tunele
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,
Mbędąc 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
Rys. 2. Informacje ogólne  przekrój poprzeczny
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-
Rys. 3. Schemat tunelu
diolanem wynosi dziÅ› 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. 4. Schemat tunelu
Rys. 1. Porównanie czasu przejazdu
Rys. 5. Bezpieczeństwo użytkowników  tunele awaryjne
38 GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele 03/2005 (06)
tunele
tunele
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- Fot. 1.  Pułapki geologiczne
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
Fot. 2. GÅ‚owica TBM  tunele techniczne
na użycie maszyny TBM, co pokazuje rys. 6. W ramach reali-
zacji tego zadania do wydobycia jest ponad 13 000 000 m3
urobku (dla porównania piramida Cheopsa ma objętość oko-
ło 2 600 000 m3). 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
Fot. 3. Tunele techniczne
(jeżeli takie są stosowane). Rys. 7, 8 i 9 pokazują fazy budo-
wy, tzn. sztolniÄ™ komunikacyjnÄ… oraz tunel jednokierunkowy
Rys. 6. Przekrój geologiczny
Fot. 4. Głowica TBM w części Bodio + Faido
GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele 03/2005 (06) 39
tunele
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 urzÄ…dzenia wiercÄ…cego, stosowanego przy me-
todzie konwencjonalnej, oraz fot. 6, pokazujÄ…ca urzÄ…dzenie
o nazwie  Bohr Jumbo wiercące i osadzające kotwy o dłu-
gości do 12 m. Z kolei fot. 7 pokazuje nowoczesne urzą-
dzenie natryskujÄ…ce beton produkcji Sika Aliva. Fot. 8 poka-
zuje rozgałęzienie tunelu w trakcie budowy
z podwieszonymi u góry rurami doprowadzającymi świeże
powietrze do wnętrza tunelu (co ciekawe, w trakcie budo-
wy stosowane sÄ… normalne spalinowe maszyny i urzÄ…dze-
nia, a samochody używane w trakcie prac można rozpo-
znać po braku rejestracji, gdyż nigdy nie wyjeżdżają poza
Fot. 5. Nowoczesne urzÄ…dzenie wiercÄ…ce
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
Fot. 6. Wiercenie przy użyciu  Bohr Jumbo
Rys. 7. Sztolnia komunikacyjna
Fot. 7. Natryskiwanie betonu
Rys. 8. Tunel jednokierunkowy
Rys. 9. Tunel dwukierunkowy Fot. 8. Sklepienie
40 GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele 03/2005 (06)
tunele
tunele
Fot. 10. Transport betonu
Fot. 9. Druga warstwa obudowy wstępnej
realizacji zadania stosowane sÄ… nowoczesne rozwiÄ…zania
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 m3 włókien stalowych Dramix RC65/35, na
co pozwala skonstruowana w oparciu o domieszki z grupy
Sika Viscocrete mieszanka betonowa. Właściwe rozwiąza-
nia dotyczÄ…ce technologii betonu i domieszek pozwalajÄ…
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-
Fot. 11. Rozwiązanie dotyczące osiadania górotworu
dowÄ™ odbywa siÄ™ 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 pokazujÄ… 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-
Fot. 12. Deformacja wynikająca z osiadania górotworu
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! lð
inż. Maciej Karpała
Sika Poland Sp. z o.o.
autor
Fot. 13. Hydroizolacja Sikaplan Tunnel
GEOINŻYNIERIA drogi mosty tunele 03/2005 (06) 41