Tunelové stavby na dálnici D3 ve Středočeském kraji

Tunelové stavby na dálnici D3 ve Středočeském kraji K. Novosad PRAGOPROJEKT, a.s., Praha, Česká republika SOUHRN: V dálniční síti České republiky zatím stále chybí kapacitní spojení ve směru Praha České Budějovice státní hranice. V současné době je rozestavěno několik úseků ve střední části, především v okolí Tábora a Veselý nad Lužnicí. Úseky v okolí Českých Budějovic jsou v pokročilém stádiu přípravy. Naopak úsek, který prochází středočeským krajem je zatím teprve ve fázi studií. Ve Středočeském kraji jsou navrženy dvě základní varianty, jsou to: 1. Stabilizovaná varianta a 2. Promika. V současné době probíhá příprava pro EIA, která bude základním podkladem pro definitivní výběr trasy budoucí dálnice D3. Stabilizovaná varianta začíná na Vnějším pražském okruhu, kde se před Jesenicí odpojuje ze stavby SOKP 512. Kategorie navržených tunelů je T9,0 s pruhy šířky 3,5 m a nouzovým pruhem šířky 1,5 m. Navrhované tunelové stavby na trase jsou: Libeř, Kamenná vrata I, Kamenná vrata II, Studené, Hůrka, Luka, Hostěradice, Vršky a Krňany. Tunely jsou v délkách 100 1300 m. Celková délka tunelových staveb je 3520 m. Varianta Promika začíná také na Vnějším pražském okruhu na SOKP 511. Od okruhu se odpojuje v prostoru Říčan a dále pokračuje v souběhu s dálnicí D1 k prostoru Senohrab. Odtud sleduje víceméně v souběhu stávající silnici I/3 na České Budějovice kolem Benešova až před Votice. Do společné trasy s předchozí variantou se dostává až u Milína. Rovněž toto řešení počítá s realizací několika dálničních tunelů. 1 ÚVOD V dálniční síti České republiky zatím stále chybí kapacitní spojení ve směru Praha - České Budějovice - státní hranice. V současné době je rozestavěno několik úseků ve střední části, především v okolí Tábora a Veselím nad Lužnicí. Úseky v okolí Českých Budějovic jsou v pokročilém stádiu přípravy. Úsek, který prochází středočeským krajem je zatím teprve ve fázi studií. V současné době probíhá EIA, na základě které bude vybrána poloha trasy budoucí dálnice D3 - středočeská část. Jsou navrženy 2 základní varianty: 1 Západní koridor 2 Východní koridor 2 POPIS VARIANT Z POHLEDU TUNELOVÝCH STAVEB 2.1 Západní koridor Vedení trasy dálnice D3 v samostatné trase západním koridorem prostorem Jílového umožní z dopravního hlediska kromě spojení Benešovska s Prahou i odlehčení dálnice D1. Dále splňuje dopravní požadavky v rámci pražského regionu, tj. optimálně umožňuje urbanizaci prostoru Jílového, který nemá v současné době odpovídající silniční spojení s Prahou. Po realizaci dálnice D3 lze předpokládat obnovení významu města Jílové u Prahy v jižní části Pražského regionu a zahrnutí tohoto perspektivního území do vnitřní příměstské zóny. V rekreačních dnech umožní trasa D3 odlehčit silnicím I/3, II/105, II/603 a II/102, neboť převezme značnou část dopravy do středního Povltaví a dolního Posázaví. Obce Jílové, Týnec n.s. a Benešov budou na dálnici napojeny přivaděči. Tunelové stavby Západního koridoru dálnice D3 ve všech podvariantách prochází atraktivní oblastí za jižním okrajem Prahy. Po napojení na stavbu Pražského okruhu přechází dolní Posázaví mezi obcemi Libeř - Jílové - Luka pod Medníkem - Hostěradice a Netvořice kopcovitým terénem s rozsáhlými lesními komplexy. Terén v podélném vedení tras protínají četná údolí, z nichž nejvýraznější je údolí Záhořanského potoka, a pak široké údolí Sázavy v oblasti Luk pod Medníkem a Hostěradic. Trasa západního koridoru má po úsecích v podvariantách Z1, Z2 a Z3 poněkud odlišné vedení trasy. Jsou zde navrženy tunelové stavby, které pomohou řešit problematiku s trasováním, tj. směrovým, ale zejména výškovým vedením. Bude tak možno podcházet území na povrchu zastavěné, zalesněné, či jinak krajinářsky nebo historicky chráněné a atraktivní. Za provozu dálnice tunelové objekty zcela eliminují negativní dopady dané samotným tělesem dálnice, které je skryté pod povrchem. Negativní účinky hluku a exhalací, budou soustředěny do míst s nejmenšími škodlivými účinky. Tunelové konstrukce ražené umožňují ponechat po dobu stavby i za provozu dálnice terén i objekty na povrchu v původním stavu a zachovat tak krajinný i urbanizovaný charakter území. V případě hloubených tunelů lze původní charakter využití území nad tunely obnovit. Tato skutečnost obzvláště platí pro oblast dolního Posázaví, která je z krajinářského a rekreačního hlediska velmi exponovaná. 2.2 Východní koridor Vedení trasy dálnice D3 podél silnice I/3 využívá stávající dopravní koridor silnice a železnice a umožňuje spojení Benešovska s Prahou. Nezasahuje 1

do území Jílovska a Neveklovska. Odlehčuje dálnici D1 a prakticky přebírá dopravu ze silnice I/3, včetně průtahů obcemi, a dále obsluhuje i oblast Říčan. Umožňuje rozdělit výstavbu na krátké etapy - oddálení od obcí. V rekreačních dnech umožní distribuci dopravy z přetížené D1 v menší míře i z II/603, případně II/105. Tunelové stavby východního koridoru jsou ve všech variantách vedeny mírně kopcovitým terénem. Od napojení na SOKP - Stavby 511 kříží trasa v prostoru Lipan dálnici D1 a od prostoru Senohrab sleduje silnici I/3 okolo Čerčan, Benešova, Bystřice a Votic. Tunelové stavby se soustřeďují na podcházení větších terénních nerovností, kdy by bylo nutno trasu dálnice příliš zahloubit do širokého a nastálo otevřeného zářezu. Tunely řeší trvalé zakrytí tělesa dálnice v blízkosti hustší stálé i rekreační zástavby, a to zejména v prostoru Čerčan, Poříčí nad Sázavou, Mrače a Benešova. Dálnice pomocí tunelů podchází rovněž větší částí zalesněného území mezi Velkými Popovicemi a Pyšely. Podobně řeší tunely výškové vedení trasy mezi km 51,0 a 53,0 a podchod zalesněného území Babí hory. 3 GEOLOGICKÉ A HYDROGEOLOGICKÉ POMĚRY 3.1 Západní koridor Jelikož všechny tři varianty procházejí oblastí v poměrně sevřeném koridoru, platí zde obdobné geologické a hydrogeologické podmínky. Celé území je z hlediska tunelů charakterizováno pevnými, až velmi pevnými horninami. V oblasti tunelů "Libeř" budou zastiženy jílovitoprachovité břidlice, prachovce, droby a slepence. V horních partiích pak ale spíše eluvia a zvětraliny těchto hornin. Dále pak, za údolím Záhořanského potoka algonkické horniny, zastoupené břidlicemi, prachovci a drobami. Pro tunely u Jílového, až po Luka pod Medníkem a Hostěradic budou zastiženy hlubinné vyvřeliny zastoupené porfyry a metabazity. Ve zbývajícím úseku v oblasti Lešan budou zastiženy biotitické granodiority. Lze očekávat, že se v oblastech portálů budou vyskytovat polohy výše uvedených hornin ve formě sutí, eluvií a zvětralin. V partiích s vyšším nadložím budou horniny zvětralé a navětralé pevné a velmi pevné. V oblasti Libeře u Jílového lze předpokládat výskyt doprovodných tektonických zlomových pásem. U tunelů hloubených budou zastiženy i vyšší partie hornin, a to zejména výplně prohlubní tercierními a kvarterními uloženinami. V údolí Sázavy pak i vyšší terasy říčních uloženin. Z hlediska charakteru podzemní vody lze očekávat především podzemní vodu puklinovou. Obrázek 1. Vzorové řezy jednotlivých typů tunelů. 2

3.2 Východní koridor Všechny podvarianty Východního koridoru procházejí rovněž vymezenou oblastí a platí pro ně obdobné geologické a hydrogeologické podmínky. Celé území je z hlediska výstavby tunelů charakterizováno už na začátku od napojení na SOKP poměrně pevnými horninami, tvořenými jílovitoprachovitými břidlicemi, drobami a slepenci. V prostoru před Petříkovem to jsou písčité břidlice. Dále od Velkých Popovic budou horniny skalního podkladu tvořit pevné horniny granodioritů a dioritů. Jelikož jsou ražené tunelové konstrukce situovány poměrně mělce s nízkým nadložím nebo v mělkých jámách u tunelů hloubených, budou stavbami zastiženy spíše povrchové polohy skalního podkladu, tvořené zvětralinami a eluvii hornin, a také kvarterní či tercierní uloženiny charakteru hlinitých a písčitých zemin. V údolí Sázavy a bližším okolí se můžeme setkat i s vyššími terasami říčních uloženin. Z hlediska charakteru podzemní vody lze očekávat především podzemní vodu průlinovou i puklinovou. V případě obou koridorů bude při ražbě či hloubení tunelů nutné rozpojování hornin pomocí trhacích prací, v kombinaci s mechanickým rozpojováním. U ražených tunelů bude podíl rozpojování trhacími pracemi vyšší. Vliv ražby a provozu tunelů v puklinovém prostředí, ale i hloubených a mělkých ražených tunelů v prostředí s průlinovou propustností horninového masivu, může negativně ovlivnit hladinu podzemní vody z titulu odběrných míst (studny, vodojemy). Neočekáváme však, že může dojít k zásadnějšímu ovlivnění vodního režimu pro vegetaci a povrchové vodoteče. 4 ZÁKLADNÍ KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ Základním charakterem všech tunelových konstrukcí je stejný průjezdní profil a oddělení obou pásů dálnice do samostatných uzavřených konstrukcí. Dle ČSN 737507 - projektování tunelů na pozemních komunikacích je šířková kategorie jednotlivých tunelů T 9,0 pro kategorii dálnice D27,5/120. Parametry průjezdního profilu: Šířka jízdního pruhu: a = 3,5 m Šířka vodících proužků: v 1 = v 2 = 0,25 m Šířka nouzového pruhu: C 1 = 1,5m Šířka vozovky mezi obrubníky: b 0 = 9,0 m Šířka nouzových chodníků: p = 1,0 m Celková šířka tunelu v úrovni vozovky: b 1 = 2a + v 1 + v 2 + 2p = 11,0 m Výška průjezdního profilu: h = 4,5m, doporučujeme zvýšit na 4,8 m. 4.1 Tunely hloubené Jedná se o železobetonové rámové konstrukce s klenbovým zastropením a střední dělící stěnou, která odděluje jednotlivé pásy dálnice. Tabulka 1. Návrh tunelových staveb Západního koridoru ve variantách název tunelu staničení délka typ konstrukce výkop (výrub)/zásyp (km) (m) (m 3 ) SOKP - sil. II/104 (Jílové u Prahy) Varianta "Z1" Libeř 4,70-6,00 1.300 hloubený 748.000 / 325.000 Kamenná vrata I 7,30-7,65 350 ražený a hloubený 85.600 / 5.500 Kamenná vrata II 8,50-8,72 220 ražený a hloubený 55.100 / 4.000 Varianta "Z2" Libeř 4,70-6,30 1.600 ražený a hloubený 539.200 / 24.100 Kamenná vrata 7,30-8,95 1.650 ražený a hloubený 414.100 / 24.100 sil. II/104 (Jílové u Prahy) - křížení se sil. III/1057 (Vojtěchov) Varianta "Z1" Studené 9,175-9,275 100 přesypaný most 65.200 / 19.100 Hůrka 10,450-10,700 250 ražený a hloubený 77.200 / 17.200 Luka 11,200-11,600 400 ražený a hloubený 112.000 / 19.200 Hostěradice 14,050-14,350 300 ražený a hloubený 42.900 / 2.800 Vršky 14,570-14,670 100 přesypaný most 71.500 / 19.200 Krňany 15,900-16,300 400 ražený a hloubený 145.600 / 22.300 Varianta "Z2" Studené 9,400-9,500 100 přesypaný most 65.000 / 63.700 Luka 10,500-11,700 1.200 ražený a hloubený 292.000 / 40.100 Hostěradice 14,050-14,850 800 ražený a hloubený 200.900 / 32.200 Lešany 16,230-16,380 150 hloubený 70.200/ 50.100 Varianta "Z3" Hostěradice 14,150-14,350 200 ražený a hloubený 106.000 / 63.800 Lešany 16,205-16,355 150 hloubený 70.200 / 50.100 sil. III/10614 (Václavice) - Mezno (KÚ) Varianta "Z2" Hostěradice 26,100-26,850 750 ražený a hloubený 250.000 3

Způsob izolací bude odvislý od místních hydrogeologických poměrů. Převážně půjde o plášťové izolace z PVC či Pe folií bez izolací dna tunelů s drenážním systémem pod vozovkou a po stranách konstrukce tunelů. Hloubené tunely budou vestavěny do otevřených stavebních jam, jejichž způsob zajištění bude převážně formou svahovaných výkopů, kotvených hřeby či pramencovými kotvami a ochranou stříkanými betony. Snahou bude minimalizovat rozsah výkopů co do šířky s optimalizací způsobu zajištění. Hloubené konstrukce budou zasypány do úrovně původního nebo definitivně upraveného terénu s obnovou vegetace či zástavby. Tunelové objekty kratší než 100 m lze považovat za přesypané mostní konstrukce, kdy při nízkém násypu půjde o subtilní konstrukce typu přesypaných ekomostů. 4.2 Tunely ražené Ražené tunely budou prováděny novou rakouskou tunelovací metodou (NRTM) z předem zajištěných portálů v čelní portálové stěně s min. výškou nadloží 6-8 m. Ražba bude probíhat s dílčím členěním výrubu, se zajištěním stříkaným betonem, ocelovými sítěmi a kotvami (svorníky) v celé délce ražených úseků. Současně s ražbou primárního ostění budou prováděny výruby pro výklenky v tunelu, příčná propojení únikových chodeb, či místní rozšíření profilu pro nouzové zálivy u delších tunelových objektů. Systémovou součástí ražených a hloubených tunelů bude geotechnický monitoring při stavbě. Vyhodnocení souhrnu sledovaných a měřených veličin během realizace bezprostředně povede k optimalizaci technologických postupů a rozsahu zabezpečení z hlediska vynakládaných prostředků, a zvláště pro zajištění bezpečnosti práce a ochrany životního prostředí v dosahu zóny možného negativního ovlivnění stavbou. Tato zóna bude předem stanovena v projektové dokumentaci dle charakteru a druhu prováděných prací a ve vztahu k místním podmínkám. Patří sem také sledování velikosti a vývoje poklesové kotliny při ražbě tunelů, kontrola dodržování dovolené úrovně seismických účinků a akustického tlaku při provádění trhacích prací. Po vyražení tunelů a zajištění v primárním ostění bude provedena hydroizolace a sekundární ostění z monolitického železobetonu. Delší tunely budou vyraženy ve dvou samostatných tunelových troubách s dostatečným horninovým pilířem (typ Panenská, Radejčín). Tunely krátké mohou být realizovány jako sdružené se středním monolitickým pilířem (typ Valík), které nevyžadují oddálení pásů dálnice před zaústěním do tunelů jako je tomu v případě tunelů samostatných. Z hlediska výstavby jednotlivých tunelů, ať hloubených, či ražených, bude nutno vybudovat zařízení staveniště s nároky na přívod el. energie a vodu. Důležité budou zejména požadavky na velikost plochy zařízení staveniště u portálů ražených úseků tunelů, které musí umožňovat efektivní způsob výstavby a zároveň minimalizovat negativní dopad na okolí. Zařízení staveniště musí splňovat podmínky stanovené orgány státní správy, zejména z titulu ochrany životního prostředí, míst ploch a objektů zvláštního významu (ochranná pásma, chráněná území atp.). Musí splňovat podmínky dodržení hygienických limitů tj. úrovně hluku, prašnosti, a zvláště pak podmínky ochrany povrchových a podzemních vod. Tabulka 2. Návrh tunelových staveb Východního koridoru v podvariantách název tunelu staničení délka typ konstrukce výkop (výrub)/zásyp (km) (m) (m 3 ) "A" (SOKP-MÚK Velké Popovice) - podvarianta "A3" Jažlovice 4,000-4,550 550 hloubený 316.400 / 136.200 "B" (MÚK Velké Popovice - Olbramovice) - podvarianta "B2" Ekodukt 11,320-11,590 270 hloubený 226.000 / 172.000 Čerčany 18,070-18,470 400 přesypaný tunel 38.000 / 255.000 Městečko 19,250-19,600 350 hloubený 293.000 / 230.000 Baba 21,155-21,580 425 ražený a hloubený 122.000 / 25.000 Hájky 21,177-22,040 270 ražený a hloubený 78.800 / 15.900 Mrač 22,360-22,710 350 hloubený 290.000 / 218.000 Benešov 27,570-28,915 1.345 ražený a hloubený 302.000 / 32.000 "C" (Olbramovice - Mezno) Podvarianta "C1" Velké Heřmanice 27,570-28,915 1.345 ražený a hloubený 302.000 / 32.000 Ekodukt 45,400-45,450 50 přesypaný most 42.000 / 31.000 Ekodukt 49,750-49,840 90 přesypaný most 78.000 / 58.000 Podvarianta "C 3" Obecník 47,400-47,680 280 ražený a hloubený 86.000 / 18.200 Podvarianta "C 3a" Babí hora 51,830-52,390 480 hloubený 402.000 / 315.000 Podvarianta "C 3b" Ekodukt 52,132-52,232 100 přesypaný most 88.000 / 64.000 4

5 Obrázek 2 Celková situace

V definitivním stavu za provozu bude nutno pro zajištění bezpečnosti dopravy k vytipovaným portálům (většinou s provozně technickými objekty) vybudovat nezávislý příjezd pro vozidla a techniku IZS. Snahou bude pro tyto účely využít příjezdy vybudované v předstihu pro stavbu, a tyto napojit na stávající komunikační síť. Nároky na přívod a kapacitu el. energie a event. vodu budou mít vazbu na délku tunelu a požadovanou úroveň zabezpečení. 5 TECHNOLOGICKÉ VYBAVENÍ TUNELŮ Tunelové objekty jsou liniové podzemní stavby s uzavřeným příčným profilem, kterými prochází komunikace a mají délky více než 100 m. Kratší objekty obvykle nevyžadují kromě osvětlení jiné zvláštní technologické vybavení. Rozsah technologického vybavení, zejména z hlediska bezpečnosti dopravy, provozu a protipožárního zabezpečení stanoví hodnocení rizik a rozborová studie nebezpečí v souladu se směrnicí Evropského Parlamentu a Rady Evropy 2004/54/EC. Dle TP 98 to bude: dopravní systém osvětlení tunelu větrání tunelu zařízení bezpečnostního systému spojovací a dorozumívací zařízení PBŘ (protipožárně bezpečnostní řešení) řídící systém zásobování el. energií vodní hospodářství zařízení pro servis a údržbu (PTO - provozně technické objekty). 6 ZÁVĚR Závěrem doufáme, že legislativní a schvalovací procesy, které dnes trvají několikanásobně déle než vlastní realizace, nebudou zdržovány a blokovány nezodpovědnými a neopodstatněnými kroky nejrůznějších iniciativ a přípravné práce vedoucí ke stavbě budou plynule pokračovat. LITERATURA: Sdružení PRAGOPROJEKT, a.s./sudop Praha a.s., 12/2009, Technicko-ekonomická studie Dálnice D3 středočeská část 6