11. 6. 2024

Specialista ze společnosti SG Geotechnika vedl supervizi výstavby vysokohorského tunelu Rohtang, nejdelšího silničního tunelu na světě ve výšce přes 3 000 metrů nad mořem. Tunel, otevřený v říjnu 2020, spojuje města Manali a Keylong, zkracuje cestovní dobu o pět hodin a zajišťuje průjezdnost za každého počasí. Je také známý svými složitými a náročnými geotechnickými podmínkami, které bylo nutné překonat během výstavby.

Výstavba jednotubusového, dvoupruhového 9,02 km dlouhého dálničního tunelu Rohtang, vedeného pod pohořím Himálaj, trvala od roku 2010 do podzimu 2020. Během slavnostního otevření premiérem Indie byl tunel přejmenován na Atal Tunnel. Svým umístěním přes 3 000 metrů nad mořem je jedním z nejdelších dálničních tunelů svého druhu na světě. Nachází se ve východní části Himálaje v severoindickém státě Himachal Pradesh a má velký strategický význam. Zajišťuje spojení mezi městy Manali a Keylong, a to za každého počasí, čímž nahrazuje nebezpečnou cestu přes průsmyk Rohtang ve výšce 4 000 metrů nad mořem. Nové spojení zkracuje dálnici Manali-Leh (NH 21) o 50 kilometrů a po dokončení dalších tunelů na této trase zajistí celoroční spojení mezi státem Himachal Pradesh a svazovými územími v Džammú a Kašmíru.

Česká stopa v Indii

Úvodem stojí za to zmínit, že při výstavbě tunelu Rohtang zanechali čeští inženýři na tomto projektu nesmazatelnou stopu. Náš kolega a odborník na podzemní stavby Ing. Radek Bernard působil tři roky v roli lídra supervize při výstavbě tunelu, kde postupně působili také Ing. Lukáš Kunc, Ing. Jan Korejčík a Ing. Petr Mitrenga. Tunel byl ražen od obou portálů metodou Drill and Blast se zohledněním principů Nové rakouské tunelovací metody (NRTM). Z jižního portálu situovaného poblíž městečka Manali probíhaly stavební práce celoročně, ze severního portálu mezi Sissu a Khoksar (Lahaul a Spiti Valley) pouze v letních sezónách.

Technické parametry tunelu Rohtang

Tunel Rohtang je jednotroubový, s dvěma 4 m širokými jízdními pruhy a unikátní nouzovou únikovou chodbou pod konstrukcí vozovky. Chodba, přístupná každých 500 m, zajišťuje bezpečnost v případě mimořádných událostí. Tunel má tvar podkovy s vnitřním průřezem 75,9 m². V úseku poruchové zóny Seri Nallah byl kvůli vysokému horninovému tlaku navržen kruhový profil se spodní klenbou a odděleným prostorem pro odvádění kouřových zplodin. Hydroizolace v této zóně je zajištěna dvouplášťovým ostěním, zatímco zbytek tunelu je podle návrhu projektanta izolován vodonepropustným betonem. Stabilitu tunelu zajišťuje primární ostění ze stříkaného betonu, v náročnějších částech vyztužené ocelovými sítěmi a nosníky. Radiální kotvení horniny bylo provedeno pomocí svorníků typu IBO a Swellex. Autor článku poznamenává, že návrh sekundárního ostění bez hydroizolační membrány je v tomto vysokohorském prostředí unikátní a vycházel z požadavku objednavatele. Z pozice zkušeného geotechnika se samozřejmě dalo očekávat, že tento způsob zajištění hydroizolační funkce je rizikový, a již nyní přináší průsaky vody do provozovaného tunelu správci tunelu nemalé starosti. Podobně netradiční je nouzový únik situovaný pod vozovkou, ale bylo to jediné možné řešení a zajišťuje bezpečnost provozu.

Složité geologické podmínky tunelu Rohtang

Tunel se nachází ve Vyšším Himálaji přibližně 100 kilometrů od zóny Indus Suture. Je situován pod sedlem Rohtang, s jižním a severním portálem ve výškách 3 060 m a 3 085 m, a je rozdělen údolím řeky Chandra na severu a údolím řeky Beas na jihu. Oblast je na vrcholech pokryta většinu roku sněhem, s hustou vegetací v nižších údolích. Tunel prochází horninovým masivem tvořeným fylitickým křemencem, kvarcitovým fylitem, magmatickou rulou, fylity a biotitickými slídovými břidlicemi. Byly také zastiženy tři hlavní systémy diskontinuit a jedna náhodná diskontinuita ovlivňující stabilitu horninového masivu. Maximální nadloží tunelu je 1 860 m, kde již hrál významnou roli geotermický stupeň a teplota horninového masivu v této hloubce přesahovala 40 °C. Nejsložitější a nejkomplikovanější geologické podmínky byly zastiženy v extrémně mocné poruchové zóně Seri Nallah, lokalizované pod nevelkým údolím řeky Seri Nallah, která kříží trasu tunelu.

Postup výstavby tunelu Rohtang

Tunel byl ražen s horizontálním členěním čelby, což znamená, že čelo tunelu bylo rozděleno na kalotu a opěří. Prioritou byla ražba kaloty, aby se dosáhlo co nejrychlejšího proražení. V případě omezení strojů nebo pracovní síly byly všechny dostupné zdroje přesunuty do kaloty, což vedlo k tomu, že ražba opěří byla v okamžiku prorážky kaloty z obou směrů vzdálena více než 1 kilometr.

Staveniště na jižním portálu poskytovalo nezávislé pracovní plochy pro všechny hlavní stavební aktivity, jako je ražba kaloty, odvodnění tunelu, betonáž základové desky a instalace technologií zajišťujících bezpečnost provozu. Prorážka tunelu byla dokončena 15. října 2017, přičemž oficiální oslavy se zúčastnilo mnoho významných hostů v čele s indickou ministryní obrany.

Po prorážce kaloty byly zpřístupněny všechny stavební práce na severním portálu, ke kterému byl v zimním období přerušený přístup. Nyní byl umožněn přímý přísun materiálu z jižního portálu, který byl přístupnější a méně ovlivněn klimatickými podmínkami. Prorážka tedy od roku 2017 umožnila bez omezení pokračovat i v zimním období v betonáži a dalších stavebních pracích v tunelu, a zajistila přirozené větrání, což snížilo teplotu uvnitř tunelu a odstranilo potřebu rozsáhlých ventilačních systémů.

Ražba tunelu od jižního portálu a stabilizace kritické oblasti poruchové zóny Seri Nallah

Ražba tunelu od jižního portálu začala v srpnu 2010 metodou Drill and Blast. Počáteční ražba probíhala bez větších problémů, ale po dosažení staničení 1 900 m na začátku roku 2012 byla zastižena tektonická poruchová zóna Seri Nallah, nasycená vodou a tvořená jílem s úlomky křemenných břidlic, která byla velmi nepříznivě orientována a způsobila značné komplikace. Geologické podmínky byly zastiženy velmi špatné a způsobovaly velké deformace primárního ostění a značné trhliny.

Pro řešení těchto problémů byla zesílena výztuž primárního ostění, použity odvodňovací trubky, injektáže, mikropilotové deštníky a další techniky. Navzdory těmto opatřením došlo k dalším kolapsům a ražba byla velmi pomalá. Přítoky vody dosahovaly až 100 l/s, což vedlo k vyplavování uvolněného zvodnělého materiálu do prostoru tunelu. Pro úspěšnou stabilizaci kritické oblasti poruchové zóny byly s podporou supervize instalovány dvouřadé mikropilotové deštníky a drenážní trubky. Až začátkem roku 2016 byl konečně zastižen neporušený skalní masiv, což umožnilo pokračování ražby běžným tempem.

Detailní popis ražby tunelu ze severního portálu

Ražba tunelu ze severního portálu byla značně odlišná od jižního portálu, vyznačovala se mnohem vyšším nadložím a procházela tvrdým skalním horninovým útvarem. Práce byly omezeny na šest až sedm měsíců ročně v závislosti na sněhové úrovni ve Spiti Valley. Podmínky ražby byly klasifikovány jako vyhovující nebo špatné a s ohledem na působení horských tlaků připomínaly pro nás známé podmínky z alpských tunelů a hlubokých uranových dolů. Jednalo se především o tzv. odprysky a tlačivé podmínky (squeezing), způsobující velké deformace výrubu a trhliny v primárním ostění. Deformace se uklidňovaly až 100 m za čelbou tunelu, což vyžadovalo správné načasování kotvení horninového masivu. Z toho důvodu bylo nad rámec projektové dokumentace doplněno pět hydraulicky aktivovaných kotev typu Swellex neprodleně po dokončení výrubu, tj. do první vrstvy primárního ostění, aby bylo eliminováno vysoké napětí a tím i vývoj nadměrných deformací primárního ostění.

Také byla aplikována strategie s podélnou volnou mezerou ve stříkaném betonu primárního ostění (tzv. slot), která minimalizovala jeho porušení. Mezery měly šířku 500 mm a umožňovaly uvolnění napětí, čímž se zabránilo systematickému poškození ostění. Přesto mezery negativně ovlivňovaly příhradové nosníky, což inženýrský dozor vyřešil v případě potřeby instalací tzv. regulátorů napětí v ostění (Lining Stress Controllers) v kritických úsecích s nadměrným napětím.

Slavnostní otevření Atal Tunnel: Desetiletá cesta k dokončení

Mladé himalájské pohoří se svou složitou geologií a náročnými geotechnickými podmínkami při výstavbě tunelů prakticky vždy překvapí. Tunel Rohtang ukazuje, že před a během realizace je nutný nejen pečlivý, ale také co nejpodrobnější geologický průzkum, a to za pozornosti všech zúčastněných stran – dodavatele, inženýrského dozoru, projektanta a objednatele. Pouze úzká spolupráce všech uvedených stran ve všech fázích projektu (studie proveditelnosti, projektové řešení, realizace) poskytne potřebnou flexibilitu stavebního procesu, která umožňuje okamžitou reakci na měnící se geologické a geotechnické podmínky.

Po deseti letech těžce zkoušených stavebních procesů byl Atal Tunnel dne 3. října 2020 úspěšně zprovozněn. Velmi důležitou pozitivní skutečností tohoto strategického projektu v extrémně náročných klimatických a logistických podmínkách je fakt, že po celou dobu výstavby tunelu nedošlo k žádnému pracovnímu úrazu se smrtelnými následky. Projekt získal prestižní ocenění Vynikající projekt roku velkých rozměrů na celosvětové konferenci FIDIC v Ženevě v září 2022.

Organizace pohraničních komunikací (Border Roads Organization) indického ministerstva obrany byla zadavatelem a správcem projektu. Projekt realizoval podle zásad červené knihy FIDIC společný podnik indické společnosti AFCONS a rakouský STRABAG. Návrh tunelu připravila australská firma SMEC International, který byl průběžně kontrolován po výkresové stránce sdružením rakouské společnosti 3G a indické VAYAMTECH. Stavební dozor neboli supervizi, zajišťovalo sdružení rakouské D2 Consult International a indické ICT-PEMS, kde autor příspěvku působil tři roky v roli lídra supervize.

Podívejte se, jak byly překonány extrémní vysokohorské podmínky a byl postaven tunel Rohtang, nejdelší silniční tunel na světě ve výšce přes 3 000 metrů nad mořem »

Čtěte víc v časopise Stavebnictví »