Niewiarygodne wyzwanie inżynieryjne Polski Międzywojennej - Budowa Tunelu Średnicowego w Warszawie

Linia średnicowa w Warszawie - migawka z budowy w roku 1929

Budowa tunelu linii średnicowej w Warszawie to dla mnie jako inżyniera prawdziwa gratka do analizowania historii techniki budowlanej. To nie była zwykła inwestycja – to była walka z czasem, trudnym gruntem i miejską infrastrukturą, przy jednoczesnym zachowaniu ruchu tramwajowego i kołowego w centrum stolicy.

Tunel średnicowy w Warszawie jest klasycznym przykładem wielkiej inwestycji publicznej realizowanej wbrew kryzysowi gospodarczemu , bowiem budowa Linii Średnicowej w Warszawie, a zwłaszcza tunelu średnicowego, w dużej mierze przypadła na czas światowego kryzysu gospodarczego (Wielkiego Kryzysu 1929–1933).

Przekrój tunelu kolejowej linii średnicowej w Warszawie na wysokości skrzyżowania Al Jerozolimskich i ul. Nowy Świat z prawej gmach Ministerstwa Komunikacji

Rys.1 Przekrój poprzeczny tunelu na odcinku Smolna-Bracka. Proszę zwrócić na wymiary 850cm - głębokości, ziemia wybierana spod przesklepienia w ostatnim etapie prac.

Prace rozpoczęto od strony ul. Smolnej pod nadzorem inżyniera Ciszewskiego, planując tunel pod Aleją 3 Maja i Alejami Jerozolimskimi aż po okolice Nowego Świata, o całkowitej długości ponad 1,1 km. Najpierw Budowa była prowadzona metodą gospodarczą, stopniowo przyspieszaną w latach 1924–1925, kiedy zależało już na szybkim otwarciu ruchu na Alejach co było związane z odbudową mostu Poniatowskiego. Roboty na pewnym etapie rozpoczętych robót powierzono do zakończenia firmie Fr. Martens & Ad. Daab, z krótkim terminem realizacji

Należy mieć na uwadze również pewne "szczęście w nieszczęściu" tj. w kontekście prac prowadzonych w 1924 roku warto odnotować szczęśliwe zbieżenie okoliczności, które w istotny sposób ułatwiło realizację linii średnicowej. Most Poniatowskiego, pozostający nieczynny do 2025 po zniszczeniach wojennych z 1915 roku, tymczasowo uwolnił przestrzeń komunikacyjną w rejonie Alej 3 Maja, stwarzając dogodne warunki do prowadzenia wykopów i fundamentów tunelu. Brak ruchu kołowego do otwarcia mostu w 1925r. pozwalał na bezpieczne zastosowanie ciężkiego sprzętu parowego oraz prowadzenie robót w ciasnej zabudowie miejskiej. Można powiedzieć, że w tym nieszczęściu dla miasta tkwiło pewne szczęście dla samej inwestycji – okoliczności te przyczyniły się do zachowania harmonogramu prac i umożliwiły sprawną realizację jednego z najważniejszych przedsięwzięć infrastrukturalnych stolicy okresu międzywojennego.

Za kierownictwo przebudowy odpowiadali wybitni inżynierowie: prof. inż. A. Wasiutyński, inż. Ciszewski, inż. Olszewski oraz ówczesny kierownik budowy inż. Turowicz. Ich doświadczenie i pomysłowość pozwoliły pokonać nieprzewidziane trudności techniczne i organizacyjne. Jak podają źródła "w czasie prowadzenia robót, ruch uliczny na ul.Brackiej nie był zatrzym any ani na jeden dzień, dzięki wybudowaniu mostu czasowego ponad wykopem tunelowym.

Technologia wykonania prac wymagała bogatej wiedzy geotechnicznej

Budowa tunelu średnicowego w Warszawie była przedsięwzięciem w pełni pionierskim, gdyż choć istniała pewna wiedza inżynieryjna dotycząca tuneli, dotyczyła ona głównie realizacji w warunkach górskich i nie mogła być bezpośrednio przeniesiona do ciasnej zabudowy miejskiej. Inżynierowie musieli eksperymentalnie dobierać metody wykopów, pale fundamentowe oraz żelbetowe pokrycie tunelu, obserwując w praktyce zachowanie gruntu i wpływ robót na otoczenie. Szczególne zasługi w tym zakresie wnieśli prof. inż. Wasiutyński, który kierował nadzorem technicznym i opracowywał innowacyjne rozwiązania konstrukcyjne, inż. Ciszewski, odpowiedzialny za organizację robót i koordynację prac od strony ul. Smolnej, oraz inż. Olszewski, który wprowadzał nowatorskie metody mechanizacji wykopów i adaptował technologie do miejskich warunków. Każda decyzja konstrukcyjna była w istocie testem nowej technologii, co czyniło warszawski tunel wyjątkowym laboratorium inżynieryjnym swoich czasów.

Tutaj widać geniusz praktyczny inżynierów: szerokie wykopy w otwartym terenie wzmacniano deskowaniem i rozporami, a na fundamentach betonowych stawiano potężne ściany kamienne. W miejscach ciasnej zabudowy, pod ruchem ulicznym, trzeba było zastosować pionowe ściany i systemy palowe – rozwiązanie pali Straussa . Zbrojenie żelbetowych stropów projektowano tak, by możliwe było wznoszenie pokrycia bez rusztowań (ziemię wybierano dopiero po wykonaniu sklepienia)– genialne przyspieszenie prac i ograniczenie kosztów.

Budowa kolejowej linii średnicowej w Warszawie - widoczna konstrukcja odciążająca w tunelu oraz robotnicy podczas pracy

Trudności jakie napotkali inżynierowie to np. rura wodociągowa o śr. 75 cm., zasilająca wodą Powiśle i Pragę biegnąca wzdłuż Al. Jerozolimskich, liczne kable telefoniczne, sieci gazowe i ruch tramwajowy. Roboty przy budowie tunelu na odcinku między ul. Bracką i Kruczą rozpoczęto w dniu 1 kwietnia 1927 r. Ten odcinek tunelu był szczególnie trudny do wykonania i wymagał zastosowania pali systemu ,,Straussa" ze względu występowania piasków wodonośnych o miąższości przeszło 20 metrów od poziomu jezdni. Około 11 metrów od południowej ściany tunelu znajdowały się fundamenty kamienic zagrożone osunięciem. Pierwotnie planowano zamiast pali wykonywac studnie pograżane średenicy wewnątrz 2,20 m i o grub. ścianek żelbetowych 0,40 m, ale to całkowicie się nie sprawdziło, dlatego zdecydowano się na pale wkręcane srednicy 45cm średnicy wykonywyane w rurach żelaznych, wkręcanych do głębokości 5-6m poniżej fundamnetów ścian. Pale te były zbrojone wg. koncepcji inż Olszewskiego, kierownika przebudowy Węzła, siatką jednolitą St. Ledóchowskiego, o oczkach rombowych o przekątnych 75 X 195 m m , zwijaną w cylindry o śr. 38 cm. Najpierw metodę tą wykonalno jako odcinek pali próbnych które po odkopaniu dały rezultat zadawalający odnośnie przechodzenia przez oczka siatki ubijanego betonu, przy zastosowaniu żwiru o grubości ziaren do 4 cm.[1]. W celu uniknięcia zamulania otworów dla pali w czasie ich wiercenia, wywołanego różnicą ciśnienia z zewnątrz i wewnątrz rur zalewano odwierty wodą, co jest stosowane w obecnych czasach do wykonywania ścianek szczelinowych wypełnianych przed betonowaniem bentonitem.

Trudności były liczne: twardy, zbity grunt ilasto-marglisty, zimowe warunki, woda w wykopach na głębokości 7–9 metrów, istniejące rury wodociągowe, gazociągi i kable telekomunikacyjne. W niektórych miejscach musiano budować konstrukcje odciążające z belek stalowych i drewnianych pomostów na palach 11-metrowych, by utrzymać ruch tramwajowy nad miejscem robót. Część wykopów prowadzono przy pomocy sztolni i małych pociągów roboczych – to pokazuje, że transport ziemi i materiałów był równie trudny jak sama budowa. W niektórych rejonach urobek usuwano z wykopu za pomocą dźwigu parowego „Menck & Hambrok” wyposażonego w kosz o pojemności 0,75 m³ który poruszał się po ułożonej drodze w postaci toru żelaznego.

Budowa kolejowej linii średnicowej w Warszawie – dźwig parowy „Menck & Hambrok.

Czas realizacji poszczególnych odcinków wahał się od kilku miesięcy do kilku lat – nieprzewidziane wahania finansowania i warunki gruntowe wydłużały prace, zwłaszcza w odcinku Bracka–Marszałkowska. Niemal 40% robót prowadzono zimą, a tempo prac było zmienne: maksimum przypadało na późną jesień i wczesną wiosnę, minimum w środku sezonu.

Zużycie materiałów było imponujące i najlepiej oddaje skalę przedsięwzięcia: od początku robót wykonano około 108 000 m³ robót ziemnych w obrębie tunelu, wzniesiono blisko 1 000 m² ścianek szpuntpalowych o grubości 7,5 cm (7,5 cm to typowa grubość stalowego szpuntpala walcowanego), a posadowienie obiektów wzmocniono poprzez wykonanie około 5 800 m bieżących pali fundamentowych systemu Straussa o średnicy 45 cm. Ponadto zrealizowano około 16 600 m³ ścian oporowych z kamienia łamanego, stanowiących zasadnicze zabezpieczenie wykopów w trudnych warunkach miejskich. Stan na rok 1929 wg. [1].
Na konstrukcję tunelu zużyto łącznie około 1 200 ton zbrojenia stalowego, natomiast objętość wbudowanego betonu osiągnęła blisko 14 700 m³, z czego około 6 200 m³ przypadło na fundamenty i ściany, a dalsze 8 500 m³ na żelbetowe pokrycie tunelu. Skala tych liczb unaocznia nie tylko rozmiar inwestycji, lecz również stopień jej skomplikowania technicznego. Na szczególne podkreślenie zasługują umiejętności organizacyjne i projektowe kierownictwa budowy. Dzięki pomysłowym rozwiązaniom technologicznym oraz sprawnemu zarządzaniu siłami roboczymi udało się utrzymać ciągłość prac mimo bardzo ciasnej zabudowy śródmiejskiej i trudnych warunków komunikacyjnych. Analiza wykresu stanu zatrudnienia na budowie tunelu od początku robót do dnia 1 stycznia 1929 r. wskazuje ponadto, że niemal 40% robót tunelowych wykonano w okresie zimowym, tempo robót było znacznie zmienne, a ich największe natężenie przypadało na późną jesień i wczesną wiosnę, podczas gdy w środku właściwego sezonu budowlanego obserwowano wyraźne spowolnienie prac.

Budowa tunelu to dla mnie nie tylko archaiczna historia, ale też lekcja praktycznej inżynierii – kombinacja wiedzy geotechnicznej, konstrukcyjnej i logistycznej. Każdy pal, każdy strop, każdy wykop to dowód inżynierskiego kunsztu i pasji, które pozwoliły w trudnych warunkach zrealizować inwestycję, bez której współczesna Warszawa nie wyglądałaby tak, jak dziś.

Pozdrawiam inż. Paweł Pietrołaj

Źródło informacji:

[1] Przegląd Budowlany. Warszawa 1929, 30 marca. Budowa tunelu linii średnicowej węzła kolejowego w Warszawie: opis robót wykonanych przez firmę Fr. Martens i Ad. Daab S.A. Biblioteka Narodowa.

________________________________________