Prodloužení trasy metra V.A v Praze – ražená část stanice metra Nádraží Veleslavín

• Foto

Investorem stavby je Dopravní podnik hl. m. Prahy, a. s., obstaravatelem Inženýring dopravních staveb a. s. Výstavbu provádí „Sdružení metro V.A“ (Dejvická – Motol), jehož členy jsou Metrostav a. s. a Hochtief CZ a. s. Projektovou dokumentaci zajišťuje firma Metroprojekt Praha a. s. Stanici Nádraží Veleslavín realizuje „na klíč“ společnost Subterra a. s.

Ražená část stanice metra Nádraží Veleslavín je navržena jako trojlodní, realizovaná postupnou výstavbou jednotlivých dílčích profilů. V první fázi výstavby byly provedeny ražby bočních staničních tunelů, následně jimi proběhl průtah dvojice razících štítů TBM, byla provedena hydroizolace a definitivní obezdívky bočních profilů. Poté byla zahájena ražba středního tunelu, který je napojen na tunely boční. V poslední fázi byly realizovány hydroizolace a definitivní obezdívka středního tunelu, čímž vznikl finální tvar trojlodní stanice.

RAŽBA BOČNÍCH TUNELŮ
Před zahájením samotných ražeb staniční části bylo nutné provést přeložky mnoha inženýrských sítí a v uvolněném prostoru zajistit a vyhloubit stavební jámu o půdorysných rozměrech 31,6 × 25,9 m a hloubce 27,0 m. Přístup do prostoru jámy je řešen 180 m dlouhou sjízdnou rampou.

Ražby bočních tunelů, pod ochranou výrubů mikropilotovými deštníky, zahájili pracovníci divize 1 Subterra a. s. počátkem srpna 2011 levým výrubem a s odstupem necelého měsíce výrubem pravým (obr. 1). Práce probíhaly v komplikované geologii na rozhraní kvartérního pokryvu a ordovických sedimentů šáreckého souvrství různého stupně zvětrání o malé výšce nadloží (14 – 17 m). Inženýrsko-geologické podmínky v dané lokalitě lze hodnotit jako složité a pro ražbu trojlodní stanice jako velmi nepříznivé. Nezanedbatelným je i faktor prací pod vysoce frekventovanou ulicí Evropská s provozovanou tramvajovou tratí.

Celková plocha jednotlivého výrubu bočního tunelu činí 71 m². Zajištění bylo provedeno stříkaným betonem tl. 300 mm, dvěma vrstvami ocelových sítí a příhradovými ocelovými oblouky. Výruby byly dále zajištěny radiálním kotvením, rozsáhlým jehlováním do předpolí ražby a masivním kotvením čelby sklolaminátovými kotvami. Namísto standardní cementové injektáže těchto prvků byla použita ve větším rozsahu injektáž chemická. Kotevní prvky směřující do prostoru budoucího středního výrubu byly navrženy jako sklolaminátové kvůli pozdějšímu snadnému zmáhání při ražbě tohoto výrubu. Z důvodu následného propojení jednotlivých výrubů byly provedeny nestandardní úpravy primární obezdívky v budoucích přechodových místech. Jednalo se především o volné kloubové spojení příhradových rámů a přerušení obou vrstev ocelových sítí. Tyto úpravy umožnily snazší následné odbourání primárního ostění při ražbě středního výrubu.

Vzhledem k pozdnímu zahájení ražeb oproti původně plánovanému termínu a díky nižším dosahovaným denním postupům způsobeným velmi nepříznivými geotechnickými podmínkami bylo patrné, že v zadání projektovaná varianta celkové délky bočních tunelů stanice 172 m je nerealizovatelná, především díky nutnosti dodržení termínu protažení obou štítů TBM prostorem stanice (obr. 2) a jejich následné ražbě směrem do stanice Bořislavka (dříve Červený Vrch). Z tohoto důvodu byla zvolena „zkrácená“ varianta délky bočních tunelů (100 m) s tím, že bude následně přistoupeno k úpravě mezilehlého středního profilu v prostoru plánovaného technologického centra. V prosinci 2011 byly ukončeny ražby obou bočních tunelů realizací dvojice silně armovaných prstenců o délce 10 m, které následně umožnily start razících štítů TBM směrem ke stanici Bořislavka. V dalších pěti měsících byly boční tunely „obsazeny“ nejprve samotnými štíty v čase jejich protažení a následně přítomností technologií odtěžení a zásobování štítů. V této době byly práce na konstrukcích trojlodní stanice přerušeny. Realizace definitivního ostění bočních tunelů byla zahájena až po doražbě obou štítů do prostoru stanice Bořislavka.

DEFINITIVNÍ OSTĚNÍ BOČNÍCH TUNELŮ, STŘÍKANÉ IZOLACE
V rámci projekční přípravy bylo patrné, že některé konstrukce definitivního ostění, budou pro realizaci značně komplikované a v podzemním stavitelství rozhodně nestandardní. Největší pozornost byla věnována přechodovým detailům napojení definitivních obezdívek bočních výrubů na střední ostění a především napojení a ochrana hydroizolace v daných místech.

Hydroizolace
Izolace proti vodě je provedena jako mezilehlá, umístěná mezi primární ostění ze stříkaného betonu a definitivní ostění z monolitického železobetonu. V rámci stanice se jedná o uzavřený hydroizolační systém umístěný v prostředí kompletně pod HPV. Nároky na výše zmíněné přechodové detaily mezi jednotlivými profily vedly k zásadní změně hydroizolačního systému z běžné foliové izolace na stříkanou kontaktní izolaci. Tato změna následně vyvolala zvýšení nároků kladených na definitivní ostění, jenž bylo poté navrženo s vodonepropustnými parametry betonu v ploše a s ochranou pracovních spár krystalizačními spárovými plechy. 

V celém rozsahu ražené stanice je použita stříkaná hydroizolační membrána MASTERSEAL^® 345 dodavatele BASF aplikovaná ve více krocích o finální minimální tloušťce 3 mm. Izolace vytváří z primárního a definitivního ostění sendvičovou konstrukci. Výsledný kompozitní systém zaručuje dobré vodotěsné vlastnosti a zabraňuje migraci vody v prostoru hydroizolačního souvrství, čímž se zásadně liší od konvenčních povlakových izolací.

Parametry definitivního ostění bočních tunelů
Během výrobní přípravy vyhodnotil zhotovitel jako vysoce rizikové osazení armokošů, vázání armatury, montáž bednění a následnou betonáž průběžných trámů sekundárního ostění bočních lodí. Projektant požadoval provádění betonáže trámu a příslušných sloupů v celé délce dilatace (až 36 m) jako jednoho prvku ze samozhutnitelné betonové směsi a to především díky husté armatuře a omezenému přístupu. Pro eliminaci rizik spojených s realizací tohoto konstrukčního prvku, bylo jednoznačně nutné provést betonážní pokus v měřítku 1 : 1 na délce vzorku 6 m (obr. 3). Výsledkem byla úprava některých detailů a optimalizace postupu armování a bednění.

Vnitřní nosné definitivní konstrukce bočního tunelu se skládají ze tří dilatačních celků A, B a C o průměrné délce 33 m. V příčném řezu jsou tyto konstrukce bočních tunelů členěny následně:

• základová deska dělená horizontální spárou
• průběžné stěny
• sloupy a trám
• klenby
• přechodová stěna mezi profilem NRTM a TBM
  (pouze v poslední dilataci)

Definitivní ostění je navrženo jako železobetonové s použitím několika typů betonových směsí. Beton základových desek, stěn a kleneb je navržen třídy C 30/37 XC1– Dmax 16 s maximálním průsakem do 30 mm, beton sloupů a trámu je navržen třídy C 45/55 – XC1– Dmax 16 – samozhutnitelný s totožným maximálním průsakem.

Ocel betonářské výztuže a svařovaných sítí je navržena z třídy oceli B500B (R 10505), zámečnické výrobky z oceli S 235. Jelikož definitivní ostění slouží jako pojistný systém stříkané hydroizolace, byly navrženy následující parametry obrysových konstrukcí: vodonepropustnost betonu v ploše (limitní šířka trhlin v ostění 0,25 mm), vybavení všech pracovních spár těsnicími spárovými plechy opatřenými krystalizační vrstvou.

Výstavba definitivního ostění bočních tunelů
Pro výstavbu definitivního ostění byl zvolen směr od portálové stěny směrem „do hory“. Tento zvolený postup umožnil provádění stříkaných hydroizolací, montáž armatury a betonáže v souběhu v rámci jednotlivých dílčích pracovišť.

Nejprve byla provedena profilace primárního ostění, instalace průběžných ocelových plechů pro následné propojení stříkané izolace ve vrchním i spodním detailu a realizace dočasné drenáže v podkladním betonu.

Před zahájením aplikace stříkaných izolací se prováděly injektáže aktivních výronů vody, případně jejich organizované svody do tunelové drenáže s účelem odvodnění ploch primárního ostění. Ukázalo se, že hydroizolace může být aplikována pouze na suchý podklad a nanesené dílčí vrstvy nesmí být po dobu tuhnutí materiálu vystaveny aktivnímu působení vody. V takovém případě docházelo k rozplavení a následné degradaci materiálu. S odstupem minimálně jednoho pracovního záběru od izolatérského pracoviště byla prováděna armatura desky dna a to ve dvou pracovních úrovních (spodní deska, vrchní deska). Při této činnosti bylo obtížné především provedení provázané armatury mezi jednotlivými úrovněmi desek a bednění čel pracovních sekcí s velkým množstvím průběžných prutů armatury. V následném kroku byly provedeny průběžné stěny s vloženými armokoši nosných sloupů a stříkaná izolace nad těmito konstrukcemi v klenbě tunelu (obr. 4).

V odstupu byly realizovány práce na průběžném trámu, jenž lze bezesporu označit za nejkomplikovanější prvek celého definitivního ostění stanice. Bednění pro tuto část konstrukce bylo provedeno ze standardních prvků, ale i z množství prvků zakázkově vyrobených. Pro manipulaci s bedněním a armokoši byl použit speciální boční vysokozdvižný vozík s unikátní úpravou ramene dle požadavků stavby (obr. 5).

Vzhledem k současné betonáži sloupů s trámem bylo nutné použít dvě odlišné samozhutnitelné betonové směsi s rozdílnou rychlostí náběhu pevnosti pro jednotlivé prvky. Velmi komplikovaným postupem byla provazována armatura jednotlivých armokošů a sloupů, složitě probíhalo i bednění trámu k nerovnému povrchu primárního ostění ze stříkaného betonu. Samotná realizace prací na trámu jednoznačně zúročila výsledky předstihového betonážního pokusu tohoto prvku. Po betonáži nosných trámů bylo možné realizovat stříkanou izolaci v klenbě tunelu, následně armovat a betonovat tunelovou klenbu v pracovních sekcích délky převážně 6,0 m (obr. 6).

Armování kleneb probíhalo standardně z armovacího vozu a betonáž z atypické jednostranné formy navazující na průběžný trám. V rámci formy bylo vytvořeno unikátní dělené čílko umožňující vkládání krystalizačního spárového plechu do zalomené pracovní spáry mezi jednotlivé betonážní kroky. Těmito krystalizačními spárovými plechy jsou vybaveny i veškeré ostatní pracovní spáry definitivní konstrukce. Tato úprava obvodových pracovních spár si vyžádala dělení veškerých čílek, což značně zvýšilo nároky na provádění bednění.

RAŽBA STŘEDNÍHO MEZILEHLÉHO TUNELU
Finální realizovaná varianta délky středního tunelu zásadně zredukovala rozsah této ražené části stanice z původně projektovaných 172 m na pouhých 100 m nástupištní části (obdobně jako tomu bylo i u bočních tunelů). Pokračování ražby ve změněném mezilehlém profilu délky 72 m mezi tunely TBM bylo posouzeno jako technicky velmi náročné, především z důvodu zachování stability TBM profilů, a rizikové vzhledem k velmi nepříznivým geotechnickým podmínkám. Technologické centrum je dle optimalizovaného návrhu nově umístěno v rámci hloubeného objektu v prostoru, který vznikne rozšířením přístupové rampy, jenž měla být původně likvidována.

Ražba středního mezilehlého tunelu o celkové ploše 47 m² byla zahájena návazně po dokončení veškerých konstrukcí v portálových dilatacích bočních tunelů a po dosažení projektantem stanovených pevnostních parametrů jejich definitivního ostění (obr. 7).

Kalotu bylo možné vyrazit v celé délce stanice a následně dobírat tunelové dno. Byla stanovena průměrná délka záběru v kalotě 1,0 m s maximální rychlostí ražby dvou postupů za 24 hodin. Primární ostění výrubu je tvořeno dvěma polohami ocelových sítí a výztužnými příhradovými oblouky, tloušťka stříkaného betonu min. 300 mm. Síť a výztužný oblouk jsou v přechodových detailech navázány na primární ostění levého a pravého dílčího výrubu pomocí vylamovacích prvků, vložených do ostění bočních výrubů již v rámci jejich ražby. Zajištění kaloty bylo realizováno obdobně jako v případě ražby bočních výrubů a to radiálními samozávrtnými injektovatelnými kotvami a předháněnými samozávrtnými injektovatelnými jehlami o délce 6 m. Stabilizace čelby byla provedena samozávrtnými sklolaminátovými kotvami. Během ražby bylo postupně odbouráváno primární ostění bočních výrubů v oblastech vymezených oběma přechodovými detaily. Bourání ostění bočních výrubů bylo nutno provádět s ohledem na minimalizaci dynamického namáhání primárního ostění středního výrubu a také provedených definitivních konstrukcí výrubů bočních. Zejména bylo potřeba nepoškodit přechodový detail sekundárního ostění s vloženým krystalizačním plechem a s přechodovým plechem pro napojení izolace. Tyto dočišťovací práce byly oproti předpokladu značně časově i ekonomicky náročné a to především z důvodu velkého podílu ruční práce prováděné ve stísněných podmínkách. Šetrný postup zajistil uspokojivý stav přechodových detailů a nebyly tak naplněny obavy o jejich závažné poškození bouracími pracemi. V rámci tunelového dna byl mikropilotami zajištěn a vyhlouben prostor nefekální jímky půdorysných rozměrů 3,2 × 7,0 m o hloubce 3,8 m.

Zásadním omezením ražby se stalo zrušení přístupové sjízdné rampy z důvodu rozšíření stavební jámy pro výstavbu technologického centra, jenž mělo být původně umístěno v ražené části stanice. Ještě před dokončením ražeb došlo k realizaci základové desky ve stavební jámě a k zahájení realizace monolitické konstrukce v prostoru hloubeného objektu. Tyto skutečnosti zásadně ovlivnily postup ražeb, především zavedením svislé dopravy pro těžbu rubaniny, dopravu výstroje, betonu a pohyb pracovníků. Ražby byly ukončeny vyzdvihnutím jednotlivých mechanismů pro provádění NRTM z hloubené stavební jámy mobilním jeřábem s nosností 200 t.

DEFINITIVNÍ OSTĚNÍ STŘEDNÍHO TUNELU, STŘÍKANÉ IZOLACE
Práce na definitivním ostění středního tunelu začaly v únoru 2013 a byly ukončeny v červenci téhož roku.

Hydroizolace středního tunelu
Hydroizolace středního tunelu uzavírá celý systém a to napojením na izolace bočních tunelů, které je provedeno prostřednictvím přechodových ocelových plechů. Tyto plechy instalované v bočních profilech byly odhaleny ražbou středního tunelu a na jejich plochu byla izolace napojena nástřikem. Místo tohoto napojení bylo dále opatřeno průběžným pojistným bobtnavým páskem a to jak ve spodním, tak ve vrchním přechodovém detailu. Je namístě uvést, že stav připravených přechodových detailů (přechodový ocelový plech izolace, krystalizační spárový plech, smykové trny sekundárního ostění) byl velmi dobrý a nenaplnily se tak obavy z jeho porušení bouracími pracemi v rámci ražby středního tunelu (obr. 8).

Provádění samotného nástřiku hydroizolace ve střední lodi bylo velmi komplikované a to především z důvodu značné kumulace vod za ostěním v místech přilehlých k bočním tunelům. Tyto zaizolované konstrukce „nasměrovaly“ vody z horninového prostředí přímo do prostoru realizovaného středního tunelu a to především v místě napojovacích detailů. Z těchto důvodů byla prováděna dodatečná injektáž primárního ostění pro zamezení nadměrných průsaků na injektované plochy.

Parametry definitivního ostění
Definitivní konstrukce středního tunelu se skládají ze stejného počtu dilatačních a pracovní sekcí jako tunely boční. Členění na jednotlivé konstrukční části je ovšem značně jednodušší. V příčném řezu jsou tyto konstrukce bočních tunelů děleny následně:

• základová deska s jednou výškovou úrovní, nefekální jímka v dilataci C
• klenby
• čelní stěna

Použité materiály definitivního ostění středního tunelu jsou obdobné jako u tunelů bočních, pouze čelní stěna byla provedena ze samozhutnitelné betonové směsi.

Výstavba definitivního ostění
Zvolený postup výstavby definitivní obezdívky středního tunelu, který umožnil souběh izolatérských a betonážních prací, byl zvolen stejně jako v případě bočních tunelů – od portálové stěny směrem „do hory“. Zásadní pozornost v této fázi výstavby byla věnována stavu a přípravě již zmíněných přechodových detailů. Limitujícím faktorem postupu byla bezesporu příprava podkladu pro izolace a následně samotná aplikace jednotlivých nástřiků izolačního materiálu. Další omezení spočívalo v absenci sjízdné rampy a tedy v obsluze pracoviště pouze vertikálně. Složitý přístup na pracoviště omezoval nejen pohyb pracovníků a strojů, ale hlavně zásobování materiály (armatura, beton). Před zahájením betonáží kleneb byla do vynechaného prostoru hloubené jámy spuštěna kompletní betonážní forma a armovací vůz (obr. 9).

Doprava betonové směsi probíhala betonpumpou z ohlubně jámy ocelovým potrubím s dvojicí brzdících tvarovek a dále ležatým potrubím v tunelu. Maximální dopravní vzdálenost pro betonovou směs tak činila až 130 m (včetně převýšení 27 m). Po zajištění vertikální obsluhy pracoviště probíhaly samotné práce v tunelu ve „standardním“ režimu. Mimo běžné konstrukce sjednocené v rámci všech dilatací byla v dilatační části C provedena betonáž nefekální jímky ve dně tunelu a dále masivní čelní stěna. Konstrukce čelní stěny se svými rozměry (výška 8 m, šířka 7 m, tloušťka 1,5 m) stala nejobjemnějším prvkem, který byl v rámci této části stavby betonován ze samozhutnitelné betonové směsi (objem 89 m³). Betonáž tohoto prvku se tak stala velmi nelehkým úkolem a to především díky nárokům na těsnost a únosnost bednění. Tuto betonáž bylo nutné pečlivě odladit s technologem dodavatele betonové směsi i s dodavatelem bednění.

Po úspěšném ukončení betonáží byl armovací vůz i betonážní forma kompletně demontovány v podzemí v prostoru středního tunelu a jednotlivé díly následně vyzdvihnuty jeřábem skrz vynechaný montážní otvor ve stropních deskách hloubeného objektu.

ZÁVĚR
Postup realizace trojlodní stanice metra ve složitých geotechnických podmínkách postupným propojením jednotlivých profilů lze právem označit za jedinečný technický počin na poli podzemního stavitelství a to nejenom v rámci ČR. V rámci tohoto díla bylo nutné řešit řadu nových zadání a to prostřednictvím inovativních a mnohdy složitých postupů. Samotná realizace si vyžádala vysoce odborný přístup všech zúčastněných stran. Již tak složité zadání bylo pro dodavatele stavebních prací dále ztíženo místními podmínkami, především souběhem stavebních prací v rámci výstavby celého prodloužení trasy metra a dále zavedením vertikální dopravy pro obsluhu druhé fáze prací na středním tunelu. V současné době, po ukončení veškerých betonáží, lze konstatovat, že složité zadání bylo společností Subterra a. s. úspěšně splněno (obr. 10).

LITERATURA:

• Kochánek, Miroslav. Prodloužení trasy A metra v Praze ze stanice Dejvická, Provozní úsek V.A – Dejvická (mimo) – Motol, Dokumentace pro provedení stavby, Praha: Metroprojekt Praha a. s., 4/2011 – 12/2012.
• Chamra P., Vydrová L., Bican P., Panuška J., Dohnálek V., Prodloužení trasy metra V.A v Praze, Stanice Veleslavín – první trojlodní stanice pražského metra navržená metodou NRTM, Praha, Časopis Tunel České tunelářské asociace a slovenskej tunelárskej asociácie ITA-AITES, 21. Ročník – č. 1/2012
• Panuška J., Dohnálek V., Bican P., Prodloužení trasy metra V.A v Praze – Stanice Veleslavín – ražená a hloubená část, Praha, Časopis inženierské stavby/inženýrské stavby nakladatelství JAGAMEDIA, č. 05/2012
• Panuška J., CHYBA M., Dohnálek V., CHAMRA P., Výstavba ražené části stanice metra Nádraží Veleslavín v rámci prodloužení trasy V.A v Praze, Praha, Časopis Tunel České tunelářské asociace a slovenskej tunelárskej asociácie ITA-AITES, 22. Ročník – č. 2/2013

Prague Metro Line V.A Extension – The Bored Section of the Metro Station Nádraží Veleslavín
Within Prague metro line A extension during the period of 2010 – 2014 the construction of four new stations is being implemented. While three of them are bored, one represents a cutand- cover construction. This article focuses on unique construction of the bored triple-nave station “Nádraží Veleslavín”.

Autoři

• Ing. Panuška Jan
• Chyba Miroslav
• Bc. Harant David