10.7.2009 | Ing. Ota Jandejsek, Ing. Václav Veselý, Ing. Jiří Mára
Tunel Jablunkov - zhodnocení geotechnických rizik přestavby železničního tunelu, část I.
Do stavby „ Optimalizace trati státní hranice SR – Mosty u Jablunkova – Bystřice nad Olší“ spadá i stavební objekt přestavby tunelu Jablunkov. Jablunkovským průsmykem byly na konci 19., resp. začátku 20. století vyraženy dva jednokolejné tunely, které jsou v dnešní době na konci svých životností. V rámci rekonstrukce III. železničního koridoru se proto přistoupilo k přestrojení mladšího tunelu na dvojkolejný v parametrech, které odpovídají aktuálním normám. Geologická stavba území Geologicky se širší okolí nachází ve Vnějších Západních Karpatech tvořenými převážně sedimenty flyšového charakteru (střídání jílovců, prachovců, pískovců a slepenců), které jsou zastoupeny slezskou a račanskou jednotkou. Obě tyto jednotky tvoří samostatné příkrovy nasunuté přes sebe tzv. magurským nasunutím. Linie magurského nasunutí probíhá na východním úbočí Jablunkovského průsmyku (podél nového silničního tahu E 75, Jablunkov – Čadca). Složitá příkrovová stavba je doprovázena zlomovou tektonikou. Z inženýrsko-geologického hlediska je flyšový komplex typickým sesuvným územím. Vlastní trasa tunelu se nachází ve svrchní části slezské jednotky paleogenního stáří (30 – 45 mil. let), tvořené převážně jílovci s rohovcovitými a pískovcovitými polohami (menilitové souvrství). Tunely jsou raženy v nejméně příznivých geologických podmínkách, v souvrství drobně cyklického flyše, s převahou vápnitých jílovců, s velmi nízkou až extrémně nízkou pevností (dle ČSN 73 1001 třídy R5-R6). Současnou ražbou byly zastiženy laminované tmavošedé jílovce, drobně provrásněné, částečně zbřidličnatělé až podrcené. Jílovce obsahují tenké, nepravidelné vložky prachovců až pískovců (mocnost do 5 cm). Převažuje vrstevnatost se středním úklonem k jihovýchodu, břidličnatost je strmého úklonu s převládajícím směrem východ – západ. Jílovce jsou silně zvětralé s převládající pevností R6, směrem do nadloží přecházejí do pevného jílu (F8). Po natěžení se hornina rozpadá na nesoudržnou zeminu. Přítoky vody nebyly zjištěny, výrub je suchý až vlhký. Počtem bodů QTS (< 30 bodů) spadá ražba do technologické třídy NRTM 5a. Diskontinuity (vrstevnatost) je třeba hodnotit jako nepříznivé (dle Bieniawski). Popis stavby Přestrojení resp. rekonstrukci tunelu Jablunkov, jak se často uvádí, je třeba chápat jako ražbu nového podzemního díla, kdy z kamenného ostění původního tunelu (1917) je zachována jen část pravého opěří (v pohledu směru ražby, resp. staničení). Nový tunel je budován pomocí NRTM a je situován do meziprostoru historických objektů. Jeho celková délku bude 612 m, z toho 564 m ražených. Hloubené úseky náleží portálovým objektům (P1 - vjezdový, P2 - výjezdový). Po zprovoznění jedné koleje v novém tunelu bude proražena úniková propojka do staršího tunelu (1871), který bude z poloviny sloužit jako úniková štola, druhá jeho část bude zasypána.Geotechnická rizika stavby Portály tunelu V důsledku velmi náročných inženýrsko-geologických a hydrologických poměrů zájmového území je stavba provázena řadou komplikací již od svého počátku. V první fázi realizovaná portálová jáma P1 musela být přeprojektována za účelem vyřešení stability jejích svahů. Původní projekt zajištění svahů počítal se zeminovými hřebíky a nástřikem betonu s dvěma vrstvami KARI sítě. Toto zajištění se však ukázalo jako nedostatečné a bylo rozšířeno o 2 resp. 3 řady ocelových převázek kotvených pomocí lanových kotev. Trend mírného uklidnění deformací, který poté nastal, byl zlomen v momentě zahájení ražby kaloty tunelu. Pravidelný monitoring objektu v podobě geodetického měření přinášel alarmující výsledky. Vyvrcholením byl vznik celého systému trhlin v betonovém nástřiku svahů, kdy rozevření některých trhlin dosáhlo centimetrových hodnot. Projektant stavby se, po přepočtu na základě upřesněných parametrů IG prostředí, rozhodl realizovat tzv. „falešný primár“. 12 m dlouhá konstrukce přiléhající k čelu portálu byla zhotovena podobnou cestou jako primární ostění v tunelu, tj. ocelové příhradové ramenáty o rozteči 1m, 2x KARI síť a jako pomocný prvek pro aplikaci stříkaných betonů jemné ocelové pletivo. Mocnost betonové skořepiny činní 500 mm. Příčný profil této konstrukce odpovídá kalotě tunelu a bude sloužit jako ztracené bednění pro definitivní ostění tunelového pásu č. 1. Jeho hlavní funkce však byla splněna krátce po jeho realizace. Konstrukce falešného primárního ostění svou prostorovou tuhostí a hmotností vnesla požadovaný deformační klid do portálu P1.V důsledku výše popsaných komplikací na portálu P1 investor stavby, na žádost projektanta, rozhodl nechat provést doplňkový průzkumný inženýrsko-geologický vrt v prostoru portálu P2. Z vrtného jádra byla odebrána série laboratorních vzorků, z kterých byly upřesněny parametry zemin (c, φ, Edef). Projektant stavby následně provedl statický přepočet konstrukce tzv. želvy, pomocí které měl být portál P2realizován. Z prezentovaných výsledků bylo zřejmé, že takto navržená konstrukce nemůže v daných podmínkách obstát. Z předložených návrhů tak vykrystalizovala dnešní podoba záporových stěn se 4 resp. 5 řadami ocelových převázek kotvených pomocí soustavy lanových kotev. Tato, na první pohled masivní, konstrukce nese hlavní zásluhu na faktu, že ke konci roku 2008, kdy byl portál P2 vyhlouben téměř na svou definitivní hloubku (~14 m), deformace záporových stěn dosáhly přijatelných hodnot.
obr. 1 Historické tunely, 1871- vlevo, 1917- vpravo, místo portálu P1
obr. 2 Portál P1 s konstrukcí „falešného primáru“
obr. 3 Portál P2 není k dispozici
|