Odporność ogniowa konstrukcji tunelu: kolej wg UE, droga wg PIARC

Czy konstrukcja tunelu musi mieć jakąś konkretną klasę odporności ogniowej, tak jak strop w budynku? Odpowiedź zależy od tego, czy tunel prowadzi tory, czy drogę. Dla tuneli kolejowych odpowiedź jest w prawie unijnym. Dla tuneli drogowych odpowiedzi szukamy w wytycznych branżowych, bo takiego rozporządzenia po prostu nie ma.

Tunel kolejowy: kryterium 450°C z rozporządzenia 1303/2014

Rozporządzenie Komisji (UE) nr 1303/2014 z 18 listopada 2014 r. ustanawia techniczną specyfikację interoperacyjności (TSI) w zakresie „Bezpieczeństwa w tunelach kolejowych” systemu kolei w UE (Dz.U. L 356 z 12.12.2014, s. 394, zmienione rozporządzeniem 2016/912 oraz rozporządzeniem wykonawczym 2019/776). Obejmuje tunele kolejowe o długości 0,1 km i większej.

Punkt 4.2.1.2 TSI, dotyczący odporności ogniowej konstrukcji tunelu, stosuje się do wszystkich tuneli bez wyjątku. Wymaganie jest sformułowane funkcjonalnie: w razie pożaru wewnętrzna powierzchnia tunelu musi pozostać nienaruszona przez czas wystarczający do samoratowania, ewakuacji pasażerów i personelu oraz interwencji służb ratowniczych, zgodnie ze scenariuszami przyjętymi w planie awaryjnym dla danego obiektu.

Co to znaczy w praktyce: TSI nie podaje klasy R, bo to nie jest budynek. Punkt 6.2.7.2, opisujący sposób oceny tego wymagania przez jednostkę notyfikowaną, dopuszcza uproszczoną metodę dowodową: wystarczy wykazać, że wewnętrzna powierzchnia tunelu wytrzyma temperaturę 450°C na poziomie sufitu przez ten sam czas, który wynika ze scenariusza ewakuacji. Weryfikacji nie wymaga się dla tuneli skalnych bez dodatkowych elementów nośnych, bo tam nie ma czego sprawdzać.

Materiały konstrukcji, nie tylko sama konstrukcja

Punkt 4.2.1.3 idzie krok dalej i reguluje reakcję na ogień samych materiałów budowlanych użytych w tunelu. Materiały konstrukcyjne muszą spełniać klasę A2, panele niekonstrukcyjne i pozostałe elementy klasę B, a odkryte kable klasyfikację B2ca, s1a, a1 (niższa klasa jest możliwa tylko po ocenie ryzyka przeprowadzonej przez zarządcę infrastruktury). To wymaganie zamyka pętlę: nawet solidna konstrukcja nie pomoże, jeśli wykończenie tunelu samo podkręca pożar.

Tunel drogowy: brak rozporządzenia UE, są wytyczne PIARC i ITA

Dla tuneli drogowych nie istnieje analogiczne rozporządzenie unijne, które narzucałoby jednolite kryterium temperaturowe. Projektanci opierają się na wytycznych Międzynarodowego Stowarzyszenia Kongresów Drogowych (PIARC) i Międzynarodowego Stowarzyszenia Tunelowego (ITA), w szczególności na raporcie grupy roboczej ITA WG6 z 2017 r. Dokument ten porównuje kilka krzywych pożarowych stosowanych do projektowania konstrukcji: ISO 834, holenderską RWS, niemiecką RABT/ZTV oraz francuską HCinc (zmodyfikowaną krzywą węglowodorową).

Kryterium projektowe rekomendowane przez PIARC i ITA jest proste do opisania, trudne do spełnienia: konstrukcja nie może ulec progresywnemu zawaleniu, niezależnie od przyjętej krzywej. Krzywa RWS jest z tej grupy najbardziej wymagająca, bo osiąga ok. 1200°C już w pierwszych minutach testu i utrzymuje wysoką temperaturę przez dwie godziny.

Co to znaczy w praktyce: tam gdzie TSI daje jedną liczbę (450°C) i jasną metodę dowodową, projektant tunelu drogowego musi najpierw wybrać właściwą krzywą dla danego kraju i typu ryzyka, a potem wykazać, że konstrukcja jej wytrzyma. To zupełnie inny poziom złożoności obliczeniowej niż w tunelu kolejowym.

Beton, który latami uznawano za bezpieczny

Prezentacja STUVA z 2019 r. opisuje, jak holenderski zarządca RWS musiał zrewidować własny standard betonu (C28/35) stosowany w tunelach drogowych od lat. Badania wykazały znaczące odpryskiwanie (spalling) betonu uznawanego dotąd za standardowy wariant, poddanego krzywej RWS. RWS zareagował nowym programem badań i korektą składu mieszanki betonowej. To dobry przykład na to, że kryterium „brak progresywnego zawalenia” nie jest formalnością, skoro nawet uznany materiał referencyjny go nie spełniał.

Co z tego wynika dla projektu

Jeśli opracowuję warunki ochrony przeciwpożarowej albo opiniuję rozwiązanie zamienne dla tunelu, pierwsze pytanie brzmi: kolej czy droga. Dla kolei podstawą jest TSI SRT i jej kryterium 450°C, dla drogi trzeba sięgnąć po wytyczne PIARC/ITA i wskazać, którą krzywą pożarową przyjęto do analizy i czy konstrukcja faktycznie nie ulegnie progresywnemu zawaleniu. Pomylenie tych reżimów, albo przeniesienie kryterium kolejowego na projekt drogowy, nie przejdzie przez uzgodnienie.

Jak zlecić weryfikację ochrony biernej tunelu

W ppoz-online.pl prowadzę zdalnie, z całej Polski, weryfikację dokumentacji ochrony biernej konstrukcji tuneli, zarówno kolejowych, jak i drogowych, na etapie uzgodnienia projektu. Pierwsza ocena zakresu dokumentacji jest bezpłatna. Szczegóły procedury znajdują się na stronie uzgodnienia PPOŻ, a zlecenie najprościej złożyć przez formularz w zakładce Skontaktuj się z nami.