Kterak byla "vytunelována" Mrázovka v Praze

Všeobecně

Tunel Mrázovka je součástí výstavby městského okruhu Prahy na Smíchově v úseku Radlická - Strahovský tunel.

Od severního portálu, ve směru od Strahovského tunelu za přemostěním ulice Plzeňská jsou vedeny dvě souběžné tunelové trouby - východní (VTT) a západní (ZTT). Dva třípruhové tunely se v tunelových rozpletech větví na dvoupruhové tunely, které pokračují v trase městského okruhu a jednopruhové větve napojené do úrovňové křižovatky v ulici Radlická.

Na ražené tunely navazují u obou portálů hloubené úseky.

Tunel Mrázovka prochází oblastí s rozmanitou a náročnou geologií, na severu podchází vrch Mrázovka a na jižní straně Paví vrch. Mezi nimi se nachází oblast s obytnou zástavbou.

Geologie a hydrogeologie

Geologické poměry v dané oblasti byly detailně zdokumentovány především ražbou průzkumné štoly ze severního portálu umístěné v trase tunelu.

Skalní podloží v trase ražených tunelů tvoří horniny severovýchodní části ordovické barrandienské synklinály. Ve směru od severního portálu prochází tunel letenskými břidlicemi vrchu Mrázovka. V úseku mezi vrchem Mrázovka a Pavím vrchem prochází trasa libeňskými souvrstvími, zastoupenými jílovoprachovými břidlicemi a protíná blok řevnických křemenců. Masiv Pavího vrchu je tvořen letenskými břidlicemi flyšového vývoje.

Celé skalní prostředí se vyznačuje rozdílným stupněm navětrání, hojně se měnícími směry a úklony ploch vrstevnatostí a častým výskytem tektonicky porušených pásem. Nejsložitější geologické poměry s nízkým nadložím nad tunely se nachází v prostoru ulic Ostrovského a Na Doubkové.

Pokryvné útvary tvoří štěrkopísky, svahové hlíny a navážky. Celková výška nadloží tunelu se pohybuje v rozmezí 5 až 80 m (Paví vrch).

Naprostá většina trasy tunelu prochází pod hladinou spodní vody.

Návrh tunelu

S ohledem na konfiguraci terénu a podélný profil trasy městského okruhu byla pro stavbu tunelu Mrázovka navržena kombinace ražených a hloubených tunelových úseků.

U ražených tunelů byly pro návrh tunelovací metody rozhodující zastižené geologické podmínky, existence nadzemní zástavby a různorodost průřezů ražených objektů. Byla zvolena nová rakouská tunelovací metoda (NRTM) s primárním ostěním ze stříkaného betonu. Jiné metody ražby tunelů se ukázaly být nevhodné nebo neekonomické.

V úsecích ražby tunelů pod nadzemní zástavbou s nízkým nadložím a náročnou geologií, byla navržena doplňková opatření pro zvýšení stability výrubů a snížení celkových deformací na povrchu.

Navržená dvouplášťová konstrukce ostění tunelu předpokládá, že k armovanému vnějšímu plášti z betonu B20 (B25) bude po dokončení ražby doplněn vnitřní armovaný plášť z betonu B30. V celém rozsahu stavby jsou tunely opatřeny mezilehlou uzavřenou fóliovou hydroizovací.

Hloubené tunelové úseky byly navrženy jako železobetonové monolitické rámové konstrukce prováděné v zajištěných stavebních jámách.

Ražba tunelu

Ražba tunelů probíhá ze dvou stavenišť. Ze severního portálu realituje ražby Metrostav, z jižních portálů Subterra.

Tunel je ražen novou rakouskou tunelovací metodou s prováděním výrubu po částech, s primárním ostěním ze stříkaného betonu B20 (B25) s výztužnými rámy, armovacími sítěmi a radiálním kotvením. Tloušťky primárního ostění se pohybují v závislosti na velikosti výrubu a technologické třídě NRTM v rozmezí 250 až 500 mm. Radiální kotvení je prováděno svorníky typu SN nebo Boltex délky 4 až 8 m.

Zvolená tunelovací metoda umožňuje pružně reagovat na změny geologických poměrů změnami ve vystrojení tunelů, dle potřeby měnit členění výrubů a realizovat různé profily tunelů.

Ražba z jižního portálu

Jižní portály jsou situovány do příkrého svahu Pavího vrchu. Kolmé skalní stěny, až 27 m vysoké, jsou zajištěny soustavou trvalých horninových kotev a vrstvou stříkaného betonu. Přístupová štola k portálu ZTT prochází pod Radlickou ulicí. Jižní tunelové úseky zahrnují dva dvoupruhové a dva jednopruhové tunely, tunelové rozplety v místě větvení třípruhových tunelů. strojovnu vzduchotechniky, trafostanici, tunelové propojky a větrací šachtu (viz samostatná kapitola Podzemního světa - "Paví vrch v Praze - větrací šachta na tunel Mrázovka"). Ražba se provádí převážně s pomocí trhacích prací v horizontálním členění čelby. V úsecích s geologií vhodnou pro nedestruktivké způsob ražby se tunel razí pomocí razícího stroje s výložníkovou frézou ET 380 Q.

Při kříženíé kleneb mimořádných rozměrů byla hornina důkladně vyztužována ocelovými svorníky a čelba postupně členěna a odtěžována.

Dva rozplety představují největší ražené profily nejen na tunelu Mrázovka, ale i na doposud realizovaných dílech silniční infrastruktury. Budují se v postupných záběrech při svislém členění profilu na 5 až 8 dílčích výrubů.

V místě křížení trasy tunelů se stávající kanalizační stokou pro jihozápadní město byly provedeny úpravy na konstrukcích obou podzemních děl tak, aby nebyl narušen jejich bezpečný provoz.

Ražba ze severního portálu

Severní portály se nacházejí na úpatí vrchu Mrázovka a jsou zajištěny kotvením pilotovými stěnami. Odtud pokračuje ražba dvou třípruhových tunelů včetně tunelových propojek.

Ražba je v převážné míře prováděna nedestruktivní metodou tunelbagry Liebherr. V polohách křemenců probíhá ražba pomocí trhacích prací.

Úvodní část ZTT byla ražena v délce 120 m vodorovným členěním (kalota, jádro, dno). Po vyhodnocení vývoje deformací výrubu a teránu bylo rozhodnuto přejít na vertikální členění. S odstupy za čelbami bočních tunelů o profilu 44 m čtverečných následuje ražba kaloty, jádra a dna tunelu. Celková délka mezi čelbami štol a uzavřeným dnem činí cca 90 m.

V místech podcházení povrchové zástavby byla přijata doplňující opatření popsaná níže.

Ražba tunelu pod zástavbou

Tunel Mrázovka podchází oblast s četnou povrchovou zástavbou. Ražbou tunelu je ovlivněno přes 70 budov rozličných typů a konstrukcí starých cca 70 až 110 let. Nepříznivý dopad na stabilitu poovrchové zástavby má především pokles terénu způsobený ražbou tunelu. Proto byla stanovena podmínka dodržení maximálního poklesu terénu nad osou tunelu 60 mm při maximálním sklonu poklesové kotliny 1:800. Toto náročné kriterium zahrnuje také poklesy terénu způsobené předchozí ražbou průzkumné štoly.

Byly přijaty tyto technologické postupy:

• zpevňující sanační injektáže horninové klenby nad tunely
• dodatečné vyztužení obezdívky průzkumné štoly
• úprava členění výrubu tunelu na vertikální členění
• ochranné mikropilotové deštníky nad klenbou tunelu (systém Boodex)

U budov v poklesové kotlině se provádí stavební zajišťovací práce. v místech s nejsložitějšími geotechnickými poměry bylo rozhodnuto provést kompenzační injektáže pod vybranými budovami.

Definitivní ostění

Po dokončení ražeb jednotlivých úseků tunelu bude provedeno definitivní ostění z monolitického železobetonu třídy B30 s mezilehlou hydroizolací.

Definitivní ostění tunelů bude realizováno proudovou metodou výstavby. Na hydroizolaci, armaturu a betonáž spodní klenby navazuje betonáž svislých konstrukcí kolektorů a konstrukce vozovky. Dále se pokračuje izolací a armaturou klenby a nakonec betonáží celé horní klenby do pojizdné formy.

Součástí definitivního ostění klenby budou vzduchotechnické kanály požárního větrání napojené na kanály pod vozovkou.

Technologické vybavení, bezpečnost provozu

Technologické vybavení tunelu Mrázovka, které má aktivně zajišťovat bezpečnost automobilového provozu v tunelech sestává z osmi provozních celků: strojní zařízení, světelná signalizace, vzduchotechnika, zařízení pro automatiku provozu, silnoproudé a slaboproudé technologie, trafostanice a čerpací stanice.

Strojovna vzduchotechniky s větrací šachtou je srdcem systému nuceného odvětrání obou tunelů. Větrání je podporováno ventilátory zavěšenými pod stropem tunelů.

Kolektorové chodby umístěné pod vozovkou v tunelu slouží k vedení většiny rozvodů a dále plní funkci vzduchotechnických kanálů požárního větrání.

Na jakoukoliv mimožádnou situaci v tunelech reaguje automatika řízení provozu. Požární větrání zajišťuje odvod kouře a tepla vznikajícího v případě vzniku požáru, kdy truhá tunelová trouba slouží jako úniková cesta, a současně umožní průjezd záchranných a hasičských vozidel.

Výklenky SOS umožňují komunikaci uživatelů tunelu s dispečerskou službou, v tunelu je instalován trvalý televizní dohled a hlasitý rozhlas.

Hloubené úseky

Napojení ražených tunelů na úsek Zlíchov - Radlická v blízkosti Smíchovského nádraží je navrženo hloubenými tunely. Po dokončení železobetonových konstrukcí budou tunely zasypány a nad nimi povedou přeložky inženýrských sítí a nová trasa Radlické ulice včetně napojení na městský okruh.

Na severu se jedná o krátký hloubený úsek, který propojuje most přes ulici Plzeňskou s raženými tunely.

Monitoring

Pro zajištění bezpečnosti ražby tunelu, uplatnění observační metody řízení výstavby a pro zajištění bezpečného stavu povrchové zástavby, komunikací a inženýrských sítí se provádí při realizaci ražených tunelů široká škála geotechnických měření.

Jedná se především o:

• geotechnické sledování výrubu
• geotechnické měření deformací tunelu
• tlakoměrné měření pro konstrolu napětí v ostění tunelu a okolní hornině
• extenzometrické a inklinometrické měření pro posouzení deformace hornin
• geodetické měření bodů na terénu a na objektech
• sledování poruch a deformací na objektech
• měření dynamických a akustických účinků ražby na povrchové objekty

Na základě zjištěných hodnot lze operativně přijmout dodatečná opatření technologie ražby nebo zajištění zástavby.