Diaľničný tunel Sitina v Bratislave po dvoch rokoch prevádzky

Bratislava ako hlavné mesto Slovenskej republiky, ležiace na rozhraní štyroch krajín, nemala dlhodobo riešený prejazd tranzitnej dopravy cez mesto. K tomuto problému sa začalo aktívne pristupovať až v 90. rokoch minulého storočia, kedy sa prioritou stalo vybudovanie obchvatu mesta, ktorý tvoria diaľničné ťahy D 1 a D 2. Tento obchvat sa okamžite po dobudovaní stal nosným prvkom dopravnej infraštruktúry v Bratislave. Posledným úsekom na diaľničnom ťahu D 2 a zároveň posledným úsekom na vnútornom diaľničnom okruhu mesta bol diaľničný úsek D 2 Bratislava, Lamačská cesta - Staré grunty. Jeho nosným objektom je dvojrúrový, takmer 1,5 km dlhý tunel Sitina. Uvedením tohto diaľničného úseku do prevádzky v roku 2007 sa dopravne odľahčila jedna z najzaťaženejších križovatiek v Bratislave a na Slovensku - križovatka Patrónka a výrazne sa zjednodušila dopravná situácia v západnej časti mesta. Počet vozidiel prechádzajúci cez tunel Sitina dnes prekonáva prognózy dopravných inžinierov a presahuje hodnotu 20 000 vozidiel za 24 hodín v jednom smere.

História prípravy projektu
Projekt diaľničného prepojenia sa v rôznych štúdiách objavoval už od roku 1963 ako pokračovanie tzv. brnianskej diaľnice. V roku 1990 sa pri spracovaní Generálneho dopravného plánu hlavného mesta Bratislava ukázalo ako nevyhnutné okamžité dobudovanie vnútorného diaľničného okruhu Bratislavy, pozostávajúceho z úsekov D 1 a D 2 na území hlavného mesta, a dlhodobá príprava vonkajšieho diaľničného okruhu, ktorý bude tvoriť úplný obchvat Bratislavy a najbližšieho okolia. Slovenská správa ciest a neskôr Národná diaľničná spoločnosť na základe týchto záverov začala s prípravou štyroch stavieb, z ktorých okruh pozostával.
Ako najkomplikovanejšie sa javilo spojenie diaľnice D 2 v úseku Lamačská cesta - Mlynská dolina. Dopravoprojekt, a.s., spracoval v roku 1996 technickú štúdiu, s 9 variantmi trasovania, z toho 3 tunelové, ktoré boli predmetom multikriteriálneho hodnotenia v procese EIA. Ako najvýhodnejší bol vyhodnotený variant J s tunelom Sitina dľžky cca 1,3 km. Pre realizáciu tohto variantu hovorilo najmä to, že jeho zásah do rekreačných zón mesta - lesoparku Železná studnička a zoologickej záhrady, ako aj celkového výzoru Mlynskej doliny bol najmenší. Zároveň umožňoval síce komplikovanú, ale kontinuálnu dopravu počas každej etapy realizácie stavby a v neposlednej rade nezasahoval priamo križovatku Patrónka a umožnil jej ďalší rozvoj ako mestskej križovatky.
Pre variant J bola v roku 1998 spoločnosťou Terraprojekt, a.s spracovaná dokumentácia pre územné rozhodnutie (DÚR). V tejto etape bol tunel Sitina predľžený o cca 200 m úsek v areáli Slovenskej akademie vied (SAV), čím sa chránia vedecko-výskumné pracoviská SAV pred priamym pôsobením dopravy. V roku 1999 začal Dopravoprojekt, a.s., spracovávať dokumentáciu pre stavebné povolenie a následne dokumentáciu pre výber zhotoviteľa pre diaľničný úsek D 2 Bratislava, Lamačská cesta - Staré grunty. Množstvo záujmov, ktoré sa stretáva v tomto území spôsobilo, že územné i stavebné konanie trvalo niekoľko rokov a stavebné povolenie bolo vydané až v roku 2003.
Keďže sa stavba nachádza na území mesta, nebolo jednoduché nájsť vhodný koridor, ktorý by bol prijatý ako konsenzus všetkých strán a záujmov v danej lokalite. Poloha úseku diaľnice v intraviláne mesta v blízkosti rekreačnej zóny zoologickej záhrady a areálu SAV, s množstvom vedeckých pracovísk, ktoré môžu byť ovplyvnené blízkosťou budovanej a následne prevádzkovanej diaľnice si vyžadovala riešenie špecifických problémov.
Prvým bola dôsledná príprava monitoringu zložiek životného prostredia a seizmického monitoringu. Monitoring účinkov hluku, vibrácii a emisii na okolité prostredie viedol k návrhom opatrení, ktoré sa realizovali počas výstavby - úprava pracovného času a harmonogramu prác tak, aby sa dopad prác na realizácii diaľnice a najmä raziacich prác na výstavbe tunela na okolie minimalizoval. Špeciálnu pozornosť bolo nutné venovať výskumným ústavom SAV.
Taktiež bol citlivo zvažované dopady hluku a emisii diaľnice po uvedení do prevádzky. Ako protihlukové opatrenie bolo prijaté predľženie hľbenej časti tunela s umiestnením portálov tunela pred areálom SAV a systém protihlukových stien za výjazdom z tunela v Mlynskej doline, v blízkosti ZOO. Podmienky rozptylu emisii v ovzduší sú v Bratislave vďaka geografickej polohe a mikroklíme pomerne dobré, preto po zvážení všetkých okolností nebolo potrebné pristúpiť k realizácii ďalších opatrení pre zlepšenie rozptylu.
Druhým problémom, s ktorým sa potýkal už projektant, následne aj stavba, bola logistika výstavby a zabezpečenie plynulosti verejnej dopravy. Stavba prebiehala v mnohých miestach na dopravne vysoko zaťažených komunikáciách, kde bolo nutné niekoľkonásobné presmerovanie verejnej dopravy a v každej etape zaručenie výjazdu staveniskovej dopravy od obidvoch portálov tunela a zo stavenísk objektov nachádzajúcich sa v trasách pôvodných komunikácií.

¤ Vzorový priečny rez tunela Sitina bez spodnej klenby

¤ Vzorový priečny rez tunela Sitina so spodnou klenbou

Základné technické údaje o stavbě
Tunel Sitina je tvorený dvomi tunelovými rúrami s jednosmernou premávkou, pričom v prípade uzatvorenia jednej tunelovej rúry môže byť doprava vedená obojsmerne cez druhú tunelovú rúru. Situovanie oboch portálov, výškové a smerové vedenie trasy boli determinované umiestnením tunela v podmienkach existujúceho využitia územia a zástavby, s nevyhnutnou minimalizáciou negatívnych vplyvov na životné prostredie.
Obe tunelové rúry sú rozdelené na úseky budované razením a hľbené úseky budované v otvorenej stavebnej jame pri oboch portáloch, ktoré boli následne zasypané. Dôvodom pre vybudovanie viac než 200 m dlhého hľbeného úseku v areáli SAV, vedeného prakticky po povrchu a následne zasypaného, je ochrana pred negatívnymi účinkami dopravy (hluk, emisie).
Razené tunelové rúry je možno navyše rozdeliť na úseky budované so spodnou klenbou v menej priaznivých geologických podmienkach a úseky bez spodnej klenby v podmienkach vo všeobecnosti priaznivejších. Podiel úsekov tunela so spodnou klenbou je približne 13 % z celkovej dľžky razených tunelových rúr, pričom sú situované najmä v priportálových úsekoch a v tektonických poruchových zónach.

Geologické pomery
Tunel Sitina bol razený v prevažne granitoidných horninách pahorku Sitina nachádzajúceho sa na kontakte Malých Karpát a Lamačského prielomu. Podstatnou charakteristikou masívu bola jeho nerovnorodosť, podmienená prítomnosťou tektonických porúch rôzneho charakteru v celej dlžke tunela. V blízkosti tektonických porúch boli horniny silne alterované, miestami intenzívne mylonitizované, tvoriace masu zloženú zo zmesi ílových minerálov a úlomkov alterovaných hornín. Okrem granitoidných hornín sa v trase tunela vyskytovali aj polohy metamorfovaných hornín, veľmi často intenzívne mylonitizovaných. Dominantným typom metamorfovaných hornín boli biotitické pararuly. Horninový masív sa počas razenia javil ako pomerne suchý, podzemná voda v ňom bola najmä zrážkového pôvodu, viazaná na polohy zvetraných zón hornín.
Dôležitým faktorom pre razenie bola tiež pomerne malá výška nadložia tunela, nadobúdajúca hodnoty od 4 do 32 m. Nízke nadložie výšky do 12 m sa okrem priportálových úsekov nachádzalo aj v dvoch lokálnych depresiách v trase tunela. V úsekoch s nízkym nadložím nebolo možné uvažovať s vytvorením horninovej klenby nad výrubom, ale naopak, s plným zaťažením konštrukcie ostenia tunela nadložím.

¤ Južný portál tunela Sitina v Mlynskej doline pred otvorením

¤ Severný portál tunela na vjazde do Bratislavy v smere od Brna

Postup výstavby a konštrukčné riešenie tunela
Vo výberovom konaní na zhotoviteľa stavby, ktoré sa konalo v druhej polovici roku 2002, bolo spomedzi troch súťažiacich ako víťaz vybrané japonsko-české konzorcium Taisei Corporation - Skanska DS. Najnáročnejšími objektmi diaľničného úseku dĺžky 3,3 km boli mimoúrovňové križovatky a najmä tunel Sitina.
Stavebné práce sa začali v lete roku 2003 vybudovaním tunelových portálov na juhu v Mlynskej doline ako aj na severe v areáli Slovenskej akadémie vied. Obe tunelové rúry sa začali raziť od južného portálu v Mlynskej doline na konci roku 2003, v nasledujúcom roku sa začalo raziť aj na dvoch pracoviskách od severného portálu. V marci 2005 bola prerazená ako prvá západná tunelová rúra a v máji 2005 východná tunelová rúra.
Razenie prebiehalo v súlade s princípmi Novej rakúskej tunelovacej metódy. Výrub bol vertikálne členený na kalotu, stupeň, prípadne aj spodnú klenbu. Primárne ostenie zo striekaného betónu bolo realizované v hrúbkach od 150 do 250 mm s vystužením jednou alebo dvomi vrstvami oceľových sietí a priehradovými oceľovými skružami. Ďalším prvkom bolo systematické radiálne kotvenie výrubu SN kotvami dľžky 4 a 6 m. Stabilita stropu bola zabezpečovaná predháňanými ihlami a IBO kotvami dĺžky 4 až 8 m. V priportálových úsekoch s nízkym nadložím bolo zvolené riešenie s ochranou čela a stropu výrubu dáždnikom z mikropilót dľžky 12 m nad klenbou tunela.
Definitívne ostenie razeného tunela má hrúbku 300 mm, resp. 350 mm v núdzových zálivoch. Hľbené tunely majú hrúbku ostenia 450 až 600 mm. Štandardná dľžka blokov sekundárneho ostenia je 10 m, bloky atypickej dľžky boli na prechodoch razených a hľbených úsekov. Výstuž defintívneho ostenia bola navrhnutá na základe výsledkov statických výpočtov, pri ktorých bolo jedným z predpokladov, že definitívne ostenie prenesie len časť celkového zaťaženia od masívu a časť zostane prenášaná primárnym ostením. Vystužené bloky ostenia razeného tunela boli realizované v priportálových úsekoch s nízkym nadložím, v úsekoch, kde došlo k výrazným deformačným prejavom, prípadne ku lokálnym kolapsom stability stropu výrubu, ďalej v núdzových zálivoch a v blokoch s napojením priečnych únikových prepojení. Celkový počet 56 plne vystužených blokov predstavuje cca 24 % dľžky razených úsekov tunelových rúr.

¤ Dopravný priestor tunela Sitina

Skúsenosti z prevádzky tunela
Diaľničný úsek Lamačská cesta - Staré Grunty bol uvedený do prevádzky po 4 rokoch výstavby v júni 2007. Prakticky od prvého dňa na seba stiahla diaľnica s tunelom veľký podiel vnútromestskej i tranzitnej dopravy, čím sa výrazne odľahčila najmä križovatka Patrónka a súvisiace vnútromestské komunikačné ťahy. Priemerná denná intenzita dopravy za rok 2008 dosiahla hodnotu 41 173 vozidiel spolu pre oba smery, čiže 20 587 vozidiel na jednu tunelovú rúru. Množstvo ťažkej nákladnej dopravy je 3073 na jednu tunelovú rúru, čo predstavuje 14,9 %. Je možné konštatovať, že intenzity dopravy prevyšujú prognózované množstvá, ale naopak podiel nákladnej dopravy je nižší než bol predpoklad (dopravná prognóza z roku 2001 predpokladala intenzitu 16 040 vozidiel na jeden smer pri podiele nákladnej dopravy 19 %). V ročnom súčte to znamená, že križovatka Patrónka je odľahčená približne o 15 miliónov prejazdov vozidiel. Maximálne množstvá v dopravne najzaťaženejších dňoch v týždni (štvrtok, piatok) presahujú 27 000 vozidiel v jednej rúre. Pozitívnou správou je, že počas prevádzky tunela zatiaľ nedošlo k požiaru. Počet dopravných nehôd v tuneli za rok 2008 bol 6, celkový počet iných udalostí so zastavením vozidla v tuneli (porucha vozidla, vozidlo bez PHM a podobne) bol 155. Stavbe tunela Sitina sa dostalo aj profesionálneho ocenenia vo forme hlavnej ceny v súťaži Stavba roku 2008. Jednoznačný prínos inžinierskej stavby a zlepšeniu podmienok v západnej zóne Bratislavy ocenili všetci členovia komisie zloženej z väčšej časti z architektov. Okrem hlavnej ceny stavba získala aj cenu primátora Bratislavy a cenu Slovenskej komory stavebných inžinierov za najlepšie projektové riešenie.

¤ Mesačné a priemerné denné intenzity dopravy v roku 2008 pre obe tunelové rúry

Autoři článku:
Ing. Miloslav Frankovský, Terraprojekt a.s., vedúci oddelenia tunelov;
Ing. Viktória Chomová, Dopravoprojekt, a.s., riaditeľka divízie Bratislava I.

Základné technické parametre tunela
Dopravný priestor: 7,5x4,8 m
Plocha výrubu: 79-98 m2
Dľžka tunela: 1440 m
Núdzové zálivy: 1 záliv dľžky 40 m v každej tunelovej rúre
Priečne prepojenia: 4 pre osoby, 1 pre príjazd záchranných jednotiek
SOS výklenky: každých 150 m
Požiarne výklenky: každých 90 m
Vetranie tunelových rúr: pozdľžne

Základné údaje o stavbe
Názov: Diaľnica D 2 v Bratislave Lamačská cesta - Staré grunty
Investor: Národná diaľničná spoločnosť a.s.
Projektant stavby: Dopravoprojekt, a.s.
Zhotoviteľ: Joint Venture Taisei Corporation- Skanska DS, a.s.
Stavbyvedúci: Mr. Toshihiko Aoki
Realizačný projekt: Terraprojekt, a.s.