Linia Podłęże – Piekiełko naszpikowana tunelami

Znaczenie inwestycji w wymiarze międzynarodowym, krajowym i regionalnym

Podstawowym celem budowy nowo projektowanych linii kolejowych nr 622 podg. Podłęże R401 – Tymbark i nr 627 podg. Podłęże R301 – Podłęże Balachówka oraz modernizacji istniejącej linii nr 104 na odcinku Tymbark – Nowy Sącz jest stworzenie alternatywnych linii kolejowych na osi północ – południe Europy dla kolejowego transportu towarowego. Planowane jest włączenie nowo projektowanej linii kolejowej nr 622 oraz fragmentu linii kolejowej nr 104 Tymbark – Nowy Sącz do europejskiego kolejowego korytarza transportu towarowego nr 11 Amber (RFC 11).

Wymienione linie już obecnie stanowią brakujący element odgałęzienia korytarza transportu kombinowanego i obiektów towarzyszących C 30/1, objętego umową AGTC. Są również fragmentem sieci komplementarnej TEN-T (Transeuropejskiej Sieci Transportowej) obejmującej swoim zakresem linie uzupełniające europejskich korytarzy transportowych sieci bazowej.

W wymiarze krajowym modernizowana linia kolejowa nr 104 Chabówka – Nowy Sącz, projektowana linia kolejowa nr 622 podg. Podłęże R401 – Tymbark oraz linia kolejowa nr 623 podg. Fornale – Szczyrzyc stanowią fragment szprychy 7.2.1 komponentu kolejowego Portu Polska (Centralnego Portu Komunikacyjnego). Ponadto planowana jest budowa placów ładunkowych na stacjach Mszana Dolna, Limanowa, Tymbark, Marcinkowice oraz Gdów i Szczyrzyc, co ułatwi obrót gospodarczy na tych terenach.

Omawiane linie w połączeniu z budową linii nr 623 podg. Fornale – Szczyrzyc i nr 628 podg. Porąbka – podg. Stróża oraz modernizacją pozostałej części linii nr 104 (odcinek Chabówka – Tymbark) znacząco poprawią dostępność komunikacyjną południowej części Małopolski przez radykalne skrócenie czasu przejazdu. Zwiększy się dostępność do ważnych ośrodków miejskich województwa, w tym jego stolicy, Krakowa, oraz do regionów atrakcyjnych turystycznie (Tatry, Beskidy, Gorce). Dzięki projektowi Podłęże – Piekiełko w połączeniu z realizacją przez PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. innych zadań z Krajowego Programu Kolejowego możliwy będzie dojazd z centrum Krakowa do Zakopanego w czasie 90–100 min, a do Nowego Sącza w czasie ok. 60 min. Linia będzie wykorzystywana również w ruchu dalekobieżnym, co jest szczególnie istotne w kontekście ruchu turystycznego.

Do efektów pośrednich inwestycji można zaliczyć wzrost konkurencyjności transportu kolejowego, w tym ożywienie kolei aglomeracyjnej i regionalnej, usprawnienie krajowego i międzynarodowego tranzytu kolejowego, pobudzenie lokalnej gospodarki oraz podniesienie atrakcyjności inwestycyjnej i przemysłowo-gospodarczej Sądecczyzny, Limanowszczyzny i Podhala, poprawa jakości powietrza dzięki zmniejszeniu ruchu drogowego i większe bezpieczeństwo w ruchu drogowym i kolejowym, poprawa dostępu do komunikacji zbiorowej gmin leżących na trasie linii (nowe stacje i przystanki oraz nowe linie kolejowe dostosowane do obecnych standardów, zwiększenie dostępu dla osób o ograniczonej możliwości poruszania się).

Zakres inwestycji

Budowa nowej linii kolejowej Podłęże – Szczyrzyc – Tymbark / Mszana Dolna oraz modernizacja istniejącej linii kolejowej nr 104 Chabówka – Nowy Sącz, etap II (pozostałe prace na LK104 i budowa nowej linii Podłęże – Tymbark) została podzielona na etapy:

• odcinki A2 i A3 Rabka Zaryte – Mszana Dolna – podg. Fornale,
• odcinek C1 Tymbark – Limanowa (bez stacji Limanowa),
• odcinek Podłęże R401 – Gdów (linia kolejowa nr 622),
• odcinek Gdów – Szczyrzyc (linia kolejowa nr 622),
• odcinek Szczyrzyc – Tymbark (linia kolejowa nr 622),
• odcinek podg. Fornale – Szczyrzyc (linia kolejowa nr 623),
• odcinek Podłęże R301 – Podłęże Balachówka (linia kolejowa nr 627),
• odcinek podg. Porąbka – podg. Stróża (linia kolejowa nr 628).

Zostanie zbudowanych 163 km torów, 82 mosty, 50 wiaduktów, 16 przejść pod torami, 20 tuneli o łącznej długości ponad 30 km. Powstanie też nowa sieć trakcyjna i urządzenia sterowania ruchem kolejowym. Zaplanowano budowę lub przebudowę 22 stacji i przystanków kolejowych, nowego Lokalnego Centrum Sterowania (LCS) Nowy Sącz i modernizację przejazdów kolejowo-drogowych.

Całe zadanie znajduje się na liście podstawowej Krajowego Programu Kolejowego do 2030 r.

Obiekty tunelowe

W ramach inwestycji przewidziano realizację tuneli kolejowych, będących kluczowymi obiektami inżynieryjnymi projektowanej linii. Tunele zaprojektowano jako obiekty jednotorowe, dostosowane do parametrów eksploatacyjnych linii kolejowej, tj. prędkości maksymalnej 160 km/h dla pociągów pasażerskich oraz 100 km/h dla pociągów towarowych. Rozwiązania konstrukcyjne i materiałowe przyjęto z założeniem zapewnienia wysokiej trwałości użytkowej obiektów, w szczególności dla podstawowych konstrukcji tunelowych, których trwałość projektowa wynosi 120 lat.

Tunele kolejowe przewidziano jako obiekty wyposażone w systemy zapewniające bezpieczeństwo eksploatacji i ewakuacji. W przypadku pojedynczych tuneli kolejowych jednotorowych zakłada się wykonanie równoległych tuneli ewakuacyjnych, połączonych z tunelem kolejowym poprzecznymi przewiązkami ewakuacyjnymi, rozmieszczonymi w wymaganych normowo odstępach do 500 m. W przypadku dwóch tuneli kolejowych jednotorowych drugi tunel stanowi drogę ewakuacji. Portale tunelowe będą wyposażone w niezbędną infrastrukturę techniczną i bezpieczeństwa, obejmującą m.in. drogi dojazdowe, place i strefy bezpiecznej ewakuacji, pomieszczenia techniczne, zasilanie, zbiorniki wody przeciwpożarowej, systemy odwodnienia oraz retencji wód zanieczyszczonych, ogrodzenia i bramy wjazdowe z możliwością zdalnego sterowania oraz monitoringu.

Warunki geologiczne na trasie projektowanych tuneli są zróżnicowane i miejscami bardzo skomplikowane. Na większości odcinków tunele prowadzone są w obrębie utworów fliszowych, charakterystycznych dla Zewnętrznych Karpat Zachodnich (Beskid Wyspowy), gdzie występują naprzemianległe pakiety piaskowców, łupków, margli, rogowców oraz innych skał osadowych o zmiennej wytrzymałości i stopniu spękania. Układ warstw skalnych jest efektem złożonej historii sedymentacyjnej i tektonicznej, przez co górotwór cechuje się znaczną zmiennością litologiczną, strukturalną i geotechniczną. Informacje uzyskane z otworów wiertniczych mają charakter punktowy i mimo szerokiego zakresu rozpoznania nie pozwalają na pełne odwzorowanie rzeczywistej budowy górotworu pomiędzy otworami. Na odcinkach prowadzonych w rejonie utworów neogeńskich i czwartorzędowych podłoże budują głównie osady lessopodobne, osady zastoiskowe i organiczne oraz miąższe morskich utworów mioceńskich. W ich obrębie występują przewarstwiające się pakiety gruntów spoistych, iłów, mułów, glin piaszczystych, skał bardzo miękkich, takich jak iłowce, mułowce i łupki ilaste, a także piasków oraz lokalnie słabo zwięzłych piaskowców. Takie warunki powodują dużą zmienność lateralną i pionową podłoża, przez co prosta korelacja warstw pomiędzy otworami mogłaby prowadzić do fałszywego obrazu warunków geologiczno-inżynierskich.

Na trasie projektowanych tuneli zidentyfikowano również występowanie zagrożenia gazowego. Zagrożenie to należy wiązać przede wszystkim z możliwością obecności i migracji gazów w obrębie kompleksów skalnych i gruntowo-skalnych, w szczególności w strefach spękań, uskoków i rozluźnień tektonicznych. Z tego względu na etapie realizacji robót tunelowych konieczne jest prowadzenie stałego monitoringu gazowego, zapewnienie skutecznej wentylacji tunelu oraz wdrożenie procedur bezpieczeństwa właściwych dla robót prowadzonych w warunkach zagrożenia gazowego.

Z uwagi na te uwarunkowania projektowanie i realizacja tuneli wymagają podejścia dostosowanego do rzeczywistych warunków napotykanych w trakcie drążenia. W przypadku tuneli wykonywanych metodami konwencjonalnymi konieczne jest stosowanie obserwacyjnego podejścia do doboru obudowy tymczasowej i ostatecznej, z możliwością bieżącego dostosowywania typów zabezpieczenia do zachowania górotworu. W przypadku tuneli wykonywanych metodą zmechanizowaną TBM elastyczność zmian w trakcie realizacji jest ograniczona, dlatego obudowa takiego tunelu powinna być projektowana z uwzględnieniem najbardziej niekorzystnych warunków przewidywanych na trasie drążenia.

Tunele realizowane w ramach projektu Podłęże – Piekiełko są obiektami o wysokim stopniu złożoności technicznej, wynikającym zarówno z ich parametrów funkcjonalnych i wymagań bezpieczeństwa, jak również z bardzo zmiennych warunków geologiczno-inżynierskich. Szczególne znaczenie ma przyjęcie rozwiązań zapewniających bezpieczeństwo budowy, trwałość konstrukcji, możliwość skutecznej ewakuacji użytkowników oraz odporność obiektów na zmienność warunków gruntowo-skalnych i hydrogeologicznych występujących na trasie tuneli.

Najdłuższy tunel kolejowy całej inwestycji

Na linii kolejowej nr 104 na trasie Chabówka – Nowy Sącz, na odcinku Limanowa – Klęczany, powstaje najdłuższy z zaplanowanych w ramach inwestycji tunel kolejowy (T10). Obiekt będzie się składał się z dwóch tuneli: kolejowego o długości teoretycznej (długość mierzona od początku stropu tunelu do końca stropu tunelu) 3750 m oraz równoległego tunelu ewakuacyjnego o długości 3772,4 m. Oba tunele będą połączone ciśnieniowymi przewiązkami (śluzami), rozmieszczonymi maksymalnie co 500 m.

Zgodnie z projektem tunel główny ma być drążony metodą zmechanizowaną (tarcza TBM), natomiast tunel ewakuacyjny pierwotnie był przewidziany do drążenia metodą konwencjonalną. Ostatecznie jednak na wniosek wykonawcy – konsorcjum Gülermak SA i Budimex SA – Polskie Linie Kolejowe S.A. zdecydowały się na zmianę technologii na TBM.

Obecnie trwają prace przygotowawcze przed rozpoczęciem drążenia tunelu. Prowadzone są szeroko zakrojone prace geotechniczne, mające zapewnić bezpieczeństwo trasy i długoterminową trwałość konstrukcji. Z analizy wykonanej przez Egis Rail SA i MGGP SA wynika, że możliwe są zmiany właściwości podłoża gruntowego, zwłaszcza w przypowierzchniowych warstwach gruntu. Na obszarach z gruntami spoistymi podczas długotrwałych opadów może dojść do nawodnienia skutkującego obniżeniem ich wytrzymałości. W gruntach niespoistych, szczególnie na terenach zalewowych, podnoszenie i opadanie poziomu wód gruntowych wpływa na ciśnienie porowe, co obniża wytrzymałość na ścinanie, a tym samym komplikuje roboty ziemne. Dodatkowo obciążenia cykliczne, np. wywołane przejazdami pociągów, mogą prowadzić do upłynnienia gruntu i spadku nośności fundamentów. Wykopy na trasie wymagają też uwzględnienia odprężenia gruntu, które może zwiększyć wietrzenie i osłabić stabilność skarp. Ponadto na terenach osuwiskowych w regionie fliszu karpackiego intensywne opady mogą aktywować procesy geodynamiczne, co również wiąże się ze wzrostem ciśnienia wody i ryzykiem przemieszczania się mas ziemnych.

W celu monitorowania poziomu wód podziemnych oraz ciśnienia hydrostatycznego w rejonie planowanego tunelu zbudowano osiem piezometrów w otworach zabudowanych kolumną filtrową z rur PCV o średnicy zewnętrznej 60 mm. Wokół kolumny filtrowej wykonano obsypkę o średnicy ziaren 0,8–1,5 mm. Schemat konstrukcji został dostosowany do stwierdzonych warunków gruntowo-wodnych. Stabilność docelowej konstrukcji zapewnią zabezpieczenia portalu wschodniego i zachodniego, m.in. pale wielkośrednicowe 1200 mm zwieńczone oczepem o wymiarach 1,0 m × 1,5 m, iniekcyjne kotwy gruntowe dwubuławowe, gwoździe gruntowe i dreny odwadniające.

>>> Artykuł ukazał się w wydaniu NBI 4 (127) lipiec – sierpień