Modernizace dálnice D1 mezi exity Hvězdonice km 29 – Ostředek km 34 a Psáře km 49 – Soutice km 56

• Foto

Provedení modernizace spočívá zejména v kompletní realizaci nového cementobenového krytu a svrchních vozovkových konstrukčních vrstev, provedení modernizace stávajících dálničních mostů a nadjezdů, realizaci nového odvodňovacího dálničního systému, záchytných systémů, dálničního příslušenství a v neposlední řadě rovněž v realizaci nového systému SOS-DIS a dálkové datové optické kabeláže vedené v SDP dálnice.

Při modernizaci dochází k rozšíření stávající vozovky o min. 0,75 m tak, aby mohlo dojít k vedení dopravy v režimu 2+2 jízdních pruhů v jednom jízdním pásu. Dále dochází k navýšení příčných sklonů vozovky na min. 2,5 % a dílčím úpravám nivelety vozovky.

Popsané úpravy zejm. šířkových a sklonových parametrů dálnice vedou k nutnosti provádění rozšíření stávajícího zemního tělesa dálnice, demolic stávajících dálničních nadjezdů a demolic či přestaveb nosných konstrukcí a spodních staveb většiny stávajících dálničních mostů.

Současný trend návrhu etapizace výstavby vychází z požadavku na maximální využití stávajícího šířkového uspořádání a minimalizaci realizace provizorního rozšíření dálničního tělesa nutného pro vedení dopravy v režimu 2+2 jízdních pruhů v jednom jízdním pásu. Za tímto účelem jsou v maximální možné míře využívány stávající stoupací pruhy, doprava je v rámci jednoho modernizovaného úseku převáděna v režimu 2+2 z levého do pravého jízdního pásu a samotná modernizace není realizována v ucelených celcích pravého a levého jízdního pruhu ale tzv. šachovnicově, kdy současně probíhá modernizace v části levého a části pravého jízdního pruhu (viz obr. 1).

I přes tuto snahu o maximální využití stávajícího šířkového uspořádání, které kromě svých pozitiv v minimalizaci dodatečných prací má i svoje negativa spočívající v složitějším schématu vedení dopravního proudu, nutnosti řešení nestandartních technických detailů v místě napojení zmodernizovaných částí na stávající vozovku a dalšího omezení přístupu na staveniště, je nutné v dílčích úsecích před samotnou modernizací provést provizorní rozšíření stávající vozovky na minimální šířku 11,5 m tak, aby po ni mohl být vedena doprava v režimu 2+2 jízdních pruhů v jednom jízdním pásu.

Při provizorním rozšíření vozovky je v místě vnější krajnice provedeno odstranění stávajících konstrukčních vrstev na úroveň zemní pláně v šířce cca 2 – 3 m, rozšíření a zvýšení únosnosti zemní pláně, realizace konstrukčních vozovkových vrstev ze štěrkodrti a navazujících svrchních asfaltových konstrukčních vrstev. Při realizaci provizorního rozšíření je rovněž nutné provést úpravu stávající přilehlého zemního tělesa a realizaci nového dálničního příslušenství vč. záchytného systému (viz obr. 2).

Před zahájením samotné modernizace nebo v jejím úplném začátku je dále nutné provést demolici stávajících nadjezdů. Realizace samotné demolice je specifická s ohledem na nutnost provedení úplné uzavírky dálnice D1 a z toho plynoucích extrémní časových požadavků na tuto činnost. S ohledem na neexistenci alternativních objízdných tras pro vedení zejména nákladní dopravy, byla nákladní doprava při demolicích nadjezdů na v km 34, 49 a 50 vedena již z exitu v km 21 Mirošovice přes Tábor až na exit km 90 Humpolec. Samotný čas na provedení demolice nadjezdů byl stanoven správními orgány na 12 hodin v případě demolice nadjezdu v km 34 a na 14 hodin v případě souběžné demolice dvou nadjezdů v km 49 a 50 s tím, že před samotnou demolicí a úplnou uzavírkou dálnice D1 je nutné provedení přípravné fáze na snesení spočívající ve zřízení dopadové polštáře v jednom jízdním pásu a po snesení nadjezdu dochází opět k otevření a znovu zprovoznění pouze jednoho jízdního pásu, když v druhém jízdním pásu dochází nadále k rozvolňování a odvážení přemístěné betonové suti z nosné konstrukce a dobourávání spodní stavby. Pro splnění těchto extrémních časových požadavků je nutné maximální možné nasazení strojních a lidských kapacit. Při demolici nadjezdu v km 49 tj. MÚK Psáře bylo např. na jednom pracovišti souběžně nasezeno 7 těžkých demoličních pásových bagrů, 2 kolové bagry, 6 nákladních automobilů a 40 pracovníků což je pracovní sestava, které je s ohledem na prostorové uspořádaní pracoviště limitní (viz obr. 3).

První částí modernizace je modernizace středního dělícího pásu dálnice. Při této fázi výstavby dochází ke kompletnímu odtěžení SDP na úroveň zemní pláně, k navazujícímu odstranění stávající kanalizace v SDP a provedení nového páteřního kanalizačního řadu. Před samotnou realizací je nutné provedení provizorní přeložky dálkové optické datové kabeláže, jejíž přerušení je možné provést pouze v řádu několika hodin s tím, že termín samotného přerušení je nutné po projednání se správcem sítě pevně stanovit s dvouměsíčním předstihem. Po provedení nového hlavního kanalizačního řadu, do kterého je provizorně napojen stávající odvodňovací dálniční systém, je nutné v celé délce modernizovaného SDP provést novu kabeláž SOS-DIS systému, definitivní přeložku provizorně vymístěné dálkové optické datové kabeláže, zpětný zásyp SDP do úrovně stávající vozovky a obnovu záchytného systému. Na veškeré tyto činnosti je investorem stanoven časový rámec v délce trvání cca 2 měsíců. S ohledem na tyto časové nároky investora bylo nutné při modernizaci SDP mezi exity km 49 Psáře a km 56 Soutice zajistit provedení páteřního kanalizačního řádu v délce přesahujícím 6 kilometrů za pouhých 21 dní (viz obr. 4). Při této fázi modernizace je doprava vedena v obou jízdních pásech ve dvou zúžených jízdních pruzích umístěných na krajnici s tím, že střední dělící pás je v celé modernizované délce oddělen od dopravního proudu pomocí dočasných svodidel. Přístup na staveniště je zajištěn po cca 600 metrech pomocí provizorních vjezdů skrz tyto dočasná svodidla. Tento dopravní režim je v kombinaci s nemožností využívání přilehlých exitů z důvodu provedených demolic nadjezdů v těchto exitech extrémně náročný na zajištění samotného přístupu materiálu a mechanizace na staveniště.

Po provedení popsaných úvodních fázích modernizace, je zahájena samotné modernizace jízdních pásů dálnice. Při této fázi modernizace je doprava v obou směrech vedena v protilehlém nemodernizovaném jízdním pásu dálnice v režimu 2+2 jízdních pruhů oddělených dočasným svodidlem. Při modernizaci jízdního pásu dochází k odstranění stávajícího betonového či asfaltového krytu na úroveň vrstvy stávající cementové stabilizace (viz obr. 5). Z povrchu stávající cementobetonové stabilizace jsou prováděny příčné překopy pro přípojky a vyústění nového odvodňovacího systému dálnice, překopy pro přípojky kabeláže systému SOS-DIS. Dále je z tohoto povrchu realizováno samotné rozšíření zemního tělesa dálnice. Při rozšíření tělesa dálnice je provedeno odstranění stávajících konstrukčních vrstev na úroveň zemní pláně v šířce cca 2 – 3 m, rozšíření a zvýšení únosnosti zemní pláně, realizace nového drenážního systému a navazující konstrukčních vozovkových vrstev ze štěrkodrti (viz obr. 6). Při rozšíření zemního tělesa dochází k v místech zářezů k odtěžení a nastrmění stávajících zářezových svahů s případným nutným souvisejícím zabezpečením svahů (viz obr. 7). V místech násypů je rozšíření zemního tělesa realizováno pomocí výztužný prvků zajišťujících stabilitu nově budovaných násypových těles (viz obr. 8). Po provedení zemních prací je realizováno plošné odfrézování stávající cementové stabilizace na výškovou úroveň vrchního povrchu konstrukční vrstvy recyklace za studena tj. na úroveň 39 cm pod povrchem nového cementobetonového krytu. Z této výškové úrovně je provedena recyklace za studena v tloušťce 12 cm s doplněním materiálů zvětšením tloušťky prováděné recyklace v místě rozšíření zemního tělesa ve vnější krajnici, kde tloušťka prováděná vrstvy recyklace za studena dosahuje až 50 cm (viz obr. 9). K provedení vrstvy recyklace za studena je použito příměsi 5 % až 7 % cementu. Po vyzrátí vrstvy recyklace za studena a uběhnutí investorem předepsané technologické přestávky v délce trvání 7 dní je realizována nová vrstva cementové stabilizace v tloušťce 12 cm. Při realizaci obou staveb bylo pro provedení cementové stabilizace využito materiálu recyklovaného ze stávajícího vybouraného cementobetonového krytu. Za tímto účelem byly v exitu 34 Ostředek a v exitu 49 Psáře vybudovány recyklační centra, v kterých byl stávající vybouraný cementobetonový kryt podrcen, přetřízen a ve vybudovaných mobilních betonárkách z něho byla umíchána směs pro zhotovení nové vrstvy cementové stabilizace (viz obr. 10). Samotné pokládka vrstvy cementové stabilizace bylo prováděna současně na celou šířku realizované konstrukční vozovkové vrstvy za pomocí dvou souběžných finišerů (viz obr. 11). Po vyzrátí položené vrstvy cementové stabilizace a opětovném uběhnutí investorem předepsané technologické přestávky v délce 7 dní je zahájeno provádění stěžejní konstrukční vrstvy tj. cementobetonového krytu. Cementový kryt je realizován jako dvouvrstvý s vymývaným povrchem. Celková tloušťka realizovaného cementobetového krytu činí 27 cm. Betonová směs pro realizaci cementobetonového krytu byla vyráběna ve dvou mobilních betonárnách vytvěných za tím účelem v km 34 MÚK Ostředek a v km 49 MÚK Psáře (viz obr. 12). Ve velkokapacitní mobilní betonárce umístěné v km 34 MÚK Osředek byla kontinuálním způsobem míchána betonová směs pro spodní beton a v mobilní betonárce v km 49 MÚK Psáře byla šaržovým způsobem míchána betonová směs pro horní beton. Pokládka cementobetonového krytu byla realizována sestavou betonářských dvou betonářských finišerů a jednoho postřikovacího při celkové délce sestavy cca 45 m (viz obr. 13). Po vytuhnutí položeného betonového krytu a opětovném uběhnutí investorem předepsané technologické přestávky v délce trvání 7 dní je zahájena realizace konstrukčních asfaltových vrstev navazujících na položený cementobetový kryt v předpolích mostů, na mostech, v odbočeních, připojeních, v mimoúrovňových křižovatkách a v neposlední řade v SOS zálivech. Svrchní asfaltové vrstvy je nutné realizovat na celou šířku rychlého a pomalého jízdního pruhu sledem finišerů nebo finišerem s pevnou lištou (viz obr. 14). Zároveň se zahájením realizace asfaltových vrstev je po uběhnutí technologické přestávky předepsané pro vytuhnutí cementobenového krytu zahájena realizace dokončovací prací představující realizaci monolitických a prefabrikovaných odvodňovacích žlabů a rigolů, vyústních objektů kanalizace a drenáží, zemních a zpevněných krajnic, ohumusování, vegetačních úprav a záchytných systemů ve vnější krajnici (viz obr. 15). Obecný požadavek investora je realizace modernizace obou jízdních pásů během jedné stavební sezóny, z tohoto vyplývá požadavek na provedení modernizace jednoho jízdního pásu v horizontu cca 3,5 měsíců přičemž pouze investorem předepsané technologické přestávky na realizovaných konstrukčních vrstvách z tohoto času činí 3 týdny.

Samotnou kapitolou je při realizaci modernizace dálnice D1 provádění mostních objektů. S ohledem na investorem stanovené termíny realizace díla je nutné dálniční mosty zdemolovat a znovu vystavět v časovém horizontu cca 3 měsíců. U menších rámových objektů je prováděna kompletní demolice dálničních mostů včetně základových konstrukcí a opětovná výstavba nových monolitických konstrukcí mostů. U mostů větších rozpětí je pro realizaci nosných konstrukcí využíváno prefabrikovaných předpnutých nosníků. Samotnou realizaci dálničních mostních objektů velmi stěžuje omezený rozsah staveniště související s nutností vedení dopravy v režimu 2+2 v souběžném jízdním páse často kombinovaný s požadavkem investora na zachování veřejné dopravy rovněž v prostoru pod nově budovaným mostem. Zabezpečení výkopu u souběžného dálničního pásu je téměř po celou dobu výstavby nových dálničních mostů nutné provést pomocí rozsáhlého záporového pažení. Ochranu veřejného provozu vedené pod nově budovanými dálničními mosty je nutné zabezpečit pomocí ochranných skruží a lávek (viz obr. 16). Realizace dálničních nadjezdů převádějích přes dálnici silnice nižších tříd je realizována za plného provozu vedeného po dálnici D1 pod realizovaných nadjezdem. Při realizaci nadjezdů je nutné souběžné provádění spodní stavby na obou krajních opěrách a na pilíři umístěném ve středním dělícím pásu dálnice, který je od ostatních pracovišť oddělen veřejnou dopravou vedenou po dálnici ve dvou jízdních pruzích v každém jízdním pásu. Obecný požadavek investora je provedení demolice stávajícího nadjezdu a vybudování nového nadjezdu za jednu stavební sezónu tj. s přihlédnutím k nutným dopravním opatřením realizovaným v souvislosti s výstavbou na dálnici D1 za období cca za 6 měsíců. Pro urychlení výstavby je využíváno prefabrikovaných spodních částí středových příčníků a nosná konstrukce nadjezdu je realizována pomocí prefabrikovaných předepnutých nosníků. Veškeré činnosti vč. betonáže nosné konstrukce vyjma demolice nadjezdu a osazovaní prefabrikovaných nosníků jsou realizovány při zachování provozu na dálnici D1. Při osazování prefabrikovaných předepnutých nosníků nosné konstrukce je provoz na dálnici D1 veden v každém směru v jednom jízdním pruhu a při montáži jednotlivých nosníků dochází ke krátkodobému zastavování dopravy v délce trvání uzavírky cca 15 – 20 minut (viz obr. 17).

Po provedení veškerých předešlých pospaných částí modernizace, je nutné jako poslední část modernizace provést dokončení modernizace středního dělícího pásu dálnice. Při této fázi výstavby jsou rychlé jízdní pásy v obou jízdních směrech uzavřeny pomocí přenosných značek a v celé délce modernizovaného úseku středního dělícího pásu je realizována demontáž stávajícího záchytného systému a montáž nového záchytného systému, déle jsou realizovány přejezdy středního dělícího pásu, svislé dopravní značení ve středním dělícím pásu a dokončovány terénní úpravy. Posledními realizovanými pracemi je dokončení vodorovného dopravního značení a odstranění provizorního vodorovného dopravního značení. Na tuto poslední fázi výstavby je vyčleněno čas v rozsahu cca 2 – 3 týdnů.

Obecně lze konstatovat, že realizace modernizace dálnice D1 patří k nejnáročnějším v současné době realizovaným dálničním stavbám a to zejména s ohledem na časovou a organizační náročnost stavby související s nutností zachování veřejného provozu na dálnici D1 a současné realizace stavby. Popisované investorem stanovené časové limity pro realizaci modernizaci jsou na samé hranici technologických možností a současná snaha investora o další zrychlení výstavby jde již dle mého názoru za tuto hranici.

The Modernisation of D1 Highway Between the Exists of Hvězdonice in km 29 – Ostředek in km 34 and Psáře in km 49 – Soutice in km 56
The modernisation will mainly consist in constructing a new cement-concrete surface and upper pavement structural layers, modernizing the existing highway bridges and overpasses, building a new highway drainage system, safety systems, highway facilities and, last but not least, introducing a new SOS-DIS system and a remote data fibre optic cabling led in the highway’s central reserve.

Autor

• Ing. Ludvík Zdeněk