VÝSTAVBA TUNELOVÉHO PRIVÁDZAČA VODY V SÝRII

Ing. Milan Cagáň, Ing. Jozef Frankovský, Ing. Milan Pastierik,
BANSKÉ STAVBY, a.s.


ÚVOD

Sýria patrí svojou geografickou polohou a klimatickými podmienkami ku krajinám, kde je potrebné zavlažovať poľnohospodársku pôdu a privádzať do oblastí chudobných na vodné zrážky vodu zo vzdialených vodných zdrojov. Už pred dvetisíc rokmi sýrske mestečko Salamiya dodávalo vodu do starovekej Afamije, ktorá v tom čase bola v rozkvete, 50 km dlhým podzemným privádzačom vody. Skúsenosti z výstavby tejto grandióznej stavby upadli do zabudnutia spolu so zánikom Afamije. Sýrie sa vrátila k podzemným vodným stavbám až na konci druhého tisícročia.

OBR. 1
Obr. 1 Charakteristický pohĺad na údolie rieky Orontes (Nahr aĺ Asi) zo strany vtokového portálu Aen Zarka na svahoch horského pásma Ante Lebanon


GEOGRAFICKÁ POLOHA A VÝZNAM STAVBY

V severozápadnej časti Sýrie pri tureckých hraniciach v oblasti rieky Orontes sa medzi dvomi horskými chrbtami pohoria Ante Lebanon rozprestiera planina Al Rouj, ktorá je súčasťou Oronteskej nížiny s rozlohou asi 500 km2. Na tejto planine chýba vodný zdroj, umožňujúci intenzívnejšie poľnohospodársky využívať naplavenú hrubú vrstvu veľmi dobrej pôdy. Nížina Orontes je dôležitou oblasťou, ktorá zásobuje poľnohospodárskymi výrobkami veľkú časť Sýrie a hlavne druhé najväčšie sýrsko mesto Aleppo, vzdialené asi 100 km. Pri prudkom demografickom rozvoji Sýrie nastala potreba zintenzívniť výnosy zavedením rozsiahlejších zavlažovacích systémov. Toto umožní "Projekt zavlaovania planiny Al Roujktorumo npriviesvodu z koryta rieky Orontes (srskyzov NahrAsi) popod chrbt pohoria Ante Lebanon na planinuovacm tunelom. Tunel budujBansk stavbya.s.Prievidza spolu s anglicko -rsko stavebnou firmou takla-weavers guernsey Ltd. Investorom tohoto vekhoovacieho projektu je Ministerstvovlahrskej arabskej republikyinvestorskdozor bol zverenGenerlnemu riaditestvu preovanie Oronteskej v Hame.

PROJEKT ZAVLAŽOVANIA PLANINY AL ROUJ

Tunelový privádzač vody Al Rouj je súčasťou projektu zavlažovacieho systému Al Rouj, ktorý vyžaduje vybudovať:

ZÁKLADNÉ ÚDAJE TUNELOVÉHO PRIVÁDZAČA VODY

Tunel má celkovú dĺžku 4 141 m. Výška nivelety na vtokovom portáli tunela je 229,4 m n.m., na výtokovom portáli 224,6 m n.m. Trasa tunela je vedená so spádom 1,16 promile v celej dĺžke zo strany Aen Zarka smerom na Al Baláa. Maximálny prietok vody tunelovým privádzačom je vypočítaný na 4,7 m3/s.
Profil tunela je podkovitého tvaru s hrubým výlomom 8m2. Svetlý profil tunela je 4,8m2. Primárna výztuž tunela, budovaná bezprostredne s postupom čelby tunela pri razení, bola kombinovaná z viacerých prvkov: lepených oceľových svorníkov, striekaného betónu, podperných oblúkov z profilovej ocele a pažín. Definitívne ostenie predstavuje monolotický železobetón s hrúbkou steny 20 - 30 cm v závislosti na pevnosti okolitej horniny. Dve vetracie šachty o priemere 800 mm s hĺbkou 58 m a 108 m, vybudované v trase tunela, slúžia ako vetracie komíny a núdzové únikové cesty. Tunelový privádzač prechádza v celej dĺžke vápencami, ktorých pevnosť kolísa v širokom rozmedzí od 9 do 62 MPa. Maximálna výška nadložia nad tunelom je 200 m.

GEOLOGICKÉ POMERY

Trasa tunela prechádzala horninovými vrstvami premenlivej kvality. Išlo výhradne o vápence, tektonicky rozbité na bloky. Výplň trhlín medzi jednotlivými blokmi tvorili ílové sedimenty rozličnej kvality a vlastností. Projektovanú trasu tunelového privádzača pretína 8 tektonických linií. Charakter územia a skladba horninového prostredia nasvedčovali na výskyt krasových útvarov. Z hĺadiska seizmicity je územie zaradené do 8. triedy podľa stupnice CHWM A-12-69-II. Napriek zaregistrovaným prejavom zemetrasenia, ktorého epicentrum sa nachádzalo v nedaľekom Turecku v lete roku 1998, sa však jeho účinky na razenom diele neprejavili.

VOĽBA TECHNOLÓGIE

Voľba technológie a výber technických prostriedkov na výstavbu tohto podzemného diela boli ovplyvnené okrem technických parametrov tunela a geologických podmienok aj neznámym sociálnym, politickým a ekonomickým prostredím, ako aj kvalifikáciou miestnej pracovnej sily. Podmienkou kontraktu bolo zaučiť miestnych pracovníkov na vykonávanie razičských a betonárskych prác. Z týchto dôvodov zvolili Banské stavby pre razenie privádzača jednoduchú a spoľahlivú technológiu: pneumatické ručné náradie (vrtacie kladivá, zbíjačky), predhadzovacie lopatové nakladače, koľajový systém odťažby banskými vozmi a banskými dieselovými lokomotivami. K voľbe technológie prispeli aj informácie o geologických a tektonických pomerech na trase tunela. Horninové prostredie sa z hľadiska technológie razenia kvalifikovalo ako nehomogénne, aj napriek tomu, že celá trasa vedie iba vo vápencoch. Pevnosť jednotlivých vápencovývh vrstiev sa odlišovala takmer o jeden rad. Neistotu od odhadu o správaní sa a vlastnostiach horninového masívu vnášali aj informácie o výskyte viacerých poruchových pásiem, pretínajúcich trasu tunela v niekoľkých rôznobežných rovinách. Pri výskyte očakávaných krasových javov vo vápencových vrstvách sa muselo počítať aj s možnoťou prievalov vody.
Projekt počítal s betonážou pomocou jednoduchého dreveného debnenia, čo bolo pri celkovej dĺžke 4 141 m časovo náročné a prácne riešenie. Oceľové debnenie, skládajúcí se z oceľových ramenátov a teleskopických stojok odporúčal projektant použiť iba v miestach tektonických porúch a v blízkosti kaverien. Betonáž mala podľa projektu prebiehať v dvoch fázach: v prvej fáze sa mala zabetónovať klenbová časť tunelového privádzača a v druhej fáze sa malo vybetónovať jeho dno. Spodná časť definitívneho profilu dna mala byť izolovaná od vrchnej časti tunela vrstvou asfaltu po celej dĺžke na obidvoch stranách tunela. Dilatácia ostenia privádzača v pozdĺžnom smere bola riešená dilatačnými škárami s asfaltovou výplňou v 50 m úsekov.
Betónovať tunel takýmto postupom by bolo krokom späť, preto technológovia Banských stavieb navrhli použiť teleskopické oceľové debnenie na zabetónovanie profilu tunela ako monolotického celku v 10 m úsekoch. Toto riešenie urýchlilo a zjednodušilo betonáž vylúčením nutnosti betónovať profil v dvoch fázach a izolovať pracovné škáry medzi spodnou a hornou časťou ostenia na úrovni počvy tunela.

ORGANIZÁCIE PRÁCE

V počiatočnoj fáze boli všetky razičské práce od výtokového portálu Al Baláa a vtokového portálu Aen Zarka, kde práce začali s malým časovým odstupom, obsadené pracovníkmi Banských stavieb. Obe pracoviská boli obsadené 24-mi slovenskými pracovníkmi, ktorí ihneď začali zaúčať aj sýrskych pracovníkov. Po prvej zaučovacej fáze, ktorá trvala 12 týždňov, sa zredukoval počet našich pracovníkov na deväť. Po druhej zaučovacej fáze, ktorá trvala 7 mesiacov, sa slovenská časť zredukovala na 7 pracovníkov a po ďalších 4 mesiacov na 6 pracovníkov. Slovenská časť osádky pracuje v dvoch 12-hodinových zmenách, sýrska časť osádky pracuje v troch 8-dinových zmenách v 6-dňovom pracovnom týždni.
Práce boli rozdelené do niekoľkých častí:
  1. razenie tunela z oboch strán oproti sebe
  2. razenie tunela zo strany Al Baláa a betonáž tunela zo strany Aen Zarka
  3. betonáž zo strany Al Baláa
Vzhľadom na použitie iba jedného teleskopického debnenia na betonáž tunela a nutnosť dodržať termín výstavby, po vyrazení 1 400 m zo strany Aen Zerka bolo razenie na tejto strane odstavené a razilo sa už iba zo strany Al Baláa. Počas betonáže tunela zo staničenia 1 400 m smerom na Aen Zarku sa ukončilo razenie tunela a bol položený podkladový betón zo strany Al Baláa. Následne bude betonáž pokračovať od staničenia 1 400 m smerom ku výtokovémi portálu Al Baláa.
Termín výstavby tunela bol stanovený na 38 mesiacov, stavba začala v mesiaci apríli 1997 a bude ukončená do konca mesiaca máj 2000.

RAZENIE

Tunel o dĺžke 4 141 m bol vyrazený za 17 mesiacov, razilo sa od oboch portálov oproti sebe. Počas razenia bol dosiahnutý priemerný mesačný postup 244 m na dve čelby, resp. 122 m na jednu čelbu. Najvyšší denný výkon na jednej čelbe 18,4 m/deň bol dosiahnutý v mesiaci november 1997 a najvyšší denný postup za obe čelby predstavovl 25,8 m/deň.
Razenie začalo odstrelením prvého záberu dňa 13.07.1997 na Al Baláa a o týždeň neskôr aj zo strany Aen Zarka. Razičské práce na strane Aen Zarka boli odstavené dňa 28.05.98, kedy začala betonáž ku vtokovému portálu Aen Zarka. Z výtokového portálu Al Baláa ku miestu prerážky ostávalo vyraziť ešte 659,10 m. Uvedený úsek bol za 97 pracovných dní slávnostne prerazený dňa 16.11.1998. Pri tejto príležitosti bola usporiadaná oslava za účasti ministra zavlažovania sýrskej arabskej republiky p. Abdula Alrahmana Almadiniho, obchodného radcu veľvyslanectva SR v Sýrii Ing. Pavla Leštáka, gen. riaditeľa Banských stavieb Ing. Jaroslava Kapustu, majiteľov firmy Takla Weavers p. Fouda Taklu a p. Assaada Atallaha, zástupcov mestských a oblastných orgánov a zúčastnených firiem. Celá oslava bola uskutočnená za širokej mediálnej aktivity v sýrskych médiach s množstvom zúčastnených hostí a prizerajúcich sa domácich obyvateľov, ktorým ukončenie stavby výrazne pozitívne ovplyvní život.
Presnosť správneho stretnutia podľa predpísaných topografických noriem bola splnená, obe čelby sa stretli s polohovou odchýlkou 5 cm a výškovou odchýlkoiu 2,5 cm. Hoci bol tunel dlhý 4 141 m, polygón musel byť dlhý až takmer 9 000m. Presnosť meraní sťažovala veľká refrakcia následkom vplyvu atmosférických podmienok a vysokej teploty. Už zavčas rána a ešte pred západom slnka bývali v letnom období vysoké teploty, ktoré negatívne ovplyvňovali presnosť meraní. Zámery na meračské body boli skomplikované veľkými vzdialenosťami medzi nimi, až 1 000 m, čo si vynútila neprehľadnosť terénu. Nočné meranie bolo nemožné kvôli obtiažnosti terénu a kvôli nebezpečenstvu z voľne sa potulujúcich svoriek psov.
Prítomnosť veľkých kaverien sa pri razení potvrdila, kaverny však boli bez vodnej náplne. V geologickej stavbe tunela prevažovali vápence nižšej pevnosti. V miestach kontaktu trasy tunela s krasovými kavernami a s poruchovými pásmami sa použili špeciálne opatrenia na zabezpečenie stability čelby. Väčšinou išlo o svorníkovú výztuž, striekaný betón a oceľové nosníky z profilov tvaru I, upravované priamo na stavbe. V jednom prípade sa musela použiť spevňovacia injektáž horninového plášťa v dĺžke 10 m v smere razenia tunela. Po spevnení príslušného úseku tunela mikropilótami razenie pokračovalo ďalej klasickým tunelárskym spôsobom.

HĹBENIE VETRACÍCH ŠÁCHT

Hĺbka a priemer obidvoch vetracích šácht predurčovala použitie technológie veľkopriemerového vŕtania. Sýrsky partner sa však rozhodol vybudovať prvú, 58 m hlbokú šachtu, jednoduchým ručným hĺbením. Na naše pomery išlo o archaický pracovný postup s použitím najjednocuších pracovných prostriedkov a bez akéhokoľvek zabezpečenia stability stien hĺbenej jamy. Za necelé 3 mesiace dvaja raziči a traja pomocníci napodiv úspešne túto jamu vyhĺbili. Osádka pracovala 6 dní v pracovnom týždni po 12 hodín denne. Hĺbace zariadenie predstavovala jednoduchá trojnožka a tenké oceľové lano, na ktorom sa spúšťali hĺbiči a vyťahovala sa vylomená hornina z hĺbenia. Pohonnú jednotku predstavol kôň, ktorého vodil jeden z pomocníkov. Na vyhĺbenie druhej 108 m hlbokej šachty sa sýrsky partner rozhodol pre rovnakú technológiu. Šachta bola vyhĺbená v prvom štvrťroku 1998.

BETONÁŽ DEFINITÍVNEHO OSTENIA TUNELA

Betonárske práce na 1 400 m úseku Aen Zarka začali vyrovnaním počvy tunela položením podkladového betónu triedy C 8/10, na ktorý bola položená úzkorozchodná banská koľaj. Po koľaji sa presúvalo teleskopické debnenie. Betonárske práce na strane Aen Zarka sa skončili súčasne s položením podkladového betónu zo strany výtokového portálu Aen Baláa. Po uvoľnení osádky z razenia bude časť jej pracovníkov pokračovať na výplňovej a tesniacej injektáži tunela od staničenia 1 400 m smerom ku portálu Aen Zarka a potom vo vzdialenosti 100 m za zabetónovaným úsekom tunela smerom Al Baláa.
Po odstavení razenia od vtokového portálu Aen Zarka v staničení 1 400 m sa začali betonárske práce úpravou počvy tunela položením podkladového betónu triedy C 8/10 a položením úzkorozchodnej banskej koľaji. Po montáži a presunutí teleskopického debnenia DB 2500, skonštruovaného a vyrobeného na Banský stavbách, sa v júli 1998 začali betonárske práce. Betonáž postupovala smerom ku Aen Zarke a skončila v súlade s časovým harmonogramom. Po údržbe a ošetrení debnenia novým lakom bolo debnenie otočené a dopravené tunelom na staničenie 1 400 m, odkiaľ bude betonáž o dĺžke 2 741 m pokračovať opačným smerom ku výtokovému portálu Al Baláa.
Betonáž tunela postupuje zábermi o dĺžke 10 m v 24 hod. cykle a pozostáva z následujúcich technologických operácií:
Obr. 2
Pohľad na zadnú časť debnenia DB 2500 počas betonáže tunelového privádzača vody 		Obr. 3
Výroba oceľového teleskopického debnenia DB 2500 v dielňach Bánskych stavieb v Prievidzi

Receptúra betónovej zmesi C 25/30 na 1 m3: Cement triedy 42,5 450,0 kg Ťažené kamenivo 0/6 mm 600,0 l Drvené kamenivo 8/16 mm 600,0 l Vodný súčiniteľ W = 0,58 261,0 l Plastifikátor (Rheobuild 1100) 4,2 l
Betónová zmes C 25/30 sa pripravuje na povrchu pri vtokovom portáli Aen Zarka na jednoduchej bubnovej miešačke s objemom 250 l a objemovým dávkovaním plniva. Do tunela sa betónová zmes dopravuje v koľajových domiešavačoch DBK-3, navrhnutých na Banských stavbách.
Za debnenie DB 2500 sa betónová zmes dopravuje čerpadlom typu Putzmeister Elefantíno MB-1002 E. S ohľadom na dopravné časy a spôsob ukladania si betónová zmes vyžaduje zachovanie tekutej konzistencie po dobu najmenej jednej hodiny. Požadované výkony a harmonogram betonárskych prác vyžadujú, aby sa oddebnenie uskutočnilo najneskôr po 13 hodinách od uloženia betónovej zmesi. Betónová zmes musí mať zaručený vysoký nárast počiatočnej pevnosti. Pri oddebňovaní musí betón dosiahnúť pevnosť najmenej 6,5 N/mm2. Praktickými skúsenosťami sa optimalizovalo také zloženie betónovej zmesi, ktoré umožňuje dosiahnuť oddebňovaciu pevnosť už po 10 hod. Tak sa dosahujú postupy 10 m denne a za 1 pracovný týždeň sa zabeónuje 60 m dlhý úsek tunela, tj. 180 m3 kvalitného betónu s pevnosťou 32 MPa.
Spracovateľnosť čerstvej betónovej zmesi sa ovplyvňuje dávkovaním tekutého plastifikátora Rheobuild 1100 švajciarskej firmy SIKA. Negatívny vplyv na spracovateľnosť čerstvej betónovej zmesi má vysoká teplota jeho zložiek, ktorá v tamojšej klíme v letnom období dosahuje hodnoty viac ako 50 ° C.
K dátumu prerazenie tunela bolo zabetónovaných 830 m tunela. Betonáž 1 400 m dlhého úseku zo strany Aen Zarka sa ukončila v marci 1999. Betonáž tunela v druhej etape o dĺžke 2 741 bude obtiažnejšia na organizáciu práce vzhľadom na dvojnásobnú dopravnú vzdialenosť v porovnaní so vzdialenosťou úseku tunela, zabetónovaného v prvej etape smerom na Aen Zarka. Súčasne sa začne od staničenia 1 400 m smerom k vtokovému portálu realizovať tesniaca a výplňová injektáž.

Obr. 4
Návštěva ministra zavlažovania pri príležitosti osláv prerážky tunela. V hornej časti obrázku je vidieť lichobežníkový profil výstuže I16, ktorá je polohovo kotvená oceľovými lepenými svorníkmi. Časť výtokového portála Al Baláa s oceľovou polygónovou výstužou. 		Obr. 5
Pohľad na výtokový portál tunela na strane Al Baláa


ZÁVER

Stavba tunelového privádzača vody sa uskutočnila na vzdialenom teritóriu, v ktorom sú pre nás málo prehľadné hospodárske, politické, obchodné, podnikateľské a iné pomery. Poznatky z tejto stavby možno zhrnúť nasledovne:

Na tomto diele využili Banské stavby v plnom rozsahu skúseností získané z výstavby 14 km dlhej odvodňovacej štôlne v Banskej Štiavnice, ako aj z výstavby tunelov na vodných dielach Turček, Ružin a prečerpávacej vodnej elektrárne Čierny Váh. Na základe skúseností z týchto stavieb rozhodujúce technologické zariadenia na betonáž tunela, okrem čerpadla betónu, si podnik vyvinul a vyrobil vo vlastných strojárenských kapacitách.
Banské stavby, a.s. pôsobia v súčasnosti ako jediná slovenská firma v Sýrii. Ich úspešná účasť na stavbe tunelového privádzača vody vytvára dobrý predpoklad uplatnenia na niektorom z daľších projektov podzemných stavieb v Sýrii. Prievidza, 17. 3.1999