NEJDELŠÍ ŽELEZNIČNÍ TUNELY (SOUČASNÁ SITUACE A BUDOUCNOST) THE LONGEST RAIL TUNNELS (CURRENT STATUS AND FUTURE) Ing. Matouš Hilar, MSc., PhD., CEng., MICE D2 Consult Prague s.r.o.
OBSAH: Nejdelší železniční tunely v provozu Nejdelší železniční tunely ve výstavbě Nejdelší připravované železniční tunely Porovnání základních parametrů Závěr
NEJDELŠÍ ŽELEZNIČNÍ TUNELY V PROVOZU THE LONGEST RAIL TUNNELS IN OPERATION Název Umístění Délka (km) Otevření 1. Seikan Japonsko 54 1988 2. Eurotunel Velká Británie - Francie 50 1994 3. Lötschberg (bázový) Švýcarsko 34,6 2007 4. Guadarrama Španělsko 28,4 2007 5. Iwate - Ichinohe Japonsko 25,8 2002 6. Daishimizu Japonsko 22,2 1982 7. Wushaoling Čína 22 2006 8. Simplon II Švýcarsko 19,8 1922 9. Simplon I Švýcarsko 19,7 1906 10. Vereina Švýcarsko 19 1999 10. CTRL (část pod Stradfordem) Velká Británie 19 2007
TUNEL SEIKAN (54 km) Umístění: Japonsko (Cugarský průliv) 1954 tajfun potopil 5 trajektů, 1430 lidí zahynulo 1964 počátek přípravy 1971 počátek výstavby 4 zaplavení tunelu během výstavby 1976 přítoky vody 80m 3 za minutu, dva měsíce potřebné pro zastavení přítoků 1988 uvedení do provozu Osminásobný nárůst ceny Současnost letecká doprava
TUNEL SEIKAN (54 km) Dvoukolejný tunel Průzkumná štola Obslužný tunel Konvenční ražba Únikové východy po 600 1000 m
EUROTUNEL (50 km) Anglie - Francie (La Manche) 1987 zahájení výstavby 1991 propojení tunelů 1994 uvedení do provozu 1996 požár 2006 bankrot investora
EUROTUNEL (50 km) Ražby 11 TBM (6 Anglie, 5 Francie) Ražby ve křídě (Anglie) Průměrný výkon 150 m za týden Nejvyšší výkon 426 m za týden Komory křížení NRTM
Rychlost 160 km/h Dva jednokolejné tunely Obslužný tunel Propojky po 375 m Kanálky pro vzduch po 250 m Vnitřní průměr 7,6 m Dvě komory křížení EUROTUNEL (50 km) Uspořádání
EUROTUNEL (50 km) Požár v roce 1996 18.11.1996 hořící souprava směřující do Anglie vjela do tunelu Nákladní vlak zastavil 18 km od francouzského portálu 31 lidí evakuováno ze zakouřené oblasti (bez zranění) 500 m železniční trati poškozeno 50 m tunelového ostění poškozeno Náklady na opravu 100 mil. USD
BÁZOVÝ TUNEL LOTSCHBERG (34,6 km) Umístění: Švýcarsko (Alpy) Trať Bern Valais Redukce doby jízdy o 2h Rychlost 250 km/h Výstavba: 1994-2007
BÁZOVÝ TUNEL LOTSCHBERG (34,6 km) Uspořádání Dva jednokolejné tunely Částečně jeden tunel a štola Štola původně průzkumná Propojky po 333 m Dvě multifunkční stanice (nouzové a obslužné)
BÁZOVÝ TUNEL LOTSCHBERG (34,6 km) Ražby Nadloží 1500 m Vápenec, granodiorit, rula NRTM 80% (160m / měsíc) TBM 20% (380m / měsíc) 40% rubaniny recyklováno Pokles vesnice St. Germain Chlazení během ražeb na 28 C
BÁZOVÝ TUNEL LOTSCHBERG (34,6 km) Vybavení Pevná jízdní dráha Atypické uchycení trakce Posuvné dveře u propojek 3 řídící střediska
TUNEL GUADARRAMA (28,4 km) Umístění: Španělsko Výstavba: 2002-2007 Rychlost: 350 km/h Nadloží: 900m Koncept: Dva jednokolejné Střední nouzová stanice (500 m) Ražba: 4 TBM (Double Shield) 22% rubaniny recyklováno (segmenty, injektáž segmentů)
TUNEL IWATE-ICHINOHE (25,8 km) Umístění: Japonsko (Tokio Aomori) Výstavba: 1991 2002 Vlaky Shinkansen Rychlost: 260 km/h Nadloží: 250m Koncept: Jeden dvoukolejný Ražba: NRTM, 7 úseků Bezpečnost: 5 úniků (štoly, šachty)
Umístění: Švýcarsko Výstavba: 1987-1999 Nadloží: 1400m Železnice: úzkokolejná Koncept: Jeden jednokolejný (částečně dvoukolejný) tunel Ostění: SB, jednoplášťové Bezpečnost: bez východů TUNEL VEREINA (19 km)
TUNEL VEREINA (19 km) Ražby Ražba: 50% NRTM, 50% TBM TBM 200 600 m za měsíc Ostění: SB, jednoplášťové Vyztužení SB většinou pouze sítě Pracovní plošina 230 m Rubanina kamenivo do betonu
CHANNEL TUNNEL RAIL LINK - CTRL Umístění: Londýn Paříž Výstavba: 2001-2007 Délka tunelů: 36,8 km (19 km) Rychlost: 270 km/h Nadloží: 50 m Koncept: dva jednokolejné Ražba: TBM (EPB či bentonit) Ostění: segmenty, vláknobeton Bezpečnost: šachty po 3 km
NEJDELŠÍ ŽELEZNIČNÍ TUNELY VE VÝSTAVBĚ THE LONGEST RAIL TUNNELS CONSTRUCTED PROJECTS Název Umístění Délka (km) Otevření 1. Gotthard (bázový) Švýcarsko 57,1 2015 2. Hakkoda Japonsko 26,5 2010 3. Pajares Španělsko 24,7 2010 4. Îyama Japonsko 22,2 2013 5. Vaglia Itálie 18,7 2008 6. Firenzuola Itálie 15,2 2008 7. Wienerwald Rakousko 13,4 2012 8. Lainzer Rakousko 10,6 2012 9. Katzenberg Německo 9,4 2012
BÁZOVÝ TUNEL GOTTHARD (57,1 km) Umístění: Švýcarsko Trať: Curych - Miláno Výstavba: 1999-2015 Rychlost: 250km/h Nadloží: 2300m Koncept: dva jednokolejné Ražba: TBM (část NRTM) Ostění: stříkaný beton Recyklace rubaniny Bezpečnost: 2 stanice
BÁZOVÝ TUNEL GOTTHARD (57,1 km)
BÁZOVÝ TUNEL GOTTHARD (57,1 km)
BÁZOVÝ TUNEL GOTTHARD (57,1 km) Sedrun testování poddajného ostění Bodio nasazené TBM Amsteg ostění za TBM Faido odprysky
Umístění: Španělsko Výstavba: 2004-2010 Nadloží: 1000 m Koncept: dva jednokolejné Ražba: většina TBM Přítoky vody, metan Ostění: Segmenty 500mm Přerub 400 mm (tlač. hor.) TUNEL PAJARES (24,7 km)
TUNEL VAGLIA (18,7 km) Umístění: Itálie (Boloň Florencie) Výstavba: 1996-2008 Rychlost: 300km/h Koncept: jeden dvoukolejný 8 km úniková štola TBM (střed) Ražba: ADECO - RS Vzdálenost úniků až 4,5 km TUNEL FIRENZUOLA (15,2 km) Umístění: Itálie (Boloň Florencie) Výstavba: 1996-2008 Rychlost: 300km/h Koncept: jeden dvoukolejný Ražba: ADECO - RS Vzdálenost úniků až 5 km
TUNEL WIENERWALD (13,4 km) Umístění: Rakousko Výstavba: 2004-2012 Nadloží: 200m Rychlost: 200 km/h Dvoukolejný - 2,4km - východ Dva jednokolejné -10,8km západ (TBM) první v Rakousku Ostění: Segmenty + monolit
TUNEL WIENERWALD (13,4 km)
Umístění: Německo Výstavba: 2005-2012 Nadloží: 110m Rychlost: 250 km/h Koncept: dva jednokolejné (první v Německu) Ražba: TBM Ostění: Segmenty Bez mechanické ventilace TUNEL KATZENBERG (9,4 km)
TUNEL GROENE HART (7,2 km) Umístění: Nizozemí Otevření: 2001-2008 Nadloží: 30m (rašelina, písek) Rychlost: 250-300km/h Dvoukolejný tunel s přepážkou Dveře po 150 m Ražba: TBM průměru 14,87 m Důvod: vliv na sedání a HPV
NEJDELŠÍ ŽELEZNIČNÍ TUNELY V PŘÍPRAVĚ THE LONGEST RAIL TUNNELS PLANNED PROJECT Název Umístění Délka (km) 1. Brenner (bázový) Rakousko - Itálie 56 2. Lyon - Turín (bázový) Francie - Itálie 53,1 3. Gibraltar Španělsko - Maroko 37,7 4. Koralm Tunnel Rakousko 32,8 5. Praha - Beroun Česká republika 24,7 6. Semmering (bázový) Rakousko 22,1 7. Zimmerberg (bázový) Švýcarsko 20 8. Ceneri (bázový) Švýcarsko 15,4
BRENNERSKÝ BÁZOVÝ TUNEL (56 km) Umístění: Rakousko Itálie Trať: Mnichov - Verona Výstavba: 2010-2022 Rychlost: 250 km/h
BRENNERSKÝ BÁZOVÝ TUNEL Historie 1986 rozhodnutí vlád Rakouska, Itálie a Německa o zadání předběžné studie 1989 vydání a schválení předběžné studie, závěrem studie je nutnost zlepšení přístupových cest 1994 projekt se stává jedním z prioritních dopravních projektů EU 1999 Brenner base tunnel EEIG sdružení firem pro přípravu projektu 1999 počátek ražeb průzkumných děl v Dolním údolí Innu 2000 2002 geotechnický průzkum 1. fáze 2003 počátek ražeb tunelů v Dolním údolí Innu 2003 2006 geotechnický průzkum 2. fáze 2006 počátek ražeb průzkumné štoly 2010 předpokládané zahájení ražeb tunelu 2020 2022 předpokládané dokončení
BRENNERSKÝ BÁZOVÝ TUNEL (56 km) Uspořádání Dva jednokolejné tunely Propojky po 333 m 3 multifunkční stanice s přístupem na povrch Průzkumná štola bude sloužit jako odvodňovací (případně i obslužný) tunel
BRENNERSKÝ BÁZOVÝ TUNEL (56 km) Multifunkční stanice Maximální vzdálenost stanic 20 km Stanice propojeny s povrchem přístupovými tunely Stanice budou sloužit pro nouzová zastavení vlaku, evakuaci osob a pro údržbu Stanice umožňují přejezd vlaků mezi tunely Stanice Innsbruck a Wiesen (kraje) Stanice Steinech (střed)
BRENNERSKÝ BÁZOVÝ TUNEL (56 km) Podélný geologický řez Většina ražeb ve vulkanických horninách Výška nadloží až 1670 m Ražby pomocí TBM (modrá) i NRTM (žlutá) Využití přístupových tunelů pro ražby
BÁZOVÝ TUNEL LYON - TURÍN (53 km) Umístění: Francie - Itálie Otevření: 2020 Rychlost: 250 km/h Nadloží: 2200 m Ražba: 4 TBM (2 z každé strany) Tlačivé horniny
BÁZOVÝ TUNEL LYON - TURÍN (53 km) Uspořádání Dva jednokolejné tunely Propojky po 400 m 4 stanice s přístupem na povrch Nyní ražba průzkumných děl
Umístění: Rakousko Otevření: 2016 Nadloží: 1200m Rychlost: 200 km/h Koncept: dva jednokolejné Ražba: TBM (cca 2/3) TUNEL KORALM (32,8 km)
TUNEL PRAHA - BEROUN (24,7 km) Umístění: Česká republika Otevření: 2016 Nadloží: 170m Rychlost: 270 km/h Koncept: dva jednokolejné Ražba: TBM, část NRTM
BÁZOVÝ TUNEL CENERI (15,4 km) Umístění: Švýcarsko Trať: Curych - Miláno Otevření: 2018 Nadloží: 800m Koncept: dva jednokolejné Ražba: NRTM 67%, TBM Bezpečnost: 1 stanice
KONCEPTY USPOŘÁDÁNÍ TUNELU Var.1: Dva jednokolejné tunely s propojkami (např. Gotthard, Lotschberg, Guadarrama) Var.2: Dva jednokolejné tunely s paralelním obslužným tunelem (např. Eurotunel, Brenner) Var.3: Jeden dvoukolejný tunel s paralelní únikovou štolou (např. části tunelů Seikan, Vaglia) Var.4: Jeden dvoukolejný tunel s přepážkou oddělující protisměrné tratě (např. Groene Hart) Var.5: Jeden dvoukolejný tunel s přepážkou oddělující nouzový únik Var.6: Jeden dvoukolejný tunel s tratěmi ve dvou úrovních (používáno v Japonsku) Var.7: Jeden dvoukolejný tunel s únikovými východy (např. Firenzuola, Vaglia, Lainzer) Var.8: Jeden dvoukolejný tunel bez únikových východů (např. Marseille, Vereina)
KONCEPTY USPOŘÁDÁNÍ TUNELU Jeden dvoukolejný tunel: Nižší cena (menší objem ražeb) Nižší bezpečnost Protisměrné vlaky riziko Větší plocha výrubu - riziko Možnost přejezdů tratí TBM ražba zvětšení plochy Pomalejší zakouření Dva jednokolejné tunely: Vyšší cena (větší objem ražeb) Vyšší bezpečnost Pouze jednosměrný provoz Menší plocha výrubu Výhodná TBM ražba Nákladné přejezdy Rychlejší zakouření Všechny evropské tunely s délkou přes 20km jsou jednokolejné. Dvoukolejné v provozu: Seikan (54km) a Iwate-Ichinohe (26km) - Japonsko Dvoukolejné ve výstavbě: Hakkoda (26,5km) a Iyama (22km) - Japonsko
VNITŘNÍ PRŮMĚR JEDNOKOLEJNÉHO TUNELU Tunel Délka Rychlost Uvedení do provozu Vnitřní průměr Gotthard 57km 250km/h 2015 8,30m Eurotunel 50km 160 km/h 1994 7,60m Lötschberg 34,6km 250km/h 2007 8,40m Guadarrama 28.4 km 350km/h 2007 8,50m Pajares 24,7km 2010 8,50m CTRL 19km 270km/h 2007 7,15m Katzenberg 9,4 km 250km/h 2012 9,40 m Perthus 8,3 km Výstavba 8,70m Storebaelt 8km 160km/h Provoz 7,70m Abdalajis 7,3 km 350km/h Výstavba 8,80m
VZDÁLENOSTI PROPOJEK ČI ÚNIKŮ Tunel Groene Hart Guadarrama Gotthard Lötschberg Brenner Eurotunel Lyon - Turín Koralm Katzenberg Wienerwald Seikan CTRL Lainzer Vaglia Firenzuola Marseille Vereina Délka (km) 7,16km 28.4 km 57km 34,6km 56km 50km 53 km 32,8 km 9,4 km 13,35km 54km 19km (Londýn) 10,6km 18,7km 15,2km 7,8km 19km Uvedení do provozu 2007 2015 2007 1994 2015 2016 2012 2012 1988 2007 2012 2008 2008 2001 1999 Vzdálenost propojek (únikových východů) dveře po 150m 250 m 325m 333m 333m 375m 400m 500m 500m 500m 600-1000m 750m (původně 350m) 120-599m Až 4500m Až 5000m Bez východů Bez východů
ZÁVĚR Prudký nárůst potřeby realizace dlouhých železničních tunelů Současné technologie přijatelná cena a čas Každý dlouhý železniční tunel je třeba řešit individuálně Důležitost volby hlavních aspektů (koncept uspořádání, volba trasy, vnitřní průměr, podzemní stanice, počet křížení v tunelu, vzdálenost propojek, metoda výstavby, atd.) TBM ražba je zpravidla výhodná, ne ve všech případech Bezpečnostní koncepce provozu by měla vést k redukci rizik na přijatelnou úroveň za přijatelného navýšení nákladů Zpravidla bývá využita pevná jízdní dráha Recyklace rubaniny znamená redukci ceny
DĚKUJI ZA POZORNOST