Navrhování tunelů Následující text je zaměřen na navrhování železničních tunelů a tunelů pozemních komunikací. V úvodu textu budete stručně seznámeni s některými normami, které slouží jako základní podklad pro návrh tunelů, a některými základními pojmy používanými v podzemním stavitelství. Dále naleznete dvě samostatné kapitoly. První kapitola je věnována návrhu tunelům pozemních komunikací a druhá tunelům železničním. Text je doplněn i o praktické příklady a slouží pouze k výukovým účelům. Normy ČSN 73 7501 Navrhování konstrukcí ražených podzemních objektů ČSN 73 7503 Projektování a stavba tunelů městských drah ČSN P 73 7505 - Kolektory a ostatní sdružené trasy vedení inženýrských sítí ČSN 73 7507 Projektování tunelů pozemních komunikací ČSN 73 7508 Železniční tunely ČSN 73 7509 Průjezdný průřez metra ČSN EN 1997-1 Navrhování geotechnických konstrukcí ČSN 73 6101 Projektování silnic a dálnic ČSN 73 6110 Projektování místních komunikací ČSN 73 6201 - Projektování mostních objektů ČSN 73 6360 - Konstrukční a geometrické uspořádání koleje železničních drah a její prostorová poloha - Část 1: Projektování Základní pojmy Podzemní objekt (Underground construction) stavební objekt, nad kterým je vrstva původní zeminy/horniny nebo zásypu. Tunel (Tunnel) liniový podzemní objekt s profilem větším než 16 m 2, jehož podélný sklon je menší než 45. Štola (Adit, gallery) liniový podzemní objekt s profilem menším než 16 m 2, jehož podélný sklon je menší než 45. Výrub (Excavation) podzemní prostor vytvořený rozpojením a odstraněním horniny bez odstranění zeminy/horniny v nadloží. Ostění(Tunnel lining) dočasná nebo trvalá konstrukce, která zajišťuje výrub Primární ostění (Primary lining) základní (provizorní) ostění zajišťující stabilitu výrubu při ražbě tunelu. Sekundární ostění(secondary lining) stálé ostění tunelu z betonu zajišťující stabilitu celého podzemního díla po celou dobu jeho životnosti. Montované ostění (Segmental lining) ostění skládané z prefabrikovaných železobetonových dílců (segmentů). Toto ostění je zpravidla využíváno při kontinuální ražbě plnoprofilovým tunelovacím strojem. Stříkaný beton (Sprayed concrete, shotcrete) beton, který je ukládán na podklad pomocí stlačeného vzduchu a vytváří se tak poměrně hutná betonová vrstva.
Projektování tunelů pozemních komunikací Návrhová rychlost zpravidla 80 km/h, u tunelů s veřejným chodníkem 60 km/h. Návrhová rychlost v tunelu odpovídá zpravidla návrhové rychlosti na přilehlém úseku pozemní komunikace. Na tunelových úsecích PK je třeba posoudit, zda navržené příčné uspořádání vyhovuje výhledové intenzitě silničního provozu na dobu 15 let. Druhy tunelů Rozdělení tunelů dle způsobu výstavby Ražené Hloubené Budované zvláštními způsoby výstavby Dle délky tunelu Krátké tunely délky od 100 m do 500 m včetně Střední tunely délky od 500 m do 1000 m včetně Dlouhé tunely délky od 1000 m Dle provozu Jednosměrné Obousměrné V závislosti na délce tunelu a intenzitě dopravy se tunely třídí do kategorií: TA TB TC-H TC TD-H TD Zatřídění do kategorií je graficky znázorněno na obr. 1. Na svislé ose je vynesena v logaritmickém měřítku intenzita dopravy a na vodorovné ose délka tunelu. Obr. 1 Rozdělení tunelů do kategorií dle délky tunelu a intenzity provozu
Směrové a výškové vedení komunikace v tunelu Směrové vedení trasy portálové úseky trasy navrhovat kolmo k vrstevnicím nebo s co nejmenší odchylkou od kolmice střední a dlouhé tunely navrhovat tak aby z místa vjezdu nebyl viditelný otvor protějšího portálu U tunelů s více tunelovými troubami řešíme účinnost provozního větrání např. odsunem portálů tunelových trub či konstrukční zábranou apod. Obr. 2 Portál tunelu je-li v tunelu nutné navrhnout protisměrné oblouky, navrhovat je s takovými poloměry, aby nedocházelo k příčnému překlápění vozovky v tunelu. Ne-li to možné, lze provést změnu příčného sklonu v délce přechodnice. Překlápění vozovky možno zahájit min. 100 m od portálu. Výškové vedení trasy minimální podélný sklon nivelety je 0,5 % maximální podélný sklon nivelety navrhujeme 5,0% Nutno dodržet též hodnoty podélného sklonu dle ČSN 73 6101 a ČSN 73 6110 doporučuje se použít takový příčný sklon, aby nedocházelo ke zvětšení počtu jízdních pruhů ve stoupání dle norem. při sklonu větším než 3 % nutno posoudit doplňující bezpečnostní opatření a zvýšené nároky na větrání (v DCV neposuzovat) V tunelu navrhujeme jednostranný podélný sklon, pokud to není možné, navrhujeme u obou portálů sklon ve stoupání s vrcholovým zakružovacím obloukem. V tunelu údolnicové zakružovací oblouky nenavrhujeme. Není-li možné se jim vyhnout, promítne se to na návrhu odvodnění, požárního větrání a řízení dopravy!
Příčné uspořádání tunelu Pro vedení PK tunelem se navrhuje Jedna tunelová trouba pro oba dopravní směry (na silnicích a MK dvoupruhových) Jedna nebo více tunelových trub pro každý dopravní směr (na dálnicích, silnicích a MK směrově rozdělených) Vždy je třeba brát v úvahu všechny parametry, které mohou ovlivnit bezpečnost v tunelu. Např. u dlouhých či středně dlouhých tunelů se jedna trouba pro oba směry prakticky nenavrhuje. Počet jízdních pruhů v tunelu se stanovuje podle ČSN 73 6101 nebo ČSN 73 6110, a to v souladu s úseky komunikace před a za tunelem. Počet jízdních pruhů v tunelu i mimo něj by měl zůstat zachován. Příčné uspořádání komunikace v tunelu je dáno šířkou vozovky mezi zvýšenými obrubami b 0 podle šířkové kategorie tunelu a šířkami oboustranných zvýšených nouzových chodníků p. Šířka vozovky je dána součtem šířek jízdních pruhů a, vodících proužků v 1, v 2 a nouzových pruhů c 1 (vč. případného zvětšení počtu jízdních pruhů). Šířkové uspořádání dvoupruhové jednosměrné tunelové trouby je uvedeno na obr. 3a a 3b: Obr. 3a Kategorie T- b 0 bez nouzové pruhu Obr. 3b Kategorie T- b 0 s nouzovým pruhem Šířkové uspořádání dvoupruhové obousměrné tunelové troubyje uvedeno na obr. 4a a 4b: Obr. 4a Kategorie T- b 0 bez nouzové pruhu Obr. 4b Kategorie T- b 0 s nouzovým pruhem Šířkové uspořádání jednopruhového a třípruhového jednosměrného tunelu na obr. 5a a 5b: Obr. 5a Kategorie T- jednopruhová Obr.5b Kategorie T- třípruhová
Přehled šířkového uspořádání komunikace v tunelu: Příčný sklon povrchu vozovky vzhledem k odvodnění navrhujeme zpravidla jako jednostranný. Jízdní a přídatné pruhy jízdní pruhy - šířka zpravidla 3,50 nebo 3,75 m dle šířkové kategorie tunelu pokud má směrový oblouk R 0 320 m jízdní pruhy se rozšiřují dle ČSN 73 6101 vodící proužky - šířka 0,25 m nebo 0,50 m dle šířkové kategorie tunelu počet jízdních pruhů lze v tunelu zvětšit dle ČSN 73 6101 a ČSN 73 6110 - šířka 3,50 m či 3,25 m Přídatné a přidružené pruhy připojovací, odbočovací a řadicí pruhy co nejdále od portálu vně tunelu, uvnitř tunelu pouze u tunelu MK v tunelech se nenavrhují víceúrovňové křižovatky nouzové pruhy se navrhují dle šířkové kategorie tunelu, pokud je v tunelu zvětšený počet jízdních pruhů - nouzové nenavrhujeme, u středních tunelů je možno nouzový pruh nahradit nouzovým pruhem a částí nouzového chodníku s ohledem na návrhovou rychlost v tunelu (zejména je-li vyšší než 80 km/h), u dlouhých tunelů budujeme zpravidla nouzové zálivy namísto nouzových pruhů. v tunelové troubě a v rozhledovém poli nenavrhujte zastavovací, parkovací, zastávkové pruhy a úrovňové přechody pro chodce, u tunelů MK výjimečně se zhodnocením možných rizik u MK navrhovat šířku přídatných a přidružených 3,00 m Nouzové chodníky navrhujeme po obou stranách šířka zpravidla 1,0 m, u ražených tunelů možno snížit šířku na 0,85 m pro nouzové pruhy možno využít 0,5 m šířky nouzového chodníku
výška přejízdného obrubníku 0,07-0,12 m, danou výšku obrubníku zachovat i u tunelové propojky pro osoby. Veřejné chodníky možno navrhovat v krátkých tunelech s přirozeným větráním na silnicích s neomezeným přístupem nebo MK sběrných či obslužných. Nutno navrhnout bezpečnostní opatření. nouzové pruhy v takovémto případě zvětšujeme o 0,50 m oproti tabulkovým hodnotám uspořádání navrhujeme dle ČSN 73 6201 na okraji navrhujeme nadobrubníkové svodidlo výška obrubníku 0,08-0,18 m vstupy/vjezdy do záchranných cest z veřejného chodníku navrhujeme bezbariérové u portálů lze nechráněnou únikovou cestu z důvodu umístění svodidel zúžit až o 0,2 m. Překlápění vozovky a příčného profilu tunelu překlopení se doporučuje provést podle průsečíku roviny vozovky s osou standardního profilu tunelu zároveň natáčíme i celý profil tunelu podle stejného bodu překlápíme v co nejdelším úseku Průjezdní prostor tunelu příčné uspořádání tunelu musí vyhovovat danému průjezdnímu prostoru nesmí sem zasahovat žádná část stavby ani vybavení tunelu (osvětlení, větrání, dopravní značky apod.) mohou se zasahovat pouze záchytná bezpečnostní zařízení závisí na šířkové kategorii tunelu Obr. 6 Průjezdní prostor tunelu platný v přímé a v oblouku o poloměru R 0 320 m horní ohraničení průjezdního prostoru je rovnoběžné s povrchem jízdního pásu boční ohraničení je kolmé k povrchu jízdního pásu výška h u MK je 4,20 m, u dálnic 4,80 m výška h 1 min. 2,25 m nad nouzovým chodníkem, 2,50 nad veřejným chodníkem
Rozšíření průjezdního prostoru ve směrovém oblouku se horní část průjezdního prostoru tunelu (AB) rozšiřuje na vnitřní straně oblouku o hodnotu δ 0 dle vzorce: =h ( ) 0,01 kde h je výška bodu B průjezdního průřezu(4,00 m) i b je příčný sklon jízdního pásu v oblouku v uvažovaném příčném řezu (%) i njesklon jízdního pásu v přímé rozšíření o δ 0 se uvažuje jen tehdy, je-li jeho hodnota větší než 0,05 m. Konstrukce tunelu Konstrukce tunelu musí splňovat tyto funkce: umožnit bezpečný a plynulý provoz spolehlivě přenést všechna zatížení zajistit stabilitu konstrukce i horninového prostředí v okolí tunelu zajistit požadavky na požární odolnost vyloučit nebo omezit průsaky podzemní a povrchové vody ochránit horninové prostředí v okolí tunelové trouby před vlivem povětrnosti a provozu omezit deformace horninového prostředí a zajistit tvarovou stálost definitivního ostění umožnit jednoduchou a bezpečnou údržbu s minimálními náklady omezit negativní důsledky stavby na životní prostředí technické řešení ochrany před podzemní a povrchovou vodou a odvodnění tunelu ochrana tunelu před podzemní a povrchovou vodou se navrhuje se zřetelem na hydrogeologické a hydrologické podmínky, agresivitu podzemní vody, zvolený postup zhotovení tunelu, druh konstrukce tunelu a opatření pro ochranu proti průniku vody. Tunelová trouba se chrání zejména těmito způsoby: těsností definitivního ostění deštníkovou mezilehlou izolací s rubovými drenážemi uzavřenou plášťovou izolací Ochranu tunelu je nutno posoudit vždy z hlediska možnosti odvádění vody nebo nutnosti návrhu opatření proti průniku vody Tunely se odvodňují systémy pro: drenážní odvodnění kanalizační odvodnění srážkových vod z úseků PK navazujících na tunel odvodnění vozovky tunelu Systém drenážního odvodnění odvádí: podzemní vodu z odvodňovacích drenáží a svodnic za rubem ostění podzemní vodu z příčných trativodů z podloží vozovky tento systém může být propojen se systémem pro kanalizační odvodnění srážkových vod z úseků PK navazující na tunel, avšak je důležité dodržet požadavky pro takové napojení
Systém pro kanalizační odvodnění zahrnuje: retenční nádrž s předčištěním znečištěných vod před napojením do vodního recipientu Systém odvodnění vozovky tunelu odvádí: vodu stékající z povrchu vozovky a ostění tunelu vodu při hašení požáru vyteklé kapaliny z poškozených nádrží na vozovku tunelu Odvodnění vozovky se provádí pomocí štěrbinových žlabů dle ČSN EN 1443, které jsou do vzdálenosti max. 60 m opatřeny protipožárními kanalizačními přepážkami, které zabraňují šíření požáru v případě úniku hořlavých kapalin. Při návrhu odvodnění je nutné počítat vždy s požární vodou odtékající při hašení požáru, i když není v tunelu zaveden požární vodovod. Odvod znečištěných povrchových vod z vozovky musí být zajištěn do záchytné jímky, jejíž objem je nutno podložit výpočtem (množství vody při zásahu IZS a vody potřebné pro mytí tunelu) v rámci DCV neposuzovat. Průměr potrubí tunelových kanalizačních stok musí být min. 300 mm. Průměr potrubí rubových drenáží min. 200 mm. Kruhová drenáž musí odolávat tlaku při čištění min. 120 kpa. Srážkové vody z příjezdového úseku PK se odvodňují samostatně, pokud možno samospádem ještě před portálem, není-li to možné, musíme s touto vodou počítat při návrhu odvodnění v tunelu. Množství srážkové vody se stanoví dle ČSN 73 6101 pro příslušnou plochu a desetiminutový déšť s periodicitou 0,5. Poklopy kanalizačních šachet se v tunelu neumisťují do jízdních pruhů!!! Pokud jsou zde v odůvodněných případech navrženy, umisťují se vždy do jejich osy! Kabelová a trubní vedení Kabelová vedení či požární vodovod umisťovat: do kolektorů apod. (dle ČSN 73 0848) do chodníků pod nouzový pruh (v odůvodněných případech) kabelová vedení v kabelových žlabech pod stropem tunelové trouby pro osvětlovací soustavu, liniový hlásič EPS, anténa dorozumívacího zařízení apod. Cizí zařízení v tunelu V tunelu a jeho blízkosti nesmí být umístěna cizí zařízení, která svou polohou, provozem a náhlými poruchami mohou způsobit poškození stavební části či technického vybavení tunelu. Takovými zařízeními mohou být plynovody, produktovody s hořlavinami a výbušnými či toxickými látkami.
Bezpečnostní stavební úpravy v tunelu Závisí na: délce a příčném uspořádání tunelu intenzitě dopravy skladbě dopravy způsobu dozoru a řízení provozu Zahrnují: nouzové pruhy navrhují se u krátkých a středních tunelů, dle šířkové kategorie tunelu. nouzové zálivy - navrhují se tam, kde nejsou zřízeny nouzové pruhy a délka tunelu je větší než 1500 m ve vzdálenosti max. 1000 m od portálů a 1000 m od sebe. Umisťují se vpravo. Šířka min 3,0 m. Délka minimálně 40 m. Napojují se na průběžný jízdní pruh vjezdovým a výjezdovým klínem s poměrem šikmosti 2:1. V případě obousměrného jízdního pásu se umisťují proti sobě. V místě zálivu (výjimečně v jeho těsné blízkosti) se umístí SOS kabina (SOS kabiny se umisťují v tunelech delších než 300 m, v odstupech max. 150 m), naproti výklenek s požárním hydrantem požárního vodovodu. Obr. 7 Půdorys nouzového zálivu Průjezdná tunelová propojka Obr. 8 Rozmístění nouzových zálivů (příklad)
zálivy pro otáčení vozidel - navrhují se v tunelové troubě s obousměrným provozem delší než 1500 m. Jsou tvořeny dvěma nouzovými zálivy umístěnými proti sobě v max. vzdálenosti 1000 m. V tunelech se dvěma a více tunelovými troubami se navrhuje místo zálivu pro otáčení vozidel propojení trub záchranou cestou pro vozidla viz. obrázek 8 (průjezdná tunelová propojka). V těchto případech se nezřizují zálivy pro otáčení. únikové cesty v tunelu - řeší se v požárně bezpečnostním řešení stavby a vychází z předpokládaných stavebních úprav konstrukce, z hodnocení účinnosti větrání apod. Patří sem tunelové propojky či záchranné chodby a šachty vedoucí na volné prostranství.tunelové propojky rozmisťujeme po 250 m (max. 300 m), každou druhou navrhneme průjezdnou. Minimální šířka průchozího prostoru je 2,0 m. Podélný sklon 0,5 % až 5 % a příčný sklon max. 2,5 %. Obr. 9a Stavební provedení tunelové propojky se záchrannou chodbou Obr. 9b Stavební provedení tunelové propojky bez záchranné chodby
Záchranné cesty pro vozidla se obvykle navrhují u každého druhého nouzového zálivu u tunelů delších než 1500 m a jejich vzdálenost nesmí přesáhnout 1500 m. Navrhují se s vyznačenými oboustrannými nouzovými pruhy šířky 0,75 m a vzdáleností mezi nimi 6,0 m. Je nutno zajistit vnitřní minimální poloměr zatáčení 9,0 m při využití celé šířky komunikace vč. zálivu. Podélný sklon 0,5 % až 5 % a příčný sklon max. 2,5 %. U tunelů se dvěma a více tunelovými troubami je záchranná cesta tvořena tunelovou propojkou, kdy se propojí jednotlivé tunely. V případě tunelů s jednou tunelovou troubou či tam, kde nejde zřídit tunelovou propojku, je nutné zřídit záchranné chodby nebo šachty, které vedou na otevřené prostranství. Záchranné chodby mohou v určitém úseku probíhat rovnoběžně s tunelovou troubou ústící do ní několika vstupy a mohou byt vyvedeny na volné prostranství jedním nebo více vstupy. Šachty hlubší než 15 m se vybavují evakuačním výtahem.povrchy komunikačních ploch únikových cest se vždy opatřují protiskluzovým nátěrem nouzové chodníky tvoří nechráněné únikové cesty. bezpečnostní plochy - nástupní zpevněné plochy se zřizují zpravidla u portálů tunelu. Musí být odvodněny a navazovat na příjezdovou komunikaci, min. šířka je 6,5 m, min. únosnost 100 kn/náprava, sklon maximálně 5% v jednom směru a 2 % ve druhém, min. plocha na jeden portál je 500 m2. Umisťují se mimo oblast předpokládaného zakouření na portálech tunelu, označují se značkou "zákaz stání" s dodatkovou tabulkou "nástupní plocha složek IZS". U dlouhých a středních tunelů se zřizuje v bezprostřední blízkosti nástupních ploch nouzová přistávací plocha pro primární zásah vrtulníku. Prostor kolem této plochy musí mít min. rozměr 40 x 40 m bez překážek. K dosedací ploše (min. 5 x 5 m) se zřizuje samostatně vedená přístupová komunikace pro vozidla složek IZS v min. šířce 3,5 m. Příjezdová komunikace Bezpečnostní plocha Obr. 10Příklad umístění bezpečnostní plochy přístupová komunikace - slouží složkám IZS a jsou samostatně vedené k portálům tunelu. V případě využití stávajících komunikací nutno ověřit, že tyto komunikace splňují parametry pro příjezd vozidel IZS průjezdního prostoru 4,1 m. Tyto komunikace musí být odvodněny, max. podélný sklon 9 %, příčný minimálně 1%, únosnost
100 kn/náprava, šířka min. 6 m (výjimečně 3,5 m s výhybnami po max. 100 m.). Každá neprůjezdná přístupová komunikace musí mít na konci smyčkový objezd nebo plochu pro otáčení vozidel IZS. Bezpečnostní stavební úpravy Krátké Střední Dlouhý Tunelová trouba nouzové pruhy R R N nouzové zálivy N R P zálivy pro otáčení vozidel N N R nouzové chodníky P P P úkryty pro evakuované osoby N N N úkryty pro účely ochrany obyvatelstva N N N Únikové cesty záchranné cesty pro osoby N R P Záchranné cesty pro vozidla N N R Prostor před portálem bezpečnostní plochy N R P Zpevněné přejezdy R R R bezpečnostní záchytná zařízení R R R přístupová komunikace P P P P - povinné úpravy R - na základě požárně bezpečnostního řešení, případně hodnocení rizik N - nedoporučuje se Tunelové trouby pro jednosměrný provoz jsou považovány za jednosměrné, i pokud jsou krátkodobě projížděny obousměrně. Vzorové řezy - silniční tunel Obr. 11 Vzorový příčný řez tunelovou propojkou pro vozidla
Obr. 12 Vzorový příčný řez tunelovou propojkou pro pěší Obr. 13 Vzorový příčný řez - hloubený tunel na patkách Obr. 14 Vzorový příčný řez - hloubený tunel s protiklenbou
Obr. 15 Vzorový příčný řez - ražený tunel s nouzovým pruhem - na patkách Obr. 16 Vzorový příčný řez - ražený tunel s výklenky pro čistící šachtu - na patkách Pozn.: Další příklady vzorových příčných řezů, podélný řez a situaci naleznete na stránkách katedry geotechniky
Projektování železničních tunelů Návrh železničního tunelu je nutno řešit tak, aby byl v souladu s celkovým řešením dráhy - zajištění provozních potřeb dráhy, bezpečnost a ekonomika provozu. Minimální životnost navrhovaných tunelů je 100 let a tunely musí být vždy opatřeny ostěním, musí být chráněny proti účinkům povrchových i podzemních vod, korozním účinkům, účinkům bludných proudů a povětrnostním vlivům. Směrové a výškové vedení koleje v tunelu Tratě se rozdělují dle směrových poměrů na úseky přímě a zakřivené, které umožňují změnu směru koleje a tvoří je přechodnice a kružnicové oblouky. Kružnicové oblouky navrhujeme s co největším poloměrem a nemuseli jsme rozšiřovat rozchod koleje. U tunelů se doporučuje nevyužívat mezních návrhových hodnot, aby bylo možné případné zvýšení rychlosti a doporučuje se navrhovat poloměry směrových oblouků minimálně 300 m. Směrové a výškové vedení trasy je popisováno mnoha parametry. rozhodujícím parametrem pro návrh vnitřního líce ostění je hodnota převýšení koleje p, která se pohybuje od 0 do 150 mm (150 mm je maximální hodnota převýšení koleje). Podélný sklon koleje na trati v tunelu nesmí být menší než 3 0 / 00 a větší než 40 0 / 00. Tunelový průjezdný průřez Nově navrhované a rekonstruované tunely musí svým prostorovým uspořádáním vyhovovat na jednokolejných tratích tunelovému průjezdnému průřezu (TPP) a na dvoukolejných tratích sdruženému tunelovému průřezu (STPP). TPP pro jednokolejný tunel na elektrizované trati v přímé a v oblouku s poloměrem 300 m je uveden na obrázku 17a a 17b. Pro neelektrizované tratě platí TPP bez elektrizačního nástavce. Obr. 17a Tunelový průjezdný průřez pro elektrizovanou trať v přímé a v oblouku o poloměru R 300m
Obr. 17b Tunelový průjezdný průřez pro elektrizovanou trať v oblouku o poloměru R 300m s převýšením STPP pro jednokolejný tunel na elektrizované trati v přímé a v oblouku s poloměrem 300 m je uveden na obrázku 18. Pro neelektrizované tratě platí STPP bez elektrizačního nástavce. Obr. 18 Sdružený tunelový průjezdný průřez pro elektrizovanou trať v přímé a v oblouku o poloměru R 300m TPP a STPP v obloucích s menším poloměrem než 300 m se stanovují výpočtem dle ČSN 73 6320. STPP pro jednokolejný tunel na elektrizované trati v přímé a v oblouku s poloměrem 300 m je uveden na obrázku 18. Pro neelektrizované tratě platí STPP bez elektrizačního nástavce. Normální osová vzdálenost kolejí u nově budovaných a rekonstruovaných tunelů je 4000 mm na vybraných nových tratích je to 4200 mm dle Evropské dohody AGTC. Osová vzdálenost kolejí se navrhuje v celé délce tunelu jednotná. Při použití různých průjezdných průřezů na stejné koleji se změny rozměrů provádějí plynule (přímkově) 17 m před a za úsekem koleje s menším tunelovým průřezem.
Výška h průjezdného TPP je u elektrizovaných tratí 6000 mm a u neelektrizovaných tratí 4850 mm bez ohledu na délku tunelu. TPP platící v tunelu platí zároveň 6 m před i za tunelem. Služební chodníky Tunely jimi musí být opatřeny po obou stranách ostění, při rychlosti nad 120 km/h lze zřídit chodník pouze po jedné straně tunelu, Při rychlostech nad 140 km/h se tunel po obou stranách opěr vybaví pevnými madly. Pochozí plocha musí být zpevněná, rovná (max. sklon 12 %) s minimální šířkou 500 mm. Relativní výška chodníků může být po celé délce tunelu proměnná a souvisí s velikostí převýšení kolejí v tunelu. Doporučuje se zachovat v celé délce tunelu stejnou šířku služebních chodníků. Záchranné tunelové výklenky Záchranné výklenky se navrhují v osové vzdálenosti maximálně 25 m a jsou umístěny po obou stranách tunelu. U jednokolejných tunelů je možno v ojedinělých případech rozmístit výklenky pouze po jedné straně tunelu avšak v osové vzdálenosti max. 20 m. Minimální šířka výklenku je 2000 mm, hloubka 750 mm a výška 2200 mm. Dno výklenku se navrhuje ve spádu 3 % směrem k ose tunelu. Světlý tunelový průřez Navrhujeme pro každý tunel jednotný světlý tunelový průřez v celé délce tunelu, přesáhne-li rozdíl výšek potřebného světlého tunelového průřezu 150 mm, je možné navrhovat po délce tunelu rozdílné světlé tunelové průřezy. Minimální šířka pojistného prostoru je 300 mm (viz obr. 19) Vnitřní líc tunelového ostění Hranice pojistného prostoru Teoretický vnitřní líc ostění tunelu Obr. 19 Minimální šířka pojistného prostoru Musíme zohlednit průchodnost TPP či STPP a zároveň zajistit prostor pro nutné kolejové lože. K řešení základních rozměrů teoretického vnitřního líce ostění byly vytvořeny vzorové listy. Nové vzorové listy se zaměřují pouze na STPP z důvodu preference nových dvoukolejných tunelů. Původní vzorový list řešil jak jednokolejné tunely tak tunely dvoukolejné.
Nový vzorový list platí pro dráhy celostátní, regionální, které jsou ve správě SŽDC s.o. a které p provozují ČD a.s a je závazný pro všechny projekční organizace, které se zabývají projektováním tunelů, pokud není stanoveno jinak. Vzorový list je možné použít pro výšku sestavy železničního svršku do výšky 755 mm (kolejnice UIC 60 na betonových pražcích s pružnými svěrkami, nebo kolejnice R 65 na betonových pražcích s tuhými svěrkami a tloušťkou kolejového lože 350 mm pod pražcem). Obr. 20 Geometrie teoretického vnitřního líce ostění tunelu p = 0-150 mm Obr. 21 Geometrie teoretického vnitřního líce ostění tunelu se záchranným výklenkem p = 0-150 mm
Ochrana tunelu proti vodě Navržený izolační systém musí zajistit dostatečnou vodotěsnost a ochranu proti korozivním účinkům povrchových i podzemních vod. Dále je třeba určit, zda je možno podzemní vodu svést do oblasti tunelu a dále ji odvést samospádem odvodňovacím zařízením apod. Proti pronikání vody do tunelu je možno navrhovat: plášťovou izolaci: lícní, mezilehlou, rubovou (primární ostění jako lícní izolace pouze při tl. větší než 250 mm) dostatečné utěsnění ostění: utěsnění spár dílců ostění, zdiva, injektování ostění, vodonepropustné nátěry a nástřiky injektáže rubu ostění a přilehlého horninového masivu vybudování trvalého ostění z vodostavebného betonu jejich kombinace Tunelové odvodňovací stoky se navrhují zpravidla jako postranní (centrální by měli být navrhovány pouze u tunelů uzavřeného kruhového průřezu, případně u dvoukolejných tunelů podkovovitého tvaru. Minimální podélný sklon tunelových odvodňovacích stok jsou 3 o / oo. Příčný sklon střechovitě upraveného krytu dna má být minimálně 2,5 %. Minimální šířka dna tunelové stoky je 400 mm a hloubka minimálně 150 mm. Stoky se navrhují uzavřené s možností čištění ve vzdálenosti maximálně 50 m od sebe. Je-li možný přístup ke krycím deskám tunelové stoky není třeba navrhovat kontrolní a čistící šachty. Železniční svršek v tunelu Kolej v tunelu se navrhuje v průběžném štěrkovém kolejovém loži a navrhuje se v zásadě shodná s konstrukcí před tunelem a za ním. V případě, že je to ekonomicky a technicky výhodné je možné navrhnout přímé uložení koleje. Konstrukční uspořádání železničního svršku se v tunelu navrhuje dle ČSN 73 6360 a při volbě materiálu je nutno přihlédnout ke zvýšené agresivitě prostředí v tunelu. Kolejové lože u jednokolejných tunelů navrhujeme vždy zapuštěné kolejové lože u dvoukolejných tunelů je možné navrhovat kolejové lože otevřené, pokud je vzdálenost osy koleje od líce opěry větší než 3,0 m (v oblouku je nutno přihlédnout k rozšíření této vzdálenosti). kolejové lože musí dovolovat práci strojní čističky a odpovídat rozměrům kolejového lože na mostních objektech dle ČSN 73 6201. Tvar obrysu nutného kolejového lože je uveden v předpise ČD S3, část 12 Železniční svršek na mostních objektech - o konečném tvaru líce ostění rozhoduje převýšení koleje v tunelu. Šířka obrysu nutného kolejového lože v přímé koleji je 2200 mm na obou stranách od projektované osy koleje. Výška obrysu nutného kolejového lože měřená v příčném řezu svisle dolů od spojnice úložných ploch pražce bez ohledu na druh pražce je 510 mm Nutno dodržet výšku kolejového lože pod dolní hranou betonového pražce 350 mm a započítat rezervu 40 mm mezi obrysem nutného kolejového lože a povrchem spádové odvodňovací vrstvy. Vzorové listy doplňují výše zmíněná ustanovení následujícím způsobem:
o Do šířky kolejového lože ve směrovém oblouku již nepromítáme rozšíření mostního průjezdního průřezu dané vztahem Δ vo=36000/r. Toto rozšíření není obsaženo ani v TPP a není nutné pro nasazení strojní čističky. o rezerva 60 mm od vnější vertikální hranice zůstává o nutno dodržovat výšku nutného kolejového lože pod dolní hranou bet. pražce, zároveň je nutno dodržet výšku obrysu nutného kolejového lože měřenou v příčném řezu svisle dolů od spojnice úložných ploch pražce bez ohledu na druh pražce je 570 mm o rezervu 40 mm není třeba uvažovat Obr. 22 Příklad konstrukce obrysu nutného kolejového lože pro převýšení 0-100 mm Obr. 23 Příklad konstrukce obrysu nutného kolejového lože pro převýšení 101-150 mm Požární bezpečnost Pro únik osob slouží úniková cesta v plné šíři profilu tunelu. Podél stojící vlakové soupravy je nutno dodržet šířku únikové cesty min. 1200 mm a výšku min. 2200 mm. Záchranná chodba může být vytvořena: propojením souběžných tunelů spojovací chodbou (tunelovou propojkou) vytvořením samostatné souběžné chodby vybudování svislé šachty se schodištěm (při hloubce větší než 30 m nutno zřídit v šachtě záchranný výtah) Světlá šířka tunelových propojek či souběžných chodeb musí být minimálně 1500 mm a světlá výška min. 2500 mm. Dveře v záchranné chodbě navrhujeme minimálně 900 mm a vždy se
otevírají ve směru úniku. U tunelových propojek je třeba aby bylo zajištěno otevírání dveří oběma směry. V každém tunelu, který je delší než 500 m musí být nainstalováno nezavodněné požární potrubí DN 100 mm s osazenými výtokovými ventily DN 52. s tlakovými hrdlovými spojkami s tlakovými víčky. Vzdálenost mezi výtokovými ventily má být max. 80 m. Ukončení nezavodněného požárního potrubí se navrhuje v prostoru nástupní a záchranné plochy. Nástupní a záchranné plochy, přístupové komunikace Tyto plochy musí navazovat na přístupovou komunikaci, musí být samostatně odvodněny a zpevněny (tyto plochy lze zatravnit, bude-li zajištěna jejich funkce a budou-li zřetelně označeny). Velikost a umístění této plochy se navrhuje na základě podrobné analýzy podmínek konkrétní tunelové stavby. Přístupové komunikace musí být navrhovány dle ČSN 73 0802. Minimální šířka přístupové komunikace musí být min. 3 m a musí být navržena pro rychlost 40 km/h. Obr. 23 Příklad umístění nástupní a záchranné plochy a přístupové komunikace
Vzorové řezy - železniční tunel Obr. 24a Vzorový příčný řez - ražený dvoukolejný tunel na patkách Obr. 24b Vzorový příčný řez - ražený dvoukolejný tunel se záchrannými výklenky na patkách
Obr. 25a Vzorový příčný řez - ražený jednokolejný tunel na patkách Obr. 25b Vzorový příčný řez - ražený jednokolejný tunel na patkách se záchranným výklenkem
V Praze 2017 Vypracovala: Ing. Marie Jančičková