Tunele Północnej Obwodnicy Krakowa – wyzwania realizacyjne i zakres prac wykonawcy fundamentowania

Z powodu bardzo zróżnicowanej struktury gruntu, realizacja ścian tuneli w tych warunkach to prawdziwe wyzwanie – wyjaśnia Dawid Skowroński, Kierownik Robót odpowiedzialny za zakres prac fundamentowych.

Gmina Zielonki leży w dorzeczach rzek Prądnika i Białuchy w otulinie Ojcowskiego Parku Narodowego pomiędzy malowniczymi pagórkami a Krakowem, na terenie tzw. Wyżyny Krakowskiej. Jedynie 5 km w linii prostej od centrum Krakowa. To czyni ją atrakcyjnym miejscem dla osób, które cenią sobie spokój, ale też chcą mieszkać blisko centrum. Sprawna infrastruktura komunikacyjna, która nie zaburza spokoju mieszkańców to kompromis, który mają zapewnić rozwiązania tunelowe.

Chimeryczność gruntu powoduje liczne wyzwania geotechniczne

Dno doliny Prądnika wypełniają piaski i muły, a doliny – rzeczne piaski i żwiry rzeczne. Całą południową część gminy Zielonki przykrywają iły, mułki, piaski i piaskowce mioceńskie oraz utworów czwartorzędowych, w tym także pokrywy lessu.

Rzeźba terenu jest wysoce urozmaicona i w dużym stopniu predysponowana budową geologiczną. Projektowane obiekty przecinają północne zbocze wysoczyzny lessowej i masywu mioceńskiego, w obrębie którego stwierdzono występowanie warstw skalnych wapiennych oraz rumoszy skalnych związanych ze strukturami zrębowymi kredy i jury górnej. Strukturę zrębową tworzą silnie spękane, potrzaskane skały wapienne przechodzące w zwietrzeliny gruzowe, najczęściej wypełnione spoiwem gliniastym i ilastym, co w praktyce znaczy, że przebicie się przez te warstwy jest bardzo trudnym zadaniem. Struktura gruntu może powodować tworzenie się tzw. guzków w ścianach szczelinowych, co może skutkować większym nakładem czasu i pracy przy ich późniejszym skuwaniu po wydrążeniu tunelu. – wyjaśnia Dawid Skowroński, Kierownik Robót, Soletanche Polska

Północna Obwodnica Krakowa – po co tunel?

Takie rozwiązanie nie tylko poprawi płynność ruchu, ale też obniży hałas oraz emisję CO₂, na czym skorzysta nie tylko okoliczna przyroda, ale również mieszkańcy gminy Zielonki. Obiekty mają pełnić funkcję bezkolizyjnego skrzyżowania z trasą S52. W ramach tego zadania Soletanche wykona fundamentowanie specjalistyczne dwóch obiektów:

Tunel TS14  – obiekt zrealizowany jest w Miejscowości Bosutów, pomiędzy ul. Królewską a ul. Długą. Planowana długość to ok 427 mb i składa się z dwóch naw.

Zewnętrzną część tunelu tworzą ściany szczelinowe. Przez środek obiektu poprowadzone są barety zrealizowane w tej samej technologii co ściany zewnętrzne. Mają one za zadanie podzielić tunel na dwie nitki: prowadzącą w stronę wschodnią oraz zachodnią. Głębokość poszczególnych sekcji będzie wahała się od 8 do 29 m. Taka rozpiętość związana jest z wyżej wspomnianą chimerycznością gruntu. Grubość sekcji planowana jest na 80 cm. Po zakończeniu realizacji procesu głębienia ścian rozpoczną się prace związane z realizacją płyty stropowej. Następnie przy użyciu metody podstropowej będzie wybierany urobek spod stropu. Wraz z postępem prac wydobywczych będzie realizowana tzw. kosmetyka ścian szczelinowych (ewentualne skuwanie i wypełnianie ubytków) – mycie i przygotowanie sekcji do odbiorów.

Tunel TS04 – obiekt, który będzie przebiegał pod rzeką. Po zakończeniu procesu głębienia ścian obiektu TS14 wykonawca rozpocznie prace związane z realizacją ścian szczelinowych tunelu TS04.

Jestem zadowolony z tępa prac jakie udało nam się osiągnąć realizując fundamenty obiektu TS14. Mimo niesprzyjających i bardzo zróżnicowanych warunków gruntowych w mojej ocenie radzimy sobie sprawnie. Zaznajomiliśmy się empirycznie z terenem i wyciągnęliśmy wnioski z wcześniejszych działań. Wiedza, którą zdobyliśmy z pewnością pomoże nam w realizacji kolejnego obiektu. Tunel TS04 będzie poprowadzony pod rzeką Prądnik, co znaczy, że do znanych nam już ryzyk dodajemy jeszcze wykonanie szczelnych ścian pod istniejącym korytem rzeki z zachowaniem jej naturalnego biegu – wyjaśnia Dawid Skowroński.

Obiekt będzie zlokalizowany w miejscowości Zielonki, między ulicami Do Cegielni a Staropolską. Planowana długość tunelu to 653 m. Będzie to tunel dwunawowy ze ścianami zewnętrznymi oraz środkową wykonaną w technologii ścian szczelinowych. Planowane sekcje będą realizowane w dwóch grubościach 80 i 100 cm. Dodatkowym zadaniem będzie wykonanie przesłony kopanej, której realizacja będzie dostosowana do etapowania prac na tym obiekcie

Zgrany i doświadczony zespół to podstawa w dążeniu do sukcesu

Bardzo się cieszę, że możemy poszerzyć nasze referencje o realizację obiektów w ramach realizacji Północnej Obwodnicy Krakowa. Kraków to bardzo szczególne miejsce dla nas. To właśnie w tym mieście Soletanche stawiała swoje pierwsze kroki na rynku polskim. Chcemy budować tu więcej. Dołożymy wszelkich starań, aby prace wykonać w założonym terminie. Mamy doświadczony zespół, który realizował najdłuższy miejski tunel drogowy w Polsce. Chłopaki wykonali w ramach tunelu Południowej Obwodnicy Warszawy prawie 4 km ścian szczelinowych. Jestem przekonany, że zespół poradzi sobie również z kapryśnymi gruntami Małopolski – podsumowuje Hubert Tomczak, Dyrektor Zarządzający Soletanche Polska.

Wykonawstwo fundamentowania specjalistycznego w ramach realizacji Północnej Obwodnicy Krakowa to kolejny projekt tunelowy w portfolio Soletanche Polska. W 2020 roku firma zakończyła prace przy budowie najdłuższego miejskiego tunelu drogowego w Polsce, w ramach bezkolizyjnego przejazdu trasy S2 przez warszawską dzielnicę Ursynów. Firma prowadzi również prace na krańcowej stacji II linii metra M2 BRÓDNO. W ramach modernizacji obiektów kolejowych Soletanche wykonuje fundamentowanie w zakresie projektu geotechnicznego i realizacji przebudowy Dworca Warszawa Zachodnia oraz dwóch strategicznych obiektów w ramach budowy Tunelu Średnicowego w Łodzi: Komorę Odolanowską, z której rozpocznie prace tarcza o średnicy 13,04 m oraz Komorę K – 18 z której wystartuje tarcza o średnicy 8,7 m.

Zobacz też:

• Dworzec Warszawa Zachodnia – ruszyła przebudowa
• Szacht komory startowej dla największej w Polsce tarczy TBM już gotowy
• Tunel Południowej Obwodnicy Warszawy. FILM

INFORMACJE DODATKOWE

Na czym polega technologia ścian szczelinowych?

Ściany szczelinowe to żelbetowe konstrukcje wykonywane w gruncie i wykorzystywane jako pionowe obudowy głębokich wykopów. Technologia wykonywania zakłada prowadzenie wykopu wąskoprzestrzennego specjalnym chwytakiem hydraulicznym lub mechanicznym. Z postępem usuwania urobku z wykopu wypełnia się go zawiesiną bentonitową, która zabezpiecza wykop przed obsypaniem gruntu ze ścian wykopu. Po osiągnięciu projektowej głębokości ściany szczelinowej następuje instalacja kosza zbrojeniowego i betonowanie metodą „contractor”. Soletanche Polska wykonuje ściany szczelinowe w technologii CWS^® (continuous water stop). Stateczność ściany zapewniana jest przez rozpory stalowe lub kotwy gruntowe.

Opis procesu wykonywania ścian szczelinowych wraz z modelem 3D:

1. Faza pierwsza od lewej – Wykonanie murków prowadzących – liniowe elementy betonowe wyznaczające geometryczne położenie ściany szczelinowej, ograniczają odchylenie chwytaka w pierwszym etapie wykonywania wykopu szczelinowego oraz zapewniają stateczność ścian wykopanej szczeliny w jej górnej,  przypowierzchniowej części. Następnie za pomocą charakterystycznego chwytaka (łyżki z tzw. szczęką) głębiona jest sekcja. Wraz z postępem wydobywania urobku, sekcja szczeliny zostaje wypełniona zawiesiną bentonitową zabezpieczającą wykop przed osuwaniem się gruntu do jego wnętrza.
2. Faza druga od lewej – Wprowadzanie zbrojenia – zbrojenie w postaci szkieletów wprowadza się na określoną głębokość do szczeliny wypełnionej zawiesiną bentonitową. Prefabrykaty zbrojeniowe skonstruowane są tak, aby umożliwić swobodny przepływ betonu i centryczne położenie zbrojenia w szczelinie.
3. Faza trzecia od lewej – Betonowanie sekcji – odbywa się metodą „contractor” czyli metodą betonowania podwodnego („beton do betonu”) przez leje rurowe na dno szczeliny wypełnionej zawiesiną bentonitową. Z postępem betonowania i wzrostem poziomu betonu w szczelinie zawiesina jest odpompowywana. Betonowanie sekcji musi być przeprowadzone bez przerw, w ciągu jednego procesu.
4. Faza czwarta od lewej – Kontrola jakości – w każdej fazie wykonywania ściany szczelinowej kontrolowana jest prawidłowość min. następujących parametrów: pionowość i głębokość otworu oraz jakość zawiesiny w trakcie prowadzenia wykopu i betonowania, położenie klatek zbrojeniowych, jakość betonu i stopień wypełnienia szczeliny.

Zdjęcia: Soletanche Polska