Teszt portál

/ Tudástár / Hírek
jún.
02

Elkészült a világ leghosszabb alagútja

20 évnyi munka után végre elkészült a világ leghosszabb és legmélyebben futó alagútja. Az 57 kilométer hosszan, 2,3 kilométerrel a felszín alá fúrt svájci Gotthard-alagúton át teherszállító szuperexpresszek fognak suhanni Rotterdam óriáskikötőjéből Genova óriáskikötőjéig. A projekt jelentőségét jelzi, hogy a szerdai megnyitón ott lesz Angela Merkel, Francois Hollande és Matteo Renzi is.

Az Erstfeld és Bodio közti alagút a Japánban található 53,9 kilométeres Seikan-alagúttól veszi át a világrekordot, az 50,5 kilométeres Csalagutat pedig a képzeletbeli dobogó harmadik helyére taszítja. Svájc szerint a Gotthard-alagút forradalmasítani fogja az európai teherforgalmat.

És ez tényleg nem tűnik nagyzolásnak. Az Olaszország és Észak-Európa közti teherforgalmat eddig ugyanis kamionok milliói bonyolították le, melyek sokkal jobban ki voltak téve az időjárás viszontagságainak és a forgalmi viszonyoknak. Az alagúton természetesen személyvonatok is áthaladhatnak, sőt, a 2013-as tesztek alapján kerek egy órával, két óra negyven percre csökken majd a Zürich és Milánó közötti vonatút ideje.

forrás: index.hu

A Gotthárd-bázisalagúttal a Magyar Mérnöki Kamara is foglalkozott. Olvassa el az ezzel kapcsolatos, korábbi cikkünket.

A Gotthárd-bázisalagút

Idén júniusban kétnapos népünnepéllyel avatják fel az 57 km hosszú Gotthárd bázisalagutat.  Az ötlet még 1947-ben pattant ki egy mérnök fejéből, de a kivitelezés csak bő 20 éve vette kezdetét. A kőzettakarás 2300 méter, és mivel eleve nagy sebességű vonatközlekedéssel terveztek, a pálya emelkedése mindössze 6 ‰ lehet.  Hasonló hosszúságú alagút már épült a világban, de ennyire összetett és helyenként extrém követelményekkel még sehol sem kellett szembenézniük az építőknek.

Rozsnyai Gábor

Andráskay Ede okleveles építőmérnök 1990-ben kapcsolódott be a munkába. Először osztályvezetőként, majd az alagútépítési szakcsoport tagjaként a tervezőmérnökök által javasolt megoldásokat kellett felülvizsgálnia és javaslatokat tennie. A kifejezetten vitális, jó humorú és kedélyű szakemberrel az Akadémián rendezett 22. Széchy Károly emlékkonferencián beszélgettünk.
A vonalvezetés aránylag egyenes – a nyomvonal legkisebb körsugara 5000 m –, és a két alagútban naponta 260 teher és 65 személyvonat halad majd át. Az építési költség közel 8,8 milliárd eurót emésztett fel.  Fel kell tennem a kérdést: megérte?
Svájc vonatközlekedése méltán híres, és ha a döntéshozók úgy ítélik meg, hogy mondjuk 10 milliós beruházással 10 percet megtakaríthatnak a menetidőből, akkor azt megépítik. Más kérdés, hogy a konszenzusos döntéshozatal – gondoljon csak a népszavazásra – jelentősen lassítja a megvalósítást. Az alagútépítés egy fő motivációja, hogy az emberek egyre gyorsabban szeretnének eljutni egyik pontból a másikba. Bázel és Chiasso közötti út megtétele az 1800-as években a hágón át még közel 100 órát vett el az ember életéből. 2008-ban ugyanez a távolság vasúttal már csak 4 órába telt. Ha elindul a menetrendszerinti vasúti közlekedés a Gotthárd alagútban – a 2016-os téli menetrenddel egyidejűleg – már csak 2 óra 40 percre lesz szükség. Az alagutak építése mellett szól az az elvárás is, hogy a közlekedési folyosók biztonságosabbak és télen is járhatóak legyenek. Az alagút megépítése drága, de ha elkészül, védve van a lavinától és a hegycsuszamlástól. A környezetvédelmi szempontok a közutakat tehermentesítő vasúti áruszállításnál jelennek meg markánsan: A mai tehervonatok tömege eléri a 4000 tonnát, hosszuk esetenként 1,5 km. Eddig ezt jórészt csak két vagy három mozdony segítségével tudták átvontatni a hágóalagutakon.
Két, egymással párhuzamos alagút megépítése mellett döntöttek.
A Szövetségi Tanács 1995-ben hagyta jóvá a Gotthard-bázisalagút két egyvágányú alagútra kidolgozott terveit: ezek 40 m távolságra épültek meg egymástól, és 325 méterenként vannak vágatokkal összekötve. Irányváltásra, azaz a vonatoknak egyik alagútból a másikba való áthaladására két helyen, Sedrun és Faido közelében van lehetőség. Ugyanitt épültek meg a szellőztetőrendszerek, az egyéb műszaki helyiségek, valamint a biztonsági és kapcsolóberendezések is. Ugyancsak Sedrun és Faido körzetében épül ki egy-egy vészmegállóhely is. Itt van mód egy esetleges vészhelyzetben az utasok evakuálására. A vonatok nagy sebessége miatt az alagútprofilban nagyjából 41 m² szabad felületet biztosítottunk, ezzel csökkentve a dugattyúhatást, illetve az energiafelhasználást. Ez 8,83-9,58 méteres kitörési átmérőt jelent. A vágatbiztosításhoz a geológiai viszonyok függvényében horgonyokat, hálót, lőttbetont és acél-ívtámokat alkalmaztunk. A lőttbetonos vágatbiztosításra drénréteget és szigetelőfóliát helyeztünk el. Erre azért volt szükség, hogy az alagútban lehetőleg mérsékeljük a páratartalmat és a hőmérsékletet, lassítva ezzel a vasúttechnikai rendszerek korrózióját. Ezt fedi a 30 cm-es vasalatlan betonboltozat.
Milyen geológiai viszonyokkal találkoztak a kivitelezés során?
Négy kritikus zónáról beszélünk: az első háromban – Urseren-Garvera, Intschi és TZM – nagyon erősen tektonizált pala, gneisz és fillit jelent meg, míg a Piora Mulde szakaszon erősen porladó, úgynevezett „kristálycukor” szövetű széteső dolomittal és nagyon nagy víznyomással kellett számolnunk. Az alagútszakaszok 90 százalékában problémamentesen haladtunk, naponta akár 15 méter vágatot is ki tudtunk hajtani. A legnagyobb előrehaladás egyetlen nap alatt 56 méter volt. A maradék 10 százalék – ez még mindig 5,7 km – viszont olyan rossz földtani viszonyokat tartogatott a számunkra, hogy naponta csak egy métert tudtunk haladni. Megoldást kellett találni arra is, hogy lehetőség szerint több ponton fúrjunk. Az 57 km egyszerűen túl nagy távolság ahhoz, hogy csak a két bejárat felöl hajtsuk a vágatot. Ezért az északi portál (Erstfeld) és a déli (Bodio) mellett három köztes nyitópontot is kialakítottunk. A sedruni köztes nyitópontnál létrehoztunk két, egyenként 800 méter mély függőleges aknát is. Mindent összeszámolva a vágatok, aknák teljes hossza 153 km, ebből 90,5 km készült alagúthajtó géppel, 63 km pedig robbantásos alagúthajtással. Más az arány, ha csak a két főalagutat számolom: itt 80 százalékban alagúthajtó gépekkel dolgoztunk.
Mi alapján döntöttek egyik vagy másik módszer emellett?
Ez mindig több tényezőtől függ. Számít az alagút hossza, a keresztmetszetformája és nagysága, természetesen a geológiai viszonyok, a kőzettulajdonságok – nyomószilárdság, hajlítószilárdság, fejthetőség, agyagtartalom – a töredezett zónák elhelyezkedése, a hidrológiai veszélyek – vízbeömlés, betörés – az alagútfejtési homlok stabilitása, az esetleges gázok előfordulása, és persze a benti levegő hőmérséklete. Mindezek figyelembe vétele után azt kell mérlegelni, hogy robbantásos hajtást vagy fúrásos alagúthajtást (TBM) alkalmazzunk-e. Ez utóbbi ilyen hossznál gyorsabb és olcsóbb is, de nagy a kockázata a fúrófej beszorulásának és betemetődésének. A keménykőzet-alagúthajtó gép fúrófejének átmérője 8,83-9,58 méter volt, ebből adódik az említett kitörési átmérő. A berendezés teljesítménye 3500 kW, a vésőkorong nyomása 250-320 kn/korong volt. Ilyen 17 colos vésőkorongból rendszerint 58-60 dolgozott egyszerre. A nyomtáv két korong között kb. 6-8 cm.  A kb. 400 méteres utánfutón kapott helyet a betonlövő robot, a hálóelhelyező berendezés, sőt a kiszolgáló egységek – a TBM vezérlési központja, a műhelyek, irodák, raktár – is. egyébként napi 24 órában folyt a munka, évente 320 napon át. El kell mondanom azt is, hogy rengeteg fúrótárcsa cserére volt szükségünk, és két ízben a kőzetbeomlás betemette a gépeket. A robbantás mellett szól a rugalmassága és a rossz vagy váratlan geológiai és hidrológiai viszonyok közötti biztosíthatósága. A robbantásnál folyékony és emulziós robbantóanyagokat használtunk, a bepumpálásra számítógéppel vezérelt robbantómobilt alkalmaztunk.
Hosszú kilométerekről kellett kihordani a kitermelt kőzetet. Milyen logisztikai megoldásokat alkalmaztak?
A portálok és az aktuális hajtási helyek között esetenként akár 30 km távolság is előfordult. Az alagúthajtó gépek munkanaponként akár több tíz métert is haladtak, ez 2-4000 m³ kifejtett kőzetet jelentett. Ennek egy részét szállítószalaggal oldottuk meg. Mivel ebből egyetlen berendezés állt rendelkezésre, nagyon kellett ügyelnünk a karbantartásra: két ember minden áldott nap végigjárta a teljes hosszt, és megvizsgálta, nincs-e repedés, szakadás a szalagon. A kőzet másik részét csillékkel szállítottuk ki. Speciális kuplunggal oldottuk meg, hogy a kiérkező csillevonatból a kőzetet a vagonok lecsatolása nélkül is ki tudtuk borítani. Összesen 30 millió tonna (13,3 millió m³) kőzetet termeltünk ki.
Hogyan oldották meg a valódi hegynyomás problémáját?
A nagy kőzettakarás miatt az üreg szélén a szekunder feszültség olyan nagy, hogy meghaladhatja a kőzet nyomószilárdságát, és így az alagút környezetét rugalmas-képlékeny állapotba hozhatja. Ennek többféle megjelenési formája is van, talán a lepattogzás a legismertebb, amely a merev, kemény kőzetben jelenik meg. Ilyenkor egész kőzetlapok válnak le az oldalak kitörési széleinél. Ezek a lepattogzások lencse alakúak és gyakran éles pereműek. „Puha” kőzetnél plasztikus deformációkkal találkoztunk. A Gotthard-bázisalagútban az alagúthossz kb. 5-7 százaléka található valódi hegynyomásnak kitett zónában. Ezen a három kilométeren a kitörési szél konvergenciája 40-80 cm is lehet, ezért itt különösen előrelátóan kell tervezni a vágathajtást és az alagúthajtás módszerét.
Ha egy hegységben a vizet az üregekből és a hézagokból lecsapolják, akkor a magas sziklatakarásnál ezek a nyílt üregek és repedések lassan bezáródnak. Ebből az következhet, hogy még 500-1000 méter takarásnál is megsüllyedhet. A hegyi környezetben gyakori duzzasztógátak ennek következtében megrepedhetnek. Találkoztak ezzel a jelenséggel?
Ez a jelenség olyannyira ismert, hogy egy alkalommal többmilliós károkat okozott. A ’70-es években egy autópálya alagút pilotvágatának kihajtásánál a víz megcsapolása után a felszínen – 1400 méterrel távolabb és 400 méterrel lejjebb – a duzzasztógát megrepedt. Le kellett engedni a vizet, a kár miatt a svájci állam elállt az alagút megépítésétől. A Gotthárd-bázisalagút közelében három duzzasztógát is van, ezek megfigyelésére egy olyan monitoring rendszert építettünk ki, amely -30 és +30 fokos külső hőmérséklet esetén is nagy biztonsággal képes mérni és adatokat továbbítani. Büszkén mondhatom, hogy ez volt az első ilyen rendszer a világon, és jól vizsgázott. Érdekes „mellékeredmény”, hogy a völgy lejtői „lélegeznek”: nyáron a hőmérséklet és a nagyobb víznyomás miatt a völgy 32-45 mm-rel szűkebb lesz, majd télen újra kinyílik. Egy alkalommal, amikor az alagúthajtó gép a gát közelébe ért, nagyobb vízbetörés történt, ez 11 liter/másodpercet jelentett. Megállítottuk a gépet, készítettünk egy 180’000 m furatot, amibe 175 ezer liter cementszuszpenziót préseltünk be. A vízmennyiség 3 liter/másodpercre csökkent, a duzzasztógát nem sérült meg.
Mennyivel lépték túl az előzetes költségkeretet, és hol tartanak most a munkával?
A többletköltség 3,052 milliárd euró lett, ez az eredeti költségvetési összeg (5748 millió euró) 53 százaléka, de ennek több mint fele utólagos megrendelés volt, aminek közel 75 százalékát a biztonsági szint megemelésére fordították. A geológiai pluszköltség 495 millió euró volt. Az alagutak készen vannak. Már 3000 tehervonat ment át az alagúton tesztjelleggel, és a beépített jelző- és biztosítórendszer (European Train Control System, Level 2) jól vizsgázott. Az eddig elért legnagyobb sebességet tavaly novemberben mértük, ez 275 km/óra volt. 2014 októberben tettük be az „arany” vagyis az utolsó talpfát. Júniusban lesz az ünnepélyes átadás, amit többnapos népünnepély követ. A Gotthárd bázisalagút megháromszorozza az Alpokon keresztülszáguldó tehervonatok kapacitását. A közvélemény számára a látványos változást azt hozza majd, hogy decemberben, az aktuális menetrendváltással egyidejűleg elindul a személyforgalom is, új fejezetet nyitva az európai vasúti közlekedés történelmében.

KERETES
Amikor az építőjog keveredik a hi-tech alagút-technikával
Andráskay Ede 1936-ban született Szombathelyen, 1956-ban távozott Svájcba. 1964-ben, Zürichben szerzett építőmérnöki diplomát. Az első időkben ipari épületek és hidak tervezésével foglalkozott, itt találkozott először tübbingek és előgyártott elemekből épülő belső alagútszerkezetek méretezésével, konstruálásával. Később több nagy alagút létrehozásában vett részt. Tapasztalatot szerzett laza és szilárd kőzetben, valamennyi alagútépítési módszer terén: ismeri az alagúthajtó gépeket, a robbantás veszélyeit, a hydropajzs hatékonyságát és a lőttbeton legcélszerűbb alkalmazását. 1990-ben kapcsolódott be a gotthárdi tengely megvalósításába, miközben tanította is a megszerzett ismereteit. A Svájci Mérnöki Kamara tagja.
 „2001-óta nyugdíjas vagyok, de emellett nyitottam egy alagútépítésre szakosodott tanácsadó irodát, és mediátorként is dolgozom” – válaszolja arra kérdésre, hogy mivel tölti az idejét, amikor nem a BME-en vagy az Akadémián tart előadást. Kikérték a véleményét az M6 autópálya alagútjainak és a bátaapáti radioaktív hulladéktároló építésekor is. „A legnagyobb örömöt az jelenti, amikor mediátor vagyis békebíró lehetek. Akkor hívnak, ha a kivitelező és az építtető vitában áll egymással. Ez egy testre szabott munka: építőjog keveredik a hi-tech alagút-technikával” – meséli fiatalos hévvel Andráskay mérnök úr, aki 80 évét meghazudtoló módon aktív életet él. Saját elmondása szerint rendszeresen síel, teniszezik és úszik. „Tavaly májusban kezdtem úszni az akkor 13 fokos Zürichi-tóban, és egészen november 8-áig lejártam. Akkor már csak 12 fokos volt, de nehogy azt higgye, hogy nyáron sokkal melegebb: akkor is csak 20 fokos a víz hőmérséklete.”
Szerinte a siker kulcsa az, hogy 120 százalékos erőbedobással kell dolgozni. „Tíz évig csak a »magyar« voltam kint, 12 év után lehettem állampolgár. Csak az ember teljesítményét nézik, de külföldiként duplán kell bizonyítani. A protekció szinte ismeretlen. A második fiam december 26-án született, az ünnepnap ellenére dolgoztunk. Mondtam az embereimnek, hogy a feleségem szül ugyan, de folytassák a munkát, négy óra múlva újra itt vagyok. Ez volt a természetes.”