TEM – coś więcej niż drążenie

Wykorzystanie TEM ma miejsce w Polsce po raz pierwszy. Maszyna pracująca w tunelu w Trzcińsku należy do firmy PORR GmbH & Co i została wyprodukowana przez firmę GTA (Grubenbedarf, Transporttechnik und Ausbautechnik) specjalizującą się od 1979 roku w projektowaniu, konstruowaniu i produkcji systemów maszynowych wykorzystywanych do prac górniczych i budowy tuneli. Oryginalna maszyna do poszerzania tuneli oznaczona jest skrótem TEP (TEP – z jęz. niemieckiego Tunnelerweiterungsportal), ale w Deklaracji zgodności WE, w dokumentacjach technicznych, projektach tuneli lub opisach technologii prac często używany jest opis TEM – to skrót angielski Tunnel Enlargement Machine. Obie nazwy mają to samo znaczenie i odnoszą się do kluczowej funkcjonalności urządzenia, czyli systemu maszynowego poszerzającego tunele.

,,Katarzyna” z Trzcińska

Maszyna, która pracuje w tunelu na Dolnym Śląsku otrzymała imię Katarzyna. Waży 120 ton, mierzy ok. 22 m, potrafi przemieszczać się z prędkością metra na minutę, a pracuje poszerzając tunel z prędkością ok.1,5 metra na dobę, nieprzerwanie przez 7 dni w tygodniu. Całość realizowanego zadania składa się z sześciu etapów dostosowanych do specyfiki robót, technologii maszyny oraz do przyznanych zamknięć torowych. Efektem rewitalizacji tunelu ma być przede wszystkim poprawa bezpieczeństwa oraz zwiększenie przepustowości linii kolejowej. Dotychczas mijanie się pociągów w tunelu, ze względu na rozstaw torów, było niemożliwe. Przebudowywany tunel ma niespełna 300 metrów długości. Zostanie poszerzony z ok. 8,3 m do ponad 11 m co pozwoli na równoczesną jazdę taboru w obu kierunkach. To w sposób bezpośredni poprawi jakość przewozów oraz podniesie efektywność wykorzystania tej linii kolejowej.

Od rozbiórki do toru tymczasowego

Istniejący od połowy XIX wieku tunel był zabudowany nad dwoma torami linii kolejowej. Realizacja głównego celu rewitalizacji wymagała wpierw rozbiórki w zakresie nawierzchni torowej, fragmentu podtorza, rozbiórki istniejącego obiektu. W miejscu istniejącego obiektu powstanie tunel o nowej konstrukcji obudowy żelbetowej, następnie odtworzona i dobudowana zostanie nawierzchnia torowa wraz z siecią trakcyjną.

Zabudowę maszyny TEM w tunelu w Trzcińsku poprzedziła faza przygotowania zaplecza budowy, czyli placu do montażu maszyny drążącej, placu pod silosy z torkretem (dla obudowy wstępnej), placu do montażu „szalwagena” i bramownic potrzebnych do wykonania obudowy ostatecznej.

Następnie w celu identyfikacji miejsc do zabezpieczenia wykonano analizę rozpoznania geologicznego oraz ocenę stanu istniejącej obudowy.

Na kolejnym etapie dokonano rozbiórki infrastruktury kolejowej, zabezpieczenia istniejącej obudowy, a po zakończeniu demontażu nawierzchni kolejowej i sieci trakcyjnej w tunelu dokonano pogłębienia istniejącego spągu. Kluczowe w tej fazie były prace zabezpieczające górotwór, które wykonano suchą metodą torkretowania, polegającą na nakładaniu mieszanki betonowej metodą natrysku pneumatycznego przy użyciu specjalistycznych urządzeń.

Następnie rozpoczęto etap budowy żelbetowych fundamentów prefabrykowanych maszyny TEM i montażu tymczasowego toru kolejowego, który został połączony z torem nr 2 zarówno przed jak i za tunelem. Prędkość przejazdu na tymczasowym torze w trakcie trwania inwestycji wynosić będzie 20 km/h.

Elektryfikacja i bezpieczeństwo

Kolejnym etapem była budowa stalowej osłony tymczasowej toru kolejowego. Równocześnie tor został zelektryfikowany, aby umożliwić prowadzenie ruchu pociągów z trakcją elektryczną podczas poszerzania i budowy docelowej obudowy tunelu. Wprowadzone zabezpieczenia uwzględniają ochronę przed dotykiem bezpośrednim i pośrednim. Zabudowane na wjeździe i na wyjeździe z tunelu odłączniki ze sterowaniem ręcznym, umożliwią wyłączenie napięcia w tunelu w warunkach awaryjnych. Po zakończeniu montażu obudowy tymczasowej istniejąca infrastruktura kablowa została zabezpieczona wewnątrz obudowy dla umożliwienia bezkolizyjnej pracy w trakcie robót tunelowych.

Jak pracuje TEM?

Maszyna TEM w jednym procesie technologicznym umożliwia skucie materiału skalnego przy pomocy automatycznych młotów udarowych, poszerzenie tunelu do wymaganego przekroju oraz ułożenie warstwy torkretu przy pomocy specjalnych dysz natryskowych. Jednocześnie obudowa maszyny tworzy wolną przestrzeń do bezpiecznego przejazdu pociągów. Na kolejnych etapach prac tunelowych z wykorzystaniem TEM realizowane będzie zabezpieczenie stropu starego tunelu przy pomocy elementów konstrukcyjnych maszyny oraz przemieszczenie się maszyny i kolejny cykl roboczy.

Prace drążeniowe wykonywane są w trybie ciągłym, bez przerw technologicznych. W ramach jednego cyklu wykonywane jest: urabianie materiału za pomocą ramion multifunkcyjnych oraz koparki, zabezpieczenie (obudowa), przejazd maszyną TEM. Wydrążony materiał jest przerzucany na boki, pod ociosy, stamtąd następuje jego załadunek na wozidła technologiczne i jest wywożony na miejsce składowania.

Ostatnia prosta

Po zakończeniu fazy poszerzania tunelu nastąpi cofnięcie maszyny drążącej i wstawienie bramownic dla wykonania zabudowy obudowy ostatecznej. W ramach tego procesu zostanie wykonana hydroizolacja (membrana i geowłóknina), zbrojenie oraz obudowa ostateczna. Do wykonania żelbetowej obudowy wykorzystana będzie maszyna stanowiąca ruchomy szalunek czyli tzw. „szalwagen”. W ramach betonowania obudowy właściwej na powierzchni górnej fundamentów zostaną ułożone i zabezpieczone przed przemieszaniem szyn, po których będzie poruszał się szalunek technologiczny. Proces ustawiania ruchomego szalunku („szalwagen”) będzie prowadzony pod nadzorem geodety. Po kontroli ustawienia szalunku rozpocznie się proces betonowania. Po zakończeniu robót wszystkie tymczasowe elementy zostaną zdemontowane i odtworzone wg zatwierdzonej dokumentacji projektowej. Na koniec zostanie wykonana nawierzchnia torów nr 1 i 2 wraz z siecią trakcyjną, odwodnieniem i infrastrukturą towarzyszącą. Planowane zakończenie to pierwsza połowa 2024 roku.