Background
Waiting...

Nová vodní linka Ústřední čistírny odpadních vod 2019 Rekonstrukce a rozšíření historické budovy Národního muzea

Ejpovický tunel, modernizace železniční trati Rokycany – Plzeň

Plzeňský kraj – Trať 170 Praha – Plzeň mezi železniční stanicí Ejpovice a zastávkou Plzeň-Doubravka

Nejdelší železniční tunel v České republice by se výhledově měl stát součástí transevropské vysokorychlostní sítě a splnit požadavky pro traťovou rychlost 200 km/h. Zatím zde vlaky jezdí nejvyšší rychlosti 160 km/hod. Díky tunelům se železniční trať z Prahy do Plzně zkrátila o 6,1 km, jízdní doba je kratší o devět minut. Zvýšila se bezpečnost železničního provozu i komfort cestujících. Jako první železniční tunel na území ČR se razil přelomovou metodou mechanizovaného tunelování (TBM ražba). Razicí stroj byl dlouhý 110 metrů a měl průměr řezné hlavy téměř deset metrů.

Modernizace železniční trati mezi Rokycany a Plzní je součástí třetího tranzitního železničního koridoru a páteřní transevropské dopravní sítě. Jejím cílem je dosáhnout mezi Prahou a Plzní jízdní doby pod jednu hodinu. Vedle úpravy trati, stanic a nástupišť byla stěžejní výstavba tunelu Ejpovice. Tvoří ho dva jednokolejné tunelové tubusy, z bezpečnostních důvodů propojené spojovacími chodbami. Tunel vede pod terénními útvary Homolka a Chlum. Tunely byly navrženy tak, aby trať vyhovovala Evropské dohodě o mezinárodních železničních magistrálách a Evropské dohodě o nejdůležitějších trasách mezinárodní kombinované přepravy.

Výchozí rámec pro řešení byl načrtnut v rámci Studie proveditelnosti III. TŽK již v roce 2002. Tehdy bylo unikátní, že se počítalo s požadavky zamýšlené vysokorychlostní trati Praha – Plzeň. První územní rozhodnutí bylo vydáno již v roce 2006. Pak ale Hasičský záchranný sbor Plzeňského kraje (HZS PK) změnil stanovisko k požárně bezpečnostnímu řešení a plzeňský magistrát nakonec zrušil záměr na zřízení zastávky Újezd kvůli vysokým nákladům i nesouhlasu občanů městské části Újezd „s otevřeným vedením železnice“ poblíž obytné zástavby. Na základě nových dodatečných požadavků HZS PK měly být do stavby dále zařazeny: heliport, záchranná vstupní/výstupní šachta pro jednotky IZS s výstupem do prostoru u ulice Hlavní v oblasti Újezdu, pevná jízdní dráha, vodní rezervoáry pro hasební vodu u portálů tunelu atp. A to ještě řada požadavků HZS PK naplněna nebyla, například identifikátor místa zastavení vlaku (dnes, když zavádíme ETCS – European Train Control System – je to naopak standard).

Po zapracování požadavků bylo vydáno druhé územní rozhodnutí v srpnu 2008, stavební povolení poté v roce 2009. Nová vláda v roce 2010 se ale rozhodla šetřit a zrušila heliport i další požadavky. Bylo tedy nutné opět přepracovat projektovou dokumentaci. Další zpomalení přineslo odvolání v tendru zhotovitele. Zadavatel – v podmínkách ČR zcela revolučně – umožnil uchazečům předkládat alternativní návrhy na provedení (ražbu) tunelové části stavby.

Takové návrhy opravdu byly předloženy, staly se však důvodem sporu mezi investorem a druhým v pořadí. Stavba byla zahájena v listopadu 2013 a na dva roky přerušena kvůli archeologickému průzkumu s vykonstruovanými nálezy. Proto až na sklonku roku 2018 byla společně se zavedením nového jízdního řádu stavba zprovozněna v celém modernizovaném úseku včetně tunelů.

Příprava projektu

Stavba se začala připravovat už v roce 2002. Nejdříve se uvažovalo o dvou dvoukolejných tunelech – jeden vedoucí Homolkou o délce 2300 m a druhý procházející Chlumem o délce 1300 m. V úseku mezi nimi byla na požadavek Magistrátu města Plzeň plánovaná zastávka Újezd. V další etapě se projektovaly jednokolejné tunely. V roce 2009, především z důvodu požadavku hasičů, štěrkové lože nahradila pevná jízdní dráha a o dva roky později bylo upraveno požárně-bezpečnostní řešení, čtrnáct propojek mezi tunely se redukovalo na osm.

Tunelový komplex tedy tvoří dva tubusy – severní má délku 4174,2 m, jižní 4150 m. Maximální osová vzdálenost tubusů je 48 m. Příčný profil tunelů má světlý průměr 8700 mm. Tunely jsou ražené téměř v celé svojí délce, jen v krátkých příportálových částech byly hloubené. Propojky, které se razily Novou rakouskou tunelovací metodou, mají charakter spojovacích chodeb s technologickými místnostmi. Ostění tunelů je ze segmentů o tloušťce 0,40 m, střední šířka nosného prstence je dva metry.

Segmenty jsou betonové, s rozptýlenou výztuží ocelových drátků a polypropylenovými vlákny. Pro portálové části byly použity segmenty železobetonové, armovací koš je z ocelové válcované výztuže. Pro oblasti napojení propojek byly vyvinuty speciální železobetonové segmenty, do nichž se předem osadily kanálky pro smykové a tahové trny včetně injektážích trubiček. Těsnění podélných i radiálních spár se vkládalo do bednicích forem. Radiálně prstence propojují trny. Pro tunelové ostění byly použity univerzální prstence ze sedmi standardních segmentů a jednoho polovičního klenáku.

Spáry mezi segmenty byly z důvodu eliminace křížových spojů navrženy jako šikmé. Vnitřní průměr prstenců je 8700 mm, vnější 9500 mm. Ostění propojek je dvouplášťové; primární ostění tvoří vrstva vyztuženého stříkaného betonu a ocelové příhradové rámy, pro stabilitu bylo navrženo systémové kotvení. Definitivní ostění je z monolitického železobetonu, mezilehlá izolace je fóliová. Výjimku tvoří propojka č. 8, jejíž definitivní ostění vrchní klenby je ze stříkaného betonu, mezilehlá izolace je stříkaná.

Zahájení stavby

Tunely procházejí dvěma geologickými celky – nejprve převažují břidlice, v poslední třetině trasy se nacházejí pevné a tvrdé spility. Řezná hlava tunelovacího stroje musela být dostatečně otevřená, aby se v břidlicích nezalepovala, avšak zároveň odpovídajícím způsobem uzavřená pro ražbu v pevné skále. Musela mít také dostatečně velké prostupy, aby zajistila snadný průchod rubaniny zejména v režimu s úplnou podporou čelby, a současně měla být tuhá, aby odolala zatížení a vibracím v horninách s pevností v tlaku dosahujícím 200 MPa. Stroj bylo třeba vybavit tlakovou přepážkou k oddělení odtěžovací komory za řeznou hlavou od navazující části štítu.

Stavba byla zahájena v roce 2013. Ražby jižní tunelové trouby, kvůli prodloužení doby záchranného archeologickému průzkumu, začaly v únoru 2015. Prorážka do výjezdového portálu Doubravka se uskutečnila v červnu 2016. Ražby severní tunelové trouby byly zahájeny v září 2016 a i díky již nasbíraným zkušenostem osádky tunelovacího stroje probíhaly rychleji a byly dokončeny o více než čtyři měsíce dříve než v případě jižní trouby.

Oba tubusy se razily pomocí tunelovacího stroje TBM S 799, který vyrobila firma Herrenknecht. Jeho celková délka činila 110 metrů, průměr řezné hlavy byl téměř deset metrů. Výkon motoru 3600 kW, maximální krouticí moment 27 658 kNm a počet otáček 0–4,5 za minutu. Stavaři razicí štít pro jeho vlastnosti pojmenovali Viktorie.

Zkušenosti z jižního tunelu…

V prostředí břidlic razil tunelovací stroj v tzv. zeminovém režimu, v prostředí tvrdých spilitů ve skalním režimu. Ukázalo se však, že horninové prostředí má mnohem vyšší stupeň abrazivity, navíc s vysokými přítoky podzemní vody. Bylo málo stabilní s vysokou propustností. Ražby postupovaly pomaleji a s vysokou opatrností. Přesto se dosáhlo úctyhodných denních (32 m) i měsíčních (526 m) výkonů. Ražba trvala 16 měsíců. Navzdory zdržení se ukázalo, že metoda mechanizovaného tunelování obstála, zvláště z pohledu minimalizace sedání povrchu a dalších negativních vlivů ražby na okolí.

… vylepšily technická řešení pro severní tunel

Pro ražbu severního tunelu odborníci ze společnosti Metrostav využili zkušenosti z jižního tunelu. Jednalo se například o úpravu horninového prostředí. První úsek ražeb (250 m) probíhal v částečně nízkém nadloží s vydatnými přítoky podzemní vody, navíc v prostředí s krátkodobou stabilitou. Proto byla tato část horninového prostředí odvodněna jižní tunelovou troubou – skrze segmentové ostění se realizovaly průvrty, díky nimž se hladina vody snížila. Vzhledem k vysoké abrazivitě prostředí se řezné nástroje opotřebovávaly mnohem rychleji, než se předpokládalo. Způsobilo to zpomalení ražeb a vyžadovalo častější zastávky.

„Vylepšili jsme také tunelovací stroj Viktorii – dvojice zařízení pomáhala řešit problém s úpravou břidlicových hornin do požadované konzistence. Prvním zařízením byl automatický systém na přípravu a čerpání homogenního roztoku vody a polymeru. Výsledek byl vidět téměř okamžitě. Projevil se snížením tlaku na výstupu ze šnekového dopravníku a především v mnohem lepší těžitelností rubaniny. Druhým zařízením byly vysokotlaké vodní trysky, které jsme osadili na řeznou hlavu a do odtěžovací komory. Skrze trysky jsme vedli vodu do míst náchylných k zalepování nejen pod vysokým tlakem, ale i ve velkém množství.“ Ing. Štefan Ivor, vedoucí skupiny ražeb.

Viktorie v severním tunelu sčítala rekordy

V září roku 2016 se Viktorie vydala zdolávat první metry severní tunelové trouby. Všechna opatření přispěla k hladšímu průběhu ražeb. Projevilo se to především na čase, severní tubus se podařilo vyrazit o více než čtyři měsíce dříve než jižní. Zároveň s tím bylo dosaženo rekordního denního výkonu o hodnotě 38 m a měsíčního výkonu 702 m. Po ukončení ražby probíhala realizace invertu a betonové desky v severním tunelu a všech bočních chodníků s kabelovody. Stavebně se dokončily propojky, spolu s nimi probíhala pokládka panelů jízdní dráhy. Bezpečnost v tunelech zajišťují kamerové systémy a infrabrány. Kromě únikových cest je v tubusech zázemí pro veřejnost, protipožární dveře i odsávání s přívodem čerstvého vzduchu.

Další stavby a zařízení na trati

Pro zajištění plynulosti a bezpečnosti železničního provozu na celém modernizovaném úseku Rokycany – Plzeň se stavělo nové staniční a traťové zabezpečovací zařízení s možností dálkového ovládání, dále také sdělovací a přenosové zařízení. Součástí stavby byla rekonstrukce a výstavba nového trakčního vedení, osvětlení stanic a elektrického ohřevu výhybek. Komfort cestujících zvýšila nová nástupiště s nástupní hranou ve výšce 550 mm nad temenem kolejnice.

Realizace

Investor
Ministerstvo dopravy ČR (Správa železniční dopravní cesty, s. o. (SŽDC), Stavební správa západ, pracoviště Plzeň)
Projektová dokumentace
SUDOP PRAHA a.s.
Hlavní projektant
Ing. Ivan Pomykáček (0006346, ID00), SUDOP PRAHA a.s.; Ing. Michal Mečl (0009519, ID00), výkon AD po dobu realizace
Železniční spodek a svršek
Ing. Jitka Doubková (0022857, ID00)
Mosty
Ing. Antonín Ságl (0010904, IM00)
Tunely
Ing. Michal Gramblička (0001556, IG00)
Komunikace a silnice
Ing. Hana Staňková (0001347, ID00)
Zabezpečovací zařízení
Ing. Jiří Matějovský (0006012, IP00)
Sdělovací zařízení
Ing. Petr Poupa (0001407, IT00)
Trakční vedení
Ing. Pavel Haušild (0008467, IT00)
Silnoproudé vedení
Ing. Karel Košař (0002043, IE02)
Silnoproudá technologie
Ing. Karel Kremláček (0000944, SP00)
Vodovody a kanalizace
Ing. Jitka Havlínová (0008379, IV00)
Pozemní stavby
Ing. Ondřej Kafka (0010022, IP00)
Realizační dokumentace tunelu
METROPROJEKT Praha a.s., Ing. Jiří Mára (0010174, IG00); Ing. Jiří Velebil (0012299, IG00)
Technický dozor stavebníka
Sdružení Inženýring dopravních staveb, a. s., a SATRA, spol. s r.o.
Správce stavby
Ing. Milan Majer (0014135, IG00), SŽDC, Stavební správa západ, pracoviště Plzeň
Geotechnologický monitoring
Sdružení GEOtest, a. s. a Angermeier Engineers, s. r. o.
Hlavní dodavatel
Sdružení MTÚ Rokycany –Plzeň, Metrostav a.s. a Subterra a.s.
Speciální zakládání
Zakládání staveb, a. s. (zajištění hloubeného úseku)
Stavbyvedoucí
Ing. Tomáš Kohout (0009576, ID00, IG00), Metrostav a.s.
Celková délka úseku
20 237 km, po dokončení 14 147 km
Délka tunelů
severní tunel 4174,2 m, jižní tunel 4150 m

Příprava a realizace

  • Zpracování dokumentace pro územní rozhodnutí: 12/2002–10/2003
  • Zpracování dokumentace pro stavební povolení a realizaci díla: 03/2006–06/2010
  • Realizace díla: 09/2013–12/2019, uvedení do zkušebního provozu: 11/12/2018
  • Náklady: 6,8 miliard Kč

Ocenění

  • Stavba roku Plzeňského kraje 2018
  • Česká dopravní stavba, technologie a inovace roku 2018 v kategorii Železniční a tramvajové stavby nad 150 mil. Kč
  • Nominace na titul v soutěži Stavba roku 2019
  • Cena Státního fondu dopravní infrastruktury v soutěži Stavba roku 2019

„Ejpovické tunely jsou přelomové i z hlediska tunelovací metody – ačkoli se tato metoda již použila na pražském metru, rozhodně ne v takové podobě a takové velikosti tunelovacího stroje jako tady. Navíc pod vrcholy Homolkou a Chlumem byly nejenom rozdílné, ale také obtížnější geologické podmínky, než jaké jsme předpokládali na základě provedeného průzkumu. Nevedlo to však ke změně technologie, ale k realizaci inovativních opatření a technických řešení, která pomohla lépe se s obtížnou situací i morfologií terénu vypořádat.“ Ing. Milan Majer, technický dozor stavebníka

„Na stavbě Ejpovického tunelu lze ukázat, proč příprava staveb, zejména liniových novostaveb, v této republice trvá tak dlouho. Určitě na vině nejsou jenom ekologičtí aktivisté, k prodeji neochotní vlastníci pozemků či liknavě konající státní úředníci. Problém spočívá také v tom, že jen výjimečně si stavba tohoto typu udrží kostru svého řešení od studie až po realizaci.“ Ing. Ivan Pomykáček, hlavní projektant

„V rámci přípravy projektu byla navržena také logistika dopravy segmentů tunelového ostění, těžby rubaniny a dopravy záměsí výplňové injektáže. Technologie měly být dostatečně kapacitní, aby neomezovaly tunelovací stroj při jeho maximálních výkonech. Výrazným počinem předvýrobní přípravy bylo zajištění tunelu v místě propojek. Toto technické řešení si pak nechala firma Metrostav patentovat. Spočívalo v osazení injektážních kanálků do vytipovaných segmentů již při jejich betonáži. Při stavbě se do kanálků vkládaly tahové a smykové výztužné trny, které se pak zainjektovaly. Díky tomu vznikly v segmentech ztracené trámy.“ Ing. Tomáš Kohout, hlavní stavbyvedoucí