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.
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.
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.
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.
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.“
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.
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.
„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.“
„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.“
„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.“