Základné zásady novej rakúskej tunelovacej metódy (NRTM) sformuloval v roku 1948 profesor Ladislaus von Rabcewitz, trvalo však až do roku 1962, kým sa po rokoch skúmania odhodlal na konferencii v Salzburgu túto metódu verejne prezentovať. Jej základnou myšlienkou je pri budovaní využiť fakt, že horninový masív v okolí tunela je schopný stabilizovať samotný tunel podobne, ako pri stavaní hradov z piesku dokážete do hory piesku vydlabať dieru. Preto považoval za podstatné urobiť klenutý alebo oválny plynulý prierez, lebo ten tie sily od nadložia vo svojom okolí najlepšie prenesie, kdežto rohy sú najexponovanejšie miesta a prvé trhliny vznikajú vždy tam. Koniec-koncov, toto vedia stavitelia už od čias starovekého Ríma.
Základ je zabezpečiť stabilný výrub pred zabudovaním definitívneho ostenia. Cieľom nie je nepripustiť žiadne deformácie, naopak, pokojne nechať práve vyťaženú dieru, nech sa pomaly zmenšuje. Už koncom devatnásteho storočia sa totiž prišlo na to, že tunelovanie by nemalo byť o tom, ako vzdorovať obrovským tlakom hornín, ale ako sa tým obrovským tlakom vyhnúť. Pokiaľ pripustíte deformáciu, dôjde k redistribúcii napätí v oblasti nad vaším výrubom, kde vznikne tzv. horninová klenba - oblasť, kde samotný masív prenesie napätia od nadložia do strán. Na druhej strane, pokiaľ by ste čakali veľmi dlho, v rozpukanej hornine by vám začali vypadávať bloky skál zhora do výrubu a on by sa vám zavrel. Kumšt je teda v tom, kedy tú dieru správne podoprieť.
No ale zanechajme teóriu a poďme k samotnému postupu. Najprv treba vyvŕtať otvory pre nálože. To sa robí podľa nejakej vrtnej schémy. Vrtná schéma je taká alchýmia, že do nej poriadne nevidia ani tí, ktorí ju navrhujú. Počet, rozmiestnenie vrtov, ich dĺžka a sklon, veľkosť náloží, ich časovanie závisí od takého množstva faktorov, že ideálna schéma je pojem tak hypotetický, že je pomaly z krajiny snov, hoci každý strelmajster bude tvrdiť, že tá jeho. Zvláštnosťou je, že hoci v ťažšej geológii treba viac trhavín, keď si ale zoberiete ich spotrebu v závislosti od meniacej sa geológie, jasne preukázateľnú súvislosť tam zvyčajne nezbadáte. To dosiahnete až keď začnete sledovať spotrebu jedného streľmajstra.
Ako vidíte rozmiestnenie vrtov na čelbe nie je rovnomerné. V zásade sa dá povedať, že sa rozoznávajú vrty:
zálomové - bývajú v strede, najhustejšie pri sebe a najviac nabité. Odpaľujú sa ako prvé, aby vyrazili priestor v strede, kam sa môže odpáliť hornina zo strán.
prebierkové, alebo rozširovacie, ktoré sa odpaľujú po zálomových a rozpojujú horninu smerom do stredu
predobrysové a obrysové, ktoré bývajú najslabšie, aby sme nevyrazili zbytočne viac ako potrebujeme
Vŕtanie sa kedysi robilo ručne, v dnešnej dobe v tuneloch už výlučne strojmi s lafetami, ktoré sa veľmi často zamerajú a presne laserovo navádzajú na vŕtanie. Ručné vŕtačky sa používajú v štôlňach, kam by sa stroje nezmestili.
Takto vyzerá odparkovaný stroj.
Ako vidno, tvorcovia filmových smrtiacich robotov sa zrejme chodia inšpirovať do tunelov
A tu už je stroj v plnom nasadení
Ako trhaviny sa používajú dva druhy. Buď klasické banské trhaviny alebo modernéviaczložkové. Klasické môžu byť sypké, poloplastické, alebo všeobecne známea obľúbené plastické trhaviny. No a v nich sa nachádzajú takélátky, ktoré všetci veľmi dobre poznáte - trinitrotoluén, dusičnan amónny, a rôznetrhacie želatiny na báze nitroesterov (nitroestery sú známejšie pod názvom dynamity). Veľkí priatelia životného prostredia, Švajčiari, ale zistili, že v rúbanine ostáva po nitroesteroch škodlivý spad, takže aj z ekologických dôvodov sa v dnešnej dobe ich používanie obmedzuje, hoci už ani zďaleka nie sú také citlivé ako kedysi. Väčšinu z nich môžete dokonca bezpečne zapáliť a oni vám normálne zhoria, vybuchujú iba pri iniciácii roznetkou. Moderné trhaviny sú tvorené dvoma alebo viacerými emulziami, ktoré sú výbušné až pri ich zmiešaní. Nemajúškodlivý vplyv na pracovníkov, vyznačujú sa vysokou manipulačnou bezpečnosťou,produkujú menej škodlivín, sú účinnejšie. Veľkýboom zažili koncom deväťdesiatych rokov, bezprostredne po vynájdení a dnessa v západnej Európe používajú prakticky iba tieto.
Ružový valec je patróna sypkej trhaviny, Vľavo tie medené tyčinky sú rozbušky naplnené vysoko brizantnou trhavinou, ktoré aktivujú hlavnú nálož. Ružová šnúrka je moderná bleskovica - tenká rúrka naplnená vysoko brizantnou látkou, ktorá horí rýchlosťou 6000 m/s. Dúfam, že to neuvidí moja mama, lebo ma zabije, že jej také veci nosím domov ;-)
Po odstrele je nutné priestor dostatočne vyvetrať, čo môže trvať aj pol hodiny. Potom nastúpi na svoju robotu pásový tunelbager, ktorý vyčistí prierez do požadovaného tvaru (môže byť vybavený aj lopatou aj búracím kladivom) a prihrnie rúbaninu lopatovému nakladaču.
Tu tunelbager práve razí núdzový výklenok
V tieni oddychujúci tunelbager
Lopatový nakladač naberá rozrušenú horninu
Spolupráca nakladača a dampra
Vyťažený materiál sa nakladá na obrovské dampre - nákladné autá schopné uniesť až viac než päťnásť ton.
Krásavec zozadu
Krásavec spredu
Keď už to máme vyvezené, zabezpečíme steny primárnym ostením. To sa skladá vždy zo striekaného betónu, siete z betonárskej výstuže a v prípade potreby aj z oceľových oblúkov.
Primárne ostenie tunela
Najskôr sa pribije sieť, umiestnia sa v správnej vzdialenosti oblúky a betón sa nastrieka. Tunelári sa ešte nezhodli, či je vhodnejšia mokrá zmes, kde sa strieka cez dýzu betón privezený v domiešavači, alebo suchá zmes, kde sa voda pridáva až tesne pred dýzou. Strieka sa zo vzdialenosti asi 1,5 m.
Nákladné auto na mokrú betónovú zmes
Ručné striekanie suchej zmesi
Pokiaľ sa jedná o horniny silne tlačivé, zabezpečuje sa výrub aj horninovými kotvami.
Tu je vidno hlavu kotvy
Po zabudovaní primárneho ostenia je nutné sledovať deformácie - to je tiež jeden z pilierov novej rakúskej tunelovacej metódy. Ďalšie práce môžu pokračovať, až keď deformácie prestanú a masív sa znova nachádza v rovnovážnom stave.
V žiari blesku sa odrážajú terčíky geodetických bodov, ktorými sa sledujú deformácie
Za touto skrinkou je vrt, kde sú umiestnené prístroje na meranie tlakov v hornine za ostením
Pri veľkých tunelových prierezoch nie je technologicky možné raziť na celý profil, preto sa tento zvyčajne člení. Za normálnych okolností na vrchnú časť (kalotu), za ktorou sa v určitej vzdialenosti razí spodná časť (štrosa).
Pred nami stena štrosy, hore už je vyrazená kalota.
Pokiaľ sú podmienky veľmi zlé, tak sa robia bočné predrážky, ktoré sa potom prepoja. Tomuto sa zvyčajne treba snažiť vyhnúť, lebo to nie je celkom v súlade s NRTM. Pre trhavinové razenie a vytvorenie horninovej klenby je ideálne, keď sa počas výstavby mení napätostný stav určitého bodu masívu iba raz. Keď prierez rozčleníme a vyťažíme na štyrikrát toto už nedodržíme a kvalita finálnej horninovej klenby už nie je taká, ako keby sme to robili na jeden šup.
V obtiažnych geologických podmienkach sa najskôr spravia bočné predrážky a potom razí stred medzi nimi.
Častokrát je nutné aj rozšíriť prierez. Pri cestných tuneloch pre výstavbu zálivov, poprípade pri mestských tuneloch pre pripojenia iných komunikácií. Železničné tunely sa rozširujú iba výnimočne, a to v miestach, kde sa plánuje podzemné napojenie inej trate.
Ďalším prvkom rozširujúci prierez sú záchranné výklenky v cestných tuneloch (v železničných sa od nich upúšťa, lebo v rámci prejazdného prierezu sa počíta aj s únikovým chodníkom). Toto ale nie je žiaden výrazný zásah do horninového prostredia. Niektorí uprednostňujú ich čo najskoršie vybudovanie, iní ich robia až vo veľkej vzdialenosti za čelbou, v zásade je to ale prakticky jedno.
Stopy po tunelbagri, ktorý pripravil miesto na výklenok
Keď je hotové primárne ostenie začne sa ukladať izolácia. Predpokladá sa, že primárne ostenie sa časom rozpadne a stane sa ďaleko viac vodopriepustným ako bolo na začiatku. Izolácia zabráni priesakom vody do tunela a po nej voda stečie do drenáže v spodnej časti. Čiže takto zhotovený tunel pôsobí ako drén.
Pohľad na natiahnutú izoláciu
Drenáž v spodnej časti
Izolácia sa pripevní klincami o primárne ostenie, zvyčajne býva z fólií, ktoré sa zvárajú. O ňu sa tiež pripevní výstuž definitívneho ostenia.
Vystuženie sekundárneho ostenia
Definitívne ostenie sa betónuje pomocou betónovacích vozíkov na koľajniciach.
Betónovací vozík pred portálom
Zvnútra sa cez kruhové otvory napĺňa betón. Postupne sa tie otvory zatvárajú a betónuje sa to z vyšších polôh. Je to nutné kvôli správnej konzistencii, pokiaľ by sa to betónovalo zhora od začiatku, než by ten betón stiekol, bol by značne nehomogénny. Zvyčajne sa to aj vibruje, aj keď v poslednej dobe sa používa aj tzv. samozhutňovací betón.
Vozík v plnom nasadení
Ak sa jedná o dlhý cestný tunel, je nutné urobiť medzistrop pre vetrací systém.
Debnenie medzistropu zospodu
Betónovanie medzistropu zhora
V miestach výklenkov sa na debnenie dajú nástavce, ktoré ich vytvarujú. V miestach odstavných zálivov sa tiež môžu dať nadstavce alebo ak je ich v tuneli veľa, tak sa vyrobí samostatný vozík iba na ne.
Čelo vozíka sa musí zašalovať drevom
Jeden vozeň býva dlhý do 12 metrov, nech sa môže vyrektifikovať aj do zákrut. Niekedy sa postupuje o jeden krok s tým, že než zatvrdne, vozík sa posunie a pripraví na ďalšie betónovanie o kúsok ďalej. Alebo jednoducho idú dva vozíky za sebou s tým, že prvý betónuje každý druhý úsek a druhý vypĺňa medzery.
No ale pod zemou sme boli už dlho, takže občas sa treba pozrieť aj ako je vonku krásne. Ďakujem za pozornosť.
Poznámka: Tá výbušnina na fotke je v skutočnosti kus dreva v ružovom papieri s nápisom Permonex, rozbušky sú síce pôvodne pravé, ale sú prevŕtané a nemajú náplň. Rovnako bleskovica je iba ružová rúrka bez tej brizantnej náplne. Navyše je to všetko zreteľne označené ako atrapa .
