Tunel Jablunkov - zhodnocení geotechnických rizik přestavby železničního tunelu, část I.

obr. 1	Fotogalerie...

Do stavby „ Optimalizace trati státní hranice SR – Mosty u Jablunkova – Bystřice nad
Olší“ spadá i stavební objekt přestavby tunelu Jablunkov. Jablunkovským průsmykem
byly na konci 19., resp. začátku 20. století vyraženy dva jednokolejné tunely, které jsou
v dnešní době na konci svých životností. V rámci rekonstrukce III. železničního
koridoru se proto přistoupilo k přestrojení mladšího tunelu na dvojkolejný
v parametrech, které odpovídají aktuálním normám.
Geologická stavba území
Geologicky se širší okolí nachází ve Vnějších Západních Karpatech tvořenými
převážně sedimenty flyšového charakteru (střídání jílovců, prachovců, pískovců
a slepenců), které jsou zastoupeny slezskou a račanskou jednotkou. Obě tyto jednotky
tvoří samostatné příkrovy nasunuté přes sebe tzv. magurským nasunutím. Linie
magurského nasunutí probíhá na východním úbočí Jablunkovského průsmyku (podél
nového silničního tahu E 75, Jablunkov – Čadca). Složitá příkrovová stavba je
doprovázena zlomovou tektonikou. Z inženýrsko-geologického hlediska je flyšový
komplex typickým sesuvným územím.
Vlastní trasa tunelu se nachází ve svrchní části slezské jednotky paleogenního stáří
(30 – 45 mil. let), tvořené převážně jílovci s rohovcovitými a pískovcovitými polohami
(menilitové souvrství). Tunely jsou raženy v nejméně příznivých geologických
podmínkách, v souvrství drobně cyklického flyše, s převahou vápnitých jílovců, s velmi
nízkou až extrémně nízkou pevností (dle ČSN 73 1001 třídy R5-R6). Současnou
ražbou byly zastiženy laminované tmavošedé jílovce, drobně provrásněné, částečně
zbřidličnatělé až podrcené. Jílovce obsahují tenké, nepravidelné vložky prachovců až
pískovců (mocnost do 5 cm). Převažuje vrstevnatost se středním úklonem
k jihovýchodu, břidličnatost je strmého úklonu s převládajícím směrem východ – západ.
Jílovce jsou silně zvětralé s převládající pevností R6, směrem do nadloží přecházejí do
pevného jílu (F8). Po natěžení se hornina rozpadá na nesoudržnou zeminu. Přítoky
vody nebyly zjištěny, výrub je suchý až vlhký. Počtem bodů QTS (< 30 bodů) spadá
ražba do technologické třídy NRTM 5a. Diskontinuity (vrstevnatost) je třeba hodnotit
jako nepříznivé (dle Bieniawski).
Popis stavby
Přestrojení resp. rekonstrukci tunelu Jablunkov, jak se často uvádí, je třeba chápat jako
ražbu nového podzemního díla, kdy z kamenného ostění původního tunelu (1917) je
zachována jen část pravého opěří (v pohledu směru ražby, resp. staničení).
Nový tunel je budován pomocí NRTM a je situován do meziprostoru historických
objektů. Jeho celková délku bude 612 m, z toho 564 m ražených. Hloubené úseky
náleží portálovým objektům (P1 - vjezdový, P2 - výjezdový). Po zprovoznění jedné
koleje v novém tunelu bude proražena úniková propojka do staršího tunelu (1871),
který bude z poloviny sloužit jako úniková štola, druhá jeho část bude zasypána.Geotechnická rizika stavby
Portály tunelu
V důsledku velmi náročných inženýrsko-geologických a hydrologických poměrů
zájmového území je stavba provázena řadou komplikací již od svého počátku. V první
fázi realizovaná portálová jáma P1 musela být přeprojektována za účelem vyřešení
stability jejích svahů. Původní projekt zajištění svahů počítal se zeminovými hřebíky
a nástřikem betonu s dvěma vrstvami KARI sítě. Toto zajištění se však ukázalo jako
nedostatečné a bylo rozšířeno o 2 resp. 3 řady ocelových převázek kotvených pomocí
lanových kotev. Trend mírného uklidnění deformací, který poté nastal, byl zlomen
v momentě zahájení ražby kaloty tunelu. Pravidelný monitoring objektu v podobě
geodetického měření přinášel alarmující výsledky. Vyvrcholením byl vznik celého
systému trhlin v betonovém nástřiku svahů, kdy rozevření některých trhlin dosáhlo
centimetrových hodnot. Projektant stavby se, po přepočtu na základě upřesněných
parametrů IG prostředí, rozhodl realizovat tzv. „falešný primár“. 12 m dlouhá
konstrukce přiléhající k čelu portálu byla zhotovena podobnou cestou jako primární
ostění v tunelu, tj. ocelové příhradové ramenáty o rozteči 1m, 2x KARI síť a jako
pomocný prvek pro aplikaci stříkaných betonů jemné ocelové pletivo. Mocnost
betonové skořepiny činní 500 mm. Příčný profil této konstrukce odpovídá kalotě tunelu
a bude sloužit jako ztracené bednění pro definitivní ostění tunelového pásu č. 1. Jeho
hlavní funkce však byla splněna krátce po jeho realizace. Konstrukce falešného
primárního ostění svou prostorovou tuhostí a hmotností vnesla požadovaný deformační
klid do portálu P1.V důsledku výše popsaných komplikací na portálu P1 investor stavby, na žádost
projektanta, rozhodl nechat provést doplňkový průzkumný inženýrsko-geologický vrt
v prostoru portálu P2. Z vrtného jádra byla odebrána série laboratorních vzorků,
z kterých byly upřesněny parametry zemin (c, φ, Edef). Projektant stavby následně
provedl statický přepočet konstrukce tzv. želvy, pomocí které měl být portál P2realizován. Z prezentovaných výsledků bylo zřejmé, že takto navržená konstrukce
nemůže v daných podmínkách obstát. Z předložených návrhů tak vykrystalizovala
dnešní podoba záporových stěn se 4 resp. 5 řadami ocelových převázek kotvených
pomocí soustavy lanových kotev. Tato, na první pohled masivní, konstrukce nese
hlavní zásluhu na faktu, že ke konci roku 2008, kdy byl portál P2 vyhlouben téměř
na svou definitivní hloubku (~14 m), deformace záporových stěn dosáhly přijatelných
hodnot.

obr. 1 Historické tunely, 1871- vlevo, 1917- vpravo, místo portálu P1

obr. 2 Portál P1 s konstrukcí „falešného primáru“

obr. 3 Portál P2 není k dispozici