A Dél-Buda–Rákospalota vonal tervezésének története azonban jóval korábban kezdődött. 1972-ben a Budapest és Környéke Közlekedésfejlesztési Terve a metró negyedik vonalaként a Dél-Buda–Rákospalota vonalat jelölte meg, és a hetvenes évek közepén a 3-as metró (észak–déli, kék vonal) kivitelezésekor a Kálvin téri állomáson megépítették a majdani 4-es metróvonal állomásához csatlakozó gyalogosátjáró egy részét, hogy a későbbiekben a csatlakozás kiépítése ne zavarja az utasforgalmat.

A megvalósítási tanulmány elfogadása után, 1997-ben megkezdődött egy többlépcsős és hosszadalmas engedélyezési procedúra. Az eljárások közül a környezetvédelmi engedély kiadása közel ezer napig tartott. 2003 végén aztán felgyorsultak az események. A megadott környezetvédelmi engedély lehetővé tette további engedélyezési eljárások lebonyolítását, elsősorban a vasúthatósági engedély megszerzését, mivel csak ennek birtokában lehetett az építési és beszerzési tendereket kiírni. Miután a vasúthatósági engedély is megszületett, a fővárosi jóváhagyást követően elsőként az alagút-építési tender kiírására került sor, hogy 2006 második felében megindulhasson az alagútépítés. Ezzel csaknem egy időben kezdődtek az állomásszerkezeti, a jármű és az integrált rendszerek beszerzésére vonatkozó tenderek.

A szerkezetkész állomási dobozban készítik fel a pajzsot a továbbhaladáshoz

Az alagút-építési vállalkozó, a BAMCO Kkt. által beszerzett EPB (aktív földnyomás-megtámasztású) pajzsok többféle üzemmódban képesek működni, és ezt már a budai oldalon is ki kellett használni. A pajzsok tervezett átlagos előrehaladási sebessége meg­közelítőleg napi 10 méter volt, ami megfelelt a nemzetközi gyakorlatnak. A tervek szerint a pajzsok a már elkészült, résfallal határolt állomási munkagödrökbe érkeztek, ahol a műtárgyon belül egy kiépített pályán – ön­erőből áttolva magát – tovább építette az alagutat a következő állomásig. A pajzsok komolyabb felújítása, generálozása a Szent Gellért téri állomásban történt meg, amely egyben a pesti oldali alagútépítés kiszolgáló műtárgya is.

A pajzsindító műtárgy helyét a Kelenföldi pályaudvarnál jelölték ki, ahol nemcsak a pajzsok összeszereléséhez és az alagutak építésének kiszolgálásához biztosították a helyet, hanem a későbbiek során a járműtelepi vágánykapcsolathoz is.
A budapesti metró építése során az ötvenes évek elejétől kezdve alkalmaztak pajzsokat, amelyek a Szovjetunióból érkeztek, és úgynevezett nyitott homlokú, mechanikus pajzsok voltak. A nyitott homlok miatt, a talajvízszint alatti építésből adódóan, a vízbetörést csak levegő túlnyomás alkalmazásával lehetett kizárni. A túlnyomást nem lehetett a homlokra korlátozni, ezért gyakorlatilag az alagútépítés teljes folyamata túlnyomás alatt zajlott. Így nemcsak a kifejtett anyagot, hanem a beépítendő falazati elemeket (tübbingeket) és minden más anyagot is a zsilipen keresztül kellett beszállítani, és az alagútépítők is csak a zsilipen keresztül tudták a munkaterületet megközelíteni és elhagyni. Ilyen körülmények között a napi átlagos teljesítmény 3-4 méter, a felszíni süllyedések mértéke 50-80 milliméter volt.

A 4-es metró alagútjainak építéséhez a kiírás szerint a kivitelezőnek olyan korszerű alagútépítő pajzsot kellett alkalmaznia, amely biztosítja az ütemterv szerinti napi 12-15 méter előrehaladási sebességet és a maximum 5-20 milliméter felszíni süllyedést. Ez utóbbit minden további nélkül teljesítették a pajzsok. A két pajzs gyakorlatilag az elérhető legmagasabb technikai színvonalat képviselte. A Herrenknecht schwannaui üzeme gyártotta a 4-es metró pajzsait az adott budapesti körülményekhez, talajviszonyokhoz és méretigényekhez igazodva. Az alkalmazott pajzsok EPB, zárt fejtőtérrel rendelkező, monoblokkos marótárcsájú, hidraulikus meghajtású berendezések voltak.

A kész alagút beépítve, még ideiglenes világítással

A tübbinggyártás megszervezése, a terve­zés, a gyártás, a gyártó kiválasztása és a helyszínre szállítás a szerződés szerint a kivitelező feladata volt. A kivitelező végül is a saját érdekeltségű szlovákiai Seréden működő ZIPP betonelemgyártól rendelte meg a tübbingeket és azok helyszínre szállítását. A gyártáshoz nyolc sorozat sablont rendeltek, melyet egy francia cég szállított. Egy sorozat sablonnal egyszerre egy komplett gyűrű hat eleme készült el. A tervezett technológia szerint egy sablonban naponta két elemet lehetett legyártani. A tervek szerint naponta 16 gyűrű, azaz 96 darab tübbing gyártására volt lehetőség. (Napi 12 méteres pajzshaladási sebességet feltételezve a két géplánc 16 gyűrűt tudott beépíteni.) A sablonok tervezett élettartama körülbelül 1500 elem legyártására ad lehetőséget, ez összesen 12 000 gyűrűt jelent, ami elegendő az I. és az akkor még tervezett II. szakasz megépítéséhez.

A tübbingeket közúton, teherautóval szállították a 176 kilométerre lévő Budapestre. Egy kamion egy komplett gyűrűt szállított, szigorú menetrend szerint, mivel a munkahelyi tárolókapacitás kicsi volt a tervezett építési ütemhez képest.
A tübbingek betonminősége C50/60 XA3, XV3 (H), Cl 01, D_max 16.
A tübbingek tűzállóságának javítása érdekében speciális kiegészítő anyagot, Krampefibrin PM 6/42 műanyag szálat adtak a keverékhez 1,0 kg/m³ mennyiségben.

A legnagyobb, 113 m² keresztmetszetű lőttbetonos alagút

A 4-es metró nyomvonala a budai oldalon olyan területeket is érint, ahol a talajvíznek jelentős szulfáttartalma van. A tervezők erre is gondoltak, megvizsgálták azokat a szakaszokat ahol a szulfátálló cementtel készített tübbingeket kell alkalmazni. A vizsgálat eredménye viszont az lett, hogy célszerűbb az összes elemet szulfátálló cementtel készíteni, ezért a kivitelező úgy döntött, hogy csak szulfátálló cementet használ a tübbingek gyártásához.

A budai oldalon a kedvezőbb talajviszonyok (a kemény kiscelli agyag) lehetővé tették – az állomási dobozokba történő ki- és betörések biztosítása érdekében – egyszerű injektáló ernyő alkalmazását. A Duna alatt és a pesti oldalon azonban a nagyobb veszélyt jelentő talajvíz betörésének megakadályozása, illetve elkerülése érdekében más módszert kellett alkalmazni. A kivitelező az úgy­nevezett betondugó mellett döntött. A betondugó mintegy 10 mé­ter hosszú, a pajzs átmérőjénél nagyobb keresztmetszetű, speciálisan vasalt betontömb, melyet közvetlenül a talajból, illetve talajba történő ki- és betörés helyén építettek meg. Az eljárás egyszerű, a pajzs elhaladása után, a pajzskiszolgálás szüneteltetésével a betondugó megmaradt részeit el kellett bontani. Az állomások építésének, organizációjának legnehezebb eleme az állomásépítési és alagút-építési feladatok összehangolása volt. A problémát az jelentette, hogy a pajzsok beérkezése előtt legalább egy hónappal már biztosítani kellett az alagútépítő részére a munkaterületet az alaplemezen, és amíg a pajzsok kiszolgálása az állomáson keresztül bonyolódott, addig az állomásépítő nem tudott dolgozni az alaplemez szintjén. Így például, ha az állomásépítő nem készült el a vasbeton bélésfallal a pajzsok érkezéséig, akkor úgy 9-10 hónap múlva tudott csak a bélésfalépítéshez hozzáférni.

A pajzsos alagutakon kívül több olyan műtárgyat kellett kialakítani, amelyeket csak zárt építési, lőttbetonos bányászati technológiával lehetett kivitelezni. Ilyenek az állomásokhoz kapcsolódó szellőző és vonatfordító műtárgyak, valamint a vonali összekötő alagutak, melyekből mintegy 40 darab épült a 4-es metró első szakaszán. A műtárgyak mérete, funkciójuktól és helyzetüktől függően, nagyban eltér egymástól. E föld alatti műtárgyak keresztmetszetei 12–113 négyzetméter között, a hosszuk pedig 6–101 méter között változik.

Az alagútépítés során alkalmazott technológiák jól vizsgáztak és bebizonyították, ha felkészült személyzettel és a technológiai utasításokat betartva működtetik a berendezéseket, akkor szinte probléma nélkül lehet a pesti talajviszonyok között is zárt módszerrel építeni. Az alkalmazott EPB pajzsok igazolták az elvárásokat, és a jövőbeni metróépítések tervezésekor mindenképpen számításba kell venni alkalmazásukat.

Formálódó állomási belső

A 4-es metró nyitott és zárt módszerrel épült alagútjainak szerkezetei 2011-ben elkészültek, lehetővé téve a további munkálatokat, hogy a metróalagutak és állomások elnyerjék végleges formájukat. Az alagút-építési munkák befejezésével munkaterületet kaptak az állomási szerkezetek építői, hogy befejezhessék az állomásokat és átadhassák a belső beépítő és az áramellátási rendszereket készítő vállalkozók számára és nem utolsósorban a pályaépítőknek az alagutakat.

Egy ideig párhuzamosan dolgoztak a szakipari munkát végzők és a szerkezet­építők (akik már csak a javítási munkákat végezték), majd fokozatosan teljesen birtokba vették az állomásokat a belső beépítők. Elsőként az üzemi terekben kezdték meg a gépészeti és elektromos szerelési munkákat, utána a speciális gépészeti berendezések – főszellőzés és vízködoltó rendszerek – telepítése történt meg. Ahogy haladtak a gépészeti és elektromos szakág munkálatai, annak ütemében folytak az építészeti szakipari munkálatok. Tehát készültek a különböző burkolási munkák, úgymint fal- és padlóburkolatok, továbbá álmennyezetek. Beépültek a helyiségek nyílászárói, elkészültek a különféle lakatosszerkezetek (korlátok rácsok, lépcsők stb.).
Az üzemi terek kevésbé látványos munkálatai után megkezdődtek azoknak a helyiségeknek a szerelési munkái, amelyek már az utasforgalmi terekkel is kapcsolatban vannak és szoros – úgynevezett interfész – együttműködést igényeltek a rendszerek vállalkozóival. Ilyen helyiségek az ÁDI (állomási diszpécser), a belőle leválasztott szerelvényszoba, valamint a pénztárak. Az üzemi terek munkálatai után megkezdődtek az utasforgalmi terek szakipari munkálatai, amelyek már sokkal látványosabb elemeket is tartalmaztak. Elkészültek a padlóburkolatok, amelyek minden állomás esetében jellemzően világos színű gránitból vannak – helyenként sötét színű betétmintával. Az utasforgalmi terekbe nyíló ajtók minden esetben rozsdamentes acélból készültek, szálcsiszolt felülettel.

A Tétényi úti állomás megépült felszíni kapcsolata

Az állomások belső tereiben több helyen készült látszóbeton felület, amely helyenként színezett, lazúrozott, mosható, impregnált bevonatot kapott. Azokon a helyeken, ahol az utasok is elérhetik a falfelületeket, antigraffiti-bevonattal is bevonják a szerkezeteket. A látszóbeton szerkezetek másik formái az úgynevezett kéregpanel burkolatok. Ilyeneket például az állomási végfalakon alkalmaztak az építészek, ahol fényjátékkal vagy egyedi mintával színesítették a felületeket. Hasonló burkolatokkal találkozhatunk az állomások bejárati építményeinél, amelyek közül a Tétényi úti állomáson a kész burkolat már látható. Egy másik speciális szerkezet, amely minden állomásnál megjelenik, az úgynevezett füstkötényfal. Ez az építészeti elem szolgálja tűz esetén a füstterelést, biztosítva a menekítési útvonalak füstmentességét. A füstkötényfalak jellemzően acél-üveg szerkezetek, amelyek formájukkal, színükkel és mintázatukkal alapvetően meghatározzák az állomások karakterét. A Tétényi út állomásnál például egyedi virágminták kerültek az üvegtáblákra. Vannak azonban olyan állomások, ahol az építészeti koncepció más anyagokat részesített előnyben, így a Móricz Zsigmond körtérnél és a Keleti pályaudvarnál egyedi vasbeton elemekből készültek a füstkötényfalak, helyenként strukturált felülettel, illetve színezett kivitelben.

Néhány állomás esetében egyedi speciális burkolatok is készültek, például a Bocskai út állomás rogyasztott üveg végfalburkolata, valamint gyűrt alumínium álmennyezet-burkolata. A burkolási, lakatos- és üvegesmunkála­tokkal együtt megkezdődött a mozgólépcsők telepítése is. Ez év nyarára az állomások többségében befejeződik a mozgólépcsők beépítése. A Keleti pályaudvar állomásnál a kelet–nyugati metróvonalra vezető mozgólépcsőcsoport hiányzik, mert ott még folynak a szerkezetépítési munkák.

Az állomások beépítésével párhuzamosan ez év elején elkészült a komplett járműtelep és befejeződtek a pályaépítési munkák a Ke­leti pályaudvar állomás körzetét kivéve, s ugyancsak ütemesen halad az áramellátási rendszerek kiépítése. Mindent összevetve: a budai oldali állomások készültsége 80 szá­zalékra tehető, ezen belül a Tétényi úti állomás szinte teljesen kész.•