1 rok temu
Minął rok budowy odcinka Rzeszów Południe–Babica drogi ekspresowej S19. 25 lutego 2022 r. zamawiający dokonał protokolarnego przekazania wykonawcy placu budowy. Następnie, 4 kwietnia, miało miejsce symboliczne wbicie pierwszej łopaty.
Największym wyzwaniem jest tunel
Odcinek Rzeszów Południe–Babica będzie mieć 10,3 km, z czego 2,2 km poprowadzone zostanie dwunawowym tunelem pod wzgórzem o nazwie Grochowiczna. Podziemny obiekt zostanie wydrążony przez maszynę TBM, która będzie musiała poradzić sobie z fliszem karpackim, czyli skomplikowanymi i złożonymi warunkami gruntowo-wodnymi. Średnica jej tarczy wyniesie 15,2 m, a szerokość użytkowa obu naw tunelu będzie mieć po 12,4 m.
Na obudowę tunelu w ciągu drogi S19 wykorzystanych zostanie 2230 pierścieni (jeden składa się z 10 elementów), do wyprodukowania których potrzeba prawie 118 tys. m3 betonu. Zakład prefabrykacji tubingów, z których składają się pierścienie, zorganizowano w Lutoryżu (docelowo powstanie tutaj miejsce obsługi podróżnych). Został wyposażony w linię produkcyjną, cztery suwnice (największa o udźwigu 60 ton) oraz węzeł betoniarski. Zanim pod koniec marca br. rozpoczęto w nim produkcję, przygotowano element wzorcowy, czyli pierścień składający się z 10 tubingów. Wykonawca szacuje, iż każdego dnia w tymczasowej fabryce powstawać będzie 50 tubingów, a więc pięć pierścieni, składających się na 10 m obudowy tunelu. Masa jednego pełnego pierścienia obudowy tunelu wynosi około 132 ton.
Do instalacji elementów maszyny TBM wykorzystywane są dwa żurawie gąsienicowe o udźwigu 650 i 300 ton. Obu użyto do zamontowania ważącej 400 ton tarczy skrawającej – ten zakres zadania już zakończono. Kolejne kroki to montaż suwnic oraz instalacji elektrycznych i hydraulicznych.
Masa całkowita całej TBM wynosi 4367 ton, a zamontowanych musi zostać łącznie 471 narzędzi służących do wiercenia. Szacuje się, iż TBM będzie drążyć maksymalnie 65 mm/minutę. Obliczono, iż wydrążenie i zabezpieczenie prefabrykatami 100 m tunelu będzie zajmować 11,5 dnia, a wykonanie 1 km około czterech miesięcy.
Do drążenia tunelu niezbędne jest też przyłącze sieci wysokiego napięcia 110 kV wraz ze stacją 110/20 kV oraz ujęcie wody wraz ze stacją uzdatniania o wydajności 1500 m3/d. Dziennie TBM będzie zużywać średnio 87 MWh energii elektrycznej. Budowa tunelu rozpocznie się w III kwartale br. od strony portalu południowego. Po dotarciu do portalu północnego maszyna zostanie obrócona i rozpocznie drążenie drugiej nitki. Pracę ma zakończyć w II połowie 2025 r.
Droga S19, czyli mnóstwo działań geotechnicznych
Przygotowania do drążenia tunelu to także czas wyzwań dla geotechników. W przypadku portalu południowego w Babicy, skąd pracę rozpocznie TBM, ostatnie tygodnie poświęcono m.in. na wykopy oraz prace związane z wykonaniem zaplecza dla maszyny. Z kolei w portalu północnym realizowano ściany szczelinowe i instalowano pale wielkośrednicowe. Plan prac zawiera także zabezpieczenie tego portalu wraz z osuwiskami oraz realizację zaplecza do nawrotu TBM.
Cała inwestycja to wielkie pole do popisu dla firm oferujących usługi z zakresu rozwiązań geotechnicznych. Warto zaznaczyć, iż po roku budowy drogi ekspresowej S19, kubatura wykopów i nasypów wyniosła 780 tys. m3 oraz 490 tys. m3.
W ramach prac związanych z nasypami, przede wszystkim w miejscach dojazdów do obiektów mostowych, konieczne było wzmocnienie podłoża. W tym celu wykorzystano kilka metod, m.in.:
– kolumny betonowo-żwirowe,
– wgłębne mieszanie gruntu (trenchmix),
– wymiana gruntów słabonośnych,
– materace i półmaterace geosyntetyczne,
– zwykłe ulepszenie w postaci stabilizacji spoiwem.
Z uwagi na fakt, iż droga S19 pobiegnie w terenie pagórkowatym, poza tunelem powstanie także 10 innych obiektów inżynieryjnych. Rozpoczęto budowę większości z nich, a w przypadku największej przeprawy mostowej, estakady ES-1 (413,5 m) w Racławówce, zaczęto już wykonywanie ustroju nośnego metodą nasuwania podłużnego.
Droga ekspresowa S19 Rzeszów Południe–Babica gotowa ma być w 2026 r. Całkowita wartość kontraktu to ponad 2,2 mld zł.
KOMENTARZE EKSPERTÓW
prof. dr hab. inż. Marek Cała
Akademia Górniczo-Hutnicza
Każdy tunel budowany we fliszowym masywie skalnym stanowi dla projektantów i wykonawców osobne wyzwanie. Tunel pod Luboniem Małym na trasie S7 był budowany metodą ADECO-RS (Analysis of Controlled Deformations in Rock and Soils), tunel Emilia pod Sobczakową Grapą oraz tunele na obejściu Węgierskiej Górki (Przybędza–Milówka) w ciągu drogi ekspresowej S1 budowane były/są w oparciu o metodę NATM (New Austrian Tunnelling Method). Każdy z tych tuneli był drążony nieco inną metodą (chociaż ADECO-RS i NATM mają dużo podobieństw, ale też i różnic) w dość zbliżonych (bardzo zmiennych) warunkach geologicznych oraz przez innych wykonawców. Specyfika budowy i lokalizacja tuneli narzuciły dodatkowe uwarunkowania i dlatego właśnie inżynierowie zajmujący się ich budową zawsze będą stawali przed kolejnymi wyzwaniami. Takim właśnie wielkim wyzwaniem będzie budowa tunelu na trasie S19 dzięki tarczy TBM.
Obecnie dostępne są tarcze TBM, które mogą prowadzić drążenie praktycznie w każdym rodzaju masywu skalnego – od skrajnie słabego do bardzo dobrego. Decydują tutaj względy ekonomiczne związane z długością tunelu i miąższością nadkładu. Tunel powinien być na tyle długi, aby zastosowanie TBM było opłacalne ekonomiczne. Z dużym przybliżeniem można powiedzieć, iż zastosowanie TBM-ów bierze się pod uwagę, gdy długość tunelu jest większa niż około 1000 m. Istotna jest także miąższość nadkładu ponad wykonywanym tunelem. Z reguły przyjmuje się, iż powinna być ona większa od podwojonej średnicy tunelu (oczywiście poza odcinkami portalowymi). Ale od obu tych reguł istnieją także odstępstwa wynikające ze specyfiki lokalnych uwarunkowań technicznych, ekonomicznych, środowiskowych czy też społecznych.
Zastosowanie technologii TBM wymaga przygotowania całego ciągu technologicznego umożliwiającego bezawaryjne drążenie, obudowę, odstawę urobku, transport elementów obudowy, ich produkcję i wiele, wiele innych działań logistycznych. Maszyna TBM wystartuje dopiero, jak wszystko będzie gotowe i można będzie rozpocząć budowę tunelu w trybie ciągłym.
Wyzwaniem będzie niewątpliwie tunelowanie we fliszu karpackim. To ośrodek bardzo złożony, charakteryzujący się znaczną zmiennością warunków geologicznych i hydrogeologicznych. Cechuje go duży stopień naturalnej niejednorodności i licznie występujące nieciągłości. Dodatkowo w obrębie fliszu karpackiego można spotkać krańcowo różne utwory skalne. Występują tu zarówno bardzo słabe materiały, które mogą zostać choćby zaliczone do gruntów (hard soil), jak i bardzo mocne skały. Flisz karpacki jest też bardzo podatny na działanie wody, która wywołuje gwałtowną degradację jego parametrów wytrzymałościowych.
Niezmiernie istotne są także oba portale, a szczególnie południowy, gdzie ma się zacząć drążenie maszyną TBM. Utrzymanie stateczności portalu tunelu ma najważniejsze znaczenie dla procesu drążenia – przecież portal południowy będzie jedynym oknem na świat przedsięwzięcia do czasu zakończenia drążenia pierwszej nitki tunelu.
Bogdan Tarnawski
dyrektor oddziału GDDKiA w Rzeszowie
Realizacja szlaku Via Carpatia to wydarzenie bez precedensu, zadanie niemające swojego odpowiednika w całej historii robót w Polsce. Na terenie naszego województwa budowa S19 na południe od Rzeszowa skupiła najtrudniejsze wyzwania techniczne w postaci górskiego terenu, ogromnej ilości osuwisk, obecności w podłożu fliszu karpackiego, będącego jednym z najtrudniejszych do realizacji inwestycji na świecie gruntów. Skutkuje to zastosowaniem niespotykanych wcześniej technologii i materiałów. Zachodzi konieczność wybudowania trzech tuneli, z których najdłuższy będzie miał prawie 3 km. Ale to także budowa wielu mostów i wiaduktów o wysokości podpór około 100 metrów, czy stabilizacja kilkudziesięciu najtrudniejszych osuwisk. Jest to więc ogromne wyzwanie, stojące przed inżynierami planującymi, ale i realizującymi tę trasę. Wszystko to sprawia, iż także dla inwestora, czyli GDDKiA, jest to ekstremalne wyzwanie, również organizacyjne.
Mówiąc o odcinku S19 między węzłami Rzeszów Południe a Babica musimy pamiętać, iż im dalej na południe, tym teren o bardziej różnorodnym i skomplikowanym ukształtowaniu oraz budowie. Mieliśmy więc świadomość, iż realizacja będzie trudna zarówno pod względem budowy geologicznej, jak i uwarunkowań środowiskowych. Trasa S19 będzie przebiegać, na przemian, przez wzniesienia i doliny, które w przeważającej części są głębokimi jarami z ciekami wodnymi. Stąd też pojawiła się konieczność zaprojektowania licznych obiektów, w także niewystępujących dotąd w naszym województwie tuneli. W przypadku tego odcinka, tunel będzie miał długość około 2,3 km i zostanie wydrążony przez wzgórze Grochowiczna.
Wiedzieliśmy też, iż poza ukształtowaniem terenu, wykonawca będzie musiał poradzić sobie także ze skomplikowanymi warunkami gruntowymi. Południowa część naszego województwa to w większości tereny o skomplikowanej budowie geologicznej, składającej się ze zlepieńców, piaskowców i łupków ilastych, charakterystycznych dla fliszu karpackiego. Zdawaliśmy sobie sprawę z tego, iż tylko szczegółowe przygotowanie tej inwestycji pozwoli później na sprawną jej realizację. Ogromnym wyzwaniem było już więc samo przygotowanie tego zadania. Na etapie koncepcji programowej przeprowadziliśmy dokładne badania geofizyczne, wiercenia i sondowania oraz monitoring osuwisk (wgłębny i powierzchniowy). Dla zobrazowania zakresu prac przygotowawczych warto powiedzieć, iż teren, na którym wykonano badania geofizyczne, to łącznie ponad 60 km. Na prawie 14 km przeprowadziliśmy wiercenia badawcze, w tym z pełnym poborem rdzenia wiertniczego, a na odcinku 4,8 km sondowania sprawdzające. Dodatkowo wykonaliśmy 124 inne badania, jak np. dylatometryczne czy geofizyczne międzyotworowe i testy wodochłonności. Przeprowadzone w tak szerokim zakresie rozpoznanie budowy geologicznej podłoża wykazało bardzo zmienne warunki geologiczne wzdłuż odcinka, co z kolei jest niewątpliwie wyzwaniem dla inżynierów już na etapie budowy.
Kolejne wyzwanie to tunel, ale przede wszystkim transport maszyny TBM, która już w tym roku rozpocznie drążenie. Ta specjalna maszyna o długości 112 m i średnicy tarczy 15,2 m transportowana była z Hiszpanii w elementach. Część bezpośrednio drogą lądową na ciężarówkach, a największe elementy przypłynęły do Polski statkiem. Ze Szczecina do Opola przetransportowane zostały barkami i pontonami po Odrze, a dalej ruszyły lądem. Było to wyjątkowe przedsięwzięcie pod względem logistycznym i technicznym, które wyspecjalizowane firmy przygotowywały przez wiele miesięcy. Tak dużych elementów jeszcze bowiem po polskich drogach nie przewożono.
Podsumowując, mogę śmiało powiedzieć, iż realizacja szlaku Via Carpatia to jedno wielkie wyzwanie od przygotowania, przez projektowanie na budowie kończąc. Wyzwanie dla projektantów, inżynierów, wykonawców, ale i pracowników naszego oddziału GDDKiA. Z perspektywy realizacyjnej należy traktować ją jako skomplikowaną i wymagającą, ale w efekcie finalnym kierowcy zyskają jedną z ciekawszych tras widokowych w Polsce.
