Tunel Čebrať v rámci budované dálnice D1 na Slovensku v úseku Hubová – Ivachnová

Společnost OHL ŽS, a. s. realizuje jako vedoucí účastník sdružení se společností VÁHOSTAV-SK, a. s. téměř 15 km dálnice D1 na Slovensku v úseku Hubová – Ivachnová. Dálnice D1 je důležitou dopravní spojnicí od Bratislavy údolím Váhu do oblasti Vysokých Tater a dále přes Prešov a Košice do nejvýchodnější části Slovenska. Předmětný úsek dálnice navazuje na připravovaný úsek Turany – Hubová na západní straně a připojuje se na již provozovaný úsek při odpočívadle Ivachnová na východní straně. V současnosti je celá doprava vedena po silnici I/18, která svojí kapacitou, technickými parametry a stavem v některých úsecích současnému dopravnímu zatížení cesty nevyhovuje a navíc prochází intravilánem města Ružomberok. Stavba je realizována podle smluvních podmínek FIDIC – žlutá kniha. Tento článek popisuje zásadní změnu stavby v průběhu výstavby spočívající v úpravě trasování cca 5 km dálnice včetně tunelu Čebrať, kterému se věnuje podrobněji.

ZMĚNA TRASOVÁNÍ A TECHNICKÉHO ŘEŠENÍ ČÁSTI TRASY DÁLNICE

Před zahájením výstavby se v úseku km 2,0 – 4,0 (staničení dálnice je od západu na východ) projevily nepředvídatelné fyzikální podmínky z hlediska stability území. V době vypracování projektu pro stavební povolení nebyla k dispozici inklinometrická měření aktivity sesuvů. Aktivita území byla hodnocena pouze na základě morfologických (terénních) projevů. Proto se většina sesuvů hodnotila jako potenciálně aktivní až stabilizované, jen ojediněle jako aktivní. Tomu bylo přizpůsobeno tehdejší projekční řešení, které v problematickém úseku původní trasy uvažovalo s hlubokými zářezy. Stabilizační řešení těchto zářezů počítalo s potenciální smykovou plochou v hloubce do 9 m. Na základě výstupů geotechnického monitoringu byly v tomto úseku realizovány doplňující monitorovací inklinometrické vrty do hloubky 45 – 50 m, které dokumentovaly poruchové zóny v hloubkách 35 – 43 m. Po vyhodnocení průzkumných vrtů a inklinometrických měření bylo toto území vyhodnoceno jako sesuvné s výraznou aktivitou již před samotnou výstavbou. Původní řešení se z hlediska stability ukázalo jako nedostatečné a bylo nutné jej přehodnotit.

V rámci koncepční studie bylo navrženo nové řešení v původní trase pomocí pilotové stěny kotvené ve třech úrovních. Hlavním principem stabilizace svahu byl velmi náročný systém pro trvalé snížení hladiny podzemní vody pomocí masivních šachet a studní. Šachty byly navrženy do hloubky až 60 m kotvených horninovými kotvami dl. 50 – 100 m. Odvedení vody by bylo realizováno čerpáním vody ze studní, které by musely být trvale přístupné a monitorované. Toto řešení současně s rizikem funkčnosti a bezpečnosti během provozu dálnice přináší i vysoké trvalé provozní náklady. Závěry geotechnického monitoringu, studií a posudků, které zhodnotily reálný stav inženýrskogeologických podmínek a řešení trasy s realizováním zářezů v tomto území jednoznačně doporučily opustit území a hledat alternativní trasu.

Pro posouzení horninového prostředí a hledání vhodnějšího vedení nové trasy byly vypracovány doplňující studie na základě geofyzikálních měření. Geofyzikální profily byly situovány ve svahu nad původní trasou dálnice. Na základě georadarových měření bylo prokázáno, že horninové prostředí se severně od původní trasy s postupující hloubkou jeví jako stabilní. Na základě získaných zpřesňujících informací o aktivitě a rozsahu sesuvů bylo rozhodnuto o posunutí trasy severněji (a současném zapuštění do masivu). Jedním z důsledků nového řešení bylo prodloužení původního tunelu Čebrať délky 2 000 m až na délku 3 600 m a nalezení nové polohy západního portálu. Velká část trasy se dostala mimo stávající trvalé zábory stavby. Při této alternativě se nepředpokládají nepříznivé dopady na životní prostředí, jelikož je změna trasy z větší části situována v podzemí. Ve prospěch změny trasy hovořilo zejména bezpečné standardní řešení, jednoznačněji definovaná doba výstavby a méně riziková údržba a provoz během životnosti stavby. Posouzení nové trasy dálnice z hlediska širších vztahů bylo řešeno v multikriteriální analýze, která zhodnotila původní a novou trasu dálnice komplexně z několika hledisek – technického, ekonomického, dopravního a environmentálního, dále doby výstavby, vlivů na obyvatelstvo a z hlediska rizik projektu. Nová trasa dálnice dosáhla nejlepšího hodnocení ve všech hodnotících kritériích.

STRUČNÝ POPIS NÁVRHU TUNELU ČEBRAŤ V PRODLOUŽENÉ VARIANTĚ

Tunel Čebrať dl. 3 600 m je navržen jako dálniční dvourourový tunel kategorie 2T-7,5 s jednosměrným provozem a návrhovou rychlostí 100 km/h. Východní portál tunelu, jehož stavební jáma byla vybudována již v roce 2014 a byly z ní vyraženy úvodní metry tunelu v původní trase, zůstává nezměněn. Směrem k západnímu portálu proti směru staničení se trasa tunelu odklání severně, aby se vyhnula sesuvným územím. Současně se příznivě mění i niveleta změněného úseku trasy a tunelu, čímž se snižuje celkové převýšení dálnice. V každé tunelové rouře jsou navrženy po max 750 m čtyři jednostranné nouzové zálivy délky 50 m vybaveny vodicím tlumičem nárazu. Tunelové roury jsou propojeny příčnými propojkami – z jednostranných zálivů průjezdnými pro obslužné a záchranné vozy a dále propojeními průchozími po max 250 m pro možnost úniku osob do druhé tunelové trouby. V některých průchozích propojkách budou vybudovány technologické prostory. Větrání tunelu je navrženo podélné s ventilátory zavěšenými ve dvojicích pod klenbou. Odvodnění horninové vody je navrženo bočními průběžnými drenážemi s čistícími výklenky a napojením na hlavní odvodnění tunelu. Potrubí hlavního odvodnění horninové vody je umístěno pod levým jízdním pruhem ve směru jízdy. Odvodnění vozovky je navrženo štěrbinovými žlaby, které jsou na portálech zaústěny do kanalizace dálnice.

Konstrukce ražených částí tunelu je tvořena dvouvrstvým ostěním. Primární ostění dimenzované odlišně pro každou vystrojovací třídu (VT) je tvořeno kombinací stříkaného betonu tl. 150 – 300 mm, výztužných sítí, svorníků a příhradových ocelových oblouků. Sekundární ostění s minimální tloušťkou 300 mm je navrženo z monolitického železobetonu. Bude budováno v blocích základní délky 12,5 m do ocelového posuvného bednění. Ochrana proti podzemní vodě bude zajištěna otevřeným (deštníkovým) systémem plošné fóliové hydroizolace zaústěné do podélných drenážních potrubí. V chodnících v tunelu šířky 1,0 m budou uloženy kabelové trasy technologického vybavení tunelu a požární vodovod. Vozovka je navržena z cementobetonového krytu po celé délce tunelu.

Ražení tunelu probíhá cyklickým způsobem s horizontálním členěním výrubu na kalotu, jádro a případně spodní klenbu podle zásad Nové rakouské tunelovací metody (NRTM). Na základě realizovaného inženýrskogeologického průzkumu byla zpracována prognóza geotechnického zhodnocení horninového masivu s geotechnickými parametry a rozdělením na horninové typy. K předmětným předpokládaným typům horninového prostředí jsou navrženy odpovídající vystrojovací třídy ražení včetně řešení přechodu přes poruchové zóny. Reálné nasazení VT během ražby a jejich modifikace bude probíhat na základě skutečně zastižených geologických podmínek a výsledků měření deformací. Na základě požadavků závěrů EIA je třeba během ražby monitorovat vodní zdroje a přijímat opatření ke snížení přítoků horninové vody do tunelu tak, aby nebyla významně snížena vydatnost vodních zdrojů.

Rozsah přijatých změn si vyžádal nové hodnocení vlivu stavby na životní prostředí (EIA), které bylo ukončeno 26. 7. 2018 vydáním závěrečného stanoviska. Nyní probíhá proces územního a stavebního řízení, jehož ukončení se předpokládá v polovině roku 2020. Stavební práce na ražbě tunelu byly z výše uvedených důvodu přerušeny na více než 3 roky (od 16. 2. 2015 do 26. 7. 2018). Aktuálně se v rámci geologické úlohy realizuje ražba průzkumného díla v nové trase severní (STR) a jižní (JTR) tunelové trouby tunelu od východního portálu. Příčný řez průzkumného díla je z důvodu racionálnosti výstavby totožný s příčným řezem tunelu. Ražba probíhá ve VT 4/2 ve slinitých tektonicky porušených vápencích zpevněných kalcitovou mineralizací, které jsou málo propustné a zatím bez přítoků vody. Primární ostění ve VT 4/2 tvoří stříkaný beton C 20/25 tl. 150 mm s 1 vrstvou KARI sítě ∅ 6/150 × ∅ 6/150 mm při vnějším povrchu, příhradový nosník a kotvy swellex délky 4 m. Konvergenční profily vykazují ustálené deformace do cca 20 mm.

Dosahovaný postup ražby je v průměru 2 cykly za den, tj cca 120 – 130 m/měs. v každé tunelové rouře. K 28. 2. 2019 bylo vyraženo od východního portálu v kalotě v JTR 1 044 m a v STR 1 004 m. Vyrubaný materiál z tunelu se využívá na budování tělesa dálnice. Náročnější geologie včetně přítoků horninové vody do tunelu se očekává v úseku blíže k západnímu portálu.

Potřeba změny trasy vyplynula z extrémně náročných geologických a hydrogeologických poměrů v původní trase dálnice identifikovaných až v průběhu výstavby. Realizace podle původního návrhu by kromě vysokých stavebních nákladů na stabilizaci sesuvných oblastí a rizikovosti technického řešení při stavbě i provozování díla přinesla radikální snížení hladiny podzemní vody v předmětné oblasti a měla negativní vliv na lesní a luční biotopy dotčeného území i na zdroje podzemních vod. Navržená změna technického řešení je příznivější z hlediska bezpečnosti dopravy, zmenšuje potřebu trvalých záborů půdy, snižuje hlukovou a emisní zátěž na obyvatele a přispěje k celkovému zlepšení kvality životního prostředí v obci a okolí.

Tato stavba potvrzuje důležitost realizace kvalitního inženýrskogeologického průzkumu při přípravě stavby a následného geotechnického monitoringu, který musí probíhat po celou dobu přípravy a výstavby. Neméně důležitý je aktivní a profesionální přístup všech zúčastněných stran a komunikace s veřejností. Pokud bude vše pokračovat podle nastaveného harmonogramu, měla by být stavba dokončena do 06/2022.