Kolektor Hlávkův most

• Foto

ÚVOD

Výstavba hlubinného kolektoru II. kategorie „Hlávkův most“ byla zahájena 15. 9. 2016. Jeho hlavním účelem je převedení stávajících inženýrských sítí vedených v tělese mostu do podzemí, aby následně mohlo dojít k jeho rekonstrukci. Taktéž dojde k propojení již vybudovaných kolektorů NLS a SPHM. Investorem stavby je Hlavní město Praha zastoupené Zavos s. r. o., generálním dodavatelem stavby č. 8615 „Kolektor Hlávkův most“ pak sdružení Subterra a. s. a HOCHTIEF CZ a. s., projekční práce realizuje Ingutis s. r. o. a geotechnický monitoring zajišťuje Inset a. s.

V rámci realizace bude vyraženo 385 m nové trasy, dvě technické komory o celkové délce 28 m, vyhloubeny čtyři šachty o celkové hloubce 130 m a hloubený kolektor na ostrově Štvanice o délce 100 m. V tuto chvíli se jedná o jedinou ražbu dle Nové rakouské tunelovací metody (NRTM) na území České republiky.

V současné době jsou již všechny šachty, technické komory i kolektorové trasy zajištěny v dočasné výztuži a byly zahájeny práce na trvalé výztuži technické komory TK101 a kolektorové trase J101-J102.

GEOLOGICKÉ A HYDROGEOLOGICKÉ POMĚRY

Dle geomorfologického členění ČR patří zájmové území k Pražské kotlině, jež je součástí České tabule. Značně se v něm projevila erozní činnost Vltavy, kdy se říční koryto zahlubovalo do podložních zvrásněných a tektonicky porušených ordovických hornin. Původní morfologie terénu byla narušena také vlivem lidské činnosti, a to při výstavbě nábřežních zdí a komunikací na levém i pravém břehu Vltavy a ostrova Štvanice.

Geologické poměry zájmového území lze charakterizovat jako poměrně složité a značně proměnlivé. Na zvětralém ordovickém skalním podloží leží fluviální sedimenty a navážky. Zaměříme se na horniny skalního podkladu. Z nových a archivních průzkumných prací byla v zájmovém území zastižena geologická souvrství letenské, vinické a záhořanské.

Souvrství letenské – sedimenty tohoto souvrství tvoří především droby a křemence s vložkami jílovitých břidlic. Břidlice jsou jemně až hrubě slídnaté deskovitě až lavicovitě vrstevnaté. Křemence jsou jemnozrnné, deskovitě odlučné s mocností 6 – 20 cm. Celkový charakter sedimentu do jisté míry připomíná flyš. Pevnost v prostém tlaku σ_c = 35 – 150 MPa.

Souvrství vinické – na rozdíl od mladšího letenského souvrství se jedná o sedimenty hlubšího moře a je tvořeno černými jílovitými břidlicemi s hojným obsahem slídy. Zpravidla se vyskytují ještě s písčitou příměsí, která místy přechází do čoček a vrstev drob a pískovců. Pevnost v prostém tlaku σ_c = 25 – 100 MPa.

Záhořanské souvrství – je tvořeno především prachovci a prachovitými břidlicemi, hrubě slídnatými s velmi hojnou faunou. Vlastnostmi je toto souvrství v zastiženém území velmi blízké vinickému. Pevnost v prostém tlaku σ_c = 20 – 70 MPa.

Hydrogeologické poměry lze v zájmovém území řadit ke dvěma typům – podzemní voda v prostředí s průlinovou propustností (v sedimentech) a v prostředí s puklinovou propustností (horniny skalního podkladu). V místě provádění hloubení šachet pod hladinou podzemní vody v sedimentech je zabráněno vniknutí vody do díla převrtávanými pilotami případně pilíři tryskové injektáže. Závěrečná zpráva podrobného IG a HG průzkumu provedená společností PUDIS a. s. v červnu 2006 predikovala normální přítok do díla Q = 12,3 l.s^–1. Zvýšené přítoky byly očekávány při ražbě v letenském souvrství a tektonických poruchách. Při částečném propojení se zvodnělými štěrky byly očekávány havarijní přítoky až 50 – 80 l.s^–1.

Pro ověření geologických a hydrogeologických poměrů v předpolí se provádí subhorizontální jádrové předvrty dl. 20 m s překrytím 3 m. Současně se ve vrtu provádí georadarové a seismické měření.

V zadávací dokumentaci stavby bylo rozhraní mezi letenským a vinickým souvrstvím předpokládáno pod Vltavou na holešovické straně, tedy v úseku kolektorové trasy TK103 – J104 a přechod mezi vinickým a záhořanským souvrstvím na karlínské straně, tedy v úseku J101 – J102 (viz obr. 1). Při realizaci však byl přechod mezi letenským a vinickým souvrstvím zastižen již při ražbě kolektorové trasy J102 – TK103. Byl reprezentován masivnějšími přítoky podzemní vody po diskontinuitách. Přechod mezi vinickým a záhořanským souvrstvím byl zastižen dle předpokladu na kolektorové trase J101 – J102.

ŠACHTY

V trase kolektoru jsou navrženy 4 šachty (J101, J102, J103 a J104). Šachty J101 a J104 jsou šachty koncové a souběžně s osou Hlávkova mostu propojují oba břehy Vltavy. V první fázi všechny šachty slouží, jako těžební. V konečné fázi budou mít šachty poměrně široké využití. 

Šachta J101

Šachta J101 má tvar kruhového profilu o vnějším průměru 6,06 m a celková hloubka šachty je 32,24 m. Před zahájením hloubení byla šachta zajištěna 30 kusy převrtávaných pilot o průměru 900 mm. Piloty jsou vždy dovrtány až do únosného podloží (silně až mírně zvětralé břidlice).

Po zajištění šachty následuje její hloubení za současné výstavby provizorního ostění. V místech, kde je šachta po celé výšce zajištěna pilotami, je provizorní ostění doplněno KARI sítí 100/100 – 8/8 mm a stříkaným betonem C25/30 – XC2 (SB30 / typ II / obor J2, suchá směs) v tloušťce 70 – 175 mm. V úrovni pat pilot jsou ve dvou úrovních osazeny samozávrtné svorníky IBO o průměru 32 mm, délky 4 m s tlakovou injektáží směsí např. CEM 42,5 R. Pod úrovní takto zajištěných pat pilot pokračuje provizorní ostění z příhradových rámů v osové vzdálenosti 1,5 m za současného vkládání KARI sítí 100/100 – 8/8 mm při obou površích rámů a stříkaného betonu C25/30 – XC2 (SB30 / typ II / obor J2, suchá směs) v tloušťce 250 mm. V rozmezí cca 1,5 m pod patou pilot je také navrženo opatření proti sedání železobetonovým prstencem zakončeným vylamovacími lištami délky 800 mm. Provizorní dno šachty je zajištěno deskou z betonu C20/25 – XC2 s vložením KARI sítí 100/100 – 8/8 mm při obou površích.

Způsob rozpojování hornin v šachtě J101 bylo realizováno strojním způsobem. Z hornin skalního masivu se v daném území vyskytuje souvrství zahořanské.

Šachta J102

Šachta J102 má tvar kruhového profilu o průměru 8,16 m a celková hloubka šachty je 36,96 m. Před zahájením hloubení byla šachta zajištěna 36 kusy převrtávaných pilot o průměru 1 000 mm. Piloty jsou vždy dovrtány až do únosného podloží (silně až mírně zvětralé břidlice).

Po zajištění šachty opět pokračuje její hloubení a zajištění provizorního ostění obdobně jako u šachty J101.Z hornin skalního masivu se v daném území vyskytuje souvrství vinické.

Šachta J103

Šachta J103 má tvar kruhového profilu o průměru 6,8 m a celková hloubka šachty je 29,3 m. Před zahájením hloubení byla šachta zajištěna 40 kusy převrtávaných pilot o průměru 750 mm. Piloty jsou vždy dovrtány až do únosného podloží (silně až mírně zvětralé břidlice).

Po zajištění šachty opět následuje její hloubení a zajištění provizorního ostění obdobně jako u předchozích šachet. Rozpojování hornin v šachtě J103 zpočátku probíhalo strojním způsobem (cca úvodních 14 metrů), dále rozpojování bylo prováděno pomocí trhacích prací.

Z hornin skalního masivu se v daném území vyskytuje souvrství letenské.

Šachta J104

Šachta J104 má tvar elipsovitého profilu o rozměrech 6,42 × 5,68 m a celková hloubka šachty je 32,2 m.

Oproti ostatním šachtám je horní část šachty zajištěna 31 kusy tryskové injektáže o průměru 1 200 mm až do únosného podloží. Do všech vrtů tryskové injektáže jsou vloženy trubky TR108/10. Provizorní ostění z příhradových rámů, dvou vrstev KARI sítí 100/100 – 8/8 mm a stříkaného betonu C25/30 – XC2 (SB30 / typ II / obor J2, suchá směs) je v tomto případě provedeno v celé výšce šachty J104. Prvních 5 příhradových rámů je kotveno trny průměru 32 mm, délky 0,5 m do sloupů tryskové injektáže (vyjma propoje do SPHM). Z hornin skalního masivu se v daném území vyskytuje souvrství letenské.

Využití vybudovaných šachet

Šachta J101 propojí nově budovaný kolektor Hlávkův most se stávajícím kolektorem NLS, dále z této šachty proběhla ražba technické komory TK101 a v budoucnu umožní, propoj s kabelovodem (KK1). Šachta J102 je umístěna na Štvanickém ostrově před bývalým zimním stadionem Štvanice. V této šachtě bude umístěn šplhavý výtah, který bude sloužit při provozu kolektoru k příležitostní přepravě osob a nákladu z povrchu na dno jámy. Dále bude v horní části šachty J102 vedeno hlavní větrání kolektoru. Šachta J103 umístěná rovněž na Štvanickém ostrově slouží především k vyvedení podpovrchového kolektoru napříč pod Hlávkovým mostem (hloubené odbočné větve), který bude určen pro budoucí připojení inženýrských sítí. Poslední šachta J104 umístěná v nájezdu z Nábřeží Kpt. Jaroše na Hlávkův most, je koridorem propojena se stávajícím kolektorem SPHM.

TECHNICKÁ KOMORA TK101

Technická komora TK101 je ražena ze šachty J101 pod dvojicí proplachovacích kanálů vedoucích z Těšnova do Libně tlamového profilu 3 500 mm × 1 700 mm zhotovených na počátku 20. století 7 metrů od budovy ministerstva zemědělství. Vzdálenost dna proplacho vacího kanálu od klenby TK101 je 13,5 m. Komora je 9 000 mm široká, 9 760 mm vysoká o délce 18,87 m. V čelní stěně komory je navržen zárodek v profilu raženého kolektoru pro budoucí pokračování ve směru ke kolektoru CENTRUM o délce 2 690 mm. V levé části komory se nachází zárodek napojení na kabelový tunel PRE v profilu 3 545 × 3 840 mm o délce 2 680 mm.

Výška skalního nadloží je proměnlivá od 4,1 m do 4,7 m. Nad tímto nadložím se nachází fluviální sedimenty Vltavy (písky a štěrk špatně zrněný) a antropogenní navážky. Ražba probíhala v záhořanském souvrství. Vzhledem k velikosti profilu, nízkém skalním nadloží a podcházení dvojice proplachovacích kanálu se jednalo o velmi složitou etapu ražeb s vyloučením trhacích prací. Ražbě předcházelo zajištění klenby proplachovacího kanálu podpůrnou konstrukcí, která musela být instalována potápěči za plného provozu kanálu.

V realizační dokumentaci byl výrub členěn horizontálně i vertikálně na 4 dílčí výruby. Ražba probíhala v technologické třídě NRTM 4 pouze se strojním rozpojováním (viz obr. 3).

Primární konstrukce byla navržena z příhradových rámů v osové vzdálenosti max. 1 000 mm se stříkaných betonem C25/30 – XC2 (SB30 / typ II / obor J2, suchá směs) doplněných o KARI síť 100/100 – 8/8 mm při obou površích výztuže. Primární ostění bylo doplněno o radiální samozávrtné svorníky typu IBO o průměru 32 mm dl. 4 000 mm.

Nejdříve byla zahájena ražba 1. dílčího výrubu z úrovně počvy. Následně byl profil rozšířen a byla vybourána dočasná opěra, poté se prohloubila šachta J101 na dno a zahájila se ražba 3. a 4. dílčího výrubu (viz obr. 3).

Aktuálně se provádí přípravné práce na zahájení betonáže definitivního ostění technické komory.

TECHNICKÁ KOMORA TK103

Tato ražená komora se nachází na ostrově Štvanice v těsné blízkosti šachty J103 mezi Vilou Štvanice a Hlávkovým mostem. Je vyražena v technologické třídě 4 za pomoci trhacích prací. Rozměry komory jsou délka 10,9 m, výška 9,76 m a šířka 9,01 m, tj. příčný profil 73,31 m². Samotný postup ražby technické komory TK103 byl prováděn v návaznosti na ražbu propoje a hloubení šachty J103. Členění bylo podobné jako při ražbě TK101 (obr. 4).

KOLEKTOROVÉ TRASY

Raženými trasami kolektoru dojde k propojení nejen všech podzemních objektů kolektoru, ale také obou Vltavských břehů v trase vedoucí západně od Hlávkova mostu.. Ražená kolektorová trasa příčného profilu 23,2 m² z toho činí 384,23 m a zbytek jsou technické komory a šachty. Součástí kolektorové trasy je také hloubená odbočná větev na Ostrově Štvanice o délce 99,6 m, kterou budou v budoucnosti vyvedeny veškeré inženýrské sítě na ostrov.

Příčný profil štoly kolektorové trasy je oválný s protiklenbou, vychází z průřezu kolektoru II. kategorie a je 23,2 m². Šířka výrubu je 4,5 m a výška 5,94 m. Celý kolektor včetně tras je vyspádován směrem k šachtě J103, kde se nachází žumpovní jímka. Ve všech třídách je výrub zajištěn příhradovými rámy se stříkaným betonem C25/30 – XC2 (SB30 / typ II / obor J2, suchá směs) doplněným o KARI sítí 100/100 – 8/8 mm při obou površích z výztuže B500B a doplňující zajištění tvořily 4 m dlouhé radiální svorníky injektované tlakovou injektáží.

Pozornost byla věnována i místu, kde kolektor podchází pilíř Hlávkova Mostu ve staničení 325 m. V tomto místě je jako opatření v technologické třídě NRTM 4 v délce 10 m na obě stany navrženo zdvojení příhradových rámů na jeden záběr.

Ražby byly zahájeny začátkem února na trase ze šachty J101 směrem k J102, kde bylo vyraženo mimo vodní tok 29,2 m celého profilu kolektoru. Na začátku února započaly ražby i ze šachty J102 dvěma zarážkami v kalotě oběma směry v omezené strojní sestavě. Po jejich dokončení byl do šachty 6. 3. 2017 spuštěn razící kombajn Alpine AM50 a ražby pokračovaly směrem k J103 (viz obr. 5). Proraženo zde bylo na konci dubna a poté byla znovu zahájena ražba z této šachty i směrem k šachtě J101 v Záhořanském souvrství s mechanickým rozpojováním a zároveň byly zahájeny i ražby s trhacími pracemi od komory TK103 směrem k šachtě J104 v Letenském souvrství. Průměrná rychlost ražby byla přibližně 1,5 m za den v kalotě a 3 m za den ve dně.

Definitivní železobetonová konstrukce je navržena z monolitického betonu třídy C30/37 –XC2 – XA2 a výztuže B500B.

ZÁVĚR

Činnosti prováděné hornickým způsobem se na Kolektoru Hlávkův most již dostaly za svou nejrizikovější část. Díky konzervativnímu způsobu ražby nejsou na povrchu ani na budovách v zóně ovlivnění znát žádné dopady. Realizační tým složený z odborníků dvou organizací se přitom musel zhostit složitého úkolu, kdy prováděl ražby ze tří čeleb současně. Věřme, že výstavba kolektoru Hlávkův most nebude na čas poslední akcí tohoto typu a nastartuje rozvoji hlubinných kolektorů v metropoli. O přínosu kolektorizace inženýrských sítí není pochyb.

LITERATURA:
[1] CHMELAŘ, R., J. MAŠKOVÁ a Z. LUKÁŠ. Podrobný inženýrskogeologický a hydrogeologický průzkum stavba č. 8615, Kolektor Hlávkův most. PUDIS a. s., Praha, 2006
[2] RÁČEK V., ZLÁMAL, J. Projekt kolektoru Hlávkův most. Tunel. Praha, 2015, 24(2), 8
[3] Projekt: Stavba č. 8615 „Kolektor Hlávkův most“, Ingutis, spol. s r. o., realizační dokumentace stavby, 2016/2017

Hlávka Bridge Utility Tunnel
Utility tunnels have a rich tradition in Prague. Their construction was commenced in 1969 and they underwent a significant development in the 1990s. In 2018, the 0.5 km long cut utility tunnel of Hlávka Bridge will be built, extending the existing network of cut and bored utility tunnels with the total length amounting to almost 91 km. Thus, the existing utility tunnels of the Northern Bridgehead of Hlávka Bridge will be connected with the Ludvik Svoboda River Bank on the both banks of the Vltava River and Štvanice Island. The technical solution of Hlávka Bridge utility tunnels, which is different from the previous solution of utility tunnels using bored structures, could set out a trend in the further development of utility tunnels not only in Prague.

Autoři

• Ing. Kozubík Radek
• Ing. Dohnálek Václav
• Ing. Špeta Martin