Obnova železničního náspu v traťovém úseku Hájek – Dalovice

• Foto

Dne 14. 4. 2018 vznikla závada na trati č. 140 Chomutov – Cheb v traťovém úseku Hájek – Dalovice přibližně ve staničení 181,700 – 181,800. Traťmistr zde prozíravě zastavil provoz nejprve na jedné a pak i na druhé koleji. Krátce na to se svah pod druhou traťovou kolejí sesunul a kolej zůstala zkroucená ve vzduchu.

O dva dny později si poškozenou trať prohlédl i ministr dopravy Ing. Dan Ťok. V tuto dobu už zde probíhaly zajišťovací práce. Původním cílem bylo do týdne obnovit provoz alespoň na první traťové koleji. Na základě předběžných výsledků geologických průzkumů provedených v oblasti sesuvu svahu se ukázalo, že zvažovaná varianta zprovoznění první traťové koleje není z hlediska dodržení bezpečnosti provozu na trati proveditelná. Železniční těleso bylo v místě sesuvu geologicky nestabilní. Situaci také komplikoval omezený přístup pro těžkou mechanizaci k místu sesuvu. Z těchto důvodů bylo dohodnuto, že dojde k sanaci celého náspu v délce cca 70 metrů.

Během jednoho týdne byl odstraněn železniční svršek, trakční sloupy a zbytky trakčního vedení a nadále se pokračovalo v odtěžování železničního náspu. Současně s odtěžováním železničního náspu byl prováděn geologický průzkum, na jehož základě vznikla projektová dokumentace.

V rámci geologického průzkumu bylo zjištěno, že těleso původního náspu bylo vybudováno počátkem 80. let 19. století a bylo jednokolejné. Původní těleso překonávalo údolí Vitického potoka. Asi koncem 19. století došlo k rozšíření o druhou traťovou kolej. Jádro původního náspu tvořily převážně jíly. Zbylý násep byl vybudován z různorodých materiálů - jako škvára, výzisk, popel, jíly s příměsí štěrku, hlinitá zemina s příměsí štěrku. Na základě geologického průzkumu bylo rozhodnuto, že nový násep bude založen na jílovcích, které budou dostatečně únosné pro založení náspu.

Při odtěžování náspu byly zastiženy smykové plochy, které zasahovaly až do hloubky cca 15 m od traťové koleje a proto bylo nezbytné založit nový násep až v této hloubce. V rámci odtěžování svahu byly nalezeny ve spodní části tělesa kamenná odvodňovací žebra, která v minulosti odváděla vodu z náspu. Během let došlo ke změnám v okolním terénu a tato kamenná žebra přestala plnit svou funkci. V průběhu odtěžování náspu byla v původním jádře nalezena i historická dřevěná konstrukce, která se nacházela v podélném směru. Tato dřevěná konstrukce vypadala i po tolika letech jako nová a to díky jílům, ve kterých byla zabudována. Dřevěná konstrukce v minulosti patrně sloužila k navážení materiálu na vybudování náspu jednokolejné trati.

Po vyhodnocení všech zkoušek, včetně informací z geologického průzkumu, byl nový násep založen na konsolidační vrstvě, kterou tvořilo kamenivo frakce 63/125 mm a 32/63 mm včetně výztužné geomříže. S touto vrstvou byla propojena původní kamenná žebra. Díky použitému kamenivu bude konsolidační vrstva v budoucnu sloužit jako odvodnění svahu. Aby došlo k zajištění přirozené vlhkosti původního tělesa náspu z roku 1870, tak byla ochráněna geomembránou.

Pro nový násep byl zvolen ocelový prvek systému Greenteramesh^®, který je napojen na výztužnou geomříž. Volba padla na Greenteramesh^® z důvodů nejen potřebných technických parametrů, ale i operativní dostupnosti a možnosti rychlé výstavby.

Greenterramesh^® použitý při této sanaci je modulární prefabrikovaný systém. Přímo na stavbu se dodají hotové koše ve složeném stavu, což značně urychluje výstavbu přímo na místě. Před vlastním plněním zeminou, místním výkopkem, kamenivem apod. se složí do předpřipraveného tvaru, kdy vznikne kotva délky 3 m (standard), která se dá pomocí dvouzákrutové sítě v případě potřeby prodlužovat. Z této kotvy bez jediného spoje vystupuje čelo koše v předem stanoveném sklonu. Čelo koše Greenterramesh^® je vyztuženo svařovanou sítí s okem 10×10 cm a je v něm vložen geosyntetický materiál, který zabraňuje vypadávání jemných částí a podporuje zatravnění po instalaci a aplikaci hydroosevu, z horní části šikmého čela vystupuje dílec délky 1 m sloužící ke spojení s dalším košem, který je instalován o sekci výše.

Celý koš Greenterramesh^® je vyroben z jediného kusu dvouzákrutové sítě z drátu průměru 2,7 mm, s okem 8×10 cm a povrchovou ochranou Galfan – PVC. Díky této kombinaci povrchové ochrany výrobce prefabrikovaných košů Greenteramesh^® může za předpokladu dodržení doporučeného postupu instalace garantovat životnost 70 až 100 let. Povrchová ochrana je testována na abrazi, proti solným mlhám, proti mechanickému poškození apod. Celý tento systém je certifikovaný a schválený pro použití na stavbách ČD. Jednotlivé koše se plní zeminou, která se následně hutní dle předem stanovených parametrů. Hlavní výhodou systému je velice rychlá instalace díky tomu, že koše jsou předpřipravené (oproti obalovanému čelu). Díky vyztuženému čelu jednotlivého koše je výsledný vzhled hotové konstrukce na vysoké úrovni.

Na této akci bylo použito bezmála 700 ks prefabrikovaných košů. Jednotlivé koše se mezi sebou spojují pomocí spon Spenax. Nový násep byl vybudován ze štěrkodrti frakce 0/32 mm a to proto, že použití tohoto materiálu urychlilo konsolidaci sedání náspu.

Již během výstavby byly do náspu zabudován monitorovací systém, který měří sedání náspu i případný pohyb náspu a jeho okolí. Monitorovací systém využívá optické měření a inklinoměry.

Instalované optické snímače se používají k určování vzdálenosti na základě principu měření doby letu světelného paprsku. Laserová dioda snímače vyšle krátký světelný impuls, který se odrazí od měřeného objektu. Odražené světlo je snímáno detektorem ve snímači. Snímač měří dobu letu paprsku od snímače a zpět. Z této doby pak vypočte vzdálenost měřeného objektu.

Měřící rozsahy těchto snímačů se pohybují od jednotek metrů do několika kilometrů. Pro měření delších vzdáleností je třeba užít speciální odrazné plochy či hranoly. Vzhledem k principu měření, je třeba, aby mezi snímačem a měřeným objektem byla přímá viditelnost a čiré optické prostředí.

Použitý typ snímače ILR1181-30 je schopen s použitím odrazných ploch měřit do vzdálenosti 150 m s přesností větší než 0,5 mm. Funkce snímače není negativně ovlivňována okolním světlem s výjimkou přímého slunečního svitu do objektivu, který může přehltit snímací fotodiodu. Měření může být dočasně narušeno povětrnostními vlivy, které výrazně mění viditelnost, jako jsou mlha, hustý déšť či sněžení. Snímače používají ke své činnosti červený laser o vlnové délce 650 nm. Výkonově patří do 2. třídy laserových zařízení (laser class 2, P < 1 mW).

Dále na lokalitě bylo zabudováno inklinometrické měření pro zjištění vertikálních posunů a deformací v tělese nově zbudovaného náspu. Do tělesa náspu byly zabudovány tři horizontálně položené inklinometrické pažnice vnitřního průměru 74 mm. Umístění pažnic bylo voleno tak, aby měřením rovnoměrně pokryly plochu náspu. Do těchto pažnic byly po dokončení tělesa vloženy inklinometrické jednoty.

Měřící systém se skládá z horizontálních měřících jednotek spojených pevným ohebným spojem, vymezující přesnou polohu měřících jednotek v tělese náspu. V každé pažnici je umístěno 10 jednotek o délce 1,5 m. Celkově tedy tvoří lineární měřící soustavu o délce 15 m s 10 měřícími body. Jednotky jsou pomocí datových kabelů propojeny s řídící elektronikou. Řídící elektronika je umístěna vždy u každého vyústění inklinometrické pažnice. Naměřená data jsou předávána do sběrné ústředny a pomocí GSM odesílána ke zpracování na hlavní server. Hodnoty jsou odečítány v pravidelných intervalech, vždy ze všech senzorů najednou.

Měřící jednotka používá jako měřící element čip vyrobený MEMS technologií. Jednotka snímá náklon inklinometrické pažnice ve dvou hlavních navzájem kolmých osách. S přesností 0,01°. Jako doplňkovou veličinu, snímají senzory teplotu jednotlivých MEMS senzorů. Některé jednotky jsou vybaveny též senzory měřícími deformaci pažnice, měřiči relativní vlhkosti vzduch a záplavovými čidly.

Celá akce byla realizována v období duben – říjen 2018. Investorem byla Správa železniční dopravní cesty, s. o. – Stavební správa západ (Praha), autorem projektu Ing. Stanislav Štábl a zhotovitelem společnost STRIX Chomutov, a. s., která byla i dodavatelem zvolené technologie Greenterramesh® a měřících systémů.

Autoři

• Pasecký Vít
• Nedvěd Radek
• Halla Jan
• Marek Ondřej