TUNEL HNĚVKOVSKÝ I.

Základní údaje

Region Olomoucký kraj
Objem stavebních prací ražené objekty 14 100 m³ (vyrubaný prostor)
Objem stavebních prací hloubené objekty 5 850 m³ (obestavěný prostor)
Celková délka tunelu 180,0 m
Plocha výrubu 102,0 až 117,0 m²
Délka tunelových pásů 10 m kromě portálových pásů
Počet tunelových pásů 18
Maximální výška nadloží 12,0 m

Úvod

Tunel Hněvkovský I. patří do nově optimalizovaného traťového úseku Zábřeh na Moravě – Krasíkov. Stávající trasa se přimyká údolí Moravské sázavy a je vedena v zářezu. Napřímením trati z důvodu zlepšení jejích parametrů a zvýšení přepravní rychlosti došlo k posunu do úpatí vrchu Plechovec a nutnosti vést trasu v tunelu. Z celkové délky tunelu 180 m tvoří 48 m hloubené příportálové úseky prováděné v otevřené stavební jámě, zbývajících 132 m raženého úseku tunelu bylo prováděno pomocí NRTM. Tunel leží ve směrovém oblouku o poloměru 754 m a výškovém obloku o poloměru 11 000 m. Navržený podélný sklon trati 0,24 ‰ - 0.89 ‰ výhodný z hlediska nízké energetické náročnosti při přepravě výrazně komplikuje situaci z hlediska odvodnění tunelu jak během výstavby, tak zejména během celé doby jeho provozování. Vzhledem k malé výšce nadloží a očekávaným geotechnikám podmínkám je tunel v celé délce navržen se spodní klenbou.
V celé délce raženého úseku byl tunel prováděného s extrémně nízkým nadložím, je­hož výška se pohybovala v rozmezí od 6 do 12 m. V nadloží tunelu se nachází pouze louky a pastviny, takže návrh technologického postupu výstavby nebyl limitován požadavky na omezení deformací povrchu území. V místě, kde nadloží kleslo pod 6 m navrhl projektant ražbu pod zastropením klenbovou železobetonovou konstrukcí betonovanou na upravený povrch výkopu stavební jámy. Pro předpokládané geotechnické podmínky byly stanoveny 2 základní technologické třídy výrubu NRTM (TV-IV. a TV-V.). Ražba začala od východního portálu v délce 36 m pod ochranou klenbové konstrukce želvy. Odtěžování jádra pod želvou odpovídalo postupům definovaným v tech­nologické třídě výrubu V. a pobíhalo podle zásad NRTM se zajišťováním líce výrubu stříkaným betonem se sítí a kotvami. Vzhledem k zastiženým inženýrskogeologickým poměrům nebylo možné provádět rozpojování hornin bez použití trhacích prací.

Inženýrsko-geologické poměry

Trasa tunelu prochází pod jižním výběžkem vrchu Plechovec. Nadmořská výška povrchu terénu v trase tunelu kolísá od 298 m n. m. do 325 m n.m. Horninový masiv tvoří protero­zoické metamorfované horniny zábřežského krystalinika. Z petrografického hlediska se v horninovém masivu vyskytují kvarcitické ruly, pararuly a fylity. Horniny v oblasti ovlivněné ražbou jsou z větší části navětralé, pouze při povrchu a v okolí tektonických linií místy mírně zvětralé. Puk­liny nepravidelně a všesměrně rozpukaného masivu jsou převážně sevřené.
Z hydrogeologického hlediska patří zábřežské krystalinikum k jednotkám s puklinovými vodami velmi malých vydatností. Již poměrně mělce pod povrchem jsou pukliny sevřené a prakticky nepropustné. Výjimku tvoří pouze tektonicky porušené zóny. Významnější pří­toky do tunelu lze při ražbě očekávat pouze v oblastech rozsáhlejšího tektonického poru­šení horninového masívu a v příportálových úsecích, kde vydatnost přítoků přímo závisí na množství atmosférických srážek.

Hloubené úseky tunelu

Rozsah hloubených úseků tunelu prováděných v otevřené stavební jámě je omezen v případě západního portálu na 38 m, na východním portále pouze na délku portálového bloku, tj. na 12 m. Stabilitu svahů stavební jámy zajišťuje kromě vhodného sklonu stříkaný beton vyztužený sítí a kotvy délky 4 až 6 m. Horní etáže jámy , které nebudou zpětně zasypané jsou prováděny pouze svahováním bez další úpravy líce svahu. Jedná se zejména o stavební jámu západního portálu, jejíž hloubka a délka neumožňuje provést zpětný zásyp do původního tvaru terénu. Zpětně nasypaný portálový svah zajišťují gabionové zdi.
Aby mohl dodavatel pro betonáž hloubeného úseku na západním portále použít bednící vůz z ražené části tunelu a nemusel provádět speciální úpravy pro upevnění inverzního bednění vnějšího líce ostění, postavil v délce hloubeného úseku tzv. „falešné primární ostění“. Jedná se o konstrukci vytvořenou z rámů, sítí a stříkaného betonu, která slouží jako bednění. Po ustavení bednicího vozu lze provádět betonáž stejně, jako v případě raženého úseku tunelu. Výhodou je použití stejného technologického postupu prací jak pro betonáž ostění, tak pro instalaci mezilehlé fóliové izolace. Stříkaný beton tvoří zároveň nosnou i ochrannou vrstvu izolace. Konstrukce je po provedení definitivního ostění zpětně zasypaná vytěženým materiálem.

Ražené úseky tunelu

Primární ostění tvoří stříkaný beton se sítí, příhra­dovými nosníky a kotvami. Profil tunelu je horizontálně členěn na kalotu, já­dro a počvu. V podélném směru vzdálenost jednotlivých čeleb závisí na zastižených geo­technických pod­mínkách a je určena technologickou třídou výrubu. Ražba probíhala od východního směrem k západnímu portálu. Z hlediska odvodnění po dobu výstavby bylo nutno zři­zovat pracovní jímky a vodu čerpat do usazovací jímky před ra­ženým portálem tunelu. Prakticky nulový po­délný sklon tunelu neumožňoval odvádět vodu samospádem. Jednalo se zpravidla o vodu technologickou, zejména z vrtání kotev a vrtů pro provádění trhacích prácí. Lokálně docházelo k průsakům podzemní a srážkové vody z povrchu území. V technologické třídě výrubu V. zvyšoval stabilitu přístropí deštník z „jehel“ prováděných z betonářské oceli Ø 25 mm délky 4 m, osazovaných do vrtů s roztečí 400 mm v každém druhém záběru. Navržené opatření rovněž snižovalo mož­nost vzniku nadvýrubů a tím i spotřebu stříkaného betonu na jejich vy­plnění. Stabilita líce výrubu hrála při ražbě s nízkým nadložím zásadní roli, neboť při větším nekontrolovaném nadvýrubu mohlo dojít až k prolomení nadloží. Třída výrubu IV. byla určena do střední části tunelu, tj. do oblasti s relativně vyšším nadložím, které však nepřesahovalo 12 m. Tloušťka primárního ostění ze stříkaného betonu C25/30 se pohybuje v závislosti na tech­nolo­gické třídě výrubu NRTM od 200 mm do 250 mm.

Hydroizolace, definitivní ostění

Hydrogeolo­gické poměry zájmového území umožňují zajistit požadovanou třídu vodotěsnosti sys­témem „deštník“ a mezilehlá plášťová izolace je proto navržena pouze v oblasti horní klenby tunelu. Voda je sváděna k opěří a dále pomocí podélné tunelové drenáže k por­tálu, kde je zaústěna do odvodnění trati. Z hlediska sklonových poměrů klesá trať ve směru stani­čení spádem 0,24‰ až 0,89 ‰. Nedostatečný podélný sklon tunelu neumožňuje odvádění vody k portálu průběžnou podél­nou drenáží a situace je v případě boční drenáže řešena po­délným "zazubením" se sklonem větším, než sklon tratě. Omezené prostorové možnosti za rubem de­finitivního ostění v ob­lasti patek umožňují návrh mini­málního sklonu drenáže 3 ‰ pouze na vzdálenost max. 24 m. To vedlo ke zdvojnásobení počtu šachet na čištění drenáže, které jsou umís­těny jak v každém záchranném vý­klenku, tak i v prostoru kolejiště v ose tunelu. V místě šachet je voda svedena příčnou drenáží do střední tunelové stoky, jejíž sklon je větší, než sklone tratě a v podélném směru dochází k je­jímu zahloubení až na úroveň spodní klenby tunelu. Nedostatečný sklon značně komplikuje situaci při odvod­nění tunelu a zvyšuje při výstavbě nároky přesnost prová­dění bočních tunelových drenáží. Po celou dobu životnosti tunelu pak vyžaduje důsledné pravidelné čištění, neboť lze vzhledem ke složitosti odvodňovacího systému očekávat zvýšené riziko sedimentace vyplavovaných jemných částic horniny v potrubí. Navržené řešení bylo možné realizovat jen vzhledem malé délce tunelu, neboť v případě delšího tunelu by již zahloubení střední tunelové drenáže zasahovalo do konstrukce spodní klenby.

Definitivní ostění ražených úseků z betonu C25/30 má minimální tloušťku ve vrcholu klenby 350 mm. Směrem k opěří se tloušťka zvětšuje až na cca 600 mm. Ostění hloube­ného tunelu (portálových pásů) minimální tloušťky 600 mm tvoří železobetonová kon­strukce z betonu C25/30 odolného proti průsakům vody. Betonáž konstrukce definitivního ostění probíhala po blocích délky 10 m do bednícího vozu. Stabilitu střední části tunelu Malá Huba, ražené v technologické třídě výrubu III. A IV., zajišťuje klenba definitivního ostění založená na patkách. V ostatních částech tunelu je navrženo a provedeno ostění se spodní klenbou. V ražené části tunelu spojuje horní klenbu a spodní klenbu (resp. patky) kloubový styk. Portálové pásy tvoří rá­mová konstrukce s vetknutím horní a spodní klenby, která lépe přenáší nesymetrické zatí­žení zpětným zásypem.