Budownictwo podziemne to sektor, który w Polsce ciągle się rozwija, a najlepszym na to dowodem jest fakt, że w kraju realizowanych jest coraz więcej tego typu inwestycji. Budowa II linii metra w Warszawie, tunelu pod Martwą Wisłą w Gdańsku czy Multimodalnego Dworca Łódź Fabryczna to inwestycje, do realizacji których angażowane są najnowsze technologie. I właśnie one poniekąd wytyczają kierunek rozwoju budownictwa podziemnego w naszym kraju.

Jakie projekty zostaną zrealizowane w najbliższym czasie? Czym charakteryzują się najnowsze technologie stosowane przez wykonawców tego typu inwestycji, nie tylko w Polsce, ale także na świecie? Jak zapewnić bezpieczeństwo podczas budowy i eksploatacji obiektów tunelowych? To tylko niektóre z problemów dyskutowanych podczas II Konferencji „Budownictwo Podziemne”, która w dniach 14–15 września br. odbyła się w Krakowie. Wśród poruszanych tematów nie mogło zabraknąć również kwestii związanych z budową metra w Warszawie i w innych polskich miastach. Dlaczego, wbrew doświadczeniom krajów Europy Zachodniej, w naszym kraju budowa metra w mniejszych miastach w opinii wielu osób jest nieuzasadniona? Między innymi o tym dyskutowano w trakcie trwających dwa dni obrad.

Monika Socha-Kośmider, Przewodnicząca Konferencji Budownictwo Podziemne 2016

Największe światowe projekty tunelowe

Jednym z najważniejszych wydarzeń bieżącego roku w branży budownictwa podziemnego było bez wątpienia zakończenie budowy najdłuższego tunelu kolejowego na świecie – tunelu Gottharda drążonego pod Alpami w Szwajcarii. Nic więc dziwnego, że do 57-kilometrowego tunelu, którego drążenie trwało 11 lat, wracali podczas konferencji m.in. przedstawiciele firm związanych z jego realizacją. To właśnie tunel Gottharda (obok tunelu autostradowego Tuen Mun-Czek Lap Kok Link w Hongkongu, dwupoziomowego tunelu pod cieśniną Bosfor czy sieci metra w katarskim mieście Doha) wymienił Dymitr Petrow-Ganew wśród najbardziej spektakularnych inwestycji, w które w ostatnich latach zaangażowana była niemiecka firma Herrenknecht. Dwie nitki transalpejskiego tunelu drążyły bowiem cztery maszyny TBM tego producenta. Swój wkład w budowę tunelu zaznaczyła również firma Sika. Podczas wykonywania tunelu Gottharda wykorzystano m.in. 20 tys. ton domieszek chemicznych, które posłużyły do produkcji ponad 2 mln m³ betonu – jak powiedział Michał Witkowski z firmy Sika Poland sp. z o.o.

Wśród innych inwestycji, które zapiszą się w historii najbardziej spektakularnych przedsięwzięć w budownictwie podziemnym, wymienić należy Crossrail London, czyli jeden z największych projektów infrastrukturalnych realizowanych w chwili obecnej w Europie. Arkadiusz Gaczewski (ArcelorMittal Syców sp. z o.o.) opowiedział o zastosowaniu w projekcie Crossrail London włókien o podwyższonej wytrzymałości na rozciąganie (2000 MPa) w celu spełnienia projektowanej charakterystyki materiałowej betonu zbrojonego włóknami stalowymi.

W stolicy Szwecji rozpoczęła się natomiast realizacja projektu „Bypass Stockholm”. Potrwa ona około 10 lat i obejmuje m.in. budowę dwóch nitek tunelu drogowego o długości 18 km. Projekt ma na celu przeprowadzenie ruchu z południa na północ Sztokholmu w podziemiach, dwoma nitkami tunelu. O zastosowanych maszynach dostarczonych przez firmę Atlas Copco Polska opowiedział Robert Jankowski (Atlas Copco Polska sp. z o.o.).

Dymitr Petrow-Ganew, Herrenknecht AG

Tunele komunikacyjne w Polsce – przykład idzie z zagranicy?

Choć wspomniane inwestycje swoją skalą przewyższają projekty realizowane w naszym kraju, to i tu w ostatnich latach wiele się zmieniło. Wachlarz projektów obejmujących podziemne tunele komunikacyjne w Polsce jest coraz szerszy. Wystarczy też przeanalizować plany w tym zakresie, aby dojść do wniosku, że aktywność inwestorów na tej płaszczyźnie będzie rosła. Wśród najważniejszych przedsięwzięć, których będziemy świadkami w najbliższym czasie, wymienić należy budowę stałej przeprawy pod cieśniną Świną, o którą od lat walczyły władze Świnoujścia. Wszystko wskazuje na to, że projekt, o którym pierwsze wzmianki pojawiły się jeszcze w 1935 r., w końcu doczeka się realizacji. W przetargu na zaprojektowanie i budowę tunelu wpłynęło 14 wniosków. W chwili obecnej trwa ich rozpatrywanie. Tunel w Świnoujściu zostanie poprowadzony korytarzem północnym, czyli w terenach przemysłowych i będzie mieć długość 1,44 km. Znajdzie się w nim pięć wyjść ewakuacyjnych, a do jego drążenia posłuży tarcza TBM o średnicy 13 m. W tunelu poprowadzone zostaną dwa pasy ruchu (po jednym w każdym kierunku). Kto sfinansuje inwestycję? 140 mln zł to wkład miasta, resztę mają stanowić środki unijne. Przejazd tunelem przez minimum pięć lat będzie bezpłatny. Nadal utrzymana będzie musiała być jedna przeprawa promowa w mieście ­– poinformowała obecna na II Konferencji „Budownictwo Podziemne” Barbara Michalska, I zastępca prezydenta miasta Świnoujście.

Barbara Michalska, I zastępca prezydenta miasta Świnoujście

Na przeciwnym krańcu Polski, w okolicach Naprawy (woj. małopolskie) trwają z kolei przygotowania do rozpoczęcia budowy tunelu pod masywem Małego Lubonia, które prowadzi firma Astaldi. W tym przypadku dobór metody wykonania tunelu będzie w pełni zależny od warunków geologicznych, które są wyjątkowo trudne.

Obecny na konferencji prof. dr hab. inż. Antoni Tajduś z Akademii Górniczo-Hutniczej przedstawił również wstępne koncepcje dotyczące budowy innych tuneli komunikacyjnych w Małopolsce, które aktualnie są w fazie opracowywania. Na liście tej znajduje się m.in. południowa obwodnica Rzeszowa, w ramach której na 34-kilometrowym odcinku drogi ekspresowej S19 mają powstać cztery tunele drogowe o długości odpowiednio: 1,35 km, 1,75 km, 1,6 km oraz 1,2 km. Dodatkowo od 9 do 11 tuneli kolejowych może powstać natomiast na trasie Kraków–Podłęże–Piekiełko (k. Tymbarku). Rozważana jest również budowa tunelu o długości 680 m pod rynkiem w Jordanowie.

prof. dr hab. inż. Antoni Tajduś z Akademii Górniczo-Hutniczej

Rozbudowa stołecznego metra

W chwili obecnej w Warszawie funkcjonują dwie linie metra o łącznej długości około 30 km (pierwsza z nich mierzy 23, 1 km). Długość funkcjonującego odcinka II linii to 6,5 km.

I linia metra powstawała w latach 1993–2005. 13 odcinków wykonane zostało wtedy metodą odkrywkową, a siedem przy użyciu tarczy ręcznej (otwartej) o średnicy 5,9 m. Inne technologie wykorzystywane są natomiast podczas realizacji II linii metra. W przypadku centralnego odcinka wykorzystano cztery tarcze typu EPB o średnicy 6,3 m. Inwestycja, którą uznać należy za jedno z największych przedsięwzięć z zakresu budownictwa podziemnego ostatnich lat w Polsce, obejmowała budowę podwójnych tuneli jednotorowowych (2 x 6,5 km), których średnica wewnętrzna wynosi 5,4 m. W ramach projektu powstały także dwie komory do zawracania, tunel łącznikowy między I a II linią metra oraz stacja przesiadkowa. Przebieg centralnego odcinka wymagał również poprowadzenia tunelu pod Wisłą o długości około 600 m.

Pierwszym wyzwaniem podczas realizacji centralnego odcinka II linii metra były trudności z precyzyjnym określeniem przebiegu warstw gruntowych, wyznaczeniem prawidłowych parametrów do projektowania (modułów odkształcenia, parametrów wytrzymałościowych) – mówiła Monika Mitew-Czajewska z Politechniki Warszawskiej. Kolejnym były prace obok stacji C11, gdzie tunel II linii metra przechodzi pod istniejącymi tunelami pierwszej nitki. Najciekawszym zadaniem na tym etapie prac było natomiast wykonanie fragmentu pod tunelem drogowym Wisłostrady – dodała.

Wśród najtrudniejszych etapów robót wymienić należy również fragment, gdzie tunele szlakowe przebiegały na głębokości 6–8 m pod fundamentami zabytkowych kamienic na Pradze. Co ciekawe, najgłębiej posadowioną stacją, która została wykonana w ramach realizacji centralnego odcinka II linii metra, była stacja C12. Głębokość wykopu wyniosła w tym przypadku 25,5 m. Z kolei ściana szczelinowa o grubości 1,2 m została posadowiona na głębokości 36 m.

W chwili obecnej realizowane są dwa kolejne etapy budowy II linii metra, tzw. 3+3, czyli trzy stacje w kierunku zachodnim oraz trzy stacje w kierunku wschodnim. W kierunku wschodnio-północnym powstaną trzy stacje, trzy tunele szlakowe, trzy wentylatornie szlakowe. Warszawa dzięki temu wzbogaci się o kolejne 4 km metra – tłumaczył Paweł Sysik, ILF Consulting Engineers Polska.

Na przykładzie realizacji II linii metra w Warszawie Tomasz Godlewski z Instytutu Techniki Budowlanej przedstawił możliwości w zakresie analizy oddziaływania w przestrzeni podziemnej obiektów w warunkach infrastruktury miejskiej. Jak się okazuje, w stolicy wykonano analizę 2086 obiektów położonych wzdłuż II linii metra, 935 z nich znalazło się w obszarze stref oddziaływań obiektów. Aby ocena oddziaływania była poprawna, to przeanalizowane musi być wiele czynników wpływu wynikających z konstrukcji budowanej, a także warunków gruntowo-wodnych – mówił Tomasz Godlewski.

Tomasz Godlewski, Instytut Techniki Budowlanej

Czy tylko Warszawa zasługuje na metro?

Wśród miast, które rozważają na swoim terenie budowę metra, znajduje się także Kraków i Wrocław. Wstępna koncepcja opracowana w stolicy Dolnego Śląska zakłada, że będzie ono przebiegać wzdłuż dwóch osi horyzontalnej i wertykalnej, które połączą skrajne części miasta. Pierwsza z nich została podzielona na sześć odcinków, a druga na trzy. Wykorzystanie metody tarczowej podczas drążenia tuneli metra we Wrocławiu wydaje się najwłaściwszym kierunkiem. W niektórych miejscach powinna być zastosowana metoda odkrywkowa – mówił Tomasz Abel z Politechniki Wrocławskiej.  Poprowadzenie tuneli głębiej (20–25 m) w glinach i iłach pozwoli na uniknięcie problemów z ich drążeniem w czwartorzędowych warstwach wodonośnych – dodał.

Wody gruntowe a budownictwo podziemne

Wśród tematów poruszanych podczas konferencji „Budownictwo Podziemne” nie mogło zabraknąć również problemów związanych ze sposobami ograniczenia napływu wód gruntowych do wykopów. Jakie są najbardziej efektywne metody stosowane współcześnie przez wykonawców tego typu prac? Odpowiedzi na to pytanie udzieliła Urszula Tomczak z firmy Soletanche Polska sp. z o.o. Wśród najczęściej wykonywanych zabezpieczeń wymieniła: ściany szczelinowe „zawieszone” niedogłębione do warstw gruntów trudno przepuszczalnych (wydłużenie drogi filtracji); ściany szczelinowe zakończone w warstwach gruntów trudno przepuszczalnych; ściany szczelinowe „zawieszone” wraz z przesłoną poziomą (niskociśnieniowa iniekcja lub wysokociśnieniowa iniekcja – jet grouting) oraz ściany szczelinowe „zawieszone” wraz z korkiem betonowym wykonanym pod wodą.

Eksperci zwrócili uwagę na to, że ograniczenie napływu wód gruntowych ma bardzo duże znaczenie w przypadku realizacji podziemnych części budynków wysokościowych. Wśród przykładów takich realizacji wymienić należy np. warszawski Concept Tower. Za wykonanie prac podziemnych odpowiedzialna była firma Keller Polska. Podczas budowy, która prowadzona była w roku 2011, po raz pierwszy zastosowano kolumny jet grouting o średnicy 3,5 m. W tym przypadku na dość małej powierzchni (około 2,5 tys. m²) znaleźliśmy się w takiej niecce, która sięgała aż do 50 m. Wykonaliśmy ściany szczelinowe oraz przesłonę przeciwfiltracyjną. Dzięki temu nie trzeba było wykonywać projektu oraz ubiegać się o pozwolenie wodno-prawne – mówił Łukasz Ledziński (Keller Polska sp. z o.o.).

Urszula Tomczak, Soletanche Polska sp. z o.o.

Bezpieczeństwo obiektów tunelowych

Pomiar zanieczyszczeń atmosferycznych w tunelach jest podstawowym elementem bezpieczeństwa tego typu obiektów, dlatego stał się tematem przewodnim jednej z czterech sesji odbywających się podczas II Konferencji „Budownictwo Podziemne”. Wśród najważniejszych związków, które wymagają stałego monitoringu, wymienić należy: tlenek węgla, tlenek azotu, dwutlenek azotu, a także takie przejrzystość oraz dym. Bardzo istotne znaczenie ma też prędkość przepływu powietrza, która odgrywa ważną rolę w wentylacji tego typu obiektów. Badania naukowe potwierdziły, że substancją naprawdę groźną dla człowieka jest dwutlenek azotu, dlatego jej pomiar zaczyna być stosowany w obiektach tunelowych wraz z pomiarem tlenku azotu. Są to działania szczególnie popularne w krajach położonych na południu Europy, przede wszystkim we Francji – tłumaczył Krzysztof Filipowski z firmy Pentol-Enviro Polska sp. z o.o., który przedstawiał najnowsze urządzenia służące do pomiaru zanieczyszczeń w obiektach tunelowych.

Przeciwpożarowe zabezpieczenia tuneli

Obciążenia elementów (wykorzystanie nośności, układ statyczny), ich geometria (wymiary, pozycja zbrojenia, kształt), zbrojenie, klasa betonu, rodzaje kruszywa czy poziom wilgotności – to czynniki wpływające na odporność ogniową konstrukcji betonowych, podkreślał dr inż. Paweł Sulik z Instytutu Techniki Budowlanej. Nasze doświadczenie pokazuje, że zapewnienie wentylacji w tunelach nie jest zadaniem łatwym. Na bezpieczeństwo pożarowe wpływa bowiem szereg zmiennych, m.in. elementy konstrukcyjne czy systemy aktywne (np. systemy detekcji) – wyjaśniał Grzegorz Krajewski (Instytut Techniki Budowlanej). Kluczowym aspektem bezpieczeństwa pożarowego każdego tunelu jest prawidłowy dobór scenariusza zdarzeń podczas ewentualnego pożaru. System wentylacji sam dla siebie nie istnieje – musi być kompatybilny z całą automatyką i musi być w 100% niezawodny ­– dodał.

Znaczenie prawidłowo działającego systemu wentylacji w tunelu podkreśla fakt, że w przypadku pożaru, bez skutecznego usunięcia dymu, dostęp ekip ratowniczych do źródła jest niemożliwy. Musimy pamiętać o tym, że pożar w tunelu rozwija się bardzo szybko i towarzyszy mu bardzo wysoka temperatura.

dr inż. Paweł Sulik, Instytut Techniki Budowlanej

Panele dyskusyjne

W ramach II Konferencji „Budownictwo Podziemne” odbyły się dwa panele dyskusyjne. Prof. dr hab. inż. Anna Siemińska-Lewandowska (Politechnika Warszawska) oraz prof. dr hab. inż. Krzysztof Stypuła (Politechnika Krakowska) poprowdzili dyskusję na temat których eksperci dyskutowali na temat: „Mitów i faktów dotyczących oddziaływania budowy i eksploatacji tuneli komunikacyjnych na obiekty powierzchniowe”. (Zobacz: "Budowa i eksploatacja tuneli a oddziaływanie na sąsiednie budynki – fakty i mity")

Od prawej: prof. dr hab. inż. Krzysztof Stypuła, prof. dr hab. inż. Anna Siemińska-Lewandowska, Mateusz Witczyński, Ryszard Trykosko, dr hab. inż. Andrzej Szarata, Tomasz Godlewski

Natomiast Tomasz Paweł Latawiec (SIDiR, Niezależny Inżynier Konsultant, Ekspert i Rozjemca FIDIC, Arbiter) był moderatorem panelu pn. „Odbiór robót budowlanych oraz kary umowne”. (Zobacz: „Odbiór robót budowlanych oraz kary umowne”)

TYTAN 2016

Na uroczystej Gali, która zakończyła pierwszy dzień konferencji, wręczono również nagrodę TYTAN w kategorii budownictwo podziemne oraz Tytanowy Laur Inwestora (Zobacz: TYTAN 2016 w kategorii budownictwo podziemne).

Uroczysta Gala i wręczenie nagrody TYTAN 2016. Od lewej: Dymitr Petrow-Ganew,Ryszard Trykosko, Magdalena Kieda, prof. dr hab. inż. Marek Cała,prof. dr hab. inż. Anna Siemińska-Lewandowska, Monika Socha-Kośmider oraz dr inż. Karol Ryż

Zobacz pełną fotorelację z II Konferencji „Budownictwo Podziemne"

Zobacz wideorelację z II Konferencji „Budownictwo Podziemne"

Organizatorzy konferencji dziękują Uczestnikom, Prelegentom, Sponsorom, Partnerom i wszystkim, którzy w jakikolwiek sposób przyczynili się do sukcesu II Konferencji "Budownictwo Podziemne". Jednocześnie już teraz zapraszają na kolejną edycję wydarzenia, która odbędzie się w pierwszym półroczu 2018 r.