Na podzim letošního roku bude do provozu uveden dálniční úsek západního obchvatu města Prešov. Tímto aktem dojde k propojení dosud oddělených větví dálnice D1 ze západního směru (od města Poprad) a ze směru jižního (od města Košice) v jeden souvislý celek. S končícím projektem přichází možnost ohlédnout se za celým průběhem stavby a zrekapitulovat její nejdůležitější fáze.
TRASA ZÁPADNÍHO OBCHVATU
Doposud je tranzitní doprava mezi Popradem a Košicemi vedena přes město Prešov se všemi nepříjemnými důsledky z tohoto plynoucími – omezení rychlosti, průjezd přes několik světelných křižovatek, vysoký stupeň dopravy v exponovaných denních dobách a pochopitelně nepříjemná zátěž pro obyvatele zmíněného východoslovenského města.
Po zprovoznění úseku s označením „Prešov západ – Prešov juh (obr. 1)“ budou motoristé jedoucí po dálnici D1 od Popradu směrováni z mimoúrovňové křižovatky Prešov západ situované na dálničním kilometru 400,0 směrem na jih. Tím se vyhnou zástavbě města Prešov a po mostní konstrukci délky 471 m překonají údolí Malkovského potoka. Zalesněným územím se budou blížit k masivu Malkovské hôrky, přičemž se jim před očima jako na dlani otevře scenérie západního portálu prešovského tunelu (obr. 2). Opticky působí jako vstupní brána vjezdu do více než 2 km dlouhé podzemní konstrukce, která je provede skrze útroby vrcholku s názvem Malkovská hôrka. Na východním portále se všímavým motoristům na krátkou chvíli ukáže panoráma města Prešova, než jej zakryjí průsvitné protihlukové stěny. To se již vozidla nacházejí na nejdelší mostní konstrukci celého úseku – 650 m dlouhém 14 pilíři podepřeném mostě, který překlenuje řeku Torysu, železniční trať Košice – Plaveč, cestu I/68 a potok Delňa. Most plynule přechází v dálniční těleso, které se skrze mimoúrovňovou křižovatku Prešov – juh napojuje na přivaděč k již provozovanému dálničnímu úseku do Košic.
ZÁKLADNÍ TECHNICKÉ ÚDAJE O TUNELU
Tunel Prešov je tvořený dvěma tunelovými troubami. Obě trouby jsou v převážné většině své délky ražené, jen v příportálových částech jsou tvořeny úseky hloubenými. V každé tunelové troubě jsou dva nouzové zálivy vzdálené od sebe i od portálů cca 750 m. Vzájemně jsou oba tunely propojeny celkem osmi propojkami.
Tunel je vedený v geologickém prostředí karpatského flyše, v němž se střídají subhorizontálně až horizontálně uložené vrstva jílovců a pískovců různých mocností. Podzemní voda byla zastižena lokálně s maximální vydatností přítoků 3 l/s.
ZÁKLADNÍ ÚDAJE
- Typ tunelu: dvojtroubový tunel s jednosměrným provozem v každé troubě
- Druh tunelu: ražený tunel s krátkými hloubenými úseky
- Návrhová rychlost: 100 km/hod
Délka tunelu:
- Levá tunelová trouba: 2 230,5 m
- Pravá tunelová trouba: 2 244,0 m
- Šírka vozovky mezi obrubníky: 7,5 m
- Šírka chodníků: 2 × 1,0 m
- Výška průjezdného průřezu tunelu: 4,8 m
- Světlá výška nad chodníkem: 2,2 m
HORNÍ KLENBA DEFINITIVNÍHO OSTĚNÍ
- Třída betonu:
- C 30/37, XF4, XC3 v úsecích do 600 m od portálů tunelu
- C 30/37, XF2, XC3 v ostatních tunelových úsecích
- Krytí výztuže: 40 mm na straně dopravního prostoru
- Výztuž: kombinace prutové výztuže a ocelových sítí
- Množství výztuže: cca 6 800 kg na standardní 12 m dlouhý blok
- Tloušťka ostění horní klenby: 300 mm ve standardních blocích, 400 mm v nouzovém zálivu
REALIZACE
Příprava portálů
Časový sled prací předpokládal protisměrnou ražbu tunelů z obou portálů na obou tunelových troubách, tj. současně na všech čtyřech čelbách. Z tohoto důvodu se od počátku stavby připravovaly oba portály (označené jako východní a západní). Jejich realizace byla detailněji popsána v periodiku Silnice Železnice 1. 5. 2020. Vzhledem k podélnému profilu celé trasy (obr. 3) a skutečnosti, že na tunel na obou portálech těsně navazují mostní konstrukce, jsou portály situovány cca v 1/3 výšky Malkovské hôrky
Při pracích na odtěžování portálů a zajišťování portálových stěn bylo třeba pracovat na strmých svazích s komplikovaným přístupem, zvláště v deštivých měsících podzimu a zimy roku 2017. Oba portály byly dokončeny v polovině roku 2018 k tomu, aby mohly být v srpnu téhož roku zahájeny ražby postupně na všech čtyřech čelbách budovaného tunelu.
Ražba tunelů
Tunely byly raženy podle zásad Nové rakouské tunelovací metody s horizontálně členěnou čelbou na kalotu, opěří a dno. Úseky těsně sousedící s portály byly raženy ve vystrojovací třídě 7. V krátkých oblastech byla použita vystrojovací třída 6, ale převážná většina všech ražeb kaloty a opěří byla prováděna ve vystrojovací třídě 5. Ta byla charakterizována v kalotě délkou záběru 1,7 m, vystrojením pomocí 7 ks radiálních SN kotev délky 4 m a stříkaným betonem tloušťky 250 mm vyztuženým 2 vrstvami ocelových sítí. Jako předstihové opatření byly používány ocelové jehly ∅ 26 mm čtyřmetrových délek.
Od počátku razičských prací (obr. 4) se vedení stavby zaměřilo na striktní organizaci jednotlivých pracovních operací, jejich, pokud možno bezprodlevovou návaznost, kvalitní provádění a v neposlední řadě na pravidelný servis a údržbu strojů, aby případné poruchy nevedly k vysokým prostojovým časům. Požadovaný způsob prací si jednotlivé osádky s postupujícími ražbami osvojovaly. Byly schopné se postupně přizpůsobovat i časovému fondu prací, který byl určen omezením, resp. úplným zákazem provádění trhacích prací v období mezi 22:00 a 7:00 hodinou.
Odborné vedení prací s přispěním neměnících se vystrojovacích tříd bylo viditelné v rychlosti postupů razičských prací. Raziči byli schopni dosahovat nejprve dvou postupů za každých 24 hodin, postupně se dostali do rytmu 2 a 3 postupů ve dvou po sobě jdoucích dnech, v závěrečných fázích dospěli ke 3 postupům délky 1,7 m denně. V časovém souběhu s pracemi na kalotě probíhala ražba opěří i propojek. Za necelých jedenáct měsíců od svého zahájení dospěly ražby obou tunelových trub k prorážkám v kalotách (obr. 5) a s týdenním odstupem i v úrovních opěří. Na základě dohledatelných informací se tak jedná o nejrychleji vyražený tunel na Slovensku.
Definitivní ostění tunelů
Po proražení obou tunelů započaly práce na prohlubování dna. Právě tato fáze byla faktickým předělem mezi ražbou a realizací definitivního ostění, neboť dno bylo podle zatřídění vyplňováno buď prostým nebo vyztuženým betonem. Betonáže dna odpovídaly blokovému schéma horních kleneb definitivního ostění. Tvar výrubu dna respektoval uložení geologických vrstev a bednění pracovní spáry jednotlivých bloků se tomuto tvaru muselo přizpůsobit. Jako vhodná alternativa klasických desek systémového bednění se ukázal stavbou vyvinutý ocelový rám, do kterého byly vsazeny a zaklínovány dřevěné hranoly. Ty byly schopné s velkou přesností kopírovat tvar výrubu (obr. 6).
V časovém souběhu s hloubením a betonážemi dna byly zahájeny práce na definitivních konstrukcích tunelu (obr. 7). Tyto práce byly realizovány proudově, na pravé tunelové troubě ze západního portálu směrem k východnímu a na levé tunelové troubě ve směru opačném. V této fázi projektu bylo obsazeno na dvě desítky pracovišť, aby v daném čase bylo efektivně zaměstnáno co nejvíce lidských a strojních kapacit. Takové rozložení si žádalo přesné a důsledné plánování provozních techniků stavby na směnové bázi (obr. 8). Do plánu prací vstupovaly následující základní proměnné:
- nutnost zachování logistických cest odvozu rubaniny a dopravy materiálu, zvl. betonu
- nutnost plánovat betonářské práce s ohledem na maximální výrobní a dopravní kapacitu betonárek
- snaha podřídit práce proudovému sledu betonáží horních kleneb a po nich navazujících konstrukcí
Proudový sled prací na konstrukcích definitivního ostění:
- armování a betonáž základových patek
- osazení spodní části hydroizolace
- osazení drenážního potrubí, podbetonování kynetou a obetonování drenážním betonem
- profilace horní klenby a osazení hydroizolace
- armování horní klenby
- betonáž horní klenby
Horní klenba byla v celé délce tunelu realizována z betonu s prutovou výztuží v kombinaci s výztužnými sítěmi. Standardní délka bloků byla 12 m, lokálně byly použity bloky zkrácené. Hydroizolace byla tzv. deštníková se zaústěním do podélného drenážního systému.
Pro bednění horní klenby byla využita samopojízdná ocelová forma od rakouského dodavatele Östu Stettin. Zmíněná firma byla rovněž dodavatelem rozšiřujícího rukávce pro bednění kleneb nouzových zálivů a bednících forem do průjezdných propojek. Bednění propojek průchozích (zmenšeného profilu) dodávala firma Ulma.
Takt betonáží horní klenby byl základně 24 hodin a tomuto taktu byly podřízeny veškeré předcházející pracovní činnosti.
Vliv pandemie Covidu-19 na provádění prací
Průběh roku 2020 ovlivnila celosvětová pandemie virové nákazy Covid-19. Restrikcemi byla zasažena i stavba tunelu Prešov, kterou realizuje česká firma Metrostav. V březnu 2020 bylo znemožněno překračování hranic a vedení stavby muselo na nastalou situaci operativně reagovat. Ze dne na den stavba přišla o cca 100 pracovníků z České republiky. Došlo k vnitrofiremnímu přesunu kapacit tak, aby na stavbách pracovali vždy ti pracovníci, kteří jsou místně příslušní dané oblasti a nejsou tak zákazem přeshraničního pohybu omezeni. Práce byly přednostně soustředěny na ty, které byly na kritické cestě. Ostatní práce byly utlumeny. Technické vedení stavby začalo ve velké míře využívat videokonferencí a muselo se dočasně naučit „řídit stavbu na dálku.“ Za to, že stavba byla schopná i v tomto obtížném období stále, byť v omezeném režimu, fungovat patří velký dík všem těm, kdo byli na stavbě v tomto období zařazeni.
V průběhu měsíce května byla stavba dálničního obchvatu Prešova zařazena do staveb kritické infrastruktury a bylo možné pro vybrané zaměstnance vyjednat výjimku slovenského Ministerstva zahraničí na jejíž základě se tito zaměstnanci mohli dostat na pracoviště. Po určitém letním rozvolnění nastaly na podzim opětovné restrikce, se kterými si stavba již uměla poradit a dopady restrikcí na stavbu tak byly minimální.
Kabelovody, chodníky a vozovka
Poté, co betonáž horní klenby odstoupila od portálu, nastal prostor pro zahájení dalších prací stavební části tunelu. Na základové pásy se zhotovovaly podbetonávky pro uložení štěrbinových žlábů resp. obrubníků, podle toho, jaký příčný sklon v daném příčném řezu tunel má. Obrubníky a štěrbinové žlaby se kladly s určitým časovým odstupem po dokončení podbetonávek. Do prostoru mezi ostění a betonový prefabrikát štěrbinového žlabu / obrubníku se osazovaly chráničky budoucího kabelovodu, které byly průběžně obetonovávány. V pravidelných krocích byly v kabelovodu umístěny kabelové šachty pro možnost budoucího průtahu resp. křížení kabelových vedení. Na vršek kabelovodů byly betonovány chodníky.
Ve středové části příčného řezu dálničního tunelu se betonovaly spádové vrstvy pro usměrnění odtoku vody do drenáže vozovkové pláně. Nad spádové betony byla položena první z vrstev vozovkového souvrství – štěrkodrť. Vzápětí byla položena vrstva kameniva zpevněné cementem. Kryt vozovky je z cemento-betonu. Jeho pokládka byla provedena finišerem Wirtgen (obr. 9). Krátce po pokládce se vrchní vrstva vymetla a později byl kryt nařezán podle předepsaného spárořezu, spáry vyplněny těsnícími profily nebo zatmeleny.
Technologická část tunelu
V závěru roku 2020 byl tunel stavebně připraven pro instalaci veškerých provozních technologií. Pro dodržení časového harmonogramu stavby se práce stavební a technologické časově překrývaly a bylo využíváno dílčích přejímek stavebních úseků pro montáž technologií. Ty byly zahájeny taháním kabelových vedení. Následně byly do tunelových propojek a provozně technologických objektů instalovány elektrické rozvaděče a ovládací zařízení. V poslední fázi pak byla montována samotná zařízení – větrání, osvětlení tunelu, proměnlivé dopravní značení, komunikační zařízení, zabezpečení tunelu aj. Technologie byla dokončena v první polovině roku 2021, kdy byly zahájeny funkční zkoušky veškerých provozních celků.
Stavební práce v tomto období probíhaly především na obou portálech tunelů (obr. 10). Levou stranu terénu (při pohledu ve směru jízdy) zdobí monolitická stěna z pohledového betonu se vzorem strukturované matrice imitující kamenné zdivo. Na pravé straně je budova provozně technologického objektu, která je stejně jako hloubené úseky tunelů přesypána portálovým svahem. Čelní stěna portálu je tvořena gabiony.
ZÁVĚR
Divize 5 firmy Metrostavu a.s. realizovala na Slovensku již třetí tunelovou stavbu v uplynulém období. Podobně jako na tunelu Žilina a Poľana, také na tunelu Prešov předvedli její zaměstnanci vysokou profesionalitu své práce. Věříme, že tunel (obr. 11), potažmo celý úsek západního obchvatu města Prešov bude sloužit motoristům a dojde k očekávanému snížení intenzity dopravy v samotném městě. Zároveň věříme, že v blízké budoucnosti nastanou další příležitosti realizací tunelových staveb, které mají pro dopravu 21. století nesporný význam.
Ing. Jiří Břichňáč
Ing. Petr Hybský
Metrostav, a.s., divize 5
POUŽITÁ LITERATURA:
[1] Diaľnica D1 Prešov západ – Prešov juh, Dokumentácia na realizáciu stavby, Sprievodná správa – Ing. Juhás Branislav, 2014
[2] Výstavba tunelu Prešov, článek časopisu Inženierske stavby – Ing. Petr Hybský, 2019
[3] Realizace sekundárního ostění tunelu Prešov, článek časopisu Tunel – Ing. Jiří Břichňáč, Ing. Petr Hybský, 2020
