Z prof. dr hab. inż. Krzysztofem Tajdusiem z Wydziału Wiertnictwa, Nafty i Gazu Akademii Górniczo–Hutnicza w Krakowie rozmawiamy o tunelu średnicowym w Łodzi. Pytamy między innymi, co dla tej kolejowej inwestycji oznaczałaby ewentualna zmiana technologii.
Przestój tarczy TBM to także przestój budowy głównego tunelu podziemnej trasy kolejowej w Łodzi. Kilkanaście dni temu pojawiła się wiadomość, która przełamała informacyjną ciszę. Chodziło o rozważanie drążenia dalszego kilometrowego odcinka
m. in. z wykorzystaniem metody górniczej. W tej sytuacji sam fakt ewentualnego przesunięcia zakończenia inwestycji na 2029 rok już tak nie dziwi
.
Daniel Siwak, “Rynek Kolejowy": Na początku powiedzmy, czym jest górnicza metoda budowania tuneli i jakie urządzenia tam są wykorzystywane?
Prof. dr hab. inż. Krzysztof Tajduś, Akademia Górniczo–Hutnicza w Krakowie: Warto wyjaśnić, że od wielu lat do drążenia nie stosuje się klasycznych metod górniczych, natomiast stosowane są metody drążenia tuneli z wykorzystaniem technik górniczych. Polegają one na sukcesywnym wybieraniu niewielkich odcinków skał lub gruntu (zazwyczaj 0,5 – 1,5 m) z przodka tunelu i natychmiastowym ich zabezpieczaniu obudową wstępną składającą się z betonu natryskowego, kotew i łuków stalowych. Drążenie prowadzi się przy użyciu koparek, młotków pneumatycznych, kombajnów chodnikowych lub w odpowiednich warunkach przy wykorzystaniu materiałów wybuchowych.
Materiały wybuchowe? Brzmi jak scenariusz na zawalenie się kolejnych budynków nad tunelem.Materiały wybuchowe stosuje się wyłącznie w odpowiednich warunkach geologicznych tam, gdzie występują skały o wysokich parametrach wytrzymałościowych i przy pełnej kontroli drgań oraz deformacji. W przypadku występowania warunków gruntowych, płytkiego posadowienia tunelu oraz gęstej zabudowie miejskiej tego typu metod drążenia się nie stosuje.
Być może to banalne pytanie, ale jaka jest różnica w budowie tunelu pomiędzy metodą górniczą a z wykorzystaniem tarczy TBM? W odróżnieniu od tarczy TBM, która jednocześnie rozluźnia i usuwa grunt lub skałę, transportuje urobek i montuje prefabrykowane pierścienie obudowy – drążenie z wykorzystaniem technik górniczych umożliwia wykonywanie tuneli o zmiennej geometrii, nie tylko kołowych, oraz o znacznych wymiarach przekroju poprzecznego.
Czy każdy grunt nadaje się do tego, żeby zastosować metodę górniczą? W Łodzi nie od dzisiaj mówi się o anomaliach – tzw. kurzawkach. TBM najlepiej sprawdza się na długich, prostych odcinkach o w miarę jednorodnym podłożu, zapewniając wysokie tempo robót i znaczną redukcję wpływu na otoczenie. Z kolei drążenie z wykorzystaniem technik górniczych jest wolniejsze, ale umożliwia bieżące dostosowywanie obudowy do zmieniających się warunków geotechnicznych. W przypadku występowania gruntów słabych ogólnie nie zaleca się stosowania metod opartych na technikach górniczych z uwagi na wysokie koszty zabezpieczeń i ryzyko nadmiernych przemieszczeń masywu.
Jak z technicznego punktu widzenia mogłaby nastąpić zmiana technologii z drążenia tarczą TBM na metodę górniczą? W przypadku realizacji tuneli w zwartej zabudowie miejskiej należy pamiętać, że metody oparte na technikach górniczych stosuje się bardzo rzadko, głównie z uwagi na większe deformacje powierzchni terenu oraz fakt, że nie każdy grunt umożliwia bezpieczne stosowanie tej technologii. W warunkach wysokich ciśnień hydrostatycznych oraz słabej nośności podłoża, przed zastosowaniem drążenia z wykorzystaniem technik górniczych, konieczne może być jego wcześniejsze wzmocnienie lub uszczelnienie poprzez iniekcje lub inne działania geotechniczne np. mrożenie. Często dodatkowym utrudnieniem jest niewielka głębokość posadowienia tunelu w stosunku do jego średnicy.
Czy da się w ogóle rozebrać maszynę TBM pod ziemią w miejscu, w którym teraz stoi, albo wycofać taką maszynę do komory startowej? Trudno wyobrazić sobie wycofanie tarczy TBM z już wydrążonego odcinka, ponieważ maszyna nie jest przystosowana do pracy “na wstecznym". Jej demontaż w zwartej zabudowie miejskiej wymagałby zaś wykonania dużego szybu, czyli pionowego wyrobiska o znacznej średnicy, umożliwiającego jej usunięcie, co w wielu przypadkach jest po prostu niemożliwe.
Przy ewentualnej zmianie technologii chyba nie ma wątpliwości, że realizacja tunelu średnicowego mogłaby się znów wydłużyć.
Takie działania nie tylko spowodowałyby znaczny wzrost kosztów, ale też wydłużenie inwestycji o wiele miesięcy. Zmiana technologii wymagałaby wykonania dodatkowych komór, przebudowy systemów logistycznych, a także ponownego zaprojektowania obudowy. To bardzo złożony i czasochłonny proces.
Skoro zmiana technologii jest taka trudna i niesie za sobą wzrost kosztów, to może chodzi o kwestie prawne i dokończenie inwestycji w oparciu o prawo górnicze? Trudno mi się odnosić do motywów stojących za ewentualną propozycją zmiany technologii, ponieważ nie znam szczegółów decyzji ani analiz prowadzonych przez inwestora. Z inżynierskiego punktu widzenia zmiana z TBM na drążenie z wykorzystaniem technik górniczych byłaby rozwiązaniem wyjątkowo trudnym i mało uzasadnionym.
Czy w ogóle spotkał się Pan kiedykolwiek z przypadkiem zmiany tarczy TBM na metodę górniczą? Osobiście nie znam żadnego potwierdzonego przypadku na świecie, gdzie podjęto by tego typu decyzję.
***
Zapisz
się do newslettera:
