background image

Budownictwo 14 

Roman Gąćkowski, Beata Ordon, Maksym Grzywiński, Witold Paleczek 

TECHNOLOGIA NOWOCZESNYCH DESKOWAŃ 

STOSOWANYCH PRZY BUDOWIE OBIEKTÓW TUNELOWYCH 

Wstęp 

Nowoczesne  deskowania  stosowane  podczas  realizacji  betonowych  konstrukcji 

tunelowych  łączą  w  sobie  technikę  deskowania  stosowaną  w  górnictwie  z  techniką 
systemowych  deskowań  modułowych  stosowanych  przy  realizacji  budowli  naziem- 
nych.  Ze  względu  na  sposób  realizacji  obiektów  tunelowych  można  wyróżnić  trzy 
zasadnicze  metody  budowy  obiektów  tunelowych:  metodę  otwartą,  półotwartą 
zamkniętą

Sposoby  deskowania  obiektu  tunelowego  w  metodzie  otwartej  są bardzo zbliżo- 

ne do rozwiązań stosowanych przy realizacji betonowych budowli naziemnych. 

W  metodzie  półotwartej  realizowany  jest  z  reguły  wykop  odkrywkowy,  którego 

betonowe ściany poddawane są „zadaszeniu”. 

W metodzie zamkniętej, typowej dla budowli podziemnych, prowadzone są robo-

ty  górnicze  związane  z  drążeniem  górotworu,  którego  strop,  spąg  i  ociosy  są  za-
zwyczaj  szczelnie  zabudowywane.  Stosowana  technologia  deskowania  jest  zależna 
także od przekroju poprzecznego tunelu - przekroje: prostokątne, kołowe, elipsoidal- 
ne  i  przekroje  mieszane.  W  zależności  od  metody  budowy  tunelu  i  jego  przekroju 
poprzecznego    zachodzi  konieczność  stosowania  takiego  deskowania,  które  zapew- 
niać będzie przeniesienie obciążeń pochodzących od otaczającego górotworu i płyn- 
nego  betonu,  a  zarazem  umożliwi  bezkolizyjny,  możliwie  szybki  i bezpieczny front 
robót [1-4]. 

1. Deskowania w metodzie otwartej 

Ściany  wjazdów  do  tunelu  są  z  reguły  częściami  konstrukcji  tunelu  wykonywa-

nymi  metodą  otwartą.  Przykładem  deskowania  obrzeża  portalu  tunelu  może  być 
portal  północny  tunelu  Niedernhausen  w  Niemczech  (rys.  1).  Ściany  zewnętrzne 

background image

R. Gąćkowski, B. Ordon, M. Grzywiński, W. Paleczek 

 

14 

wjazdów  przechodzą  płynnie  w  elipsoidalne  obrzeże  portalu,  zmieniając  na  swojej 
długości krzywizny i nachylenie. 

Dopasowywane  promieniowo  elementy  deskowania  modułowego  połączone  są 

zamkami  z trapezowymi  wstawkami  listew  drewnianych,  dokładnie  odwzorowują-
cych linię ścian, pozwalając uzyskać wysoką jakość powierzchni betonu. Deskowa- 
nie  (rys.  rys.  1,  2)  zamocowano  do  powierzchni  roboczej  za  pomocą  systemowych 
rygli;  rektyfikację  przeprowadzano  za  pomocą  regulowanych rozpór. Platforma dla 
deskowania  samego  obrzeża  tworzy  płaszczyznę  nachyloną  pod  kątem  30°.  Na  ry-
sunku  złożeniowym  (rys.  2)  pokazano  przekrój  podłużny  i  fragment  rzutu  z  góry 
szalunku w widoku z pochylonej płaszczyzny wlotu. 

 

 

Rys. 1. Tunel Niedernhausen (Niemcy); elipsoidalne obrzeże portalu 

 

background image

Technologia nowoczesnych deskowań stosowanych przy budowie obiektów tunelowych 

 

15 

Rys. 2. Tunel Niedernhausen; przekrój podłużny i fragment rzutu z góry 

deskowania obrzeża portalu 

Na  rysunku  3  przedstawiono  rozwiązanie  podpór  w  widoku  z  wnętrza  tunelu: 

zamocowane  do  stropu  tunelu  zaczepy  przejmują siły poziome, za pomocą wałków 
napinacza  i  ściągów  dokonywane  jest  dokładne  ustawienie  elementów  modułowego 
szalunku  łukowego,  w  stosunku  do  istniejącego  przekroju  tunelu.  Zaprezento- 
wane  rozwiązanie  umożliwiło  utrzymanie  ruchu  w  tunelu,  nawet  po  zadeskowaniu 
obrzeża portalu. 
 

 

Rys. 3. Tunel Niedernhausen; widok od strony wewnętrznej tunelu na deskowanie 

obrzeża portalu 

 

Rys. 4. Tunel autostrady D’Areuse (Szwajcaria); widok samojezdnego 

deskowania hydraulicznego 

background image

R. Gąćkowski, B. Ordon, M. Grzywiński, W. Paleczek 

 

16 

Innym  ciekawym  rozwiązaniem  jest  deskowanie  tunelu  autostrady

 

A5

 

pomiędzy 

Neychatel  i  Yverdon  w  okolicy  D’Areuse  w  Szwajcarii  (rys. 4).  Cechą  charaktery- 
styczną tego obiektu, o długości 481 m, są zmienne przekroje obydwu prostokątnych 
rur tunelu (rys. 5). Początkowo technologia wykonania obiektu przewidywała beto- 
nowanie  przekroju  w  pięciu  etapach  -  została  jednak  zmodyfikowana  w kierunku 
szybszej  metody  półmonolitycznej,

 

obejmującej  trzy

 

etapy  betonowania  dzięki  pro- 

jektowi  umożliwiającemu  betonowanie  ścian  i  stropu  jednocześnie.  Poprzeczne 
spadki  w  tunelu  wynosiły  od  2,4  do  4,4%,  wobec  czego  zastosowano  samojezdne 
deskowanie hydrauliczne, dopasowujące się do geometrii przekroju. 

 

 

Rys. 5. Tunel D’Areuse; przekrój przez dwie rury tunelu: widoczne deskowanie 

wewnętrzne i zewnętrzne obiektu 

 

Rys. 6. Wózek deskowaniowy 

opuszczany i podnoszony dzięki 

układowi hydraulicznemu 

- przetaczanie poprzez napęd 

elektryczny 

Rys. 7. Siłowniki hydrauliczne samojezdnego 

deskowania tunelowego  

Wózki  deskowaniowe  tunelu  (rys.  6)  opuszczane  były  dzięki  układowi  hydrau-

licznemu,  natomiast  ich  przetaczanie  odbywało  się  poprzez  napęd elektryczny. Do-

background image

Technologia nowoczesnych deskowań stosowanych przy budowie obiektów tunelowych 

 

17 

pasowywanie się szalunku do wysokości i szerokości tunelu (rys. 7), a także funkcje 
opuszczania  i  przetaczania  wyposażono  w  napęd  hydrauliczny  z  siłownikami  przeciw- 
bieżnymi. Na uwagę zasługuje czas potrzebny do manipulacji samojezdną obudową 
tymczasową  trzyosobowej  brygadzie

 

-  przetoczenie  wózków na odcinku

 

12 metrów 

dla  umieszczenia  ich  w  następnym  miejscu  betonowania,  który  nie  przekraczał 
10  minut,  natomiast  cały  proces  rozdeskowania,  opuszczenia  i  ostatecznego  usta- 
wienia w nowym miejscu, nie przekraczał jednej godziny. Kolejne odcinki tunelu (w 
sumie  40  odcinków  12-metrowych)  wykonywane  były  co  dwa  tygodnie.  Ze- 
wnętrzne deskowanie tunelu (rys. 5) było przestawiane za pomocą żurawia. 

2. Deskowania w metodzie półotwartej 

Przykładem  deskowania  tunelu  wykonywanego metodą półotwartą może być tu-

nel autostrady Mondorf-les-Bains (Luksemburg), (rys. 8). Podziemny odcinek auto-
strady  jest  częścią  drogi  międzynarodowej,  prowadzącej  przez  Metz  we  Francji 
przez Luksemburg do Niemiec. Metodą odkrywkową wykonano tam wykop na dwie 
rury  tunelu,  w  których  zostały  zaprojektowane  po  dwa  pasma  ruchu  każda. 
W  celu  dopasowania  się  do  geometrii  terenu  zaprojektowano  zmienny  przekrój  rur 
tunelu. Na długości 300 m trasę należało przekryć płaskim stropem o grubości 1,00 m. 
Dalej  na  długości  275  m  przewidziano  strop  o  przekroju  łukowym  i  grubości  wy- 
noszącej  0,66  m.  Niedostępność  skarp  ziemnych  wzdłuż  tunelu  wraz  ze  spadkami 
podłużnymi, zmieniającymi się w granicach do 4% czyniły nieekonomicznym użycie 
żurawia  na  tej  budowie,  wobec  czego  przyjęto  następujące  rozwiązanie  technolo-
giczne:  trzy  przejezdne  wózki  szalunkowe  dla  ścian  i  dwa  wózki  dla  podwójnych 
sklepień.  Przekrój  przez  sklepienie  jednej  z  rur  z  uwidocznieniem  rozpór  szalunku 
sklepieniowego  na  montażowym  wózku  szalunkowym  przedstawiono  na  rysunku 
(rys.  9).  Dopasowanie  do  sklepienia  o promieniu  7,50  m  umożliwiały  systemowe 
ele- menty obudowy tymczasowej z ryglami przegubowymi, dźwigarami oraz wypo-
rami. 

 

 

Rys. 8. Tunel autostrady Mondorf-les-Bains (Luksemburg) 

background image

R. Gąćkowski, B. Ordon, M. Grzywiński, W. Paleczek 

 

18 

Na  długości  10  m  taktu  betonowania  obciążenia  były  bezpiecznie  przejmowane 

przez  dziewięć  łuków  obudowy  z  wyporami  (rys.  10).  Ściany  wykonywano  z  wy- 
przedzeniem,  a  po  nich,  na  zrealizowany  odcinek przesuwano wózki z tymczasową 
obudową stropową. 

 

Rys. 9. Przekrój przez jedną z rur tunelu (Mondorf-les-Bains) 

ze szczegółem deskowania sklepienia 

 

Rys. 10. Widok deskowania sklepienia tunelu (Mondorf-les-Bains) 

w takcie 10-metrowym 

Zastosowanie przejezdnych deskowań ścian skracało czas potrzebny na ich prze- 

stawianie  i pozwalało  zrezygnować  z  żurawia.  Elementy  tymczasowej  obudowy 
zmechanizowanej o

 

wymiarach 2,50

 

x

 

3,00

 

m zestawione zostały

 

na

 

wózkach

 

w

 

ze- 

społy  o długości 12,50 m. Wózki deskowaniowe utrzymywane były w równowadze 
przez sześć przeciwwag o ciężarze 50 kN każda. Na uwagę zasługuje szybki postęp 
robót:  przy  ścianach  tunelu  wykonywanych  z  wyprzedzeniem  (rys.  8)  brygada 
obiek-  tu  osiągnęła

 

na

 

deskowanie,

 

czyszczenie,

 

zakładanie ściągów

 

i przestawianie 

czas jednostkowy wynoszący średnio 0,27 h/m

2

Innym  przykładem  może  być  tunel  Södra  Lanken  w  Sztokholmie  (Szwecja) 

o  długości  16,6  km,  który jest częścią najdłuższego szwedzkiego projektu autostra-

background image

Technologia nowoczesnych deskowań stosowanych przy budowie obiektów tunelowych 

 

19 

dowego  i  składa  się  z  dwóch  równoległych  rur  o  przekroju  prostokątnym (rys. rys. 
11, 12). 

W  rozwiązaniu  szalunkowym  zastosowano  w  tym  przypadku  wózki  deskowa- 

niowe do stropów, podpierane w przekroju przez dwa zespoły podpór. Dopasowanie 
do  zmiennych  szerokości  przekroju  odbywało  się  za  pośrednictwem  oddzielnie  wy-
suwanych  dźwigarów  teleskopowych.  W  koncepcji  przewidziano  wystarczająco 
duży prześwit do przejazdu dla pojazdów budowy (rys. 11). Odpowiednio do zmien- 
nej geometrii budowli

 

wózki obudowy

 

tymczasowej zaprojektowano

 

tak,

 

aby

 

umoż-

li-  wiały  dopasowanie  się  do  zmiennej  szerokości  w  rejonie  rampy  wjazdowej,  w 
gra-nicach  14,2014,83  m  i 10,7017,32  m  w  rejonie  rampy  wyjazdowej  (rys. 
13). Bezpieczne przeniesienie obciążeń w rejonie wejściowego poszerzenia rur tune-
lu wykonano za pomocą licznych wież podporowych (rys. 12). 
 

 

Rys.11. Tunel Södra Lanken (Szwecja); wózki deskowaniowe stropów płaskich 

i sklepionych 

 

Rys. 12. Tunel Södra Lanken; wieże podporowe w rejonie wejściowym 

background image

R. Gąćkowski, B. Ordon, M. Grzywiński, W. Paleczek 

 

20 

Istniejący,  sześciopasmowy tunel pod Łabą w Hamburgu (Niemcy) został odda-

ny do użytku w 1975 roku i nie może sprostać dzisiejszemu nasileniu ruchu, wyno- 
szącemu  ponad  140  000  pojazdów  dziennie.  Czwarta  rura  tunelu  o  długości  4,4  m 
ma za zadanie zmienić tę sytuację. W tym celu wykonano w otwartym wykopie trasę 
Rampy Północnej jako przyłączenie trasy tunelowej do autostrady A7. Przy łącznej 
długości  wynoszącej  400  m,  dla  umożliwienia  późniejszej  zabudowy,  przekryto 
stropem  odcinek  długości  160  m.  Dla  tej  długości  zamontowano  wózek  obudowy 
tymczasowej, za pomocą którego wykonywano 10-metrowymi odcinkami w jednym 
odlewie pochylone zakończenia ścian wraz ze stropem. 
 

 

Rys. 13. Przekrój przez rury tunelowe (Tunel Södra Lanken) 

Rozdeskowanie  wózka  odbywało  się  przez  wyjęcie  elementu  kalenicowego  obudo-
wy i odciążenie zastrzałów (rys. 14). Obudowa tymczasowa sterowana była hydrau- 
licznie. Przetoczenie ważącego 560 kN wózka obudowy odbywało się po opuszcze- 
niu deskowania o ok. 10 cm za pomocą wciągarek linowych (rys. 15). 

 

background image

Technologia nowoczesnych deskowań stosowanych przy budowie obiektów tunelowych 

 

21 

 

Rys. 14. Czwarta rura tunelu Łaby, Rampa 

Północna, Hamburg (Niemcy) 

Rys. 15. Przekrój poprzeczny 

rury tunelu w Hamburgu: 

wózek szalunkowy ważący 

560 kN 

Tunel Entlisberg (Szwajcaria) jest istotnym elementem zachodniej części obwod- 

nicy  Zürichu  (rys.  16).  Podwójny  tunel  mieści  łącznie  sześć  pasów  ruchu.  Każda 
z dwóch rur tunelu o szerokości 16,20 m ma dwa przekroje (rys. rys. 17-19). Różnej 
długości  odcinki  tunelu  o  przekroju  prostokątnym  łączą  się  po  obydwu  stronach 
z częścią środkową o długości 350 m w obszarze łukowego sklepienia. 
 

 

Rys. 16. Tunel Entlisberg, Zürich (Szwajcaria) 

background image

R. Gąćkowski, B. Ordon, M. Grzywiński, W. Paleczek 

 

22 

 

 

 

Rys. 17. Zamknięte wewnętrzne 

i zewnętrzne deskowania w stanie 

gotowym do betonowania 

Rys. 18. Stropowy wózek 

deskowaniowy dla odcinków 

o przekroju prostokątnym 

Rys. 19. Wózek deskowaniowy 

dla przekrojów prostokątnych 

przetaczany przez odcinek 

 o sklepieniu łukowym 

Rozwiązanie takie wynikło z płaskiego przekroju terenu na odcinkach portali. Do 

szalunków  zastosowano  wózki  z  systemem  hydraulicznym,  których  przetaczanie 
zapewniały  dwa  silniki  elektryczne.  Harmonogram  robót  szalunkowych  (rys.  20) 
przedstawiał się następująco: 
1.  Początek robót z wózkiem W1 w polu A-Zachód (28 etapów po 12,50 m). 
2.  Z przesunięciem czasowym start wózka W2 na B-Zachód (13 etapów po 12,50 m). 
3.  Przestawienie W1 na pole C-Wschód (28 etapów po 12,50 m). 
4.  Hydrauliczne  obniżenie  W2  i  przetoczenie  pod  gotowym  sklepieniem  A-Zachód 

na pole C-Zachód. 

5.  Po ukończeniu C-Zachód przetoczenie W2 na pole E-Wschód. 
6.  Po  ukończeniu  E-Wschód  i  D-Wschód  wózek  W2  przetaczany  pod  gotowym 

sklepieniem na pole F-Wschód. 

 

Rys. 20. Szkic kolejności robót deskowaniowych w Tunelu Entlisberg (Szwajcaria) 

Zrealizowano  dwa  razy  po  28  etapów w środkowej części ze sklepieniami łuko- 

wymi (rys. rys. 18, 20) oraz dwa razy po 5 etapów na odcinkach o przekroju prosto- 

background image

Technologia nowoczesnych deskowań stosowanych przy budowie obiektów tunelowych 

 

23 

kątnym (rys. 19). W efekcie przy pomocy trzech osób, w ciągu tylko 2 godzin, moż-
na było opuścić, przesunąć i ustawić w nowym miejscu 400 m

2

 szalunku sklepienia. 

 

 

              Rys. 21. Przykład zmechanizowanego deskowania w tunelu 

3. Deskowania w metodzie zamkniętej 

W  metodzie  zamkniętej  szalowania  obiektów  tunelowych stosowane są odmiany 

zmechanizowanych  systemów  i  obudów  górniczych.  Po  takcie  maszyny  drążącej 
i  usunięciu  urobku  montowana  jest  obudowa  tubingowa,

 

a

 

w

 

dalszym etapie

 

wpro-

wa-  dzany  zmechanizowany  system  deskowania  (rys.

 

21),  pozwalający  na  prowa-

dzenie  betonowania.  W  zależności  od  kształtu  przekroju  poprzecznego  rury  tunelu 
można wyróżnić zmechanizowany system deskowania spągu (rys. 22), zmechanizo-
wany  system  deskowania  stropu  i  ociosów  (rys.  23)  oraz  zmechanizowany  system 
desko-wania  pełnego  (rys.  24).  Roboty  deskowaniowe  w  metodzie  zamkniętej  pro-
wadzi się z zachowaniem zasad obowiązujących w górnictwie podziemnym [4, 5]. 

 

 

Rys. 22. Zmechanizowany system 

Rys. 23. Zmechanizowany system 

background image

R. Gąćkowski, B. Ordon, M. Grzywiński, W. Paleczek 

 

24 

deskowania spągu 

deskowania ociosów i stropu 

 

Rys. 24. Zmechanizowany system deskowania - pełny 

 Wnioski 

Zastosowanie  nowoczesnych  systemów  szalunkowych  w  technologii  realizacji 

obiektów  tunelowych,  w  porównaniu  z  deskowaniami  ręcznymi,  pozwala  wielo- 
krotnie  zwiększyć  wydajność  i  postęp  robót  przy  jednoczesnym  wzroście  bezpie- 
czeństwa  prac.  Informacje  pozyskane  od  inwestorów  pozwalają  zauważyć,  że  sto-
sowanie  najnowszej  generacji  systemów  deskowaniowych  w  znacznym  stopniu 
obniża  koszty  ostateczne  inwestycji  przy  jednoczesnym  skróceniu  czasu  oddania 
obiektów do eksploatacji. 

Podziękowanie 

Autorzy artykułu składają podziękowanie Firmie DOKA

®

 oraz Firmie PERI

®

 za 

udostępnienie  przedmiotowych  bibliotek  programowych  oraz  za  okazaną  życzli-
wość przy opracowywaniu niniejszej problematyki. 

 Literatura 

[1]  ACS Selbstkletterschalung, Praca zbiorowa, PERI GmbH Verlag, Weissenhorn 2000. 

[2]  Informator techniczny, Praca zbiorowa, PERI GmbH Verlag, Weissenhorn 2000.  

[3]  Katalog deskowań, Praca zbiorowa, DOKA Industrie GmbH, Amstetten 2001. 

[4]  Poradnik górnika, Praca zbiorowa, Wydawnictwo Śląsk, Katowice 1972. 

[5]  Schmitt R., Die Schalungstechnik, Ernst & Sohn Verlag, Berlin 2001.