Problemy podczas modernizacji wysokogórskiej linii kolejowej na przykładzie linii nr 311 Odcinek Szklarska Por�ba Górna – Piechowice.

Wst�p

Roboty torowe na liniach kolejowych poprowadzonych w terenie górzystym s� wielkim

wyzwaniem. W takich warunkach terenowych spotka� si� mo�na z wieloma sytuacjami, które

nie wyst�puj� podczas robót na liniach kolejowych poło�onych na terenach płaskich. Aby budowa zako�czyła si� dodatnim wynikiem finansowym, nale�y zastanowi� si� jeszcze przed

przyst�pieniem do realizacji robót nad ewentualnymi problemami, jakie mog� powsta� podczas robót i wyeliminowa� mo�liwe sytuacje, których bł�d mo�e skutkowa� du�ymi

stratami finansowymi. Dlatego warto zastanowi� si� wcze�niej nad potencjalnymi problemami, gdy� dobre zaplanowanie budowy przyczyni si� do pozytywnego wyniku

finansowego oraz w znacznym stopniu usprawni sam proces budowy. Przy ka�dej budowie

pami�ta� nale�y tak�e o ochronie �rodowiska, gdy� prace prowadzone niezgodnie z Decyzj� �rodowiskow� mog� skutkowa� wysokimi karami finansowymi a straty w �rodowisku naturalnym mog� by� nieodwracalne. W wielu przypadkach linie kolejowe poło�one w

terenie górzystym przebiegaj� przez tereny obj�te ochron�. Taka sytuacja wyst�puje tak�e w

przypadku linii 311, gdzie�obszar robót le�y na terenie obj�tym programem „Natura 2000”. Z

uwagi na ten fakt, cała budowa prowadzona była pod nadzorem chiropterologa, ornitologa, botanika i entomologa.

Charakterystyka omawianego odcinka

Remontowany odcinek le�y na linii kolejowej nr 311 Jelenia Góra – Szklarska Por�ba.

Kompleksowej naprawie głównej w celu odtworzenia pierwotnych parametrów techniczno –

eksploatacyjnych poddany został odcinek od km 16, 100 do km 27,150.

Linia kolejowa nr 311 jest lini� jednotorow�, zelektryfikowan�, o znaczeniu pa�stwowym, poło�ona w cało�ci na terenie województwa dolno�l�skiego.

Ilo�� obiektów in�ynieryjnych wyst�puj�cych na remontowanym odcinku oraz dane

techniczne:

• długo�� remontowanego odcinka - 11,050km

• ró�nica wysoko�ci pomi�dzy pocz�tkiem a ko�cem robót – 234,19m

• �redni spadek linii– 21,19‰

• maksymalny spadek – 26‰

• przepusty – 25 sztuk

• wiadukty – 6 sztuk

• mosty – 3 sztuki

• tunel o długo�ci 146m

• �ciany oporowe – 2654mb

• przejazdy w poziomie szyn – 5 sztuk

• najwy�szy nasyp – 14m

• długo�� odcinków prostych – 4174m co stanowi 38%

• długo�� odcinków z prowadnic� (łuki o R�300m) – 3992m co stanowi 36%

• najmniejszy promie� łuku – R=182m

Na ilustracji nr 1 przedstawiono graficznie lokalizacj� obiektów wyst�puj�cych na omawianym odcinku linii nr 311 oraz pokazano mo�liwe wjazdy dla samochodów

ci��arowych.

Przed przyst�pieniem do robót

Warto�� materiału stanowi ok. 80% warto�ci kontraktu, dlatego jeszcze przed ich

zamówieniem i dostaw� nale�y zastanowi� si�, gdzie b�d� składowane oraz w jaki sposób

b�d� dostarczane z placu składowego w miejsce wbudowania. Górski charakter linii wyklucza

pewne rodzaje transportu z powodu np. kr�tych dróg o du�ych pochyleniach. Na pocz�tku modernizacji linii kolejowej w takich warunkach terenowych, wa�nym jest, aby dostarczy� na

budow� szyny przed przyst�pieniem do demonta�u starego toru oraz dokona� rozładunku w

kilku miejscach tak, aby w póniejszym czasie dysponowa� frontem robót w kilku miejscach jednocze�nie. W tym przypadku dodatkowo sytuacj� komplikował fakt, �e na ko�cu szlaku za

stacj� Szklarska Por�ba Górna oraz przystankiem osobowym Jakuszyce znajduje si� granica

Pa�stwa (km 43,138), przez co przewiezienie szyn przez Republik� Czesk� byłoby bardzo

wymagaj�cym oraz nieekonomicznym zadaniem. Drog� kołow� transport szyn długo�ci 30m był niemo�liwy z tego wzgl�du, �e istniałaby potrzeba dostarczenia szyn transportem

nienormatywnym a drogi kołowe w rejonie Szklarskiej Por�by s� zbyt w�skie i posiadaj� zbyt

ciasne zakr�ty, aby taki transport mógł dojecha� na miejsce rozładunku. Aby przyspieszy� prace warto tak�e zastanowi� si�, co dostawca mo�e zrobi� za nas jeszcze przed dostarczeniem materiałów. Jednym z takich przykładów było zamówienie szyn

otworowanych ju� w fabryce. Na budow� linii 311 dostarczono szyny otworowane tylko z

jednej strony, gdy� 62% linii przebiega w łukach i dlatego w szynie nale�ało wykonywa� skróty poprzez obci�cie ko�ca wewn�trznej szyny. Jednak otworowanie szyn z jednej strony wi��e si� z tym, �e szyny mog� by� dostarczone otworami nie z tej strony, z której było

zakładane. Niestety przewonik nie był w stanie zagwarantowa�, po której stronie b�d� otwory w przywiezionym składzie szyn, gdy� podczas dostawy, transport kilkukrotnie

zmieniał kierunek jazdy. W takiej sytuacji albo trzeba montowa� tor w kierunku przeciwnym do zamierzonego, albo nale�y obróci� szyny. Obrót szyn w pewnych warunkach mo�e by� niemo�liwy i dlatego warto zastanowi� si� gł�biej nad tym problemem, gdy� w sytuacji

monta�u rozjazdów dla kolei du�ych pr�dko�ci, gdy jedna cz��� rozjazdu b�dzie miała

kilkadziesi�t metrów, obrót cz��ci rozjazdowych nie b�dzie mo�liwy ze wzgl�dów technicznych a tak�e z obaw o deformacj� i uszkodzenia długich elementów stalowych.

Na szlak zostały zamówione i dostarczone wył�cznie drewniane podkłady ró�nych typów.

Przed dostaw� obliczono ile potrzeba zamówi� podkładów twardych a ile mi�kkich. Podkłady

twarde podzielono dodatkowo na:

• bez poszerzenia

• z poszerzeniem +10mm

• z poszerzeniem +15mm

Aby przyspieszy� prace, podkłady mi�kkie oraz 70% podkładów twardych zamówiono dwustronnie zbrojonych, aby nie zbroi� ich na budowie. Reszt� podkładów twardych

zamówiono jednostronnie zbrojonych dla przytwierdzenia typu „gajcówka” (ilustracja nr 2)

oraz na przej�cie z szeroko�ci nominalnej do zwi�kszonej w łuku. Wszystkie podkłady były

dostarczane na plac składowy w Piechowicach a stamt�d dowo�one na szlak przy pomocy samochodu ci��arowego z systemem HDS.

Realizacja robót

Przed przyst�pieniem do demonta�u toru w pierwszej kolejno�ci dokonano pomiaru geodezyjnego istniej�cych elementów zagospodarowania terenu (w oparciu o wcze�niej

zało�on� osnow� realizacyjn�). Dokonano pomiaru:

• toru (pomiar ka�dej szyny co 5m, pocz�tki i ko�ce rozjazdów)

• obiektów stałych: mostów, przepustów, tuneli, przejazdów drogowych itp.

• innych elementy stałych, których poło�enie mogłoby kolidowa� z projektowan� geometri� osi toru

Pomiaru dokonano w celu kontroli zaproponowanej geometrii osi toru w planie i profilu a

tak�e sprawdzenia czy pomierzone stałe elementy nie b�d� wchodziły w wymagane skrajnie poziom� i pionow�. Ze wzgl�du na teren górski g�sto poro�ni�ty lasami trudno było wybra� dogodne miejsca do zało�enia punktów podstawowej osnowy realizacyjnej gdy� zadrzewienia

utrudniały obserwacj� satelitów GPS a ze wzgl�du na spore przewy�szenia utrudnione było

wykonanie niwelacji precyzyjnej (okre�lenie rz�dnych wysoko�ciowych Kolejowej Osnowy Specjalnej).

Demonta� toru był zaplanowany tak, aby materiały z rozbiórki transportowa� ze szlaku na jak

najkrótszym dystansie. Pocz�tkowa cz��� modernizowanego odcinka przebiega w terenach le�nych oraz na wysokich nasypach i na tym odcinku droga ze zdemontowanymi materiałami

była najdłu�sza. Najdłu�szy odcinek ze zdemontowanymi materiałami nale�ało pokona� od

mostu stalowego w km 19,780 do stacji Szklarska Por�ba �rednia w km 22,900 czyli ok.

3120m gdy� odcinek ten w cało�ci le�y na terenie le�nym. W niektórych przypadkach materiały były przewo�one do miejsca składowania znajduj�cego si� troch� dalej ni� zaplanowano, z powodu niesprzyjaj�cych warunków atmosferycznych (demonta� toru zacz�ł si� na pocz�tku grudnia). Fakt, �e znaczna cz��� trasy przebiega w łukach o bardzo małych

promieniach (poszerzenie toru do +15mm) powodował, �e wózki jezdne koparek dwudrogowych u�ywanych do tych robót cz�sto wypadały z szyn. Czynniki te zmniejszały

dzienn� wydajno�� do ok. 120m bie��cych demonta�u toru wraz z segregacj� materiałów.�Na

ilustracji nr 3 pokazano od�nie�anie toru przed przyst�pieniem do odkr�cania �rub.

Warstwa ochronna została zaprojektowana tylko tam, gdzie na podstawie bada� geologicznych stwierdzono wyst�powanie w podtorzu gruntów wysadzinowych. Było to ok.

42% omawianego odcinka. Warstw� ochronn� zaprojektowano z niesortu kamiennego o

frakcji 0/31,5mm i o grubo�ci 30cm. Z uwagi na to, �e nie ma drugiego toru, materiał na warstw� ochronn� oraz na półwarstw� tłucznia, dostarczany był na place składowe w

Piechowicach, Szklarskiej Por�bie Dolnej i Szklarskiej Por�bie �redniej a nast�pnie

samochodami czteroosiowymi na szlak. W tunelu przy robotach ziemnych cały materiał

musiał by� wypychany i dopiero poza tunelem ładowany na samochody i wywo�ony z placu budowy, gdy� z powodu ograniczonej przestrzeni koparka nie mogła si� obróci� oraz

załadowa� materiału na samochód. Z uwagi na specyfik� terenu, wjazdów na szlak było

niewiele, bo zaledwie sze��. Najgorzej sytuacja przedstawiała si� od Górzy�ca do mostu

stalowego gdzie wjazd znajdował si� w km 17,258 oraz na przejedzie za tunelem w km 22,635 do mostu stalowego. W nielicznych miejscach gdzie było to mo�liwe, samochody

mijały si�, co eliminowało konieczno�� oczekiwania na kolejny samochód, lecz takich miejsc

było niewiele. Przed przyst�pieniem do monta�u toru, nale�ało przygotowa� warstw� ochronn� od mostu stalowego do przejazdu w Górzy�cu, gdy� dopiero tam był zjazd ze szlaku. Modernizowanych było pi�� przejazdów w poziomie szyn. Trzy z nich były

zlokalizowane w dolnej cz��ci omawianego odcinka, lecz w praktyce tylko dwa nadawały si� do wjazdu dla pojazdów ci��arowych, gdy� jeden dojazd charakteryzował si� bardzo mał� szeroko�ci� i du�ym spadkiem. Nale�y wzi�� pod uwag�, i� w okresie zimowym ka�dy z

dojazdów był znacznie utrudniony. Dodatkowo utworzone zostały dwa wjazdy, co w sumie daje �rednio 1 wjazd co 1,85km.

Z powodu „gajcówek” do zasypania toru tłuczniem niemo�liwe było u�ycie wagonów typu

Facc 411V („Hopper-Dozator”) a jedynie wagonów typu Flls 203Vb („Szutrówka”), gdy� wysoko�� „gajcówki” nie pozwalała na otwarcie dolnej klapy, co uniemo�liwiałoby skuteczne

ich u�ycie a co za tym idzie szybkie zasypanie toru dla póniejszego podbicia. W miejscu

gdzie zabudowane zostały „gajcówki” do podbicia toru nale�ało u�y� podbijark� do

rozjazdów, poniewa� „gajcówki” uniemo�liwiały swobodny uchwyt i podniesienie szyny. Zdecydowano, �e monta� toru b�dzie prowadzony tylko za pomoc� koparki dwudrogowej

oraz samojezdnego podno�nika szyn. Zrezygnowano z �urawia portalowego PTH 350 z kilku

powodów. Głównym z nich był fakt, �e du�a cz��� modernizowanego odcinka przebiega w

wysokich nasypach lub w przekopach gdzie znajduj� si� mury oporowe lub pionowe �ciany skalne. W chwili, gdy suwnice podnosz� 30 metrowe prz�sło i transportuj� je, jest ono

szytwne. Dopiero po poło�eniu na gruncie przedniej cz��ci, mo�na prz�sło uło�y� w łuku.

Fakt ten stwarza wielkie niebezpiecze�stwo podczas monta�u toru w łukach na wysokich

nasypach a tak�e ogranicza mo�liwo�� przemieszczania prz�sła w w�wozach. Generowałoby to bardzo wysokie koszty wynajmu sprz�tu oraz stwarzałoby wysokie ryzyko wypadku.

Przytwierdzenie typu „gajcówki” wykorzystane jest na tej linii z uwagi na lód zalegaj�cy

pomi�dzy szynami w okresie zimowym. W przytwierdzeniu tym stopki szyny i prowadnicy nie przylegaj� do siebie. „Gajcówka”, która montowana jest na co trzecim podkładzie

powoduje to, �e pomi�dzy dwoma szynami jest przestrze�, dzi�ki czemu �nieg oraz lód nie

zalegaj� pomi�dzy dwoma szynami, jak dzieje si� w klasycznym przypadku gdzie szyna z

prowadnic� stykaj� si� stopkami. Dzi�ki temu rozwi�zaniu słu�bom utrzymaniowym znacznie łatwiej jest od�nie�y� tor w okresie zimowym. Stara prowadnica zastosowana na omawianym

odcinku szlaku była wykonana z szyn typu 8 oraz z kształtowników. Ich zu�ycie

dyskwalifikowało je do ponownego monta�u, dlatego w pierwszej kolejno�ci planowano u�y� szyny typu S49 pochodz�ce z demonta�u toru. Jednak były obawy, �e nie zachowa si� wymiaru skrajni 55mm nad główk� szyny gdy� stopka szyny S49 jest wi�ksza ni� stopka

szyny typu 8. Po wykonaniu próbnego monta�u okazało si� jednak, �e szyna S49 zachowuje

ten parametr, ale nie spełnia innego, a mianowicie szeroko�ci �łobka pomi�dzy powierzchni� prowadz�c� prowadnicy a powierzchni� boczn� główki szyny toku wewn�trznego, który powinien wynosi� 60mm (+5mm, -3mm). W momencie gdyby parametr ten był wi�kszy ni� 65mm jednym z rozwi�za� mogłoby by� obci�cie stopki, lecz w tym przypadku, szeroko�� �łobka wynosiła mniej ni� 57mm. Nie mo�na było uzyska� wła�ciwego parametru gdy� główka szyny S49 jest za du�a i nie było mo�liwo�ci odsuni�cia jej bardziej. W takim wypadku zdecydowano si� na szyny S42, które maj� wymiary główki szyny mniejsze ni� szyna S49.Po przeprowadzeniu analizy finansowej zdecydowano si� dostarczy� szyny o

długo�ci 15m transportem samochodowym, pospawa� je na miejscu a nast�pnie zabudowa� w

okre�lonych lokalizacjach. Wszystkie szyny spawano w Szklarskiej Por�bie Dolnej, sk�d dowo�ono je na szlak i montowano. Było niemo�liwym przywiezienie szyn o długo�ci 30m

transportem drogowym z przyczyn wspomnianych wcze�niej.

Kluczowym etapem dla uko�czenia realizacji był most stalowy w km 19,780. W jego miejsce

zaprojektowano całkowicie now� konstrukcj� stalow� o długo�ci prz�sła 27m. W momencie

demonta�u obiektu, wszystkie maszyny, czyli lokomotywa, wagony, podbijarka i profilarka

(co daje długo�� wszystkich maszyn ok. 114m) musiały zosta� „zablokowane”�za mostem a� do jego uko�czenia. Dodatkowo nad obiektem na czas demonta�u oraz monta�u nowego

mostu, zdemontowano sie� trakcyjn�, tak, aby nie przeszkadzała ona przy pracach wymagaj�cych u�ycia dwigu. Konstrukcja mostu jest bezpodsypkowa na mostownicach.

Ka�d� mostownic� nale�ało indywidualnie dopasowa� oraz w miejscu przylegania przyci�� od spodu. Problem polegał na tym, �e obiekt ten dodatkowo le�y w łuku z przechyłk� a

wysoko�� „gajcówek” ró�ni si� od siebie nawet o kilka milimetrów, dlatego na pocz�tku do ka�dej mostownicy została przypisana „gajcówka” i po ka�dym przyci�ciu geodeta sprawdzał

wysoko�� tak, aby główka szyny znajdowała si� na odpowiedniej wysoko�ci.

Na ilustracji nr 4 przedstawiono most przed demonta�em. Na ilustracji nr 5 przedstawiono most w trakcie monta�u a na ilustracji nr 6 gotow� konstrukcj� bez zamontowanej

prowadnicy.

Podsumowanie

Niektórych sytuacji podczas budowy nie da si� przewidzie�. Teren górski dodatkowo utrudnia

realizacj� projektu, lecz te sytuacje, które stwarzaj� tak� mo�liwo��, nale�y wnikliwie

przeanalizowa�. Jeszcze przed przyst�pieniem do realizacji robót na etapie przygotowywania

budowy nale�y zastanowi� si� nad niektórymi rozwi�zaniami i wyeliminowa� te mniej korzystne tak, aby proces budowy przebiegał bez niespodzianek oraz przyniósł wymierne

korzy�ci nie tylko dla Zamawiaj�cego, ale tak�e dla Wykonawcy.

ilustracja nr 1

ilustracja nr 2

ilustracja nr 3

ilustracja nr 4

ilustracja nr 5

ilustracja nr 6