Historia i metoda budowy tunelu na Zakopiance. Tunel od górą Luboń Mały na odcinku drogi ekspresowej S7 Naprawa - Skomielna Biała

Tunel na Zakopiance posiada dwie komory (nitki), po jednej dla każdej jezdni. Długość obiektu to 2058 m, wysokość 4,7 m, a szerokość użytkowa 14,9 m. W tunelu są dwa pasy ruchu po 3,5 m każdy oraz 3-metrowy pas awaryjny, co daje możliwość realizacji trzeciego pasa ruchu w przyszłości.

Nowa Zakopianka. GDDKIA daje czas samorządom na wariant społeczny S7 Kraków – Myślenice

- Zakończone zostały prace w tunelu wydrążonym w górze Luboń Mały, w ciągu odcinka drogi ekspresowej S7 Naprawa - Skomielna Biała - poinformowała 19.10.2022 r. GDDKIA


Historia budowy tunelu na Zakopiance

Drążenie tunelu na nowym odcinku Zakopianki (S7 Naprawa – Skomielna Biała) rozpoczęło się 6 marca 2017 r. w Naprawie, od prawego portalu północnego. Ze względów technologicznych i bezpieczeństwa, dopuszczone zostało wykonywanie prac w ruchu ciągłym, 24 godziny na dobę, przez 7 dni w tygodniu. Roboty prowadzono bez przerw i postojów, co wiązało się z występowaniem w górze naprężeń i odkształceń, które były na bieżąco monitorowane. Na bieżąco wykonywana była też obudowa wstępna, w tym spryskiwanie betonem ścian i przodków, by nie osypywał się materiał skalny.

Budowa tunelu na Zakopiance, jedne z początkowych prac. Zdjęcia: GDDKIA

W związku z osuwiskiem przy lewym portalu w Skomielnej Białej, czasowo wstrzymano rozpoczęcie drążenia lewego tunelu od strony południowej. Konieczne było zabezpieczenie osuwiska i przeprojektowanie obiektów inżynieryjnych. W czerwcu 2019 r. zakończyło się tu palowanie. Pale zabezpieczające osuwisko stanowią jednocześnie konstrukcję budynku wentylatorni. Po jego ukończeniu rozpoczęto drążenie metodą podstropową, pod budynkiem wentylatorni. Jest on zlokalizowany bezpośrednio na wylocie tunelu lewego.

Połączenie lewej nitki tunelu drążonego od północy i południa, w ciągu S7 Lubień - Rabka Zdrój, pod górą Luboń Mały nastąpiło metodą tzw. mikrostrzałów, z użyciem materiałów wybuchowych (miało to miejsce 27 kwietnia 2020 r.). Równoległa prawa nitka tunelu przebita została w październiku 2019 r.

 Prace przy budowie tunelu na Zakopiance trwały od 2017 roku. ZDjęcia: GDDKIA

Metoda drążenia tunelu

Na odcinku S7 Naprawa - Skomielna Biała wykonawca, drążąc dwie nitki tunelu, stosował metodę kontrolowanej deformacji A.DE.CO.-RS (analiza deformacji kontrolowanych w skałach i gruntach). Jest to metoda opracowana w latach 80 we Włoszech. Opiera się ona głównie na następujących zasadach:

• odkształcenie ośrodka (górotworu) jako odpowiedź na proces drążenia musi być głównym zagadnieniem, którym zajmuje się projektant tunelu. Jest ono miarą powstania i lokalizacji efektu przesklepienia, czyli innymi słowy poziomu stabilności osiągniętego przez tunel,
  
  
• zjawisko deformacji zaczyna się przed przodkiem, w jego rdzeniu i rozwija się wzdłuż wyrobiska. Nie jest to wyłącznie konwergencja, lecz grupa zjawisk takich jak: obsypywanie się górotworu do wnętrza wyrobiska (ekstruzja), konwergencja wstępna i konwergencja. Konwergencja jest tylko ostatnim etapem bardzo złożonego stanu naprężeń i odkształceń w górotworze.

Metoda ta umożliwia uwzględnienie wzajemnego oddziaływania gruntu i obudowy tymczasowej lub stałej, jako funkcję ich odpowiedniej sztywności, ale także czasu pogorszenia właściwości gruntu, zwłaszcza bloków skalnych. Zdaniem wykonawcy, takie podejście stanowi nowy, bardziej nowoczesny sposób budowania tuneli, który obecnie zaczyna być powszechnie stosowany. Zwłaszcza kiedy tunele drążone są w trudnych warunkach gruntowych. Dzięki tej metodzie, identyfikowany jest początek i rozwój zjawiska deformacji, skupiając wszelkie wysiłki na kontroli zasypywania się górotworu (ekstruzji), jednocześnie czyniąc ją „pierwszym krokiem” w kontroli procesu deformacji. W konsekwencji spełniony jest warunek równowagi oraz zminimalizowane są siły oddziałujące na obudowy tunelu: wstępną i stałą.

Drążenie tunelu obejmowało: wykonywanie prac na tzw. przodkach, które były robione od momentu uzyskania do niego dostępu, czyli po zrealizowaniu wielu prac przygotowawczych (m.in.: umocnienia skarp, wykopy, mury oporowe). Prace na przodku (są na ogół realizowane w pierwszej kolejności) polegały na wierceniu wyprzedzającym do 20 metrów w głąb górotworu, po obrysie sklepienia kaloty (stropu). Obejmowały też roboty wzmacniające górotwór (gwoździowanie, palowanie o łącznej długości kilkuset metrów schowanych w gruncie).

Ciekawostki z budowy tunelu na S7 Naprawa - Skomielna Biała

Do wydrążenia dwóch nitek tunelu o długości 2058 m każda używano ciężkiego sprzętu, ale także materiałów wybuchowych. Zużyto w sumie ok. 180 ton materiałów wybuchowych. Wykopano materiał skalny o objętości 600 000 m3. Dla porównania basen olimpijski ma ok. 3750 m3, więc moglibyśmy zasypać tym materiałem 160 takich basenów. Wykonując docelowy tunel, wbudowano łącznie 190 000 m3 betonu. Z takiej ilości betonu można wykonać 45 km nawierzchni drogi dwujezdniowej. Zużyto 48 000 t stali. Stalowa rama wieży Eiffla ma masę 7300 ton, czyli ze stali zużytej podczas budowy tunelu można by zrobić sześć konstrukcji takich wież i zostałoby trochę materiału na kolejną. Te kilka przykładów pokazuje jak wielka i złożona jest to budowla.

Obecnie w budowie na trasie do Zakopanego jest odcinek DK47 Rdzawka - Nowy Targ. Oto jak wygląda zaawansowanie prac na budowie nowej dwujezdniowej Zakopianki:

Budowa Zakopianki. DK47 Rdzawka – Nowy Targ – aktualności GDDKIA

Budowa Zakopianki. DK47 Rdzawka – Nowy Targ – aktualności GDDKIA. Zdjęcia: GDDKIA