GiT11book.indb

GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele

03/2005 (06)

tunele

Budowa najdłuższego tunelu na

świecie Gotthard Base Tunnel

o łącznej długości 153,4 km

am wielką przyjemność podzielić się z Państwem
kilkoma informacjami, które miałem okazję zdobyć,
będąc na budowie najdłuższego (do dziś) tunelu

Gotthard  Base  Tunnel.  Mam  również  świadomość,  że moje
informacje nie wyczerpują całości zagadnienia, wręcz „prze-
ślizgują się po wierzchołku góry lodowej”, ale mam nadzieję,
że  uzupełnienie  znajdą  Państwo  np.  na  stronach  interneto-
wych www.infocentro.ch lub www.neat.ch. Powodem budo-
wy najdłuższego (do dziś) na świecie tunelu znajdującego się
w Szwajcarii  była  modernizacja  publicznej  infrastruktury
transportu  publicznego  w  zakresie  ruchu  pasażerskiego
oraz ochrona  naturalnego  środowiska  Alp  przed  wpływem
narastającego  transportu  kołowego,  który  ma  zostać  skiero-
wany na drogę kolejową przy użyciu specjalnych pociągów.
Przewidywany  koszt  budowy  wzrósł  z  6  323  miliona  CHF
do 7 634  miliona  CHF  w  związku  ze  wzrostem  standardów
bezpieczeństwa  użytkowania  tunelu  (spowodowany  między
innymi pożarem TIR-a w tunelu Mont Blanc). Faza projekto-
wa  została  rozpoczęta  w  1995  roku  i  trwała  do  roku  2000.
Oficjalne rozpoczęcie budowy nastąpiło w 1998 roku, a za-
kończenie prac przewidziane jest na rok 2011, czyli – jak ła-
two  policzyć  –  całość  zadania  obejmuje  minimum  15  lat.
W wyniku realizacji tego projektu mają zostać osiągnięte wy-
żej wymienione cele oraz skrócony zostanie czas podróży ko-
leją pomiędzy miejscowościami w Szwajcarii a Włochami. Np.
czas przejazdu pociągu linii IC/EC pomiędzy Bazyleą a Me-
diolanem wynosi dziś 5 godzin i 20 minut, a po oddaniu no-
wego  tunelu  do użytkowania  będzie  wynosił  3 godziny
i 30 minut. Kolejnym dobrym przykładem uzyskania skróce-
nia czasu przejazdu jest porównanie trasy Zurych– Mediolan,
gdzie  aktualny  czas  podróży  wynosi  4  godziny  i  10  minut,
a ulegnie skróceniu do 2 godzin i 35 minut (przykłady poka-
zuje rys. 1). W ramach realizacji zadania linii Alptrasit powsta-
ją  równocześnie  dwa  znacznie  krótsze  tunele:  Zimmerberg
i Cenari.  Przekrój  wysokościowy  i  rozplanowanie  tuneli
w stosunku do istniejącego tunelu pokazuje rys. 2, który tak-
że  określa  położenie  pierwszego  tunelu  wydrążonego  pod

Rys. 2. Informacje ogólne – przekrój poprzeczny

Rys. 1. Porównanie czasu przejazdu

Rys. 3. Schemat tunelu

Rys. 4. Schemat tunelu

Rys. 5. Bezpieczeństwo użytkowników – tunele awaryjne

tunele

GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele

03/2005 (06)

koniec XIX wieku, w którym znalazły zastosowanie pierwsze
materiały firmy Sika, użyte do uszczelnienia masywu wzgórza
w trakcie drążenia. Od tego czasu nastąpił bardzo duży roz-
wój stosowanych przy tego typu pracach materiałów, techno-
logii i sposobów wykonywania tuneli. W dzisiejszych czasach
technologia wykonania tunelu zależy od układu geologiczne-
go górotworu i jest oparta na metodzie tradycyjnej – miner-
skiej lub na użyciu maszyny drążącej Tunneling Boring Ma-
chine  w skrócie  TBM.  Projekt  tunelu  przewiduje  dwie
niezależne tuby o średnicy 9,14 m, połączone poprzecznie co
300 m szybami – tunelami technicznymi, mającymi spełniać
ważną  rolę  w  zakresie  bezpiecznego  użytkowania  tunelu,
oraz dwie stacje wielofunkcyjne Faido i Sedrun zaprojektowa-
ne tak, aby spełnić wymogi bezpieczeństwa użytkowania tu-
nelu, co pokazują rys. 3, 4 i 5. Szczególny nacisk w trakcie
zmian w projekcie wywołanych zmianą standardu bezpiecz-
nego użytkowania tunelu został położony na możliwość bez-
piecznej ewakuacji pasażerów w razie wystąpienia awarii lub
innego zagrożenia. Sposób drążenia jest określony w nastę-
pujący sposób: w części od strony portalu północnego Erst-
feld o długości 7,4 km i Amsteg o długości 11,4 km przewi-
dziano  drążenie  konwencjonalne  lub  przy  użyciu  TBM,
w części Sedrun – najtrudniejszej ze względu na układ geolo-
giczny,  wynikający  z pionowego  układu  warstw  materiału
geologicznego  niespójnego,  który  bardzo  utrudnia  prace
związane  z  drążeniem  tunelu.  Do długości  6,8  km  przewi-
dziano  wyłącznie  drążenie  konwencjonalne  –  minerskie,
w przypadku części Faido o długości 14,6 km wybrane zosta-
ły  metody  konwencjonalna  i z użyciem  TBM,  w przypadku
części Bodio o długości 16,6 km układ geologiczny pozwala
na użycie maszyny TBM, co pokazuje rys. 6. W ramach reali-
zacji  tego  zadania  do  wydobycia  jest  ponad  13  000  000  m

urobku (dla porównania piramida Cheopsa ma objętość oko-
ło 2 600 000 m

). W trakcie prowadzenia prac miały miejsce

„pułapki geologiczne”, pokazuje to fot. 1, co skutkowało za-
waleniem  się  wydrążonego  tunelu  i koniecznością  wykona-
nia prac od nowa. W ramach realizacji tego zadania zostanie
wykonane  również  około  800  km  tuneli  technologicznych
i awaryjnych przy użyciu TBM, co pokazują fot. 2 i 3. Zestaw
TBM przewidziany do drążenia właściwego tunelu widać na
fot. 4, w całości zmontowany ma on długość 440 m i średnicę
około  10  m  (dla  porównania  boisko  piłkarskie  ma  długość
110 m). TBM jest urządzeniem wielofunkcyjnym, które w za-
leżności  od  wyposażenia  może  wykonywać  różne  prace,
np. drążenie  tunelu,  wywóz  urobku  przy  użyciu  wbudowa-
nych  taśmociągów  oraz  zamontowanie  prefabrykowanych
okładzin  ściennych  do  skonstruowania  wstępnej  obudowy
(jeżeli takie są stosowane). Rys. 7, 8 i 9 pokazują fazy budo-
wy, tzn. sztolnię komunikacyjną oraz tunel jednokierunkowy

Rys. 6. Przekrój geologiczny

Fot. 1. „Pułapki geologiczne”

Fot. 2. Głowica TBM – tunele techniczne

Fot. 3. Tunele techniczne

Fot. 4. Głowica TBM w części Bodio + Faido

GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele

03/2005 (06)

tunele

i dwukierunkowy. W trakcie realizacji zadania używane są
najnowsze osiągnięcia techniki, zarówno w ramach stoso-
wanych rozwiązań materiałowych, jak i maszyn i urządzeń.
Przykładem tego mogą być: fot. 5, pokazująca wnętrze no-
woczesnego urządzenia wiercącego, stosowanego przy me-
todzie konwencjonalnej, oraz fot. 6, pokazująca urządzenie
o nazwie „Bohr Jumbo” wiercące i osadzające kotwy o dłu-
gości do 12 m. Z kolei fot. 7 pokazuje nowoczesne urzą-
dzenie natryskujące beton produkcji Sika Aliva. Fot. 8 poka-
zuje

rozgałęzienie

tunelu

trakcie

budowy

z podwieszonymi u góry rurami doprowadzającymi świeże
powietrze do wnętrza tunelu (co ciekawe, w trakcie budo-
wy  stosowane  są  normalne  spalinowe  maszyny  i urządze-
nia,  a  samochody  używane  w trakcie  prac  można  rozpo-
znać po braku rejestracji, gdyż nigdy nie wyjeżdżają poza
plac budowy – tunel). Po wydrążeniu i osadzeniu kotwy są
oznaczane  różnymi  kolorami,  w zależności  od  czasu  osa-
dzenia,  długości  i  przeznaczenia,  co  pokazuje  fot.  9.  Przy

Rys. 9. Tunel dwukierunkowy

Rys. 8. Tunel jednokierunkowy

Rys. 7. Sztolnia komunikacyjna

Fot. 5. Nowoczesne urządzenie wiercące

Fot. 6. Wiercenie przy użyciu „Bohr Jumbo”

Fot. 7. Natryskiwanie betonu

Fot. 8. Sklepienie

tunele

GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele

03/2005 (06)

realizacji zadania stosowane są nowoczesne rozwiązania
technologiczne dotyczące materiałów i technologii używa-
nych w trakcie budowy. Np. stosuje się na dużą skalę
pierwszą warstwę betonu natryskowego, w którym jest za-
warte 30 kg na m

włókien stalowych Dramix RC65/35, na

co pozwala skonstruowana w oparciu o domieszki z grupy
Sika  Viscocrete  mieszanka  betonowa.  Właściwe  rozwiąza-
nia  dotyczące  technologii  betonu  i domieszek  pozwalają
aktualnie  stosować  tego  typu  mieszanki  w  pozycji  sufito-
wej. Równie ciekawą realizacją jest stosowanie betonu SCC,
czyli mieszanki samozagęszczającej się o recepturze opartej
na  domieszkach  z  grupy  Sika  Viscocrete  do  betonowania
obudowy. Zastosowanie takiej mieszanki pozwala wyelimi-
nować całkowicie konieczność wibrowania oraz zapewnia
właściwe wypełnienie szalunków. Transport betonu na bu-
dowę odbywa się w oparciu o specjalne wagoniki kolejowe
przypominające  rakiety  złożone  z  czterech  wagoników
i  małej lokomotywy, co pokazuje fot. 10. Bardzo ciekawym
aspektem  konstruowania  tego  typu  budowli  jest  koniecz-
ność uwzględnienia osiadania górotworu i przeciwdziałanie
mu,  co  pokazują  fot.  11  –  pozostawienie  miejsca  na  „od-
dech góry” i 12 – skala osiadania. Wykonanie szczelnej war-
stwy izolacyjnej zostaje osiągnięte dzięki zastosowaniu sys-
temu  folii  termozgrzewalnej  Sikaplan  Tunnel  (wraz
z uszczelnieniem połączeń dylatacyjnych, przy użyciu taśm
Sika Waterbar), co pokazuje fot. 13. Bardzo ważne dla pra-
widłowego  wykonania  tego  typu  zabezpieczenia  przeciw-
wodnego jest właściwe rozplanowanie sekcji, pozwalające
na  ewentualne  łatwe  naprawy  (wytworzona  przy  użyciu
taśm  Sika  Waterbar  sekcja  pozwala  znacznie  ograniczyć
pole naprawy) wynikłe np. z awarii. Równie ważnym ele-
mentem jest szybka, sprawna i dobrze wykonana aplikacja
maszynowa folii Sikaplan Tunnel (niestety w Polsce niezna-
na  ze względu  na  znacznie  mniejszą  skalę  realizacji).  Re-
asumując,  pozwalam  sobie  na  stwierdzenie,  że  Gotthard
Base Tunnel jest jednym z najciekawszych zadań inżynier-
skich realizowanych aktualnie na świecie, a posługując się
językiem polskiej komedii filmowej, powiedzieć by można
– „nasi tu byli”, gdyż w kierownictwie budowy można spo-
tkać  polsko  brzmiące  nazwiska,  a  od  jednego  z kierowni-
ków odcinka sam usłyszałem – „mój ojciec był z Katowic”.
Z górniczym pozdrowieniem Glück auf! 

Fot. 9. Druga warstwa obudowy wstępnej

Fot. 10. Transport betonu

Fot. 11. Rozwiązanie dotyczące osiadania górotworu

Fot. 12. Deformacja wynikająca z osiadania górotworu

Fot. 13. Hydroizolacja Sikaplan Tunnel

autor

inż. Maciej Karpała

Sika Poland Sp. z o.o.