Budownictwo tunelowe: trudne warunki gruntowe a bezpieczeństwo
Jednym z najbardziej ryzykownych działań w budownictwie infrastrukturalnym jest niewątpliwie budowa tuneli. Zwłaszcza dziś, kiedy w budownictwie tunelowym mamy coraz częściej do czynienia albo ze złożonymi, albo skomplikowanymi warunkami gruntowymi. Aby w takich okolicznościach zagwarantować bezpieczeństwo budujących, kluczowe są: prawidłowe rozpoznanie podłoża, poprawne zaprojektowanie geotechniczne oraz właściwie zidentyfikowane i kontrolowane zagrożenia. W artykule na przykładzie tunelu TS-26 przedstawiono kwestie bezpieczeństwa budowania tuneli w trudnych warunkach.
W ciągu budowanej trasy S3 pomiędzy Bolkowem a Kamienną Górą zaawansowanie prac w zakresie robót tunelowych wynosi ponad 66%. Warunki atmosferyczne sprzyjają prowadzeniu prac na wszystkich frontach robót. Jednak warunki gruntowe stanowią duże wyzwanie dla wszystkich uczestników procesu inwestycyjnego.
Warunki geologiczne TS-26
Od portalu południowego drążenie tunelu przebiegało w skałach osadowych, tzw. niecki śródsudeckiej. Dominowały tam zlepieńce, dodatkowo występowały również pokłady piaskowców, mułowców oraz łupków ilastych i węglistych. Ta część serii osadowej powstała w okresie karbonu dolnego (około 350-340 mln lat temu). W miarę drążenia tunelu następował montaż obudowy wstępnej. Dobór tej obudowy zależał od rozwiązań projektowych, warunków geologicznych oraz prowadzonego na bieżąco monitoringu geotechnicznego. Proces realizacji obudowy wstępnej podzielono na sześć cykli, tj.:
- wiercenie otworów strzałowych;
- zakładanie ładunków materiału wybuchowego;
- odstrzał;
- załadunek i wywóz urobku;
- wykonanie obudowy z betonu natryskowego;
- kotwienie obudowy.
Dostęp ograniczony.
Pełen dostęp możliwy tylko dla zalogowanych użytkowników z wykupioną prenumeratą lub subskrypcją.
Dlaczego warto wykupić dostęp?
- Otrzymujesz dostęp do unikalnych treści serwisu
- Uzyskasz dostęp do sekcji: „Tylko u nas”
- Zapoznasz się z interesującymi materiałami, komentarzami przedstawicieli branży oraz wywiadami niepublikowanymi wcześniej na łamach naszych czasopism
- Będziesz na bieżąco w temacie aktualnych wydarzeń branżowych
Logowanie
Komentarz firmy
Lidia Markowska, GDDKiA Oddział Wrocław
W jaki sposób przebiega realizacja obudowy wstępnej i ostatecznej w tunelu drogowym TS-26 w oparciu o warunki geologiczno-inżynierskie i hydrogeologiczne?
Droga ekspresowa S3 od Bolkowa do Kamiennej Góry prowadzona jest w Sudetach, na obszarze o bardzo skomplikowanej budowie geologicznej, składającej się z kilkunastu różnych jednostek strukturalnych. Na tym odcinku S3 realizowane są m.in. dwa tunele drogowe: TS-26 (2301 m i 2272 m) i TS-32 (320 m x 2). Obie nawy tunelu TS-26, od portalu północnego, prowadzono w łupkach krystalicznych, tzw. metamorfiku Gór Kaczawskich. Były to różnorodne łupki, początkowo grafitowe, później serycytowe i kwarcytowe. Skały te powstały w okresie ordowiku (ok. 480-440 mln lat), w wyniku metamorfozy starszych osadów płytkomorskich.
Jak zadbano o bezpieczeństwo osób wykonujących prace w tunelach, w szczególności podczas drążenia tunelu TS-26?
W ramach Zaakceptowanej Kwoty Kontraktowej wykonawca założył finansowanie wprowadzenia i wykorzystania środków ochrony BHP dla bezpieczeństwa osób prowadzących prace w tunelach na poziomie ok. 1 mln euro. Najważniejszą kwestią było rozpoznanie zagrożeń wynikających ze specyfiki tego kontraktu i rodzaju realizowanych robót. Dla tunelu TS-26 takimi zagrożeniami były przede wszystkim: potrącenie przez ciężki sprzęt, utrudniony dostęp do pracowników i ich ewakuacja, zagrożenie pożarem, zakłócona komunikacja, łączność, lokalizacja pracownika w tunelu, zagrożenia wynikające ze stosowanych materiałów wybuchowych oraz sztuczna wentylacja. Dodatkowo konieczne było uwzględnienie uregulowań prawnych dla robót prowadzonych na danym etapie.
Budowa tuneli drogowych pozwoli na przeprowadzenie drogi ekspresowej S3 przez masyw Gór Kaczawskich i Wałbrzyskich, między miejscowościami Sady Górne i Nowe Bogaczowice. Jakie znaczenie ma ta inwestycja dla regionu?
Droga ekspresowa S3 w Polsce będzie miała długość ponad 460 km, w tym na terenie Dolnego Śląska 132 km, i będzie przebiegać południkowo od Świnoujścia i Szczecina na północy, do południowej granicy Polski w Lubawce. Łączy się ona z autostradami: A6 koło Szczecina, A2 w rejonie Świebodzina oraz z A4 w pobliżu Legnicy. S3 stanowi także element transeuropejskich sieci transportowych i jest zlokalizowana w sieci bazowej TEN-T. Jej realizacja pozwoli na stworzenie bezpiecznej trasy zapewniającej wysoki komfort dalekobieżnego ruchu drogowego o dużych prędkościach podróżnych, poprawiającego dostępność komunikacyjną Polski i połączeń międzyregionalnych w ramach sieci TEN-T. Dostosowanie parametrów techniczno-użytkowych drogi do prognozowanego poziomu ruchu pozwoli na likwidację „wąskich gardeł” i uzupełnienie brakujących elementów infrastruktury drogowej w sposób poprawiający przepustowość i warunki ruchu w korytarzu transportowym. A to przełoży się na wzrost mobilności osób i towarów w ramach wymiany międzyregionalnej oraz poza granice województwa dolnośląskiego, jak również poza granice państwa. Wpłynie na poprawę warunków życia mieszkańców terenów zabudowy sąsiadującej z istniejącymi rozwiązaniami komunikacyjnymi. Droga ta spełnia wszystkie wymogi bezpieczeństwa dla podróżujących, ułatwia międzynarodowy transport drogowy, jak również zwiększa komfort życia i bezpieczeństwo okolicznych mieszkańców wyprowadzając ruch tranzytowy z małych miejscowości. Odcinek drogi ekspresowej S3 od Bolkowa do granicy państwa w Lubawce ma długość 31,4 km. Jest to ostatni, będący w realizacji, fragment korytarza transeuropejskiego sieci TEN-T na Dolnym Śląsku. W realizacji jest jeszcze fragment drogi ekspresowej S3 na terenie województwa zachodniopomorskiego, na odcinku Świnoujście – Troszyn o długości ponad 33 km. Po udostępnieniu całej trasy kierowcom czas podróżowania dla samochodów osobowych od granicy państwa w Lubawce nad polskie morze w Świnoujściu wyniesie ok. 4,5 godz., oczywiście nie wliczając czasu postoju na przerwę podczas podróży.
Piotr Sarnowski, PORR S.A.
Budowa prowadzona jest na obszarze o bardzo skomplikowanej budowie geologicznej, składającym się z kilkunastu różnych jednostek strukturalnych. Jak postępowały prace w takich warunkach?
Doprecyzowując, tunel TS-26 umiejscowiony jest na styku dwóch jednostek geologicznych, mianowicie kompleksu metamorficznego Gór Kaczawskich na północy i osadów Depresji Śródsudeckiej na południu. Skały, które można napotkać wzdłuż osi tunelu, to między innymi łupki ordowickie powiązane z Górami Kaczawskimi oraz zlepieńce karbońskie, mułowce i szarogłazy składowane w Depresji Śródsudeckiej. Takie zróżnicowanie spowodowało, że podczas drążenia tunelu można było napotkać cały przekrój utworów geologicznych charakteryzujących się zarówno skrajnie niską wytrzymałością, jak i obszary o względnie wysokich parametrach wytrzymałościowych.
Przekładając to na realia wykonawcze, występujące w części północnej łupki o bardzo niskiej wytrzymałości powodowały ryzyko obwałów i w konsekwencji znaczne spowolnienie tempa drążenia w stosunku do pierwotnych założeń. W przypadku wrażliwych na wodę zlepieńców i mułowców wyzwaniem była ich słabnąca wytrzymałość w kontakcie z wodą gruntową.
Oczywiście dysponowaliśmy całym asortymentem materiałów i sposobów wzmacniania górotworu, wynikającym z doświadczenia firmy. Skały słabe urabialiśmy mechanicznie, a skały twarde przy pomocy robót strzałowych. Dobieraliśmy właściwe elementy obudowy wstępnej, jak: długość zabioru, obudowę wyprzedzającą, obudowę kotwiową, grubość betonu natryskowego i wiele innych. To właśnie ich odpowiedni dobór i stosowanie przed doświadczony zespół jest kluczem do bezpiecznego budowania tuneli.
Tunel TS-26 jest wykonywany tradycyjną metodą górniczą w technologii NATM (nowa metoda austriacka budowy tuneli). Dlaczego właśnie ta metoda została wybrana?
Zanim uzasadnię wybór metody budowy naszego tunelu, chciałbym tę metodę choć w małym stopniu przybliżyć. Technicznie metoda ta polega na dążeniu do wykorzystania możliwie w jak największym stopniu efektu samonośności masywu skalnego, w którym prowadzone jest wyrobisko. Chodzi o możliwie szybkie odtworzenie i utrzymanie pierwotnej wytrzymałości skał w otoczeniu tunelu. Dlatego wykonując wyłom i tuż po jego wykonaniu, nie można dopuścić do rozluźnienia skał oraz powstania szczelin i spękań. Służy temu szybkie wykonanie obudowy wstępnej. W naszym przypadku zasadniczymi elementami obudowy wstępnej były: beton natryskowy, siatki stalowe, dźwigary kratowe oraz zakładana systematycznie, tj. w każdym zabiorze, obudowa kotwiowa. Etap ten zakończył się przebiciem w obu nawach tunelu, co miało miejsce 22 lutego. Obecnie wykonujemy obudowę ostateczną z betonu zbrojonego, co jest kolejnym etapem prac i zarazem stanem projektowym. Prace te potrwają do połowy przyszłego roku.
Wracając do kryteriów wyboru, już podczas pracy nad ofertą szczegółowo rozważaliśmy możliwości i ograniczenia związane z doborem konkretnej technologii. Spośród najważniejszych czynników decydujących o doborze metody wymienić należy: wykonalność; realizację w wyznaczonych ramach czasowych: efektywność kosztową; doświadczenie firmy.
Punktem wyjścia są zawsze właściwości pokonywanej przeszkody i długość kolizji. W naszym przypadku był to górotwór o dużej zmienności i skomplikowanej budowie geologicznej z krótka strefa wypłycenia w połowie długości i to wszystko na 2,300 metrach. Metoda NATM jej bardzo elastyczna, pozwalając na dobór elementów obudowy w zależności od napotkanych warunków i zachowania się górotworu. Dlatego zmienna budowa geologiczna naszej przeszkody predestynowała wykorzystanie NATM, ale o niej nie przesądzała. Dopiero analiza bardzo wymagającego terminu realizacji w połączeniu z efektywnością kosztową pozwoliły ostatecznie rozstrzygnąć na korzyść NATM.
Stosując tę metodę, mogliśmy nie tylko pracować 24 godziny na dobę 7 dni w tygodniu, ale również rozwinąć cztery równoległe fronty robót, począwszy od końców obu tuneli. Takie podejście umożliwiało terminową realizację, ale też ograniczenie bardzo kosztownych nakładów mobilizacyjnych właściwych dla alternatywnej metody budowy przy pomocy tarczy TBM.
Żeby wyczerpać rozważania na temat doboru metody, wspomnę, że technicznie możliwe było wykonanie kilkudziesięciometrowego odcinka w środku tunelu – wspomniane wcześniej wypłycenie – w technologii cut & cover. Pomysł ten zarzuciliśmy jednak ze względu na aspekty środowiskowe.
Przeprawa TS-32 jest natomiast wykonywana metodą odkrywkową, tzw. cut & cover. Jakie były przyczyny wybrania tej metody?
Tu sprawa była prostsza. Niewielki naziom w strefach przyportalowych sprawił, że dla około 60% długości tunelu jedyną technicznie uzasadnioną metodą była właśnie metoda cut & cover. Projektując tunel TS-32, mieliśmy ponadto niewiele miejsca w liniach środowiskowych. W tym przypadku należało poprowadzić i zaprojektować obie nawy tunelu w bezpośredniej bliskości siebie, co również ograniczało kubaturę wykopu i jednoznacznie wskazywało na racjonalność tej właśnie metody.
Mogą zainteresować Cię również
Wywiady
Waldemar Wojciechowski: Uczciwość to fundament etycznego zarządzania
Waldemar Wojciechowski, dyrektor oddziału GDDKiA we Wrocławiu, w rozmowie z redakcją „Magazynu Autostrady” opowiada o wyzwaniach związanych z kierowaniem oddziałem, priorytetach inwestycyjnych na Dolnym Śląsku oraz roli współpracy transgranicznej. Podkreśla znaczenie odpowiedzialności i transparentności w zarządzaniu, zwraca uwagę na konieczność...
Branża leasingowa odnotowuje wzrosty
Kolejny rok z rzędu branża leasingowa kończy rok dwucyfrowym wzrostem udzielonego finansowania dla firm w Polsce. W 2024 r. wzrosła o 10,4%. Tym samym wartość sfinansowanych ruchomości i nieruchomości wyniosła 110,5 mld zł w ubiegłym roku. Wartość finansowania udzielonego w formie leasingu wyniosła 96,9 mld zł, co oznacza skok o prawie 12%. Z kolei wartość pożyczek leasingowych zwiększyła się zaledwie o 2,2%, do 13,6 mld zł. A nieznaczny wzrost spowodował, że udział pożyczki leasingowej w ogó...
Metoda oceny zabytkowej wartości obiektu mostowego – nie wszystko złoto, co się świeci
Artykuł przedstawia autorską metodę oceny zabytkowej wartości mostów i wiaduktów drogowych oraz kolejowych. Tekst ma na celu wypracowanie kryteriów wartościowania mostów, które – jako elementy infrastruktury komunikacyjnej – muszą spełniać współczesne standardy techniczne, pozostając jednocześnie cennymi świadkami historii. Ocena możliwości użytkowania istniejących mostów i wiaduktów kolejowych, z uwzględnieniem wymagań konserwatorskich, budzi sporo emocji i prowadzi do wymiany poglądów dotyc...
Metody poprawy procesu przesiewania kruszyw
Proces przesiewania kruszyw odgrywa kluczową rolę w przemyśle wydobywczym i budowlanym, umożliwiając skuteczną separację materiałów ziarnistych według określonych frakcji. W wielu przypadkach użytkownicy maszyn przesiewających napotykają trudności związane z wydajnością i skutecznością tego procesu. Często nie jest konieczna całkowita wymiana parku maszynowego – istnieje szereg metod, które pozwalają na intensyfikację przesiewania przy niewielkich zmianach konstrukcyjnych i niskich kosztach. ...
Ocena przydatności kruszyw stosowanych do warstw podbudów drogowych na podstawie wybranych cech i własności mechanicznych
W artykule przedstawiono problematykę oceny przydatności kruszyw łamanych, recyklingowych oraz alternatywnych dla warstw podbudów nawierzchni drogowych wg wymagań normy PN-S-06102:1997 oraz Wymagań Technicznych WT-4:2010. Wskazano różnice w ocenie w zależności od wymagań poszczególnych dokumentów technicznych. Zwrócono uwagę na parametry poszczególnych kruszyw, które związane są z pochodzeniem badanego materiału ziarnistego. Kruszywa są ziarnistym materiałem stosowanym powszechnie w budownict...
Szybka droga do bezpieczeństwa
W artykule skupiono się na rozwoju infrastruktury drogowej w Polsce, szczególnie na budowie dróg ekspresowych i autostrad. Autor podkreśla, że mimo problemów budowlanych i trudności z lokalizacją te nowoczesne rozwiązania są kluczowe dla poprawy bezpieczeństwa na drogach. Artykuł omawia także różnice w użytkowaniu tych dróg w porównaniu do tradycyjnych tras miejskich czy osiedlowych, podkreślając potrzebę odpowiedniego przygotowania kierowców do korzystania z dróg o dużych prędkościach. Dodat...
Geokrata. Jeden produkt, wiele zastosowań
Geokrata komórkowa to nowoczesny materiał geosyntetyczny stosowany w budownictwie do stabilizacji gruntu, wzmacniania nawierzchni i ochrony przed erozją. Wykonana z wytrzymałego polietylenu (HDPE), tworzy przestrzenną siatkę, którą można wypełnić piaskiem, żwirem lub kruszywem. Dzięki swojej konstrukcji skutecznie rozkłada obciążenia, zapobiega osiadaniu terenu i wzmacnia infrastrukturę drogową, kolejową oraz hydrotechniczną. Jest trwała, łatwa w montażu i przyjazna dla środowiska, co czyni j...
Historyczny most kolejowy w Stanach k. Nowej Soli – 6 lat po remoncie i adaptacji na ścieżkę rowerową
W miejscowości Stany, w woj. lubuskim, niedaleko Nowej Soli, znajduje się historyczny, ufortyfikowany most kolejowy, który przeszedł modernizację w 2019 roku i zmienił swoje przeznaczenie na most z przejściem pieszo-rowerowym. Most ten, zaprojektowany na początku XX w., mimo renowacji i konserwacji przeprowadzonych niespełna 6 lat temu, ponownie potrzebuje uwagi zarządcy obiektu oraz prac konserwacyjnych. W 1871 r. w miejscowości Grünberg in Schlesien, dzisiejszej Zielonej Górze, kierownictwo...
Metody i systemy oceny stanu eksploatacyjnego jezdni drogowych
W artykule omówiono kluczowe aspekty utrzymania dróg, zapewniające bezpieczeństwo, przejezdność i efektywność transportu. Podkreślono znaczenie monitorowania nawierzchni, racjonalnego planowania modernizacji oraz stosowania zaawansowanych urządzeń bezpieczeństwa. Autor wskazuje na specyfikę utrzymania ulic miejskich, wymagających większej uwagi ze względu na natężenie ruchu i gęstą infrastrukturę. Artykuł akcentuje konieczność optymalizacji działań w celu minimalizacji kosztów i zwiększenia t...
Przygotowanie i wykonanie robót ziemnych oraz nawierzchniowych w budownictwie drogowym
Budowa dróg i obiektów inżynierskich to złożony proces, wymagający skrupulatnego planowania i realizacji na każdym etapie. Kluczowymi elementami tego procesu są roboty przygotowawcze, roboty ziemne oraz prace związane z konstrukcją nawierzchni. Poprawne wykonanie tych działań ma bezpośredni wpływ na trwałość, bezpieczeństwo oraz funkcjonalność powstającej infrastruktury. W artykule omówiono zakres prac przygotowawczych, szczegóły związane z robotami ziemnymi oraz najważniejsze aspekty technol...
Kalendarium
Relacje

III Kongres Projektantów i Inżynierów
10 kwietnia 2025 r. w Centrum Konferencyjnym Centrum Nauki Kopernik w Warszawie odbył się...

IV Forum Dni Asfaltu
24–26 marca 2025 roku w Nałęczowie odbyło się IV Forum Dni Asfaltu, organizowane przez Po...

NOVDROG’25
10-11 kwietnia 2025 r. w malowniczych Niepołomicach odbyła się VII Ogólnopolska Konferenc...

25 lat Konferencji KRUSZYWA MINERALNE Surowce – Rynek – Technologie – Jakość
Organizatorzy Od dwudziestu pięciu lat, począwszy od 2001 roku, Stowarzyszeni...