..: Tunel Chotýčany - varianty technického řešení a způsobu ražby :..

363.084-5, Tomice - Olbramovice, foto: Tomáš Kubovec Význam tranzitních železničních koridorů pro začlenění naší republiky do evropské dopravní infrastruktury je dnes již každému zřejmý a není třeba jej zvláště zdůrazňovat. Čtvrtý železniční koridor tvoří spolu se severní větví prvního koridoru severo-jižní dopravní osu a umožňuje propojit přes naše území Německo s Rakouskem. Na jedné trase se tak ocitnou tak významná města, jako jsou Berlín, Drážďany, Praha, České Budějovice a Linec. Po kompletním dokončení koridoru nabídne železnice velmi atraktivní ekologický a v porovnání se silniční dopravou i výrazně bezpečnější způsob osobní i nákladní dopravy. Např. cestovní doba z Prahy do Českých Budějovic poklesne z původních 2 h 30 min. na pouhé 2 h, v případě nasazení vozidel s naklápěcí technikou až na 1 h 30 min.

Koridor je zařazen mezi třicet prioritních projektů transevropské dopravní sítě TEN-T a na jeho výstavbu tak může Česká republika čerpat finanční zdroje Evropské Unie. Podle usnesení vlády ČR č. 885/2005 ze dne 13. 7. 2005 je termín dokončení modernizace IV. tranzitního železničního koridoru stanoven na konec roku 2016, i když se v současné době spekuluje u vybraných úseků o možnosti dodržení tohoto termínu.

451.025-1 , Říčany - Praha-Kolovraty, foto: Josef Petrák Trasa z Prahy na státní hranici ČR/Rakousko v celkové délce 187,3 km je rozdělena do 12 traťových úseků, které jsou postupně modernizovány. Rozdělit se dá na několik částí s odlišným pojetím. Úsek z Prahy do Benešova je tzv. optimalizován, úpravy až na výjimky neopouští původní těleso a ani traťová rychlost se zásadně nemění. Toto řešení je vyvoláno polohou trati ve složitém a hustě osídleném terénu, kde by přeložky jednak vyžadovaly demolice domů a jednak by trať oddálily od cestujících, kteří ji využívají k dojíždění do hlavního města v příměstském provozu. Ve výhledu se uvažuje, že dálková doprava bude vedena po nové vysokorychlostní trati s odbočkou právě do Benešova.

350.004-8, Sudoměřice u Tábora - Chotoviny, foto: Chary Úsek mezi Benešovem a Českými Budějovicemi je navržen k plnému zdvojkolejnění a výraznému zlepšení parametrů tratě s dosažením traťové rychlosti 160 km/h. Oproti 1. a 2. koridoru je navržena řada dlouhých přeložek tak, aby byla traťová rychlost využitelná do dostatečně dlouhých úsecích. K technicky i ekonomicky nejnáročnějšímu patří traťový úsek č. 4203 Nemanice – Ševětín, na kterém se nachází dva dlouhé tunely Hosínský (3 120 m) a Chotýčanský (4 810 m). Právě technické řešení delšího z obou tunelů, který je zároveň nejdelším projektovaným tunelem na IV. tranzitním koridoru, je předmětem tohoto článku.

Poslední úsek České Budějovice - Horní Dvořiště st.hr. ČR/Rakousko byl optimalizován ve své jednokolejné podobě.

V současné době jsou dokončeny úseky Praha - Benešov u Prahy, Tábor - Doubí u Tábora a České Budějovice - Horní Dvořiště, rozestavěné jsou úseky Benešov u Prahy - Votice a České Budějovice - Nemanice. Kromě úseku Nemanice - Ševětín jsou všechny ostatní části stabilizovány a je pro ně zpracován, nebo se právě zpracovává detailní projekt stavby.

Geotechnické poměry v trase tunelu

Zájmové území leží na rozhraní třeboňské a českobudějovické kotliny. Obě kotliny jsou charakteristické svým plochým pánevním reliéfem s nevýraznými elevacemi a terénními depresemi a od sebe je odděluje výrazná morfologická linie hřbetu krystalinických hornin označovaná jako Lišovský práh. Současnou modelaci značně ovlivnila složitá zlomová tektonika a dále sedimentace kvartérních, eolickodeluviálních, deluviálních a fluviálních sedimentů. Dnešní reliéf je výsledkem selektivní eroze a denudace. Povrch terénu se generelně svažuje v cca v první třetině směrem k západu až severozápadu směrem k údolí Vltavy. Zbývající část území má generelní sklon terénu směrem k jihovýchodu až východu, směrem k řece Lužnici.

Tunel Chotýčany se nachází pod plochým pánevním reliéfem s nevýraznými elevacemi východně od obce Dobřejovice. Trasa tunelu prochází metamorfovanými horninami moldanubika (jemnozrnnými až středně zrnitými pararulami místy lokálně zbřidličnatělými), hlubinnými vyvřelými horninami ševětínského granodioritu a při výjezdovém portálu mohou být v hloubené části tunelu zastiženy i silně zvodnělé jílovitopísčité a písčitojílovité sedimenty svrchní křídy a horniny klikovského souvrství. V oblasti vjezdového portálu je možno očekávat sedimenty, resp. poloskalní horniny mydlovarského souvrství (max. 3,0 m mocné písčité jíly až slabě stmelené písčité jílovce až jílovité pískovce). Tunel prochází severně nad obcí Chotýčany a končí jihovýchodně od obce Vitín. Výška nadloží nad TK se pohybuje od 15 do 77 m. Povrch území je v současnosti zemědělsky využíván a na části území jsou lesní porosty a louky.

Vedení trasy a vazba na objekty v nadloží

Traťový úsek Nemanice – Ševětín na severu navazuje na stavbu 4204/I Ševětín – Horusice a na jihu na stavbu 4202 České Budějovice – Nemanice. Trať je navrhována jako dvoukolejná s osovou vzdáleností 4 m a traťovou rychlostí 130 km/h až 160 km/h. Směrové i výškové vedení trasy umožňuje v budoucnu v některých úsecích případné zvýšení rychlosti až na 200 km/hod, což je na koridorových stavbách spíše nadstandardní řešení.

Zvláštní konstrukční řešení vyžaduje úsek v prostoru severního portálu v místě mimoúrovňového křížení tratě s dálnicí D3 v úseku Ševětín – Borek, který bude pravděpodobně realizován dříve, než železniční trať. Po dohodě se zástupci ŘSD ČR bude vybudován v předstihu před výstavbou železnice společně s plánovaným rozšířením dálnice speciální objekt, který umožní podchod železnice v místě rozšíření dálnice bez přerušení provozu. Půjde o speciální mostní konstrukci skrytou do násypového dálničního tělesa. Pod stávající provozovanou dálnicí však vzhledem k výškovému řešení obou tras v místě křížení nebude možné tunelem podejít bez přerušení provozu. Dálnici bude nutné při výstavbě tunelu svést na již podchycené těleso a po výstavbě a zasypání tunelu opět převést do původní stopy. Za křížením s dálnicí je tunel dále navržen v otevřené stavební jámě, neboť výška nadloží nedovoluje tunel razit.

Dvoukolejný tunel, nebo dva jednokolejné tunely?

Při návrhu tunelu v počátečních stupních projektové dokumentace je nutno vždy velmi pečlivě zvažovat koncepci technického řešení. V případě tunelu délky téměř 5 km se nabízí otázka, zda je výhodnějsí směrově rozdělená varianta dvou jednokolejných tunelů, nebo tunelu dvoukolejného pro vedení protisměrného provozu v jedné tunelové troubě. Při rozhodování nehraje roli pouze technicko ekonomické porovnání vlastních tunelů, ale i zohlednění investičních a provozních nákladů souvisejících objektů. Jedná se především o splnění požárně bezpečnostních požadavků z hlediska zajištění únikových cest, nástupních ploch jednotek integrovaného záchranného systému (IZS), příjezdových komunikací, zajištění zdroje vody pro hašení v případě požáru atd. Podrobnějšímu zpracování projektové dokumentace proto investor věnoval náležitou pozornost a předcházela mu studie variant pracovně označovaných jako „David“ a „Goliáš“. Varianta „David“ představovala technické řešení dvou jednokolejných tunelů a její jméno odpovídalo menší ploše výrubu. Varianta „Goliáš“ označovala dvoukolejný tunel s větší plochou výrubu. Vzorové řezy dvoukolejného tunelu se spodní klenbou a na patkách ukazují obrázky č. 1 a č. 2. Varianta „David“ se dále dělila podle způsobu ražby pomocí TBM a NRTM. Vzorové řezy pro obě varianty ukazují obrázky č. 3 a č. 4. V případě varianty „Goliáš“ se počítalo vzhledem k velikosti profilu tunelu pouze s konvenční ražbou. Dalším sledovaným parametrem, který počet variant dále zvyšoval, byla návrhová rychlost. Jak již bylo řečeno, stavebně umožňují některé úseky trati dosahovat rychlosti až 200 km/h. Tunely navržené na standardní rychlost 160 km/h by v trase představovaly prvek, který by do budoucna parametry tratě degradoval. Česká norma na projektování a provádění železničních tunelů sice hovoří o požadované životnosti tunelu 100 let, jedná se však pouze o životnost nevyměnitelných částí tunelu, nikoli o životnost „morální“, která by při návrhu technického řešení zohledňovala prognózu vývoje železniční dopravy i s ohledem na předpokládané návrhové rychlosti. Pístový efekt vlakových souprav a zvyšování tlaku vzduchu s narůstající rychlostí vede k nutnosti zvětšení světlého profilu tunelu. V této souvislosti byl proto v rámci studie zkoumán i vliv zvýšení rychlosti na 230 km/h na velikost příčného řezu tunelu, a to i s vědomím, že současný návrh zabezpečovacího zařízení tuto rychlost použít neumožňuje. 

Obr. 1 - vzorový příčný řez dvoukolejným tunelem se spodní klenbou, foto: Libor Mařík Obr. 2 - vzorový příčný řez dvoukolejným tunelem bez spodní klenby, foto: Libor Mařík Obr. 3 - vzorový příčný řez konvenčně raženým jednokolejným tunelem, foto: Libor Mařík Obr. 4 - vzorový příčný řez jednokolejným tunelem raženým pomocí TBM, foto: Libor Mařík

Studie variant se tím rozšířila na konečný počet 6. Jednalo se o varianty:

  1. David s ražbou NRTM a rychlostí do 230 km/h
  2. David s ražbou TBM a rychlostí do 230 km/h
  3. David s ražbou NRTM a rychlostí do 160 km/h
  4. David s ražbou TBM a rychlostí do 160 km/h
  5. Goliáš s ražbou NRTM a rychlostí do 230 km/h
  6. Goliáš s ražbou NRTM a rychlostí do 160 km/h

Příčný řez jednokolejným tunelem raženým pomocí TBM i NRTM určuje vzorový list Světlý tunelový průřez jednokolejného tunelu, který byl vypracován pro SŽDC v roce 2010 a splňuje všechny požadavky vyplývající z platných norem a předpisů. Jiná situace je v případě návrhu dvoukolejného tunelu, neboť stávající vzorový list byl zpracován pouze pro rychlost do 160 km/h, a to před uvedením v platnost předpisu TSI SRT. Geometricky nevyhovuje šířkou chodníku, kdy původní návrh předpokládal šířku 500 mm, zatímco v současné době je podle předpisu TSI SRT šířka chodníku min. 750 mm. Proto bylo nutné v rámci projektu příčný řez tunelu upravit podle stávajících požadavků a posoudit i zvětšení světlého profilu na zvýšenou rychlost do 230 km/h.

V případě varianty „David“ je u ražby pomocí NRTM navržen podkovovitý příčný řez tunelem se spodní klenbou, deštníkovým systémem izolace a podélnou tunelovou drenáží. Pro rychlost do 230 km/h je plocha výrubu se spodní klenbou 86 m², při snížení rychlosti na 160 km/h se plocha výrubu sníží o cca 10 % na 78 m². U příčného řezu určeného do lepších geotechnických podmínek, kde spodní klenba není nutná a klenba je založena na patkách, je plocha výrubu 75 m² pro rychlost do 230 km/h, resp. 69 m² pro rychlost do 160 km/h. V podobném poměru lze uvažovat i plochy příčných řezů v dalších variantách, což pro rychlosti do 230 km/h a do 160 km/h ukazují následující tabulky č. 1 a č. 2. Při porovnání plochy příčného řezu je jako základ uvažována nejmenší teoretická plocha výrubu. U varianty David je nutno pro porovnání sečíst plochy obou tunelů. Z výsledků je zřejmé, že z hlediska velikosti obestavěného prostoru, nebo množství vytěženého materiálu se jako výhodnější jeví varianta Goliáš. Dva jednokolejné tunely mají oproti dvoukolejnému tunelu plochu výrubu o více než 40 % větší.

Tab. 1 Porovnání variant z hlediska teoretické plochy výrubu pro rychlost do 230 km/h
Varianta Teoretická plocha výrubu
Jedna kolej Dvě koleje Porovnání
David NRTM do 230 km/h, spodní klenba 86 172 164 %
David NRTM do 230 km/h, patky 75 150 143 %
David TBM do 230 km/h 75 150 143 %
Goliáš NRTM do 230 km/h, spodní klenba 121 115 %
Goliáš NRTM do 230 km/h, patky 105 100 %
Tab. 2 Porovnání variant z hlediska teoretické plochy výrubu pro rychlost do 160 km/h
Varianta Teoretická plocha výrubu
Jedna kolej Dvě koleje Porovnání
David NRTM do 160 km/h, spodní klenba 78 156 153 %
David NRTM do 160 km/h, patky 69 138 135 %
David TBM do 160 km/h 72 144 141 %
Goliáš NRTM do 160 km/h, spodní klenba 118 116 %
Goliáš NRTM do 160 km/h, patky 102 100 %

Porovnání objemu výrubu pro jednotlivé varianty ukazuje graf na obrázku č. 5.

Dalším faktorem výrazně ovlivňujícím výslednou cenu díla je kromě objemu výrubu i objem betonu definitivního ostění. V případě ražby pomocí NRTM je v ražených úsecích tunelu uvažováno s monolitickým ostěním tloušťky 350 mm z betonu C25/30 betonovaným do posuvného bednění. V hloubených úsecích tunelů se tloušťka klenby pohybuje v případě dvoukolejného tunelu od min. 600 mm, u jednokolejného tunelu od min. 350 mm. U tunelu raženého pomocí TBM je navrženo prefabrikované ostění tloušťky 350 mm. Porovnání variant z hlediska náročnosti spotřeby betonu je přehledně uspořádáno do tabulky č. 3 pro rychlost do 230 km/h, resp. tabulky č. 4 pro rychlost do 160 km/h.. Výměry jsou vypočteny pro blok betonáže délky 12 m. Z důvodu možnosti porovnání výsledků je i v případě ražby pomocí TBM výměra betonu ostění vypočtena pro úsek tunelu délky 12 m.

Tab. 3 Porovnání variant z hlediska objemu betonu def. ostění pro rychlost do 230 km/h
Varianta Objem betonu [m³] pro blok betonáže 12 m
Jedna kolej Dvě koleje Porovnání
David NRTM do 230 km/h, spodní klenba 192 384 307 %
David NRTM do 230 km/h, patky 115 230 184 %
David TBM do 230 km/h 122 244 195 %
Goliáš NRTM do 230 km/h, spodní klenba 202 161 %
Goliáš NRTM do 230 km/h, patky 125 100 %
Tab. 4 Porovnání variant z hlediska objemu betonu def. ostění pro rychlost do 160 km/h
Varianta Objem betonu [m³] pro blok betonáže 12 m
Jedna kolej Dvě koleje Porovnání
David NRTM do 160 km/h, spodní klenba 178 356 285 %
David NRTM do 160 km/h, patky 109 218 174 %
David TBM do 160 km/h 119 238 190 %
Goliáš NRTM do 160 km/h, spodní klenba 200 160 %
Goliáš NRTM do 160 km/h, patky 125 100 %

Zatímco v případě porovnání z hlediska teoretické plochy výrubu vyznělo hodnocení 40 % v neprospěch varianty David, při porovnání z hlediska objemu betonu definitivního ostění se již jedná o více než 70 %. Při komplexním hodnocení je však nutno zohlednit skutečnost, že při ražbě pomocí NRTM je ostění dvouplášťové a výrub zajišťuje po ražbě zpočátku primární ostění ze stříkaného betonu. Jeho tloušťka je závislá na technologické třídě výrubu a skutečně zastižených geotechnických podmínkách při ražbě. Pro ražený úsek tunelu bylo navrženo 5 technologických tříd výrubu a stanovena prognóza jejich výskytu s ohledem na předpokládané geotechnické podmínky. Z výpočtů prováděných pro stanovení výměr vyplývá, že na 1 bm raženého dvoukolejného tunelu varianty „Goliáš“ pro rychlost do 230 km/h v geotechnických podmínkách nevyžadujících použití spodní klenby je potřeba cca 6,7 m³ stříkaného betonu, v místě se spodní klenbou se objem zvětšuje na 9,7 m³. U konvenčně ražené varianty „David“ je primární ostění kalkulováno výměrou 5,9 m³ u tunelu bez spodní klenby a 8,1 m³ u tunelu se spodní klenbou. Po připočítání tohoto objemu do hodnocení variant z hlediska spotřeby betonu se mění poměr dle údajů uvedených v tabulce č. 5.

Tab. 5 Porovnání variant z hlediska celkového objemu betonu ostění pro rychlost do 230 km/h
Varianta Objem betonu [m³] pro blok betonáže 12 m
Jedna kolej Dvě koleje Porovnání
David NRTM do 230 km/h, spodní klenba 192+97=289 578 282 %
David NRTM do 230 km/h, patky 115+74=186 372 181 %
David TBM do 230 km/h 122 244 119 %
Goliáš NRTM do 230 km/h, spodní klenba 202+116=318 155 %
Goliáš NRTM do 230 km/h, patky 125+80=205 100 %

Obdobným způsobem je upravena kalkulace pro varianty tunelů pro rychlost do 160 km/h, kde je uvažováno u varianty „Goliáš“ s výměrou 6,6 m³ pro profil bez spodní klenby, resp. 9,6 m3 pro profil se spodní klenbou. U varianty David zvyšuje primární ostění spotřebu betonu o 5,6 m³ u profilu bez spodní klenby a o 7,7 m³ u tunelu se spodní klenbou. Výsledné porovnání ukazuje tabulka č. 6.

Tab. 6 Porovnání variant z hlediska celkového objemu betonu ostění pro rychlost do 160 km/h
Varianta Objem betonu [m³] pro blok betonáže 12 m
Jedna kolej Dvě koleje Porovnání
David NRTM do 160 km/h, spodní klenba 178+92=270 540 265 %
David NRTM do 160 km/h, patky 109+67=176 352 173 %
David TBM do 160 km/h 119 238 117 %
Goliáš NRTM do 160 km/h, spodní klenba 200+115=315 154 %
Goliáš NRTM do 160 km/h, patky 125+79=204 100 %

Vzhledem k předpokládaným geotechnickým podmínkám bylo pro celkové hodnocení variant počítáno u ražby pomocí NRTM se 70 % délky raženého úseku zajištěného ostěním na patkách a 30 % délky raženého úseku zajištěného ostěním se spodní klenbou. V případě ražby pomocí TBM je konstrukční řešení ostění dáno kruhovým profilem stroje a navýšení spotřeby betonu definitivního ostění je oproti NRTM v úsecích se špatnými geotechnickými poměry cca 20 %. V úsecích s dobrými geotechnickými poměry se však nárůst zvyšuje až o 90% objemu betonu definitivního ostění.

Pro celkové porovnání variant bylo nutné provést kalkulaci až na úroveň jednotkových cen a do porovnání zahrnout nejen vlastní tunely, ale i tunelové propojky, únikové šachty a štoly i další vyvolané investice, jako jsou např. nadzemní technologické objekty, přístupové komunikace, nástupní plochy složek integrovaného záchranného systému (IZS) atd. Výsledky cenového porovnání variant ukazuje názorně graf na obrázku č. 6, který neuvádí skutečné investiční náklady, ale poměr výsledné ceny k nejlevnější variantě. Ta představuje srovnávací cenovou hladinu a je hodnocena jako 100 %. Cena všech ostatních variant je k této ceně vztažena. Z grafu je zřejmé, že u konvenčně ražených tunelů je rozdíl v ceně jednoho dvoukolejného tunelu a dvou jednokolejných tunelů i se započítáním vyvolaných investic cca 60 %. Konstrukční úprava tunelu pro zvýšení rychlosti ze 160 km/h až do 230 km/h představuje navýšení ceny o cca 2 %. Ražba dvou jednokolejných tunelů ražených pomocí TBM představuje u Chotýčanského tunelu v porovnání s konvenční ražbou dvoukolejného tunelu navýšení investičních nákladů o cca 50 %. Uvedené hodnoty nelze brát obecně za měřítko, neboť souvisí s konkrétními geotechnickými podmínkami Chotýčanského tunelu, tj. s geologickou stavbou území, výškou nadloží, způsobem řešení únikových cest na povrch atd.

Role požárně bezpečnostního řešení při volbě variant

Požárně bezpečnostní řešení hraje při návrhu tunelu významnou roli a může výrazně ovlivnit nejen vlastní technické řešení, ale i výši investičních nákladů. Při návrhu je nutno respektovat všechny požadavky na záchranu osob v případě požáru, nebo havárie v tunelu. Nadstandardní řešení však musí být eliminována s ohledem na možnosti financování tak náročné stavby, jakou tunel bezesporu je. Ze stavebního hlediska se jedná především o možné varianty návrhu únikových cest.

U varianty „David“ nepředstavovalo zajištění únikových cest větší problém a projektant pro únik osob z požárem zasažené tunelové trouby jednoznačně zvolil 9 tunelových propojek vzdálených od sebe max. 500 m. Každá druhá tunelová propojka slouží kromě úniku i k umístění technologického vybavení tunelu, zejména transformátorů rozvodu elektrické energie. Vzdálenost tunelových propojek odpovídá požadavkům evropského předpisu TSI SRT o bezpečnosti v tunelech. Při záchraně cestujících se počítá s únikem do požárem nezasažené tunelové trouby, kde je v případě havárie zastaven provoz a která zároveň slouží i pro nástup jednotlivých složek IZS. Příjezdové komunikace a nástupní plochy o výměře 500 m² jsou v tomto případě navrženy pouze u obou tunelových portálů. Vzhledem k vzájemné poloze obou tunelových trub, konfiguraci terénu a výšce nadloží nevyžadovalo navržené technické řešení únikových cest další varianty. Zcela jiný přístup však vyžadovalo řešení únikových cest varianty „Goliáš“ s pouze jednou tunelovou troubou.

U varianty „Goliáš“ navrhl projektant pro technicko ekonomické porovnání hned tři varianty řešení únikových cest. Jednalo se o:

  • únikovou štolu vedenou paralelně s tunelovou troubou a obdobně jako v případě varianty „David“ propojenou s tunelovou troubou propojkami ve vzdálenosti max. 500 m;
  • vertikální únikové šachty s napojením na tunel únikovými štolami ve vzájemné vzdálenosti max. 1000 m, aby délka úniku nepřesáhla 500 m;
  • kombinace paralelně vedené únikové štoly s propojkami do tunelové trouby v úseku s vysokým nadložím a vertikálních šachet v úseku s nižším nadložím.

V případě první varianty únikových cest umožňuje osa souběžné únikové štoly vzdálená od osy tunelu 25 m mezi oběma podzemními díly bezpečné vytvoření přirozeného horninového pilíře. Délka štoly přibližně odpovídá délce dvoukolejného tunelu. Její podélný sklon koresponduje s podélným sklonem tunelu a podkovovitý tvar štoly o teoretické ploše výrubu 20 m² umožňuje do profilu vepsat obdélníkový průřez o světlé šířce 2,8 m a výšce 3,1 m (viz obrázek č. 7). Průjezdný průřez štoly umožňuje zásah záchranného vozidla v ústí tunelové propojky do únikové štoly a případně odvoz raněných k nejbližšímu portálu. V místě zaústění tunelových propojek délky 15 m do únikové štoly je ve štole navržen rozšířený příčný profil délky 12 m o světlé šířce 4,8 m a výšce 3,1 m (viz obrázek č. 8), který slouží pro vyhýbání záchranných vozidel nebo shromažďování imobilních osob. Nástupní plochy složek IZS a příjezdové komunikace jsou v tomto případě navrženy stejně jako u varianty „David“ pouze k oběma portálům.

Obr. 7 - standardní profil únikové štoly, foto: Libor Mařík Obr. 8 - rozšířený profil únikové štoly, foto: Libor Mařík

I druhá varianta řešení únikových cest vychází z požadavku na maximální délku úniku 500 m. Podle tohoto požadavku a s ohledem na situaci na povrchu území situuje projektant celkem 4 vertikální únikové šachty do míst, kde lze zajistit příjezd vozidel k ústí šachty a vybudování nástupní plochy jednotek IZS. Vzájemná poloha možného vyústění šachty na povrchu území a polohy tunelu ovlivňuje délku spojovací únikové štoly. Zatímco hloubka šachet se pohybuje v závislosti na výšce nadloží od 25 m až do 78 m, délka štol je od 15 m do 119 m. Celková hloubka šachet dosahuje 180 m, celková délka štol je téměř 260 m. Únikové štoly jsou od tunelu odděleny požárními uzávěry (dveřmi). Vnikání kouře do únikových štol a šachet je zabráněno přetlakem vzduchu. Při otevření dveří přetlak zajistí, že únik osob směřuje vždy do prostoru s čerstvým vzduchem. Štola za požárním uzávěrem je v délce 12 m rozšířena na profil o světlé šířce 4,2 m a výšce 3,6 m. Příčné řezy schodišťovou a výtahovou šachtou ukazují obrázky č. 9 a č. 10. Z hlediska výše investičních nákladů profil ražených podzemních děl optimálně odpovídá minimálním požadavkům norem a předpisů, aby nedocházelo ke zbytečnému navyšování ceny díla. U šachet hlubších než 30 m se předpokládá instalace výtahů. V těchto šachtách musí být z konstrukčních důvodů poloměr kruhové šachty zvětšen z 4,1 m na 4,6 m, což představuje nárůst objemu výrubu o 3,4 m³ na běžný metr šachty. Ke každému ústí šachty na povrchu je přivedena přístupová komunikace napojená na místní silniční síť. Přístupová komunikace navazuje u ústí šachty na nástupní plochu jednotek IZS.

Obr. 9 - příčný řez schodišťovou únikovou šachtou, foto: Libor Mařík Obr. 10 - příčný řez únikovou šachtou s výtahem, foto: Libor Mařík

Předchozí varianta s využitím únikových šachet vede v úseku tunelu s vysokým nadložím k hloubce šachty až 78 m, což se jeví z hlediska přístupu i úniku nevýhodné. Proto je třetí variantou možného úniku kombinace paralelně situované záchranné štoly s vyústěním u jižního portálu a záchranných šachet situovaných v úseku tunelu s nižším nadložím v oblasti blíže severnímu portálu. Záchranná štola v délce 1905 m konstrukčně odpovídá řešení popisovanému v první variantě s paralelně raženou štolou a tunelovými propojkami, a to včetně zaústění propojek do záchranné štoly. Tím dojde k eliminaci nejhlubších šachet druhé varianty. Zbývající šachty v úseku tunelu s nižším nadložím odpovídají řešení navrženému ve druhé variantě. Nástupní plochy IZS o výměře 500 m² budou vytvořeny u obou portálů a v místě vyústění šachet na povrch území. K nástupním plochám bude zajištěn příjezd vozidel po nově zřízených komunikacích, které budou napojeny na stávající silniční síť.

Nejednodušším a nejlépe o ceně vypovídajícím kritériem je porovnání z hlediska objemu výrubu prostoru únikových cest, které jsou prováděny jako konvenčně ražené štoly nebo šachty. Výsledky porovnání přehledně ukazuje tabulka č. 5. Základem procentuálního porovnání je varianta s nejnižším objemem výrubu.

Z porovnání je zřejmé, že objem výrubu u paralelně ražené štoly a spojovacích propojek je více než 3x větší, než u varianty se šachtami a přístupovými štolami. Po provedení finančního ohodnocení se započítáním vyvolaných investic (přístupové komunikace, nástupní plochy atd.) byla jako nejvýhodnější zvolena druhá varianta. Tato varianta únikových cest pak byla připočtena při hodnocení variant k řešení podle varianty „Goliáš“ jak z hlediska výměr, tak následně po zohlednění jednotkových cen i z hlediska výše investičních nákladů. Porovnání variant ukazuje přehledně graf na obr. č. 6.

Návrh technického řešení dvoukolejných tunelů a jejich únikových cest vychází z konfigurace terénu, respektuje především geologické podmínky a dobu předpokládané výstavby. Volba tunelovací metody souvisela s geotechnickými poměry v trase obou tunelů, logistikou odvozu rubaniny a dodávky materiálu na výstavbu, harmonogramem výstavby a v neposlední řadě s výší investičních nákladů. Navržené technické řešení bere v úvahu možnosti zásahu záchranných jednotek a činností provozovatele železniční přepravy v případě ohrožení cestujících nehodou nebo požárem včetně možností záchrany samotnými cestujícími. Vybrané varianty ražby tunelů i řešení únikových cest jsou nejen ekonomicky nejvýhodnější, ale i ekologicky nejpřijatelnější.

Při projednávání požárně bezpečnostního řešení stavby je ze strany složek hasičského záchranného sboru většinou kladen tlak na návrh nejkomfortnějšího zajištění přístupu i evakuace osob. Je třeba si uvědomit, jaké dopady na výši investičních nákladů má například preference dvou jednokolejných tunelů spojených propojkami před dvoukolejným tunelem a únikovými východy na povrch. Jak ukázalo posouzení variant únikových východů, i zde může dojít ke značným materiálovým a tím i finančním rozdílům v náročnosti navrženého řešení. Proto je nutno při dosažení požadované úrovně bezpečnosti vždy najít vhodný kompromis i z hlediska výše investičních nákladů. Pokud zvážíme, že cena 1 m³ obestavěného prostoru se pohybuje od 8 do 10 tis. Kč, jsou rozdíly značné. Investor věnoval maximální pozornost volbě optimálního technického řešení a doprovodné studie, zpracovávané v rámci projektu pro územní rozhodnutí poskytly potřebné informace pro rozhodování o výběru varianty.

Autorský text. Autoři: Ing. Libor Mařík, IKP Consulting Engineers, s.r.o., Praha; Ing. Michal Babič, IKP Consulting Engineers, s.r.o., Praha


Libor Mařík | 24.3.2013 (7:00)
Ostatní: TwitterLinkuj.cz!Jaggni to!Google Bookmarksvybrali.sme.skDalší služby
Related newsopen/close

More on Stavby a projekty

More from ČR Jihočeský


  1 2 3 4 5 ... 7      Zpráv na stránku:   
27.03.2013 (15:15)  
JiP : nemyslím si, že dostavba koridoru zlepší významně konkurenceschopnost trasy Praha-Brno, vlak tady jede podstatně delší trasu a jen o málo rychleji (za předpokladu použití vozidel na 160 km/h) než lze jen po dálnici. To že D1E jede trasu za 2:37 a SA za 2:35 a ještě dává kafe, filmy, noviny ... blabla, to není moc velká konkurenceschopnost železnice. Navíc pak musí existovat zvláštní tarif pro tu relaci kvůli delší trase.
Koridor přes ČT je vynikající trasa na severní Moravu, ale určitě ne do Brna. Tam jde jen o znouzectnost, za málo(hodně?) peněz málo muziky.
Registered user Sim 
27.03.2013 (13:51)  
Libore, zajimavy clanek, diky za nej.

Jen na me pusobi trochu usmevne tato veta:
Tunel prochází severně nad obcí Chotýčany a končí jihovýchodně od obce Vitín. ... ja osobne to beru tak, ze pokud neco vede nad obci, je to viadukt - tunel obvykle ocekavam pod obci. I kdyz nekde metro taky jezdi nad hlavou obcanu, zcela jiste se to zde takto neplanuje :-)
26.03.2013 (14:36)  
tarten :

když se uvažuje o Brno - Jihlava - Veselí - ČB

No, tohle rameno přece již existuje, když by se postavila VRT Praha-Brno kolem Jihlavy, je logické VRT využít v úseku Brno-Jihlava, ale nemyslím, že by se použily soupravy na 300, i nějakém návrhu linek co jsem na tuto VRT viděl, to bylo značeno jako konvenční vlak (asi Vmax 200, nevím), zastavoval i Velkém meziříčí a Velké Bíteši, veden ve 2-hodinovém taktu.

Ale je pravda, že rozdíl 160/203 je minimální, 200 oproti 230 by asi nebylo ani to jedno procento..
26.03.2013 (13:57)  
JiP: Z(pod) Maloměřického přesmyku na Hlavní nádraží je to k peronu skoro přesně 5 km. Při 60 km/h to dělá pět minut, což je přibližně také současná jízdní doba. Při 120 km/h ušetříte asi 1,5 minuty. http://www.mapy.cz/s/6FlL
Z téhož místa na Dolní nádraží, tedy na plánovanéné nové, je to 5,65 km, z toho poslední 2 km je Vmax 80 km kvůli prudkému oblouku. http://www.mapy.cz/s/6Fm6 Časově to vyjde nastejno, začínáte na přestavbě za obloukem pro 80 km/h.

Ražba VRT tunelu přes CHKO Moravský kras je varianta, se kterou nikdo nepočítá. Nedivím se. Jedna v minulosti zvažovaná varianta vypadá takto: http://jdem.cz/2p2d4 (silná modrá přerušovaná čára v ÚPD Brna, končící v Maloměřicích).

PS: Přes Pardubice je to 250 km/h. To znamená, cestovní rychlost 125 km/h, bychom se přiblížili času 2 h, což je i na hotovém koridoru nereálné. A narazíte na úplně stejný problém jako je v úseku Praha-Benešov. Mezi hustou příměstskou dopravou není místo pro další rychlou vrstvu. Takže nikoliv přestavba současné trati. Ale výstavba paralelní trati je nutná proto, aby se nově navrhovaná kapacita mohla provézt.
Výhoda Praha-Benešov je v tom, že nová paralelní trať se navrhuje zhruba ve směru, kam by budocí VRT vlaky mohly směřovat. V případě Blanska je ten směr téměř kolmý.
Registered user JiP 
26.03.2013 (8:22)  
to paja.butcher:

Ono je treba si rict proc koridor Praha-Brno pres CT je stale na hranici konkurenceschpnosti. Prestoze byl prohlasen jiz za hotovy, tak paradoxne ta mista s nejvetsim rychlostnim (casovym) omezenim tam stale zustala. A opet se zde jedna predevsim o tunelovou variantu Usti - Chocen. Pokud si nekdo mysli ze budeme mit konkurenceschpne trate bez tunelu, tak ja na hlobokem omylu a pokud je rozdil v cene tunelu na 160 nebo na 230 pouze 2% tak neni o cem uvazovat. Staci porovnat trat CT-Brno, ktera zustala ve sve stope a CT-Zabreh, ktera se s nepatrnym casovym odstupem vyznamne prestavela. Myslim, ze ten rozdil je markantni ! A cekat ze mozna za 20 let (a to pred 20 lety se rikalo ze za 20 let) se zacne stavet nejaka VRT, tak to je u nas leda vlhky sen. A pokud se zacne, tak predpokladam, ze to bude Praha - Nemecko ve smeru Mnichov (pripadne Berlin). Praha -vychod (a to uz jedno kam) je dle meho nazoru v nespecifikovatelnem nedohlednu. Ono az se dostavi Uvaly-Bechovice, Chocen-Usti, Prujezd CT a Prerov, navic neni provedena ferifikace trati pro naklapeni v useku Poricany-Uvaly, tak pujde jizdni doba Praha-Ova (pendolino) hrave na 2:45 a nebal bych si typovat i o dost nize (2:40-2:35), protoze i ted (jeste se nerozbehly vyluky) zvladne ujet pendolino Praha-Ova hrave za 2:50. Takze VRT timto smerem kudykoliv urcite nema prioritu a totez plati i pro Praha-Brno. D1 expresy zvladaji tuto trasu realne za 2:20-25 pred dokoncenim kritickych useku, kde tim nejstrasnejsim je jeste krome vyse zminenuch samotny vjezd do Brnenskeho uzlu.
Nezapomente, ze koridory stale nebyly dostaveny !!! a jizdni doby jsou stale pocitany pro Vmax 120-140 km/h, protoze CD skanzen neni schopen dat dohromady, az na pestre vyjimky, spolehlive soupravu na 160km/h ! Takze potreba VRT je z tohoto pohledu lehce virtualni, protoze ani ty kritizovane koridory na pouhych 160 km/h nejsou schopny (NEJEN) CD efektivne vyuzivat. - cest vyjimkam.
26.03.2013 (7:09)  
K odbočnému tématu: Přes Třebovou už dnes vede velmi nákladně "vyžehlená" trať s několika novými tunely, takže stavět tam paralelně VRT a Vysočinu nechat ladem mi přijde jako neskutečné mrhání penězi. To už se mohla jen opravit stará trať a zastávka Tatenice mohla zůstat u obce namísto přesunu do lesa.
25.03.2013 (23:14)  
Ohledně rychlosti tunelu bych navázal na tartena - co se tam teď postaví to tam navěky bude. A ten tunel nebude levný. Proto je rozumnější, už jaksi z logiky dobrého hospodářství a alespoň trochu optimistického výhledu, tam teď nadimenzovat to řešení lépe, než je současné maximum. Dle článku je tunel na 230 o 2% dražší než na 160, kolik by asi stálo postavit tunel na 160 a za 30 let stavět nový (lhostejno jestli na 200, 230, 250, 300 km/h)? Za ty peníze je to úžasná rezerva do budoucna, která se může a nemusí využít (viz most inteligence nebo některé přemostění silnic s přípravou na osazení druhého mostu pro další TK). Ale vždycky je levnější něco nadimenzovat předem líp než to pak předělávat.
Což bych řekl, že je příklad i koridoru do Brna, trasování přes Třebovou je sice levnější (sdílené náklady), ale konkurenceschopnost železnice proti dálnici je opravdu na hraně.
25.03.2013 (22:00)  
Pánové, pořád se tu řeší jen jedno. 160, 200, 230, 270, nebo 300, to je přeci jedno. Pořád se jaksi točíme v tom, že stavíme a pak se díváme do jízdního řádu! Tady je přeci jasné, že aby nám fungovaly přestupy atd, tak je nutné jet a) ČB-Veselí 15 min (s lehkou vatou) a b) Veselí-TA 15 min (opět s lehkou vatou). Pohledem do délky trati (29,812 km) nám jasně vychází, že na tom úseku musí být vmax o něco vyšší než 160 km/h. To je v zásadě asi vše, co k tomu říct. Toto je ideální stav a k němu se prostě musíme dostat. I kdyby byl tunel na 300 km/h, tak by stejně bylo kontraproduktivní tam těch 300 jet, neb systémová jízdní doba 15 min je z hlediska efektivity proste nejlepší. Takže 160 ne a vše rychlejší hurá!
Registered user tarten 
25.03.2013 (21:22)  
honzatvs:
Hm, no tak úplný nesmysl to zas není, když se uvažuje o Brno - Jihlava - Veselí - ČB. Když už má být Brno - Jihlava na 300, proč neudělat Veselí - ČB na 230, jestli ten rozdíl je vážně levný a má to zvládat ta samá souprava. Navíc, nevyjde pak náhodou tunelem na 230 jízda na 160-200 levněji na trakci než tunelem na 160-200? ;-)

EDIT: Jinak ve směru Pha - ČB nevidím šanci na skutečně rychlou VRT ani za více desetiletí, už jen proto, že na rozdíl od Řezna-Mnichova a Brna-Vídně od ČB na jih (za Linzem) jaksi nic moc není. Takže co se mezi Veselím a ČB za tunely postaví teď, to tam zřejmě 100 let bude.

Ale ony se tam spíš prostě vymění jen koleje a na 20-30 let nazdar...
Není to v penězích, je to v lidech.
25.03.2013 (20:48)  
stoupa: no ale podle mě by severní varianta nebyla nijak výrazně levnější a neřeší napojení 4. koridoru, takže mi pořád připadá jako nejefektivnější konvenční výjezd z Prahy na Benešov a následně čistě osobní VRT směr Brno. Osobní dopravě kopcovitější trať nevadí tak jako nákladce.
  1 2 3 4 5 ... 7      Zpráv na stránku:   

Comments are users' expressions.
ŽelPage has no liability for their contents.

- Correspondent or Member of ŽelPage, - Editor or ŽelPage Administrator

Add comment
Comments are only allowed for registered users.
Before you insert your comment, you have to log on or register.
Sign in
 
 
  
 
   Register

© 2001 - 2019 ŽelPage - Webmaster


Info
informacni okenko