Technologie

Breivik a Knarrevik jsou začátkem stavby

Ražba výhybny v tunelu Breivik

Stavba dvou kabelových tunelů je první částí projektu optimalizace silnice, která je jedinou spojnicí města Bergen s okrsky Fjell, Sund a Oygarden ležícími na ostrovech Litlesotra, Sotra a několika dalších ostrovech. Stavba nového mostu pro přechod úžiny mezi pevninou a ostrovem Litlesotra byla podmíněna přeložením vedení velmi vysokého napětí – k tomu budou sloužit oba tunely.

Pro společnost Metrostav je projekt Rv.555 Sotrasambandet pátým projektem v Norsku za posledních pět let a tunely Breivik a Knarrevik sedmým, respektive osmým tunelem v této zemi. V Norsku, Finsku a na Islandu už zaměstnanci Metrostavu nasbírali mnoho zkušeností, tato stavba však pro ně přichystala několik nečekaných zkoušek.

Projekt RB.555 Sotrasambandet – Kabelové tunely v Bergenu
  • Dodavatelé stavby: Metrostav a. s. ve sdružení s norskou společností Bertelsen & Garpestad AS 
  • Stavba přeložky vedení VVN je rozdělena na část stavebně-technologickou a vlastní uložení kabelů. Součástí kontraktu je příprava portálů, ražba a zajištění tunelů, hydroizolace, systém odvodnění a čerpání, železobetonové konstrukce portálů a šachet, technologické zařízení tunelů a kabelové mosty pro uložení kabelů.

Čtyři tunely a 28 mostů

Stávající silnice má v každém směru pouze jeden jízdní pruh, chybí vyhrazené pruhy pro cyklisty a MHD a s jejím rostoucím vytížením roste nehodovost. Kromě obyvatel cestujících za prací do centra Bergenu ji v opačném směru využívají pracovníci průmyslových závodů na ostrově Sotra. Ve špičkách se tedy tvoří v obou směrech kolony. Při silném větru také dochází k omezování nebo úplnému zastavení provozu na mostě Sotrabrua.

Protože neexistuje alternativní cesta, je pak celá oblast odříznuta. Nová komunikace v uspořádání s minimálně 2+2 jízdními pruhy se na východě napojí na silnici směrem do centra města, na západě na páteřní komunikaci přes ostrov Sotra. Měla by tak převést velký objem dopravy skrz hustě osídlené území se složitou topografií. Právě osídlení a topografie však přinášejí největší překážky – trasa je proto ve velké části vedena v podzemí včetně nájezdových a výjezdových ramp.

Projekt se skládá z 9 km nové silnice na povrchu, čtyř tunelů o celkové délce 4800 m, pěti křižovatek, 28 mostů, 22 tunelových portálů a 14 km chodníků a cyklostezek. Pro přechod úžiny mezi pevninou a ostrovem Litlesotra se původně uvažovalo o podmořském tunelu, nakonec byla zvolena varianta s novým mostem.

Celá oblast podél pobřeží je však hustě zastavěná a jediným vhodným místem pro most byla stopa vedení velmi vysokého napětí. Přeložka vzdušného vedení VVN je první částí stavby, další práce by měly pokračovat formou PPP projektu – záměr je nyní znovu ve fázi zvažování nejlepší formy soutěže a také silným politickým tématem.

Nová trasa pro velmi vysoké napětí

Stavba mostu byla podmíněna přeložením vedení VVN, které zásobuje ostrov Sotra a terminál na zpracování ropy a zemního plynu. Nová trasa začíná u trafostanice Breivik, kde bude vzdušné vedení svedeno z nového stožáru devíti velkoprůměrovými vrty do tunelu Breivik, odtud pak vede k mostu Sotrabrua. Pod mostem budou kabely vyvedeny vertikální šachtou a železobetonovou věží těsně pod mostovku na kabelový žebřík.

Na mostě tak vedení překoná mořskou úžinu až na ostrov Litlesotra, kde bude svedeno kabelovým žlabem do tunelu Knarrevik. Tunel končí napojením na druhou vertikální šachtu, která ústí do podzemních prostor rozvodny. V rozvodně bude vedení napojeno na stávající vzdušné vedení. Po připojení nového vedení bude to staré sneseno – uvolní tak místo pro stavbu mostu a navazující komunikace.

Tunel Knarrevik

Dva kabelové tunely

Oba tunely mají společné základní charakteristiky: standardní velikost profilu je 24 m2, šířka 5,4 m a výška v koruně klenby 4,7 m. Příčný sklon je nezávisle na směrovém vedení trasy 3 % doleva. V první části trasy vedou oba úpadně a následně stoupají k šachtě, nejnižší místo je tedy uvnitř tunelu. Bylo proto třeba řešit jejich odvodnění. Pro otáčení vozidel je v tunelech několik výhyben s rozestupem 150–200 m.

Tunel Breivik je s délkou 1445,7 m tím kratším. Začíná u trafostanice Breivik, odkud klesá sérií zatáček na západ. Nejnižšího bodu –5,3 m n. m. dosahuje v oblasti Drotningsvik, kde zpod skalní plošiny přechází pod rokli naplněnou navážkou. V tomto místě skalní nadloží klesá z 55 m na 10 m. Po podejití rokle pak tunel stoupá ve sklonu 12,50 % až k šachtě Drotningsvik.

Tunel vede čtyřmi oblouky a pouze malá část je vedena v přímé trase. Je v něm 10 výhyben, jedna záchytná nádrž a jedna čerpací stanice. Z velké části je tunel veden pod rezidenční a průmyslovou zástavbou, jeho poslední část kopíruje trasu estakády k mostu Sotrabrua.

Tunel Knarrevik je dlouhý 1750,6 m, začíná u konce estakády na západní straně mostu Sotrabrua. Od začátku trasy klesá se sklonem 6,75 % a zpočátku také prochází řadou zatáček. Na rozdíl od tunelu Breivik pak přechází do několika přímých úseků oddělených oblouky. Nejnižší bod –48,16 m n. m. se nachází v oblasti, kde tunel podchází fjord Arefjordpollen. Toto místo má nejnižší nadloží 30 m.

Následně pak tunel stoupá ve sklonu 12,5 % k šachtě pod rozvodnou Litlesotra. Má 11 výhyben a jednu čerpací stanici kombinovanou se záchytnou nádrží. Na rozdíl od tunelu Breivik je veden pouze v začátku trasy pod rezidenční zástavbou, dále pak pokračuje pod nezastavěným skalnatým územím, podchází vodní nádrž u její hráze a fjord.

Prosakující voda bude sváděna drenážním potrubím směrem k čerpací stanici v nejhlubším místě tunelu a odtud čerpána ven. V tunelu Breivik je z výhybny, která je asi 270 m od čerpací stanice, veden 200 m dlouhý vrt, kterým bude voda vytékat do vodoteče a pak do moře. V tunelu Knarrevik se voda čerpá do výhybny, odkud je svedena do jezera na povrchu.

Pro případ výpadku čerpání jsou v obou tunelech záchytné nádrže. V tunelu Knarrevik je čerpací stanice umístěna ve stejné kaverně jako záchytná nádrž, v tunelu Breivik se musela kvůli nízkému nadloží v místě čerpací stanice nádrž oddělit; byla posunuta o 40 m do místa s dostatečným nadložím. Nádrž a čerpací stanici spojuje dvojice vrtů.

Kotvení stropu u napojení záchytné nádrže v tunelu Knarrevik

Technologie ražby

Pro ražbu byla použita pro Norsko typická technologie Drill-and-Blast. V zásadě je jednoduchá – hornina se navrtá vrtným vozem, nabije trhavinami a odpálí. Po vytěžení se výrub začistí nejprve strojně a pak ručně, zajistí svorníky a stříkaným betonem. V nepříznivých geologických podmínkách se používá těžší zajištění, kterým je jehlování, výztužné oblouky ze stříkaného betonu a ohýbané žebříkové oceli nebo ostění z litého betonu.

„Už v přípravné fázi projektu jsme počítali s tím, že ražený profil má malý průměr a bude třeba vyřešit logistiku prací tak, aby jejich chod byl plynulý a minimalizovali jsme prostoje pro výměnu strojů na čelbě. Na začátku realizace jsme ale zjistili, že je třeba změnit projekt výhyben tak, abychom je mohli využít jako meziskládku rubaniny a zároveň v nich byl dostatečný prostor pro nakládání na automobily. Výhybny byly prodlouženy, jejich náběhy rozšířeny a strop zvýšen. V celé délce úpadních ražeb byly také v každé výhybně raženy výklenky pro dočasné čerpací jímky,“ uvádí Ing. Jiří Šach ze společnosti Metrostav.

Jeho kolega Ing. Aleš Gothard dodává: „Bylo složité zajistit vybavení pro ražbu, protože na obou portálech je málo prostoru. Portál tunelu Knarrevik se nachází u estakády frekventovaného mostu Sotrabrua, za mostem je několik domů a proti portálu místní komunikace. Portál tunelu Breivik leží v blízkosti méně frekventované silnice, vedle ní ale vede chodník a cyklostezka. Navíc v jeho blízkosti vede také dvojice vzdušného vedení VVN a na severní straně je několik rodinných domů. Abychom zajistili absolutní bezpečnost, rozhodli jsme se pro zakrytí portálu těžkými odpalovými rohožemi v kombinaci se sítěmi. A výrub jsme rozdělili na několik dílčích částí, které se trhacími pracemi otevíraly postupně.“

Další komplikací spojenou s prováděním trhacích prací jsou vibrace. Vibrace se s přibližující ražbou blížily limitům, upravilo se proto časování odpalu, používaly se také milisekundové zpožďovače. Komplikace spojené s dodržením limitů vibrací se nejvíce projevily v oblasti, kde tunel Breivik podcházel pod estakádou mostu a roklí zaplněnou navážkou.

Zároveň byla v oblasti s nízkým nadložím nepříznivá geologie. Tyto faktory vedly k obtížnému hledání řešení trhacích prací – postupně se přes úpravy časování, zkrácení záběru a snižování náloží přistoupilo k členění čelby tunelu na dva odpaly.

Záchytné nádrže

Poloha obou nádrží je výrazně pod úrovní tunelů, dodavatel stavby tedy musel najít řešení, které bylo v možnostech strojů. Pro přechod z tunelu do nádrže vznikla rampa se sklonem 27 %, po naklesání na požadovanou úroveň přechází do vodorovného dna nádrže. Řešení to bylo ambiciózní a v několika ohledech na hranici možností strojního vybavení, ale realizace byla úspěšná a ražba nádrží proběhla rychleji, než se původně předpokládalo.

Stříkání výztužných rámů ze stříkaného betonu

Tunel pod mořem

„Očekávali jsme dvě větší poruchové zóny, mocnost skalního nadloží pod mořem klesala k 30 m. Navíc panovala obava, že pukliny poruchové zóny nemusí být plně vyplněny a mohou přivádět do tunelu mořskou vodu. Vzhledem k nejistotě a rizikům spojeným s ražbou v takových podmínkách jsme se scházeli s odborníky a diskutovali možná rizika. Jako doplnění inženýrsko-geologického průzkumu zadavatel objednal realizaci 350 m dlouhého jádrového vrtu paralelně s trasou tunelu – v průběhu ražeb byl z čelby tunelu dvakrát proveden průzkum pomocí seismické refrakce,“ uvádí Ing. Aleš Gothard.

„Byla také změněna geometrie profilu tunelu, abychom získali prostor pro těžké vystrojení. Kromě běžných opatření pro zlepšení stability výrubu byl na stavbu přivezen ocelový štít, který měl být nasazen v případě ztráty stability výrubu při čelbě tunelu. Štít je zároveň možné použít jako formu pro betonáž ostění. K betonáži ostění se přistupuje v místech, kde běžné vystrojení stříkaným betonem nestačí, například v oblastech s bobtnajícími horninami. Pro celou ražbu pod mořem byla nařízena také předstihová injektáž, která měla funkci těsnicí i konsolidační vzhledem k očekávaným poruchovým zónám,“ dodává.

Diskuze proběhla také o určení polohy čerpací stanice a záchytné nádrže. Pro lepší zmapování geologických podmínek byla proto v prvním kroku vyražena hlavní tunelová trouba, aby se ověřila kvalita okolní horniny průzkumnými vrty. Díky tomu se pak vybralo nejlepší místo. Pro minimalizaci nebezpečí ražby v nepříznivých geologických podmínkách byla nádrž zkrácena a zároveň rozšířena tak, aby zůstal zachován její objem.

Nakonec se ukázalo, že pod mořem stavbaře nezastihly zvlášť nepříznivé geologické podmínky. Většina trasy byla vyražena se zajištěním jehlami a pouze dva úseky byly vystrojeny výztužnými oblouky ze stříkaného betonu. Ražba však kvůli injektážím, jehlování a krátkým záběrům postupovala mimořádně pomalu.

Stavba ještě probíhá

Tunel Breivik už byl doražen, v tunelu Knarrevik chybí vyrazit přibližně 200 m. Současně probíhají práce na kabelových trasách mimo tunely. Po ražbách a dokončení vyztužení tunelů začne realizace drenáží a vozovky. Následovat bude montáž kabelových mostů a technologického vybavení tunelu. Vybuduje se prefabrikovaná konstrukce portálu a upraví se okolí portálu, posledním krokem bude uložení kabelů do tunelu a jejich napojení na rozvodnou síť.

Přidejte komentář

Vaše emailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

*