Mgr inż. Maciej Błach – Prezes Zarządu
Mosty Katowice Spółka z o.o.
Mgr inż. Krzysztof Markowicz – Dyrektor ds. Projektowania
ul. Rolna 12
40-282 Katowice, Polska
„Drogowa Trasa Średnicowa (DTŚ) kontrakt nr 7 i 8 w Katowicach – projekt i budowa tunelu
drogowego w centrum miasta”
„Drogowa Trasa Średnicowa (DTŚ) contract 7 and 8 in Katowice – design and construction of the
road tunnel in the city centre”
Odcinek drogi krajowej nr 79 biegnący w śladzie obecnej Drogowej Trasy Średnicowej podlegający
przebudowie stanowił od momentu jego oddania do użytkowania jeden z najbardziej strategicznych węzłów
komunikacyjnych miasta Katowic. Rejon „Ronda Katowice” i zbiegające się w tym miejscu: ulica
Korfantego (kierunek północ południe), ulica Chorzowska i Roździeńskiego (kierunek wschód zachód, DK
79), linia tramwajowa oraz przejścia dla pieszych we wszystkich kierunkach, pełniły od zawsze centralny
punkt miasta Katowic.
Na potrzeby bezkolizyjnego przeprowadzenia ruchu przez centrum miasta koniecznym było
opracowanie projektów technicznych kilkunastu obiektów inżynieryjnych tj. tunel, mury oporowe wzdłuż
trasy głównej, wiadukt drogowy w ciągu ulicy Sokolskiej, wiadukt w ciągu ulicy Nowogranicznej, trzy
wiadukty tramwajowe, kilkaset metrów ekranów dźwiękochłonnych oraz podziemne przejście i kładkę dla
pieszych pozwalające przekroczyć ulicę Roździeńskiego.
Kluczowym obiektem inżynieryjnym przedsięwzięcia umożliwiającym dwupoziomowe prowadzenie
ruchu samochodowego jest tunel drogowy długości 738 m. Zaprojektowany i realizowany obecnie przekrój
poprzeczny tunelu umożliwia przeprowadzenie trzech pasów ruchu szerokości 3,5m w każdej nawie oraz
chodników dla obsługi technicznej. W celu zapewnienia wszystkich wymogów bezpieczeństwa oraz
spełnienia wszystkich norm, przepisów i wytycznych obowiązujących w Polsce i Europie zaprojektowano
systemy bezpieczeństwa i sterowania tunelem pozwalające na jego monitoring oraz pełne sterowanie
z punktu zarządzania kryzysowego Urzędu Miasta Katowice.
Przed wykonawcą robót zostały postawione wysokie wymagania precyzyjnie określone w instrukcjach
i warunkach dokumentacji przetargowej. Jako nienaruszalne warunki kontraktu zostały przyjęte między
innymi: czas realizacji zadania wynoszący 40 miesięcy, utrzymanie w trakcie wykonawstwa ruchu
samochodowego, tramwajowego i pieszego oraz zapewnienie ciągłych dostaw przebudowywanych
w ramach zadania mediów tj. wody, energii elektrycznej, ciepła jak i połączeń telefonicznych.
The section of National Road No. 79 within the current Drogowa Trasa Średnicowa that is under
reconstruction has been one of the most strategic traffic nodes of the city of Katowice ever since it was put
into service. The area of the Katowice Roundabout and the streets that converge in it: Korfantego (north-
south direction), Chorzowska and Roździeńskiego (east-west direction, NR 79), the tramway line and the
pedestrian crossings in all directions have always formed the central point of the city of Katowice.
In order to ensure the safe and continuous flow of traffic through the city, it was necessary to develop
technical projects for more than a dozen engineering facilities, i.e. a tunnel, retaining walls along the main
route, a road viaduct within Sokolska St., a viaduct within Nowograniczna St., 3 tramway viaducts, several
hundred metres of sound absorbing screens and subway, and gangway allowing pedestrians to cross
Roździeńskiego St.
The key engineering facility of the project that made grade separated traffic on two levels possible is a
road tunnel of 738 m in length. The cross-section of the tunnel that has been designed and that is currently
being carried out includes three 3.5 m wide traffic lanes in each of the aisles and walkways for the technical
service staff. In order to ensure that all the safety requirements are met, as well as all the applicable
standards, regulations and guidelines that are in force in Poland and in Europe, safety and tunnel control
systems have been designed, making it possible to monitor and control the whole tunnel from the crisis
management centre at the Katowice City Office.
The contractor had to meet the high requirements that were precisely defined in the instructions and
conditions of the tender documentation. Inviolable conditions laid down in the contract included the
following: the deadline for execution of the task (40 months), the obligation to maintain the flow of car,
tramway and pedestrian traffic while carrying out the works, as well as the continuous supply of utilities
while the relevant networks are under reconstruction (water, electrical power, heating and telephone
connections).
Dane ogólne
-
inwestor
Drogowa Trasa Średnicowa S.A.
z siedzibą przy ul. Mieszka I nr 10, 40-877 Katowice
-
finansowanie
Faza
projektowa
została
sfinansowana
z
ś
rodków
Urzędu
Marszałkowskiego Województwa Śląskiego.
Faza realizacji inwestycji została sfinansowana jak wyżej przez Urząd
Marszałkowski oraz z pozyskanych środków Unii Europejskiej
-
harmonogram robót
inwestor zadania zlecając wykonanie projektu przewidział czasookres
jego realizacji wraz z uzyskaniem pozwolenia na budowę na 18
miesięcy, natomiast czas wykonania inwestycji na 40 miesięcy.
-
koszty realizacji
Układ drogowy:
15,2 mln euro
Infrastruktura:
13,9 mln euro
Obiekty inżynieryjne: 45,3 mln euro (w tym tunel: 28,4 mln euro)
Łącznie 74,4 mln euro
-
statystyka
Tematem projektu i realizacji jest budowa Drogowej Trasy
Ś
rednicowej w śladzie drogi krajowej nr 79 klasy GP 2/3 o długości
2,265 km
Etapy projektu i fazy zatwierdzeń dokumentacji
Zlecenie obejmowało kompleksowe wykonanie dokumentacji
projektowej wraz z wszystkimi uzgodnieniami i pozwoleniem na
budowę.
Zleceniodawca zamówił w biurze projektowym kolejno:
-
projekt wstępny zawierający wariantowe rozwiązania układu
drogowego oraz wszystkich robót towarzyszących z analizą
finansową efektywności ekonomicznej,
-
projekt budowlany wykonany zgodnie z obowiązującym Prawem
Budowlanym na podstawie którego biuro projektowe w imieniu
inwestora wystąpiło do Urzędu Wojewódzkiego z wnioskiem o
pozwolenie na budowę,
-
projekt wykonawczy zawierający szczegółowe rozwiązania
techniczne przeznaczony dla wykonawcy robót wyłonionego do
realizacji zadania w odrębnym postępowaniu przetargowym,
-
dokumentację przetargową służącą inwestorowi zadania do wyłonienia w drodze przetargu wykonawcy
robót budowlanych. W dokumentacji przetargowej zostały zawarte ogólne warunki i instrukcje dla
kontraktu, szczegółowe specyfikacje techniczne, przedmiary robót oraz dokumentacja techniczna
rysunkowa i opisowa.
Wszystkie etapy projektu podlegały zatwierdzeniu na radach projektu oraz weryfikacji przeprowadzanej
przez niezależne zespoły audytorów wytypowanych przez inwestora.
Zakres prac projektowych
Przebudowa układu komunikacyjnego wymusiła opracowanie projektów obejmujących swym zakresem
wszystkie branże budowlane.
Jako wiodące branże przyjęto branżę inżynieryjną i drogową. Na potrzeby bezkolizyjnego
przeprowadzenia ruchu przez centrum miasta koniecznym było opracowanie projektów technicznych
następujących obiektów inżynieryjnych: tunel, mury oporowe wzdłuż trasy głównej, wiadukt drogowy w
ciągu ulicy Sokolskiej, wiadukt w ciągu ulicy Nowogranicznej, trzy wiadukty tramwajowe, kilkaset metrów
ekranów dźwiękochłonnych, podziemne przejście oraz kładkę dla pieszych pozwalające przekroczyć ulicę
Roździeńskiego.
Wraz z drogą i obiektami inżynieryjnymi przebudową zostały objęte: linia tramwajowa wraz z trakcją,
sieć energetyczna wysokiego, średniego i niskiego napięcia, sieć teletechniczna kilkunastu operatorów, sieć
gazowa średnio i niskoprężna, sieć wodociągowa i kanalizacyjna, sieć ciepłociągów zasilających przyległe
osiedla, oświetlenie ulic, ciągów pieszo-rowerowych i obiektów komunikacji.
Zakres przeprowadzonych uzgodnień
Niezależnie od weryfikacji przeprowadzanych przez zleceniodawcę, dokumentacja techniczna podczas
projektowania była opiniowana, uzgadniana i wykonywana na podstawie warunków technicznych
określanych przez właścicieli sieci i urządzeń, zarządców dróg i terenów, właściwe dla zagadnienia urzędy
i ich poszczególne wydziały, jak również obowiązujące normy i przepisy.
Biuro projektów uzyskało łącznie 323 warunki techniczne wykonania projektu, uzgodnienia, opinie,
zatwierdzenia oraz finalnie pozwolenie na budowę.
Projekt tunelu
Uwzględniając obecne i prognozowane natężenie
ruchu zaprojektowano dwunawowy przekrój poprzeczny
tunelu umożliwiający przeprowadzenie trzech pasów
ruchu w każdej nawie wraz z chodnikami dla obsługi
technicznej po obu stronach jezdni.
Charakterystyka ogólna tunelu jest następująca:
szerokość (w świetle obudowy zewnętrznej) 30,4 m,
długość 738,0 m, światło poziome 2 x 13,8 m, jezdnie 2 x
10,5 m, światło pionowe 5,4 m, skrajnia pionowa 4,7 m,
wysokość konstrukcyjna stropu 1,1 do 1,3 m.
Tunel posiada konstrukcję ramową o węzłach sztywnych,
posadowioną za pomocą ścian szczelinowych. Segmenty
rygla tunelu o długości 12 m oddylatowano od siebie a
portale
wykonywano
jako
monolityczne
wraz
z
segmentami skrajnymi.
Realizacja tunelu
Budowa tunelu w ścisłym centrum miasta Katowic była najtrudniejszym do wykonania elementem
kontraktu. Już na etapie realizacji dokumentacji projektanci obiektu zmuszeni byli do wykonania projektu
którego realizacja będzie możliwa przy ciągłym utrzymaniu ruchu na ulicy Chorzowskiej i Roździeńskiego
oraz nie będzie powodowała większych zakłóceń w komunikacji miejskiej. Powstałe na tym etapie
opracowanie pt. „Wytyczne do realizacji kontraktu” posłużyło inwestorowi do precyzyjnego zdefiniowania
warunków jego realizacji już na etapie przetargu publicznego. Każdy oferent na etapie przetargu został
zobowiązany do opracowania szczegółowego harmonogramu i organizacji robót budowlanych w celu
zapewnienia 40 miesięcznego cyklu budowy oraz utrzymania ciągłego ruchu w centrum miasta.
Cały skomplikowany proces budowy tunelu można w skrócie przedstawić według poniższego wykazu
robót:
1.
Przezbrojenie terenu i usunięcie kolizji
2.
Wykop do spodu rygla tunelu i przygotowanie dróg technologicznych oraz ścianek prowadzących
3.
Głębienie, zbrojenie i betonowanie ścian szczelinowych
4.
Zbrojenie i betonowanie rygla tunelu
5.
Zaizolowanie i zasypanie tunelu
6.
Drążenie tunelu
7.
Wykonanie drenażu, odwodnienia tunelu i kanałów kablowych
8.
Wykonanie konstrukcji nawierzchni
9.
Wyposażenie budowlane tunelu
10.
Wyposażenie tunelu w systemy bezpieczeństwa i sterowania
Po uprzednim przezbrojeniu terenu
przeznaczonego
pod
trasę
zaprojektowanego tunelu, przystąpiono do
realizacji
pierwszego
etapu
budowy
obiektu.
Wykonano wykop do rzędnej spodu
stropu
tunelu
w
którym
wytyczono
i ustawiono ścianki oporowe tzw. murki
prowadzące. Murki prowadzące spełniły
rolę prowadnic dla chwytaka koparki oraz
zabezpieczały krawędzie wykopu przed
oberwaniem. W projekcie przewidziano
wznoszenie sekcji o długości 6,0 m
co odpowiada dwóm rozpiętością szczęk
chwytaka
koparki
2,8
m.
Głębiona
szczelina wypełniana była na bieżąco
zawiesiną
bentonitową
w
celu
zabezpieczenia przed osuwaniem się ścian
wykopu
sięgających
18,0
metrów
głębokości. Po uzyskaniu projektowanej
rzędnej posadowienia ściany szczelinowej
przystąpiono do zanurzenia w szczelinie
przygotowanego
uprzednio
szkieletu
(kosza) zbrojeniowego. Tak przygotowany
i uzbrojony wykop został zabetonowany
metodą kontraktor tworząc kolejną sekcję
ś
ciany tunelu.
Chwytak koparki głębiącej ściany szczelinowe
Murki prowadzące, zanurzony kosz zbrojeniowy wraz z elementem rozdzielczym sekcji.
Przygotowany kosz zbrojeniowy, startery gotowej sekcji ściany szczelinowej
Betonowanie 12 metrowej sekcji stropu tunelu
W następnym etapie na starannie przygotowanym
podłożu gruntowym zazbrojono i zadeskowano strop
tunelu, który zgodnie z projektem został podzielony na 12
metrowe odcinki odpowiadające dwóm sekcjom ścian
szczelinowych. Dzięki temu uzyskano rytmiczny podział
obiektu
zapewniający
swobodną
pracę
konstrukcji.
Powstały dwa naprzemiennie występujące typy przerw
dylatacyjnych tunelu, „pełna” przerwa technologiczna ścian
i stropu oraz „częściowa” występująca wyłącznie na
wysokości ścian obiektu. Przygotowany segment stropu
następnie został wyposażony w taśmy dylatacyjne
uszczelniające i zabetonowany. Po pielęgnacji betonu
i uzyskaniu odpowiedniej wytrzymałości strop został
zaizolowany i zasypany w celu udostępnienia terenu pod
powierzchniowe roboty drogowe i sieciowe.
Zazbrojona sekcja tunelu.
Taśma uszczelniające dylatacje stropu.
Zasypywanie tunelu
Po wykonaniu wszystkich segmentów tunelu o łącznej długości
738 m przystąpiono do prac przygotowawczych uprzedzających
roboty krążeniowe. Służby BHP postawiły wykonawcy robót
rygorystyczne wymogi zabezpieczenia dopuszczalnego dla pracy
człowieka stężenia spalin, ograniczenia czasu pracy w tunelu oraz
surowy reżim rejestracji i identyfikacji każdej osoby znajdującej się
w strefie obiektu analogiczne do obowiązujących w kopalniach.
W celu podołania postawionym wymogom drążone nawy tunelu
zostały wyposażone w tymczasowy system nadmuchu i odciągu
powietrza
(oparty
o
wentylatory
powszechnie
stosowane
w górnictwie), system sygnalizacji przekroczenia dopuszczalnego
stężenia spalin oraz system powiadamiania alarmowego o wypadku.
Tak przygotowany front robót przy zaangażowaniu odpowiedniej
ilości sprzętu pozwolił po około 4 miesiącach wybrać cały grunt
zalegający wewnątrz tunelu i przekazać obiekt w celu wykonywania
robót wyposażeniowych.
Drążenie tunelu.
Kanalizacja deszczowa, odwodnienie liniowe
Wydrążenie
tunelu
pozwoliło
na
rozpoczęcie
robót
związanych
z
budową
drenażu
drogowego,
kanalizacji
deszczowej oraz systemu kanałów kablowych rozprowadzających
instalacje wewnętrzne tunelu i zasilanie urządzeń zamontowanych
w obiekcie. Z uwagi na wysoki poziom wody gruntowej
zastosowano drenaż drogowy ułożony na głębokości 1,5 m
odcinający dopływ wody gruntowej do zasadniczej konstrukcji
nawierzchni drogi. Woda przesączająca się do drenażu zostaje
odprowadzana za pomocą zbieraczy i kolektora deszczowego
zabudowanego
wzdłuż
tunelu
do
systemu
separatorów
i przepompowni połączonych z miejską siecią kanalizacji.
Kanały kablowe
Zabezpieczenie podłoża przed wodą gruntową oraz budowa
kanalizacji deszczowej uwolniła front robót dla drogowców
i realizacji konstrukcji drogi. Wykonana nawierzchnia betonowa
tunelu zapewnia wysoki standard bezpieczeństwa dzięki
odpowiedniej fakturze oraz trwałości przekładającej się wprost na
ilość
ewentualnych
napraw
wymagających
każdorazowo
wprowadzenia
ograniczeń
w
ruchu.
Decydując
się na
zastosowanie nawierzchni betonowej o znacznie jaśniejszej
powierzchni w porównaniu do nawierzchni asfaltobetonowej
uzyskano ograniczenie ilości energii niezbędnej do jej
oświetlenia.
Faktura i dylatacje nawierzchni betonowej
Układanie nawierzchni betonowej.
Ostatnim etapem budowy tunelu wymagającym zaangażowania szeregu specjalistów z wielu dziedzin
inżynierii jak również automatyki i aparatury kontrolno-pomiarowej jest wyposażenie tunelu w systemy
bezpieczeństwa. W celu zapewnienia wymogów bezpieczeństwa oraz spełnienia wszystkich norm,
przepisów i wytycznych obowiązujących w Polsce i Europie zaprojektowano następujące systemy
bezpieczeństwa i sterowania tunelem:
I.
System bezpiecznego zasilania tunelu
II.
System oświetlenia tunelu
III.
System oświetlenia awaryjnego tunelu
IV.
System wentylacji tunelu
V.
System wykrywania i sygnalizacji pożaru w tunelu
VI.
System nagłośnienia w tunelu
VII.
System monitoringu tunelu
VIII.
System ratunkowy powiadamiania w niszach sygnalizacyjnych
IX.
System detekcji, nadzoru i sterowania ruchem w tunelu
X.
System komunikacji radiowej służb ratowniczych i porządkowych
XI.
System hydrantów przeciwpożarowych w tunelu
XII.
System kanalizacji przeciwpożarowej
XIII.
System telefonii dla obsługi tunelu
XIV.
System sterowania i zarządzania tunelem
Koryta kablowe, okładziny ścienne, wentylator strumieniowy
Podsumowanie
Próbując podsumować wyniki pracy wielu zespołów projektowych, firm wykonawczych i badawczych
oraz zastosowane rozwiązania techniczne w celu bezpiecznego użytkowania tunelu wydaje się, że
przedmiotowy obiekt będzie po jego realizacji przez wiele kolejnych lat osiągnięciem godnym wyróżnienia
na tle inwestycji drogowych całego kraju.
Powstałe dzięki budowie tunelu udogodnienia i usprawnienia w ruchu tranzytowym i lokalnym na
terenie miasta Katowic powinny w krótkim czasie zrekompensować utrudnienia podczas trwającej
40 miesięcy inwestycji.