Hluboko pod zemí vznikají každý rok nová a nová stavební díla. Tyto rozsáhlé a úctyhodné stavby mohou svými rozměry i konstrukčním řešením hravě konkurovat jakémukoli nadzemnímu dílu. Jejich děsivou krásu můžeme ochutnat na alpských dálnicích, když se za námi ztratí vstupní portál silničního tunelu a s ním na dlouhé kilometry i denní světlo
Hluboko pod zemí vznikají každý rok nová a nová stavební díla. Tyto rozsáhlé a úctyhodné stavby mohou svými rozměry i konstrukčním řešením hravě konkurovat jakémukoli nadzemnímu dílu. Jejich děsivou krásu můžeme ochutnat na alpských dálnicích, když se za námi ztratí vstupní portál silničního tunelu a s ním na dlouhé kilometry i denní světlo.
KRYTY
S úkrytem obyvatelstva v podzemí v případě nebezpečí se ve velkých městech počítá i dnes. Nejlepším příkladem je výstavba metra. K tomu účelu se osazují u vstupu speciální protitlaková vrata umožňující hermetické uzavření podzemních prostor. K přežití ukrývaných se budují v podzemí technologická centra, která jsou schopna poskytnout po určitou dobu energii, vzduch a vodu ze zdrojů nezávislých na situaci na povrchu. Samostatnou kapitolou jsou pak protiletecké kryty, určené především pro ochranu obyvatelstva v době válečného ohrožení, ale mohou skýtat bezpečný úkryt i v případě živelních pohrom či ekologických katastrof.
TYPY PODZEMNÍCH STAVEB
Nejčastější podzemní stavbou je tunel. Lze ho snadno definovat - převládá u něj jeden rozměr, a to je délka. Svislý tunel se nazývá šachta. Podzemním chodbám menších rozměrů (o průměru do 12 m 2 ) se říká štoly. Při stavbě podzemních inženýrských sítí se pomocí nových technologií razí tzv. mikrotunely. Tunely a štoly se dělí podle účelu, ke kterému jsou budovány, na dopravní tunely (železniční a silniční), podzemní dráhy (metra), podchody pro pěší, hydrotechnické a vodohospodářské tunely a štoly (vodní přivaděče, kanalizační sběrače aj.) a inženýrské sítě. V podzemí však můžeme nalézt i stavby, u nichž není dominantním rozměrem délka. Jsou to obvykle velkoprostorové podzemní objekty, kaverny, sloužící různým účelům (jako podzemní hydrocentrály, čistírny odpadních vod, garáže, zásobníky plynu, úložiště nebezpečných odpadů atd.).
TECHNOLOGIE RAŽENÍ
Ve starověku byl jediným prostředkem k rozpojení skalních hornin oheň a voda - zahřátím a náhlým ochlazením dochází k jejich rozvolnění. Vynález střelného prachu a později speciálních trhavin znamenal zásadní zlom v tomto oboru, stejně jako vznik vrtného nářadí s pneumatickým nebo elektrickým pohonem. K odvážení odtěženého materiálu se používají nakladače a bagry.
VYSTROJENÍ TUNELŮ
Vyrubaný prostor (výrub) ve skále nelze obvykle zanechat bez podepření. K dočasnému vystrojení (podepření) se používalo od pradávna dřevo - kulatina jako stojiny a přes ně pokládané fošny. V minulém století je postupně nahrazovaly ocelové obloukové prvky, ocelové a železobetonové pásy. Dočasná výstroj slouží k podepření výrubu do doby vestavení stálé obezdívky, dříve obvykle kamenné, později betonové nebo železobetonové. Postupně se vyvíjely různé technologické systémy pro vystrojování tunelů, jako např. soustava rakouská, belgická, kombinovaná aj. Dnes se často používá tzv. nová rakouská tunelovací metoda (NATM), která využívá k dočasnému zajištění výrubu přirozenou horninovou klenbu. Spolu s ní se rozšířilo i užití stříkaného betonu, výztuže z ocelových sítí nebo drátkobetonu (beton s rozptýlenou drátěnou výztuží). Při výstavbě některých tunelů (většinou metra) se používají k jejich vystrojení segmentové ocelolitinové prvky (tzv. tybinky), nebo železobetonové prefabrikované dílce, skládané postupně do kruhových prstenců. Podle toho dostala tato metoda název "prstencová".
RAZICÍ ŠTÍTY
Samostatnou kapitolou v technologii stavby tunelů je štítování s použitím celoprofilových řezných hlav. Tyto obří stroje o hmotnosti i několika stovek tun prostupují horninou tím způsobem, že otočná hlava, na níž jsou osazena odvalovací dláta, rozvolňuje horninu v plném profilu tunelu pod ochranou mohutného ocelového štítu. Součástí štítového komplexu, který může být desítky metrů dlouhý, jsou také stroje pro usazení definitivního ostění. To znamená, že na začátku stroje se řezná hlava zakusuje do horniny a na konci stroje je již prakticky hotový tunel. Existují také tzv. nemechanizované štíty, které tvoří pouze ochranu posádky při ručním rozpojování horniny a montáži ostění tunelu.
VELKOPROSTOROVÁ PODZEMNÍ DÍLA
Způsob výstavby velkoprostorových podzemních děl je vždy přizpůsoben geotechnickým podmínkám, v nichž se budují, i funkčním požadavkům. Jedná se obvykle o díla, která jsou svým způsobem originální. Protože plocha jejich výrubu je velká, je vždy třeba ji rozdělit na dílčí části a stanovit sled, v němž bude ražení a dočasné vystrojování probíhat. Pro výrub jednotlivých dílčích částí se používá stejných nebo podobných metod jako při stavbě tunelů. K nejznámějším projektům patří tunely pod kanálem La Manche a tunely na dopravní tepně z Dánska do Švédska. K nim přibude již v příštím roce další podmořský tunel v Holandsku.
EVROPSKÁ VELEDÍLA
Takzvaný Eurotunnel spojuje Francii s Anglií dvěma tunelovými rourami o průměru 7,6 m a mezilehlým služebním tunelem 4,8 m, propojeným příčnými štolami vždy po 375 m s hlavními železničními tunely. První pevné spojení Dánska se Švédskem vzniklo kombinací tunelů s mosty, překlenujícími průliv Öresund. Tunel z poloostrova, na němž leží kodaňské letiště, měří 3,5 km a končí na umělém, 4 km dlouhém ostrově jižně od ostrova Saltholm. Odtud až ke švédskému břehu spojení obstarává 7,8 km dlouhý dvoupatrový most, nesoucí v jedné úrovni dálnici a v druhé železnici. Tunel byl postaven jako ponořovaný. Tvoří jej dvacet železobetonových prvků o rozměru 175 x 38,8 x 8,6 m, vyrobených v suchém doku, dopravených po vodě na místo uložení a spuštěných na mořské dno. Je rozdělen na dvě sekce pro silniční dopravu, každé o šířce 9,7 m a výšce 5,1 m, a dvě sekce pro železnici s rozměry 6,5 x 6,5 m. Tunel Westerschelde spojuje na jihu Holandska Flandry se Zeelandem v délce 6,6 km. Dvě jednosměrné tunelové trouby se razí ve velice obtížných geologických podmínkách štíty o průměru 11,3 m. Příčné spojovací chodby se budují po 250 m speciální metodou, při níž se půda před výrubem zmrazí.
ALPSKÉ TUNELY
Hlavním regionem evropského tunelového stavitelství jsou Alpy, zejména jejich švýcarská část. Současný rozmach podzemních staveb překonává vše, co v minulosti bylo v tomto oboru vykonáno. Dnes se jen ve Švýcarsku staví 10 železničních a 36 silničních tunelů o celkové délce 178,4 km. Zcela mimořádným dílem v této oblasti je výstavba speciálního objektu pro výzkum základních částic hmoty, která je snad největším současným tunelářským projektem na světě.
ŽELEZNICE V ALPÁCH
Alpským masivem procházejí dvě vysokorychlostní železniční trasy zahrnující šest velkých tunelů. Pozoruhodné jsou dva z nich: bázový tunel Gotthard pod Svatogotthardským průsmykem a tunel Lötschberg. Gotthardský tunel je dokonce o několik kilometrů delší než tunel pod kanálem La Manche. Měří 57 km a vede místy ve složitých geologických podmínkách, místy v hloubkách až 2200 m, kde teplota dosahuje až 45 o C. Je součástí trasy, která do roku 2011 propojí Milán přes Curych se středním a východním Německem. Milán však bude také spojen přes Basilej se západní částí Německa a Francií západnější vysokorychlostní trasou, která povede známým Simplonským tunelem a nově budovaným tunelem Lötschberg, dlouhým 34,6 km. Do provozu má být uvedena v roce 2006. Tunely vedou ve směru dosavadních železničních tratí, ale hluboko pod nimi, což znamená, že musí být podstatně delší. Vlaky dosud musí obtížně stoupat po horských úbočích až do výšky, v níž bylo možné při technické úrovni tunelářství devatenáctého století tunely razit. V obou trasách budou tunely z bezpečnostních důvodů tvořit dvojici jednokolejných tunelů, vzájemně propojených v pravidelných vzdálenostech chodbami, které budou tvořit únikovou cestu v případě havárie v jednom z nich.
TUNELOVÉ NEŠTĚSTÍ
V této oblasti stojí za zmínku ještě jeden tunel. Je jím Mont Blanc mezi francouzským městem Chamonix a italským Aosta, dokončený v roce 1965. Neblaze se proslavil 24. března 1999, když v něm při velké havárii zahynulo 39 osob, bylo zničeno 24 nákladních vozů a 900 m betonové obezdívky, která nemohla odolat teplotám až 1200 stupňů. Havárii způsobilo vznícení nákladu margarínu a mouky na jednom kamionu, ale přesné příčiny nebyly dodnes prokázány. Teprve koncem letošního března byl tunel postupně - nejdříve pro osobní, pak pro kamionovou dopravu - uveden opět do provozu. Důsledky této havárie však celosvětově ovlivnily posuzování bezpečnosti provozu v tunelech a podmínky jejího zajištění.
______________________
SAMONOSNÉ TUNELY
Jen některé země se mohou pochlubit tak pevným a neporušeným podložím, že po vylámání prostoru pro podzemní dílo není třeba obezdívky a skalní stěny je možno ponechat bez ochrany. Patří k nim například Švédsko. Projedete-li se stockholmským metrem, zjistíte, že v některých stanicích nemají obezdívku a architektonický účinek je zvýrazněn modrými malbami na holé skále.
______________________
PRAŽSKÉ METRO
Stavba pražského metra, která byla zahájena v roce 1966, se stala naším vůbec největším podzemním dílem a její realizace na desítky let ovlivnila život v hlavním městě. Použité tunelovací postupy musely respektovat různorodost pražského geologického podloží, v němž se střídají měkké (jílovité břidlice) i tvrdé (křemence) sedimenty. V současné době má pražské metro délku 51,4 km s 51 stanicemi. Prodloužení trasy C do severního sektoru (Kobylisy, Ládví), jehož výstavba byla zahájena v letošním roce, zvětší celkovou délku metra na zhruba 53,5 km s 53 stanicemi.
______________________
PODZEMNÍ STAVBY VE SVĚTĚ
Česká republika nepatří k zemím, kde by podzemní stavitelství mělo takový význam jako třeba v alpských zemích. Právě tyto země - Rakousko, Švýcarsko, Itálie, Francie a Německo - byly kolébkou tunelářství. V posledních desetiletích se však podzemní stavitelství rozšiřuje do dalších, i přímořských zemí světa hlavně díky rozvoji tunelovacích strojů a technologií a geotechniky.
______________________
SPOJENÍ SVĚTADÍLŮ
Přestože existuje lodní i letecké spojení mezi světadíly a velkými ostrovy světa, pevná spojení nedávají technikům ani investorům spát. V Evropě jsou to zatím dva podmořské tunely, Japonsko má železniční tunel Seikan mezi ostrovy Hokkaidó a Honšú, který je v provozu již od roku 1988. Má úctyhodnou délku 53,8 km, z toho 23,3 km až 240 m hluboko pod mořem. Blízko k realizaci má Gibraltarský tunel, který spojí Evropu s Afrikou. Již se pro něj připravuje razicí štít. Dalším velkým projektem bude překonání Beringovy úžiny tunelem mezi Čukotským poloostrovem a Aljaškou.
______________________
VÝZNAMNÉ STAVBY
* V Bostonu bude dokončen do roku 2004 po třinácti letech výstavby největší dálniční projekt v historii USA - páteřní trasa sítě rychlostních komunikací procházejících pod historickým centrem města o celkovém rozsahu 260 km, z toho polovina v podzemí.
* V Hamburku se razí čtvrtý tunel pod Labem největším razicím štítem na světě - o průměru 14,14 m. Dokončen má být již v příštím roce.
* V Sydney byl v roce 2000 dokončen po čtyřech letech výstavby podzemní zásobník zemního plynu. Leží v hloubce 130 m pod městem a skládá se ze čtyř chodeb, každá je 230 m dlouhá, 11 m vysoká a 14 m široká.
* V Dánsku byl v roce 1997 otevřen podmořský železniční tunel mezi hlavními dánskými ostrovy Zealand a Sprogö, dlouhý 8 km. Tvoří jej dvě štítem vyražené tunelové roury o průměru 8,5 m, vzdálené od sebe 25 m a vzájemně propojené únikovými chodbami.
* V Pyrenejích byl právě dokončen dálniční tunel Somport, dlouhý 8,6 km, spojující v nadmořské výšce 1183 m Španělsko s Francií.
* V Helsinkách byla v roce 1994 dokončena zajímavá stavba podzemní čistírny odpadních vod, skládající se ze soustavy kaveren o rozpětí 17 až 19 m, vylámaných většinou ve zdravé skále, o celkovém objemu výrubu téměř jednoho milionu m3. Stěny stavby nepotřebovaly žádnou obezdívku. Je to jedno z největších podzemních děl svého druhu na světě.
* Francie je známa jako průkopník budování expresních železničních tratí. Poslední, vedoucí do Marseille, byla uvedena do provozu vloni v dolní části údolí řeky Rhony. Na 300 km dlouhém úseku leží přes 11 km tunelů o průměru 10,60 až 12,60 m. Trať umožňuje rychlost vlaků až 300 km/hod.
* Island přes své vulkanicky stále živé podloží patří také mezi tunelářské země. Od roku 1998 je v provozu 5,7 km dlouhý třípruhový dálniční tunel. Z větší části podchází v hloubce 165 m mořskou zátoku. Teplota skály, v níž byl tunel vyražen, dosahovala až 60 stupňů Celsia.
* Milán se může pochlubit jednou z největších stanic metra, která je v provozu od roku 1997. Její rozměry jsou úctyhodné: délka 214,5 m, průměr výrubu 28,80 m a plocha 450 m 2 . Největším technickým problémem stavby bylo zajistit bezpečnost objektů v nadloží, které bylo mimořádně nízké - jen 4 m.
* V Tokiu je od roku 1998 v provozu podmořský tunel dlouhý 9,5 km, který je součástí dálničního spojení mezi městy Kawasaki a Kisarazu vedoucího přes tokijskou zátoku. Byl vyražen štítem o průměru 13,9 m.
* V městě Gjövik nedaleko Lillehammeru (Norsko) byla pro zimní olympiádu 1994 s ročním předstihem vyražena ve skále podzemní veřejná hala o rozměrech 61 x 91 x 25 m pro 5800 sedících diváků, vyhovující svými rozměry pro hokejové hřiště i pro plavecký bazén. Ochranná obezdívka byla provedena stříkaným drátkobetonem.
* Holandsko je známá cyklistická velmoc. V Rotterdamu mají od loňska cyklisti dokonce i svůj vlastní tunel. Na městském okruhu byl otevřen druhý tunel Benelux, dlouhý sice jen 1,4 km, ale široký 42,2 m. Tím se do něj vejdou dva tubusy pro rychlou dopravu, tubus pro cyklisty, dva tubusy pro metro a jeden tubus jako kolektor inženýrských sítí.
