TUNEL MALÁ HUBA

Základní údaje

Region Pardubický kraj
Objem stavebních prací ražené objekty 32 400 m³ (vyrubaný prostor)
hloubené objekty 2 808 m³ (obestavěný prostor)
Celková délka tunelu 324,0 m
Plocha výrubu 102,0 až 117,0 m²
Délka tunelových pásů 10 m kromě portálových pásů
Počet tunelových pásů 32
Maximální výška nadloží 40,0 m

Úvod

Optimalizace traťového úseku Zábřeh na Moravě – Krasíkov, na kterém se dvoukolejný železniční tunel Hněvkovský I. nachází, patří ke stavbám budovaným v rámci modernizace železničních koridorů České republiky. Trasa tunelu prochází pod severním výběžkem vrchu Malá Huba s nadmořskou výškou 415 m. n.m. Terénní elevace představuje součást čle­nité Zábřežské vrchoviny, kterou v těchto mís­tech ze severu ohraničuje průlomové údolí řeky Moravská Sázava. Patu skal­ního výběžku řeka obtéká ze tří světových stran - západu, severu a východu. Údolní niva leží v nadmořské výšce 316 až 317 m n.m. Stávající trať sleduje z větší části údolí řeky a neumožňuje dosahovat požadovanou přepravní rychlost. Nové vedení trasy v tunelu zlepšuje jízdní parametry přípojné větve II. železničního koridoru. Tunel leží ve směrovém oblouku o poloměru 850 m v podélném sklonu 4,2 ‰. Vzdálenost os kolejí činí 4 m. Vzhledem k návrhové rychlosti 160 km/h a malému poloměru směrového oblouku bylo nutno provést rozšíření profilu . Minimalizace plochy příčného řezu tunelu bylo docíleno odsazením osy tunelu od osy kolejí o 160 mm. Celkovou délku tunelu 324 m tvoří dva portálové hloubené úseky délky 2x12 m a úsek ražený NRTM délky 300 m. Výška nadloží se pohybuje od 6 m do max. 40 m. Část raženého úseku v místě nízkého nadloží je prováděna pod ochranou železobetonové klenbové stropní konstrukce, které se podle charakteristického tvaru krunýře říká želva. Západní portálový svah spadá přímo do koryta řeky a tunel v tomto místě přechází přímo na most. To komplikovalo dodavatelské firmě situaci jak při otevíraní stavební jámy, tak při hledání přístupových staveništních komunikací.

Inženýrsko-geologické poměry

Horninový masív tvoří trase tunelu proterozoické metamorfované horniny zábřežského krystalinika zastoupené převážně fylity. Z petrografického hlediska se v masivu kromě fylitů vyskytují i svory, metadroby, metaprachovce a metapelity. Převa­žující muskoviticko-biotitické fylity lze na lokalitě zastihnout v různých odstínech šedé až šedo­zelené barvy. Horniny mají vyvinutou výraznou foliaci. Směr a sklon foliačních ploch se však často mění, což je způsobeno provrásněním hornin. Vzdálenost foliačních ploch se mění od 3 mm až do 10 mm. Horniny jsou nepravidelně a vše­směrně rozpukané, pukliny jsou pře­vážně sevřené, často vyplněné oxidy železa. V okolí některých tektonických poruch jsou horniny porušené až podrcené, v ojedinělých poru­chách byly dokumentovány i polohy tektonického jílu mocnosti až 0,4 m. Z hlediska pev­nosti převažují v masívu horniny se střední až vysokou pevností třídy R3 a R2. V jejich nadloží, v zóně silně zvětralých, silně rozpukaných a rozvolněných hornin pak převažují horniny s velmi nízkou až nízkou pevností třídy R5–R4. Obecně lze horninový masív v trase tunelu hodnotit podle stupně zvětrání jako navětralý až zdravý a v blízkosti východního portálu na­větralý až slabě zvět­ralý. Směrem k východnímu portálu se v nadloží metamorfovaných hornin zachoval relikt křídových sedimentů v podobě písčitých slínovců, které nezasahovaly do prostoru ražby.

Hloubené úseky tunelu

Při trasování nové stopy železnice nebylo z prostorových důvodů možné optimalizovat polohu portálů a trasa vchází do hory pod ostrým úhlem. U šikmého ve­dení trasy vzniká v případě hloubených úseků problém nesy­metric­kého zatížení ostění, které nepříznivě ovlivňuje průběhy sta­tických veličin, zvyšuje nároky na dimenze ostění a tím i celkovou cenu díla. Rozsah hloube­ných úseků limituje ta­ková výška nadloží, která zajišťuje možnost vy­tvoření dostatečně únosného horninového prs­tence v okolí vý­rubu. Zatímco západní portálový svah prudce stoupá a výška nadloží rychle narůstá, východní portálový svah pozvolna přechází do údolní nivy Moravské Sázavy. Tomu odpovídá i řešení stavebních jam hloubených úseků tunelu. Hloubený úsek u západního portálu tvoří pouze jeden blok betonáže ostění délky 12 m. Stavební jáma je krátká, ale dosahuje značné hloubky, což komplikuje provádění zpětných zásypů. Proto jsou do zásypového tělesa zakomponovány gabionové zdi, které vyztužují patu zásypu, zpevňují jeho líc a dobře zapadají do rázu krajiny. Na východním portále nutil reliéf terénu řešit zcela opačný problém. Pozvolný nárůst nadloží i nepříznivý úhel vedení trasy vzhledem k portálovému svahu znamenal provedení zemních prací značného rozsahu. Pro jejich omezení byla použita již zmiňovaná metoda želva. Výkop byl proveden pouze do úrovně patek želvy a po betonáži konstrukce došlo k jejímu zpětnému zasypání vytěženým materiálem. Jedná se o kombinovanou metodu hloubení a ražení tunelu pod zastropením. Hloubený úsek tunelu prováděný v otevřené stavební jámě tvoří stejně jako v případě západního portálu pouze portálový pas délky 12 m.

Ražené úseky tunelu

Po prostudování výsledků inženýrskogeologického průzkumu došlo k rozčlenění raženého úseku tunelu do tří technologických tříd výrubu NRTM a do úseku raženého pod želvou. Každá technologická třída výrubu přesně de­finovala způsob členění výrubu, délku záběru a způsob zajištění stability výrubu po dobu ražby. Délka úseku se stejnou technologickou tří­dou i jeho poloha závisí zejména na kva­litě horninového prostředí, výšce nadloží a vzdále­nosti od portálu. Předpokládaná dobrá kvalita hornino­vého prostředí umožňovala s výhodou použít hydraulicky upinatelné svorníky. Pouze v oblasti portálu v technologické třídě výrubu V. byla projektem navrženo zajištění výrubu kotvami typu SN délky 4 m osazovanými do vrtů s cementovou zálivkou, jejichž vlastnosti lépe vyhovují předpokládanému způsobu porušení. Tloušťka primárního ostění ze stříkaného betonu C25/30 se pohybuje v závislosti na tech­nolo­gické třídě výrubu NRTM od 150 mm do 250 mm. Ražba probíhala od východního portálu s tím, že na západním portále byl proveden zárodek kaloty a dále v kalotě vyražen krátký úsek tunelu, aby se prorážka uskutečnila v hoře. Upřesnění technologického postupu a způsobu zajištění výrubu prováděli přímo na stavbě odpovědní zástupci stran zúčastněných na výstavbě. Během výstavby došlo na základě vyhodnocení skutečně zastižených geotechnických podmínek k úpravě technologických tříd výrubu, resp. jednotlivých prvků zajištění stability výrubu. Jednalo se o zkrácení délky kotev nebo snížení tloušťky primárního ostění. Část úseku raženého v technologické třídě výrubu IV. původně navrženého se spodní klenbou nahradily úseky prováděné na patkách. Vzhledem k lokálním nestabilitám, způsobeným hustým provrásněním masivu a četnými tektonickými poruchami, došlo oproti očekávání k většímu nasazení jehlování v kalotě, a to i v technologické třídě výrubu III.

Hydroizolace a 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 pomocí podélné tunelové drenáže dále k por­tálu, kde je zaústěna do odvodnění trati.
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.

Vnitřní vybavení tunelu

K normou požadovaným bezpečnostním prvkům, které ovlivňují konstrukční řešení primárního a zejména definitivního ostění, patří záchranné výklenky umís­těné v rastru max. 24 m (v každém druhém tunelovém pásu). Vzhledem k délce monoliticky betonovaného tunelového pásu 10 m byla vzdálenost výklenků upravena na 20 m. V místě výklenků jsou situovány i další prvky vybavení tunelu. Jedná se zejména o kabelové šachty, šachty na čištění boční tunelové dre­náže, světelný a zásuvkový okruh, hydranty požárního vodo­vodu nebo body pro mě­ření účinků bludných proudů. Pro zvýšení bezpečnosti pracovníků provádějících kontrolu tunelu slouží kromě záchranných výklenků pevná pochozí stezka situovaná na obou stranách tunelu. Osoby v tunelu jsou během pochůzky vystaveny účin­kům pístového efektu projíždějícího vlaku. Nezbytnou oporu poskytuje v této situaci madlo upevněné k ostění ve výšce 1,1 m nad úrovní stezky. Pod úrovní stezky vedou ka­belové kanály a potrubí požárního vodovodu.