Gotthardský úpätný tunel, Švajčiarsko
Gähler a Partner AG, Ennetbaden, Švajčiarsko
Tunel superlatívov Gotthardský úpätný tunel je železničný tunel, ktorý prechádza alpským Gotthardským masívom a po svojom dokončení sa stane so svojimi 57 kilometri najdlhším železničným tunelom sveta a najrýchlejším prechodom cez Alpy. Projekt stáročia bol zahájený v 90rokoch 20stáročia súčasným budovaním z oboch smerov. Od roku 2017 by sa tunelom mali preháňať vlaky rýchlosťou až 250 km/h.
Úpätný tunel Gotthard je pokladaný za jeden z priekopníckych
tvorená prístupovou štólou o dĺžke 1,8 km, všetkými vonkajšími
výkonov 21. storočia. Po jeho dokončení bude s dĺžkou 57 kilo-
zariadeniami a rôznymi prispôsobeniami stavbám komunálnej
metrov najdlhším tunelom na svete a najrýchlejším prepojením
infraštruktúry. Napr. musela byť uskutočnená preložka kantonál-
cez Alpy. Cieľom projektu je, aby Švajčiarsko bolo napojené na
nej cesty, pretože sa jej pôvodná trasa pretínala s portálom
európske vysokorýchlostné systémy a zvyšujúca sa doprava v
prístupovej štóly.
Alpách bola v čo najväčšej miere presmerovaná na železnicu.
V rámci Inžinierskej organizácie projektovala a. s. Gähler und
Vďaka možnosti používať na novej trati rýchlejšie a dlhšie vlaky
Partner AG obe hlavné razenia Erstfeld a Amsteg i všetka
sa kapacita nákladnej prepravy viac než zdvojnásobí. V osobnej
vonkajšia zariadenia v Amstegu ako cestnú preložku a nové
doprave sa doba jazdy medzi Zürichom a Milánom zníži z
dojazdové cesty, inštalačné plochy, plochy pre ubytovanie,
dnešných štyroch na menej než tri hodiny.
bufety a kancelárie i úpravu existujúcej vlečky medzi Erstfeldem a Amstegem spolu so staveniskovou stanicou.
Päť úsekov a rozsiahla logistika
Gähler und Partner AG používa 18 licencií Allplan Vystužovanie
Aby bolo možné rozsiahly projekt zvládnuť v čo najkratšej dobe,
tiež u všetkých ďalších projektov v pozemnom staviteľstve,
bol rozdelený do piatich úsekov: Od severu na juh za sebou
v projektovaní nosných konštrukcií, u celkových domových
nasledujú Erstfeld (7,4 km), Amsteg (11,4 km), Sedrun (6,8 km),
inštaláciách i pre inžinierske a banské stavby. Práce v Amstegu
Faido (14,6 km) a Bodio (16,6 km). Tri stredné úseky sú vyla-
boli ešte projektované za použitia programu Speedikon. Ku kon-
mované ako vložené otvárky. Mimoriadne rozmery kladú veľké
cu stavebných prác v Amstegu a pri zahájení vykonávajúceho
nároky na logistiku. Predovšetkým sú vyššie požiadavky, ako
projektu v Erstfeldu došlo k prechodu na Allplan. Nový software
je obvyklé pri stavbe tunelu: Asi naj viacej čerstvého vzduchu,
obstál pri svojom krste ohňom bez problémov: Všetky výkresy
pretože väčšia časť tunela musí byť odvetrávaná, na viac dopra-
pre prvý úsek výstavby mohli byť prevzaté bez chýb a na druhom
vných zariadení pre ľudí, stavebný materiál a vyrúbanú horninu,
úseku výstavby sa mohlo ďalej bez problémov pokračovať. „Že
na viac záchranných prostriedkov i rozsiahlejšie chladenie.
prenos dát z tohto zrovnateľne cudzorodého a starého systému fungoval tak dobre, bolo pre nás podstatným faktorom úspechu“
V r.1994 získala Ingenieurgemeinschaft Gotthardbasistunnel-
spomína Raphael Wick, vedúci celého projektu u Gähler und
Nord (Inženierska organizácia pre úpätný tunel Gotthard-Sever)
Partner AG.
za gescie a. s. Gähler und Partner AG zákazku na projektové
Tiež v spolupráci v rámci inžinierskej organizácie a s ostatnými
práce a miestne vedenie stavby severných čiastkových úsekov
účastníkmi výstavby profituje Gähler und Partner pri výmene
Erstfeld a Amsteg. Súčasťou zákazky sú tiež stavbou vyvolané
dát na spoľahlivosti programu Allplan: „V projektu dochádza
otázky ekológie a geológie. Úsek Erstfeld o dĺžke 7,4 kilometrov
k používaniu mnohých programov v najrôznejších verziách.
zahrňuje vedľa oboch jednokoľajových tunelových tubusov a 22
Obdobne dôležité je, že výkresy môžu byť vymieňané v bez-
priečnych štôl podzemný stavebný objekt pre vetvenie, pre bu-
chybnej kvalite. Je neobyčajne nákladné, ak musia byť najprv
dúce predĺženie tunelu v severnom smere. Takisto je v projekte
upravované, pretože detaily ako farby a hrúbky čiar nesúhlasia
zahrnutý 600 m dlhý z povrchu stavaný tunel, severný portál
alebo písma sú skreslené. So software Allplan pritom nedochád-
i všetko pre chod stavby potrebné vonkajšie zariadenie ako
za k problémom“, toľko Raphael Wick. „Allplan zjednodušuje tiež
stanica staveniskovej dopravy, betonárka, zariadenie na úpravu
vypracovanie projektu a znižuje náchylnosť k chybám. Navzdory
vody. K nadväzujúcemu diel čiemu úseku Amsteg (o dĺžke 11,4
štandardizácii sme zostavili okolo 120 rôznych blokových výkre-
kilometrov) patrí vedľa vlastného tunelu s 38 priečnymi štólami a
sov a viac než 1000 celkových. Obrovský objem vzniklých dát
štólou pre prúdový kábel (1,9 km) severne vložená otvárka. Tá je
ale Allplan bez problémov zvláda“, hovorí stavebný inžinier.
Optimalizácia nákladov pri využití CAD. K optimalizácii spotreby betónu a tým i nákladov vyvinuli inžinieri systém s nastaviteľnou veľkosťou debnenia. Stanovenie aktuálnej geometrie debnenia sa robí pritom za použitia systému Allplan. Digitálne premeranie povrchu, ktoré ukazuje presnú polohu poistenia proti vylomeniu, je načítané do Allplanu a podložené normálnymi profilmi. Ak sa prihliadne k minimálnym rozmerom súčastí a ku geometrickým okrajovým podmienkam z prevádzky je potom zistená optimálna konfigurácia debnenia. Vysoké geotechnické namáhanie pod kontrolou „Veľké nadložie, v mocnosti až 2400 metrov pri projekte Gotthard môžu spôsobovať v poruchových zónach neobvykle vysoké napätia. Na rôznych miestach sa stávalo, že vysoké tlaky deformovali dokonca poistenia proti vylomeniu s masívnymi oceľovými profilmi v priebehu iba niekoľko málo týždňov a boli nutné opravy profilov“, popisuje Raphael Wick. S podporou Allplanu pristupovali inžinieri na podobné statické výzvy dvojakým spôsobom: Buď tým, že na sporných miestach v súlade s vysokou odolnosťou v tvare oceľového oblúku, naprojektovali armatúru a striekaný betón. Alebo zabudovaním mäkkých oblastí, v rozsahu ktorých sa hornina môže deformovať. Tu sú používané špeciálne oceľové profily, ktoré sa – podobne ako tlmiče – nechajú zasunúť. Prídavné zosilnenia zabraňujú zbytkovým pohybom. V týchto oblastiach s vysokými geotechnickými namáhaniami bola vnútorná klenba opatrená výstužou. Výstuž bola navrhnutá pomocou Modulu pre projektovanie výstuže v systému Allplan. Vedľa možnosti 3D zobrazenia komplexných elementov bolo veľkou pomocou, že software automaticky zisťuje výkazy a výpisy elementov výstuže a tak ušetrí manuálne počítanie.
vnakom priereze, aby sa na určitom mieste oddelili a vo svojom ďalšom priebehu sledovali rôzne smery. Ešte k tomu pristupuje sťaženie, že podľa druhu káblu sa musí dodržiavať maximálne polomery ohybu. Iný príklad zložitého miesta je z Amstegu, kde ako prístupová štóla tak i káblová štóla pre prívod trakčného prúdu sa stretávajú s oboma tunelovými tubusmi. Vznikajúce priestorové pretínania rôznych štruktúr boli rovnako projektované v 3D. Raphael Wick: „Spomínam si ešte presne na to, keď som v januári 2002 stál v jame v Amstegu a myslel si: Odtiaľto to je teda ešte 50 kilometrov skalami. V Erstfeldu a Amstegu budeme mať naše projektové práce pravdepodobne v r. 2014 ukončené. 2017 bude snáď potom celý projekt ukončený a môže dôjsť k uvedeniu do prevádzky. Určite najväčší podzemný projekt môjho života“.
2D pre štandard, 3D pre špeciality Pre štandardné projekty vypracovala spoločnosť Gähler und Partner pôdorysy, rezy a detaily v Allplanu v 2D. Pre obtiažne miesta alebo aby ukázali problematické oblasti dávajú však inžinieri prednosť projektovaniu v 3D a pracujú s vizualizáciami. Tak možno napr. geometricky skontrolovať, či je k dispozícii dostatok miesta, či hrúbky klenby a prejazdové profily súhlasia alebo či zamýšľané káblové vedenia sú možné. Práve v súvislosti so sústavami káblových trubiek, ktoré menia svoj smer, sa objavujú stále znovu výzvy k projektovaniu. Tak niekedy vychádzajú sústavy vodorovne zo dna tunelu, končia ale zvisle v klenbe tunelu a menia pritom veľmi často aj smer. Tiež prebieha často viac ochranných káblových trubiek najprv rovnobežne v ro-
© Nemetschek Allplan GmbH, Mníchov, Nemecko, www.nemetschek.cz