1.1 Tunel je komplexní systém

• 1.1.1. Komplexnost systému
• 1.1.2. Podmnožina "Stavební inženýrství"
• 1.1.3. Podmnožina "větrání"
• 1.1.4. Podmnožina "Provozní vybavení"
• 1.1.5. Podmnožina "bezpečnost"
• 1.1.6. Shrnutí

1.1.1 Komplexnost systému

Tunel představuje "komplexní systém," určený souhrou mnoha parametrů. Tyto parametry lze sdružovat do podmnožin, hlavní z nich jsou zobrazeny na obrázku níže (obr. 1.1-1).

Všechny tyto parametry jsou proměnné a vzájemně provázané jak v rámci jednotlivých podmnožin, tak i mezi podmnožinami.

Relativní váha parametrů a jejich charakter se liší podle charakteru jednotlivých tunelů. Například:

• rozhodovací kritéria a váha parametrů se liší pro tunely ve městech a pro horské tunely;
• liší se parametry pro krátké a dlouhé tunely, pro tunely užívané vozidly přepravujícími nebezpečný náklad a těmi, které jsou určeny pouze pro vozidla přepravující osoby;
• liší se i kritéria pro tunely nově stavěné a pro tunely rekonstruované nebo přestavované za účelem splnění nových bezpečnostních standardů.

Poznámka 1: propojení množin jsou násobná a často směrově zaměnitelná - základní koncept tunelu a funkční část jsou umístěny uprostřed obrázku. Podobné diagramy by šlo vytvořit i s jinými faktory umístěnými uprostřed obrázku.

Poznámka 2 : první kruh představuje "technické obory". Některá pole mohou zahrnovat více aspektů:

• bezpečnost: předpisy a nařízení regulace - analýza rizik - plány zásahů - požadavky na dostupnost
• geologie: geologie - geotechnika - dimenzování konstrukcí,
• stavební práce: metody - harmonogram prací - rizika a hrozby,
• provoz: provoz a údržba (technické aspekty),
• náklady: výstavba - provoz - denní údržba - větší opravy,
• životní prostředí: předpisy - diagnostika - posouzení dopadů - ošetření a zmírnění dopadů.

Poznámka 3: druhý kruh představuje "kontext," v němž má projekt probíhat. Některá pole mohou zahrnovat více aspektů:

• lidské prostředí: citlivost - urbanizace - přítomnost zástavby a infrastruktury,
• životní prostředí: citlivost - voda - fauna - flóra - kvalita vzduchu - krajina,
• charakter dopravy: charakter a objem dopravy - typologie - druhy přepravovaných nákladů apod.
• různá vnější omezení: přístupnost a zvláštní omezení - klimatické podmínky - laviny - stabilita půd - socioekonomické souvislosti -atd.
• míra ziskovosti: ekonomická přijatelnost - kapacita finančních zdrojů - kontrola nad finančními náklady - obecné ekonomické a politické souvislosti v případě koncese nebo financování metodou PPP (Public Private Partnership - spolupráce soukromé a veřejné sféry).

Návrh nového tunelu (nebo přestavby či vylepšení existujícího) vyžaduje zohlednění mnoha parametrů. Rozhodovací strom pro takové parametry je velice komplexní a vyžaduje zapojení zkušených partnerů z řady oborů. Ti musejí vstoupit do rozhodovacího procesu co nejdříve, a to z následujících důvodů:

• všechny relevantní parametry musejí být zvažovány od počátku projektu, aby se předešlo mnoha možným problémům v průběhu jeho realizace nebo u nedávno dokončených staveb. Mezi takové chyby patří pozdní zohlednění důležitých parametrů provozu a bezpečnosti nebo navrhování dohledového systému bez zahrnutí výsledků analýzy rizik, reakčních plánů záchranných složek nebo provozních postupů. V důsledku toho nemusí tunel a jeho systémy pro provoz a dohled zajistit bezpečný a spolehlivý provoz.
• Včasný zásah přispívá k lepší optimalizaci projektu jak z hlediska bezpečnosti, tak i stran stavebních a provozních nákladů Nedávné zkušenosti ukazují, že příčná optimalizace (stavební inženýrství - větrání - bezpečnostní únikové prvky) vykonaná v počátečních fázích projektu vede přibližně k 20% úsporám.

Každý tunel je jedinečný a potřebuje mít konkrétní analýzu, která zohlední všechny konkrétní a zvláštní podmínky. Taková analýza je nezbytná k tomu, aby poskytla správné odpovědi a dovolila:

• optimalizaci technických a finančních aspektů projektu;
• omezení rizik technických, finančních i v oblasti životního prostředí;
• zajištění požadovaného stupně bezpečnosti uživatelů tunelu.

Neexistuje žádné "jediné univerzální řešení ", a prostý proces "kopírování" je téměř vždy nevhodný.

Návrh a optimalizace tunelu vyžadují:

• vyčerpávající a detailní přehled všech parametrů,
• analýzu propojení těchto parametrů,
• posouzení míry flexibility každého z parametrů, je-li to nutné tak i citlivosti jednotlivých parametrů s ohledem na stanovené cíle,
• holistický přístup pro dosažení úspěchu, neboť:
  - čistě matematický přístup není možný, "systém" je příliš komplexní a neexistuje jedno správné řešení;
  - příliš mnoho parametrů je stále nevyjasněno nebo proměnných během počáteční fáze projektu, ale stále bude nutné dělat zásadní rozhodnutí;
  - je nutné vzít v úvahu posouzení rizik, jejich závažnosti a pravděpodobnosti;
  - mnoho parametrů je vzájemně závislých a řada těchto závislostí je kruhová.

V následujících odstavcích je uvedeno několik příkladů, které by měly objasnit komplexnost a provázanost parametrů, jakož i iterativní a "kruhový" charakter analýzy.

Tyto příklady nejsou vyčerpávající. Jejich účelem je pouze upozornit čtenáře na tyto problémy a umožnit mu uvědomit si jedinečnost každého tunelu.

1.1.2 Podmnožina "Stavební inženýrství"

1.1.2.1 Parametry

Tabulka 1.1-2 níže uvádí příklady základních parametrů a jejich vztahu ke stavebnímu inženýrství:

Tabulka 1.1-2 : Hlavní parametry ve vztahu ke stavebnímu inženýrství

• První sloupec tabulky uvádí základní množiny parametrů,
• Druhý sloupec obsahuje hlavní podmnožiny parametrů z dané základní množiny,
• Třetí sloupec uvádí některé základní parametry pro danou podmnožinu. Seznam není vyčerpávající.
• Čtvrtý sloupec tabulky udává, jaké hlavní výstupy daná množina či podmnožina má.

1.1.2.2 Provázanost parametrů

Mezi parametry existuje mnoho vazeb, často i kruhových, zohlední-li se překryvy jednotlivých parametrů.

Níže uvedený příklad (Tabulka 1.1-3) se vztahuje k provázanosti mezi větráním, příčným uspořádáním a bezpečností:

• První sloupec se týká větrání. V něm uváděné parametry jsou základními parametry z tabulky 1.1-2 uvedené výše, z podmnožiny "větrání",
• Druhý sloupec se vztahuje k příčnému uspořádání. Parametry vycházejí z tabulky 1.1-2,
• Třetí sloupec se vztahuje k bezpečnosti.

Tabulka 1.1-3 : Provázanost parametrů

Obrázek odhaluje určité množství parametrů, které se vyskytují ve více sloupcích (viz spojnice), což vede ke kruhové závislosti mezi různými podmnožinami parametrů.

Tyto interakce jsou svázány komplexními funkcemi, což činí čistě matematické řešení problému téměř nemožným. Řešení problému vyžaduje stanovení hierarchie mezi jednotlivými parametry, následované zohledněním předpokladů učiněných pro parametry na vyšších hierarchických úrovních. Hierarchie se může lišit projekt od projektu, například:

• V krátkých a středně dlouhých ražených tunelech s jednosměrným provozem je nejpravděpodobnějším typem větrání "podélné větrání." Náporové větráky upevněné u stropu mají zpravidla velmi malý vliv na příčné uspořádání. To tedy může být předběžně navrženo bez ohledu na větrací systém, ale s ohledem na ostatní rozhodující parametry. Vliv větrání na příčný průřez bude zkontrolován později,
• Je-li naopak tunel velmi dlouhý nebo má průřez obdélníkového tvaru (hloubený tunel), větrací systém a jeho součásti (průřez, počet a charakter případných větracích šachet, rozměry větráků, apod.) mají zásadní dopad na rozměry průřezu tunelu. Dimenzování větracího systému musí proběhnout na počátku analýzy na základě předběžných předpokladů týkajících se průřezu. Později se kontroluje geometrie příčného uspořádání.

Jak bylo uvedeno výše, je řešení iterativním procesem, který vychází z prvotní sady předpokladů. Tento proces vyžaduje značné inženýrské zkušenosti z celého spektra oborů., což dovoluje zohlednit relevantní parametry projektu tak, aby iterace směřovaly k cíli a aby byla zajištěna maximální optimalizace projektu včetně požadované úrovně služeb a bezpečnosti.

1.1.3 Podmnožina "větrání"

Tabulka 1.1-4 níže ukazuje příklad zásadních parametrů týkajících se jednotlivých aspektů větrání. Tabulka není vyčerpávající.

Pokud se týká "stavebního inženýrství", jsou vazby mezi parametry velmi četné. I ty mohou být součástí cyklických závislostí.

Proces řešení je podobný tomu, který byl výše uveden ohledně "stavebního inženýrství. "

Tabulka 1.1-4 : Hlavní parametry ovlivňující větrání

1.1.4. Podmnožina "Provozní vybavení"

Tato množina nepředstavuje zásadní parametry pro definici funkční části tunelu kromě následujícího:

• výstupky a objímky pro vedení kabelů a potrubí pro rozvod vody v protipožárním systému,
• signalizace, značení pro přenos informací, bezpečnostních nebo policejních pokynů. Světelná signalizace může mít někdy (v obdélníkových hloubených tunelech) velmi významný vliv na geometrii tunelu (vzdálenost mezi hranou tunelu a podhledy s možnými dopady na svislé uspořádání a délku tunelu). To pak může vyžadovat celkovou optimalizaci, která se týká polohy a vzhledu křižovatek mimo tunel, ale v blízkosti portálů.

"Provozní vybavení" na druhou stranu představuje zásadní parametry pro dimenzování technického zázemí v portálech, podzemních strojních a energetických stanicích a všech podzemních technických prostorech včetně různých příprav pro ně, krytech a úkrytech. Často vyžaduje zvláštní podmínky týkající se teploty, klimatizace a kvality vzduchu.

Jde také o důležité parametry z hlediska nákladů na výstavbu, provoz a údržbu.

"Provozní vybavení" zahrnuje zásadní parametry z hlediska bezpečnosti v tunelu. Proto musejí být při jeho navrhování, stavbě a údržbě brány ohledy:

• na dostupnost a spolehlivost, zejména u rozvodů elektřiny a všech komunikačních sítí,
• na ochranu veškerého vybavení před ohněm, zejména u hlavních napájecích kabelů a kabelů přenosových sítí,
• na odolnost vybavení a jeho součástí, aby byla zajištěna jejich životnost, funkčnost a optimalizace nákladů na provoz a údržbu,
• na snadnost údržby, malý dopad na dopravní podmínky a na vysokou bezpečnost údržbářských týmů a uživatelů, což vyžaduje zvláštní opatření týkající se návrhu a dostupnosti takových zařízení,
• na integraci provozních postupů a krizových reakčních plánů do návrhu dohledového systému (SCADA), na ergonomii rozhraní člověk/ stroj a podporu operátorů, zejména v případě nehod.

1.1.5. Podmnožina "bezpečnost"

1.1.5.1. Koncept "bezpečnosti"

Bezpečnostní podmínky v tunelu vycházejí z mnoha faktorů představených v kapitole 2 tohoto manuálu. Aby byla zajištěna bezpečnost, je nutné vzít v úvahu všechny aspekty systému tvořeného vlastní infrastrukturou, ale i provozem, zásahy, vozidly a uživateli (Obr. 1.1-5).

Infrastruktura hraje zásadní úlohu ve výši stavebních nákladů. Je možné investovat do ní velké částky bez jakéhokoliv přínosu pro bezpečnostní situaci, pokud nejsou zohledněny zásadní faktory, které se týkají:

• organizace, lidských a materiálních prostředků, provozních a zásahových postupů,
• výcviku provozního personálu,
• efektivního vybavení zásahových složek a výcviku jejich personálu,
• komunikace mezi uživateli.

1.1.5.2. Jak tyto parametry ovlivní projekt tunelu?

Tyto parametry mohou ve větší či menší míře ovlivnit návrh tunelu. Níže uvedené tabulky ukazují několik příkladů.

Poznámka: Čtyři tabulky níže uvedené odkazují na čtyři hlavní oblasti z obrázku 1.1-5.

• Sloupec 1 uvádí hlavní uvažované infrastruktury či aktivity
• Sloupec 2 uvádí úroveň ovlivnění projektu tunelu (inženýrská část - ventilace - operační a bezpečnostní vybavení)
  • Zelená: Žádný dopad
  • Žlutá: Střední dopad
  • Červená: Zásadní dopad
• Sloupec 3 specifikuje hlavní příčiny ovlivnění

TABULKA 1.1-6 : Hlavní oblasti ovlivnění projektu s ohledem na infrastrukturu

INFRASTRUCTURE	Impact	Comments
Escape route		Inside the tunnel - Parallel gallery - Direct external access - Connection between two tubes
Emergency team accesses		From the other tube - Dedicated access - Common with escape route
Volume of people to escape		Size of escape route - Spacing of the connections to the tunnel
Ventilation		Ventilation concept - Inadequacy of pure longitudinal system under certain operating and traffic conditions

TABULKA 1.1-7 : Hlavní oblasti ovlivnění projektu s ohledem na zásahové podmínky a organizaci provozu

OPERATION	Impact	Comments
Response plan procedure		Signalling - SCADA - Communication with the users
Intervention rescue team		Size of the portal building - Eventual underground facilities - Specific tool - Size of water tanks
Team training		Particular external facilities - Special software

TABULKA 1.1-8 : Hlavní oblasti ovlivnění projektu s ohledem na vozidla

VEHICLES	Impact	Comments
Traffic flow average and peak hour		Number of lanes - Ventilation concept and sizing
Transport of dangerous goods		Ventilation impact - Particular drainage for hazardous goods spillage - Operating procedures with particular convoy with fire brigade accompanying --> parking facilities and staff
State of the vehicle		In particular condition, size control and overheat control before entering --> gantry heat control + parking + staff
Restriction of particular vehicle categories		Exemple: urban tunnel dedicated to light vehicles - Tunnel size, ventilation escape routes

TABULKA 1.1-9 : Hlavní oblasti ovlivnění projektu s ohledem na uživatele

ROAD USERS	Impact	Comments
Information		Leaflet distributed before entering - TV information campaign
"Live" communication		Signalling, VMS, radio broadcast, traffic lights, impact on cross section, E&M, SCADA, sometimes remote barriers
Teaching		Driving school (in several European countries)
Guidance to escape routes		Signalling - Handrail - Flash - Noise - Impact on E&M and SCADA
Speed and spacing between vehicles control		Radar and spacing detectors - Impact on E&M and SCADA

1.1.6. Shrnutí

Tunel je "komplexní systém," což znamená zejména, že:

• Navrhování tunelu jen na základě uspořádání, geologických podmínek nebo stavebního inženýrství vede k závažným nedostatkům v projektu, které zřejmě negativně ovlivní bezpečnostní podmínky v tunelu (možná až na nebezpečnou úroveň) a ztíží jeho provozování (to může být za určitých podmínek i zcela znemožněno).
• Obdobným způsobem vede i projektování tunelu pouze s ohledem na provozní vybavení bez předchozích analýz rizik k nedostatkům, které se projeví hned po otevření tunelu pro provoz.
• Nezohlednění, všech cílů a omezení ve vztahu k provozu a údržbě, a to již od počátečních fází projektu, vede neodvratně k nárůstu provozních nákladů a snížení celkové spolehlivosti.

Dílčí řešení problému je bohužel stále poměrně časté kvůli nedostatečné "tunelové kultuře" různých účastníků procesu navrhování.

Řízení tohoto komplexní systému je obtížné, ale je nutné v zájmu:

• nalezení odpovídajícího řešení všech problémů,
• zajištění potřebné úrovně bezpečnosti uživatelů a poskytnutí kvalitní a komfortní jízdy.

Souběžně vede řízení tohoto komplexního systému velmi často k technické a ekonomické optimalizaci projektu, a to díky jasné a včasné definici požadovaných funkcí a využitím procesu hodnotového inženýrství.

Efektivní přístup k vyřešení této komplexní rovnice představuje od samého počátku projektu prováděné zohlednění, hlavních problémů týkajících se:

• příčného a podélného uspořádání, geologických poměrů, možností a metod stavebního inženýrství,
• větrání,
• bezpečnosti (díky předběžné analýze rizik a hrozeb a předběžných nouzových plánů),
• podmínek pro provoz a údržbu.

1.2. Obecný návrh tunelu (nový tunel)

• 1.2.1 Horizontální a vertikální uspořádání
• 1.2.2 Funkční příčný profil
• 1.2.3 Bezpečnost a provoz
• 1.2.4 Provozní zařízení

Oddíl 1.2 se vztahuje k navrhování nových tunelů. Projektování přestavby a bezpečnostního vylepšování tunelů již uvedených do provozu je popsáno v oddíle Renovace a údržba.

1.2.1 Horizontální a vertikální uspořádání

Návrh horizontálního a vertikálního uspořádání úseku silnice či dálnice, který zahrnuje tunel, představuje hlavní a fundamentální první fázi tvorby nového tunelu, které je málokdy věnována potřebná pozornost.

Zohlednění "komplexnosti systému tunelu" musí začít v úvodní fázi navrhování obecného uspořádání, ale málokdy tomu tak opravdu je. Nicméně právě v této fázi je technická a ekonomická optimalizace nejdůležitější.

V počáteční fázi navrhování je nezbytné vytvořit mnoha oborový tým co nejzkušenějších specialistů a projektantů, kteří budou schopni identifikovat všechny potenciální problémy projektu, a to i navzdory tomu, že předběžné vstupní informace nemohou obsahovat všechny potřebné údaje. Tento tým by měl být schopen konsolidovat jednotlivé prvky s přihlédnutím k dostupnosti nových informací.

Cílem této kapitoly není stanovit pravidla projektování uspořádání tunelu (projektové manuály několika zemí jsou zmiňovány v oddíle Generelní doporučení), ale v zásadě přivést vlastníky a projektanty k poznání, jak důležitý je globální a multikulturní přístup již od začátku projektu a jak moc závisí úspěch projektu na vstupní zkušenosti.

1.2.1.1 Země bez "tunelové kultury"

V těchto zemích mají vlastníci a projektanti vůči tunelům určité předsudky. Často preferují "akrobatické vedení" komunikací podél hřebenů, s velkými sklony, masivními zárubními zdmi nebo velmi dlouhými estakádami, občas i s obrovskými objemy zemních prací (velmi nákladné a ne vždy efektivní v dlouhodobém horizontu) v případech, kdy komunikace vedou oblastmi s hrozbou sesuvu půdy.

Četné příklady projektů, včetně tunelových a s různým uspořádáním, prokazují následující výhody globálního "systémového" přístupu oproti přístupu striktně odmítajícímu stavbu tunelů:

• úspory stavebních nákladů mohou v horských oblastech dosahovat 10-25%,
• výrazné úspory provozních nákladů, vyšší spolehlivost cest, zejména v nestabilních oblastech, oblastech se sesuvy půdy nebo v náročných klimatických podmínkách,
• podstatně nižší dopad na životní prostředí
• kvalitnější služby pro uživatele, lepší provozní podmínky, zejména v zimě (v zemích s výskytem sněhových srážek dochází oproti jízdě po hřebenech hor ke zvýšení spolehlivosti díky snížení podélných sklonů).

Pomoc externího posuzovatele umožňuje omezit důsledky nedostatečné nebo chybějící "tunelové kultury," a tak výrazně zlepšit projekt.

1.2.1.2 Země s tradicí výstavby a povozu tunelů

Koncept "komplexního systému" je málokdy integrován už v počátku projektu, což je ke škodě celkové optimalizace projektu. Příliš často je "geometrie" nové infrastruktury nadiktována odborníky - projektanty bez integrace všech omezení a součástí tunelu.

Je nicméně nutné brát v úvahu již od této fáze všechny parametry a rozhraní popsané v kapitole 1.1, zejména:

• obecné geologické a hydrogeologické podmínky v oblasti (s ohledem na znalost situace) a předběžné posouzení geologických obtíží a potenciálních rizik týkajících se metod, nákladů a délky trvání výstavby,
• potenciální geomechanické, hydrogeologické a hydrografické podmínky v tunelových portálech a u přístupových cest,
• rizika a nebezpečí související se zimními podmínkami v zemích s podstatnými objemy sněhových srážek a to zejména:
  • rizika lavin a tvorby závějí a možnosti ochrany přístupových cest a portálů proti těmto hrozbám,
  • podmínky pro údržbu přístupových cest v případě výrazných sněhových srážek, aby byla zajištěna použitelnost a bezpečnost cesty. Opatření souvisejí s nadmořskou výškou portálů, maximálními sklony příjezdových cest a nutností poskytnout v případě potřeby plochu pro nasazení a sejmutí sněhových řetězů v blízkosti portálů,
• Podmínky životního prostředí u tunelových portálů a na přístupových cestách. Dopad může být velký v městském prostředí (zejména kvůli hluku a výstupu znečištěného vzduchu), ale i v meziměstských tunelech,
• Podélné sklony na příjezdových rampách:
  • nejlevnější tunel nemusí být vždy nejkratší tunel
  • zrušení zvláštního pruhu pro pomalá vozidla krátce před tunelem není snadné realizovat, ale vést takový pruh v celé délce tunelu je velmi drahé,
  • podélný sklon na přístupových cestách má velmi výrazný vliv na kapacitu tunelu, pokud se týká dopravních proudů a spolehlivosti v zimním období.
• Možnost využití štol jako vedlejších přístupů (větrání - evakuace a bezpečnost - snižování délky trvání stavby) nebo jako svislých či šikmých šachet (větrání - evakuace a bezpečnost):
  • tyto konkrétní přístupové body, jejich vliv na situaci na povrchu (zejména v městském prostředí: dostupné místo, citlivost na vývod znečištěného vzduchu, atd.), i přístupnost v průběhu roku (např. zranitelnost lavinami) mohou představovat výrazné omezení pro navrhování horizontálního a vertikálního uspořádání; na druhou stranu velmi často příznivě ovlivňují stavební a provozní náklady,
  • tyto přístupové body mohou mít výrazný vliv na stavební a provozní náklady a na velikost příčného řezu (možná optimalizace větrání a zařízení pro evakuaci),
• Způsoby výstavby, které mohou mít výrazný vliv na návrh horizontálního a vertikálního uspořádání, například:
  • křížení řeky raženým tunelem představuje zcela odlišný projekt než použití spouštěných předmontovaných bloků,
  • rozhraní s estakádou u portálu tunelu,
  • nařízený termín dokončení stavby může mít bezprostřední vliv na situaci, zejména s ohledem na povolení provozu v obou portálech i povolení průběžných vjezdů a výjezdů,
• Geometrické parametry návrhu a podélný profil tunelu, do nichž je třeba začlenit následující prvky:
  • omezení podélných sklonů, což má značný vliv na dimenzování větracího systému a na snížení dopravní kapacity tunelu,
  • hydraulické podmínky odvodnění podzemních částí v období výstavby i provozu, což ovlivňuje vertikální uspořádání,
  • omezení šířkových odstupů stěn (stavba doplňkové šířky tunelu je velmi nákladná), což vyžaduje zvláštní analýzu rozhledových poměrů a zvláštní pozornost při stanovování poloměrů směrových oblouků,
  • nejlepší volba poloměrů ve snaze předejít střídavému klesání a stoupání komunikace, které se výrazně projevuje na odvodu vody z vozovky, způsobuje problémy s výstupky pro vedení kabelů a potrubí pro hasicí systém - to může vést k nárůstu rozměrů příčného uspořádání,
• Všechna obvyklá omezení pro využití podzemních prostor, zejména v městském prostředí: podchody, podzemní garáže, základy budov, konstrukce citlivé na sedání,
• Stavební a provozní náklady:
  • nejméně nákladným tunelem nemusí být nutně ten nejkratší,
  • pozdější investice do dodatečných stavebních prací mohou být v době užívání tunelu výhodnější, pokud umožní snížení nákladů na stavbu, provoz, běžnou údržbu i rozsáhlejší opravy (zejména u větracích systémů), nebo pokud dovolí o několik let oddálit dosažení vytížení dopravní kapacity tunelu (účinek sklonů v tunelu a příjezdových komunikacích),
• Koordinaci horizontálního a vertikálního uspořádání tunelu je třeba v zájmu pohodlí a bezpečnosti uživatelů pečlivě prostudovat. Vizuální vliv změn podélných sklonů ve vertikálním uspořádání, hlavně v nejvyšších bodech, je zvýrazněn omezenými rozhledovými poměry v tunelech a osvětlením,
• Provozní podmínky pro jednosměrný a obousměrný provoz je nutné vzít v úvahu zejména s ohledem na:
  • obvyklé podmínky viditelnosti a přehlednosti,
  • možnosti využití vodorovných přístupových cest (štol) nebo svislých přístupů (šachet) - zejména pro optimalizaci větrání a příčného uspořádání a zlepšení bezpečnosti (evakuace uživatelů a přístupové cesty pro záchranné týmy bez nutnosti drahé výstavby souběžných pěších tunelů),
• Situaci v okolí portálů:
  • tunelové portály představují jedinečné přechodové body a je nutné vzít v úvahu lidské chování a fyziologické podmínky. Je nezbytné zachovat geometrickou návaznost, aby uživatelé mohli dál sledovat instinktivní trajektorii,
  • zcela přímé tunely nejsou žádoucí, zejména v blízkosti výjezdového portálu. Může vyvstat potřeba posílit osvětlení u výjezdu na delším úseku tunelu,
• Podzemní křižovatky u tunelových portálů nebo v jejich těsné blízkosti:
  • je třeba se vyhnout křižovatkám v tunelu nebo v bezprostřední blízkosti portálů,
  • pokud se jim nelze vyhnout, musí se provést velmi podrobná analýza všech omezení a jejich konkrétních důsledků, které je nutné zohlednit, aby byla za všech okolností zajištěna bezpečnost (situace - příčné uspořádání - odbočovací a připojovací pruhy - nebezpečí zpětného dopravního proudu - evakuace - větrání - osvětlení - atd.).

1.2.2 Funkční příčný profil

1.2.2.1 Problémové oblasti

Funkční příčný profil představuje druhou významnou fázi v projektování tunelu po výběru vhodné koncepce. V první fázi je nutný velmi pečlivý "komplexní systémový přístup" uplatňovaný v rozsahu týmem zkušených odborníků z různých oborů. Je nutné zohlednit všechny parametry a rozhraní popsané v oddílu Komplexní systém.

Druhá fáze (funkční příčný profil) není na první fázi (uspořádání) nezávislá a musí pochopitelně brát v úvahu opatření z ní vycházející. Tyto dvě fáze jsou navzájem velmi těsně provázané.

Navíc, jak bylo zmíněno v odstavci 1.1.2.2, proces zahrnující první dvě fáze je iterativní a interaktivní. Neexistuje přesný matematický vzorec pro určení jediného řešení "komplexní systémové" analýzy. Kromě toho se nejedná o případ jediné správné odpovědi, ale o velmi omezený počet správných a velké množství špatných odpovědí. Zkušenosti víceoborového týmu jsou zásadní pro rychlé nalezení dobrého řešení.

Příklady uvedené v odstavci 1.2.1 ukazují, že volba "funkčního příčného profilu" má velký dopad na projektování horizontálního a vertikálního uspořádání.

Zkušenosti ukazují, že rozbor "funkčního příčného profilu" je velmi často nekompletní a omezený jen na stavební stránku, což nevyhnutelně vede k tomu, že:

• v nejlepším případě není projekt optimalizován z funkčního, provozního a ekonomického hlediska. Zkušenosti ukazují, že optimalizací lze ve výjimečných případech ušetřit až 20% stavebních nákladů,
• ve většině případů jsou nedostatečně posouzeny funkce, jejich omezení a dopad na projekt. Tyto funkce budou muset být integrovány v dalších fázích projektu pomocí dodatečných a často velmi drahých opatření,
• v nejhorším případě budou mít fundamentální chyby projektu neodstranitelný a trvalý dopad na tunel, provozní a bezpečnostní podmínky v něm a také na stavební a provozní náklady.

1.2.2.2 Hlavní oblasti

Hlavní parametry "funkčního příčného profilu" jsou následující:

• Intenzita dopravy - charakter dopravy - organizace provozu - tunel ve městě nebo v extravilánu, které určují:
  • počet a šířku jízdních pruhů s ohledem na intenzity provozu a typ vozidel povolených v tunelu,
  • světlá výška (podle typů vozidel),
  • zpevněné krajnice, odstavné pruhy a nouzová stání podle objemu dopravy, druhu provozního řešení, tj. jednosměrný či obousměrný tunel, a statistické pravděpodobnosti poruch,
  • případný střední dělicí prvek a jeho šířka v případě obousměrného provozu,
• Větrání má velký význam a závisí na:
  • zvoleném systému větrání, který sám závisí na mnoha parametrech (viz oddíl Ventilace),
  • prostoru potřebném pro větrací šachty a instalaci osových větráků, náporových větráků, sekundárních šachet a veškerého dalšího větracího zařízení,
• Evakuace uživatelů a přístupové cesty pro záchranné složky, které závisejí na mnoha faktorech podrobně rozebraných v kapitole Konstrukční aspekty,
• Délka a podélný sklon tunelu - tyto parametry se nepřímo projeví prostřednictvím větrání a konceptů přístupových cest a bezpečnosti,
• Provozní sítě a vybavení jsou také velmi často určujícími faktory při dimenzování funkčního průřezu, zohlednit se musejí jejich počty, prostor, který vyžadují, jejich základní ochrana pro zajištění bezpečného provozu tunelu a relativně omezený prostor pod chodníky a zpevněnými krajnicemi, kde by měly být umístěny. To se týká zejména následujících sítí, které mají vliv na dimenzování:
  • samostatný nebo kombinovaný kanalizační systém - sběr znečištěných kapalin z vozovky a s tím související sifony. Chybějící variace převýšení, související s podmínkami uspořádání (viz § 1.2.1.2), dovoluje funkční příčný profil zjednodušit a optimalizovat,
  • síť pro dodávky vody hasicímu systému a požárním hydrantům, v případě potřeby i její ochrana proti zamrzání,
  • všechny kabelové sítě vysokého, středního napětí i nízkého napětí. Je nutné brát ohled na to, že na jedné straně jsou kabely potřebné v době otevření tunelu a musí být chráněny proti ohni, na druhé straně bude nevyhnutelné k nim během života tunelu přidávat další sítě, na což je nutné být připraven,
  • zvláštní potřeby pro možné krátkodobé a střednědobé vedení externích sítí,
  • veškeré interakce mezi sítěmi a požadavky (technickými i právními) pro odstupy mezi některými sítěmi,
  • všechna provozní signalizace: signalizace a dopravní značení - signály jednotlivých pruhů - tabule s proměnnými znaky - regulační ukazatele - bezpečnostní ukazatele - směrové ukazatele,
• Místní funkční rozhraní: pomocné podzemní stanice - podzemní větrací jednotky - bezpečnostní úkryty - úkryty - atd. Je nezbytné brát ohled na potřeby provozu a údržby, zejména stavbu stání pro údržbářské zásahy a bezpečnost provozního personálu,
• Stavební metody a geologické podmínky mají vliv na funkční příčný profil (nezávisle na dimenzování stavebních konstrukcí), například:
  • křížení s vodním tokem výše zmíněné v oddíle 1.2.1.2. Použití ponořených prefabrikovaných bloků vede k výrazně odlišnému návrhu a provedení větracího systému, únikových chodeb a přístupových cest pro záchranáře v porovnání s řešením stejných prvků u raženého tunelu,
  • strojně ražený tunel (metoda TBM) poskytuje prostory pod vozovkou, které lze využít například pro větrání, evakuaci uživatelů nebo jako přístupové cesty pro záchranné složky. To dovoluje optimalizaci (odstranění spojovacích chodeb a souběžných chodeb), což může mít zásadní ekonomické dopady, pokud je tunel stavěn pod úrovní hladiny podzemní vody v propustných materiálech.

1.2.3 Bezpečnost a provoz

1.2.3.1 Obecná opatření

PIARC poskytuje řadu doporučení v oblasti bezpečnosti a provozu pro finalizaci bezpečnostních studií, ohledně organizace provozu a řešení krizových situací i další provozní opatření. Vítáme čtenáře se zájmem o tyto oblasti: viz kapitola Bezpečnost a kapitola Lidský faktor a bezpečnost v tunelu).

Tato kapitola se věnuje bezpečnosti a provozním rozhraním v "komplexním systému". Tabulky v oddílu 1.1.5.2 naznačují stupeň vzájemné provázanosti jednotlivých parametrů ve srovnání s různými podmnožinami projektu.

Určitý počet parametrů má hlavní význam již od počátečních fází projektu. Ty je nutné analyzovat již v první fázi projektování a týkají se zejména následujících bodů:

• intenzity dopravy - charakter dopravy (městská, extravilán) - druh vozidel (možnost tunelů určených jen pro jednu třídu vozidel) - přeprava nebezpečných nákladů,
• evakuace uživatelů a přístup pro záchranné týmy,
• větrání,
• komunikace s uživateli - dohledový systém.

Tyto hlavní parametry pro projektování tunelu jsou také zásadními faktory "analýzy rizik" a prvotních verzí "plánu zásahu záchranných složek". Proto považujeme za nezbytné, aby se "předběžná analýza rizik" a s ní související předběžná analýza "reakčního krizového plánu" prováděly už v počátečních fázích předběžného projektování. Tato analýza umožňuje lépe popsat konkrétní prvky tunelu a funkční a bezpečnostní požadavky na ně kladené. Také přispívá k inženýrské hodnotové analýze, k vyšší kvalitě projektu a k technické a finanční optimalizaci.

Tyto parametry a jejich důsledky jsou podrobněji popsány v následujících odstavcích.

1.2.3.2 Parametry ve vztahu k dopravě a jejímu charakteru

Tyto parametry se projeví zejména na funkčním příčném profilu (viz 1.2.2) a jeho prostřednictvím mají zvláštní dopad na uspořádání provozu:

• intenzita dopravy ovlivňuje počet jízdních pruhů, větrání a evakuaci. Také ovlivňuje důsledky poruch vozidel a jejich odsun, jsou-li nepojízdná: event. potřeba odstavného pruhu, potřeba nouzových stání a organizace zvláštních opatření pro opravářské služby,
• charakter dopravy, typ vozidel a relativní skladba dopravního proudu ovlivňují koncepci evakuace (spojovací chodby, evakuační chodby, jejich rozměry, odstupy) podle množství osob, které může být třeba evakuovat,
• tunely určené pro konkrétní třídy vozidel mají zvláštní požadavky na šířku pruhů, světlou výšku a větrání,
• povolení či zákaz přepravy nebezpečných nákladů má významný dopad na větrací systém, "funkční průřez," sběr a odvádění tekutin, odklonové trasy, prostředí tunelových portálů a větracích výdechů, ochranu staveb proti rozsáhlému požáru, stejně tak i na evakuaci a organizaci záchranných zásahů a zajištění zvláštních potřeb zasahujících hasičů (prostředky i materiál).

1.2.3.3 Evakuace uživatelů - přístup záchranných týmů

Jde o zásadní parametr ve vztahu k funkčním opatřením a celkovému projektování. Tento parametr také často ovlivňuje uspořádání (přímé únikové cesty na povrch) a konstrukční řešení: spojovací chodby - podchody - souběžné chodby - úkryty a dočasná útočiště navazující na chodby.

Analýza vyžaduje integrovaný přístup spolu s projektováním větrání (zejména větrání pro případ požáru), dopravními intenzitami, analýzou rizik, předběžnými reakčními plány (zejména scénáře větrání při zásahu záchranářů) a stavebními metodami.

Trasy, geometrické charakteristiky a odstup chodeb je nutné definovat z funkčního hlediska, aby byl zajištěn pohyb zdravých i postižených osob.

Je nutné zajistit homogenitu, srozumitelnost a přívětivý a uklidňující ráz těchto zařízení. Jsou určena pro osoby ve stresu (nehoda - požár), ve fázi samostatné evakuace (před příjezdem záchranných složek). Jejich použití musí být přirozené, jednoduché, účinné a uklidňující, aby se zabránilo přechodu ze stresu do paniky.

1.2.3.4 Větrání

Větrací zařízení navržená jako systém čistě "podélného větrání" mají jen malý vliv na "funkční průřez" a "uspořádání".

To už není případ zařízení "podélného větrání" vybavených šachtami pro odvod kouře nebo systémů "příčného větrání", "polopříčných" či "polopodélných větracích" systémů, "smíšených" systémů, nebo větracích systémů zahrnujících šachty či vedlejší chodby, které dovolují odsávání nebo vypouštění vzduchu jinam než u tunelových portálů. Všechna taková zařízení mají významný vliv na "funkční průřez" a "uspořádání" i všechny dodatečné podzemní konstrukce.

Větrací zařízení dopravního prostoru se v zásadě navrhují za účelem

• zajištění zdravých podmínek uvnitř tunelu ředěním znečišťujících látek ve vzduchu tak, aby koncentrace škodlivin byla nižší, než je vyžadováno národními předpisy,
• zajištění bezpečnosti uživatelů v případě požáru až do okamžiku jejich úniku z dopravního prostoru tím, že účinně odvádějí kouř mimo tento prostor,

Větrací zařízení mohou mít i další funkce:

• čištění vzduchu u tunelových portálů tím, že je znečištěný vzduch lépe ředěn nebo čištěn před vypuštěním mimo tunel,
• podzemní čističky vzduchu umožňují jeho opětovné použití v tunelu. Tato zařízení se využívají v městských tunelech nebo velmi dlouhých tunelech v extravilánu. Jde o komplexní a drahé technologie, náročné na prostor i údržbu,
• v případě požáru přispívají ke snižování teploty v tunelu a snižují tak riziko poškození konstrukcí tepelnými vlivy.

Větrací zařízení se netýkají jen dopravního prostoru. Zahrnují také

• spojovací chodby mezi tubusy,
• únikové chodby a úkryty pro uživatele v případě požáru,
• technické místnosti a zařízení uvnitř tunelu nebo mimo něj blízko portálů, které mohou potřebovat výměnu vzduchu nebo správu a kontrolu teploty (topení nebo klimatizace - podle zeměpisných podmínek).

Větrací zařízení mohou být navržena i tak, aby:

• umožnila rychlé a dynamické přizpůsobení řadě podmínek a situací, v nichž jsou provozována, tak aby se vyrovnala s:
  • klimatickými omezeními, zejména s výrazně proměnlivými rozdíly v tlacích mezi portály v horských oblastech,
  • proměnlivými provozními výkony pro kontrolu kouře v případě šíření či později ústupu ohně, ale i během vlastního požáru, aby se účinně doplňovaly s vývojem strategie hašení v každé fázi evakuace, hašení, při ochraně konstrukcí atd.
• poskytovala dostatečnou rezervu pro další rozvoj, aby se v průběhu celého životního cyklu tunelu mohla přizpůsobovat vývoji v dopravě (intenzita, charakter), změnám v požadavcích na koncentrace škodlivin i různým provozním podmínkám.

1.2.3.5 - Komunikace s uživateli - dohledový systém

Komunikace s uživateli má kvůli signalizaci významné dopady na "funkční příčný profil".

Další významné důsledky se nevážou k celému "komplexnímu systému." Týkají se subsystémů ve vztahu k provoznímu vybavení, zejména v oblasti dálkového sledování, detekce, komunikace, řízení dopravy, kontroly a dohledu a také řízení evakuace.

1.2.3.6 - Zvláštní požadavky na provoz

Provozování tunelu a zásahy údržbářských čet mohou vyžadovat zvláštní opatření, která by zajistila plnou bezpečnost těchto zásahů a snižovala omezení dopravy.

Tato opatření zahrnují například výstavbu stání (zálivů) u vstupů k podzemním zařízením vyžadujícím pravidelnou údržbu, dobrý přístup k materiálům potřebným pro jejich výměnu a údržbu (zejména u těžkých a neskladných předmětů).

1.2.4 Provozní zařízení

Cílem tohoto oddílu není podrobně popsat provozní zařízení a vybavení, jejich funkci ani provedení. Tyto prvky jsou definovány v doporučeních současného "Manuálu silničních tunelů" a v příručkách a národních doporučeních uvedených dále v oddíle Generelní doporučení.

Cílem je soustředit pozornost vlastníků a projektantů tunelů na zvláštní problémy související se zařízeními a vybavením tunelu pro provoz.

1.2.4.1 Strategické volby

Provozní vybavení musí umožňovat tunelu plnit svou funkci, jíž je zajistit průjezd dopravního proudu a poskytovat uživatelům projíždějícím tunelem dostatečnou bezpečnost a pohodlí.

Provozní zařízení musejí být uzpůsobena funkci tunelu, jeho zeměpisné poloze, jeho zvláštním vlastnostem, charakteru dopravy, infrastruktuře navazující na tunel z obou stran, hlavním cílům souvisejícím s bezpečností a organizací krizových řešení, ale i regulaci a kulturnímu a socioekonomickému prostředí země, v níž se tunel nachází.

Nadbytek provozních zařízení nepřispívá automaticky ke zlepšení kvality poskytované služby, pohodlí a bezpečnosti tunelu. Vyžaduje zvýšený rozsah údržby a lidských zásahů, jejichž zanedbání může vést k poklesu spolehlivosti tunelu a jeho bezpečnosti. Záplava technických vymožeností nebo jejich zneužívání jsou také zbytečné. Zařízení musí být vhodně zvolená, navzájem se doplňovat i s občasnou redundancí (pro základní bezpečnostní funkce) a tvořit koherentní celek.

„Životnost" provozních zařízení:

• Tato zařízení vyžadují důkladnou, pravidelnou a finančně nákladnou péči a údržbu, kladou nároky na zkušený personál, stejně tak jako opakující se finanční investice v průběhu životního cyklu tunelu. Opomenutí údržby (či její nedostatek) vedou k závažným dysfunkcím, selháním zařízení, a v důsledku toho i ke zpochybnění funkčnosti tunelu a bezpečnosti uživatelů. Údržba zařízení za provozu tunelu je často obtížná a velmi omezená. O patřičných opatřeních je třeba uvažovat už při projektování zařízení. Z tohoto důvodu je nutné promyslet architekturu systémů, jejich návrh a instalaci, aby se omezil dopad případných dysfunkcí na dostupnost a bezpečnost tunelu i dopad na údržbu či renovací těchto zařízení,
• Jejich "životnost" je různá - přibližně deset až třicet let v závislosti na jejich charakteru, odolnosti, podmínkách, jimž jsou vystaveny, ale i na organizaci a kvalitě údržby. Musí tedy být pravidelně vyměňovány, což vyžaduje odpovídající finanční investice,
• Technologický vývoj občas vyžaduje výměnu zařízení kvůli technologické zastaralosti nebo nedostupnosti náhradních dílů,
• Zařízení musí vykazovat schopnost adaptace na vývoj tunelu a jeho prostředí.

Všechna tato hlediska vedou ke strategickým volbám, z nichž hlavní jsou:

• Definovat potřebná zařízení podle skutečných potřeb tunelu, aniž by se podlehlo touze po hromadění vychytávek. Analýza rizik kombinovaná s hodnotovým inženýrstvím je účinný nástroj, který vede k rozumné volbě potřebných zařízení. Tento přístup také dovoluje lepší zvládnutí složitosti systémů - pokud tato není řešena precizní a kompetentní organizací, jsou častým důsledkem této situace nezvládnuté termíny, rozpočty a závažné dysfunkce,
• Preferovat kvalitu a odolnost zařízení, aby se snížila potřeba a frekvence údržby a minimalizovaly obtíže spojené s údržbářskými pracemi za provozu v tunelu. To může vést k vyšším investičním nákladům, které se ale v průběhu provozu několikanásobně vrátí,
• Ověřovat kvalitu a výkon zařízení v každé fázi návrhu, výroby, výstupních testů u výrobce, instalace na místě a zkoušek před uvedením do provozu. Zkušenosti ukazují, že mnohá zařízení jsou málo funkční a nesplňují své účely právě kvůli absenci pečlivé organizace a účinných kontrol,
• Zvolit technologie vhodné pro klimatické podmínky a prostředí, jimž bude zařízení vystaveno, ale i s ohledem na podmínky sociokulturní (nedostatečný koncept údržby v některých zemích), technologické a technické a také na organizaci údržby,
• Brát v úvahu provozní náklady a zejména spotřebu energií při volbě vybavení, a to už od počátku navrhování. Tyto náklady vznikají po celou dobu fungování tunelu. Obecně mají největší spotřebu energie větrání a osvětlení, což si zasluhuje pozornost již od prvních fází projektování,
• Zohlednit už od předběžných fází projektování a ekonomických analýz:
  • potřebu sestavit, zaučit a vycvičit týmy určené jednak k provozování a správě zařízení, dále k čištění a údržbě,
  • omezení týkající se zásahů za provozu, ať už jde o údržbu, dopad na provoz a náklady na údržbu a modernizaci,
• Zohlednit obecnou organizaci a časový plán projektu nového tunelu, čas potřebný pro nábor a výcvik týmů, pro zkoušky, ale i zkušební provoz všech zařízení v systému (doba od dvou do tří měsíců), pro trénink a cvičení všech dotčených stran (zejména záchranné služby) na místě, aby se obeznámily se zvláštnostmi daného tunelu.

1.2.4.2 - Klíčová doporučení ohledně hlavních zařízení

1.2.4.2.a Energie - napájení - rozvod elektřiny

Aby mohla tunelová zařízení fungovat, musí jim být dodávána elektřina. Velké tunely potřebují i několik MW (megawattů), což je výkon, který nemusí být v daném místě dostupný. Odpovídající opatření jsou potřebná již od prvních fází projektu - jde o posílení stávajících sítí a zlepšení jejich spolehlivosti, často jsou také budovány sítě nové. Dodávky energie jsou pro stavbu i provoz tunelu nezbytné.

Napájení elektřinou a její rozvod uvnitř tunelu musí zajistit:

• Požadovanou kapacitu,
• Spolehlivý zdroj,
• Spolehlivý, redundantní a chráněný rozvodný systém: redundance a propojenost distribučních sítí - paralelní transformátory - kabelová vedení v chráničkách a v zákopech chráněných před ohněm.

Každý tunel je jedinečný a musí být vzata v úvahu jeho zeměpisná poloha, kontext stávajících energetických sítí, podmínky napájení energií (prioritní, nebo ne), možnost nebo nemožnost posílení stávajících veřejných sítí a zlepšení jejich spolehlivosti, zvláštní rizika tunelu a podmínky pro zásah záchranných služeb.

Pak se musí postupně projektovat jednotlivá zařízení. Provozní postupy se zavádějí s ohledem na spolehlivost systému a volby vykonané během období návrhu.

Cíle související s bezpečností v případě výpadku dodávek energie jsou tyto:

• Okamžitý pohotovostní zdroj, který zajistí na 30-60 minut (podle podmínek v tunelu a pro evakuaci) nepřetržité fungování následujícího bezpečnostního vybavení):
  • minimální úroveň osvětlení - signalizace - sledování průmyslovou kamerou - telekomunikace - přenos dat a dohledový systém SCADA - senzory a různé detektory (znečištění, požár, nehody, atd.),
  • napájení pro bezpečnostní úkryty, únikové cesty a úkryty,
  • tuto funkci obvykle zajišťují systémy UPS nebo naftové agregáty schopné ihned dodávat elektřinu, 
• Podle vlastností daného tunelu, jeho polohy (ve městě či mimo něj) a z konkrétních rizik je možné stanovit dodatečné požadavky MOC (minimální podmínky pro provoz), které zaručují napájení daných zařízení, pokud jsou v průběhu celého výpadku dodrženy konkrétní postupy. Například nouzové napájení větracího systému (generátory nebo částečně externím zdrojem), který by si zvládl požár menších vozidel, ale už ne nákladních vozů: pak je dočasně zakázán vjezd těžším vozidlům.

Obvykle zaváděná opatřeni pro napájení elektřinou jsou následující:

• Nouzové napájení z veřejné sítě:
  • Dva, případně tři zdroje z veřejné sítě s přípojkami na nezávislé segmenty sítě vysokého nebo středního napětí. Automatické přepínání mezi "normálním napájením" a "nouzovým napájením" v energetické stanici v tunelu s tím, že se některým zařízením přestane dodávat energie, pokud bude výkon nouzového zdroje nedostatečný,
  • bez diesel generátorů,
  • instalace nepřerušitelného nouzového zdroje energie.
• Bez externího napájení:
  • jediný externí zdroj z veřejné sítě,
  • diesel generátory mohou poskytnout část poptávaného výkonu v případě přerušení hlavního zdroje napájení, a tak dovolují stanovení MOC a konkrétních provozních postupů,
  • instalace nepřerušitelného nouzového zdroje energie:
• Plná autonomie napájení - žádný dostupný externí zdroj:
  • veřejná síť není schopna dodat potřebný výkon nebo nemá požadovanou spolehlivost. Tunel je pak zcela autonomní. Energie je zajišťována sadou současně běžících diesel generátorů. Další generátor se instaluje jako záloha pro případ, že některý z nich selže,
  • možnost instalace UPS, pokud není spolehlivost generátorů považována za dostatečnou, nebo z bezpečnostních důvodů.

1.2.4.2.b Větrání

PIARC přináší v této oblasti řadu doporučení a představuje základní mezinárodní reference pro návrh koncepce i řešení větracích zařízení. Kromě oddílu 1.2.3.4 výše doporučujeme pozornosti čtenáře Ventilace

Nesmí se ale zapomínat, že ačkoliv větrací zařízení představují jedno ze základních zařízení pro zajištění životů, zdraví a bezpečí uživatelů tunelu, jde jen o jeden z článků systému, v němž jsou nejdůležitější uživatelé, operátoři a záchranářské týmy svým chováním, zkušeností a schopností jednat.

Větrací systém si sám o sobě se všemi scénáři neporadí, ani nemůže splnit všechny funkce, které se od něj očekávají, zejména v oblasti čištění vzduchu a ochrany životního prostředí.

Výběr vhodného větracího systému a jeho dimenzování vyžadují bohaté zkušenosti, pochopení komplexní problematiky mechaniky tekutin v uzavřeném prostředí, související s jednotlivými fázemi postupného vývoje požáru, šířením, vyzařováním a tepelnou výměnou, ale i s vývojem a šířením toxických plynů a kouře.

Větrací zařízení jsou všeobecně vysoce energeticky náročná, jejich dimenzování a provozu musí být věnována zvláštní pozornost, například s využitím expertních systémů.

Větrací zařízení mohou být velmi komplexní, v případě požáru mohou vyžadovat zapojení automatizovaných systémů, které takovou situaci zvládnou lépe než jakýkoliv operátor ve stresu.

Jak je výše uvedeno v oddíle 1.2.3.4, větrací zařízení musí v první řadě splňovat nároky na zdraví a hygienu v normálních provozních podmínkách a plnit svůj bezpečnostní účel v případě požáru.

Odolnost, spolehlivost, přizpůsobivost, trvanlivost a optimalizace spotřeby energie představují hlavní kritéria kvality, která musí větrací systém splňovat.

1.2.4.2.c Dodatečné vybavení větracích zařízení

Častým předmětem naléhavých požadavků účastníků řízení, spolků obyvatel a lobbistických skupin jsou dva druhy dodatečného vybavení pro větrání:

• Čističky a úpravny vzduchu,
• Pevné systémy potlačení ohně.

A. Čističky vzduchu.

Této otázce se věnuje oddíl Vliv na kvalitu vzduchu, jehož přečtení doporučujeme.

Zabudování zařízení pro čistění vzduchu je častým požadavkem sdružení pro ochranu obyvatel v městských oblastech. Tato zařízení, budovaná zpravidla v podzemí, jsou velmi drahá na výstavbu, provoz a údržbu. Také mají velkou spotřebu energie.

Dosud získané zkušenosti s jejich používáním nejsou přesvědčivé, zejména kvůli výraznému snížení emisí produkovaných vozidly a kvůli vysoké náročnosti čištění velmi nízkých koncentrací zplodin v tunelu (potřeba velkých objemů vzduchu). V důsledku toho bylo mnoho systémů instalovaných během posledních deseti let postaveno mimo provoz.

Budoucnost čističek vzduchu je velice nejistá v zemích, kde jsou přísnější předpisy se stále vyššími nároky na snižování samotné produkce emisí u zdroje.

B. Fixní hasicí zařízení (FFSS).

Oddíl Pevná hasící azřízení se zabývá tímto tématem, zájemce o problematiku tam bude vítán.

Využívaných technologií je mnoho a odpovídají různým kritériím: hašení požáru - nešíření požáru - snížení tepelného vyzařování a teploty pro uživatele v blízkosti požáru - ochrana konstrukce tunelu před poškozením v důsledky vysoké teploty, atd.

Tyto systémy mají navzdory avizovaným pozitivům i záporné vlivy, zejména stran zhoršení viditelnosti, pokud jsou aktivovány bezprostředně po vypuknutí požáru. Použití FFSS vyžaduje koherentní přístup ke všem aspektům bezpečnosti uživatelů, jakož i k větrací a evakuační strategii.

Rozhodování o vybudování nebo nevybudování takových systémů je komplexní a má významné důsledky. Musí být podrobeno pozornému zhodnocení konkrétních podmínek bezpečnosti, souvisejících prací a přidané hodnotě získané z implementace systému. Neměly by být stavěny proto, že jsou módní záležitostí, nebo kvůli lobbování.

FFSS vyžaduje začlenění důležitých opatření pro údržbu a pravidelné a časté testování, bez něhož nelze ověřovat jeho spolehlivost.

1.2.4.2.d Osvětlení

Doporučení CIE (Mezinárodní výbor pro osvětlení) byla ze strany PIARC kritizováno kvůli vysokému stupni osvětlení, k němuž často vybízejí. Čtenářově pozornosti se doporučuje technická zpráva vydaná Evropským výborem pro normalizaci (CEN), která představuje několik metod, včetně té od CIE.

Osvětlení je základní nástroj pro zajištění pohodlí a bezpečí uživatelů tunelu. Účelná úroveň osvětlení se musí přizpůsobit zeměpisné poloze tunelu (ve městě či mimo něj), jeho vlastnostem (krátký nebo velmi dlouhý), intenzitě dopravy a jejímu charakteru.

Osvětlovací zařízení spotřebují velké množství energie a probíhá výzkum pro optimalizaci jejich vlastností a výkonu.

1.2.4.2.e Přenos dat - dohledový systém - SCADA

SCADA je "nervovým systémem" a "mozkem" tunelu, umožňuje kompilaci, přenos a zpracování informací, a pak přenos provozních povelů jednotlivým zařízením.

Tento systém vyžaduje vysoce precizní analýzu podle konkrétních podmínek v tunelu, jeho zařízeních, organizace a módu provozu, souvisejících rizik, která se tunelu týkají, a také podle opatření a postupů plánovaných pro zásahy.

Organizace dohledového a řídicího centra musí být pečlivě analyzována při zohlednění konkrétního kontextu tunelu (či skupiny tunelů), potřebných personálních i technických prostředků, přijímaných úkolů. Hlavním úkolem je podpora operátorů automatickými prvky a expertními systémy při nehodě, kdy se pracovní úkoly operátorů usnadňují a omezují, čímž se tito stávají výkonnějšími.

Podrobný návrh těchto systémů je dlouhý, delikátní a vyžaduje velmi přísnou metodologii vývoje, kontroly všech postupných fází (zejména během továrních zkoušek), testování, všeobjímající kontroly po integraci všech systémů v tunelu. Zkušenosti ukazují, že mnoho chyb zjištěných na těchto systémech pochází z následujících opomenutí:

• špatně zadané specifikace, nedostatečná funkční analýza nebo ignorování provozních podmínek a postupů,
• pozdní vývoj systémů, který neposkytne dostatek času pro podrobné rozbory, příčnou integraci nebo zohlednění zvláštních podmínek provozu v tunelu,
• nedostatek pečlivosti při vývoji, testování, kontrole a integraci všech těchto systémů,
• chybějící zohlednění lidského chování a obecné ergonomie,
• nedostatek zkušeností s provozem tunelů, s hierarchií rozhodnutí, která je třeba integrovat a s logickými důsledky těchto rozhodnutí při vážných událostech.

Oddíl SCADA tohoto manuálu shrnuje tyto různé aspekty.

1.2.4.2.f Radiové komunikace - nízkonapěťové okruhy

Tato zařízení zahrnují:

• síť nouzových telefonů,
• radiovou síť pro provozní týmy a záchranné služby. Radiové frekvence pro uživatele tunelu, jejichž prostřednictvím je možné předávat informace a pokyny týkající se bezpečnosti,
• různé senzory určené pro měření a detekci,
• síť průmyslové televize (CCTV).
• systém AID (automatická detekce nehod) se obvykle váže na systém CCTV. AID systém vyžaduje zvýšený počet kamer, má-li být detekce spolehlivější a přesnější.

1.2.4.2.g Signalizace

Signalizaci se věnuje oddíl Dopravní značení.

U signalizace platí ještě více než u jiných zařízení, že její přemíra škodí její relevanci a účelu.

Srozumitelnost, konzistence, jednotnost a hierarchie signalizace (přednost má signalizace pro evakuaci a informování uživatelů) musí být při navrhování signalizace v tunelu a na příjezdech k němu prioritou.

Pevné dopravní značení, signalizace jízdních pruhů, proměnné dopravní tabule, světelná signalizace a zastavovací signály, označení únikových východů, jejich zvláštní signalizace, označení bezpečnostních úkrytů, fyzická zařízení pro uzavření jízdních pruhů (přenosné zábrany), vodorovné značení a vodorovné pruhy s akustickým efektem společně patří mezi signalizační zařízení. Zajišťují část komunikace s uživateli.

1.2.4.2.h Hasicí zařízení

Zařízení pro detekci ohně jsou buď místní (detekce ohně v podzemních základnách a v technických místnostech), nebo lineární tepelný hlásič v dopravním prostoru.

Pro hašení požárů existuje různá zařízení:

• automatická zařízení v technických místnostech a podzemních základnách,
• práškové hasicí přístroje pro použití uživateli tunelu,
• zařízení pro hasiče: vodní potrubí a hydranty - v některých zemích i pěnové potrubí. Objem vodních nádrží je různý. Závisí na místních předpisech a konkrétních podmínkách v tunelu.
• Některé tunely jsou vybaveny FFSS (viz § 1.2.4.2.c).

1.2.4.2.i Zvláštní vybavení

S ohledem na cíle a potřeby zaměřené na bezpečnost, pohodlí a ochranu konstrukce se mohou budovat i další typy vybavení. Některými příklady jsou:

• svítící tělesa zabudovaná v bočních zdech nebo obrubníku chodníku,
• zábradlí nebo "trasa života" připevněná k boční stěně tunelu, která dovoluje bezpečný pohyb hasičů v zakouřeném prostředí,
• malby na bočních zdech nebo instalace prefabrikovaných panelů tamtéž,
• zařízení pro ochranu konstrukce tunelu před poškozením při požáru. Takováto ochranná opatření se musí zvažovat od začátku projektu. Tepelná výměna (s betonovým ostěním nebo zemí) se při požáru opravdu mění, stejně jako vlastnosti vzduchu, což se musí zohlednit při navrhování větracích zařízení,
• správa a úprava vody odčerpané s povrchu vozovky v tunelu před tím, než je vypuštěna do volné přírody,
• opatření pro měření podmínek životního prostředí u tunelových portálů, spolu s odpovídajícími postupy pro případ překročení předpisy stanovených limitů

1.3. Renovace a vylepšování stávajících tunelů

• 1.3.1. Diagnóza
• 1.3.2. Druhá fáze: ověření programu
• 1.3.3. Realizace projektu a výstavba

Modernizace (zejména zvyšování bezpečnosti) a přestavby existujících již zprovozněných tunelů vedou ke zvláštním problémům, analytickým i metodickým. Míra volnosti rozhodování je menší než u zcela nových tunelů, protože je nutné zohlednit stávající prostory a omezení. Technologie ve vztahu k jednotlivým typů vybavení a jejich integrace jsou ale totožné.

Renovace a modernizace tunelu za provozu vede často k delšímu trvání a růstu nákladů stavebních prací, navíc za podstatně nižší úrovně bezpečnosti během stavby a s jen obtížně řiditelnými dopady na objem a kvalitu dopravy. Tyto nevýhody jsou často důsledkem nekompletní analýzy stávající situace, skutečných podmínek v tunelu, jeho zařízeních a prostředí, ale i absence strategie a postupů pro zmírnění dopadů na dopravu.

Oddíl Zlepšování bezpečnosti navrhuje metodiku bezpečnostní diagnózy existujících tunelů a vývoje programu modernizace. Kromě toho představuje oddíl Provoz během údržby specifické problémy související s pracemi prováděnými v tunelu za provozu. Jejich uspořádání pomáhá zmírňovat výše uvedené problémy.

Zdá se ale být vhodné upozornit čtenáře na klíčové body v následujících oddílech

1.3.1. Diagnóza

Podrobná a pečlivá diagnóza tunelu je zásadní částí procesu jeho modernizace či renovace. Naneštěstí je tato fáze často zanedbávána.

Fyzická diagnóza tunelu vyžaduje:

• podrobně analyzovat a přesně popsat funkce a geometrii konstrukce,
• podrobně vyhodnotit stav konstrukce; posoudit zejména odolnost vůči ohni, nejistoty a možná rizika a vytvořit seznam testů, které budou potřebné pro vytvoření solidní výchozí pozice pro detailní návrh,
• sepsat seznam všeho stávajícího vybavení, jeho funkce, stavu, technologii, současné parametry (bude zapotřebí zkoušek a měření) a aktuální zásobu jejich náhradních dílů,
• posoudit zbývající životnost výše zmíněných zařízení před jejich výměnou a zjistit dostupnost či nedostupnost náhradních dílů na trhu (zvlášť s ohledem na technologickou zastaralost),
• najít zprávy o údržbě a inspekcích, poruchách zařízení a jejich četnosti.

Tato fyzická diagnóza se musí doplnit diagnózou organizace, postupů údržby a provozu a také specifickou diagnózou veškeré dokumentace vztahující se k bezpečnosti a záchranným zásahům. Tato fáze diagnózy může případně vest k návrhům cvičení různých zasahujících stran za účelem zlepšení globálních podmínek bezpečnosti v tunelu ještě pře započetím renovace.

Po diagnóze musí následovat analýza rizik vycházejících ze současného stavu. Analýza má dvojí účel:

• posoudit, zda tunel může být nadále provozován v současném stavu před zahájením renovace, nebo zda je nutné zavést dočasná přechodná opatření: omezení vjezdu jen pro určitý druh vozidel - posílení zařízení pro sledování a zásahy - dodatečné vybavení - atd.,
• vytvářet reference současného stavu z pohledu bezpečnosti, sloužící k upřesnění požadavků renovačního programu.

Diagnóza musí určit (bez hrozby, že se něco objeví pozdě během výstavby), zda stávající zařízení, která jsou údajně ve funkčním stavu, mohou být upravena, přidána nebo integrována k zařízením v budoucnu modernizovaným (technologická kompatibilita - výkonnost zejména stran sběru a přenosu dat, automaticky fungující zařízení a SCADA).

1.3.2. Program renovace nebo modernizace

Program renovace nebo modernizace sestává ze dvou fází.

1.3.2.1. První fáze: vývoj programu

Vývoj programu vychází z:

• podrobné diagnózy popsané výše,
• analýzy rizik vyvinuté na základě původního stavu tunelu,
• odhalených nedostatků v bezpečnosti,
• analýzy toho, čeho lze dosáhnout ve stávajících prostorách a při takovém jejich potenciálním rozšíření, aby bylo možno tunel modernizovat.

V závislosti na fyzickém prostředí tunelu a dostupném prostoru může nastat situace, že optimální modernizační program infrastruktury nebo vybavení není uskutečnitelný za přijatelných podmínek, a je nutné definovat omezenější program. Tento upravený program může vyžadovat zavedení zmírňujících opatření, která v globálním smyslu zajistí dosažení požadované úrovně bezpečnosti po dokončení stavby.

1.3.2.2. Druhá fáze: ověření programu

Ověření programu ("validace") vyžaduje:

• přípravu analýzy rizik na základě cílového stavu po modernizaci za účelem posouzení nových opatření, která program zavádí. Tato analýza musí být vykonána stejnou metodikou jako ta pro výchozí stav. Také umožňuje hledání oblastí pro další optimalizaci,
• podrobné prošetření uskutečnitelnosti prací, které jsou v plánu, v případě požadavku na realizaci za provozu tunelu: například zákaz uzavření tunelu nebo dočasných dopravních omezení. V případě nekompatibility mezi cíli programu a pracemi potřebnými pro jejich dosažení je nutný iterační postup. Iterace se může týkat:
  • vlastního programu, pokud jsou jeho změny v souladu s bezpečnostními záměry na jedné straně a jeho provedení s požadovanými podmínkami provozu na straně druhé,
  • požadovaných podmínek provozu, které možná budou muset být přehodnoceny, má-li být fyzicky možné provádět práce nutné pro realizaci modernizačního programu,

   Program modernizace nebo zlepšení parametrů nevyžaduje nutně stavební zásah. Může spočívat pouze v modifikaci funkcí tunelu nebo provozních opatřeních, např:Ověření programu ("validace") vyžaduje

• změna tříd vozidel s povolením vjezdu do tunelu: zákaz vjezdu nákladních vozidel - zákaz vjezdu vozidel s nebezpečnými náklady,
• stanovení postupů pro dopravní omezení: trvale nebo jen v dopravních špičkách,
• původně obousměrný tunel přeměněný pro zavedení jednosměrného provozu,
• úpravy dohledových prostředků a prostředků pro řídicí zásahy.

1.3.3. Realizace projektu a výstavba

Tato fáze realizace projektu a stavby zahrnuje převod renovačního a modernizačního programu do technických a smluvních specifikací a jejich realizaci.

Tato fáze vyžaduje velmi podrobnou analýzu:

• postupných fází výstavby, obsah každé z fází, logickou posloupnost a prioritu všech činností,
• bezpečnostních podmínek v tunelu v každé fázi. To vyžaduje dílčí analýzy rizik, a pokud to je zapotřebí, zavedení zmírňujících opatření: řízení dopravy - omezení dopravy - hlídky - posílení zásahových prostředků - atd.
• dopravních podmínek v tunelu a na příjezdech k němu, včetně dílčích a dočasných omezení podle různých fází stavby (různá opatření pro den a noc, pro normální období a prázdniny), případných objízdných tras, všeobecných dopadů na dopravní a bezpečnostní situaci v území ovlivněném pracemi,
• omezení a potřeb, částečných a celkových smluvních termínů pro stavbu, aby šlo jednak definovat smluvní specifikace pro dodavatele, a dále zavádět potřebná dočasná opatření a postupovat s informační kampaní pro uživatele a rezidenty.

1.4. Fáze "života tunelu"

• 1.4.1. Návrh (projektování)
• 1.4.2. Výstavba
• 1.4.3. Schvalování
• 1.4.4. Provoz

Život tunelu" lze rozdělit do několika hlavních období, z nichž jsou nejzásadnější:

1.4.1. Design

Nejdůležitější fáze života nového tunelu. Rozhoduje se zde o stavebních a provozních nákladech, bezpečnosti ale i o řízení technických a ekonomických rizik.

Tato fáze vyžaduje příčnou integraci všech rozhraní "komplexního systému" tunelu. Integrace musí začít již od první fáze projektování (viz odstavce výše).

Zkušenosti dokazují, že tak tomu jen bohužel jen zřídkakdy a návrh tunelu často vychází ze sledu fází považovaných za nezávislé. Třebaže se zdá, že to znevažujeme, můžeme si povšimnout, že:

• funkce není vždy jasně definovaná,
• uspořádání se navrhuje bez integrace tunelu, jeho omezení a celé řady možností pro optimalizaci,
• stavbaři "si vystačí" s danými svislými i vodorovnými uspořádáními, se všemi možnými důsledky ohledně stavebních nákladů a rizik,
• vybavení, úroveň bezpečnosti a provozu jsou tak nějak přijatelné a to ne vždy optimálně a v souladu s opatřeními přijatými v dřívějších fázích.

1.4.2. Construction

Z pohledu stavebního inženýrství je nejdůležitějším aspektem zvládání technických rizik (zejména geologických) a všech jejich dopadů na stavební náklady a délku výstavbu.

Management rizik je třeba uvažovat už od fáze projektování. Tyto úvahy musí být rozpracované do detailu a konzultované s vlastníkem tunelu. Rozhodnutí ve vztahu k rizikům musí být rozpracovaná a jasně zdokumentovaná.

Rozhodnutí přijmout nějaké riziko nepředstavuje nutně chybu, a tedy nemusí být nutně odmítnuto, protože je občas potřeba splnit jisté nároky, například ohledně blízkých termínů, které by nebyly dosažitelné při realizaci všech prošetření, která by byla nezbytná pro odstranění všech nejistot.

Přijetí takového rizika musí ale vycházet z velmi detailní rozvahy ohledně:

• případných následků, které je třeba jasně identifikovat, analyzovat a informovat o nich: zpoždění - náklady - dopady na lidi a životní prostředí - bezpečnost - časový plán prací - atd.,
• skutečné problémy vyplývající z rozhodnutí, jejich pravděpodobnost a skutečný zájem.

Přijímání rizika nesmí vycházet z nedbalosti a nekompetentnosti některé ze zúčastněných stran.

Z pohledu provozních zařízení si čtenářovu pozornost zaslouží zejména:

• všechny aspekty, které by mohly zlepšit životnost zařízení, jeho spolehlivost nebo snadnost údržby,
• potřeba pečlivého postupu a stálé kontroly funkčnosti, výkonnosti a kvality vybavení v průběhu výroby součástí, montáž, instalaci na místě a při částečném i celkovém testování po integraci,
• přidaná hodnota kvality ve vztahu k volbě zařízení a dodavatele, i když pořizovací náklady mohou být o něco vyšší. Případné úspory z nižších pořizovacích nákladů mohou být brzy vykoupeny vyššími náklady na údržbu, obtížností zásahů za provozu v tunelu a další omezení postihující uživatele.

1.4.3. Commissioning

Toto období "života tunelu" se často podceňuje a uvažuje se až pozdě. Má nároky na čas, které nejsou vždy splněny a vede ke schválení tunelu za nedostatečných podmínek nebo dokonce podmínek výrazně nevhodných stran bezpečnosti.

Toto období zahrnuje:

• organizaci provozu (správy) a údržby,
• přípravu a úpravy provozních postupů, postupů údržby, zásahů a bezpečnosti v normálních provozních podmínkách i při splnění minimálních podmínek pro provoz (MOC, viz oddíl 1.2.4.2a),
• nábor a výcvik personálu,
• zkušení provoz všech zařízení, který nelze provést, dokud není veškeré zařízení na místě a dokončené (případně i s možností drobných úprav a oprav),
• zácvik, výcvik a cvičení zahrnující všechny zásahové týmy a složky před konečným schválením a uvedením do provozu.

1.4.4. Operation

Hlavním účelem je zajistit:

• správu všech zařízení, jejich údržbu a opravy,
• bezpečnost a pohodlí uživatelů.

Nezbytná je schopnost objektivního posouzení situace s odstupem od každodenní rutiny, tak aby šlo:

• zajistit zpětnou vazbu ze zkušeností, přizpůsobit postupy, podmínky zásahů, výcvik a bezpečnostní cvičení,
• optimalizovat provozní náklady bez újmy na úrovni kvality služby a bezpečnosti,
• identifikovat, analyzovat, plánovat a provádět těžší opravy, renovace a modernizace.

1.5. Náklady na výstavbu, provoz a modernizaci - finanční aspekty

• 1.5.1. Předmluva
• 1.5.2. Stavební náklady
• 1.5.3. Provozní náklady
• 1.5.4. Náklady na renovaci a modernizaci
• 1.5.5. Aspekty financování

1.5.1. Předmluva

Tunely jsou s ohledem na jejich výstavbu a provoz poměrně drahá stavební díla. Již od začátku projektu je zapotřebí věnovat zvláštní pozornost tomu, aby možné technické a finanční optimalizace nezůstaly nepovšimnuty.

Od prvních fází projektu se doporučuje implementovat:

• podrobnou definici "funkce" tunelu,
• iterativní proces "hodnotové inženýrské analýzy" podnikané ve všech strategických fázích projektu, s nimiž se integrují různé fáze analýzy rizik,
• detailní analýzu a sledování možných rizik v období navrhování a výstavby. Tato potenciální rizika se vztahují k:
  • technickým nejistotám, zejména ve vztahu ke komplexnosti půdy (geologické a geotechnické nejistoty),
  • nejistotám ohledně předpovídaných dopravních intenzit, které představují důležité riziko stran příjmů, pokud jsou výstavba a financování řešeny "koncesí",
  • nejistotám a rizikům souvisejícím s finančním prostředím, zejména ve vztahu k úrokovým mírám a podmínkám financování a refinancování. Tento aspekt představuje významné riziko v případě stavby a financování prostřednictvím "koncese" nebo metodou PPP (Private Public Partnership) s finančním přispěním.

Tento proces umožní optimalizaci projektu (stavebních a provozních nákladů) a zlepší řízení technických a finančních rizik, stejně jako termínů.

1.5.2. Stavební náklady

1.5.2.1. Nákladové koeficienty na kilometr

Stavební náklady tunelů jsou velmi různorodé a není možné udat jasné koeficienty ceny na kilometr, neboť tyto koeficienty mohou mít velmi odlišné poměry (v průměru od 1 do 5), zejména v závislosti na:

• geologických podmínkách,
• obtížích ohledně příjezdových cest a tunelových portálů,
• zeměpisné poloze tunelu: ve městě nebo v extravilánu,
• délce tunelu: zejména podíl větracích zařízení a bezpečnostních opatření je u dlouhých tunelů podstatně vyšší; na druhé straně u krátkých tunelů mají velký význam práce na přístupových cestách a portálech,
• objemu dopravy, který je rozhodujícím faktorem při dimenzování počtu jízdních pruhů a větracích zařízení,
• charakteru dopravy: zejména tunely užívané vozidly s nebezpečným nákladem vyžadují drahá opatření pro větrání, bezpečnost a eventuálně i pro zvýšení odolnosti konstrukce proti ohni; na druhou stranu tunel určený jen pro lehká vozidla může přinést významné úspory díky možnému zúžení jízdních pruhů, snížení světlé výšky a menším nárokům na větrací systém,
• tunelovém prostředí, které může vest k drahým ochranným opatřením, která mají zmírňovat jeho dopady,
• uspořádání pro správu nebo sdílení stavebních rizik,
• socioekonomické prostředí země, v níž se tunel staví. Tento vliv může tvořit až 20% ceny.

Velmi obecně lze říci, že průměrná cena obvyklého tunelu stavěného v obvyklých geotechnických podmínkách je zhruba desetinásobná oproti ceně ekvivalentní infrastruktury budované na povrchu (mimo městské oblasti).

1.5.2.2. Rozepsání stavebních nákladů

Stavební náklady tunelu lze rozdělit do tří typů:

• cena stavebně inženýrských prvků,
• §na provozních zařízení, včetně řídicí ústředny a zdroje napájení energií z veřejných sítí,
• různé zvláštní náklady, zejména: náklady pro vlastníka v souvislosti s přípravou projektu - správa projektu - dozor nad projektováním a stavbou - průzkumy a šetření půdy - environmentální studie a zmírňující opatření - nákup půdy - různé procedury - atd.

Dva níže uvedené grafy ukazují dva příklady rozdělení stavebních nákladů: nalevo je tunel s nepříliš složitými podmínkami stavebně inženýrských prací, napravo pak tunel, kde byly podmínky pro stavební práce méně příznivé.

Poznámka: tyto dva grafy ukazují význam nákladů na stavební práce a dokumentují dopady téměř zdvojnásobení nákladů na tyto práce (graf vpravo).

1.5.3. Provozní náklady

Provozní náklady tunelu lze rozdělit do tří typů nákladů:

• provozní náklady jako takové, které zahrnují personál, energie, správu a spotřební materiál. Jde o pravidelně se opakující náklady;
• pravidelné roční náklady na údržbu;
• náklady na velké opravy, výměnu zařízení podle jejich životnosti a stavu v průběhu životnosti tunelu. Nejde o periodické náklady, závisí na vybavení, jeho kvalitě a podmínkách údržby, standardně jde o období počínající desátým či dvanáctým rokem po uvedení tunelu do provozu.

Grafy níže zobrazené ukazují dva příklady rozdělení stavebních (za stálých ekonomických podmínek) a celkových provozních nákladů (nashromážděných za dobu třiceti let po uvedení do provozu).

Poznámka: grafy ukazují význam nákladů na provoz a údržbu a také dokazují nutnost dbát od počátku projektu na plánování opatření pro optimalizaci opakujících se nákladů na provoz a údržbu.

1.5.4. Náklady na renovaci a modernizaci

Tato kapitola se věnuje renovačním a modernizačním pracím, které jsou potřebné pro splnění nových přísnějších předpisů. Práce zahrnují opatření pro evakuaci, odolnost konstrukce proti ohni, provozní a bezpečnostní zařízení a všechny náležitosti pro splnění nových bezpečnostních předpisů.

Není možné poskytnout nějaké statistické odhady cen kvůli rozmanitosti existujících tunelů, jejich stavu, dopravních podmínek a vice či méně důležitých požadavků nových bezpečnostních předpisů, které se v různých zemích liší.

Pozorování z Francie, kde se od roku 2000 řešily modernizace v důsledku nových předpisů, ukazují velkou rozmanitost rozpočtů, které se pohybovaly v rozmezí desítek až stovek milionů euro (několik projektů modernizace mělo rozpočet přes 200 milionů euro).

1.5.5. Aspekty financování

Tunely představují nákladnou infrastrukturu stran výstavby i provozu, ale to je kompenzováno ekonomickými přínosy oblastního rozvoje, plynulostí dopravy, bezpečím, pohodlím, spolehlivostí cest (přechody pohoří) a ochranou životního prostředí.

Financování těchto staveb lze zajistit buď:

• "tradičním způsobem": financování a údržbu zajišťuje veřejný úřad, zdrojem financování jsou pak veřejné zdanění nebo palivové daně,
• "koncesí" soukromé nebo polosoukromé společnosti, která je zodpovědná za výstavbu a provoz tunelu po smluvně stanovenou dobu. Tato společnost zodpovídá za financování (často částečně na úvěr), příjmy pocházejí od uživatelů formou mýta, z něhož se hradí náklady na stavbu a provoz a další rizikové a finanční náklady. Tento typ koncese může být jištěn finančním přispěním objednatele (příklad: garance minimálního objemu dopravy s platbou a kompenzacemi, pokud není deklarovaná intenzita dosažena),
• "smíšený způsob" typu PPP (Public Private Partnership - partnerství veřejného a soukromého sektoru) a podobně, což se může zahrnovat:
  • jen výstavbu, nebo výstavbu a provoz,
  • výstavbu "na klíč" v případě postupu "navrhni a postav,"
  • dílčí nebo plné financování.

Manuál v současnosti nemíní detailně rozebírat jednotlivé způsoby a jejich mechanismy, výhody a nevýhody. Je ale zajímavé představit několik zkušenostmi ověřených hlavních rad, a poskytnout tak alespoň základní obrázek o situaci.

a) Financování veřejným úřadem

Jde o široce používaný přístup. Dovoluje přípravu projektů infrastruktury, které by nešlo řešit "koncesí" (kvůli nedostatku příjmů z mýtného) nebo tam, kde je politickým záměrem vyhnout se placení mýtného.

Vyžaduje ale, aby měl úřad dostatečnou kapacitu zajistit přímé financování nebo si peníze vypůjčit a dluh pak splatit. Peněžními zdroji jsou v základě daně pro veřejnost nebo palivové daně, občas i částečně mýtné.

b) Financování "koncesí" - tunel jako část globální infrastruktury

Financování "nesamostatného" tunelu "koncesí" (s nebo bez finanční angažovanosti zadavatele) bývá obecně případ tunelu, který je součástí nově budované dálnice s mýtným. Náklady (na stavbu a provoz) tunelu se sdílejí mezi tunelem a liniovou infrastrukturou na povrchu. Zkušenosti ukazují, že navýšení průměrné úrovně mýta na kilometr uživatelé akceptují, pokud nová infrastruktura přináší dostatečné výhody v podobě časových úspor, lepšího a spolehlivějšího provozu, pohodlí a bezpečí.

c) Financování "koncesí" - izolovaný tunel

 

Existují dva druhy izolovaných tunelů.

• Tunely představující výrazné zlepšení dopravních podmínek. To je hlavně případ městských tunelů, jejichž cílem je ulevit dopravě a snížit jízdní doby. Zkušenosti ukazují, že financování metodou "koncese" se dá předpokládat jen při splnění následujících podmínek:
  • velké objemy dopravy,
  • země s vysokou životní úrovní a příjmy, které dovolí i značné mýtné, což je nutné pro dosažení finanční rovnováhy,
  • dostatečné časové úspory pro uživatele, aby jim stálo za to zaplatit si i poměrně vysoké mýto,
  • délka platnosti koncese přinejmenším padesát let.
• Tunely pro "místní rozvoj" určené k překonání velkých přírodních překážek (pohoří - delty řek). Takové překážky znamenají závažnou nevýhodu pro obchod. Výchozí objem dopravy bývá nízký. Nové spojení tunelem umožní rozvoj dopravy, ale konkrétní vývoj se jen obtížně předpovídá, což představuje základní prvek finančního rizika při zajišťování koncese. Zkušenosti ukazují, že financování metodou "koncesí" je uskutečnitelné, jen jsou-li splněny následující podmínky:
  • Přírodní překážka je značná a tunel bude dostatečně atraktivní (časová úspora, kvalita služby, poskytovaná služba, spolehlivost spojení), aby přitáhl celý stávající objem dopravy navzdory mýtnému,
  • Finanční angažovanost zadavatele (často i jiných dotčených stran), buď ve formě finančních příspěvků, nebo přímým zapojením do výstavby a financováním části prací (například zajištění výstavby příjezdových komunikací),
  • Zadavatel garantuje minimální objem dopravy se smluveným finančním příspěvkem, pokud není objemu dosaženo,
  • Smluvní ošetření sdílení hlavních rizik může ohrozit finanční model, pokud dojde k překročení limitů a podmínek stanovených ve smlouvě,
  • Velmi dlouhá doba platnosti koncese: často i 70 let a více,
  • Finanční garance ze strany zadavatele, aby koncesionář mohl využít lepších úvěrových podmínek na finančním trhu, což prospěje celkové uskutečnitelnosti finančního plánu.

d) Financování metodou PPP nebo podobně

• Možnosti způsobu PPP jsou velmi široké a kvůli tomuto rozsahu variant je těžké stanovit nějaké obecné poučky.
• Tento způsob financování zavazuje veřejné úřady k dlouhodobé finanční angažovanosti. Je zapotřebí detailní analýza pro posouzení skutečných výhod tohoto způsobu v porovnání s tradičními metodami financování. Tento způsob financování velmi často reálně přispívá k navýšení celkových nákladů na projekt (při shodné funkčnosti a kvalitě) kvůli kompenzacím za rizika přijímaná developerem.
• Veřejné úřady musí pečlivě definovat požadované funkce tunelu, právě tak jako kritéria kvality, pohodlí, bezpečnosti, úrovně služby, životnosti, míry spolehlivosti, penále atd., aby se chránily před dvojznačností, která by mohla vést k závažným nedorozuměním a významnému překročení rozpočtu v průběhu projektu.

1.6. Regulace - doporučení

Země s mnoha tunely mají mnoho předpisů s rozsáhlými doporučeními a směrnicemi pro návrh, stavbu, provoz, bezpečnost a zásahy záchranných služeb.

Pokud se podmínek bezpečnosti v silničních tunelech týká, platí v zemích patřících do Evropské unie Direktiva 2004/54/CE Ta předepisuje minimální úroveň opatření, která mají zajistit bezpečnost v tunelech nad 500 metrů délky, které leží na transevropské silniční síti. Širší skupina zemí je vázána také mezinárodní konvencí, Evropskou dohodou o mezinárodní silniční přepravě nebezpečných věcí (ADR), která obsahuje i zvláštní ustanovení pro tunely. Každá členská země začlenila tyto předpisy do svých národních právních systémů. Některé země přijaly i dodatečné předpisy, které jsou ještě přísnější než nařízení vycházející přímo z evropských předpisů.

Seznam regulačních předpisů a doporučení pro provoz a bezpečnost silničních tunelů byl vytvořen ve spolupráci PIARC s Výborem pro provozní bezpečnost podzemních zařízení při ITA (ITA-COSUF)) z mezinárodní asociace tunelů a podzemních staveb (ITA - AITES). ). Tento dokument je k dispozici na webové stránce ITA-COSUF (Publications). Seznam není vyčerpávající, ale představuje soubor 27 zemí a tří mezinárodních organizací.

Mnoho zemí nemá předpisy pro oblast tunelů a bezpečnost v nich, neboť na jejich území žádné tunely nejsou. Doporučuje se jim, aby v případě potřeby zvolily kompletní a koherentní soubor existujících předpisů z jedné země s bohatými zkušenostmi z oboru tunelů a nečerpaly nesourodé informace z více zdrojů. Doporučení PIARC, tak jak jsou shrnuty v tomto manuálu, a Evropské direktivy 2004/54/CE představují stále častěji přijímané mezinárodní reference.

 

1.7  Komplexní podzemní silniční síť   

• 1.7.1 Introduction
• 1.7.2 Part A “Case Study”
• 1.7.3 Particular strategic challenges
• Multimedia Kit

This chapter consists of two main subsections:

• A summary of the report prepared by the working group 5: “Complex Underground Road Networks”, published during the 2015 congress in Seoul (see §1.7.1 and §1.7.2),
• An analysis of the particular strategic challenges relating to “Complex Underground Road Networks” (see §1.7.3). 

1.7.1   INTRODUCTION

“Complex Underground Road Networks” has been the subject under consideration by the PIARC Working Group 5 throughout the course of the 2012-2015 cycle. 

The working plan consists of two sections:

• Part A “Case Study”. This part reflects investigations carried out throughout the course of the 2012-2015 cycle. A report on this is available on the PIARC website: 2016R19EN Road Tunnels: Complex Underground Road Networks. A summary of this report is presented in §1.7.2 below; 
• Part B “Specific Recommendations”. Studies and specific recommendations will be the focus of the 2016-2019 cycle and will be published in a second report at the end of the cycle. 

The terminology “Complex Underground Road Tunnels” covers the following infrastructure:

• A sequence of successive tunnels: examples include the analysis done on Prague, The Hague, Oslo and Tromsø;
• Multimodal tunnels: examples include the analysis done on The Hague and Lyon with shared usage between buses, pedestrians, bicycles and trams;
• Tunnels giving access to business and commercial centres (for public access and freight delivery): examples include the analysis done on Helsinki and Paris-La-Défense. These structures usually comprised a multitude of interfaces between numerous operators which represents a significant part of their complexity;
• Tunnels with a dual function as transit and access to underground car parks: examples include the analysis done on Annecy, Brussels and Tromsø;
• Tunnels with reduced vertical clearance: examples include the analysis done on Duplex A 86 in the Parisian region;
• Underground infrastructure with numerous entrances and exits, as well as underground interchanges. This category of tunnels network identified as the key example of “complex underground road tunnels” is the most important in the panel of analysis. 

All the structures share several similar characteristics:

• Their complexity,
• Their location - essentially in urban and suburban areas,
• Their numerous interfaces with other infrastructure or neighbouring networks to which they are connected, thus creating as many interactions between the operators of various infrastructure and networks. 

1.7.2  PART A “CASE STUDY”

1.7.2.1 OBJECTIVES AND METHODOLOGY

The objective of the case study was to identify structures of this type around the world, to summarise collected information, to analyse it and to establish a number of preliminary recommendations for owners, designers and operators. 

While this collection of information is not exhaustive and the summaries do not constitute a scientific database, it nevertheless contains pertinent and interesting findings. The collection of information was limited to the countries of origin of the Working Group 5 members, wherein the working group had active correspondents available to them. 

The general methodology has been the following:

• Drawing up a detailed questionnaire,
• Surveying through interviews with operators, owners and designers,
• Analysis of the information gathered during the investigation,
• Establishment of summaries,
• Writing up of preliminary recommendations.

At more than 600 pages, a significant volume of information was collected.  Therefore a direct publication of all information has been deemed unsuitable.  The working group decided to:

• Present an overview of the information,
• Establish a monographic sheet for each of the analysed structures (see §1.7.2.5).

1.7.2.2 TUNNELS INVESTIGATED

Twenty-seven (27) “tunnel complexes” were analysed. The list is provided in §1.7.2.5 below. Several “complexes” consist of two to four tunnels and the actual analysis reflects a total of 41 individual tunnels. 

The geographic distribution of structures analysed is shown in the graph below :

The European tunnels seem over-represented in the sample analysis. This stems, 

• from a greater precedence of structural planning of this nature in European territories, from a large necessary investment cost (limiting the number of countries that are able to bear the expense); 
• from the difficulty of collecting complete information from several countries (outside of Europe) that were initially identified. 

Particularly, investigations in Chile (Santiago), in Australia (Melbourne and Sydney) and a second project in South Korea were unfortunately unable to be completed by the production date of the current report. They will be the subject of future updates throughout the course of the next cycle during which supplemen-tary analysis from Germany, China, Japan, Singapore and the USA will also be considered. 

1.7.2.3 SUMMARY OF KEY INFORMATION

The key information outlined in the analysis focus on the following aspects:

• The ‘nominal length’: these lengths span from 400m to 16.4km;
• The overall length of each underground network: these lengths span from 1.1km to 32.8km;
• The year of commissioning: the oldest tunnel of the sample was opened in 1952; the most recent tunnels were put into service in 2014. Of the tunnels investigated, 73% have been put into operation during the last thirty years;
• Traffic volume: the three busiest tunnels have a traffic volume between 150 000 and 160 000 vehicles per day;
• The geographic location of the structures with regard to the number of inhabitants populating the urban area serviced by the tunnel(s);
• Methods of construction: 44% were constructed by cut and cover, 44% by drill and blast, and 12% by TBM or shielding or immersed tube;
• Minimum geometrical characteristics including horizontal and vertical alignment;
• Maximum gradients for ramps on an incline and slopes on a decline;
• The number of underground interchanges or entry and exit ramps: for example, two tunnel complexes consist of more than 40 entrances and exits;
• The lane width: these are in the range of 3.0m and 4.5m with two thirds of the structures having a lane width equal to 3.5m;
• The vertical clearance (free height): these are in the range of 2.0m and 4.8m;
• The lateral elements: emergency stopping bays, sidewalks;
• The speed limit, which is limited to 70 km/h in the majority of structures investigated;
• The nature of traffic: the majority of tunnels investigated prohibit heavy vehicle usage;
• Breakdown and accident rates;
• Annual number of fire incidents;
• The emergency exits and safety equipment;
• The ventilation system;
• The organisation of operations and maintenance.

1.7.2.4 PRELIMINARY RECOMMENDATIONS

As the outcome of this analysis, the working group established a number of preliminary recommendations. These recommendations will be the subject of detailed additional developments which will be published in Part B of the report at the end of the 2016-2019 cycle.

These preliminary recommendations, presented in Chapter 11 - Present Situation, Comments and Preliminary Recommendations of the report, deal with the following aspects:

Underground road networks are located mainly in urban areas, and their design (in particular their alignment) has several constraints.

Geometrical conditions which often contribute to traffic incidents, include: meandering curved alignment, insufficient visibility near the access and exit areas, insufficiently defined characteristics of merging or diverging lanes and, poorly designed exit ramp connections towards the surface road network leading to congestion in the main tunnel, etc. 

It is recommended that in preparing the alignment, the following be considered:

• Not to be limited by a simple geometric approach, linked only to underground and surface land constraints, 
• To implement an overall vision, particularly taking into account the land constraints, the initial traffic conditions, the envisaged evolution of traffic conditions, the operation and safety conditions, the geological, geotechnical and environmental context, as well as the construction methodology and all the other parameters that are specific to the project concerned (see § 1.7.3 below).

b - Cross-section

The investigations mentioned above show that 80% of analysed tunnels prohibit the transit of vehicles that weigh over 3.5 tonnes (or 12 tonnes, in some instances). However, the tunnel design does not take into account this restriction, and does not reconsider optimisation of the lane width as well as vertical height clearance. 

Investigations carried out on recent projects show that substantial savings (from 20% to 30% depending on the final design characteristics) can be obtained by choosing a reduced vertical height for tunnels that prohibit heavy vehicle usage. 

It is recommended that at the earliest stage for developing tunnel projects detailed studies be undertaken to consider and analyse the “function” of the tunnel, traffic conditions (volume and nature of vehicles), as well as the financial feasibility and financing methods. This should be done in such a way as to analyse the advantages of a cross-section with reduced geometric characteristics. This may facilitate the financial optimisation of the project without reducing the level of service or affecting the safety conditions.

c - Ventilation

Underground road networks are usually subjected to large traffic volumes. Traffic congestion is frequent, and the probability of a bottleneck developing within the network is high and recurring. As a result, the ventilation system has to be developed with a detailed analysis of the risks and dangers, taking into account the existence of bottlenecks.

A “pure” longitudinal ventilation system is rarely the appropriate sole response to all the safety requirements, especially in the scenario of a fire located upstream of congested traffic. A longitudinal ventilation system will cause smoke de-stratification downstream of the incident location.  This constitutes a danger for any tunnel user blocked or in slow moving downstream traffic. 

The addition of smoke extraction gallery or the choice of a transverse or semi-transverse ventilation system is often vital if no other realistic or feasible safety improvement measures can be put into place, and considered as efficient.

It is also necessary to implement equipment allowing the different network branches to operate inde-pendently of each other.  This will facilitate the control and the management of smoke propagation during a fire incident. 

The risks associated with the traffic of dangerous goods vehicles through a tunnel with a high urban traffic density must be carefully analysed. There are no ventilation systems capable of significantly reducing the effects of a dangerous goods large fire in such traffic conditions.

d - Firefighting

The necessary timeframe for response teams to arrive on site must be subjected to a detailed analysis under normal and peak hour traffic conditions. The objective is to determine whether or not it is necessary to install first line intervention facilities and resources in proximity of the tunnel portals.

The turnover of fire brigade staff is relatively high in urban areas and their interventions in tunnels are rela-tively rare. The high rate of turnover may lead to loss of specialist skills in tunnel intervention. Thus, it is essential to implement tools which allow continuous professional education and training of the teams. A virtual 3D model of the network, associated with simulation software, can provide pertinent, user-friendly and effective tools. 

e - Signage

It is fundamental to ensure clear visibility of the exit ramps and a clear legibility of signage, in order to reduce the risk of accidents where exit ramps diverge from the main carriageway. 

The locations of interchanges, entry and exit ramps, as well as the concept for signage should be analysed from the conceptual of alignment studies. 

f - Environment

In order to reduce atmospheric pollution, communities, stakeholders and residents often demand the installation of filtration devices for in-tunnel air before it is released into the atmosphere. 

This results in a decision to install filtration equipment which is rarely rational or technical, but in ad-hoc response to public pressure. Before any decision-making on this issue, it is, however, essential to:

• Carry out an analysis to provide an assessment of the expected actual efficiency with regard to air quality, and compare this to the estimation of investment costs and operational costs (especially energy and maintenance costs) in order to establish a rational and balanced projected report of the technical and financial situation;
• Take into account the progress of the car industry by allowing a reduction in emissions and vehicle pollution and thus limiting the concentration of pollutants. This reduction in pollutant concentration would, over time, lead to the decline in the effectiveness of installed air filtration devices;
• Analyse international experience and identify the reasons why many existing air treatment installations have been removed from service. 

g – Traffic conditions – Traffic management

The connections between exit ramps and the surface network must be equipped in a way which allows supervision and management of traffic in real time. This arrangement allows traffic congestion to be reduced inside the tunnel, and an improvement of safety should tunnel incidents require quick evacuation of users. 

h - Operation 

The coordination between operators of physically connected infrastructure is in general adequate. However, it is often essential to improve this coordination by clarifying the situation and role of each operator (particularly in the event of traffic congestion and fire incident) by defining common procedures and determining priorities between the different infrastructure parts and their traffic. 

1.7.2.5 MONOGRAPHS

Monographs have been established for each of the structures listed in the table below. They are accessible in the Multimedia Kit at the bottom of the page. The monographs of the structures highlighted in amber are in the process of being updated and will be online shortly. 

MULTIMEDIA KIT

2.1. Obecné principy

Řízení bezpečnosti v silničních tunelech přináší zvláštní výzvy, kde je značná míra rizika náklad převážejících vozidel a dopady vážnějších nehod jsou výrazně ovlivněny lidským chováním, které lze jen obtížně předpovídat (kapitola Lidský faktor). Je zapotřebí ‘holistický' přístup zohledňující všechny aspekty systému tvořeného infrastrukturou, provozem, záchrannými složkami, uživateli komunikací a vozidly.

Prvním krokem při posuzování požadavků je definovat bezpečnostní cíle. Ty jsou normálně stanoveny na národní úrovni v souladu s národními zákony, předpisy a normami. Základní bezpečnost je funkcí konkrétních charakteristik daného tunelu, související rizika se definují pomocí analýz a posouzení. Analýze rizik a posouzení jejich přijatelnosti se věnuje oddíl Ohodnocení rizika tohoto manuálu.

Základním principem, ze kterého se vychází, je že v případě nouzové situace v tunelu se uživatelé evakuují sami. Po samo evakuační fázi následuje zásah hasičů, záchranných služeb a pomoc uživatelům, kteří nejsou schopni tunel opustit bez asistence.

Bezpečnostní cíle lze definovat různými způsoby, ale PIARC, UNECE a Evropská unie se shodují v tom, že nejobecněji definované cíle jsou:

• Prevence krizových událostí;
• omezování důsledků nehod.

Integrovaná bezpečnost v tunelech (oddíl Integrovaný přístup) vyžaduje, aby se pozornost věnovala oběma hlavním cílům. Takový přístup lze předvést jako "kruh bezpečí" od proaktivních kroků a prevence, přes zmírňování dopadů, intervenci a vyhodnocování, zpět k proaktivnímu jednání, jak je naznačeno na obr. 2.1-1. Více informací o cílech a obecných principech bezpečnosti lze najít v kapitole 3 "Obecné principy" zprávy 2007R07.

• chování uživatelů tunelu (kapitola Lidský faktor)
• provozní a správní opatření (kapitola  Provoz a údržba)
• geometrie tunelu (kapitola Geometrie)
• stavební zařízení v tunelu (kapitola Konstrukční aspekty)
• vybavení tunelu (kapitola Zařízení & systémy)

Informace vztahující se ke každému z výše jmenovaných témat jsou k dispozici v relevantních kapitolách tohoto manuálu, jak je uvedeno výše. Obecné informace pro výběr bezpečnostních opatření lze najít v následujících dokumentech:

• Kapitola 2 "Koncepty bezpečnosti při požárech v tunelech" zprávy 05.16.B
• Technická zpráva 05.13.B "Osvědčené přístupy při správě a údržbě silničních tunelů"
• Kapitola 4 "Bezpečnost v praxi" zprávy 2007R07
• Technická zpráva 2008R15 "Městské silniční tunely - doporučení správcům a provozním organizacím ohledně projektování, správy, provozu a údržby"
• Kapitola 5 "Doporučená dodatečná opatření pro prevenci eskalace kritických dopravních podmínek v silničních tunelech" zprávy 2008R17

Cílem bezpečnostního plánování a implementace je dosáhnout rovnováhy mezi zajištěním optimální úrovně bezpečnosti a rozumných stavebních a provozních nákladů. Toho lze dosáhnout použitím integrovaného přístupu k bezpečnosti v tunelech (oddíl Integrovaný přístup).

2.2. Prvky bezpečnosti a integrovaný přístup

Bezpečnost nespočívá v prostém přijetí všech možných bezpečnostních opatření, ale je důsledkem rovnováhy mezi předpokládanými faktory rizik a bezpečnostními opatřeními.

Se zaváděním a rozvojem mezinárodních předpisů, doporučení a směrnic vzniká potřeba rámcové práce, která by zohledňovala všechny aspekty bezpečnosti v tunelech. Rozsah studie může zahrnovat následující základní prvky:

• Kritéria úrovně bezpečnosti (předpisy a doporučení);
• infrastruktura a provozní opatření;
• kritéria socioekonomická, poměru nákladů a přínosů;
• techniky posouzení bezpečnosti (analýza a vyhodnocování bezpečnosti);
• využití silničního tunelu;
• aktuální fáze životního cyklu tunelu (plánování, projektování, výstavba, schválení, provoz, modernizace, vylepšování);
• provozní zkušenosti;
• stav tunelového systému.

Tyto prvky bezpečnosti jsou popsány v kapitole 5 "Prvky integrovaného přístupu" zprávy 2007R07.

Integrovaný přístup je rámec zahrnující plánování, projektování, stavbu a provozování nového tunelu nebo modernizaci tunelu existujícího, podle něhož mají být v každé fázi životního cyklu dosaženy požadované úrovně bezpečnosti. To probíhá v souladu s bezpečnostním plánem podle vhodných bezpečnostních postupů.

Obrázek 2.2-1 ukazuje schéma navrhovaného integrovaného přístupu týkajícího se bezpečnosti nového nebo již provozovaného tunelu, zahrnujícího prvky popsané výše (obrázek převzat z kapitoly 6 "Závěr" zprávy 2007R07).

2.3. Zkušenosti z předchozích nehod v tunelech

Informacím o různých nehodách a událostech v tunelech, stejně jako z nich vyplývajících ponaučení se věnovaly různé zprávy PIARC Výboru silničních tunelů. Dřívější zprávy předkládají statistický průzkum poruch, nehod a požárů ve vybraných tunelech. Dále popisují i ponaučení z takových událostí týkajících se geometrie tunelu, navrhování bezpečnostního vybavení a provozních směrnic - představují tedy soubor životně důležitých dat pro inženýry a tvůrce rozhodnutí zapojených do navrhování tunelů:

• Technická zpráv 05.04B "Silniční bezpečnost v tunelech",
• Kapitola 2 "Hrozba požáru a projektování pro případ požáru" zprávy 05.05B
• Kapitola 2 "Informace o velkých požárech v tunelech v minulosti" z OECD/PIARC zprávy o přepravě nebezpečných nákladů v silničních tunelech
• Příloha 12.1 "Statistiky nehod v Norsku" zprávy 05.16B

Incidenty v tunelech pod Mont Blancem, Tauernem a Sv. Gotthardem (1999 a 2001) vedly ke zvýšenému uvědomění možných důsledků nehod v tunelech. Pravděpodobnost eskalace nehody ve významnou událost je malá, nicméně následky takové nehody mohou být značné co do počtu obětí, škodě na infrastruktuře a dopadu na dopravní ekonomiku.

Tabulka 2.3-1: Požáry v tunelech s alespoň pěti oběťmi na životech (v důsledku požáru nebo jemu předcházející nehody) od roku 1950

Rok	Tunel	Délka	Počet tubusů	Oběti
1978	Velsen (Nizozemí)	770 m	2	5 mrtvých a 5 zraněných
1979	Nihonzaka (Japonsko)	2 km	2	7 mrtvých a 2 zranění
1980	Sakai (Japonsko)	460 m	2	5 mrtvých a 5 zraněných
1982	Caldecott (USA)	1,1 km	3	7 mrtvých a 2 zranění
1983	Pecorile (poblíž Janova, Itálie)	660 m	2	9 mrtvých a 22 zraněných
1996	Isola delle Femmine (Itálie)	148 m	2	5 mrtvých a 20 zraněných
1999	Mont-Blanc (Francie- Itálie)	11,6 km	1	39 mrtvých
1999	Tauern (Rakousko)	6,4 km	1	12 mrtvých a 4 zraněných
2001	Gleinalm (Rakousko)	8,3 km	1	5 mrtvých a 4 zraněných
2001	St. Gotthard (Švýcarsko)	16,9 km	1	11 mrtvých
2006	Viamala (Švýcarsko)	750 m	1	9 mrtvých a 6 zraněných

Kompletnější tabulku lze najít v Tabulce 2.1 "Závažné požáry v silničních tunelech" zprávy 05.16.B

Tyto katastrofy ukazují potřebu zlepšování přípravy na nehody v tunelech, stejně jako jejich prevenci a zmírňování důsledků. Toho lze dosáhnout zavedením návrhových kritérií bezpečnosti pro nové tunely, dále účinnou správou a případnou modernizací tunelů v provozu, ale i zlepšenou komunikací a šířením informací mezi uživateli. Poučení vyvozené z šetření požáru v tunelu pod Mont Blanc bylo, že fatální následky mohly být zásadním způsobem zmírněny:

• Účinnější organizací provozních a záchranných služeb (harmonizované, bezpečnější a efektivnější záchranné postupy, zejména pro příhraniční operace);
• lépe připravený personál;
• účinnější bezpečnostní systém;
• lepší obeznámenost uživatelů (řidičů osobních i nákladních vozidel) s tím, jak si počínat v krizových situacích.

Podrobný popis událostí v tunelech pod Mont Blanc, Tauern and Sv. Gotthard, včetně původního uspořádání tunelů, chronologického záznamu událostí, šíření ohně, chování operátorů, záchranných složek, uživatelů a v neposlední řadě i vyvozená ponaučení, to vše lze najít v kapitole 3 "Poučení z požárů v minulosti " zprávy 05.16.B. . Ponaučení jsou shrnuta v tabulce 3.5 této zprávy. Obdobné informace jsou uvedeny v článku v časopise Routes/Roads 324 "Srovnávací analýza požárů v tunelech pod Mont-Blanc, Tauern a Gotthardem" (říjen 2004) na stránce 24.

Po nehodě z 24. 3. 1999 potřeboval tunel Mont Blanc významnou rekonstrukci před tím, než mohl být znovu otevřen pro dopravu. Značná část projekčních a stavebních prací se týkala větracího systému - popis rozměrů, automatického provozu a plnohodnotných požárních zkoušek lze najít v příloze 12.2 "Renovace tunelu pod Mont Blanc " zprávy 05.16.B.

V příloze 8 "Rakouská statistická studie 2005: Srovnávací analýza bezpečnosti v tunelech v období 1999-2003" zprávy 2009 R08 naleznete kontrast mezi dopravní bezpečností v tunelech na dálnicích a rychlostních komunikacích a bezpečností na jiných typech komunikací, ale i srovnání bezpečnosti v jednosměrných a obousměrných tunelech.

2.4. Posuzování rizik

V minulosti bylo navrhování bezpečnosti v silničních tunelech v mnoha zemích založeno do značné míry na tom, co stálo v normách a předpisech. Pokud byly splněny odpovídající předpisy a relevantní směrnice, tunel byl považovaný za bezpečný.

Tento předpisový přístup má však několik omezení:

• I když tunel splňuje všechny předepsané požadavky, vždy v něm existují rizika, která nejsou příliš patrná a konkrétně upravená v předpisech.
• Předpisový přístup definuje jistý standard vybavení tunelu, ale nezohledňuje specifické podmínky jednotlivých tunelů. Kromě toho se při závažných nehodách situace zcela liší od běžného provozu, může dojít k celé řadě situací vymykajících se stávajícím provozním zkušenostem.

Pro posuzování specifik tunelového systému (včetně vozidel, uživatelů, provozu, záchranných služeb a infrastruktury) a jejich dopadu na bezpečnost lze kromě předpisového přístupu použít navíc i přístup na základě rizik - takzvané posuzování rizik.

Přístupem na bázi rizik se lze věnovat různým druhům hrozeb, například škoda hrozící určitým skupinám osob (společenské hrozby) nebo konkrétním osobám (osobní hrozby), ztrátám na majetku, poškození životního prostředí nebo škody na hodnotách nehmotného charakteru. Běžně se posuzování rizik pro tunelové projekty soustředí na společenská nebezpečí pro uživatele, která lze vyjádřit jako očekávaný počet úmrtí za rok nebo jako histogram zachycující vztah mezi frekvencí a následky možných nehod v tunelu (vyjádřených v počtu mrtvých).

Posuzování rizik je systematický přístup k analýze posloupností, provázanosti potenciálních nehod a událostí, čímž se identifikují kritické části systému, odhalují se možná zlepšující opatření. Proces posuzování rizik se skládá ze tří kroků:

• Analýza rizik: Analýza rizik se věnuje základní otázce: "Co se může stát, jaká je pravděpodobnost situace a její důsledky?". To zahrnuje identifikaci možných rizik, určení jejich pravděpodobnosti a posouzení možných následků pro každý případ. Analýza rizik se může provádět kvalitativně, kvantitativně i kombinací obou přístupů. Pro silniční tunely se hodí dva typy přístupu:
  - Metoda na bázi scénářů, zkoumající definované sady relevantních scénářů, které jsou posuzovány samostatně;
  - systémový přístup, který zkoumá celkový systém integrovaným postupem, který zahrnuje všechna relevantní scenária ovlivňující rizika v tunelu, čímž se získají indikátory rizik pro celý systém.
  Pro systémovou analýzu rizik jsou obvyklé kvantitativní metody. Pravděpodobnosti nehod, jejich následků s různými škodovými ukazateli (např. vyjádřené v počtu úmrtí, zranění, škody na majetku, přerušení provozu) a souhrnná rizika se stanovují početně, kdy se berou v úvahu relevantní faktory systému a jejich provázanost.

• Hodnocení rizik: Hodnocení rizik míří na otázku přijatelnosti a explicitní diskuzi o bezpečnostních kritériích. Jinými slovy odpovídá hodnocení rizik na otázku: "je stanovené nebezpečí přijatelné?" Pro systematické hodnocení rizik je nutné definovat bezpečnostní kritéria a tak umožnit rozhodnutí, zda je riziko přijatelné či nikoliv. Kriteria přijatelnosti musí být volena v souladu s druhem prováděné analýzy rizik. Například kritéria pro metodu scénářů mohou být nastavena na posuzování výsledků analýzy rizik pro scénáře, zatímco kritéria vyjádřena jako osobní rizika (např. pravděpodobnost úmrtí za rok pro konkrétní osobu vystavenou nějaké hrozbě) či společenská rizika (např. referenční řada v histogramu) se mohou použít při analýze rizik systémovou metodou. Existují různé metody hodnocení rizik, buď mohou vycházet ze srovnání relativních hodnot, efektivnosti vynaložených prostředků, nebo použití absolutních kritérií rizik. V praxi se nicméně často používá kombinace různých přístupů.

• Plánování bezpečnostních opatření: Pokud je riziko vyhodnoceno jako nepřijatelné, musí se navrhnout dodatečná bezpečnostní opatření. Efektivita (a také nákladová efektivita) dalších opatření se může určovat analýzou rizik, kdy se posuzuje dopad na četnost a následky různých scénářů. Plánování bezpečnosti má odpovědět na otázku "Jakými prostředky nejlépe zajistit bezpečný (a nákladově efektivní) systém?"

Zjednodušený graf na obrázku 2.4-1 předvádí hlavní kroky procesu posuzování rizik.

Posuzování rizik pro silniční tunely dovoluje strukturované, harmonizované a transparentní posouzení rizik pro konkrétní tunel, včetně zohlednění relevantních faktorů a jejich provázanosti. Modely posuzování rizik přinášejí podstatně lepší pochopení procesů souvisejících s rizikem, než by kdy mohly koncepty postavené výhradně na zkušenostech. Kromě toho umožňují i posouzení nejlepších dodatečných bezpečnostních opatření ohledně minimalizace rizik a dovolují porovnání jednotlivých alternativ. Přístup posuzování rizik tedy může být v kontextu řízení bezpečnosti tunelu vhodným doplňkem předpisového přístupu z norem a směrnic. V praxi se užívají různé metody pro řešení různých druhů problémů. Doporučuje se zvolit tu nejvhodnější metodu dostupnou pro daný problém.

Ačkoliv se modelování rizik snaží být co nejblíže realitě a implementovat realistická vstupní data, je důležité si uvědomit, že model nemůže nikdy předpovědět reálné události a výsledky vždy obsahují jistý stupeň nejistoty a neurčitosti. S přihlédnutím k této nejistotě by kvantitativní analýza rizik měla být považována za přesnou jen v řádu své velikosti a měla by být doplněna o studie citlivosti nebo podobnými analýzami. Hodnocení rizik srovnáním relativních hodnot (například srovnání existujícího a referenčního stavu tunelu) může zvýšit robustnost vyvozovaných závěrů, ale je třeba být opatrný při definování referenčního tunelu.

Základní principy a důležité prvky metodiky analýzy rizik jsou obsaženy  v technické zprávě 2008R02 "Analýza rizik pro silniční tunely".

Tato zpráva také představuje průzkum praktických metod a soubor případových studií.

Různé přístupy k posuzování rizik jsou představeny a rozebírány v nové zprávě nazvané "Současná praxe v hodnocení rizik v silničních tunelech". Tato zpráva obsahuje také aktuální informace ohledně analýzy rizik a v současné době se dokončuje.

 

2.5. Principy a nástroje požární bezpečnosti

Mezi potenciálními riziky uvažovanými v silničních tunelech patří hrozbě požáru vozidel zvláštní místo. Vzhledem k tomu, že nejde o příliš vzácnou událost, jejíž následky v podzemí mohou být mnohem horší než na povrchu, pokud se nepodniknou vhodná opatření. Z tohoto důvodu bylo problematice požární bezpečnosti v tunelech věnováno hned několik zpráv PIARC.

Části obsahu těchto zpráv se věnuje konkrétním tunelovým vlastnostem, a proto byly zařazeny do odpovídajících kapitol tohoto manuálu, například:

• detekce ohně a kouře v oddíle Komunikační zařízení;
• větrání a kontrola kouře v oddíle Ventilace; 
• hasicí zařízení pro uživatele a záchranné služby v oddíle Požární zabezpečení;
• fixní hasicí systémy v oddíle Pevná hasící azřízení;
• chování tunelu v ohni v kapitole Protipožární odolnost.

Před tím, než se začne s definováním opatření požární bezpečnosti, je potřeba znát základní informace o požárech v tunelech a metody jejich studia. Právě těmto otázkám se věnuje tato kapitola.

Na základě obecných ustanovení bezpečnosti silničních tunelů z oddílu Obecné principy je třeba stanovit podrobnější cíle ohledně kontroly ohně a kouře:

• Zachraňovat životy umožněním samostatné evakuace uživatelů;
• umožnit záchranné a hasicí práce;
• zabránit možným výbuchům;
• omezit škody na konstrukci tunelu, jeho vybavení i na přilehlých budovách.

Těmto cílům je věnován  oddíl I "Cíle kontroly ohně a kouře" zprávy 05.05.B,která zahrnuje podrobný rozbor uplatnitelnosti kritérií v případě požáru. Dodatečné rady a doporučení jsou v oddíle 2 "Koncepty bezpečnosti při požárech v tunelech" zprávy 05.16.B.

V zájmu usnadnění posouzení rizik a poskytnutí dat použitelných jako základ projektu byly v oddíle II "Riziko požáru a návrhové požáry" zprávy 05.05B. vydány informace o četnosti požárů, návrhové požáry a jejich scénáře. Návrhové požáry pro posouzení bezpečnosti životů se normálně specifikují jako míry uvolňování tepla, buď konstantní, nebo proměnné v čase, které se vztahují k druhu uvažovaných hořících vozidel (např. jedno či více osobních aut nebo těžší nákladní vozidlo) a jejich nákladu. Návod pro volbu návrhových požárů lze najít v PIARC zprávě „Charakteristiky návrhových požárů v silničních tunelech".

Pochopení toho, jak se kouř chová při požáru v tunelu, je zásadní pro každý aspekt projektu tunelu a jeho provozu. Toto pochopení ovlivní druh a dimenzování použitého větracího systému, jeho provoz v krizových situacích a plánované krizové postupy umožňující operátorům tunelu a záchranným složkám bezpečně si s událostí poradit. Podrobný rozbor tématu lze najít v oddíle III "Chování kouře" zprávy 05.05.B and oddíle 1 "Základní principy šíření kouře a tepla v prvních fázích požáru" zprávy 05.16.B, které podrobně analyzují vliv různých parametrů (dopravní provoz, rozsah ohně, větrací podmínky, geometrie tunelu) na vývoj události.

V zájmu pomoci výzkumníkům a projektantům je v oddíle IV "Výzkumné metody" zprávy 05.05.B podán vyčerpávající popis základních (výsledky experimentů malého rozsahu i plnohodnotných studií) a pokročilých (počítačové simulace) technik využitelných při zkoumání požární bezpečnosti.

2.6. Nebezpečné náklady

• 2.6.1. Regulace přepravy nebezpečných nákladů tunely
• 2.6.2. Výběr nejvhodnějšího způsobu regulace pro tunel
• 2.6.3. Opatření pro snížení rizik

Nebezpečné materiály jsou důležité v průmyslové výrobě i každodenním životě a musí být přepravovány. Je však potřeba si uvědomit, že v případě uvolnění při nehodě představují tyto náklady značnou hrozbu, ať už na povrchovém úseku komunikací či v tunelu. Nehody zahrnující nebezpečné náklady jsou poměrně vzácné, ale mohou vést k velkým ztrátám na životech, majetku i životním prostředí. Je potřeba zvláštních opatření, aby byla zajištěna ta nejvyšší možná bezpečnost převozu těchto nákladů. Z těchto důvodů je ve většině zemí přeprava nebezpečných nákladů přísně regulovaná.

S přepravou nebezpečných nákladů v tunelech souvisí zvláštní problémy, protože nehoda uvnitř tunelu by v uzavřeném prostředí tunelu mohla mít ještě vážnější následky. Je třeba zohlednit následující otázky:

• Měl by být převoz nebezpečných nákladů některými tunely omezen či zakázán, z čeho by rozhodnutí o takových restrikcích měla vycházet?
• Jaký typ regulace by se měl na přepravu nebezpečných materiálů v tunelech používat?
• Jsou-li nebezpečné náklady povoleny, jaká opatření pro minimalizaci rizik by se měla použít a jaká je jejich účinnost?

V letech 1996 až 2001 podnikly Organizace pro ekonomickou spolupráci a rozvoj a PIARC významný společný výzkumný projekt, který měl přinést rozumné odpovědi na výše uvedené otázky - OECD.  Přeprava nebezpečných nákladů silničními tunely. Bezpečnost v tunelech, Paříž: OECD Publishing, 2001 ISBN 92-64-19651-X. Následující odstavce shrnují výstupy z projektu a další vývoj.

2.6.1. Regulace přepravy nebezpečných nákladů tunely

Prvním krokem společného výzkumného projektu OECD/PIARC byl mezinárodní průzkum regulace týkající se silniční přepravy nebezpečných nákladů obecně a v tunelech.

Průzkum ukázal, že všechny zkoumané země mají konzistentní regulaci přepravy nebezpečných nákladů po silnici obecně a tato omezení jsou ve značné části světa standardizovány. Například ADR (Evropská dohoda o mezinárodní přepravě nebezpečných nákladů po silnici) se používá v Evropě a asijské části Ruské federace. Většina států USA a kanadských provincií používá normy v souladu s modelovými regulacemi OSN. Austrálie a Japonsko mají vlastní předpisy, ale australská ustanovení se přizpůsobila systému OSN.

Na druhé straně průzkum ukázal velkou rozdílnost v regulaci ohledně přepravy nebezpečných nákladů tunely. Omezení a zákazy pro tunely se významně lišily v různých zemích a dokonce i v různých tunelech ve stejné zemi. Nejednotnost tunelové regulace představovala problém pro organizaci přepravy nebezpečných nákladů a vedla ke spoustě porušení předpisů vozidly přepravujícími nebezpečný náklad.

V rámci společného projektu navrhly OECD a PIARC harmonizovat systém regulace. Tento návrh byl dále rozpracován Evropským ekonomickým výborem při OSN (UN ECE) a poté v roce 2007 zaveden v Evropě v dalších revizích ADR.

Harmonizace vychází z předpokladu, že v tunelech existují tři hlavní nebezpečí, která mohou vést k velkým ztrátám na životech nebo k poškození konstrukce tunelu. Lze je seřadit následovně podle klesající vážnosti následků a rostoucí účinnosti ochranných a zmírňujících opatření: (a) exploze; (b) únik toxických plynů či agresivních toxických tekutin; (c) požáry. Omezení nebezpečných nákladů v tunelech probíhá zařazením tunelu do jedné z pěti tříd označených velkým písmenem od A do E. Principy těchto tříd jsou následující:

Tabulka 2.6-1: Seznam pěti tříd ADR

Třída A	Bez omezení přepravy nebezpečných nákladů
Třída B	Zákaz přepravy nebezpečných nákladů, které by mohly vést k velmi velkému výbuchu
Třída C	Zákaz přepravy nebezpečných nákladů, které by mohly vést k velmi velkému výbuchu, velkému výbuchu nebo velkému úniku toxických látek
Třída D	Zákaz přepravy nebezpečných nákladů, které by mohly vést k velmi velkému výbuchu, velkému výbuchu, velkému úniku toxických látek nebo velkému požáru
Třída  E	Zákaz všech nebezpečných nákladů (vyjma pěti typů nákladu s velmi nízkým rizikem)

Více informací k tématu lze najít na následujících webových stránkách:

• UN ADR 2009 documents website
• Australian ADG code website
• Canadian TDG regulations

2.6.2. Výběr nejvhodnějšího způsobu regulace pro tunel

Zákaz přepravy nebezpečných nákladů tunelem neodstraní nebezpečí úplně, ale změní je a přesune je jinam, kde ve skutečnosti mohou být celková rizika ještě větší (například objížďka hustě obydlenou oblastí). Proto společný výzkumný projekt OECD/PIARC doporučil, aby rozhodnutí o povolení/zákazu přepravy vycházelo ze srovnání různých alternativ a zohlednilo nejen cestu tunelem, ale i možné náhradní trasy.

Byl navržen racionální rozhodovací proces, jehož struktura je ukázána na následujícím obrázku. První kroky by měly poskytnout objektivní ukazatele rizik vycházející z kvantitativní analýzy rizik (QRA). Závěrečné kroky berou v úvahu ekonomická a jiná data, ale i politické preference toho, kdo rozhodnutí dělá (například vyhýbání se riziku). Pozdější kroky mají za základ model pro podporu rozhodování (DSM).

Projekt OECD/PIARC vyvinul QRA model i DSM. Model QRA v současnosti využívá řada zemí. Vychází ze systémově založeného modelu analýzy rizik (viz oddíl 2.4 pro definici) a vytváří ukazatele společenských rizik (histogramy pro uživatele tunelů a osoby trvale žijící v blízkosti tunelu) i osobních rizik (pro osoby žijící v sousedství tunelu, poškození tunelu a životního prostředí. Dá se použít pro trasy vedoucí tunelem i jen po povrchových úsecích takže lze porovnávat rizika na alternativních trasách. \model je postaven na 13 scénářích nehod odpovídajících každé z pěti tříd (i když třídy D a E nelze rozlišit, neboť vedou k týmž rizikům). Model je možné zakoupit od PIARC a je podrobněji popsán na jejich webové stránce.

Další údaje a příklady využití lze najít na následující PIARC odkazech:

Additional information as well as examples of application can be found in the following PIARC references:

• "Kvantitativní posouzení rizik pro přepravu nebezpečných nákladů silničními tunely" v časopise Routes/Roads 329 (2006)
• Oddíl 4.6 "OECD/PIARC QRA model pro nebezpečné náklady " zprávy 2008R02 and Příloha 3.7 "OECD/PIARC QRA model DG" zprávy 2008R02.

2.6.3. ROpatření pro snížení rizik

Společný výzkumný projekt ECD/PIARC také zahrnoval prošetření opatření, která by mohla snížit pravděpodobnost či následky nehody zahrnující nebezpečný náklad v tunelech, kde je takový náklad povolen.

V první řadě byl analyzován stávající stav znalostí, což vedlo k identifikaci a popisu všech možných opatření, z nichž mnohé jsou popsány ve druhé části tohoto manuálu (kapitoly 6-9). Druhý, náročnější krok spočíval v pokusu ohodnotit přínos jednotlivých metod pro rizika nebezpečných nákladů vztažený k nákladnosti těchto metod. Náklady nebyly zkoumány do detailů, neboť by závisely na specifikách jednotlivých tunelů a je třeba je posuzovat pro konkrétní projekt. Pozornost se soustředila na účinnost opatření.

Některá z možných opatření pro snížení míry rizika jsou zohledněna přímo v QRA modelu vyvinutém v rámci projektu (viz výše). Ta se označují jako „přirozená" opatření. Účinnost všech těchto opatření i všech jejich kombinací je posouzena tak, že model proběhne s jednotlivými opatřeními (a jejich kombinacemi) zapnutými a vypnutými. Jednotlivé výsledky se následně porovnají. Bylo provedeno velké množství testů se závěrem, že nelze stanovit žádné všeobecné ohodnocení účinnosti opatření, protože ta se výrazně liší případ od případu. Posouzení účinnosti by se tedy mělo provádět pro konkrétní projekty.

Účinnost dalších, „negativních" opatření se posuzuje podstatně obtížněji. Byly navrženy metody pro jejich zohlednění. Více informací lze najít v kapitole VII Projektové zprávy OECD (Opatření pro snižování rizika).

2.7. Bezpečnostní procedury

• 2.7.1. Bezpečnostní dokumentace silničního tunelu
• 2.7.2. Sběr a analýza dat o událostech v silničním tunelu
• 2.7.3. Bezpečnostní inspekce silničních tunelů

Pro zajištění bezpečnosti v silničních tunelech je třeba zavést nutná strukturní, technická a organizační opatření, tak aby bylo možné co nejvíce předcházet nehodám a omezovat jejich dopady na minimum. Úroveň bezpečnosti v tunelu je v rozličné míře ovlivňována velkou škálou faktorů, které lze rozdělit do čtyř kategorií: uživatelé, infrastruktura, vozidla a provoz.

Většina opatření potřebných pro zajištění bezpečnosti v tunelu je založena na výše uvedených faktorech. Snaží se o prevenci či zmírnění nebezpečí, které vzniká díky nesprávnému chování uživatelů, nevhodnému stavu tunelu nebo řízení provozu, poruchám vozidel a jiným selháním. Viz   Kapitola 1 "Proč jsou potřebné nástroje pro správy bezpečnosti tunelu?" zprávy 2009R08.

Všechna výše zmíněná potřebná bezpečnostní opatření se musí kombinovat v rámci účinné správy bezpečnosti tunelu. Aby byla účinnost správy bezpečnosti co nejvyšší, je důležité využít určité nástroje pro podporu strategie, pro usnadnění kritických rozhodnutí a udržení stálé a kontrolovatelné pozornosti na všech aspektech bezpečnostních problému po celý životní cyklus tunelu. Dále jsou popsány tři hlavní „nástroje" správy bezpečnosti tunelu.

2.7.1. Bezpečnostní dokumentace silničního tunelu

Bezpečnostní dokumentace je klíčovým aspektem řízení bezpečnosti a měla by se vytvářet pro každý tunel. Požadavky na obsažené informace se liší podle fáze životního cyklu, v níž se tunel právě nachází (návrh, schvalování nebo provoz). Ve fázi projektování se bezpečnostní dokumentace soustředí na popis tunelové infrastruktury a předpovědí dopravního využití. Ve fázi provozu získávají na významu provozní aspekty, jako jsou krizové reakční postupy nebo opatření pro provoz nebezpečných nákladů. Úroveň podrobnosti těchto informací roste v průběhu rozvoje projektu. Bezpečnostní dokumentace by měla obsahovat „živé" dokumenty, které jsou stále vylepšovány a aktualizovány. Ty by měly zahrnovat mimo jiné podrobné záznamy změn infrastruktury, dopravní dat apod., právě tak jako důležité nálezy z provozní zkušenosti (tj. analýzy významnějších nehod, bezpečnostní cvičení atd.). Více informací je k dispozici v kapitole 2 "Bezpečnostní dokumentace silničního tunelu" zprávy 2009R08.

2.7.2. Sběr a analýza dat o událostech v silničním tunelu

Sběr a analýza dat o událostech (nehodách), tak jak je rozebráno v kapitole 3 "Sběr a analýza dat o událostech v silničním tunelu" zprávy 2009R08 jsou nezbytné pro posuzování rizik v tunelu a pro zlepšování bezpečnostních opatření. Jedná se o dvojí proces. Na počátku je úroveň místního tunelu pro zachycení specifických potřeb (např. vstupní data pro posuzování rizik). Na druhé straně jsou zákonem dané povinnosti, jako je shromažďování statistických dat na národní či mezinárodní úrovni. Posuzování konkrétních událostí (nehod i jiných incidentů) může pomoci s identifikací zvláštních nebezpečí v tunelu i s optimalizací provozních postupů a reakcemi bezpečnostních systémů. Cenné zkušenosti o řízení událostí v realistických podmínkách mohou poskytnout nejen analýzy skutečných nehod, ale i rozbory dat z bezpečnostních cvičení.

2.7.3. Bezpečnostní inspekce silničních tunelů

Bezpečnostní inspekce, tak jak jsou vysvětleny v kapitole 4 „Bezpečnostní inspekce silničních tunelů" technické zprávy 2009R08, jsou nástrojem pro posuzování aktuální úrovně bezpečnosti v tunelu, buď v právním rámci (například podle některé z Evropských direktiv) nebo vůči nějaké přijatelné míře nebezpečí. PIARC vyvinul organizační schéma vycházející z direktivy EU 2004/54/EC, které popisuje řetězec zodpovědnosti ve věci bezpečnosti se zřetelem na bezpečnostní inspekce a objasňuje, za co je kdo zodpovědný. Také navrhuje obsah bezpečností inspekce (infrastruktura a systémy, bezpečnostní dokumentace a stávající procedury, organizace správy tunelu, výcvik a záruky kvality) spolu s přehledným plánem všech kroků a přípravy potřebné pro bezpečnostní inspekci.

2.8. Posuzování a zlepšování bezpečnosti existujících tunelů

• 2.8.1. Proč vylepšovat existující tunely
• 2.8.2. Navrhovaná metodika posuzování a vylepšování existujících tunelů
   

2.8.1. Proč vylepšovat existující tunely

V důsledku velkých katastrof v silničních tunelech (požár v tunelu pod Mont Blancem (1999), pod Tauernem (1999) a v Gotthardském tunelu (2001)), se zaměřila zvláštní pozornost na bezpečnostní standardy existujících tunelů. Už postavené tunely vyžadují zvláštní přístupy a nástroje pro identifikaci a ohodnocení potřebnosti programů vylepšení bezpečnosti. Významný výzkum a studie následovaly tyto požáry, při nichž se ukázalo, že mnoho existujících tunelů potřebuje dodatečné a specifické prostředky pro zajištění bezpečného prostředí pro uživatele. I tam, kde už dříve proběhly rekonstrukce, může dojít k tomu, že existující tunely neodpovídají aktuálním bezpečnostním standardům kvůli změně předpisů po rekonstrukci.

Tyto události a jejich následující studie zvýšily uvědomění rizik v tunelu mezi lidmi činnými na poli silničních tunelů, od projektantů a operátorů až po představitele správních organizací. Bylo očividné, že vylepšení bezpečnosti není jen otázkou vylepšování infrastruktury nebo vybavení tunelu, ale je důležité, často dokonce nejdůležitější, aby se vyjasnila organizace správ bezpečnosti a upravily se bezpečnostní procedury.

Při posuzování bezpečnosti existujících tunelů je třeba věnovat zvláštní pozornost změnám v tunelovém prostředí (dopravní intenzity a skladba dopravního proudu, přeprava nebezpečných nákladů, stavební práce v okolí atd.), které také mohou vyvolat potřebu vylepšení některých opatření.

2.8.2. Navrhovaná metodika posuzování a vylepšování existujících tunelů

Navrhuje se strukturovaný přístup pro posouzení a přípravu programu přestavby, který má dva hlavní úkoly:

• První část má za úkol posoudit současný stav tunelu, jakoby okamžitý obrázek tunelu, tak aby se mohla posoudit momentální úroveň bezpečnosti. Nejdříve ze všeho se musí stanovit referenční úroveň bezpečnosti, která zpravidla vyplývá z regulačního rámce. Poté se musí analyzovat funkce stávajícího tunelu a stav zařízení, která je zajišťují. Na základě toho se musí posoudit, zda tunel ve stávající podobě splňuje návrhová kritéria týkající se bezpečnosti. Dále se vyhodnotí konkrétní rizika pomocí analýzy rizik. Ta je vhodným nástrojem pro posuzování současné úrovně bezpečnosti v již provozované tunelu. Na základě těchto úvodních analýz se mohou definovat činnosti a stanovit jejich priority.
• Druhá část má definovat budoucí situaci v tunelu po renovaci, která může být přijatelná ve vztahu ke stanoveným cílům ohledně úrovně bezpečnosti. Toho lze dosáhnout vývojem renovačních programů a opětovným posouzením úrovně bezpečnosti pro rekonstruovaný tunel. Včetně všech vylepšovaných opatření. Znovu může analýza rizik posloužit k dokázání odpovídající úrovně bezpečnosti nebo k vyhodnocení různých alternativ modernizace, včetně kritérií nákladové efektivity. Programy renovací závisí na konkrétním kontextu každého tunelu, jeho omezeních a prostředí. Lze postupovat podle iteračního procesu analýzy rizik až do dosažení obecného konsenzu stran očekávané úrovně bezpečnosti, jež by byla přijatelná pro všechny dotčené strany.

Vícekrokový proces přípravy renovačního programu na míru pro již provozovaný tunel lze shrnout do následujícího vývojového diagramu. Ten popisuje funkční spojení mezi jednotlivými kroky a jim odpovídajícími výstupy.

Podrobný obsah každého kroku je třeba přizpůsobit specifickým podmínkám jednoho každého tunelu, jeho prostředí a pochopitelně i zvláštním místním zvyklostem.

V závislosti na situaci tunelu je možné zastavit proces po třetím kroku s prostým srovnáním s referenčním stavem, pokud analýza dokazuje, že již požadovaná úroveň bezpečnosti je v této fázi zajištěna. Pro už rekonstruované tunely může být krok 3 opravdu tím posledním v procesu. Pokud tomu tak není, může krok 3 objasnit naléhavá zmírňující opatření, která lze pro zlepšení bezpečnostní úrovně zavést ihned pouze s méně zásadními zásahy typu uzavírek, zábranami nebo použití signalizace či jiných opatření pro řízení dopravy. V některých případech tato opatření postačují pro dosažení požadované úrovně bezpečnosti.

Pokud jsou zapotřebí výraznější objemy prací, mohou být dočasné změny provozních podmínek dobrým nástrojem pro dočasné zlepšení bezpečnosti.

Příprava rekonstrukčních prací pro tunel v provozu je iterativní proces, neboť jde o kombinaci technických záležitostí, bezpečnostních opatření, ekonomických dopadů a omezení kladených na fázování prací. Z tohoto důvodu se kroky 4 a 5 mohou opakovat několikrát, aby přijatý plán rekonstrukce zohledňoval všechny relevantní parametry, které mohou rozhodnutí ovlivnit. Projektantské práce začínají až po kroku 5.

Nová zpráva "Posuzování a zlepšování bezpečnosti v existujících silničních tunelech" poskytuje návody pro každý krok tohoto procesu, až k definování programu vylepšení.

Představeny jsou typické slabiny (tj. nedostatek bezpečí) reálných tunelů. Navíc případové studie z existujících tunelů v Evropě ukazují strategii přijatou pro rekonstrukční práce a dotčená vylepšovaná opatření.

3.1. Uživatelé

Následující aspekty jsou zdůrazněny v Technické zprávě 2008R17 "Lidský faktor a bezpečnost silničních tunelů z pohledu uživatelů".

• Modely popisující proces lidského rozhodování - mají poskytnout odborníkům na tunely teoretický základ tím, že dodávají stručný nástin lidského chování: Kapitola 1 "Obecné aspekty lidského faktoru" zprávy 2008R17
   
• Rozbor jednání uživatelů tunelů v běžných i krizových situacích a obecná diskuze o hlavních faktorech ovlivňujících toto jednání: Kapitola 2 "Lidské jednání v silničních tunelech v běžných situacích" zprávy 2008R17 and Kapitola 3 "Lidské jednání v silničních tunelech v krizových situacích" zprávy 2008R17
   
• Obecné zaměření bezpečnostních prvků, následované přehledem minimálních opatření požadovaných nařízeními EU: tato opatření jsou posuzována s ohledem na výsledky psychologického průzkumu a doporučení z dalších zdrojů, což nakonec dovoluje formulovat další doporučená opatření:  Kapitola 4 "Doporučená dodatečná opatření pro zvýšení bezpečnosti v silničních tunelech v běžných situacích" zprávy 2008R17" a Kapitola 5 "Doporučená dodatečná opatření pro prevenci vyhrocení krizových dopravních podmínek v silničních tunelech" zprávy 2008R17
   
• Modely popisující proces lidského rozhodování v zájmu rozhraní mezi tunely a jejich uživateli: Kapitola 6 "Budoucí vývoj ITS a bezpečnost v tunelech" zprávy 2008R17.

Během těchto průzkumů si členové pracovní skupiny, účastníci studií, museli často odpovídat na otázku: "Měli bychom přizpůsobovat tunel uživatelům, nebo uživatele tunelu?" Pochopitelně je nutné využívat obou přístupů. Pracovní skupina 3 se rozhodla dále studovat téma výchovy řidičů a informací jim určených a využít získané poznatky k formulaci účinných doporučení.

Následující aspekty budou zdůrazněny v připravované zprávě "Doporučení ohledně výchovy a informování řidičů ". Cílem této zprávy je podat vhodná doporučení všem, kteří mají na starosti informování a výuku řidičů: národní organizace a agentury, vlastníci, provozovatelé a konzultanti v oboru komunikací. V první kapitole podá zpráva všeobecné informace, neboť u cílové skupiny lze předpokládat i velmi nízkou znalost problematiky tunelů. Druhá kapitola se bude věnovat všeobecným doporučením, platným pro všechny cílové osoby a/nebo instituce. Doporučení z kapitol 3 a 4 už budou určena pozornosti organizací, agentur a konkrétních vlastníků.

3.2. Provozovatelé

Výrazem "provozovatel" je míněna skupina zastupující vlastníka stavby, zodpovědná za provoz tunelu. Tento klíčový hráč ve věci bezpečnosti tunelu spolupracuje těsně s dalšími dotčenými stranami (vlastník, orgány veřejné správy, záchranné složky, subdodavatelé, další provozovatelé, uživatelé atd.). Jeho hlavním úkolem je řídit dopravu, zodpovídá za stavební aspekty a vybavení tunelu a také krizové i administrativní řízení související s jeho provozem. Hraje zásadní roli v optimálním zavádění systému řízení bezpečnosti tunelu: je to patrné z jeho zapojení už do počátečních fází projektových studií (včetně analýzy rizik) a stanovování provozních principů, provádí každodenní dohled na provoz v tunelu (řízení událostí, vykonávání bezpečnostních cvičení a implementace v nich nabytých zkušeností, pravidelná aktualizace provozní dokumentace, výcvik personálu, koordinace s ostatními dotčenými stranami atd.).

S ohledem na tohoto účastníka jsou zvýrazněny následující aspekty  Technické zprávy 2008R03 "Řízení styku správce/ záchranářské týmy v silničních tunelech":

• Hlavní ponaučení z nejzávažnějších požárů v tunelech v posledních desetiletích: Kapitola 1 "Ponaučení" zprávy 2008R03
• Informace a doporučení pro nejlepší výsledky. Vycházení ze zkušeností a nabytých poznatků: Kapitola 2 "Podrobná doporučení" zprávy 2008R03.

Obecně lze říct, že zkušenosti ukazují zásadní význam, který má chování všech lidí pověřených správou tunelů na zajištění bezpečnosti osob při nehodách.

Jednou z klíčových oblastí je odpovídající reakce provozního personálu pověřeného sledováním a kontrolou tunelů. Jako první se zapojují do krizového řízení tunelu, a za provozovatele na nich proto leží značná zodpovědnost ve věcech každodenního řízení tunelu. Jejich úkol je o to těžší, že v kterémkoliv okamžiku možná budou muset řešit závažné, ale současně velmi málo pravděpodobné události. Aby dokázali reagovat adekvátním způsobem, musí být správci tunelu schopni pochopit a zvládnout často velice složité situace, a tedy být velmi odolní vůči stresu. Cílený a odpovídající trénink je tedy nezbytný. Evropské předpisy požadují, aby byl personálu pověřenému řízením provozu poskytován "odpovídající vstupní i průběžný trénink" (Evropská směrnice 2004/54/CE - Dodatek 1 § 3.1 "Provozní prostředky").

3.3. Záchranné týmy

Záchranářské jednotky, u nichž lze předpokládat nasazení v silničních tunelech, potřebují pochopitelně všestranný výcvik, jak pomáhat lidem a likvidovat požáry jakékoliv infrastruktury. Tunely jsou omezené prostory, v nichž může požár či jiná krize velmi rychle výrazně ztížit podmínky zásahu. Kromě standardního nácviku technických dovedností potřebují hasičské jednotky výcvik zaměřený speciálně na tento typ zásahů. Výcvik musí rozvinout jejich schopnost účelného jednání i schopnost zvládnout odpovídajícím způsobem složité situace, které v tunelech mohou nastat. Je to důležité zejména pro velitele zásahů, kteří musí být v případě potřeby schopni přizpůsobit původně plánované operační postupy jakékoliv nové situaci. Dobrá koordinace velitele zásahu s personálem provozovatele tunelu je proto rozhodující - vyžaduje pečlivou přípravu, vyhodnocování a zavádění krizových plánů, bezpečnostní cvičení a výcvik vycházející z nasbíraných zkušeností.

V případě přeshraničních tunelů je nutné věnovat pozornost spolupráci obou států, aby byla v krizových situacích zajištěna bezchybná koordinace záchranných týmů obou stran.

S ohledem na záchranářské týmy jsou zdůrazněny následující části Technické zprávy 2008R03 "Řízení styku provozovatel/ záchranářské týmy v silničních tunelech"  :

• Hlavní ponaučení z nejzávažnějších požárů v tunelech v posledních desetiletích: Kapitola 1 "Ponaučení" zprávy 2008R03
• Informace a doporučení pro nejlepší výsledky. Vycházení ze zkušeností a nabytých poznatků: Kapitola 2 "Podrobná doporučení" zprávy 2008R03.

 

3.4. Všeobecná doporučení

Tato kapitola přináší obecná doporučení všem, kteří chtějí věnovat zvláštní pozornost lidskému faktoru při projektování nových nebo přestavbách již existujících tunelů. Jejím cílem není shrnutí základních technických doporučení z PIARC zpráv, které se zohlednění vlivu lidského faktoru na bezpečnost věnují. Soustředí se především na hlavní metodické pokyny, které je třeba vzít v úvahu, má-li být výše zmíněným aspektům věnována zvláštní pozornost.

Z tohoto úhlu pohledu je nutné zdůraznit tři hlavní body:

1. Potřeba zapojit sev co nejčasnější fázi rámcových studií,
2. Zásadní význam zohledňování výzkumu v oboru integrace lidského a organizačního faktoru v oblasti bezpečnosti,
3. Výhody testů pro ověření nových progresivních řešení, jejichž zavedení se zvažuje.

První bod se týká zejména projektování nových tunelů, kdy je nutné zapojit se do plánovacího procesu co možná nejdříve. Pak je možné lépe zohlednit hlavní faktory, které ovlivňují chování uživatelů silničních tunelů. Mezi těmito hlavními faktory by měly být zvažovány zejména následující:

• data vztahující se k místním podmínkám - například druh dopravy, a tedy i typičtí uživatelé (místní, profesionální řidiči, řidiči s povolením vjezdu atd.),
• prvky navazující infrastruktury před i za plánovaným tunelem (logická návaznost cesty),
• další tunely na trase či v blízkém okolí tunelu,
• přeshraniční tunely, u nichž je nutné věnovat zvláštní pozornost strategiím a prostředkům komunikace s uživateli.

Druhý bod se týká zohlednění výzkumných prací v oblasti integrace lidského faktoru a organizačních faktorů s ohledem na bezpečnost - účelem je co nejlepšího využití poznatků získaných v oboru bezpečnosti silniční dopravy, a zejména poznatků o evakuaci v krizových situacích. Může jít o využití odkazů na obecná ponaučení z výzkumu v oboru (například doporučení PIARC) nebo o zapojení psychologů a dalších specialistů na lidské chování a jednání do projektu. Výhody, které zapojení zmíněných odborníků přináší, si zaslouží zvážit nejen v projektech nových tunelů, ale i u modernizací stávajících. To se pochopitelně týká jen nejdůležitějších projektů se zvláštními problémy (přeshraniční či obzvláště dlouhé tunely, tunely malých rozměrů apod.)

V tomto oboru, stejně jako u staveb pod širým nebem, je nutné zachovávat velkou obezřetnost před neuváženou implementací technického řešení, které na první pohled vypadá přijatelně. Již mnohokrát se při skutečných událostech i nesčetných testech v tunelech ukázalo, že technická řešení, navržená inženýry - specialisty na vybavení a bezpečnost tunelů, nemusí být ta nejvhodnější z pohledu chování uživatelů.

Bez ohledu na možné důsledky pro specialisty na lidské chování je nutné zajistit rozsáhlé konzultace se všemi zúčastněnými stranami. Zejména zásahové složky musí být důkladně zapojeny do návrhů bezpečnostního vybavení (zvláštní pozornost si zasluhují prvky pro neřízenou evakuaci uživatelů).

Třetí doporučení se týká testů a zkoušek potřebných k ověření inovativních přístupů, pokud se tyto ukážou jako žádoucí. Již jsme se naučili mnohé o zohledňování lidského faktoru v bezpečnosti v tunelech. Projektantům doporučujeme, aby těmto poznatkům věnovali pozornost při finálních návrzích bezpečnostních opatření v tunelu. Vyvstane-li potřeba nějakého inovativního řešení, nesmí se podcenit ani předběžné zkušební fáze (například testy v budovách), ani testování přímo na místě. U těchto zkoušek může být užitečná přítomnost expertů z oboru humanitních věd. Jejich posláním bude ověřit nové přístupy před vlastním použitím v tunelech.

V závěrečném shrnutí nemůžeme opomenout nutnost pragmatismu a pokory v tomto oboru. Základním principem je dát, je-li to možné, přednost jednoduchým a intuitivním řešením, která jsou v souladu se zavedenou praxí v nestísněných prostorech. Tento přístup umožňuje, aby pro uživatele tunelu byly vynaložené prostředky snáze pochopitelné a přijatelné. 

4.1 Provozní úkoly

Obecně řečeno jsou tunely považovány za část silniční sítě, která může zajistit vhodnou nebo dokonce vyšší úroveň bezpečnosti, nicméně případné následky konkrétních událostí (porucha, nehoda nebo požár) mohou být mnohem závažnější než pod širým nebem. Navíc tím, že jsou velmi často spojnicemi částí sítě a občas i úzkým hrdlem na síti, může každé jejich úplné i dílčí uzavření vést k závažným narušením dopravy nebo nutit uživatele k velmi dlouhým objízdným cestám.

Z těchto důvodů musí provozovatelé a silniční orgány zajistit provozní kontinuitu a bezpečnost silničních tunelů. Musí tudíž uživatelům zaručit takový průjezd tunelem, který kvalitou služby a bezpečnosti plně odpovídá platným předpisům.

Podle národních předpisů musí dopravu v tunelu (a na trase, která tunelem vede) řídit správce tunelu a policie. Přesněji řečeno - musí se starat o bezpečnost uživatelů tunelu a osob v tunelu pracujících (provozní personál, subdodavatelé, atd.). V některých zemích je za celkové řízení dopravy a dopravní dozor zodpovědná policie, zatímco správce má na starosti provozní úkoly jako údržbu, provoz zařízení tunelu, dopravní sledování a asistenci.

Obecně řečeno mají operátoři (personál správy) tyto základní úkoly:

• Sledování dopravy a provoz zařízení tunelu
  Velké tunely (ve smyslu délky, dopravních intenzit a komplexnosti tunelu) se zpravidla řídí z dopravní řídicí ústředny. Velmi často je ústředna vybavena systémy dálkového sledování (např. průmyslová televize, automatická detekce nehod AID) a lze z nich na dálku ovládat určitá zařízení (větrání, signalizace, uzavření tunelu atd.).
• Technické hlídky
  V některých případech může správce vyslat hlídky, které zajišťují přímý dozor nad uživateli hlídáním v tunelu. Takové hlídky mohou v případě potřeby velmi rychle zasáhnout.
• Řízení stavebních prací
  Zahrnuje nejen stálý dohled nad stavebními pracemi v tunelu ve formě pravidelného dozoru a inspekcí, ale také provádění pravidelné údržby zařízení jako jsou odvodňovací systémy, strouhy a všechny sekundární struktury (prostory uvnitř tunelu, technické místnosti atd.).
• Správa vybavení
  Ve větších tunelech používá provozovatel několik druhů vybavení, která sám spravuje. Za tímto účelem jsou tunely vybaveny i systémy pro sledování stavu těchto zařízení provozovatelem. Provozovatel také zajišťuje údržbu zařízení v tunelu. I zde je možné využití přístupu k počítačovým nástrojům, které správci plnění tohoto úkolu usnadňují.
• Řízení krizových situací
  Bez ohledu na charakter události, ať už jde o problém týkající se dopravy (nehoda, řada souvisejících nehod, požár atd.) nebo zařízení tunelu (výpadek napájení elektřinou, porucha sítě pro přenos dat atd.), je běžnou povinností operátora pověřeného sledováním, aby zasáhl nebo informoval úřady/ přizval k řešení akce příslušné služby.
• Technická a administrativní správa
  Kromě úkolů přímo souvisejících s provozem tunelu zajišťuje správce tunelu také technické a administrativní služby pro podporu správy infrastruktury a samozřejmě i personálu. Správce má na starosti projektování veškerých modernizací vybavení, řízení prací, investiční a provozní rozpočet pro správné fungování tunelu. V poslední řadě zpracovává správce statistiky a sleduje dodržování svých vlastních cílů prostřednictvím pravidelných zpráv ohledně provozu tunelu/trasy (finanční ukazatele, dopravní ukazatele, atd.).

Technická zpráva 05.13.B "Dobré návyky provozu a správy silničních tunelů" se této problematice věnuje v částech 2 a 4.

4.2 Účastníci provozování tunelu a jejich spolupráce

Řízení procesů silniční dopravy je velmi komplexní úkol. A je ještě složitější, pokud uvažujeme silniční dopravu v prostředí tunelu. Část této složitosti vyplývá ze skutečnosti, že dovednosti a kompetence potřebné pro řízení tunelů jsou rozděleny mezi řadu služeb. Proto je součinnost všech zúčastněných stran nezbytným předpokladem pro kvalitní a účelnou spolupráci na zajištění optimálního řízení dopravy a zvládání všech eventuálních situací. Koordinaci normálně zastřešují místní nebo ústřední orgány, které celý proces koordinují a v závěru dokumentují výsledky programů tak, jak byly schváleny mezinárodními výbory.

Hlavními účastníky, kteří v tomto rámci musí spolupracovat, jsou:

• Správce/provozovatel tunelu;
• Správci různých částí silniční sítě, kteří musejí být informováni v případě uzavření tunelu nebo omezení provozu v zájmu společných dopravně řídicích opatření na trase/ síti;
• Národní a regionální úřady, které jsou informovány tak, jak vyžadují platná nařízení;
• Vlastník tunelu (pokud jím není přímo správce tunelu), který také musí být průběžně informován;
• Veřejné služby (požární a záchranné služby, dopravní policie, zdravotnické služby...), s jejichž spoluúčastí se připravují koordinované zásahové plány tak, aby mohly koordinovaně a účinně reagovat na jakýkoliv typ události;
• Další subdodavatelé (čištění, údržba, asistenční služba uživatelům, atd.)

Technická zpráva 2007R04 "Průvodce organizací, náborem a výcvikem provozního personálu tunelu" podrobněji rozebírá organizační úkoly.

4.3 Organizace provozu

Provozní úkony (provoz, údržba, atd.) je možné považovat za obdobné pro celou řadu tunelů, dokonce i tehdy, je-li interní organizace dotčených společností v souvislosti s předpisy státu, na jehož území působí, velmi odlišná a různé úkony jsou prováděny buď správci tunelů, nebo dalšími stranami.

V některých případech může mít veškerý personál na starost jedna organizace.

V jiných případech se o provozní činnosti může dělit několik veřejných i soukromých organizací. Vlastník tunelu nebo silniční správa mohou například pověřit různé veřejné orgány či soukromé společnosti zodpovědností za výstavbu a provoz tunelu jako celku nebo za konkrétní provozní úkony (např. údržbářské práce mohou být svěřeny smluvním dodavatelům).

Opatření plánovaná pro zvládání nehod se mohou lišit v závislosti na národní regulaci a také podle místních potřeb jednotlivých tunelů. V důsledku toho může být v souvislosti s místními předpisy různá organizace používaných opatření ze strany provozovatele a dopravní policie.

Ačkoliv jsou koncepce jednotlivých států dosti odlišné, lze obecně vzato strukturu provozování rozdělit do tří/čtyř základních skupin:

• Provozní personál má na starosti řízení provozu a dopravní asistenci;
• Technický personál se stará o výstavbu a správu tunelu (stavebních částí a vybavení);
• Administrativní personál;

V některých případech lze záchranné složky považovat za součást provozního personálu.

Technická zpráva 2007R04 definuje organizaci provozování tunelu podrobněji v kapitole 4  "Provozní personál: úkoly a zařízení".

4.4 Provozní pokyny, minimální podmínky pro provoz, krizové plány

Každý správce tunelu vytváří a aktualizuje souhrn postupů (někdy nazývaný „provozní pokyny"), definujících cíle a kritéria akcí, které mohou provádět interní dodavatelé služeb, které mohou ovlivnit provoz tunelu nebo silnice. Musí být zohledněny všechny druhy provozních událostí, včetně rutinních obtíží, větších nehod a krizí. „Provozní pokyny" obsahují základní akce, které je třeba provést, i se souvisejícími postupy a existujícími omezeními.

Personál provozovatele tunelu potřebuje také krizový plán jak pro zásah v případě silniční nehody, tak pro případ technického selhání vybavení tunelu. Tento plán obvykle splňuje předepsané požadavky a zahrnuje provozní postupy a pokyny, týkající se přinejmenším personálu tunelu a osob zasahujících v případě nehod či technických poruch. Postupy pro záchranné zásahy by měly být koordinovány s těmi, které používají krizové a záchranné služby. Podrobný obsah plánu může být stanoven v národních pokynech a direktivách jednotlivých zemí a musí být přizpůsoben technickému a organizačnímu rámci tunelu.

Organizaci provozu definuje podrobněji Technická zpráva 2007R04 v kapitole 4  "Provozní personál: úkoly a zařízení".

4.5 Provozní náklady

Zkušenosti ukazují, že kilometr silnice v tunelu je vždy nákladnější než kilometr stejné silnice na povrchu. U podzemních konstrukcí můžeme najít několik systémů a vybavení, které se montují buď pro zajištění bezpečnosti v normálních provozních podmínkách, nebo pro zlepšení ochrany a evakuace uživatelů a záchranných týmů v případě krizové události, nehody nebo požáru. Tato opatření vyžadují nejen značné investiční náklady, ale zejména vysoké náklady na provoz a údržbu. Úlohou správce tunelu je tedy zajistit bezpečnost a souvislost provozu v kontextu kontrolovaných nákladů.

Pokud by byly projekt a výstavba tunely provedeny na nízké kvalitativní úrovni, nemusí ani vysoký standard provozování tunelu umožnit optimalizaci provozních nákladů. Provozní náklady tedy musí být významným kritériem v jednotlivých fázích přípravy projektu i v průběhu prováděných prací, řešení potenciálních problémů musí být stanoveno před tím, než se tyto problémy projeví v provozní fázi.

Provozní aktivita musí být navržena na odpovídající úrovni, aby se zajistilo, že nedojde ke snižování očekávané životnosti vybavení. Životní cyklus zařízení v tunelech je zpravidla kratší než v jiných prostředích, protože atmosféra v tunelu působí výraznější korozi.

Technická zpráva 05.06.B "Silniční tunely: snižování provozních nákladů" je plně věnována provozním nákladům a zejména jejich snižování.

4.6 Nábor, výcvik a cvičení personálu

Úkoly svěřované provoznímu personálu jsou s ohledem na bezpečnost a efektivitu provozu velmi důležité. Jejich význam i náročnost stále stoupají - tak jak roste rozsah provozních obtíží v porovnání s čistě technickými problémy i složitost provozních systémů.

Osoby zodpovědné za provoz tedy musí splňovat následující požadavky:

• měly by být pečlivě vybrány prostřednictvím náborového procesu,
• měly by být dobře vycvičeny před zahájením svého působení,
• během výkonu povolání by měly absolvovat opakovací kurzy,
• měly by se účastnit cvičení organizovaných pokud možno ve spolupráci s externími službami.

Během náboru je třeba přesně definovat požadovanou kvalifikaci pro budoucí operátory s přihlédnutím k charakteru jejich provozních úkolů. Nemělo by se zapomínat, že navzdory obecné podobnosti plněných úkolů, nemusejí osoby, které je vykonávají, nutně patřit v jednotlivých státech ke stejnému druhu organizací. Jejich dovednosti a způsobilost by však měly být podobné.

Při navrhování výcviku personálu (vstupního i trvalého, průběžného), je třeba vyřešit dva základní problémy:

• Jaký druh výcviku je zapotřebí provoznímu personálu poskytnout (nebo jaký rozsah výcviku by měl být povinný)?
• Jaká kritéria má provozní manažer volit při posuzování kvality výcviku a dosažených výsledků?

Nejsou-li pro obsah výcviku k dispozici národní předpisy, musí správce tunelu přizpůsobit výcvikový program konkrétním charakteristikám a požadavkům svých tunelů.

Technická zpráva 2007R04 "Návod pro organizování, nábor a výcvik provozního personálu silničních tunelů" se podrobně věnuje náboru a výcviku personálu v kapitolách 7 "Nábor provozního personálu" a 8 "Výcvik provozního personálu" .

Správce musí pravidelně ověřovat efektivitu svých zaměstnanců a postupů, které stanovil. Provozovatel tak musí zajistit, aby byl personál obeznámen s různými zařízeními instalovanými v tunelu a aby tedy uměl zjistit případné nedostatky při různých činnostech a úkolech.

Kromě interních cvičení musí provozovatel a záchranné služby organizovat společná cvičení za účasti dopravní policie, zdravotních služeb a hasičů. Výsledky cvičení by měly být analyzovány. Pokud poznatky ze cvičení odhalí nějaký nedostatek v postupech, je zapotřebí přehodnotit strategie zásahů.

Nová technická zpráva na téma "Dobré postupy pro krizová cvičení v silničních tunelech" bude brzy k dispozici ve Virtuální knihovně PIARC.

4.7 Zpětná vazba z provozu a událostí

Sběr dat týkajících se událostí a nehod a jejich analýza jsou nezbytné jak pro vyhodnocení provozních kritérií, tak pro posouzení rizik v tunelu. Obojí je důležité pro soustavné zvyšování bezpečnosti v tunelu. Sebraná data dovolují konkrétně posuzovat frekvenci vzniku incidentů. Data také poskytují zpětnou informaci o následcích událostí a efektivní roli a účinnosti bezpečnostních opatření a vybavení. Kromě toho podávají dodatečné informace o skutečném chování uživatelů tunelu.

Sběr a analýza dat o událostech a nehodách by měly umožňovat dosažení dvou následujících cílů:

• Na místní úrovni (tj. na úrovni jednotlivých tunelů) tvoří důležitý podklad pro definování a posuzování vylepšení, o nichž rozhoduje správce tunelu. Také pomáhají při rozhodování o všeobecných vylepšeních bezpečnosti na dané silniční síti.
• Na národní a mezinárodní úrovni tvoří klíčovou bázi pro referenční rámec, čímž úřadům dovolují formulovat a přizpůsobovat obecné zásady politiky týkající se bezpečnosti v tunelech. Dovolují zejména kvantifikovat frekvenci i závažnost kritických událostí, které mohou uživatele ohrozit na životě. Také umožňují posuzovat účinnost bezpečnostních zařízení a v určitých případech i porovnávat úroveň bezpečnosti v daném tunelu s národními či mezinárodními údaji o bezpečnosti.

V poslední řadě poskytují také informace (národní statistiky pro různé typy tunelů) využitelné při analýze rizik v tunelech ve fázi projektu nebo v tunelech, které jsou sice v provozu, ale ještě nemají vlastní odpovídající databázi.

Ponaučení z provozu, a zejména z kritických událostí, by měla být analyzována. Pokud výsledky těchto analýz odhalí nedostatky, je příležitost zasáhnout formou zlepšení strategií a/nebo provozních pokynů.

Technická zpráva 2009R08 "Nástroje pro řízení bezpečnosti v silničních tunelech" v kapitole 3 "Sběra analýza dat o událostech v silničních tunelech" podrobně definuje podmínky pro analýzu dat o nehodách a jiných událostech.

4.8 Údržba vybavení

Během „života" tunelu by měl provozovatel vykonávat údržbu jak stavební části tunelu, tak i jeho zařízení. Následující odstavce se netýkají údržby stavebních konstrukcí.

Údržbářské úkony na vybavení lze rozdělit do dvou skupin::

• Preventivní opatření se provádějí v pravidelných intervalech s cílem udržet vybavení v dobrém a provozuschopném stavu. Preventivní údržba umožňuje, v maximální možné míře předcházet nepředvídatelným poruchám, také se snadno plánuje dopředu. Může ale v případě příliš krátkých intervalů zásahů vést k vysokým nákladům, je tedy zapotřebí frekvenci zásahů optimalizovat.
• Nápravné činnosti se provádějí při selhání nebo poškození systému nebo jeho části. Výhodou oprav je možnost využívat systém v maximálním možném rozsahu během jeho životního cyklu, nevýhodou je to, že je nelze plánovat dopředu; nouzové opravy se zpravidla provádějí se značnými dodatečnými náklady.

Preventivní údržbu se doporučuje provádět tam, kde to je možné, a u systémů bez redundance a s bezpečnostním zaměřením. Preventivní údržba dovoluje naplánovat souběžně různé údržbářské úkony v případě jakéhokoliv uzavření tunelu pro dopravu. Navíc pomáhá udržet vybavení tunelu v dobrém provozuschopném stavu. Je však třeba připustit, že i při velmi pečlivém provádění preventivní údržby nelze úplně předejít případné potřebě opravných zásahů.

Obvykle neprovádí personál provozovatele všechny údržbářské úkony, správce si běžně najímá dodavatele služeb - v úvahu připadá několik variant:

• Je možné smluvně zajišťovat jen úkony údržby vztažené k e konkrétní technické úrovni. Správce tak může poptávat činnosti, které představují buď téměř nulovou technickou komplexnost (čištění, mytí,...) nebo naopak jen velmi složité úkony (dohledový systém, zařízení pro opětovné vysílání radiových služeb,...)
• Je možné nasmlouvat všechny činnosti související s jednou nebo více skupinami zařízení (všechna větrací zařízení, všechny prvky dálkového sledování, atd.).

Technická zpráva 05.06.B v kapitole 7 "Náklady na údržbu", technická zpráva 05.13.B v kapitole 4
"Údržba a provoz" a technická zpráva 2007R04 v kapitole 6 "Organizace provozního personálu", poskytují kompletnější informace stran údržby.

4.9. Provoz během údržby a renovace

Úkony údržby pro obdobné vybavení se tunel od tunelu příliš neliší. Některé tunely však mají specifické vlastnosti (vysoký objem dopravy nebo neustálý dopravní proud, velmi dlouhé objízdné trasy atd.), které výrazně ztěžují úplné nebo i jen částečné uzavření tunelu. V takovém případě může být správce nucen zajistit alespoň určitý rozsah provozu i v době, kdy je prováděna údržba. To je možné jen realizací zvláštních opatření, která zohledňují bezpečnost nejen uživatelů, ale především personálu provádějícího údržbu.

Technická zpráva 2008R15 definuje v kapitole 2  "Provozování existujících městských silničních tunelů" podmínky pro provozování údržby za provozu tunelu.

Obdobné nesnáze, jaké byly popsány výše, se zřejmě objeví při renovaci tunelů, které nejde jen tak uzavřít. Vzhledem k rozsahu údržby mohou takové práce trvat od několika týdnů až po několik měsíců; v důsledku toho je nutné plánovat složitější (a často i nákladnější) opatření.

Technická zpráva 05.13.B rozebírá aspekty týkající se renovací v kapitole 6  "Renovace tunelů" .

4.10. Krátké tunely a/nebo tunely s velmi nízkou intenzitou dopravy

Doporučení výše uvedená v oddílech 4.1 až 4.9 mohou být irelevantní (nebo obtížně aplikovatelná) pro krátké tunely, tunely s velmi nízkými dopravními intenzitami nebo pro tunely vzájemně nesouvisející a situované v řídce osídlených oblastech.

Pro takovéto tunely (případně skupiny tunelů ve stejné silniční síti) se doporučuje provádět individuální podrobnou analýzu, která je zaměřena na následující faktory:

• zeměpisné a klimatické podmínky,
• místní nebo oblastní zdroje v dostupné vzdálenosti: úřady, správce, záchranné složky atd.,
• ekonomické souvislosti,
• hrozící rizika a jejich úroveň.

Tato analýza umožní zorganizovat a zavést v daných tunelech nejvhodnější provozní systém podle jejich konkrétních podmínek.

5.1. Vliv tunelů na kvalitu vnějšího ovzduší

V oboru silničních tunelů se koncentrace zplodin zpravidla sleduje na úrovni vozidlových emisí v tunelu. Škodlivé či lidi obtěžující mohou být ale také koncentrace zplodin mimo tunel. Takové koncentrace znečištění rychle klesají směrem od portálů a šachet, což závisí na řadě komplexních mechanismů jako rychlost a směr větru nebo topografie okolí. V souvislosti s tím roste význam kontroly znečištění v okolí portálů a šachet v případě nárůstu intenzit dopravy nebo jsou-li umístěny v městském prostředí.

Nad tunelem se očekává lepší kvalita ovzduší, než by byla nad odpovídající nadzemní komunikací v témže místě. Nicméně u portálů a šachet se znečištěný vzduch dostává vlivem pístového efektu dopravy a ventilace do okolí, ať už rovnoběžně s tunelem či kolmo na něj. V závislosti na okolních koncentracích znečištění tak blízko portálů a šachet může dojít k místnímu překročení předepsaných limitů znečištění. V takových případech je nutné provést odpovídající protiopatření, aby byla zlepšena kvalita ovzduší v okol tunelu. Opatření mohou zahrnovat stavební či strojní díla, plánování využití pozemků v oblasti apod. Většinou je možné snížit koncentrace znečištění provozními opatřeními, např. změnou režimu ventilace.

PIARC vydal Technickou zprávu 2008 R04 "Silniční tunely: Průvodce optimalizace dopadů na kvalitu", která se věnuje kvalitě ovzduší ve vztahu k tunelům a je návodem jak zvýšit kvalitu městského prostředí. Toho by se mělo dosáhnout úpravami vozidlových emisí a změnou jejich prostorového šíření v okolí tunelu. Tento průvodce se zabývá velkou řadou projektových i provozních možností jak dopad tunelu na okolní ovzduší omezovat: od volby optimální polohy tunelu, přes sklonové poměry, duhy ventilací, řízení vypouštění vzduchu, dopravní řízení, údržbu tunelu až po metody odstraňování zplodin (pokud jsou stále ještě přínosné).

5.2. Hluk a vibrace

Hluk je obecně považovaný za jednu z hlavních nepříjemností vnímanou lidmi, což se značně projevuje v městských oblastech. Měl by se proto zohlednit i při projektování tunelů, zejména u městských tunelů, kde je vysoká hustota výskytu osob, které jsou v okolí tunelových portálů a šachet vystaveny působení hluku.

Problematika hluku vytvářený dopravou se zdaleka netýká jen tunelů. Podzemní stavby se všeobecně považují za přínosné, pokud se týká akustického prostředí, ale v některých konfiguracích může dojít ke zvláštním komplikacím v blízkosti portálů. Ve většině rozvinutých zemí se provádí posouzení hluku u každé plánované stavby nové infrastruktury (včetně přestaveb většího rozsahu) a je pochopitelné, že se musí vzít v úvahu i existence tunelů.

Hlavním zdrojem hluku působícím na okolí je vlastní doprava. Část hluku způsobovaného vozidly jedoucími tunelem se odráží od stěn tunelu a dostává se až k portálu tunelu, které tak mění ve zdroj hluku pro okolí. V některých případech může hladina hluku u portálu překročit hladinu hluku, která by byla u nadzemní komunikace. Tento efekt se ale projeví opravdu jen v bezprostřední blízkosti portálu, se zvyšující se vzdáleností od portálu klesá hladina hluku velmi rychle, neboť hluk z portálu je rychle překryt hlukem vytvářeným vozidly na nezakrytých komunikacích

S tunelovou infrastrukturou souvisí i další zdroje hluku, jedním z hlavních je ventilační systém tunelu. U příčného větrání a podélného větrání s výstupními šachtami mohou větrací jednotky a proudění vzduchu průduchy vytvářet značný hluk, v některých případech musí být v provozu i v nočních hodinách, kdy standardy pro hlukové prostředí vyžadují sníženou úroveň hluku. Jedním z řešení může být snižovat rozsah provozu ventilačních systémů díky optimalizaci jejich funkce, ale tento přístup má své limity.

Nejúčinnějším přístupem je tyto záležitosti zohlednit už v průběhu projektování tunelu. Nejvyšší úroveň hluku je prostorově omezená, takže by se nasávací a výdechové šachty měly umisťovat co nejdále od okolní zástavby, což se ale může projevit na ceně výstavby a provozu. Rychlost proudění zvuku na vstupech a výstupech do okolí by se měla udržovat na nižších hodnotách za účelem snížení produkce hluku, což vyžaduje větší průřezy těchto otvorů. Navíc je často nutné použít tlumiče hluku, aby se omezilo množství hluku "unikajícího" z větráku do okolí.

U podélných větracích systém bývá vliv hluku obecně nižší, to je dáno jednak umisťováním náporových větráků dál od tunelových portálů v zájmu jejich účinnosti (jimi vytvářený hluk se mísí s hlukem z dopravy), jednak častým používáním tlumičů hluku u větráků, aby ani v tunelech úroveň hluku nepřekračovala přijatelnou mez. V některých citlivějších případech to ale nestačí a je zapotřebí zvolit určitá projektová či provozní opatření.

Vibrace generované dopravou jsou jen zřídkakdy větším problémem při provozu silničního tunelu (neboť vlaky generují mnohem více vibrací než silniční vozidla). Pokud už takový problém nastane, je jen velmi málo možných protiopatření, vyjma omezení přístupu pro zvlášť těžká vozidla. Dalším zdrojem vibrací jsou větráky, které by měly být dobře vyváženy, aby se předešlo nadměrným vibracím. Nicméně jejich vibrace jen málokdy ovlivňují okolí a jejich působení je převážně omezené na vlastní větrák, kde negativně ovlivňuje jeho životnost. Může jít ale i o bezpečnostní záležitost, neboť uvolněné součástky náporových větráků by v důsledku vibrací mohly odpadnout od stropu tunelu. Sledování vibrací je velmi důležité pro spolehlivost a bezpečnost náporového větrání.

Vibrace jsou problematické převážně během výstavby, zejména při ražbě s využitím výbušnin. Stavba tunelů je mimo rámec projektů výboru PIARC v oblasti provozu tunelů, konkrétnější doporučení lze najít v publikacích ITA.

5.3. Vliv na vodu

Dopad silniční infrastruktury na kvalitu vody může být velmi značný jak během normálního provozu, (úniky uhlovodíkových látek, ojíždění pneumatik atd.), tak při mimořádných událostech (úniky velkého množství znečišťujících látek).

Existence tunelu toho na problému moc nemění. V tunelu i na normální silnici je třeba vodu čistit (odstranění nečistot, cezení) před tím, než může být vypuštěna do okolního prostředí. Při projektování vodních systém je nutné vzít v úvahu několik specifik tunelů. V první řadě se tunely musí pravidelně čistit, tunely s velkými dopravními proudy i jednou měsíčně. To vyžaduje značné množství vody, navíc obsahující čisticí prostředky. Tunely, v nichž je povolena jízda vozidel přepravujících nebezpečné náklady, musí být vybaveny zvláštními kanály pro omezení šíření hořlavých kapalin na vozovce. Dojde-li k jejich náhodnému úniku, může být rychlost proudu znečišťujících kapalin v kanálu vyšší, než bývá obvyklé na povrchových komunikacích, a vodní systém tunelu musí být schopen se vypořádat i s takovým proudem.

Období výstavby tunelu v citlivé oblasti může být z hlediska vodního prostředí velmi náročná, například stran zákalu ve vodě odtékající ze staveniště. To může vyžadovat různá protiopatřením, což v některých případech může výstavbu dost zkomplikovat a prodražit. Záležitosti výstavby tunelů a související problémy jsou mimo rámec zaměření PIARC. Pokud se čtenář o tuto problematiku zajímá, doporučujeme kontaktovat ITA pro více podrobností.

Dopad na vodní režim se musí prozkoumat pro celý životní cyklus infrastruktury, jakou jsou tunely.

Většina působení tunelu na vodní systém (a vody na tunel) probíhá během výstavby tunelu, ale některé vlivy trvají velmi dlouho a mohou komplikovat provoz a údržbu tunelu. Těmto procesům je nutné věnovat pozornost už během plánování a projektování tunelu, má-li se předejít nepříjemným a drahým pochybením. Detailní výzkum povrchových i podpovrchových vodních stavů by měl probíhat před začátkem, ale i v průběhu výstavby. Je záhodno volit co nejméně rušivé vedení tunelu (a stavební prvky), tak aby bylo minimalizováno narušení či změna hydrologických vzorců a procesů.

V zásadě se tunely mohou dělit na nepropustné (nedovolují žádný vstup vody, na hranici tunelu je plný vodní tlak) a na propustné či polopropustné (dílčí vstup vody do tunelového systém, na rozhraní tunelu a okolí se nevytváří plný vodní tlak). V praxi jsou tunely propustné během výstavby a polopropustné za provozu. Obrázek. 5.3.1 ukazuje vnikání vody do segmentově budovaného tunelu, který by měl být nepropustný.

VV nezděných tunelech (nebo v tunelech s propustným obložením) může hrát pronikání vody důležitou roli. Obrázek 5.3.2 ukazuje vodu proudící skrz propustnou bazaltovou vrstvu v Kanadě.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vysychání podzemní vody související se stylem výstavby infrastruktury je čím dál důležitějším tématem. Tento efekt zpravidla během provozu tunelu nekončí, hladina podzemní vody oproti výchozímu stavu klesá, a to nevratně ovlivňuje místní zdroje vody.

Voda vnikající do tunelu může rozpouštět hydroxid vápníku v betonovém ostění, čímž se stává zásaditější a vytváří pevné sraženiny v odtokových systémech. Tento efekt je častější ve starých tunelech se zastaralými odtokovými systémy. Obrázek 5.3.3 ukazuje tekoucí vodu v odtoku a sraženiny hydroxidu vápníku na betonovém ostění, obrázek 5.3.4 dokumentuje podobný jev na konstrukčním spoji

5.4. Udržitelný provoz tunelu

Současným trendem i na mezinárodní úrovni je vyzývat správce komunikací a silniční orgány k prosazování efektivního využití energií a k přijímání metod vedoucích k dlouhodobé udržitelnosti výstavby i provozu veřejných komunikací.

PIARC během své existence vydal řadu zpráv zaměřených na oblast efektivity provozu tunelů, snižování provozních nákladů a omezování dopadů na životní prostředí.

Téma "udržitelný provoz tunelů " jako celek bude hlavním tématem, kterému se PIARC chystá věnovat v následujícím období (2012-2015).