Karpatka przystosowana do warunków metanowych – rozpoczęto drążenie tunelu na S19

Na odcinku drogi ekspresowej S19 Rzeszów Południe – Babica rozpoczęło się drążenie pierwszego tunelu w tym regionie. Maszyna TBM (tunnel boring machine), nazwana Karpatką, wydrąży ponad 2-kilometrowy tunel pod wzgórzem Grochowiczna.

Tunel i TBM

Tunel o długości 2255 m składał się będzie z dwóch naw. Nawy zostaną połączone 15 przejściami poprzecznymi oraz dodatkowym przejazdem awaryjnym. Każda z naw będzie miała po dwa pasy ruchu oraz dodatkowy pas awaryjny. Technologia, know-how i maszyna do drążenia tunelu, która zostanie wykorzystana podczas budowy odcinka S19 Rzeszów Południe – Babica, zostały dostarczone przez firmę Acciona, partnera Mostostalu Warszawa. 

Produkcja elementów obudowy tunelu, tzw. tubingów, odbywa się w hali prefabrykacji bezpośrednio na placu budowy. Znajduje się w Lutoryżu, w miejscu, gdzie docelowo będzie funkcjonowało Miejsce Obsługi Podróżnych (MOP Lutoryż). Hala wyposażona jest w linię produkcyjną, cztery suwnice (największa ma udźwig 60 t) i węzeł betoniarski. Tubingi stanowią rodzaj cylindrycznej obudowy tunelu wykonanej z żelbetu. 10 połączonych tubingów tworzy pierścień. Na obudowę tunelu w Babicy wykorzystanych zostanie przeszło 2230 pierścieni. 

Karpatka ma 114 metrów długości i 15,16 metrów średnicy. Jej waga to 4400 ton. Posiada napęd hydrauliczno-elektryczny i 12 silników, każdy o mocy 1 megawata. Ważący 440 ton pierścień skrawający obraca się z prędkością do 2 obrotów na minutę oraz posiada 471 narzędzi służących do wiercenia. Maszyna przejdzie ponad 100 metrów poniżej szczytu wzgórza Grochowiczna. Czas potrzebny na wydrążenie jednej nawy tunelu to ok. 9 miesięcy (przy sprzyjających warunkach). Następnie maszyna w ciągu trzech miesięcy zostanie odwrócona i rozpocznie drążenie kolejnej nawy tunelu. 

Wykrycie metanu

W lipcu 2023 r. podczas próbnych pompowań mających na celu obniżenie zwierciadła wody na potrzeby drążenia tunelu maszyną TBM, stwierdzono ulatnianie się gazu. Gaz pojawił się w 2 z 44 otworów studziennych. 

W celu zapewnienia bezpieczeństwa personelowi pracującemu na budowie, wykonawca wstrzymał prace związane z próbnym pompowaniem oraz wierceniem pozostałych studni. Przy użyciu odpowiedniego sprzętu potwierdzono w pobranych próbkach gazu obecność metanu. Pobrano także próbki do badań laboratoryjnych, które również potwierdziły obecność metanu w wodzie. Warto podkreślić, że występowanie gazu nie wstrzymało prac budowlanych na pozostałej części tego 10-kilometrowego odcinka. 

Od samego początku nad rozwiązaniem tego problemu pracował szeroki zespół specjalistów, zarówno po stronie wykonawcy jak i inwestora. Współpracował z nimi zespół ekspertów z Akademii Górniczo-Hutniczej z Krakowa oraz Wyższy Urząd Górniczy w Katowicach oraz Okręgowy Urząd Górniczy w Krośnie. 

W związku z wykryciem metanu koniecznie było odpowiednie przygotowanie maszyny TBM do pracy w warunkach metanowych. Po analizach przeprowadzonych przez ekspertów z zakresu górnictwa, w ramach doposażenia maszyny, konieczne było m.in. zamontowanie systemu czujników wykrywających obecność metanu na etapie drążenia tunelu oraz montaż zmodyfikowanego systemu wentylacji o zwiększonej wydajności umożliwiającego przewietrzanie tunelu i niedopuszczenie do gromadzenia się metanu wewnątrz wyrobiska. Niezbędna była także wymiana części podzespołów na urządzenia mogące pracować w stwierdzonych warunkach. 

Wszystkie te prace wynikają z zapisów unijnej dyrektywy ATEX, odnoszącej się do urządzeń i systemów ochronnych przeznaczonych do użytku w atmosferze potencjalnie wybuchowej. Wymaga ona, aby urządzenia i maszyny, które pracują w atmosferze grożącej zapalaniem lub wybuchem metanu, posiadały odpowiednie zabezpieczenia, przede wszystkim iskrobezpieczne. 

Warto podkreślić, że proces drążenia tunelu podlega pod przepisy prawa geologicznego i górniczego, w związku z czym wykonawca opracował projekt wykonania tunelu w warunkach zagrożenia metanowego, który zyskał pozytywną opinię Komisji ds. zagrożeń w zakładach górniczych przy Wyższym Urzędzie Górniczym w Katowicach. W dalszej kolejności przygotowano niezbędna dokumentację, która zgodnie z przepisami została w kwietniu br. zatwierdzona przez Dyrektora Okręgowego Urzędu Górniczego w Krośnie. To dało nam formalnie zielone światło na przygotowanie się do rozpoczęcia drążenia tunelu. 

Uzyskanie decyzji administracyjnych, doposażenie maszyny TBM oraz pozytywne wyników testów i prób pozwoliły na rozpoczęcie pracy Karpatki. 

Budowa S19 Rzeszów Południe – Babica

Kontrakt realizuje konsorcjum firm Mostostal Warszawa i Acciona Construccion Umowę na kwotę ok. 2,2 mld zł podpisano w lipcu 2020 r. Prace budowlane rozpoczęły się w kwietniu 2022 r.  

W ramach inwestycji powstanie węzeł Babica zlokalizowany w pobliżu skrzyżowania DK19 z DW988. Zakres prac obejmuje także budowę obiektów inżynierskich, w tym tunelu o długości 2,3 km, sześciu estakad, dwóch wiaduktów nad S19, bezkolizyjnego przejazdu nad linią kolejową w ciągu istniejącej DK19, trzech przejść dla zwierząt i jednego przejazdu pod S19.  

W ramach umowy powstanie również pierwsze w województwie podkarpackim Centrum Zarządzania Tunelem. Inwestycja obejmuje także budowę dwóch Miejsc Obsługi Podróżnych (MOP): MOP Lutoryż (kierunek Rzeszów i Barwinek) oraz dwóch lądowisk dla śmigłowców Lotniczego Pogotowia Ratunkowego (na MOP Lutoryż w kierunku Rzeszowa i przy Centrum Zarządzania Tunelem). 

Aktualnie wykonawca prowadzi roboty we wszystkich branżach, czyli drogowej, mostowej oraz tunelowej. W branży drogowej zaawansowanie prac wynosi 57 proc. Trwają roboty ziemne (wykopy i nasypy) oraz następuje układ warstw konstrukcyjnych na trasie głównej i dodatkowych jezdniach. Trwają prace mostowe, których zaawansowanie wynosi 76 proc. Najbardziej zaawansowane są roboty na estakadach w Racławówce, Mogielnicy i Lutoryżu, gdzie wykonano już ustroje nośne. Aktualnie trwają prace związane z wykonaniem wyposażenia obiektów. Portal południowy tunelu wykonano w 100 proc., a portal północny w 80 proc. W zakładzie prefabrykacji trwa produkcja prefabrykowanych segmentów obudowy tunelu. 

Aktualne zaawansowanie robót to ok. 40 proc. 

źródło i fot. GDDKiA

Przeczytaj również: Nowy dyrektor oddziału GDDKiA w Krakowie