JEDEN tunel, WIELE wyzwań, SPECJALNE rozwiązania

Pierwszy tunel administrowany przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad otwarto w 2010 r. To niespełna 700-metrowy obiekt (droga S1) przez masyw skalny Sobczakowej Grapy w Lalikach. Drugi (trasa S2; pod Ursynowem w Warszawie) udostępniono w 2021 r., trzeci (S7; pod Luboniem Małym w Małopolsce) w 2022 r., a czwarty (DK93; pod Świną w Świnoujściu) w 2023 r. W planie i budowie są kolejne podziemne przeprawy, a za mniej więcej dekadę na sieci dróg krajowych znajdzie się ich około 20. Już pod koniec lata 2024 r. otwarty ma zostać długi na 2,3 km obiekt w ciągu dolnośląskiego odcinka Bolków – Kamienna Góra drogi ekspresowej S3. Podziemna przeprawa umożliwi poprowadzenie liczącego łącznie 16,1 km fragmentu S3 przez masyw gór Kaczawskich i Wałbrzyskich, które charakteryzują się złożoną i różnorodną strukturą geologiczną. Obiekt połączy części drogi między miejscowościami Sady Górne i Nowe Bogaczowice.

Będzie to najdłuższy pozamiejski tunel drogowy w Polsce i jednocześnie najdłuższy wydrążony w skale przy użyciu NATM, czyli Nowej Austriackiej Metody Tunelowania. Drążenie zakończono w lutym 2022 r. W maju 2023 r. końca dobiegły roboty betonowe w zakresie obudowy ostatecznej. Ostatni etap to prace związane z konstrukcją jezdni oraz wyposażeniem tunelu w urządzenia i systemy bezpieczeństwa.

Co to jest metoda NATM?

To jedna z podstawowych metod górniczych budowy tuneli. Zakłada możliwie jak najszersze wykorzystanie samonośności górotworu, w którym prowadzone jest wyrobisko. najważniejsze jest także odpowiednie wykorzystanie naturalnego rozkładu naprężeń. Podczas drążenia stale monitorowane są deformacje obiektu oraz osiadania na powierzchni terenu, dzięki czemu założenia obudowy wstępnej można weryfikować na bieżąco. W zależności od klasy skały, obudowę wstępną wykonuje się z kombinacji czterech elementów: stalowej siatki, betonu natryskowego, kotew skalnych oraz stalowych łuków. Kolejnym krokiem jest realizacja obudowy ostatecznej, która pozwala uzyskać docelowy kształt.

Sam postęp drążenia tunelu w ramach NATM uzyskiwany jest głównie poprzez zastosowanie materiałów wybuchowych, które umieszcza się w otworach strzałowych. W wyniku kontrolowanych eksplozji skały są kruszone. Drążenie tunelu w ciągu drogi S3 rozpoczęto w grudniu 2020 r. od jednego portalu, a następnie prowadzono je od obu stron równocześnie.

Warunki gruntowe na budowie drogi S3

Tunel należało wydrążyć na styku dwóch formacji. Od strony portalu południowego najczęściej w zlepieńcach, a od północnego wyzwanie stanowiły różnego rodzaju łupki: ordowickie, serycytowe, kwarcytowe, zieleńcowe i grafitowe. Największe trudności sprawiły te ostatnie, gdyż ich cechą charakterystyczną jest niska wytrzymałość. Z tego powodu odcinkowo musiano zastosować obudowę wyprzedzającą z montowanych co 0,4 m rur DN100, a także cięższą obudowę wstępną.

W zależności od miejsca, podczas jednego zabioru wiercono od 150 do 190 otworów strzałowych, które wypełniano 100-140 kg materiału wybuchowego licząc na każdy metr bieżący. W ramach wszystkich czterech przodków sześcioosobowe brygady pracowały w systemie 12-godzinnych zmian. Każdej doby w ramach jednej nawy wykonywano od trzech do czterech zabiorów (rekordem było sześć zabiorów). Do wydrążenia dwóch nitek zużyto 385 ton materiałów wybuchowych, pozyskując 530 tys. m3 urobku (wbudowany został w nasypy). Z kolei w ramach realizacji obudowy wstępnej wykorzystano 77 400 m3 torkretu (betonu natryskowego). Prace wspierane były przez mechaników maszyn czy elektryków, a oddzielne warsztaty zlokalizowano na obu portalach. Do przebicia obu naw doszło w lutym 2022 r. Kolejnym z głównych kroków było wykonanie obudowy ostatecznej o grubości 0,4-0,5 m.

Tunel musi być odcięty od wody z górotworu

W ramach prac przygotowawczych należało wyrównać oraz uzupełnić ubytki w obudowie wstępnej. Kolejny krok polegał na wykonaniu fundamentów. Na długości 1150 m, czyli wszędzie tam, gdzie stwierdzono niesprzyjające warunki geologiczne, zbudowano płytę denną/spągową. Na pozostałej części konstrukcja opiera się na masywnych przyczółkach, pomiędzy którymi znajduje się beton wałowany.

Następnie należało odciąć tunel od napływu wody z górotworu, co uzyskano poprzez ułożenie membrany izolacyjnej, którą zgrzewano maszynowo oraz mocowano szpilkami. Przy czym za przyczółkami najpierw montowano drenaż.

Tak przygotowane sklepienie było zbrojone poprzez montaż siatki stalowej mocowanej do szpilek zakotwionych w obudowie wstępnej. Następnie przyszła pora na betonowanie obudowy ostatecznej. Prowadzono je w podziale na 369 segmentów o długości 12,5 m, w tym w nawie wschodniej było ich 185, a zachodniej - 184 szt. Pojedynczy segment wykonano z 248 m3 betonu. Pierwsze sklepienie segmentu w obudowie ostatecznej zrealizowano 29 maja 2022 r., a ostatnie ukończono 356 dni później. Na spągi zużyto 15 930 m3 betonu, na przyczółki 15 450 m3, a na sklepienie 65 027 m3. Beton produkowano w zakładzie na placu budowy. Na potrzebę wykonania całej obudowy ostatecznej wykorzystano także 4310 ton stali zbrojeniowej.

Prace realizowano dzięki specjalnych wózków, które poruszały się po zabetonowanych przyczółkach. Koniec wykonywania obudowy ostatecznej nastąpił w maju 2023 r.

Jeszcze w listopadzie 2022 r., równolegle do trwającej realizacji obudowy ostatecznej, wykonawca rozpoczął montaż pierwszych systemów związanych z hydrantami i kanalizacją przeciwpożarową.

Tunelowa, i nie tylko, droga ekspresowa S3

Prawa (zachodnia) nitka tunelu będzie mieć 2272,2 m, a lewa – 2301 m. Warto podkreślić, iż poza wydrążoną częścią, fragmenty tunelu przed portalami wykonano metodą odkrywkową cut&cover, która polega na tym, iż najpierw realizuje się głęboki wykop, a następnie żelbetową konstrukcję, a na końcu całość jest zasypywana. Te segmenty tunelu mają po 165,6 m długości. W przypadku metody odkrywkowej zużyto dodatkowo 4837 m3 betonu.

W obu nawach kierowcy będą mieć do dyspozycji po dwa pasy oraz pas awaryjny. Między nitkami zaplanowano osiem przejść ewakuacyjnych oraz jeden przejazd awaryjny. Co 125 m zamontowane zostaną punkty alarmowe. Za bezpieczeństwo w tunelu odpowiadać będzie wyposażone w pełną automatykę centrum zarządzania, które zostanie zbudowane przy wjeździe. W jego pobliżu powstanie miejsce do lądowania dla śmigłowców LPR.

W ramach odcinka Bolków – Kamienna Góra przewidziano także krótszy tunel, o długości 0,3 km. Przeprawy niedaleko Gostkowa nie wydrążono, natomiast do jej budowy wykorzystano technikę odkrywkową cut&cover.

Droga S3 poprowadzona zostanie zatem tunelami na łącznej długości 2,6 km. Co ciekawe, kilka mniej wyniesie sumaryczna długość obiektów mostowych – prawie 2,2 km. Z tych budowli największy będzie wiadukt WS-31 w ciągu S3, który ma mieć 0,7 km długości. Średnie zaawansowanie budowy drogi ekspresowej S3 przekroczyło 93%.

Kontraktowy termin oddania drogi S3 został wyznaczony na 12 lipca 2024 r., przy czym nie jest tożsamy z otwarciem odcinka. To dlatego, iż po zakończeniu robót przeprowadzone będą musiały zostać jeszcze m.in. procedury odbiorowe. GDDKiA planuje, iż fragment otwarty będzie jeszcze przed zakończeniem tegorocznych wakacji.

KOMENTARZ EKSPERTA

Cezary Przybylski
radny wojewódzki, były marszałek województwa dolnośląskiego

Ostatnie lata to okres dynamicznego wzrostu gospodarczego Dolnego Śląska. Powiększająca się sieć dróg szybkiego ruchu, połączeń kolejowych oraz funkcjonowanie i rozwój portu lotniczego we Wrocławiu kształtują niezwykle istotny czynnik determinujący rozwój regionalny. Infrastruktura transportowa stanowi istotny element stymulujący rozwój gospodarczy naszego województwa. Istniejące drogi ekspresowe w regionie – S3, S5, S8 oraz autostrady A4, A8 i A18 są niezwykle ważnymi arteriami, które kształtują dostępność komunikacyjną Dolnego Śląska.
Podkreślić należy, iż rozwijająca się sieć nowoczesnych dróg jest atutem regionu. Nasze województwo doceniają krajowi i globalni inwestorzy. To również turyści odwiedzający nasz piękny region, ale i Dolnoślązacy, którzy codziennie korzystają z sieci drogowej województwa. Realizowana przez zarządcę sieci dróg krajowych – Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad budowa drogi ekspresowej S3 i jej kontynuacja do granicy z Republiką Czeską, przygotowywana modernizacja autostrady A4, a także budowa drogi ekspresowej S8 na południe od Wrocławia są inwestycjami oczekiwanymi przez mieszkańców naszego regionu.
Dolnośląski odcinek trasy S3 jest istotną częścią układu komunikacyjnego kraju, łącząc dwie autostrady: A4 i A2. W skali międzynarodowej, to droga łącząca Bałtyk z Adriatykiem. Trasa S3 docelowo odciąży w regionie drogę krajową nr 8, co w znaczący sposób poprawi czas przejazdu, bezpieczeństwo i komfort podróżujących. Wszystkie zrealizowane inwestycje drogowe stawiają Dolny Śląsk na pozycji lidera pod względem infrastruktury drogowej w Polsce. System nowoczesnych dróg przekłada się na atrakcyjność inwestycyjną regionu. Aby skorzystać z tego potencjału, kluczowa jest kooperacja pomiędzy samorządami, stroną rządową i specjalnymi strefami ekonomicznymi. Jako samorząd województwa dolnośląskiego od wielu lat realizujemy bardzo ambitną, dynamiczną i otwartą strategię rozwoju. Zrównoważony rozwój Dolnego Śląska uwarunkowany jest dostępnością do nowoczesnej infrastruktury transportowej.