Tunel pod dnem Wisły
Elżbieta Gutowska
Tarcza mechaniczna do wiercenia tunelu pod Wisłą była zwożona na plac budowy w częściach, przy użyciu kilkunastu samochodów ciężarowych, od lutego do kwietnia tego roku. I dopiero na miejscu była składana - tak jest olbrzymia. To było pierwsze w Polsce wiercenie przy użyciu tarczy TBM. Wydrążonym tunelem pod Wisłą popłyną do Czajki ścieki z lewobrzeżnej Warszawy.
22 listopada konsorcjum PRG Metro sp. z o.o., Hydrobudowa S.A. i Infra S.A. zakończyło drążenie pierwszego w historii tunelu pod Wisłą, przebijając się przy użyciu tarczy TBM do komory końcowej na lewym brzegu rzeki. Przedsięwzięcie rozpoczęło się od podpisania w lipcu 2010 przez inwestora, którym jest Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji m.st. Warszawy, kontraktu z powyższym konsorcjum na budowę układu przesyłowego pomiędzy Zakładem Farysa a Zakładem Świderska. Urządzenia Zakładu Farysa będą odbierały ścieki z kolektorów - burakowskiego, w ulicy Farysa i kolektora z huty, poprzez system rurociągów. W zakładzie powstaną: budynek krat, pompownia ścieków, komora wejściowa syfonu, czyli tunelu pod Wisłą. Warto zwrócić uwagę na parametry tunelu. Jego komora wejściowa w kształcie okręgu ma głębokość ok. 40 m (wysokość kilkunastopiętrowego budynku!), średnica zewnętrzna to niemal 22 m, zaś ściany komory mają grubość 1 metra.
To tam zostaną zamontowane rurociągi, które doprowadzą ścieki do tunelu, to tam również powstanie infrastruktura służąca obsłudze eksploatacyjnej urządzeń. W Zakładzie Świderska powstaną: komora wyjściowa syfonu i kolejne dwie komory - pomiarowa i połączeniowa. Po białołęckiej stronie Wisły ścieki popłyną do Oczyszczalni Ścieków Czajka, wybudowanym już kolektorem o średnicy 2,80 m i długości ok. 6 km.
Tunel, syfon pod Wisłą, jest ewenementem na tle tradycyjnych układów przesyłowych, nie wymaga bowiem pompowania ścieków przy użyciu dodatkowych, drogich urządzeń. Ścieki będą niejako przepychane pomiędzy brzegami rzeki, przy wykorzystaniu naturalnej różnicy ciśnień w tunelu.
Wnętrze tunelu pod Wisłą, w dolnej części, zajmą dwa rurociągi o średnicy ponad 1,5 m. Pokryte zostaną betonowymi sarkofagami. W sumie w obiekcie znajdą się bez mała 3 kilometry rur, w tym 1,2 km pod korytem rzeki. W górnej, nie zabetonowanej części tunelu, powstanie torowisko dla czegoś na kształt mini-kolejki, która będzie pomocna przy obsłudze eksploatacyjnej obiektu. W tej części tunelu zostaną również zamontowane systemy wentylacji, instalacji telefonicznej, telewizji przemysłowej, oświetlenia i systemów elektronicznego sterowania urządzeniami.
Obudowa tunelu wykonana jest z tzw. tubingów - prefabrykowanych betonowych elementów. Ciekawostką jest fakt, iż specjalnie na potrzeby tunelu pod Wisłą, poznańska firma ruszyła z produkcją owych tubingów w styczniu tego roku. Obudowa tunelu to 1081 pierścieni, każdy długości ok. 1,2 m. Pierścień składa się z sześciu połączonych ze sobą tubingów, z czego pięć stanowi element obudowy, zaś szósty jest łącznikiem, a ściślej - zamkiem.
Wraz z drążeniem tunelu budowano obiekty Farysa i Świderska. Na ukończeniu są już prace konstrukcyjne, lada chwila rozpoczną się prace wykończeniowe i montaż urządzeń.
Sporo czasu zajmie demontaż tarczy TBM. Kiedy to nastąpi, budowniczowie dokończą prace budowlane komór wejściowej - po bielańskiej stronie i wyjściowej - po stronie białołęckiej. Będzie to sygnał do rozpoczęcia montażu wyposażenia tunelu, wspomnianych już rurociągów, instalacji i systemów sterowania.
Powróćmy jeszcze na chwilę do samej tarczy TBM. Rozpocznijmy od rozszyfrowania angielskiego skrótu. Tunnel Boring Machine, a więc wiertarka tunelowa. Zważywszy na jej rozmiary, lepiej zabrzmi - maszyna drążąca tunele. Jest to urządzenie ekstremalnie drogie i skomplikowane w montażu, więc techniczne i ekonomiczne uzasadnienie dla jej użycia można znaleźć tylko wtedy, gdy pracuje w ekstremalnych warunkach, drążąc długie tunele w glebach o zróżnicowanych warunkach hydrogeologicznych. Tarcza umożliwia urabianie gruntu, usuwanie urobku i jednoczesne wznoszenie obudowy tunelu. Tarcza TBM pracowała i pracuje m.in. przy rozbudowie metra w Pekinie.
Spośród modeli tarcz TBM najbardziej przydatna dla tunelu do Czajki wydawała się tarcza Slurry Type (tarcza zamknięta płuczkowa) przeznaczona do projektów zlokalizowanych pod ciekami wodnymi, w trudnych i zmiennych warunkach, w gruntach spoistych i niespoistych, mocno nawodnionych, dodatkowo jeszcze mechanicznie krusząca kamienie. I taka właśnie budowała nasz tunel.
Specjalnie na potrzeby tunelu pod Wisłą tarczę konstruowała niemiecka firma, specjalizująca się w tego typu urządzeniach. Produkcja trwała od sierpnia 2010 do stycznia 2011. Nastąpił próbny montaż i uruchomienie maszyny u producenta. Potem urządzenie zostało rozłożone na czynniki pierwsze i w takiej postaci, jak już wspominaliśmy, tarcza trafiła na plac budowy. A owe czynniki pierwsze miały niebagatelne gabaryty. Ich transport odbywał się po specjalnie wyznaczonych trasach, w asyście pilota, w policyjnym konwoju. Zdarzało się i tak, że trzeba było na trasie przejazdu elementów tarczy zmieniać organizację ruchu.
I jeszcze gabaryty tarczy. Średnica - 5,35 m. Długość - ok. 70 m. Masa - 500 ton. Ta monstrualna wiertarka wydrążyła tunel o średnicy wewnętrznej 4,5 m, na głębokości 10 m pod dnem Wisły, długi na 1300 m. Wiercenie rozpoczęło się w przygotowanym wcześniej szybie startowym przy Świderskiej. Szyb startowy był długi na 70 m, szeroki na 10 m i głęboki na ok. 10 m. Był jednocześnie miejscem montażu i przygotowania maszyny do pracy. Metę drążenia stanowił szyb odbiorczy, który jest równocześnie komorą wejściową tunelu. Jej średnica zewnętrzna to 22 m. Jest głęboka na ok. 40 m. Komora znajduje się po bielańskiej stronie Wisły, przy ul. Farysa. Maszyna pokonywała dystans od 8 do 25 metrów na dobę, w zależności od kondycji gruntu. Wiercenie trwało non stop - przez całą dobę i siedem dni w tygodniu. Budowa tunelu do Oczyszczalni Ścieków Czajka, to był poligon doświadczalny dla tarcz TBM w Polsce. Urządzenie sprawdziło się w stu procentach. Podobne tarcze ruszą do drążenia tuneli II linii metra.