Tunel Gotthard Base.pdf

tunele

Rekordowy tunel w Alpach

Tunel Gotthard Base

Prace nad budową tunelu Gotthard Base w Szwajcarii trwają

nieprzerwanie od 1998 r. Ta najdłuższa na świecie konstrukcja

umożliwi połączenie kolejowe między Włochami a Szwajcarią

i skróci czas podróży o ponad 2 godziny. Jego budowa jest pre-

cedensem na skalę światową, nie tylko ze względu na rekordo-

wą długość, ale też na niezwykle trudne warunki geologiczne

– powstający w Alpach tunel w całości przechodzi przez skały

– oraz niespotykaną dotąd w takich warunkach średnicę tarczy

wiercącej, dochodzącej do 9,6 m.

O budowie tunelu Gotthard pisaliśmy już wstępnie w nume-

rze 2 (2/2004) i 6 (3/2005). Od tamtej pory poczyniono jednak

ogromne postępy i dwie linie tunelu dotarły już do stacji Faido.

Zależnie od występujących na danym odcinku warunków grun-

towych na zmianę stosowane są zmechanizowane i tradycyjne

metody górnicze. Do drążenia zmechanizowanego używane są

maszyny TBM firmy Herrenknecht. Średnice tarcz wynoszą od

8,83 m do 9,58 m. Średni dzienny postęp prac tunelowych wy-

nosi ok. 20 m.

Budowa tunelu Gotthard prowadzona jest w ramach dużego

projektu „New Rail Link”, czyli nowej linii kolejowej biegnącej

przez Alpy i łączącej Włochy ze Szwajcarią. Jej koncepcja zaak-

ceptowana została już w 1992 r. Uruchomienie tunelu Gotthard

dla ruchu kolejowego planuje się na rok 2015.

Przełomowe 100 km

Po trzech latach od momentu rozpoczęcia drążenia

w miejscowości Bodio druga z maszyn tunelowych dotarła

do wyznaczonego w pierwszym etapie celu – stacji wielo-

funkcyjnej Fadio. Przełom nastąpił 9 grudnia w godzinach

popołudniowych. Odchylenie od trasy założonej w planie

wyniosło zaledwie kilka centymetrów. Maszyna TBM rozpo-

częła pracę we wschodnim tunelu Gotthard Base w lutym

2003 roku. Na ok. 15 km trasy napotkano na przeszkody w

postaci różnego typu stref geologicznych, co powodowa-

ło konieczność zmodyfikowania maszyny w trakcie pracy

i uniemożliwiło zwiększenie jej tempa. W grudniu 2005 r.,

maszyna TBM we wschodnim tunelu osiągnęła rekordowy

postęp dzienny – 38 metrów.

Po osiągnięciu przełomu prace tunelowe wstrzymano. Obie

maszyny w południowej części zostaną przezbrojone na więk-

sze, co wiąże się z wymianą tarcz skrawających. Na nowo pracę

podejmą dopiero latem 2007 r. z tarczami o średnicy zwiększo-

nej o 60 cm ze względu na większą głębokość (szczyty górskie)

i wyższe ciśnienie skalne na odcinku prowadzącym do stacji

Sedrun. Większe tarcze będą mieć 9,4 metra średnicy.

Dwie maszyny tunelowe pomiędzy Amsteg i Sedrun rów-

nież osiągnęły wyznaczone cele i to na ponad sześć oraz

dziewięć miesięcy przed założonym terminem. Głowice są

GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele 01/2007 (12)

tunele

tunele

obecnie demontowane w tunelu, a ich elementy wywożone

są na powierzchnię za pomocą kolejki technicznej.

Również na pozostałych odcinkach budowy tunelu prace

postępują w dobrym tempie. W końcu 2006 r. przekroczono

symboliczną granicę 100 km, czyli wydrążono już dwie trzecie

długości z całkowitych 153 km, jakie będą miały razem wszyst-

kie nitki tunelu Gotthard Base.

prace techniczne i konserwacyjne. Stacje wyposażone będą

w system wentylacyjny, sygnalizacyjny i obsługę techniczną oraz

połączenie z przystankami awaryjnymi, skąd istnieje możliwość

ewakuacji pasażerów osobnym tunelem, bez konieczności prze-

kraczania torów, używania schodów lub wind. W razie wystą-

pienia wypadku, znajdujący się w tunelu dym będzie zasysany

przez wentylatory, a czyste powietrze wpompowywane do tune-

li ewakuacyjnych. Jeśli do uszkodzenia pociągu doszłoby zanim

dojedzie on do stacji technicznej ewakuację można prowadzić

poprzez łączniki ewakuacyjne do sąsiedniego tunelu skąd pasa-

żerów zabiorą dodatkowe pociągi,.

Lata przygotowań

Motore budowy alternatywnej przeprawy przez Alpy, obok

kwestii skrócenia czasu przejazdu, były względy ekologiczne.

Szwajcaria jest krajem znanym ze swoich walorów turystycznych

i estetycznych, oferującym turystom piękne i spektakularne wi-

dokowo tereny górskie, przy jednoczesnym zachowaniu kame-

ralnego i tradycyjnego charakteru małych górskich miasteczek

i miejscowości turystycznych. Stan ten coraz trudniej utrzymać

przy rosnącym natężeniu ruchu kołowego w Alpach. W Szwajca-

rii tradycja budowy tuneli jest długa. W tym niewielkim i bardzo

górzystym kraju dawno już przekonano się, że tunele są najlep-

szym rozwiązaniem komunikacyjnym zarówno pod względem

praktycznym – pozwalają prowadzić drogi w linii prostej, po

najkrótszej możliwej trasie – jak i ekologicznym – umożliwiają

utrzymaniu ruchu samochodowego poza miejscowościami gór-

skimi oraz nie powodują zakłócenia środowiska naturalnego ha-

łasem i spalinami.

Plany budowy tunelu Gotthard powstały już w latach 60-tych.

Początkowo zaprojektowano dwupasmowy tunel biegnący od

Amsteg do Giornico o długości 45 km, z umieszczoną w środ-

ku linią kolejową dla pociągów poruszających się z prędkością

do 200 km/h – czyli prędkością podobną, jaką przewiduje się

dla pociągów dzisiaj. Pozostałe aspekty planu uległy zmianie.

Uznano, że najlepszym rozwiązaniem będzie budowa dwóch

równolegle biegnących tuneli. Ostateczna wersja projektu łączy

rozwiązania z obu koncepcji: powstają dwa równoległe tunele,

które mają łączniki co 325 m. Pozwala to, w przypadku zagroże-

nia w jednym z tuneli, na wykorzystanie drugiego jako tunelu ewa-

kuacyjnego. Oba tunele biegną w odległości ok. 40 m od siebie

Przebieg trasy

Najlepszą trasą łączącą dwa punkty jest zawsze linia prosta.

Niestety na jej przebieg wpływa szereg czynników i to zarów-

no na powierzchni jak i pod nią. Na powierzchni, wpływ na

decyzję o przebiegu trasy miał wzgląd na społeczność lokalną

i jej obawy bezpieczeństwo oraz wygląd otoczenia. Duże zna-

czenie miały też opinie architektów krajobrazu, którzy dobierali

optymalne umiejscowienie wjazdów i wyjazdów z tunelu, w taki

sposób by nie zakłócały one widoku, ale estetycznie wpisywały

się w alpejski pejzaż. Nie bez znaczenia pozostało też zdanie

ekologów, którzy badali ewentualny wpływ planowanych tuneli

na środowisko naturalne.

Dużo trudniej przewidzieć, co na przeszkodzie budowie sta-

nie pod ziemią. Przed rozpoczęciem prac teren, po którym prze-

biegać miał tunel był dokładnie badany przez doświadczonych

geologów, a prowadzone przez nich wiercenia badawcze dały

dużo informacji o warunkach geologicznych. Niestety określenie

tego, na co faktycznie natrafią robotnicy drążący tunel, nie jest w

pełni możliwe do przewidzenia.

Miliony lat temu w miejscu gdzie dziś stoją Alpy, znajdował się

ocean. Wieki później pod wpływem zderzenia płyt tektonicznych

z Europy i Afryki z osadów mineralnych wypiętrzyły się góry.

Krystaliczne trzony masywów Aare i Gotthard zostały ściśnięte

razem, a warstwy położone dalej na południe nałożyły się na sie-

bie. W tym procesie, trwającym 10 milionów lat, powstały Alpy.

i połączone są, po środku, dwoma mniejszymi tunelami pośrednimi,

które umożliwiają pociągom na ewentualny przejazd z jednego

tunelu do drugiego. Na ich trasie znajdą się też dwie wielofunk-

cyjne stacje techniczne, gdzie pociągi mogą przejść konieczne

Masyw Gotthard składa się głównie z gnejsu i granitu poprze-

cinanego starszymi i młodszymi skałami osadowymi. W skutek

tego prace przy drążeniu tunelu wymagały przejścia przez róż-

ne typy skał. Ze względu na zróżnicowanie warunków geolo-

GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele 01/2007 (12)

tunele

Jego pierwszy fragment, w obszarze występowania luźnych skał,

wybudowano odkrywką, następnie w twardych skałach umoż-

liwiono pracę maszynom tunelowym. Aby przyspieszyć pracę

budowlane, wykopano dodatkowy tunel obwodowy, pozwala-

jący na szybką zamianę maszyn. Z południowej części odcinka

Bodio, linia kolejowa połączy się z istniejącą linią Kolei Szwaj-

carskiej (Swiss Federal Railways) w Osognie.

Dobry przykład

Przyglądając się spektakularnym liczbom, które opisują prze-

bieg budowy tunelu Gotthard Base, trudno nie westchnąć i nie

zadać pytania, kiedy projekty w takim tempie będą powstawały

w Polsce. Trudno to rekordowe i bezprecedensowe szwajcar-

gicznych prace wymagały zastosowania różnych technologii

wykonawczych. Całość tunelu podzielono na pięć odcinków:

Ersfeld, Amsteg, Sedrun, Faido i Bodio. Według założeń prace

na każdym z odcinków toczą się jednocześnie i prowadzone są

w dwóch alternatywnych metodach – maszynami tunelowymi

TBM i górniczą metodą odwiertową.

Ersfelt – północny odcinek tunelu – według projektu obej-

muje odgałęzienie, które w przyszłości umożliwi przedłużenie

go w kierunku północnym bez konieczności zakłócenia kur-

sowania pociągów. Pierwsza część tunelu powstanie metodą

otwartego wykopu, który po ukończeniu zostanie z powrotem

zasypany. Resztę odcinka Erstfeld wydrążą maszyny TBM.

Amsteg – kolejny odcinek biegnący z północy. Metodą gór-

niczą przemierzono już 1,8 km, resztę poprowadzą maszyny

tunelowe, podążające w kierunku Sedrun.

Sedrun – dostęp do tego odcinka zapewnił jednokilometro-

wy tunel wydrążony z powierzchni i dwa szyby głębokie na 800

m. Na tym odcinku znajduje się jedna z wielofunkcyjnych stacji

technicznych. Jest on w całości wykonywany metodą górniczą,

ze względu na bardzo złożone warunki geologiczne, uniemożli-

wiające korzystanie z maszyn TBM.

Faido – odcinek dostępny dzięki szybowi o długości 2,7 km

przy 13% stopniu nachylenia, połączony z odcinkiem Bodio, ze

względów logistycznych. Z uwagi na geologię trasa odcinka mu-

siała wybiec dalej na południe niż początkowo planowano.

Bodio – najdłuższy ze wszystkich odcinków Tunelu Gotthard.

skie przedsięwzięcie porównywać z projektami powstającymi

w Polsce, choćby ze względu na inną rzeźbę geograficzną na-

szego kraju. Nie da się jednak ukryć, że strona administracyjna

i tempo realizowania inwestycji tunelowych w Polsce pozosta-

wia wiele do życzenia. Warto zaznaczyć, że przyczyna takiego

stanu nie leży po stronie nieudolności naszych projektantów czy

inżynierów (urzędnikom i administracji z pewnością można by

coś zarzucić), ale przede wszystkim wynika ona z braku środ-

ków finansowych na przedsięwzięcia na tak ogromną skalę. Już

sam fakt, że szwajcarski tunel, dla przyspieszenia prac budowa-

ny jest jednocześnie na pięciu odcinkach, oznacza konieczność

poniesienia kosztów kilku maszyn tunelowych, kilku placów

budowy i pięciu zespołów wykwalifikowanych pracowników,

wydatnie podnosi koszt projektu. Polski, przynajmniej dziś, nie

stać niestety na takie wydatki. Całkowity koszt budowy tunelu,

którego budowa w sumie będzie trwać prawie 20 lat, wyniesie,

według szacunków ponad 8 miliardów franków szwajcarskich

(5 miliardów euro). Pozostaje nam jednak wierzyć, że choć za-

pewne długo jeszcze nie będziemy w stanie wydawać takich pie-

niędzy na projekty infrastrukturalne, od Szwajcarów nauczymy

się przynajmniej troski o środowisko i otoczenie oraz uwzględ-

nienie estetyki budowli infrastrukturalnych podczas projektowa-

nia i późniejszego zatwierdzania prac.

Zdjęcia udostępnione przez inwestora projektu -

Alp Transit Gotthard

autor

mgr Zofia Naskalska

Geoinżynieria drogi mosty tunele

GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele 01/2007 (12)

tunele

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: