Charakteristika
Trať Praha-Olomouc patří ke třetímu tranzitnímu železničnímu koridoru. Některé nejpomalejší úseky trati bylo nutno vést novou stopou. K těmto úsekům patří i Česká Třebová – Zábřeh, na kterém je několik mostů a tunelů, mezi nimi i tunel Hněvkovský II. Z hlavní části tunelu raženého úseku vnímáme po dokončení jen vnitřní líc definitivního ostění. To bylo vybudováno po vyražení díla pomocí metody NRTM. Člověk hodnotí spíše portál tunelu viditelný v krajině. Díky trasování tunelu Hněvkovský II nejsou portály zcela obvyklé. Jsou zajímavé jak po technické, tak po architektonické stránce. Během projektování a stavby prošly svým vývojem.
TUNEL HNĚVKOVSKÝ II.
Základní údaje
Region Olomoucký kraj
Objem stavebních prací ražené objekty 42 336 m3 (vyrubaný prostor)
Objem stavebních prací hloubené objekty 3 960 m3 (obestavěný prostor)
Celková délka tunelu 461,85 m
Plocha výrubu 93,0 až 104,0 m2
Délka tunelových pásů 12 m kromě portálových pásů
Počet tunelových pásů 39
Maximální výška nadloží 80,0 m
Úvod
V rámci optimalizace traťového úseku Zábřeh na Moravě - Krasíkov, který je součástí třetího tranzitního železničního koridoru, byla provedena úprava trasy dvoukolejné železniční trati tak, aby vyhovovala rychlostem železniční dopravy až do 160 km/hod (pro vozy s naklápěcí technikou). Úprava směrových poměrů trasy byla možná pouze tunelovým řešením. Tunel Hněvkovský II. je dlouhý 461,85 m, z toho 432,0 m je raženo. Vjezdový hloubený úsek má délku 4,6 m, výjezdový hloubený úsek je dlouhý 25,25 m. Oba portály sousedí s bezprostředně navazujícími mostními objekty.
Směrové a sklonové poměry
Tunel Hněvkovský II. je veden v přímé až do km 35,188.830, kde začíná přechodnice oblouku o poloměru 1500m. Maximální převýšení dosahuje hodnoty 20 mm.
V celé délce trasy trať ve směru staničení klesá ve sklonu 9,00‰ do staničení km 35,162.539, dále pak klesá ve sklonu 11,50‰.
Osa tunelu v přímé trati je totožná s osou dráhy, půlící osovou vzdálenost kolejí 4000 mm.
Geologické poměry v trase tunelu
Podle geomorfologického členění náleží území do celku Drozdovská vrchovina, která je součástí Zábřežské vrchoviny. Jedná se o členitou vrchovinu ohraničenou z jihu průlomovými údolími Moravské Sázavy. Směrem k východu stupňovitě přechází do Mohelnické brázdy. Trasa tunelu prochází pod vrchem Hejnice s nadmořskou výškou 402 m n.m.. Svahy vrchu Hejnice jsou poměrně strmé, upadají pod úhlem více než cca 30° směrem k západu, jihu a východu. Na těchto stranách je vrch obtékán řekou Moravská Sázava, jejíž údolní niva leží v nadmořské výšce cca 290 - 295 m n.m.
Území je budováno proterozoickými metamorfovanými horninami zábřežského krystalinika. Z petrografického hlediska se zde vyskytují pararuly, fylity a lokálně i kvarcity a kvarcitické ruly. Převažujícím horninovým typem jsou však muskovit-biotitické pararuly, vyskytující se na lokalitě v různých odstínech šedé barvy. Horniny jsou převážně navětralé, pouze při povrchu a v okolí tektonických linií jsou místy mírně zvětralé. Silně až zcela zvětralé horniny se v trase tunelu prakticky nevyskytují. Horniny mají místy zřetelnou foliaci. Směr a sklon foliačních ploch se vzhledem k lokálnímu provrásnění hornin místy výrazně mění. Rovněž vzdálenost foliačních ploch se často mění v rozsahu od 5 do 200 mm. Horniny jsou nepravidelně a všesměrně rozpukané, pukliny jsou převážně sevřené, často vyplněné oxidy Fe. V okolí některých tektonických poruch jsou horniny porušené až podrcené. Hustota diskontinuit (včetně foliačních ploch) převažuje v rozmezí velmi velké až velké (D5 - D4).
Z hlediska pevnosti převažují v masívu horniny se střední až vysokou pevností třídy R3 a R2, při povrchu a v místech tektonicky oslabených se lokálně vyskytují horniny s nízkou pevností třídy R4. Horniny s extrémně nízkou až velmi nízkou pevností třídy R6 až R5 se v trase tunelu téměř nevyskytují. Z hlediska stupně zvětrání převažují v horninovém masívu navětralé horniny - symbol W2, a opět pouze v oblastech tektonického porušení a při povrchu masívu se vyskytují mírně zvětralé horniny - symbol W3. Generelně lze horninový masív podle stupně zvětrání hodnotit jako navětralý až zdravý. Puklinový systém spodní vody je pod úrovní počvy tunelu, infiltrace srážkových vod do horninového prostředí pouze v oblastech rozsáhlejšího tektonického porušení. V souvrství kvartérního pokryvu jsou zastoupeny deluviální, fluviální a v omezené míře antropogenní sedimenty. Celková mocnost kvartérního pokryvu se v trase tunelu podstatně mění. Zatímco u paty svahů a v místě křížení trasy tunelu s místní silnicí nad vjezdovým portálem dosahuje souvrství kvartérních sedimentů mocnosti až cca 6 m, na strmých svazích je často mocnost pokryvu menší než 1 m.
Hloubené úseky tunelu
Oba portály tunelu byly řešeny jako šikmé. Hlavní součástí vjezdového portálu je betonová zeď s atikou (C20/25), která chrání upravený svah v nejvíce porušených partiích. Sklon zdi je přizpůsoben skalní stěně, ke které je zeď dobetonována. Plocha stěny je vodorovně i svisle rozčleněna pomocí vrubů, které korespondují s dilatačními spárami. Část rozvolněného skalního odřezu nad betonovou stěnou byla po očištění sanována pomocí záchytných ocelových sítí a lan, které byly připevněny svorníky. Menší část byla opatřena prorůstací protierozní geotextilií.
Výjezdový portál byl budován v hloubené stavební jámě v odřezu mezi řekou Moravská Sázava a komunikací, jejíž provoz musel být během stavby zajištěn pomocí mostního provizoria. Výjezdový hloubený úsek je tvořen dvěma tunelovými pasy. Portálový pás je navržen jako šikmo seříznutý tubus s věncem. Rovina seříznutí byla zvolena jako rovnoběžná s trvalým svahem pro lepší začlenění portálu do terénu. Definitivní ostění hloubených pasů bylo prováděno po dokončení betonáže ražené části. Ostění je se spodní klenbou z vodostavebného betonu. Jeho tloušťka je 600 mm. Betonáž byla prováděna ve dvou fázích – betonáž spodní klenby a betonáž klenby s opěrami. Pro bednění vnitřního líce klenby byl použit bednící vůz z ražené části tunelu, pro vnější část systémové bednění. Výztuž byla dimenzována s ohledem na nesymetrický tvar konstrukce i zatížení. Trvalý svah jehož sklon je přibližně 1:1 byl vyztužen pomocí vysokopevnostních geotextilií a geomříží.
Ražené úseky tunelu
Ražba, tj. rubání a primární vystrojování postupovalo podle zásad Nové rakouské tunelovací metody.
Rozpojování hornin se provádělo s omezeným používáním trhacích prací s dočišťováním líce výrubu mechanizovaně. S ohledem na velikost raženého průřezu s výraznou nehomogenitou a střídavostí horninových poměrů byla ražba tunelu v celé délce prováděna po dílčích výrubech s vodorovným členěním na kalotu, jádro a dobírku dna. Podle získaných geologických a geotechnických podkladů byly navrženy 3 technologické třídy výrubu.
Zajištění výrubu bylo navrženo pomocí stříkaného betonu C 16/20 v tloušťce 150 až 250 mm vyztuženého ocelovými příhradovými oblouky a ocelovými sítěmi 150x150/8x8 mm, za současného kotvení horninovými svorníky typu SN, zaháněnými do vrtů zaplněných aktivovanou cementovou maltou. Délka záběru se pohybovala dle třídy výrubu od 1,0 do 2,0 m.
Definitivní ostění ražené části je provedeno jako ostění sekundární, po dokončení ražby celého tunelu, zabudování primárního ostění ze stříkaného betonu a provedení mezilehlé izolace.
Betonáž probíhala dovrchně proti směru staničení, od výjezdového portálu P2 směrem k vjezdovému portálu P1. Betonáž byla prováděna ve dvou fázích – betonáž základových pasů a betonáž klenby a opěr.
Základ výztužné kostry definitivního ostění tvoří příhradové rámy, které jsou na rubové straně opatřeny přivařenými pásy výztužné sítě šířky 900 mm. Tyto příhradové rámy jsou osazeny po vzdálenostech 1700 mm, první osově 300 mm od začátku pasu (čela bednícího vozu), poslední osově 1200 mm (střední hodnota) od konce pasu (konce bednícího vozu). Toto členění je zachováno i v místě záchranného výklenku, v kombinaci s úpravou spodního dílu výztužného příhradového rámu a provedením výměny mezi příhradovými rámy na okrajích výklenku. K nim se postupně připevňují pásy sítí a příložky. Definitivní ostění je provedeno z monolitického železobetonu C25/30 v tloušťce 350 mm.
Izolace proti vodě
V celé délce hloubených i ražených úseků tunelu je navržena mezilehlá foliová izolace tl. 2,0 mm, která je ukončena v patě opěr podélnou drenáží. Dno není izolováno a případné průsaky dnem pod kolejové lože jsou jímány střední tunelovou stokou. Pateční podélná drenáž je v každém lichém tunelovém výklenku zaústěna do revizní šachty (ve vzdálenosti po 48 m). Drenáž tvoří částečně perforovaná drenážní tlakuvzdorná trubka PVC profilu DN 150 mm s rovným dnem, obetonovaná mezerovitým betonem tak, aby voda prosakující po rubu izolace ostění byla bezpečně drenáží zachycena a odvedena. Odvodnění kolejového lože je řešeno vyspádováním v příčném směru ve sklonu 4% směrem ke střední tunelové stoce. Střední tunelová stoka o průřezu 350mm je navržena ve sklonu trati a má dno v úrovni 1350mm pod TK. Střední tunelovou stoku tvoří tlakuvzdorná PE trouba o průměru 350mm s částečně perforovaným povrchem a hladkým dnem, ukládaná do mezerovitého betonu v rýze pod kolejovým ložem.
Vybavení tunelu
Po obou stranách tunelu jsou vstřícně ve vzdálenosti 24 m provedeny záchranné výklenky o minimálním rozměru 2,0x2,2x0,75 m. Ve výklencích jsou umístěny zásuvkové skříně, tlačítka ovládání osvětlení a měřící skříně pro sledování bludných proudů. V lichých výklencích jsou situovány revizní šachty na pateční drenáži. Na obou stranách tunelu je navržen služební chodník šířky 900 mm. V něm jsou vedeny v kabelovodech veškeré rozvody elektro pro zásuvky, osvětlení a měření bludných proudů. Osvětlení tunelu je provedeno po obou stranách ve vzdálenostech po 12,0 m.
