ chrรกniฤky pre kรกblovรฉ trasy a potrubie poลพiarneho vodovodu.

Zรกkladnรฉ รบdaje o stavbe

Nรกzov: Diaฤพnica D4 Bratislava, Raฤa โ€“ Zรกhorskรก Bystrica, tunel Karpaty
Charakter ฤinnosti: novostavba
Vyลกลกรญ รบzemnรฝ celok: Bratislavskรฝ samosprรกvny kraj
Okres: Bratislava, Pezinok, Malacky
Obec: Bratislava
Katastrรกlne รบzemie: Bratislava: Raฤa, Vajnory, Zรกhorskรก Bystrica; Pezinok: Svรคtรฝ Jur; Malacky: Stupava, Marianka, Borinka, Mรกst I, II, III, Hrubรฉ Lรบky
Obstarรกvateฤพ: Nรกrodnรก diaฤพniฤnรก spoloฤnosลฅ, a. s.
Nadriadenรฝ orgรกn: Ministerstvo dopravy a vรฝstavby SR
Zhotovovateฤพ IGHP: HydroGEP, s. r. o.
Projektant: TAROSI c.c., s. r. o.
Stupeลˆ dokumentรกcie: technickรก ลกtรบdia
Hlavnรฝ inลพinier projektu: Ing. Jรกn Snopko

Zรกver

Vฤaka vybudovaniu poslednรฉho รบseku diaฤพnice D4 s tunelom Karpaty sa radikรกlne skrรกti dopravnรก vzdialenosลฅ pre 18 000 aลพ 22 000 vozidiel/24h v zรกpadno-vรฝchodnom smere oproti tzv. nรกhradnรฝm trasรกm a zรกroveลˆ sa odฤพahฤรญ doprava na preลฅaลพenรฝch รบsekoch vnรบtromestskej diaฤพnice D1 a D2 (Prรญstavnรฝ most, tunel Sitina, most Lafranconi).

Motorway D4, Karpaty tunnel

The existing building network highway communications in the Bratislava region, has been carried out in โ€œrespect “ of the Small Carpathians massif. In the past, the easiest connection left sides transport corridors from west (highway D2 from the direction Malacky, corners) and the northeast (D1 motorway from the direction of Trnava, Pezinok ) has been resolved by transferring all traffic on the right bank of the Danube.

New proposed motorway section D4 Bratislava Raca – Zรกhorskรก Bystrica, which includes highway tunnel Carpathians of 10 980 m, inter linkage of highway D1 and D2 on the underneath of the Small Carpathian significantly shorten transportation distances in the east – west and would ensure the diversification of traffic flow in the event of an „incident“ in the transport funnel Harbour Bridge.

 

TEXT: Ing. Jรกn Snopko, Ing. Jana Chabroลˆovรก, Ing. Zuzana Oravcovรก, Mgr. Matรบลก Klรบz
OBRรZKY: TAROSI c.c., s. r. o.

Jรกn Snopko a Zuzana Oravcovรก pรดsobia v spoloฤnosti TAROSI c.c., s. r. o. Jana Chabroลˆovรก pรดsobรญ na SvF STU v Bratislave. Matรบลก Klรบz pracuje v spoloฤnosti HydroGEP, s. r. o.

ฤŒlรกnok bol uverejnenรฝ v ฤasopise Inลพinierske stavby 5/2017.