Konvenční tunelování je takový způsob realizace podzemního díla, kdy operace provedené v jednom pracovním cyklu umožňují postup ražby o jeden záběr (tzv. cyklický postup ražby).
Jedná se o aktuální nejrozšířenější způsob realizace podzemních staveb v ČR, který zahrnuje:
- Klasické tunelovací soustavy
- Prstencové tunelování
KLASICKÉ TUNELOVACÍ SOUSTAVY
Od 1. poloviny 19. století byla výstavba tunelů prováděna pomocí „klasických“ tunelovacích soustav. Provizorní výztuž tvořila výdřeva.
Příklady tunelů:
1830 – železniční tunel Edge Hill v Anglii na trati Manchester – Liverpool (Anglická soustava).
1837 – tunel Oberau v Německu na trati Lipsko – Drážďany (Rakouská soustava krokvová).
1839 – železniční tunel Gumpoldskirchen v Rakousko-Uhersku na Jižní dráze (Rakouská soustava podélníková).
Klasické tunelovací soustavy:
- Rakouská soustava
- krokvová (původní)
- podélníková zvaná „modifikovaná“
- Belgická soustava zvaná podchycovací
- Německá soustava zvaná jádrová
- Anglická soustava
- Italská soustava
- Kunzova soustava
PRSTENCOVÉ TUNELOVÁNÍ
Výčet metod:
- Prstencová metoda („pražská“)
- Nová rakouská tunelovací metoda (NRTM)
- Norská metoda tunelování („drill and blast“ – NTM)
- ADECO – RS (Lunardiho metoda – „NITM“)
- Metoda obvodového vrubu („Perforex“, obecně metody „Pre-Lining Systém“ – PLS)
- Metoda čelního odtěžování (modifikovaná milánská metoda, metoda „želva“)
- SCL (Sprayed Concrete Lining), Lasershell (Anglie)
- Spritzbetonbauweise, Kernbauweise (Švýcarsko)
Základní atributy prstencového tunelování:
- Obvykle kruhový tvar ostění z dílců (tubingů) – ukládání erektorem
- Tvarově neurčité ostění (staticky přeurčité) – nutná okamžitá výplňová injektáž
- Nečleněný výrub – problémy se stabilitou čelby (pilot-štola, kotvení čelby)
- „Univerzální“ metoda (bezpečnost vs. hospodárnost)
NORSKÁ TUNELOVACÍ METODA
Vhodná metoda pro postup ražby „drill and blast“ – stabilní výruby, dlouhé záběry 3 až 6 m, rozpojování trhavinami, svorníková výztuž, stříkaný beton, dočasná výztuž je součástí definitivního ostění). Kvalita horninového masivu z hlediska tunelování je závislá především na oslabení masivu plochami diskontinuity (mají rozhodující vliv na přetvoření masivu). Vyztužení výrubu se provádí v podstatné míře stříkaným drátkobetonem (eliminace náročné ruční práce s osazováním ocelových výztužných sítí a příhradových žeber). Návrh trvalého zajištění výrubu se provádí na základě klasifikačního systému Q (klasifikace vytvořená v NGI na základě poznatků z více než 1000 sledovaných tunelů. Též označovaná jako BLLL – Barton, Liehm, Loset, Lunde).
ADECO – RS
L’Analisi delle Deformazioni Controllate nelle Rocce e nei Suoli (prof. Lunardi)
Ražba probíhá vždy plným profilem. Klíčovým prvkem z hlediska omezení deformací nadloží je zpevnění oblasti horninového masivu předčelbového jádra, dále masivní provizorní ostění a brzká výstavba definitivního ostění. Tyto úpravy zmenšují extruzi, prekonvergenci i konvergenci – důsledkem je zmenšení deformací nadloží a sedání povrchu.
Používaná stabilizační opatření při ADECO-RS:
- Radiální kotvení
- Axiální kotvení do předčelbového jádra
- Sanační injektáž v nadloží jádra
- Mikropiloty nad jádrem („deštníky“)
- Trysková injektáž nad jádrem („kornouty“)
- Obvodový vrub s předklenbou (drátkobeton)
- Drenážní vrty do předpolí (?)
Požadavky na minimalizaci deformací nadloží vyžadují razit (tzn. i vyztužovat) rychle a masivně tak, aby nedošlo k podstatnému narušení původního stavu napjatosti horninového masivu. Pokud deformace nadloží nejsou problémem, pak masivní provizorní ostění a rychlá výstavba sekundárního ostění přestávají být prioritami této metody.
METODA OBVODOVÉHO VRUBU S PŘEDKLENBOU
(Pre-Lining System)
Jedná se o způsob realizace podzemního díla, kde je v předpolí ražeb po obvodu výrubu vyřezáván vrub, který je následně vyplněn stříkaným betonem. Takto provedená ochrana pak zásadním způsobem snižuje nebezpečí vypadávání hornin (ohrožení pracovníků podzemí).
Rozsah použití je odvislý od technické proveditelnosti samotného vrubu (řezatelná hornina jako např. jílovce, slínovce apod.) a časové a finanční rentability provádění. Ostění vrubu je nevyztužené, s minimální možností přenosu ohybových momentů. Není možné realizovat díla s proměnlivou geometrií výrubu.
METODA ČELNÍHO ODTĚŽOVÁNÍ
(modifikace „milánské“ metody)
Metoda budování podzemního díla pro realizaci tunelů s nízkým nadložím (náhrada za výstavbu v pažené stavební jámě). V předvýkopu se provedou některou z technologií speciálního zakládání nosné prvky pro uložení definitivního stropu. Po jeho provedení se předvýkop zasype a na povrchu se obnoví provoz. Pod ochranou stropu se následně provádí čelní odtěžování vnitřního prostoru tunelu. Je nezbytná úprava vnitřního líce stěn tunelu po vytěžení.
METODA LASERSHELL (Anglie)
Metoda vyvinutá při výstavbě tunelů Terminálu 5 letiště Heathrow a požívaná pro ražbu v tuhých londýnských jílech. Jedná se o ražbu plným profilem, ostění je jednoplášťové ze stříkaného drátkobetonu (bez ocelových sítí a výztužných žeber), realizované jako vodotěsné.
Tvar výrubu a dimenze ostění jsou průběžně monitorovány pomocí laserového dálkoměru, údaje jsou počítačově zpracovány, probíhá bezprostřední komunikace s obsluhou tunelbagru a s operátorem stroje na stříkaný drátkobeton.
Sklon a prostorové vyklenutí čelby zvyšuje její stabilitu a zmenšuje deformace výrubu i nadloží.
Tři fáze detailního budování definitivního ostění ze stříkaného drátkobetonu:
- Počáteční vrstva – tl. 75 mm stříkaného drátkobetonu, zajištění výrubu, utěsnění, vrstva bez statické funkce
- Konstrukční vrstva – tl.200 až 250 mm drátkobetonu, definitivní statická funkce
- Dokončující vrstva – tl. 50 mm stříkaného betonu po dokončení ražeb, úprava
METODA SCL (Anglie)
Obdoba Nové rakouské tunelovací metody se změnou jejího názvu. Vyvinutá na základě NRTM při výstavbě tunelů londýnského metra v prostředí tuhých jílů. Ražba probíhá horizontálně členěným profilem, ostění je obvykle dvouplášťové se stříkanou mezilehlou izolací. Omezení výztužných sítí a rámů v primárním ostění použitím drátkobetonu, sekundární ostění i z prostého betonu. Tvar výrubu ze statických důvodů je obvykle velmi blízký kruhovému profilu. Je charakteristické rychlé uzavírání celého profilu spodní klenbou ve snaze minimalizovat deformace nadloží.
