Tunel Žilina preveril profesionalitu aj technické zázemie realizátora

Obr. 4 Tunel pripravený na užívanie
Zdroj: Metrostav

Od začiatku výstavby tunela Žilina musela spoločnosť Metrostav v úlohe zhotoviteľa riešiť nepriaznivé okolnosti v podobe extrémne náročných inžinierskogeologických podmienok. Práce, ktoré si vyžadovali technologickú disciplínu, realizovala vlastnými kapacitami aj technickým zázemím.

Dvojrúrový tunel Žilina s dĺžkou 687 m je súčasťou jedenásťkilometrového úseku D1 Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka. Projekt bol od začiatku veľmi náročný a vzhľadom na nepredvídané zmeny oproti zadaniu aj problematický.

„V prípade tunela Žilina bola geológia vo veľkej miere odlišná od zadávacích podmienok, a to až na úrovni 80 % od zadania. Tunely sa vo všeobecnosti dajú raziť v akýchkoľvek podmienkach, extrémne aj v tekutých pieskoch alebo pod hladinou spodnej vody. Dôležité pri ich výstavbe však je, aby tieto podmienky realizátor dopredu poznal. Ak ich nepozná a zisťuje ich priebežne počas výstavby, musí sa im prispôsobovať za chodu, čo spôsobuje nielen časové, ale aj finančné straty,“ hovorí Radomír Sládek, zástupca riaditeľa výstavby Metrostav.

Už pri budovaní západného portálu narazili pracovníci spoločnosti na problém zosuvného územia, v ktorom musela byť stabilizácia zabezpečená odlišným spôsobom, než s akým sa pôvodne počítalo v projektovej dokumentácii.

Na zarazenie sa preto použil systém razenia pod korytnačkou, ktorá slúžila zároveň na stabilizáciu stavebnej jamy, čím sa výrazne skrátil čas prípravy na zarazenie. Vzhľadom na zmenené geologické, hydrogeologické a tektonické pomery masívu v trase razeného diela a v jeho bezprostrednom okolí bolo potrebné upravovať pri samotnom razení aj vystrojovacie triedy.

Celý tunel bol podľa zadania rozdelený do kvázihomogénnych blokov s priradenými vystrojovacími triedami. Pôvodné vystrojovacie triedy sa museli nahradiť novými tým, že boli prepracované na nové podmienky, niektoré bolo možné modifikovať doplnením počtu vystreľovacích prvkov alebo skrátením záberu, zväčšením hrúbky striekaného betónu a podobne.

Všetky vystrojovacie triedy boli s protiklenbou a následne s masívnou armatúrou sekundárnej výstuže v celej dĺžke tunela. K zmene vystrojovacích tried dochádzalo na základe meraní konvergencií, ktoré boli nepretržite a online k dispozícii účastníkom výstavby tunela na geoportáli stavby.

Razenie v celej dĺžke tunela sa realizovalo s absolútnym vylúčeným trhacích prác, s horizontálnym členením čelby. Prevažná časť tunela sa razila s otváraním kaloty po segmentoch a s ponechaním oporného jadra. Takisto sa bolo potrebné vysporiadať aj s unikátnym podložím, kde sa hornina prejavovala ako veľmi mäkká, poddajná a pretvárna. V dôsledku toho sa primárne ostenie doslova zabáralo do okolitej horniny.

Celé dielo už v kompletnej primárnej výstuži s uzavretým dnom v značnej miere sadalo. V dôsledku toho hrozilo, že na dodržanie prejazdného profilu by sa museli nevyhovujúce úseky tunela v primárnej výstuži reprofilovať. Nevyspytateľnosť geológie bola až taká veľká a zložitá, že sa prerokovávali aj návrhy, či by nebolo vhodné určitú časť tunela realizovať v otvorenom výkope.

Zásadné opatrenia s ohľadom na zmeny správania sa masívu, hroziacu nestabilitu diela a zaistenie bezpečnosti pracovníkov prijímala priebežne komisia geotechnického monitoringu, v ktorej boli zastúpení všetci účastníci výstavby a ktorej zasadnutia sa konali v pravidelných, minimálne týždenných intervaloch.

Obr. 1 Schéma zaistenia čelby vo VT8
Obr. 1 Schéma zaistenia čelby vo VT8 | Zdroj: Metrostav

Najproblematickejšia časť razenia

Za najproblematickejšiu časť razenia tunela považoval zhotoviteľ začiatok úseku tunela od západného portálu, kde sa objavila neočakávaná tektonická poruchová zóna, súvislá a zavodnená na celú výšku skalného nadložia. Jej výskyt sa nepredpokladal, no neočakávane sa objavila v profile severného tunela.

Napriek tomu, že vystrojovacia trieda v mieste závalu bola zosilnená a doplnená o vystrojovacie prvky zaisťujúce stabilitu, došlo k vytečeniu horniny zo stropu razeného diela. Toto nastalo v porušenej hornine, ktorá bola výnimočná tým, že sa vyskytla v zóne vysokého skalného nadložia a bola zavodnená na plnú výšku skalného nadložia, čo prispelo k nulovým hodnotám šmykovej pevnosti.

Takáto tektonická zóna teda znamenala výnimočnú geologickú anomáliu a spôsobila zával, ktorému nebolo možné zabrániť ani pri vynaložení všetkých dostupných prostriedkov. Pri takýchto podmienkach nebolo možné navrhnúť vystrojovaciu triedu, keďže tunel sa nedá navrhnúť podľa podmienok jednej anomálie.

Na druhej strane, časť tunela z východného portálu bola oproti pôvodným prognózam prekvapivo o niečo lepšia.

Obr. 2 Pôdorys tunela
Obr. 2 Pôdorys tunela | Zdroj: Metrostav

Vplyv aj na postupové termíny

Prispôsobenie sa reálnym podmienkam na stavbe malo vplyv na predĺženie času výstavby s dopredu pevne stanovenými míľnikmi, ktoré pozostávali z kompletného prerazenia oboch tunelových rúr. Z dôvodu minimalizovania predĺženia času výstavby prijala spoločnosť Metrostav viaceré technicko-organizačné opatrenia.

Medzi najzásadnejšie patrilo rozhodnutie pripraviť a začať razenie aj z východného portálu. Po doplnení strojnej zostavy, zabezpečení technologických a administratívnych podmienok a v neposlednom rade po doplnení personálu aj pre východný portál sa vytvorili dve samostatné, nezávislé raziace pracoviská na jednu tunelovú rúru.

Časovú stránku ovplyvnil aj fakt, že nestabilita masívu si vyžadovala skrátiť záber až na 0,6 m a veľký rozsah razenia bol pod ochranou prekrývaného mikropilótového dáždnika.

Zvlášť zložité bolo razenie v tlačivých horninách, kde sa musel veľký rozsah razenia veľmi prácne realizovať s priebežnou stabilizáciou čelby vŕtaním dlhých horizontálnych sklolaminátových čelbových kotiev a s masívnym injektovaním predpolia razeného diela.

V zálohe bola pripravená aj technológia stabilizácie masívu v predpolí razeného diela pomocou tryskovej injektáže, ktorá však predstavuje proces veľmi náročný na čas aj finančné prostriedky.

„Aj proces zmien v zadávateľskej dokumentácii si vyžiadal dosť veľké pracovné nasadenie – bolo treba vynaložiť úsilie a čas na obhájenie zmien v technickej, cenovej aj časovej oblasti. V takýchto prípadoch je mimoriadne dôležitá oboznámenosť, vzájomná dôvera a spolupráca všetkých zúčastnených strán. Tu by sme chceli zvlášť zdôrazniť profesionalitu stavebného dozoru – inžinierskeho združenia BUNG – AE DOZORING – INFRAM, a zároveň poďakovať investorovi, Národnej diaľničnej spoločnosti, za snahu veci uzavrieť a spoločne nájsť kompromis k spokojnosti všetkých zúčastnených strán,“ dopĺňa Radomír Sládek.

Obr. 3 Čelba pred prerazením
Obr. 3 Čelba pred prerazením | Zdroj: Metrostav

Výzvu zvládli vďaka skúsenostiam aj technickému zázemiu

Príklad tunela Žilina dokazuje, že správne vyhotovená zadávacia dokumentácia, ktorá vychádza z geotechnického prieskumu, je pri projektoch tohto charakteru kľúčová. Razenie v takýchto náročných geologických, hydrogeologických, tektonických a geotechnických podmienkach bolo aj pre skúsených pracovníkov spoločnosti Metrostav obrovskou výzvou.

Nemalú zásluhu na zvládnutí všetkých problémov mal aj fakt, že táto firma disponuje nielen vlastnými pracovnými kapacitami s bohatými skúsenosťami v oblasti razenia technológiou NRTM v Čechách a iných krajinách Európy, ale aj vlastnou divíziou s dostatočnou kapacitou stavebných strojov a technologických zariadení.

„Podmienky tunela Žilina overili našu zručnosť, technickú erudovanosť a technologickú základňu. Všetky nepriaznivé prekážky, ktoré pred nás kládla príroda, sme dokázali prekonať bez toho, aby sa vážnejšie zranil jediný pracovník. Tento projekt bol však mimoriadny aj svojimi požiadavkami na profesionalitu a tvorivý prístup pracovníkov. V situácii, keď hrozí denne potenciálne riziko mimoriadnej udalosti, a pri nákladoch stavby, ktoré sú zásadne odlišné od pôvodne uvažovaných, nebolo jednoduché rokovať s partnermi s rozvahou a nachádzať zhody. Trúfam si povedať, že v tejto úlohe sme obstáli so cťou a mimoriadnosť tohto projektu nás aj partnerov výrazne posunula, za čo sme nesmierne vďační,“ uzatvára Radomír Sládek.

V druhej etape výstavby diaľnice Hričovské Podhradie – Lietavská Lúčka realizovala spoločnosť Metrostav aj stavebné práce na 2,6 km dlhom privádzači, ktorý bol nevyhnutný na napojenie existujúcej cestnej siete na budovanú diaľnicu južne od Žiliny.

Spoločnosť Metrostav sa aktuálne uchádza v súťaži aj o dokončenie úseku diaľnice D1 Lietavská Lúčka – Dubná Skala s tunelom Višňové.

TEXT A FOTO: Metrostav