Výstavba metra vo Viedni

V roku 2020 získalo konzorcium pozostávajúce z firiem PORR a STRABAG zmluvu od spoločnosti Wiener Linien na najväčší komplexný projekt výstavby metra v rakúskej metropole. Stavebný úsek známy ako U2/17-21, ktorý zahŕňa rozšírenie liniek U2 a U5, predstavuje zákazku s hodnotou 481 miliónov eur. So stavbou sa začalo v marci 2021, predpokladané ukončenie je naplánované na máj 2028.

Podľa dokumentu „Plán rozvoja mesta 2025 – technický koncept mobility“ je cieľom rozšíriť v meste Viedeň verejnú dopravnú sieť, čo zahŕňa aj rozšírenie liniek metra. Na dosiahnutie tohto cieľa je naplánovaná nová trasa U2, ktorá vedie od stanice Schottentor cez západné centrum mesta smerom na juh, a nová linka U5, ktorá vedie v západno-východnom smere. Linka U5 bude slúžiť ako nové spojenie od stanice Rathaus smerom k Hernals. Križovanie s linkou U2 bude práve v stanici Rathaus, odkiaľ bude pokračovať po stanicu Karlsplatz (obr. 1).

V rámci štvrtej fázy rozšírenia viedenského metra sa budú realizovať nasledujúce stavebné úkony:
• U2/17 razenie tunela zeminovým štítom,
• realizácia pripojovacích šácht U2/18
Matzleinsdorfer Platz, U2/19 Reinprechtsdorfer Straße, U2/20 Pilgramgasse, U2/21 Neubaugasse, U2/22 Rathaus a U5/2 Frankhplatz.

Stavebná fáza U2/18 Matzleinsdorfer Platz až U2/21 Neubaugasse

Prehľad
V rámci rozšírenia metra bude úsek U2 medzi stanicami Karlsplatz a Rathaus prevedený na U5 a U2. V budúcnosti sa bude ďalej rozširovať na juh novou vetvou metra. Tento projekt je kľúčovou časťou úvodnej stavebnej fázy rozšírenia U2/U5, ktorá zahŕňa stavebné úseky od U2/17 razenie tunela zeminovým štítom (EPB, Earth Pressure Balance Shield) až po stanicu U2/21 Neubaugasse.

Projekt sa nachádza v centre mesta a prechádza štyrmi mestskými obvodmi Viedne. Zahŕňa stavebnú fázu U2/18 (stanica Matzleinsdorfer Platz s časťou južne sa pripájajúceho zariadenia na otáčanie – obratisko a predpokladanej pokračujúcej trasy metra v 10. obvode). Šachta Triester Straße slúži ako východiskový bod (štartovacia šachta) pre dve tunelové rúry, ktoré budú postupne razené zeminovým štítom od Matzleinsdorfer Platz v 10. obvode po Augustinplatz v 7. obvode (cieľová šachta). Štít bude raziť približne 2,8 km, kde budú postupne vybudované tri stanice (v rámci stavebných úsekov U2/19, U2/20 a U2/21) spolu s tromi núdzovými únikovými šachtami s výhybkami (Reinprechtsdorfer Straße, Kaunitzgasse a Augustinplatz). Týmto spôsobom sa zabezpečí efektívne razenie tunela na dĺžke približne 2 × 2 km vďaka jednoduchej premiestniteľnosti EPB štítu medzi stavebnými miestami nových staníc a výhybiek.

Základné informácie
Šachty sú hlboké do 35 m a budujú sa hĺbením z povrchu. Na paženie výkopovej šachty sa používajú väčšinou vŕtané pilótové steny. Priemer pilót sa pohybuje od 90 do 120 cm. Paženie severnej šachty v oblasti Matzleinsdorferplatz sa bude realizovať použitím podzemnej konštrukčnej a tesniacej steny.
Spolu sa na celej stavbe zrealizuje asi 40 500 dĺžkových metrov vŕtaných pilót. Celkový objem vykopanej zeminy bude približne 650 000 m3.

Výstavba tunelových staníc

Všetky traťové tunely budú razené plnoprofilovým raziacim strojom so zeminovým štítom (EPB). Kontinuálne sa spolu vyrazí 4 200 dĺžkových metrov traťových tunelov. Okrem toho bude štít vedený cez predtým vybudované objekty staníc v dĺžke približne 1 200 m.

Razenie staníc metra (vrátane vetracích šácht), potrebných spojovacích chodieb a šikmých eskalátorových šácht prebieha Novou rakúskou tunelovacou metódou (NRTM). Celkovo sa bude raziť približne 2 200 dĺžkových metrov tunela s prierezom približne 65 až 95 m2 a niekoľko menších tunelov a šácht. Na obr. 2 je zobrazený prehľad plánovaných fáz výstavby U2/17 až U2/21.

Projekt
Tunely razené konvenčne NRTM a ďalšie konštrukcie sú tvorené dvomi plášťami s vonkajším ostením zo spevňujúceho striekaného betónu a s vnútorným ostením zo železobetónu (obr. 3). Vnútorné ostenie s hrúbkou 40 cm je navrhnuté podľa smernice Rakúskeho zväzu stavebných inžinierov „Betón sekundárneho ostenia tunelov“ (Innenschale beton, ÖBV). Z protipožiarnych dôvodov sa do železobetónu vnútorných plášťov (s výnimkou podkladového betónu v priestore stanice) a do medzistropov v tubusoch staníc pridávajú polypropylénové (PP) vlákna podľa smernice „Vláknobetón“ (Faserbeton, ÖBV).

Traťové rúry sú razené raziacim TBM strojom so zeminovým štítom (EPB). Výstavba sa realizuje ako jednovrstvový utesnený tubingový (segmentový) systém s hrúbkou segmentu 35 cm (obr. 4).

Naprojektované štandardné prierezy staničných a traťových rúr pre križovanie tratí U2 a U5 boli dopredu odsúhlasené všetkými zúčastnenými organizáciami na stavbe a zodpovedajú z veľkej časti štandardnému prierezu najnovších projektov liniek viedenského metra od spoločnosti Wiener Linien.

Metódy tunelovania
Tunelové rúry v oblasti staničných objektov sú razené v nespevnenej hornine podľa Novej rakúskej tunelovacej metódy. Razenie touto metódou v nespevnenej hornine sa vyznačuje rôznorodosťou (predovšetkým pokiaľ ide o prierezovú geometriu a veľkosť), ako aj rýchlym prispôsobením typu tunelovania a zabezpečovacích zariadení na vyskytujúcu sa geológiu. Rozpojovanie horninového masívu sa vykonáva pomocou bagra. Rúbanina sa vyváža nákladnými vozidlami alebo kolesovými nakladačmi.

Hlavným podporným prvkom je dvojvrstvové vystužené ostenie zhotovené zo striekaného betónu s hrúbkami od 35 do 40 cm. Čelba tunela je vopred zabezpečená bezpečnostnými zariadeniami alebo opatreniami na zlepšenie súdržnosti zemín (zmrazovanie, dáždniky, samovŕtacie ihly) prispôsobenými geológii (obr. 5). V prípade nepriaznivej geológie a/alebo na minimalizáciu sadania na povrchu terénu sa použijú technológie na ochranu čelby (napríklad čelné kotvy či nízkotlakové injektáže). Dĺžka záberu v nespevnenej hornine je zvyčajne 0,80 – 1,20 m. Pri razení je zabezpečená vhodná ochrana čelby, ktorú tvorí nevystužený striekaný betón v hrúbke 5 – 10 cm. V závislosti od geológie môže byť táto ochrana doplnená oporným jadrom, stupňovitou čelbou a/alebo samozávrtnými ihlami (obr. 6).

Razenie tunela sleduje rozsiahly program geotechnického merania. V prípade potreby sú jeho výstupy podkladom pre rozhodnutia o ďalšom razení tunela vzhľadom na typ razenia a použité nosné a zabezpečovacie prostriedky.
Tunelové rúry medzi stanicami a mimo výhybkového systému sú razené EPB štítom. Pri tomto type razenia slúži ako plastické nosné médium hlinitá emulzia vyrobená z výkopového materiálu. Umožňuje potrebné vyrovnanie pomeru tlakov na čelbe, zabraňuje nekontrolovanému prenikaniu zeminy do stroja a vytvára podmienky na rýchle razenie bez sadania nadložia.

Výstavba kontinuálne zhotovovaných tunelových rúr sa realizuje pomocou železobetónových prefabrikátov (segmentov), ktoré sú osadzované aj ako ochrana do chráneného priestoru tvoreného plášťom štítu. Z dôvodu požiarnej ochrany sa železobetónové prefabrikáty vyrábajú s prídavkom PP vlákien v zmysle smernice „Vláknobetón“ (Faserbeton, ÖBV).

Východiskovým bodom postupu EPB štítu sú šachty stanice Matzleinsdorfer Platz. Najprv bude vyrazená rúra č. 2. Po dojazde TBM do cieľovej šachty Augustinplatz bude stroj demontovaný a po opätovnom zostavení v stanici Matzleinsdorfer Platz bude vyrazená rúra č. 1.

V čase inštalovania EPB štítu do štartovacej šachty sú už realizované časti tunelového systému, obratisko, ako aj tunelové rúry smerom na juh, ktoré boli zhotovené v stavebnom úseku U2/18. V dôsledku toho sú k dispozícii zodpovedajúce plochy na prípravu staveniska a logistiku dodávky štítu EPB.
Po dokončení raziacich prác bude tento štít v cieľovej šachte Augustinplatz definitívne demontovaný.

Monitorovanie a zmierňovanie negatívnych vplyvov

Pri takej rozsiahlej výstavbe v historickej časti mesta, akou je Viedeň, je nevyhnutné monitorovať a zmierňovať všetky potenciálne negatívne dosahy na obyvateľov a okolité stavby. Realizátor preto vyvinul komplexný plán monitorovania a vykonávania potrebných opatrení, ktorý zahŕňa nižšie uvedené oblasti.

Vibrácie a hluk
V dôsledku vŕtania tunelov môže vznikať hluk a vibrácie, ktoré by mohli negatívne ovplyvniť obyvateľov a budovy v okolí. Preto boli vykonané detailné merania a analýzy, aby sa zabezpečilo, že tieto faktory budú udržiavané na minimálnych hodnotách a budú prísne monitorované počas celej výstavby. Systém monitorovania a prevencie negatívnych vplyvov bol detailne opísaný v časopise Inžinierske stavby 4/2023.

Zníženie dopravných obmedzení
Aby sa minimalizoval dosah výstavby na verejnú dopravu a dopravné prekážky, bola vypracovaná stratégia dopravných obmedzení. Zahŕňa včasné a jasné informovanie verejnosti o plánovaných uzáverách ciest, náhradnej doprave a iných možných dopravných obmedzeniach.

Bezpečnosť na stavenisku
Bezpečnosť pracovníkov na stavenisku a obyvateľov v okolí staveniska je absolútne prioritným záujmom realizátora. Opakovane sa vykonávajú pravidelné revízie používaných zariadení a sleduje sa dodržiavanie všetkých bezpečnostných predpisov BOZP. Na zabezpečenie rýchlej reakcie v prípade núdze bola posilnená spolupráca so záchrannými službami a s orgánmi kontroly.

Záver

Výstavba metra v centre Viedne predstavuje komplexný projekt, ktorý zahŕňa množstvo technických, logistických a environmentálnych výziev. Veľmi podstatné je, že realizačný tím sa zaviazal k monitorovaniu a zmierneniu negatívnych vplyvov na obyvateľov a existujúce stavby, aby sa zabezpečila bezpečná a efektívna výstavba.
Výstavba liniek U2 a U5 viedenského metra pokračuje a má potenciál zmeniť spôsob, akým obyvatelia a návštevníci mesta cestujú. V budúcnosti sa očakáva, že táto modernizovaná dopravná sieť bude mať pozitívny vplyv na mobilitu, životné prostredie a kvalitu života v hlavnom meste Rakúska.

TEXT A FOTO: PORR