618029.Mustapic Ivan Gradjenje Cestovnih Tunela

1/28

DANI PROMETNICA 2012 Graenje prometne infrastrukture, 19-20 oujka 2012, Zagreb mr.sc. Ivan Mustapi, dipl.ing.gra.

Graenje cestovnih tunela s osvrtom na posebnosti pri izgradnji tunela ubir na autocesti A1

DANI PROMETNICA 2012

mr.sc. Ivan Mustapi, dipl.ing.gra. Institut IGH d.d., Zavod za projektiranje prometnica, Odjel za tunele

Janka Rakue 1, 10000 Zagreb

1 Uvod U ovom radu promiljaju se osnove gradnje cestovnih tunela. U poetnom teoretskom dijelu navode se zajednika obiljeja gradnje cestovnih tunela openito, a potom se na primjeru tunela ubir opisuju odreene posebnosti praktine gradnje cestovnih tunela.

Slika 1. Tipian tunel na autocesti

2 Graenje cestovnih tunela Jedna od klasinih definicija tunelogradnje kae da je graenje tunela kontinuirano probijanje odreene upljine kroz zemljanu koru [1]. Iz te definicije proizlazi dojam jednostavnosti ove vrste podzemnih radova, no gradnja cestovnih tunela spada u razmjerno sloene graditeljske pothvate.

Obzirom na oblik, poloaj i duinu, te geologiju stijenske mase kroz koju prolaze, cestovni tuneli definiraju se kao unikatne linijske graevine i kao jednokratni investicijski projekti koji su strateki znaajni po iru drutvenu zajednicu. Izgradnja takvih tunela predstavlja znaajan graditeljski pothvat koji bi se morao realizirati ekonomino, pravodobno i tehniki kvalitetno, to znai da je kod izgradnje tunela openito nuno postii slijedee ciljeve [2]:

2/28


najmanje mogue trokove iskopa tunela u odnosu na planirane, odnosno najmanje mogue trokove materijala, radne snage i strojnog rada (ukljuujui i trokove podgradnog sustava) po jedinici iskopa stijenske mase tunela,

najvee mogue napredovanje iskopa tunela, odnosno najkrai mogui rok proboja tunela ili maksimalno/optimalno iskoritenje uinaka primijenjene tehnike i tehnologije na probijanju tunela i

potpunu i trajnu stabilnost nosive konstrukcije podgrade tunela, odnosno iskopanog profila u projektiranim okvirima uz zadovoljenje svih pravila struke i ostalih odgovarajuih propisa i zakona.

Na trokove, rok i kvalitetu izvedbe tunela u najveoj mjeri utjee nain (tehnologija) izvoenja graevinskih radova, posebice tehnologija iskopa. Pored toga znaajan utjecaj imaju i geologija stijenske mase, opremljenost izvoaa radova i organizacija rada, eventualna faznost gradnje, karakteristike samog tunela te razni nepredvidivi imbenici kojih pri probijanju tunela ne nedostaje. Zbog toga je prije poetka radova na izgradnji tunela kljuno izvriti izbor odgovarajue tehnologije graenja (posebice tehnologije iskopa) i optimalnog koritenja iste uvaavajui bitne i specifine karakteristike svakog tunela (broj i duljina tunelskih cijevi, irina poprenog presjeka, raspored poprenih prolaza, mogua blizina susjednih objekata...).

2.1 Tehnologija graenja tunela Izgradnja tunela obuhvaa relativno mali broj vrsta graevinskih radova. Tehnologija graenja tunela obuhvaa slijedee tri osnovne grupe podzemnih radova (bez radova vezanih uz namjenu tunela) [3]: radovi na iskopu profila tunela (zemljani radovi u irem smislu pojma), odnosno iskop tunela, radovi na podgraivanju (osiguranju, te odvodnji) iskopanog profila tunela, odnosno primarna

podgrada tunela, radovi na izvedbi stalne obloge podgraenog profila tunela (sa eventualnom prethodnom

izvedbom izolacije i eventualnom naknadnom izvedbom radova na injektiranju oko obloge tunela) odnosno sekundarna obloga tunela.

Obzirom da je primarna podgrada onaj dio konstrukcije koji daje konanu stabilnost tunela, onda sekundarna betonska obloga (posebice nearmirana) ima najee neke druge funkcije, kao npr.: preuzimanje dijela naprezanja stijenske mase u sluaju da ju primarna podgrada ne moe u potpunosti stabilizirati (poveava faktor sigurnosti sistema cjelokupne tunelske obloge), osiguravanje ujednaene unutranje povrine i poboljavanje vodonepropusnosti tunelske obloge, davanje tunelu aerodinamikog oblika, pridravanje hidroizolacije, izgled, preglednost, mogunost lakeg osvjetljenja i provjetravanja, itd.

Zbog toga radovi na sekundarnoj betonskoj oblozi ne predstavljaju niti kljunu niti kritinu aktivnost kod graenja tunela, posebice to se oni u veini sluajeva odvijaju neovisno od iskopa tunela uglavnom unutar unaprijed (nakon iskopa) utvrenog i osiguranog prostora. Iz tog se razloga radovi na izvedbi sekundarne betonske obloge tunela stavljaju u drugi plan, odn. radove iskopa tunela s podgraivanjem iskopanog profila smatra se kljunom aktivnosti kod izvedbe tunela [2].

Zbog svoje istovremenosti i meusobne ovisnosti radovi na iskopu i podgraivanju tunela stavljaju se pod zajedniki nazivnik kao radovi na probijanju tunela.

3/28


Radovi na probijanju tunela imaju dominantnu ulogu u tehnoekonomskom smislu, a kao njihov sastavni dio podrazumijevaju se jo i odvodnja iskopanog profila, odvoz i odlaganje iskopanog materijala, kao i svi ostali pomoni radovi u tehnolokom procesu probijanja tunela [3].

Radove na probijanju tunela karakterizira velika upotreba graevinske mehanizacije. Tunelsku mehanizaciju ine strojevi, ureaji i ostala sloena oprema, uglavnom posebne namjene, jer izvode ogranienu vrstu radova. Malo se strojeva standardne graevinske mehanizacije za vanjske radove moe primijeniti u tunelogradnji, a ako se i primjenjuju onda su ti strojevi prilagoeni svojom veliinom i ostalim konstrukcijskim obiljejima podzemnim (prostorno skuenim) radovima [3].

Ve navedena specifina obiljeja tunela (njihov oblik, poloaj i duina, te geologija stijenske mase) odreuju tehnologiju njihova graenja, posebice tehnologiju iskopa. Najvanije obiljeje za odabir tehnologije graenja, odn. iskopa tunela, je geologija stijenske mase kroz koju tunel prolazi [3].

Karakteristika tunela je da, obzirom na svoj poloaj i duinu, prolaze uglavnom kroz planinske masive promjenljivih makro i mikro strukturnih odnosno fiziko-mehanikih svojstava te je u takvim promjenljivim geolokim uvjetima openito najpovoljnija uvijek mogua klasina tehnologija iskopa tunela buenjem i miniranjem stijene (tzv. drill and blast technique), jer se u primjeni razmjerno lake moe prilagoditi neplaniranim promjenama predvienih geolokih uvjeta podzemnog prostora kroz koji tunel prolazi [3].

Velika veina prometnih tunela u Republici Hrvatskoj prolazi kroz stijenske masive Dinarida (Dalmacija, Lika, Gorski Kotar), koji su uglavnom karbonatne stijene koje karakterizira veliki broj kastrifikacijskih objekata (pilja, dimnjaka) te uestala pojava da se izmeu zona sa stjenskim materijalom nalaze zone ispunjene razlomljenim materijalom ili glinom, tj. vrlo su promjenljivi geoloki uvjeti podzemnog prostora. Iz tog razloga je kod nas kao optimalna tehnologija iskopa prometnih tunela odabrana tzv. klasina ili konvencionalna tehnologija iskopa miniranjem pod odreenim uvjetima (tzv.drill and blast technique), bazirana na NATM-u (Nova austrijska tunelska metoda), gdje je izboj tunela vren sa jednog radnog ela u punom profilu (uglavnom), te su tom tehnolokom metodom iskopani gotovo svi tuneli na naim cestama i autocestama [4].

Obzirom na navedene karakteristike geoloke strukture stjenske mase, kao i iz razloga nedovoljnih duljina tunela (do 6 km gdje je upitna isplativost takvog naina iskopa) te fazne izgradnje naa dva najdua cestovna tunela (Sveti Rok i Mala Kapela), primjena metode iskopa tunela TBM (Tunnel Boring Machine Tunelski buai strojevi) do sada nije koritena na tunelima na naim cestama i autocestama, te iz tog razloga nee biti ni obuhvaena u ovom radu.

2.1.1 Tehnologija iskopa tunela buenjem i miniranjem (drill and blast technique) Navedena tehnologija podrazumijeva razaranje stijenske mase, odnosno drobljenje pomou pritiska, topline i akustikih valova koji nastaju aktiviranjem postavljenog eksploziva unutar stijenske mase [3].

Tehnologija iskopa tunela buenjem i miniranjem primjenjuje se od sredine 19. stoljea, te se od tada neprestano usavrava sve do dananjih dana kada je dosegla svoj optimum. Mogua su daljnja

4/28


usavravanja u razvoju visokoproduktivnih builica, zatim u razvoju nekih novih vrsta eksploziva, opreme za njihovo aktiviranje, te opreme za automatsko punjenje buotina eksplozivom [3].

Tehnologija iskopa tunela buenjem i miniranjem primjenjuje se za tunele svih dimenzija poprenog profila (dakle i za tunele malih, srednjih i velikih profila), omoguava radove na iskopu u punom profilu ili razradom punog profila, te je lake prilagodljiva neoekivanim promjenama predvienih geolokih uvjeta podzemnog prostora kroz koji tunel prolazi. Iz gore navedenih razloga moe se zakljuiti da je jedna od osnovnih karakteristika ove tehnologije iskopa i prednost nad drugim tehnologijama iskopa njena univerzalnost i fleksibilnost u primjeni.

Tehnologija iskopa tunela buenjem i miniranjem sastoji se od izvedbe minskih buotina u odreenom rasporedu, nagibu i duini (tzv. duina izboja) na elu iskopa, njihovog punjenja eksplozivom i otpucavanja [3].

Prilikom miniranja, nakon sigurnosti rada, glavna briga se posveuje [5]: im manjem oteenju stijenske mase u zidovima iskopa i postizanju konture iskopa koja je im blie projektiranoj (im manji prekoprofilski iskop i neminirani

dio koji treba biti uklonjen). Kako bi se ostvarila im pravilnija kontura iskopa sa minimalnim oteenjem stijenske mase u zidovima iskopa, danas se uglavnom koriste dvije tehnike miniranja koje se jednim imenom nazivaju konturnim miniranjem (eng. contour blasting) [5]: tehnika ravnog (glatkog) miniranja (eng. smoothblasting), tehnika prethodnog odvajanja stijene (eng. presplitting).

Tehnoloki proces iskopa tunela buenjem i miniranjem odvija se cikliki. Pri tome se nastoji jedan ciklus izboja (duine od 1,0 m do ak 6,0 m, ovisno o veliini poprenog presjeka izbijenog otvora, geotehnikim obiljejima stijenske mase i eventualnim restrikcijama miniranja) u potpunosti zavriti u jednoj radnoj smjeni (odn. sa istom radnom ekipom) ili barem u jednom radnom danu. Radni dan u tunelogradnji (zbog kontinuiteta napredovanja na probijanju) je najee organiziran u tri smjene, odnosno traje dvadesetietiri sata (vezano uz to interesantna je konstatacija da je jo Napoleon ukinuo izrabljivanje ovjeka a tunelogradnja ni dan-danas to nije uinila [6]).

Jedan ciklus izboja (ukljuujui istovremeno i meusobno ovisnu izvedbu podgrade) obuhvaa slijedee radne operacije [3][7]: (dolazak smjene radnika, primopredaja poslova) priprema buenja mina

doprema opreme za buenje mina namjetanje buae opreme obiljeavanje buotina mina, kontrola

buenje mina, kontrola punjenje buotina eksplozivom, povezivanje i opskrba mina inicijalnim sredstvima, kontrola uklanjanje (otprema) buae opreme, radnika i ostalih resursa, kontrola priprema za otpucavanje eksploziva i otpucavanje (aktiviranje) eksploziva, (eksplozija) provjetravanje (ujedno i smjenski odmor radnika)

5/28


kontrola (pregled) izvrenog miniranja (moe se izvriti i sekundarno tj. naknadno otpucavanje mina)

eventualna izvedba primarne podgrade (npr. tankog sloja mlaznog betona) doprema opreme (torkret aparata) i materijala nabacivanje (ugradnja) mlaznog betona, kontrola otprema opreme

utovar i odvoz izminiranog materijala doprema opreme utovar i odvoz ienje i poravnanje podnonog svoda tunela, kontrola otprema opreme

kavanje (runo ili strojno dotjerivanje) izbijenog profila tunela (kalote i bokova, te ela iskopa ako je potrebno) i priprema za izradu podgrade

utovar i odvoz otkavanog materijala izvedba podgrade

doprema opreme i materijala za izvedbu sidara, mrea i slino buenje sidara ugradnja sidara, mree, eventualno tunelskih elinih lukova doprema opreme i materijala za izvedbu mlaznog betona nabacivanje mlaznog betona (zavrnog sloja) otprema opreme kontrola (pregled izvrenih radova)

(produavanje kolosijeka kod kolosjenog utovara i transporta, raznih cjevovoda i drugih energetskih vodova, rasvjete) i

geodetska kontrola, kontrola kakvoe izvedenih radova.

Iz gore prikazanog ciklusa izboja uoljivo je da su osnovne cjeline tehnolokog procesa radova na izboju tunela: minerski radovi, koji se dijele na meuovisne radove buenja mina i na samo miniranje utovar i odvoz izbijenog materijala i izvedba podgrade.

Prema odreenim istraivanjima [8] buenje minskih buotina odnosi 35-40% radnog vremena ciklusa izboja tunela (napomena: istraivani ciklus izboja nije sadravao izvedbu podgrade) ukljuujui sve pomone radove, dok utovar i odvoz izbijenog materijala odnosi 40-45% radnog vremena istog ciklusa. Ostali pomoni radovi (provjetravanje, kavanje, obiljeavanje minskih buotina...) odnose svega 20-25% radnog vremena jednog ciklusa izboja tunela [8]. Potrebno je ponovno napomenuti da se radi o istraivanju ciklusa izboja tunela gdje nisu uzeti u obzir radovi na izvedbi primarne podgrade, tako da se navedeni postoci trebaju uzeti s rezervom, odn. trebalo bi dobivene postotke radnog vremena korigirati. U drugim izvorima [3] navodi se da kod najbolje usklaene tehnologije iskopa buenjem i miniranjem, utovar i odvoz ine oko 25% radnog vremena jednog zatvorenog radnog ciklusa, a kod neusklaenosti operacija tehnolokog procesa i do 50% radnog vremena jednog zatvorenog ciklusa.

6/28


Kako se iz gore navedenog vidi, buenje mina te utovar i odvoz izbijenog materijala su dvije vremenski (a time i trokovno) najznaajnije aktivnosti u jednom ciklusu izboja tunela.

Za buenje mina najee se koristi tzv. visokofrekventno ili vibracijsko udarno-kruno buenje (eng. vibro-drilling) pomou lafetiranih tunelskih "jumbo" builica na hidraulini pogon. Navedene hidraulike jumbo builice omoguuju tri tipa buenja stijenske mase: udarno, kruno i njihova kombinacija (kruno udarno buenje rotary precussive drilling). Osnovnu koncepcijsku i konstruktivnu osobinu lafetiranih tunelskih "jumbo" builica ine dva ili vie krakova (ruku ili grana) koje nose lafete po ijim vodilicama kliu buai ekii. Na kraju lafete nalazi se vodilica pribora za buenje. Hidraulini pogon i transmisija omoguavaju buaem kraku i lafetu lako buenje u razliitim smjerovima [3]. Neke osnovne karakteristike suvremenih lafetiranih tunelskih "jumbo" builica koje omoguuju visoku produktivnost minerskih radova pri izboju tunela su: namjetanje hidrauline lafete s visokom tonou usmjeravanja (lasersko navoenje), velika brzina buenja, brzo i automatizirano (ak i robotizirano - upravljanje raunalom) upravljanje i premjetanje

(podvozje im moe biti na pneumaticima, gusjenicama ili tranicama), viestruka iskoristivost (moe se koristiti i za izvedbu buotina sidara primarne podgrade, te

njihovu ugradnju).

Jedna od osnovnih karakteristika tehnologije iskopa tunela buenjem i miniranjem je serijska veza izmeu radnih operacija u ciklusu izboja tunela, koje imaju svoj vremenski slijed i omoguavaju jedna drugoj daljnje funkcioniranje, odn. ovisne su jedna o drugoj.

Angairani strojevi su uglavnom pojedinana oprema, (jedna ili najvie dvije "jumbo" builice, jedan tunelski utovariva, jedan torkret-aparat, odreeni broj transportnih vozila ovisno o duljini transportnog puta) te njihov otkaz ili kvar predstavlja "otkaz" itavog sustava [3]. Radovi na iskopu tunela, obzirom na primijenjenu tehniku, vrlo su fleksibilni u smislu potrebne izmjene tj. dopremu i otpremu pojedinih strojeva.

Slike 2. i 3. Radovi na iskopu tunela

Usprkos visokoj automatiziranosti radova na iskopu tunela, na tonost i sigurnost procesa iskopa temeljni utjecaj ima "uigranost tima" radne smjene tj. ljudski faktor.

7/28


Ispravna je tvrdnja da kod tehnologije iskopa tunela buenjem i miniranjem pouzdanost tehnolokog procesa velikim dijelom ovisi o pouzdanosti ivog rada te da njegovo pravilno djelovanje omoguava u najveoj mjeri funkcioniranje ukupnog tehnolokog procesa iskopa tunela [3]. Navedena konstatacija je osnovni razlog (pored sigurnosnih razloga) zato se nastoji jedan ciklus izboja tunela u potpunosti zavriti sa istom radnom ekipom (odn. u jednoj radnoj smjeni).

Kod iskopa tunela tehnologijom buenja i miniranja nuno je posvetiti veliku pozornost sigurnosti rada, jer se radovi odvijaju u podzemnom iskopu ija je stabilnost strukture stijenskog masiva u odreenoj zoni oko izbijenog profila tunela naruena miniranjem i zbog toga jer se kod minerskih radova rukuje opasnim eksplozivom. Stoga se kod minerskih radova primjenjuju tzv. sigurnosni eksplozivi koji se aktiviraju elektrinim putem, to opasnost minerskih radova svodi na najmanju moguu mjeru.

Kao to je ve ranije navedeno, utovar i odvoz izbijenog materijala ine znaajan segment radova na ciklusu izboja tunela. Uinkovitost transportnih sredstava (koja osim utovara i odvoza izbijenog materijala slue i za prijevoz svih ostalih potrebnih resursa kroz tunel) ovisi o njihovim tehnikim karakteristikama, te o transportnoj duini i o veliini poprenog presjeka tunela. Obzirom da cestovni tuneli spadaju u tunele velikog poprenog presjeka, kod njih je mogua uporaba standardnih graevinskih utovarivaa i bagera, te kamiona kipera i zglobnih dampera koji su razmjerno manjih dimenzija.

Iako se pri izgradnji tunela na hrvatskim autocestama nije primjenjivao, znaajno je napomenuti da je prema nekim istraivanjima za dugake tunele velikog poprenog presjeka openito najuinkovitiji transport na tranicama koji daje 10-20% manje trokove te manje zagauje zrak u tunelu, ime se automatski smanjuje potrebni kapacitet sustava za provjetravanje tunela pri izgradnji [3].

2.1.2 Izvedba primarne podgrade Stijensku masu oko izbijenog profila tunela nuno je stabilizirati efikasnom primjenom primarnog podgradnog sklopa.

Osnovu primarnog podgradnog sklopa (posebice u okviru Nove austrijske tunelske metode - NATM) prvenstveno ini sloj mlaznog betona koji zajedno sa sidrima odgovarajueg rasporeda onemoguava poputanje stijene pretvarajui je u samonosivi luk. Mlazni beton nanosi se na povrinu stijene strojnim nabacivanjem pod pritiskom, odnosno njegova ugradnja se obavlja bez oplate [3]. Osnovni dijelovi primarnog podgradnog sklopa, uz mlazni beton i sidra (SN, PG, IBO, Swellex), su jo i eline mree, elini lukovi, eline platice (talpe), piloti, mikropiloti, cijevni kiobran (pipe-roof) te drenane cijevi i polucijevi. Tunelska podgrada koja se postavlja odmah nakon iskopa izravno je vezana za utvrenu kategorizaciju stijenske mase. Osnovu za kategoriziranje stijenskih masa ine rezultati inenjerskogeolokog kartiranja tunela koje je potrebno obaviti nakon svakog izvrenog koraka napredovanja iskopa tunela. Projektom su dani standardni tipovi podgrade za oekivane kategorije stijenske mase, no meutim, kao posljedica varijacija u odnosu na oekivane karakteristike stijenske mase, standardne tipove podgrade za oekivane kategorije stijenske mase potrebno je usklaivati tijekom izvedbe u dogovoru s projektantom i nadzornim inenjerom [9].

8/28


Ugradnju elemenata primarne podgrade nuno je izvoditi takvim slijedom i na takav nain da ne doe do ispadanja i poputanja stijenske mase ispred i oko iskopa tunela. Osim iskopanog profila tunelske cijevi i radno elo iskopa takoer mora biti osigurano u skladu s projektom. Tehnologija izvedbe primarnog podgradnog sklopa, obzirom na angaman znaajnih sredstava za rad, predstavlja poslije samog iskopa jednu od najvanijih aktivnosti kod izgradnje tunela [3].

Nakon dovretka radova na izboju tunela slijedi posljednja od 3 osnovne grupe podzemnih radova u tunelogradnji, a to je izvedba hidroizolacije i betonske sekundarne obloge tunela.

2.1.3 Izvedba hidroizolacije Hidroizolacija tunela predviena je na cijeloj duini tunela i to po cijeloj kaloti i bokovima tunela, a izvodi se nakon dovrenog iskopa i izvedenog primarnog osiguranja tunela, te nakon smirivanja eventualnih pomaka u primarnoj oblozi tunelske cijevi. Postavlja se izmeu sekundarne obloge tunela i primarne podgrade a sastoji se od izolacijskog sloja od PVC folije sa signalnim slojem, izraene u jednom komadu, debljine 2 mm, koji je zatien zatitnim slojem geotekstila minimalne teine 500 g/m2 [9]. Podloni sloj hidroizolacije je od mlaznog betona optimalne debljine i vrstoe, ija povrina mora biti suha i ravna te na kojoj ne smije biti ostataka armature, sidara, elinih lukova, ice i sl.

Na tako pripremljenu podlogu od mlaznog betona postavlja se zatitni sloj od geotekstila. Njegova funkcija je sprjeavanje oteenja termoplastine PVC folije prilikom izvedbe betonske sekundarne obloge, te djelotvorno provoenje brdskih voda do drenanog kanala. Preklopi geotekstila su najmanje 5 cm (tako da prekriju svu povrinu mlaznog betona), a za mlazni beton se privruju sintetikim podlonim ploicama, kompatibilnim termoplastinoj PVC foliji, kroz koju se specijalnim pitoljem zabijaju avli.

Izolacijski sloj od termoplastine PVC folije polae se od jedne do druge strane bonih drenaa tako da se zavaruje toplim zrakom za prije postavljene podlone ploice. Dvije susjedne trake termoplastine PVC folije optimalno se preklapaju kako bi se na tom mjestu mogle vodonepropusno zavariti. Prije zavarivanja, preklope izmeu dviju traka folije treba oistiti, tako da ne bude primjesa praine, masti ili vode [9]. Vodonepropusno spajanje dviju susjednih traka folije izvodi se tehnikom termikog zavarivanja, specijalnim strojem koji u jednom prijelazu uzdu spoja pravi dva paralelna vara ukupne irine priblino 5 cm.

Slika 4. Hidroizolacija tunela

9/28


2.1.4 Izvedba sekundarne obloge Sekundarna obloga cestovnih tunela se izvodi od betona klase tlane vrstoe C 25/30 minimalne debljine 30 cm i u pravilu je nearmirana, osim na mjestima nia i mjestima ovjeenja ventilatora te podruja tunela s loijim karaketristikama stijenske mase.

Nakon iskopa tunelske cijevi i izvrene kategorizacije stijenske mase podzemnog iskopa ustanovljuju se zone tunela u kojima je zbog slabijih karakteristika stijenske mase (V i Va kategorija) potrebno sekundarnu tunelsku oblogu izvesti od betona klase tlane vrstoe C 30/37 i koju je potrebno armirati (konstruktivno ili statiki), te zone gdje je nuno izvesti podnoni svod. Osim tih zona, armiraju se i dijelovi tunela s nadslojem manjim od 10m (tzv. portalne kampade) te dijelovi dvocijevnih tunela u zoni spojeva sa poprenim prolazom, kao i zone tunela u kojima su se prilikom iskopa pojave vee odvale, pilje, dimnjaci ili slini speleoloki objekti.

Za izvedbu sekundarne tunelske obloge, zbog ekonomskih razloga i vremena izgradnje, koristi se mehanika ili/i hidraulina pomina oplata. Sekundarna obloga se betonira u blokovima (kampadama) duljine do 12,0 m. Izmeu blokova betoniranja nune su dilatacijske spojnice s brtvenim trakama minimalne irine 300 mm [9].

Slike 5. i 6. Tunelska oplata

Iako se tuneli izvode prema glavnom projektu koji je raen prije poetka radova i temeljen na prognoznim geolokim podacima, tek nakon proboja veeg dijela tunelske cijevi moe se utvrditi stvarno stanje stijenske mase i sukladno tome izraditi izvedbeni projekt graevinskih radova, koji u nekim segmentima moe manje ili vie odstupati od glavnog projekta.

Osnovni dio izvedbenog projekta je grafiki prikaz rasporeda blokova (kampada) betoniranja sekundarne tunelske obloge, s ucrtanim slijedeim elementima: tono ucrtanim pozicijama i duljinama blokova betoniranja, blokovima u kojima je sekundarnu oblogu potrebno armirati (konstruktivno ili statiki), blokovima u kojima je nuno izvesti armiranobetonsku oblogu od betona vieg razreda klase

tlane vrstoe (C 30/37), zonama tunela u kojima je nuno izvesti podnoni svod, tonim rasporedom tunelskih nia i poprenih prolaza, tono ucrtanim lokacijama karstifikacijskih objekata (kaverne, dimnjaci...).

10/28


Blokovi (kampade) betoniranja se rasporeuju uvaavajui resurse izvoaa radova (duljina tunelske oplate), projektne parametre (radijus horizontalne krivine tunela), te geoloke uvjete stijenske mase kroz koju tunel prolazi. Duljina blokova (kampada) betoniranja varira kako bi se postigla optimalna pokrivenost navedenih specifinih zona u tunelu, odn. uvijek se nastoji sve lokalne karstifikacijske objekte (kaverne...), zone znaajnijeg prekoprofilnog iskopa, zone podnonog svoda, zone stijenske mase loijih karakteristika (V ktg.), zone spoja tunelske cijevi s poprenim prolazom te lokacije nia smjestiti u jednu cijelu kampadu (odn. u neki cijeli broj kampada ako su te zone vee duljine), po mogunosti u njenu sredinu.

Proizvodnja i ugradnja betona treba u svemu zadovoljavati uvjete zadane projektom (Program kontrole i osiguranja kakvoe, Betonska konstrukcija tunela, Osnovni tehniki uvjeti kvalitete betonske konstrukcije) i pravilima struke (Tehniki propis za betonske konstrukcije -TPBK, vaee tehnike norme iz predmetnog podruja - HRN EN 206, OTU- Opi tehniki uvjeti za radove na cestama...).

U pravilu, betonska mjeavina se proizvodi u gradilinim betonarama te se transportira do mjesta ugradnje u tunelskoj cijevi uz obavezno mijeanje (kamionima-mjealicama). Tako dopremljeni beton nuno je ugraditi u roku od najkasnije 2 sata nakon otpreme iz betonare. Beton se moe ugraivati hidraulikim ureajem za betoniranje, razdjelnom pumpom ili runim prebacivanjem preko nastavka za punjenje. Zbijanje betona izvodi se visokouinskim unutarnjim vibratorima ili oplatnim vibratorima. Da se izbjegnu pukotine u sekundarnoj oblozi, treba odrediti to je mogue kasnije vrijeme skidanja oplate. Kako bi se odrao uobiajeni 24-satni takt za betoniranje jednog dijela (kampade), za beton proizlazi vrijeme skidanja oplate od 13 do 14 sati, to je povoljno sa stajalita tehnologije betona [9].

2.1.5 Metoda izgradnje tunela u otvorenom iskopu (tzv. cut and cover metoda) Kod malih visina nadsloja iznad tunelske cijevi te kod izgradnje portalnih graevina ili tunelskih galerija, koristi se tzv. cut and cover metoda izgradnje tunela, gdje se armiranobetonska tunelska cijev radi u otvorenom iskopu te ju se potom zatrpava iskopanim materijalom.

Tehnologija izvedbe i angairani strojevi su isti kao i za izvedbu usjeka i potom zasipa u otvorenoj trasi (builice, rovokopai, utovarivai, buldozeri, kamioni damperi ili kiperi...).

Kod ove metode izgradnje tunela doputeni su neto strmiji nagibi privremenih bonih kosina usjeka, koji e nakon izgradnje betonske obloge tunelske cijevi ili portalne graevine biti zatrpan, ali se ipak mora voditi rauna o stabilnosti tih privremenih pokosa tokom odvijanja radova zbog mogueg zaruavanja ili erodiranja pokosa te mogueg pada blokova na mjesto izvoenja radova.

2.2 Ekonominost graenja tunela Ekonominost se u praksi najee iskazuje putem trokova, tako da kao mjeru ekonominosti izgradnje jednog cestovnog tunela treba uzeti odnos ugovorene cijene tog tunela i zbroja trokova izgradnje tog istog tunela. Tako se i ekonominost gradnje tunela moe se postii samo ako se mijenja, odnosno smanjuje, ukupna vrijednost trokova izgradnje tog tunela.

11/28


Kako su trokovi izgradnje (posebice probijanja) tunela u jednom svom dijelu ovisni o vremenu graenja, a ono uvelike ovisi o napredovanju radova na probijanju tunela, to postoji odreena relacija izmeu trokova izgradnje i napredovanja na probijanju tunela (openito reeno, trokovi izgradnje tunela su manji to je napredovanje proboja vee).

Slijedom svega navedenog moe se konstatirati da su osnovni imbenici koji utjeu na ekonominost (odn. trokove) izgradnje cestovnih tunela slijedei: geologija stijenske mase kroz koju tunel prolazi, osnovne karakteristike samog tunela (duljina tunela, broj cijevi, popreni profil, popreni prolazi...), model izgradnje kod dvocijevnih tunela (fazna ili istovremena izgradnja obaju tunelskih cijevi), kapacitiranost izvoaa radova i organizacija rada na izgradnji tunela, mogunost investitora za financijskim praenjem radova.

2.2.1 Utjecaj geologije stijenske mase na trokove izgradnje tunela Geoloki sastav stijenske mase kroz koju tunel prolazi ima najvaniji utjecaj na trokove izgradnje tunela. Geologija utjee i na vrijeme graenja i na utroak potrebnih materijala (posebice primarne podgrade). Geoloki sastav stijenske mase najvie utjee na: napredovanje radova na iskopu tunela, a time i na ukupno vrijeme izgradnje, zbog injenice da

duljina koraka napredovanja iskopa ovisi o kategoriji stijenske mase, primjenu posebnih tehnika iskopa i podgraivanja (npr. pipe-roof, iskop razradom profila...), to

znatno utjee na napredovanje radova, obim radova na izradi primarne podgrade, jer vrsta, koliina i raspored elemenata podgrade

takoer ovisi o kategoriji stijenske mase, pojavu raznih speleolokih objekata (kaverne, dimnjaci...) i pojavu podzemnih voda, koje uzrokuju

nepredvidive zastoje radova i zahtijevaju odreene sanacijske mjere koje pak iziskuju dodatne trokove,

iskoristivost iskopanog materijala u daljnjim radovima na izgradnji tunela, gdje se kod stijenske mase dobre kvalitete moe i do 25% iskopanog materijala vratiti u tunel (npr. u sastavu betona sekundarne obloge i podnonog svoda, kao ispuna podnonog svoda, drenani beton, tamponski sloj kolnike konstrukcije i sl.),

koliinu ugraene armature u sekundarnu oblogu, budui da se u zonama tunela s stijenskom masom loije kvalitete (V i Va kategorija) sekundarna tunelska obloga izvodi od armiranog betona, esto vieg razreda klase tlane vrstoe (C 30/37),

Naalost, na sastav stijenske mase se u fazi izgradnje tunela ne moe utjecati, nego ga se mora prihvatiti takvog kakav jest, i sukladno njemu izvoditi radove.

2.2.2 Utjecaj karakteristika tunela na trokove izgradnje Osnovne karakteristike svakog tunela imaju oiti utjecaj na trokove izgradnje, te ih nije potrebno detaljniije elaborirati. Logino je da se trokovi izgradnje tunela poveavaju s poveanjem njegove duljine, broja tunelskih cijevi, poprenog profila i eventualnih poprenih prolaza kod dvocijevnih tunela. Navedene karakteristike su zadane projektom i na njih se takoer tokom izgradnje ne moe utjecati.

12/28


2.2.3 Utjecaj modela izgradnje kod dvocijevnih tunela na trokove izgradnje Sasvim je jasno da je kod dvocijevnih tunela najekonominije istovremeno graditi obje tunelske cijevi, no ukoliko kod investitora ne postoje dovoljna financijska sredstva a predmet investicijskog projekta je gradnja dugakih tunela (> 2000m), esto se u praksi polazi za tzv. faznom izgradnjom dvocijevnih tunela, koja moe imati vie razliitih modela. Dokazano je [4], a i u praksi potvreno (tuneli Mala Kapela i Sveti Rok), da je najoptimalniji model fazne gradnje dvocijevnih tunela kada se obje tunelske cijevi probijeju istovremeno, a potom se samo jedna od njih u potpunosti dovrava i puta u promet dok druga cijev ostaje podgraena i slui kao servisna tokom odreenog vremenskog perioda dok se ne steknu potrebni uvjeti za njen dovretak i putanje u promet.

2.2.4 Utjecaj kapacitiranosti izvoaa radova i organizacije rada na trokove izgradnje Najvei utjecaj na smanjenje trokova izgradnje tunela izvoa radova ima u vlastitoj organizaciji radova na izgradnji tunela (posebice na organizaciji radova na probijanju tunela) i osiguravanju optimalnih resursa i kapaciteta potrebnih za te radnje.

Kljuni imbenik pri organizaciji rada na iskopu tunela, a time i angamanu i iskoristivosti resursa (tehnike i tehnologije) i dinamici napredovanja na probijanju tunela, je broj napadnih (radnih) ela podzemnog iskopa tunela. Budui da se tehnoloki proces iskopa tunela buenjem i miniranjem odvija cikliki, dakle aktivnosti slijede jedna iza druge, to konkretno znai da dok se odvijaju radovi na buenju mina, mehanizacija za utovar i odvoz izbijenog materijala je na ekanju, i obratno. Ve je ranije napomenuto da su te dvije aktivnosti vremenski (a time i trokovno) najznaajnije aktivnosti u jednom ciklusu izboja tunela.

Otvaranjem to veeg broja radnih ela iskopa postie se puno bolja iskoritenost resursa izvoaa. Najvee mogunosti otvaraju se kod paralelnog probijanja obaju tunelskih cijevi kod dvocijevnih tunela, gdje se mogu istovremeno odvijati dvije razliite aktivnosti istog radnog ciklusa, svaka u svojoj tunelskoj cijevi, i potom se zamijeniti (dakle, nema ekanja). Konkretno, dok se u prvoj tunelskoj cijevi odvijaju radovi na buenju mina, u susjednoj cijevi se moe odvijati utovar i odvoz ranije izbijenog materijala. Dobrom organizacijom rada moe se optimizirati istovremeni vremenski dovretak obaju aktivnosti i potom se mehanizacija i ljudstvo jednostavno zamijeni iz jedne cijevi u drugu i nastavi s radom.

Obzirom da su tunelske "jumbo" builice samohodne, kao i mehanizacija za utovar i odvoz (utovarivai ili bageri-rovokopai i kamioni damperi), njihovo premjetanje iz jedne tunelske cijevi u drugu ne predstavlja nikakav problem. Navedena organizacija rada u dvije tunelske cijevi moe se organizirati i na ulaznoj i na izlaznoj strani tunela, tako da se mogu iskoristiti sva etiri radna ela iskopa.

Obzirom da svi tuneli (bez obzira na broj tunelskih cijevi) dulji od 500 m moraju imati poprene prolaze izmeu tunelskih cijevi ili drugu vrst evakuacijskih izlaza u sluaju nude, njihovim probijanjem se izvoaima radova otvaraju dodatne mogunosti jo vee ekspanzije radova na probijanju dvocijevnog tunela, to ve moe dovesti i do problema gdje izvoa ima vee mogunosti nego to ima kapacitete (resurse) za potpuno iskoritavanje istih.

13/28


Slika 7. Mogunosti organizacije rada na iskopu dvocijevnog tunela

14/28


Zbog specifinosti tunelogradnje u odnosu na ostale grane graevinarstva (podzemni radovi, upotreba eksploziva, nuno provjetravanje za vrijeme radova, 24-satni radni dan) relativno je visok udio trokova pripremnih radova te trokova objekata i opreme za sigurnost rada koji zajedno ine oko 10% ukupnih trokova graenja kod dugakih tunela [3].

Tako OTU [9] navodi slijedee osnovne pripremne radove kod izgradnje tunela: izrada pristupa gradilitu i gradilinih prometnica, izrada skladita eksplozivnih tvari, izrada kompresorske stanice s cijevnim razvodom po gradilitu, izrada prikljuka visokog napona i trafostanica, izrada prikljuka za opskrbu gradilita vodom, odlaganje iskopanog materijala i odvod vode iz tunela..., dok su osnovni objekti i oprema za sigurnost rada: objekti za pruanje prve pomoi, i to na zemlji i ispod zemlje u skladu sa zahtjevima posla, oprema za spaavanje i evakuaciju osoba ispod zemlje, sveobuhvatna sredstva za gaenje poara, kemijski ili komprimirani kisik u kompletu za samopomo za osobe ispod zemlje, sigurnosne ograde, upozorenja

Slika 8. Gradilite tunela

2.2.5 Utjecaj mogunost investitora za financijskim praenjem radova na trokove izgradnje Praksa pokazuje da su mogui sluajevi kada investitor uslijed nedostatka financijskih sredstava za dovretak projekta smanjuje intenzitet radova na izgradnji tunela, odn. usporava radove, ili ih ak i obustavlja na neko odreeno ili neodreeno vrijeme. Obustavljanjem ve zapoetih radova na izgradnji tunela nuno je obezbjediti sigurnost na gradilitu tijekom duih prekida rada i konzervirati gradilite do ponovnog poetka radova. U tom vremenskom periodu mora biti onemoguen bilo kakav tetni utjecaj na nezavreni dio graevine i svi u njoj izvedeni radovi moraju ostati neoteeni. U svrhu osiguranja sigurnosti na gradilitu potrebno je tijekom cijelog perioda u kojem e radovi na drugoj tunelskoj cijevi biti obustavljeni istu zatititi od neovlatenog pristupa pristupa (postavljanjem ograda ili drugih barijera, osiguranjem uvarske slube ili video-nadzora, te redovitih obilazaka).

15/28


Osim dodatnih trokova uzrokovanih osiguranjem sigurnosti na gradilitu postoje i znatni trokovi konzerviranja radova. Osnovne radnje nune za konzerviranje radova na djelomino izgraenoj tunelskoj cijevi su [10]: zatita ela podzemnog iskopa tunela mlaznim betonom, elinim zavarenim mreama i po

potrebi sidrima, potrebno je u cijelosti izvesti primarnu podgradu kao i sve ostale mjere na iskopu i stabilizaciji

podzemnog iskopa, u dijelovima tunelske cijevi u stijenskoj masi II kategorije potrebno je izvesti sloj mlaznog betona

na zidovima, a koji je prema projektnoj dokumentaciji predvien kao sloj podloge za hidroizolaciju, uspostaviti kontinuiranu i sigurnu evakuaciju vode iz podzemnog iskopa izvan tunelske cijevi kako

se ne bi ugrozila stabilnost podzemnog iskopa, a eventualnu pojavu veih koliina procjedne vode potrebno je adekvatno kaptirati (skupiti) te ju takoer ispustiti izvan tunelskog iskopa,

potrebno je u cijelosti izvesti sekundarnu betonsku oblogu u ulaznim i izlaznim portalnim zonama tunelske cijevi, (prve 2 kampade),

potrebno je izvesti sekundarnu betonsku oblogu u svim dijelovima tunelske cijevi u stijenskoj masi V kategorije (rasjedne i oslabljene zone), te u zonama karstifikacijskih objekata (pilje, kaverne) kako bi se sa sigurnou postigla trajna stabilnost podzemnog iskopa,

ulazne/izlazne dijelove tunelske cijevi u duljini od 100 metara, ako nije izvedena konana betonska obloga, potrebno je zatititi od utjecaja smrzavanja (ugradnjom dodatnog sloja mlaznog betona adekvatne debljine otpornog na smrzavanje ili ugradnjom odgovarajueg hidrofobnog premaza),

potrebno je periodino (svakih 6 mjeseci) obaviti vizualnu kontrolu objekata od strane strunih lica (projektanti, investitorova struna sluba),

3 Posebnosti pri izgradnji tunela ubir na autocesti A1 Prikaz nekih posebnosti koje se javljaju kod izgradnje gotovo svih cestovnih tunela, kao i neke karakteristine samo za tunel ubir, bit e dan temeljem iskustva projektanta tunela, koji je aktivno ukljuen u cijeli proces izgradnje putem izrade izvedbenih projekata, projektantskog nadzora i davanja rjeenja za odreene nepredviene situacije kojih u tunelogradnji uvijek ima.

3.1 Ope karakteristike tunela ubir Tunel ubir se nalazi na autocesti A1, na dionici Rava-Ploe, i u prvobitnoj varijanti je trebao prolaziti junom padinom brda ubir, te je 2008. izraen glavni graevinski projekt, kojim su predviene duljine tunelskih cijevi od 2.326,0 m i 2.406,0 m sa 5 poprenih prolaza [11].

Investitorovom odlukom promijenjena je trasa navedene dionice autoceste A1 (u tzv. sjevernu dionicu), tako da je i glavni projekt tunela ubir promijenjen na nain da tunel sada prolazi sjevernom padinom istog brda, ali sa znatno kraim tunelskim cijevima, duljina 962,0 m i 825,0 m sa 1 poprenim prolazom samo za interventna vozila [12].

16/28


Slika 9. Situacija tunela ubir

3.2 Osnovne nepovoljne karakteristike pri izgradnji tunela ubir Osnovni problem sa novom, sjevernom, trasom tunela pojavio se u vidu puno loijeg materijala na ulaznom dijelu tunela, koji se sastoji od flinih naslaga (lapora) s mjestiminom pojavom podzemnih voda. Navedena injenica rezultirat e znaajnim poskupljenjem radova na iskopu ulaznog predusjeka i radova na podzemnom iskopu u ulaznoj portalnoj zoni obaju tunelskih cijevi.

Jedan od ograniavajuih imbenika pri ponovnom projektiranju tunela ubir je bio i izriit zahtjev investitora da duljina obaju tunelskih cijevi mora bit manja od 1.000 m i sa samo jednim manjim poprenim prolazom (samo za interventna vozila), iz razloga smanjenja trokova izgradnje tunela i ugradnje tunelske opreme. Prema uvjetima terena, trasiranja autoceste u zoni brda ubir i kvalitete stijenske mase (posebice na ulaznom dijelu tunela), logine duljine tunelskih cijevi bile bi oko 1.040 m i 1.010 m s jednim veim poprenim prolazom (za sva vozila) i dvjema zaustavnim povrinama u tunelu, te s izgradnjom 60-metarske tunelske galerije na ulaznom dijelu lijeve tunelske cijevi (u zoni loeg materijala, odn. flinih naslaga s pojavom podzemnih voda).

Udovoljavanje gore navedenom zahtjevu rezultiralo je slijedeim: tunelske cijevi su krae od 1.000 m, izveden je manji popreni prolaz, nisu izvedene zaustavne povrine, ime su ostvarene utede na svim graevinskim radovima u tunelu, kao i na ugradnji tunelske opreme (ventilacija, elektro i prometna oprema, SOS....), ali su takoer ostvareni i slijedei nepovoljni aspekti: ogromni ulazni predusjek s lijeve strane lijeve osi autoceste, veliki i dugi izlazni usjek lijevog kolnika autoceste neposredno iza tunela, nejednolike duljine portalnih graevina.

3.2.1 Utjecaj flinih naslaga (lapora) na podzemni iskop u ulaznim portalnim zonama Zbog flinih naslaga (lapora) i mogue pojave podzemnih voda, za podzemni iskop u ulaznim portalnim zonama obaju tunelskih cijevi koritena je specifina tehnologija iskopa pod tzv. cijevnim kiobranom (eng. pipe-roof) koja znatno poskupljuje radove zbog vee povrine

17/28


iskopnog profila tunela te zbog upotrebe dodatnih materijala (elinih cijevi koje se koso injektiraju prije samog iskopa tunela i kao takve ostaju ugraene u primarnu podgradu) i same tehnologije iskopa po fazama koja utjee na dinamiku radova. Navedenom tehnologijom iskopano je oko 75 m tunelske cijevi (cca. 4,2% podzemnog iskopa).

Osnovne karakteristike ove metode su da se iskop i podgraivanje izvode pod zatitom svoda od elinih injektiranih cijevi promjera cca 110 -120 mm, na razmaku 40 cm, duine 15 m s preklopom od 3 m, pod nagibom od oko 40 po slijedeim fazama [13]: 0 faza ukljuuje izvedbu zatitnog svoda od elinih cijevi, I faza ukljuuje iskop i podgraivanje svoda tunela, II faza ukljuuje iskop i podgraivanje sredine tunela, III faza ukljuuje iskop i podgraivanje podnonog svoda tunela.

Slika 10. Iskop tunela ubir metodom pipe-roof

3.2.2 Utjecaj flinih naslaga (lapora) na ulazni predusjek Navedeni sastav tla od flinih naslaga (lapora) najveu implikaciju imao je na otvoreni iskop ulaznih predusjeka, i to na samu geometriju, a time i na koliinu otvorenog iskopa predusjeka, i na mjere zatite stabilnosti pokosa predusjeka.

Zbog tako loeg materijala geometrija predusjeka je zadana s vrlo blagim nagibima pokosa (od noice prema kruni pokosa: 2:1, 1:1, i 1:2) i s bermama irine 4 m izmeu etaa. Tako blagi nagibi pokosa i berme izmeu svake etae rezultirali su, slobodno se moe rei, ogromnim predusjekom s lijeve strane lijeve osi autoceste i iznad obaju tunelskih cijevi. Navedeni predusjek sastoji se od 5 kosina visina oko 10 m i 4 berme irine 4 m, to je u konanici rezultiralo koliinom otovorenog iskopa od cca. 100.000 m3 sraslog materijala [12].

18/28


Slika 11. Tlocrt ulaznog predusjeka tunela ubir

Pokose tako iskopanog ogromnog predusjeka u flinim naslagama (laporima), potrebno je adekvatno stabilizirati to je uinjeno ugradnjom samobuivih IBO R51N i IBO R38N sidara duljina 9 m ili 18 m na rasteru 2,0x2,0 m koja su povrinski zatiena mlaznim betonom armiranim armaturnim mreama [14]. Dakle, radi se o vrlo gusto postavljenim vrlo dugim sidrima koja su dobro povrinski zatiena, to govori i o kvaliteti materijala koji se osigurava kao i o samim trokovima te zatite.

Pored sidrenja provodi se i dreniranje podgradnog sklopa kratkim drenovima duljine 3 m i dreniranje procjednih voda iz zalea zasjeka dugim drenovima duljine 20 m. Drenane buotine izvedene su na meurazmacima sidara s time da je svaki trei dren dugi (duljine 20 m). U izbuene rupe ugraene su perforirane PVC cijevi promjera 50 mm i 80 mm uz zatitu geotekstilom. Odvodnja drenova izvodi se povrinskim kanalima do ulijeva u zatvorenu odvodnju autoceste [14].

19/28


Slika 12. Pogled na ulazni predusjek u fazi izvoenja (cca. 50% dovrenosti)

Slika 13. Pogled na ulazni predusjek u fazi izvoenja (cca. 50% dovrenosti)

Iz priloenih fotografija navedenog predusjeka (koji je jo uvijek u fazi izgradnje, ali se konano rjeenje nee puno razlikovati od prikazanog) vidi se da ovo rjeenje estetski i nije najbolje ukopljeno u okoli.

Predloeni nain na koji su se navedene nepovoljnosti u velikoj mjeri mogle eliminirati, u vidu izgradnje tunelske galerije duljine cca. 60 m na ulaznom predusjeku lijeve tunelske cijevi, nije usvojen jer bi to zahtijevalo produljenje tunela, izmjenu projekta i generiralo trokove izgradnje same armiranobetonske galerije. Navedenu tunelsku galeriju izvelo bi se tzv. cut and cover metodom, gdje bi se u otovrenom iskopu s neto strmijim radnim pokosima koje bi bilo potrebno osigurati i drenirati, izgradila armiranobetonska galerija koja bi imala djelomino otvorenu bonu stranu prema desnoj osi autoceste, i potom ista djelomino zatrpala materijalom iz iskopa. Primjenom tog rjeenja izbjegle bi se velike koliine otvorenog iskopa, bitno bi se smanjio sam predusjek i samim time i mjere zatite stabilnosti pokosa, a i rjeenje bi bilo estetski puno prihvatljivije.

20/28


Kao dodatni problem uzrokovan sastavom tla od flinih naslaga (lapora) pojavilo se i temeljenje portalnih graevina. Naime, zbog opasnosti od sloma tla ispod temelja ulaznih portalnih graevina predviena je izvedba armiranobetonske temeljne ploe ispod cijele irine i duljine obaju ulaznih portalnih graevina.

Slika 14. Normalni popreni presjek ulaznih portalnih graevina

3.2.3 Izlazni usjek lijevog kolnika autoceste neposredno iza tunela U svrhu izgradnje to kraeg tunela dobivani su veliki predusjeci. Najoitiji primjer navedenog je na izlaznom usjeku lijevog kolnika autoceste neposredno iza tunela, gdje je lijeva tunelska cijev mogla biti produljena za cca. 150 m, no morala bi proi ispod jedne zone s neto manjim nadslojem (tzv. sedlo) duljine cca. 40 m, to ne bi predstavljalo nikakav problem, no taj prijedlog nije prihvaen. Time je dobiven oko 150 m dugaak usjek, visine pokosa oko 15 m, zbog ega su izlazni portali dosta razmaknuti.

Slika 15. Izlazni usjek lijevog kolnika autoceste

21/28


3.2.4 Nejednolike duljine portalnih graevina Pored injenice da je trasa autoceste u zoni tunela ubir voena po pribrenoj strani brda, to je rezultiralo da su portalne graevine susjednih tunelskih cijevi izmaknute jedna u odnosu na drugu, i same nasuprotne portalne graevine su razliitih duljina (12 m i 6 m), iz razloga da tunel bude krai od 1.000 m i samo s jednim poprenim prolazom izmeu tunelskih cijevi. Dodavi tome i ogromni ulazni predusjek i dugaki izlazni usjek lijevog kolnika, moe se zakljuiti da ulazne i izlazne zone tunela ubir u estetskom pogledu nisu najsretnije koncipirane. Teorija kae da pristupne zona tunelu (tunelski predusjek) trebaju minimalno zadirati u krajobraz, te su mogua dva suprotna pristupa projektiranju istog [5]: pristupna zona tunelu integrirana u postojei krajobraz, pristupna zona tunelu koja sadri pozitivni vizualni kontrast u odnosu na krajobraz. U konkretnom sluaju tunela ubir naalost nije postignut ni jedan od gore navedenih pristupa.

3.3 Nepredvidivi dogaaji pri izgradnji tunela Izgradnju cestovnih tunela, izmeu ostalog, karakterizira i velika mogunost pojave raznih nepredvidivih dogaaja pri samoj gradnji. Na sluaju tunela ubir vidi se da su te nepredvidivosti pri gradnji uzrokovane uglavnom s dvije strane: geoloke i investitorske. Geoloke nepredvidivosti koje su se desile kod izboja tunela ubir jesu: zona sa manjim kavernama i jednom veom koja dijagonalno presijeca desnu tunelsku cijev, opravdani prekoprofilni iskop u pojedinim zonama, pomjeranje odreenih tunelskih nia zbog loije stijenske mase u njihovim prvobitnim stacionaama, znatno dulje zone s flinim naslagama unutar desne tunelske cijevi nego to su predviene. Nepredvidivosti uzrokovane naknadnim intervencijama od strane investitora su: izrada vatrogasnog prijelaza iznad desne tunelske cijevi te namjera obustave radova na izgradnji tunela na neodreeno vrijeme.

3.3.1 Kaverne u tunelu Tijekom iskopa desne tunelske cijevi pojavila se zona duljine cca. 30 m sa manjim kavernama u iskopanom profilu stijenske mase, a daljnjim napredovanjem radova unutar te zone otkrivena je i jedna kaverna veih gabarita (cca. 50 duljine i 45 m dubine) na gornjem desnom boku (ramenu) tunelske cijevi koja dijagonalno presijeca tunelsku cijev. Navedena kaverna je djelomino zapunjena osulinom pijeska, gline i kamenih blokova, a prekrivena sigovinom.

Slika 16. Presjek kaverne u desnoj tunelskoj cijevi

22/28


Slika 17. Ulaz u kavernu na elu iskopa

Slika 18. Unutranjost kaverne

Nakon zajednikog obilaska navedene kaverne od strane speleologa i projektanata, i uvida u zateeno stanje, dogovorene su slijedee mjere za sanaciju kaverne i daljnji nastavak radova [15]: za cijelu 30-metarsku zonu kaverni u stijenskoj masi desne tunelske cijevi predvia se osnovni

podgradni sklop tip V, s podnonim svodom, stijenke kaverne moraju biti prekrivene (zatiene) mlaznim betonom debljine 10-15 cm i kavanjem

uklonjeni svi dohvatljivi nestabilni blokovi, segmenti iskop bokova tunela s korakom od maksimalno 0.5 m te privremenom zatitom ela

mlaznim betonom debljine 10-15 cm kako bi se omoguila ugradnja (uspostava) reetkastog elinog nosaa 95/20/30 po cijelom profilu tunela,

potrebno je ostavljati trup na elu iskopa (maksimalne debljine ovisno o mogunosti ugradnje gore navedenog reetkastog nosaa) privremeno zatien mlaznim betonom,

na osnovnom podgradnom sklopu tip V potrebno je poveati sloj mlaznog betona do debljine od 30 cm i prema potrebi poveati duljinu sidara,

23/28


u sluaju veeg razmaka izmeu kopalja potrebno je izmeu reetkastih nosaa ugraditi rebrasti elik 25 mm,

na svakom drugom reetkastom nosau (koraku) potrebno je u desnom boku (zidu) izvriti predpobijanje kopljima od samobueih injekcijskih sidara tip IBO R32N L= 3 m kroz reetkaste eline nosae, pod kutom od 15-20 u odnosu na smjer iskopa, te im prije bude mogue s obzirom na kavernu (upljinu) u zoni kalote tunela takoer uspostaviti koplja,

na tako potpuno izvedeni primarni podgradni sklop u zoni kaverne postaviti (ugraditi) eline jastuke od eline mree Q131 (1 mrea etverostruko savijena) po cijeloj dohvatljivoj povrini. Na tako ugraene jastuke potrebno je aplicirati mlazni beton hidraulinom rukom torkretnog stroja sa ela tunela (raspriti po cijelom volumenu postavljenih jastuka),

potrebno je ostaviti i dodatne cijevi na desnoj strani kalote do vidljivog stabilnog ela za mogue naknadno injektiranje mlaznog betona u kavernu,

dodatno osiguranje navedene zone se ostvaruje i izvedbom sekundarne tunelske obloge kao armiranobetonske, sa betonom klase C 30/37 u koji je ugraena teka armatura.

3.3.2 Odvale stijenske mase u kaloti Tokom izvoenja radova na probijanju desne tunelske cijevi u dvije zone duljina 6,5 i 7 m dolo je do odvala stijenske mase u kalotnom dijelu tunelske cijevi. Budui da do tog prekoprofilnog iskopa nije dolo zbog neodgovarajue izvedbe i nepaljive tehnike rada nego iz razloga na koje izvoa ne moe utjecati (odn. iz geolokih razloga) taj prekoprofilni iskop se smatra opravdanim.

Slika 19. Geodetski snimak iskopa desne tunelske cijevi

Navedene odvale u kaloti su sanirane na nain da su u te zone postavljeni armaturni koevi od armaturnih profila Q-221, dimenzija prema konturama upljine u kaloti nastale odvalom. Potom je sekundarna obloga u navedenim zonama u cijelosti izvedena kao armiranobetonska, sa betonom klase C 30/37 u koji je ugraena laka armatura [16].

24/28


3.3.3 Pomjeranje lokacija tunelskih nia uslijed stijenske mase loijih karakteristika Ukoliko je na glavnim projektom definiranim lokacijama tunelskih nia (drenanih, elektro, SOS, hidrantskih) stijenska masa loih karakteristika (V ili Va kategorija) ili se nalaze neki speleoloki objekti, opravdano je te nie pomjeriti na neku manju udaljenost (do 12 m) gdje je stijenska masa neto kvalitetnija. U tunelu ubir je iz tog razloga na novu lokaciju pomjereno 6 tunelskih nia.

3.3.4 Znatno dulje zone podzemnog iskopa s stijenskom masom loijih karakteristika nego to je predvieno Iako u principu prognozni ininjersko-geoloki profili u velikoj mjeri uspjeno prognoziraju stvarno stanje stijenske mase u tunelima, kod tunela ubir to nije bio sluaj, te su zone tunela s flinim naslagama (posebice unutar desne tunelske cijevi) znatno dulje nego to su bile predviene. Kao to je ve ranije reeno (potpoglavlje 3.2.1), u tim zonama tunela koritena je specifina tehnologija iskopa pod tzv. cijevnim kiobranom (eng. pipe-roof).

3.3.5 Izrada vatrogasnog prijelaza iznad desne tunelske cijevi U toku izvoenja radova na probijanju desne tunelske cijevi investitor je naloio izradu vatrogasnog prijelaza koji bi objektom prelazio preko usjeka lijevog kolnika autoceste a usjekom iznad desne tunelske cijevi tunela ubir. Budui da su radovi na probijanju tunela napredovali taman do lokacije usjeka iznad tunela, po nalogu projektanta su zaustavljeni kako bi se prvo izveo usjek vatrogasnog prijelaza iznad tunela.

Slika 20. Tlocrt vatrogasnog prijelaza i desne tunelske cijevi

Naime, nakon iskopa usjeka vatrogasnog prijelaza debljina stijenske mase (tzv. mesa) iznad kalote desne tunelske cijevi do nivelete vatrogasnog puta je cca. 4 m a kako je stijenska masa dobre kvalitete potrebno ju je minirati kod radova na otvorenom iskopu usjeka. Iz tog razloga su radovi na podzemnom iskopu tunela zaustavljeni dok nije u potpunosti izveden iskop i odvoz materijala iz

25/28


usjeka, te zatita pokosa usjeka vatrogasnog prijelaza iznad tunela. Nakon izvedbe tih radova vatrogasni prijelaz je zatvoren, te vie nije bilo nikakvih aktivnosti iznad tunela i radovi na podzemnom iskopu se nastavljeni, ali pod posebnim uvjetima.

Slika 21. Vatrogasni prijelaz nakon dovrenog iskopa

Zbog navedenog malog nadsloja stijenske mase desne tunelske cijevi u zoni vatrogasnog prijelaza (cca. 4 m u kaloti), bez obzira to je stijenska masa na toj lokaciji dobre kvalitete (III kategorija), predviena je neto modificirana primarna podgrada za Va kategoriju stijenske mase (mlazni beton d=30 cm, elini reetkasti nosai 95/20/32 na razmaku od 70 cm, elina dupla armaturna mrea Q-503, adheziona tapna sidra RA 25 mm, l=3m, 9,19 kom/m' tunela) s maksimalnim korakom napredovanja prilikom podzemnog iskopa do 1,0 m.

Zona desne tunelske cijevi ispod vatrogasnog prijelaza dodatno je osigurana i izvedbom podnonog svoda i sekundarne tunelske obloge kao armiranobetonske, sa betonom klase C 30/37 u koji je ugraena teka armatura.

Budui da je dugo premiljano na koji nain premostiti usjek lijevog kolnika autoceste (prvobitno je trebao biti nadvonjak, potom tzv. lani tunel i naposlijetku je odlueno da se ipak pristupi izradi nadvonjaka) radovi na desnoj tunelskoj cijevi su napredovali te je ona veim dijelom izbetonirana.

Zbog toga se pojavio problem iskopa upornjaka navedenog nadvonjaka, jer je i njega zbog kvalitetne stijenske mase trebalo iskopati pomou miniranja, a vrlo je mali nadsloj (odn. meso) iznad kalote izbetonirane sekundarne tunelske obloge i noice tog upornjaka (cca. 5 m).

26/28


Slika 22. Presjek vatrogasnog prijelaza i desne tunelske cijevi

Ovo je tipian sluaj miniranja pod posebnim uvjetima, jer postoji velika mogunost oteenja izvedene sekundarne tunelske obloge, te je izvoau radova na iskopu upornjaka propisano da te radove izvede na slijedei nain [17]: potrebno je eliminirati bilo kakve utjecaje iskopa temelja upornjaka, neovisno o primijenjenoj

tehnologiji iskopa, na stabilnost izvedene sekundarne betonske obloge desne tunelske cijevi, tehnologija radova na iskopu temelja mora biti u skladu s dozvoljenim brzinama vibracija.

Maksimalno dozvoljene brzine moraju biti u skladu sa standardom DIN 4150 (ova norma je u procesu prihvaanja kao HRN),

sukladno normi DIN 4150-3-1999-02, (tablica 1, odjeljak 1), najvea dozvoljena brzina oscilacija za inenjerske graevine jest 40 mm/s, te je ista odabrana kao najvea dozvoljena vrijednost i u sluaju tunela ubir,

prije poetka radova na iskopu temelja upornjaka potrebno je napraviti Elaborat ili Plan iskopavanja na osnovu kojega je potrebno obaviti pokusno iskopavanje (miniranjem ili iskopavanjem pomou hidraulinog ekia) u okviru kojeg treba mjeriti brzine oscilacija, akceleraciju i eventualne pomake odn. sve parametre i seizmike efekte relevantne za procjenu utjecaja iskopa temelja upornjaka na izvedenu sekundarnu betonsku oblogu desne tunelske cijevi,

na osnovi rezultata navedenih ispitivanja potrebno je uskladiti daljnji iskop temelja upornjaka na nain da se tehnologija iskopa prilagodi zadanom uvjetu za najveu dozvoljenu brzina oscilacija od 40 mm/s,

obaveza je Izvoaa da prije poetka radova na iskopu temelja upornjaka izradi Izvedbeni projekt ili Plan miniranja ili iskopavanja pomou hidraulinog ekia u skladu s gore navedenim uvjetima koji mora biti odobren po nadzornom inenjeru,

tijekom radova na iskopu temelja upornjaka potrebno je kontinuirano mjeriti utjecaj iskopa temelja upornjaka na sekundarnu betonsku oblogu desne tunelske cijevi (monitoring seizmikih efekata na tunelsku oblogu),

sve trokove eventualne sanacije sekundarne betonske obloge desne tunelske cijevi tunela ubir prouzrokovane radovima na upornjacima nadvonjaka ubir duan je snositi izvoa tih istih radova. U svrhu toga potrebno je, prije i nakon dovretka radova na nadvonjaku, obaviti temeljiti pregled sekundarne obloge desne tunelske cijevi tunela ubir u zonama upornjaka, o emu mora biti sastavljen zapisnik supotpisan od svih zainteresiranih strana (izvoa radova na nadvonjaku ubir, nadzor, investitor, izvoa radova na tunelu ubir).

27/28


3.3.6 Obustava radova na neodreeno vrijeme U toku radova na izgradnji tunela ubir, kada je dobar dio tunela ve bio probijen, investitor je uslijed nedostatka financijskih sredstava namjeravao obustaviti radove na izgradnji tunela na neko neodreeno vrijeme. U tu svrhu je dano projektantsko miljenje o mogunosti zaustavljanja-konzerviranja radova na tunelu [10], te je temeljem toga (potpoglavlje 2.2.5) i analize trokova obezbjeenja sigurnosti na gradilitu tokom duih prekida rada i posebice trokova konzerviranja gradilita ipak odlueno da se radovi na izgradnji tunela nastave.

Pored svih navedenih dogaaja pri izgradnji tunela ubir, u tunelogradnji su mogui i razni drugi nepredvidivi dogaaji, npr. zaruavanje dijela tunela i sl.

3.4 esti zahtjevi izvoaa radova za odreene modifikacije projekta tokom gradnje tunela Iako nisu toliko znaajne kao modifikacije projekta izgradnje uzrokovane geologjiom stijenske mase i intervencijama investittora, i izvoai radova esto imaju razne zahtjeve za odreenim promjenama i pogodovanjima njihovoj tehnologiji izgradnje pojedinih tunelskih elemenata (rubnjaci, uplji rubnjaci, sifonski ispusti, drenaa tampona, popreni prolazi...) u emu im se u pravilu izlazi u susret ukoliko te modifikacije projekta ne naruavaju bitne elemente projekta cestovnog tunela.

Izvoai navedene zahtjeve ugalvnom imaju iz razloga smanjnja trokova i poveanja dinamike izvoenja radova uslijed toga to bi koristili vlastitu tehniku i tehnologiju, optimalno iskoritavajui vlastite resurse i koristei vlastite standardizirane postupke proizvodnje i ugradnje pojedinih elemenata. U prvom redu tu se radi o predgotovljenim i standardiziranim oplatama (nia, poprenih prolaza), tunelskoj oplati, te izvoenju odreenih monolitnih elemenata umjesto predvienih montanih i sl.

Nisu rijetki sluajevi da ukoliko izvoa ima npr. neto iru predgotovljenu oplatu za nie ili popreni prolaz o svom troku izvede neto iri iskop kako bi mogao koristiti upravo tu oplatu, ili npr. da sam izvoa predloi iskop neto irih poprenih prolaza od predvienih, opet o svom troku, kako bi ih mogao koristiti kao transportni put tokom izgradnje tunela i sl.

Isto tako, uslijed moebitine viskoke nabavne cijene montanih elemenata, a elei maksimalno zaposliti svoje resurse, izvoai esto trae izvedbu monolitnih rubnjaka, upljih rubnjaka, sifonskih okana i sl. umjesto predvienih montanih.

4 Resume Iz ovog rada se moe vidjeti koliko je zapravo tunelogradnja specifino i kompleksno podruje graevinarstva, ali samim time i izazovno za svakog sudionika u gradnji tunela; bilo kao investitora, projektanta, revidenta, izvoaa ili nadzora.

Izgradnji cestovnih tunela nuno je pristupiti s odreenom dozom respekta prema tunelu kao sloenoj i ivoj graevini, strogo potujui pravila struke i uvaavajui sve znaajne imbenike koji utjeu na sam proces gradnje tunela i njegovu konanu funkcionalnost kao prometne graevine.

28/28


Literatura [1] A.D.Parker, Planning and estimating underground construction, McGraw-Hill Book Companny, New York,

1970. [2] Linari Z., Rizici u tehnologiji graenja dugakih tunela u kru, doktorska disertacija, Graevinski fakultet

Sveuilita u Zagrebu, Zagreb, 2000. [3] Linari Z., Izbor i planiranje tehnike i tehnologije graenja baznih tunela, magistarski rad, Graevinski fakultet

Sveuilita u Zagrebu, Zagreb, 1992. [4] Mustapi I.: Analiza razliitih modela etapne gradnje dvocijevnih tunela na autocestama, magistarski rad,

Graevinski fakultet Sveuilita u Zagrebu, Zagreb, 2010. [5] Vrkljan I., Podzemne graevine i tuneli, udbenik, Graevinski fakultet Sveuilita u Rijeci, Rijeka. [6] Ebert A., Schicht-Betriebssysteme in Tunellbau, Tunnel 1/1987 [7] Herakovi D., Tehnika i tehnologija graenja tunela velikih profila, Savremena tehnika i tehnologija izvodjenja

podzemnih radova, Biro za gradjevinarstvo, Beograd, 1974. [8] Aimovi M., Tehnika i tehnologija graenja tunela srednjih profila, Savremena tehnika i tehnologija izvodjenja

podzemnih radova, Biro za gradjevinarstvo, Beograd, 1974. [9] Opi tehniki uvjeti za radove na cestama (OTU), knjiga V - Cestovni tuneli, Institut graevinarstva Hrvatske,

Zagreb, 2001. [10] Projektantsko miljenje o mogunosti zaustavljanja-konzerviranja dijela radova za tunele Umac, Puljane,

Kobiljau i ubir, Institut IGH d.d., Zavod za projektiranje prometnica i Zavod za geotehniku, Zagreb, 2009. [11] Glavni graevinski projekt tunela ubir, Institut graevinarstva Hrvatske d.d., Zavod za studije i projekte,

Zagreb, 2008. [12] Glavni graevinski projekt tunela ubir, Institut IGH d.d., Zavod za projektiranje prometnica, Zagreb, 2010. [13] Izvedbeni geotehniki projekt tunela ubir, Institut IGH d.d., Zavod za geotehniku, Zagreb, 2010. [14] Izvedbeni geotehniki projekt stabilizacije pokosa ulaznog predusjeka i portala tunela ubir, Institut IGH d.d.,

Zavod za geotehniku, Zagreb, 2010. [15] Zapisnik o potrebnim radovima na izboju i podgraivanju tunela kroz speleoloki objekt na st. 95+388,

Gradilite tunela ubir, 2009., [16] Izvedbeni graevinski projekt tunela ubir, Institut IGH d.d., Zavod za projektiranje prometnica, Zagreb, 2011. [17] Zahtjev projektanta tunela ubir vezan za radove na iskopu temelja upornjaka nadvonjaka ubir, Institut

IGH d.d., Zavod za projektiranje prometnica, Zagreb, 2011.

Documents

618029.Mustapic Ivan Gradjenje Cestovnih Tunela