Výstavba Městského okruhu v Praze – tunelový komplex Blanka včetně nového Trojského mostu

• Foto

Rozsáhlá stavba Malovanka – Pelc – Tyrolka je realizována v rámci výstavby severozápadní části Městského okruhu (MO). V rámci tohoto souboru staveb je realizována trasa MO v délce téměř 6,4 km, délka samotné tunelové části dosahuje 5,5 km. Po zprovoznění doplní provozovanou jihozápadní část okruhu délky cca 17 km s tunely Zlíchovským, Mrázovkou a Strahovským.

Celý soubor staveb zahrnuje krom trasy Městského okruhu řadu dalších stavebních celků, jako jsou navazující povrchové komunikace, tramvajové tratě, přeložky inženýrských sítí, most přes železniční trať v ulici Svatovítská a nový Trojský most přes Vltavu.

NOVÝ TROJSKÝ MOST
V prosinci 2006 se uzavřela dvoukolová architektonicko-konstrukční soutěž na koncepci konstrukčního řešení nového sdruženého mostu přes Vltavu v Troji. Vítězem soutěže byl návrh ze společností Mott MacDonald Praha spol. s r. o. (Ing. Ladislav Šašek, CSc. , Ing. Jiří Petrák) a Roman Koucký architektonická kancelář s. r. o. (doc. Ing. arch. Roman Koucký a Ing. akad. arch. Libor Kábrt).

V letech 2007 a 2008 probíhalo zpracování dokumentace pro stavební povolení a ocenění stavby. Na jaře 2009 bylo Odborem městského investora MHMP definitivně schváleno navržené konstrukční řešení. Před zahájením prací na realizační dokumentaci byla v letech 2009 a 2010 upřesněna poloha mostu a proběhla optimalizace některých detailů na základě spolupráce s dodavatelem mostu Metrostav a. s. a generálním projektantem Satra, spol. s r. o. V průběhu těchto prací byl projekt průběžně konzultován a došlo také samozřejmě k některým autorským změnám, vyplývajících z úrovně poznání. Oproti DSP se optimalizovala tloušťka betonové desky mostovky z 250 na 280 mm a šířka mostu se zvětšila o 0,5 m. Větší hmotnost způsobila zvýšení tuhosti ocelového oblouku. Byl změněn tvar ocelobetonových táhel mostovky a tvar oblouku z obdélníkového příčného průřezu na tvar pentagonu. Byl změněn počet závěsů (z 264 na 200) a ocelová lana byla nahrazena tyčemi. Více než dvouletá velmi komplikovaná práce autorského týmu prokázala a obhájila unikátní řešení mostu, jehož hlavní předností je subtilní a transparentní konstrukce bez podpory v řece. Základním tématem elegance mostu je poměr vzepětí a rozpětí oblouku 1/10 a poměr konstrukční výšky oblouku a jeho rozpětí 1/183. Tyto parametry umožňuje hustá síť závěsů, která dodává konstrukci odolnost a tuhost.

Popis mostu, konstrukční řešení
Nový most přes Vltavu v Praze Troji je součástí stavby 0079 Městského okruhu v úseku Špejchar – Pelc – Tyrolka. Převádí prodlouženou ulici Partyzánskou směrem ke křižovatce s Městským okruhem na trojském břehu a dále k současné ulici Povltavské. Společně se čtyřpruhovou vozovkou je po mostě na samostatném tělese vedena tramvajová trať do Kobylis a po obou stranách ještě komunikace pro pěší a cyklisty.

Přemostění je tvořeno dvojicí samostatných konstrukcí, které jsou odděleny dilatací nad pilířem umístěným na trojském břehu. Hlavní pole je navrženo jako prostě podepřená ocelová oblouková konstrukce (rozpětí 200,4 m, vzepětí oblouku 20,0 m) s předpjatou betonovou mostovkou s prefabrikovanými příčníky zavěšenou na systému síťově uspořádaných tyčových závěsů. Navazující pole na trojské straně je projektováno jako prostě podepřená monolitická dvoutrámová konstrukce (rozpětí 40,35 m) s příčníky a deskou. Použití stejné koncepce příčného řezu (příčníky a deska) a totožné detaily zábradlí i dalšího vybavení mostu vedou k tomu, že celý most působí vizuálně jako jeden celek.

Most celkové šířky 34,38 m je rozdělen konstrukčním uspořádáním na jednotlivé jízdní pásy pro různé druhy dopravy. Uprostřed je na samostatném tělese vedena dvoukolejná tramvajová trať, po stranách mostu je symetricky vždy dvoupruhová vozovka a komunikace pro pěší a cyklisty.

Lehká oblouková konstrukce překlenuje celou šířku toku a svým charakterem rozděluje velkou šířku mostu tak, aby při přejezdu nebo přechodu přes most působil vnímaný profil užším dojmem.

Konstrukční systém tvoří ocelový oblouk s táhlem tvořeným podélným ocelovým nosníkem a předpjatou betonovou deskou podporovanou prefabrikovanými příčníky. Mostovka je zavěšena na oblouku pomocí síťovitě uspořádaných závěsů z ocelových tyčí Macalloy (M76‑105). Plochý svařovaný ocelový oblouk (S355, S460) maximálního vzepětí 20 m (1/10 rozpětí hlavního pole) má neprůlezný komorový příčný průřez proměnné výšky od 894 mm do 4 500 mm a šířky od 1 350 mm do 6 750 mm ve vrcholu. V podélném směru je střední tramvajový pás lemován konstrukcí ocelobetonových táhel s vnitřním předpětím, které oddělují prostor komunikace a tramvajové těleso.

Spojité síťové uspořádání závěsů (pavučinová síť) obloukového mostu umožňuje rovnoměrnější roznesení zatížení, a tedy i snížení lokálních namáhání oblouku i desky mostovky. Oblouk i mostovka jsou v podélném směru minimálně namáhány ohybem. To umožnilo navrhnout velmi subtilní konstrukci ocelového oblouku s nízkou konstrukční výškou. Závěsy působí jako tenká, ale tuhá stěna působící v tahu. Způsob uspořádání a tvarování mostu, při rozpětí 200,4 m, vytváří světově unikátní konstrukci.

Monolitická deska mostovky z betonu C50/60 je předepnuta v příčném i podélném směru. V příčném směru je deska vyztužena prefabrikovanými předpjatými příčnými žebry v osové vzdálenosti 4 m. Prefabrikované předpjaté příčníky mají konstantní tloušťku 500 mm a proměnnou výšku maximálně 1 500 mm. Komunikace pro pěší a cyklisty je umístěna na samostatné konstrukci tvořené ocelovými konzolami s ocelovou ortotropní deskou, opatřenou přímo pochozí izolací. Vozovka celkové tloušťky 100 mm je tvořena ACO 16 + 55 mm, MA11 IV 40 mm a stříkanou izolací 5 mm. Tramvajová trať je vedena na plovoucí železobetonové desce.

Závěr
Během dlouhého procesu vývoje a obhajoby návrhu konstrukce Trojského mostu od soutěžního návrhu až po realizační dokumentaci došlo k obrovskému rozvoji poznání této moderní konstrukce. Výsledkem tohoto procesu je most, který prošel několikanásobně důkladnou analýzou a který utvrdil všechny inženýry, kteří na projektu spolupracovali, že návrh mostu je správný. Navržený most elegantně přemosťuje řeku Vltavu smělým obloukem, který minimálně zasahuje do panoramatu města. Z hlediska konstrukčního uspořádání, konfigurace mostu a použitých materiálů se jedná o konstrukci v celosvětovém měřítku ojedinělou.

VÝSTAVBA MĚSTSKÉHO OKRUHU
Budovaný úsek Městského okruhu hlavního města Prahy prochází urbanizovaným prostředím střední části města na hranici historického jádra a rovněž prostorem chráněné přírodní památky Královská obora. Již počátkem 90. let minulého století, kdy probíhaly studijní práce na trasování a následně výběr varianty vedení této části okruhu bylo jasné, že převážnou část stavby bude třeba vést v tunelech, budovaných jednak z povrchu, ale z velké části i ražených tak, aby vliv výstavby a především pak provozu na vzniklé kapacitní komunikaci způsobil minimální zásah do svého okolí. Tak vznikl souvislý tunelový komplex Blanka zahrnující, mezi křižovatkou Malovanka u severního portálu Strahovského tunelu a křižovatkou Troja u nového trojského mostu přes Vltavu, tři tunelové úseky na sebe plynule navazující. V pořadí od již provozované západní části Městského okruhu jsou to:

Tunelový úsek Brusnice – vede od severního portálu Strahovského tunelu ve stopě ulice Patočkovy nejdříve hloubenými tunely. Za křižovatkou s ulicí Myslbekova vstupuje trasa do raženého úseku, který končí před křižovatkou Prašný most, kde již pokračují opět tunely hloubené. Celková délka úseku je 1,4 km, z toho je 550 m ražených.

Tunelový úsek Dejvice – začíná v mimoúrovňové křižovatce Prašný most a pokračuje v celé délce hloubenými tunely ve stopě třídy Milady Horákové až do místa budoucí mimoúrovňové křižovatky U Vorlíků. Celková délka úseku je 1,0 km.

Tunelový úsek Královská obora – pokračuje od křižovatky U Vorlíků nejdříve krátkým hloubeným úsekem na Letné, na který navazuje ražený úsek vedoucí směrem pod zástavbu, Stromovku (Královská obora), plavební kanál, Císařský ostrov, Vltavu a potom dalším hloubeným úsekem až k trojskému portálu. Celková délka úseku je 3,07 km, z toho je 2 231 m ražených.

Délka celého tunelového komplexu je 5 483 m v severní tunelové troubě a 5 471 m v troubě jižní. Po zprovoznění Blanky tak vznikne nejdelší tunel v České republice, který překoná délku kteréhokoliv stávajícího více než dvakrát. Jako zhotovitel stavby byla vybrána a.s. Metrostav, v části pak Eurovia CS a. s., dodavatelem technologie je ČKD DIZ Praha a. s. Projektantem celého tunelového komplexu jsou SATRA, spol. s r. o., Pudis a. s. a Metroprojekt a. s., přičemž SATRA je zároveň koordinátorem celého souboru staveb tohoto úseku Městského okruhu. Celkové investiční náklady stavby byly stanoveny na cca 29 mld. Kč.

Tabulka 1 – Tunelová trasa, základní údaje – bezpečnostní vybavení

Směrové a výškové vedení
Trasa komunikace je v celé délce vedena jako striktně směrově rozdělená se samostatným dvou až tří pruhovým tubusem v každém směru. Výškově trasa tunelů klesá v celé délce od křižovatky Malovanka až pod Vltavu odkud stoupá k trojskému portálu. Maximální podélný sklon dosahuje 5 %, na rampě až 8 %. Minimální podélný sklon je 0,3 %. Rozdíl nivelet mezi nejvyšším a nejnižším místem tunelu je 113,5 m. Nejmenší hodnota poloměru směrového oblouku hlavní trasy činí 330 m. Šířka jízdních pruhů v celém úseku je 3,5 m (podle požadavku [2]), výška průjezdného profilu 4,8 m (tzn. stejně jako v již existujících tunelech západní části MO). Návrhová rychlost je stanovena na 70 km/h.

Návazné stavby a problematika koordinace výstavby s provozem
Rozsah komplexu s sebou nese značné nároky na počty přeložek inženýrských sítí, výluky a omezení dopravy včetně MHD a vůbec koordinace a organizace celé výstavby. Z důvodů výstavby části komplexu ve stopě stávajících významných sběrných komunikací (ulice Milady Horákové, Patočkova) jsou budovány objízdné komunikace stavenišť (např. tzv. „jižní koridor“ na Letné) tak, aby po dobu výstavby zůstala zachována dosavadní dopravní funkce sběrných komunikací pro automobilovou dopravu v oblasti. Zároveň probíhá rekonstrukce tramvajové trati v ulici Milady Horákové, která s sebou přináší nutnost úpravy vedení linek či zavádění náhradní dopravy v závislosti na konkrétních etapách postupu výstavby. Autobusový terminál Hradčanská, který byl využíván meziměstskou dopravou, musel být po dobu výstavby výrazně reorganizován. Stanoviště části stávajících linek byla ponechána v blízkosti stanice metra A Hradčanská (ale přesunuta do ulice Na Valech, ostatní linky byly přesměrovány na terminál Dejvice). V rámci výstavby tunelového komplexu jsou budovány i další navazující dopravní stavby, jako například nový most přes železniční trať ve Svatovítské ulici, nový most přes Vltavu v Troji, dočasná železniční zastávka Gymnazijní, vestibul stanice metra Hradčanská spolu s novým podchodem pod železniční tratí. Rovněž bude zrekonstruován povrchový úsek MO mezi novým Trojským mostem a mostem Barikádníků, který bude výškově založen tak, aby bylo umožněno budoucí zakrytí komunikace, tzn. zřízení tunelu, který umožní další urbanizaci atraktivního prostoru.

Dopravní funkce Blanky v rámci pražské sítě pozemních komunikací
Tunelový komplex Blanka, respektive celou budovanou severozápadní část MO nelze z dopravně-inženýrského hlediska hodnotit jako jednotlivou stavbu, ale pouze jako součást nadřazené sítě pozemních komunikací hlavního města Prahy. Cílem celkové přestavby komunikační sítě města je vybudovat nadřazenou a technicky vybavenou síť komunikací, která by na sebe svou atraktivitou soustředila převážnou část veškeré automobilové dopravy. Zároveň s tím musí umožnit i dopravně vyhovující navázání na vstupy státní silniční sítě do území města. Základem navrhovaného městského dopravního systému hl. m. Prahy je skelet městských komunikací, ve kterém mají prioritní význam dva okruhy (vnitřní Městský okruh a vnější Silniční okruh kolem Prahy), na které jsou mimoúrovňově napojeny radiální komunikace. Řešení komunikační sítě stávajícího územního plánu vycházelo z požadavku řešit dopravu jako obslužný funkční systém, podmiňující koncepci rozvojových záměrů města, který ale ve výsledném návrhu nesmí vést k závažným ekonomickým ztrátám, či k výraznému zhoršování kvality života ve městě, nebo ke zhoršování životního prostředí. Cílem dopravního řešení ÚP je vytvořit v Praze a v jejím regionu odpovídající integrovanou dopravní soustavu, schopnou s minimalizováním negativních dopadů na životní prostředí zajistit odpovídající dopravní obsluhu města a jeho okolí a vytvořit možnosti pro vyhovující dopravní spojení se sousedními státy. Hlavním strategickým cílem dopravní politiky města tedy je dosáhnout stavu, při kterém celková úroveň dopravního systému bude v souladu s potřebami města a jeho dalším rozvojem.

Výpočty i plošné bilance v ÚP potvrdily, že na území města nelze plně uspokojit všechny dopravní požadavky a že je třeba počítat s účinnou regulací automobilové dopravy. Regulace dopravy začíná již návrhem komunikační sítě města, která diferenciací atraktivity a svým uspořádáním umožňuje progresivní regulaci automobilové dopravy směrem k centru města. Součástí účinné regulace automobilové dopravy je i nabídka nových tras linek veřejné hromadné dopravy a návrh sítě záchytných parkovišť. Navržené řešení NKS předpokládá síť městské veřejné hromadné dopravy, která je schopna účinně konkurovat osobní automobilové dopravě kromě cenových relací i kvalitou a rychlostí.

Bezpečnost provozu v tunelech
Otázka bezpečnosti silničního provozu v tunelech obecně je stejně tak jako na ostatních úsecích pozemních komunikací stále aktuálním tématem. Při řešení mimořádných událostí v tunelech (zastavení vozidla, nehoda, požár, …) je důležitá včasná reakce a správný postup řešení mimořádné události nejen ze strany dispečerů tunelu a případně jednotek IZS, ale především ze strany účastníků provozu. Například při požáru vozidla v tunelu – ve specificky uzavřeném prostředí, ve kterém se teplo a kouř charakteristicky a rychle šíří – může při nedodržení pravidel chování účastníky provozu nebo při selhání dohledu dojít k mnohem vyšším ztrátám na životech než při stejně intenzivním požáru vozidla na povrchové pozemní komunikaci.

Vzhledem k možnému riziku vzniku nehody a následně i požáru se proto v tunelech za mimořádnou událost považuje i pouhé zastavení vozidla například z důvodu nedostatku paliva nebo poruchy – četnost výskytu těchto událostí je ovlivněna hodnotami podélného sklonu vozovky. Podélný sklon samozřejmě ovlivňuje i rychlost a směr šíření kouře při požáru v tunelu, kdy při vyšších hodnotách (v tunelu je dovoleno max. 5 %) se šíří rychleji. Zde je třeba poznamenat, že vzhledem k předpokládanému zákazu přepravy nebezpečných nákladů a celkovým omezením těžké nákladní dopravy v tunelovém komplexu je pravděpodobnost výskytu katastrofické události podobné těm alpským výrazně nižší. I přesto musí být v tunelech s přihlédnutím ke všem uvedeným faktům kladen na bezpečnost provozu ještě větší důraz než u povrchových úseků pozemních komunikací.

Po sérii velkých požárů v alpských tunelech se v „tunelové Evropě“ zvedla vlna tlaku na legislativní sjednocení minimálních požadavků na konstrukční, technologické a provozní parametry tunelů pozemních komunikací tak, aby bylo riziko opakování se těchto požárů minimalizováno. Výsledkem bylo přijetí Směrnice Evropského parlamentu a Rady č. 54/2004/ES o minimálních bezpečnostních požadavcích na tunely delší než 500 m na transevropské silniční síti (TERN) [1]. S požadavky směrnice byly následně uvedeny do souladu i české technické normy a předpisy (ČSN 73 7507 [2], TP 98 [3], TP 154 [4]), které ovšem už v předchozích vydáních požadovaly v řadě parametrů ještě přísnější hodnoty než směrnice. Poupravené znění směrnice bylo do české legislativy zahrnuto Nařízením vlády č. 264/2009 Sb. ze dne 20. července 2009 o bezpečnostních požadavcích na tunely pozemních komunikací delší než 500 metrů [5] (které oproti směrnici rozšiřuje se své požadavky na všechny tunely PK delší než 500 m, tzn. i na tunelový komplex Blanka, ačkoli nebude součástí TERN).

I když tunelový komplex Blanka bude z hlediska řešení mimořádných situací stavebně a technologicky vybaven podle výše uvedených požadavků (bližší popis zásadního technologického vybavení je uveden níže), hlavním faktorem pro dosažení vysoké bezpečnostní úrovně tunelu zůstane prevence vzniku mimořádných událostí, a pokud k ní již dojde, tak správný postup řešení události (v prvních okamžicích jsou důležité hlavně reakce účastníků provozu). Zde sehrává důležitou roli především informovanost veřejnosti o pravidlech chování se v tunelu v běžném provozu a o správném chování se v případě výskytu závažnější mimořádné události, např. při požáru vozidla. I když požár vlastního vozidla je jistě pro řidiče stresovou situací, při které ne každý zachová chladnou hlavu, může předchozí znalost základních pravidel chování zabránit katastrofickému rozvoji události. Chování řidičů a způsob jejich informování o pravidlech chování se v tunelu je předmětem diskusí i na mezinárodní úrovni (PIARC [6], ITA-COSUF [7]).

Vybavení tunelu
Technologické a bezpečnostní vybavení tunelového komplexu Blanka splňuje a v mnoha případech překračuje minimální bezpečnostní požadavky stanovené evropskou směrnicí vydanou v roce 2004. Skutečnost, že všechny pražské automobilové tunely jsou řízeny a ovládány ze dvou dispečerských pracovišť, jedno je příslušné pro řízení dopravy a druhé pro sledování a řízení technologického vybavení, podmínilo vybavení tunelového komplexu Blanka odpovídajícím monitorovacím, řídicím a bezpečnostním vybavením, kompatibilním s ostatními tunely. Důležitý význam celého úseku tunelu z hlediska dopravy v Praze a předpokládaná vysoká intenzita provozu stanovily požadavky na vysokou spolehlivost navržených technologických systémů s minimálními nároky na údržbu, včetně minimalizace provozních nákladů, a to zejména nákladů na elektrickou energii. Spotřebu elektrické energie ovlivňuje zejména systém osvětlení a větrání. Z tohoto důvodu byla věnována velká pozornost právě návrhu systému větrání. Provozní systém větrání v tunelovém komplexu Blanka využívá pístového efektu projíždějících vozidel a kombinuje principy polopříčného a podélného větrání s lokálním odvodem nebo přívodem vzduchu v jednosměrném tunelu. Za běžného provozu je vzduch do tunelu přiváděn převážně vjezdovými portály v kombinaci s lokálními přívody po délce tunelu. Znečištěný vzduch je nuceně odváděn čtyřmi příčně napojenými strojovnami tak, aby byl v co nejvyšší míře omezen výnos z výjezdových portálů. Pro odvod tepla a kouře při požáru je v ražených úsecích navržen nucený odvod polopříčného systému uzavíratelných otvorů v klenbě tunelu, umístěných po cca 80 m. V hloubených úsecích jsou kouř a teplo nuceně odváděny lokálními strojovnami nebo pomocí proudových ventilátorů portály.

Závěr
Rozsah celé stavby je unikátní a lze ho srovnat snad pouze s výstavbou pražského metra v 60. až 80. letech minulého století. Tomu odpovídá i délka přípravy stavby, množství vyvolaných investic, počty přeložek inženýrských sítí, výluky a omezení dopravy včetně MHD a vůbec koordinace a organizace celé výstavby.

Po dokončení celého Městského okruhu bude nabídnuta alternativa k řadě stávajících komunikací, bude dále možné reálně přistoupit k omezení průjezdné i cílové automobilové dopravy v oblasti uvnitř celého Městského okruhu. Zprovoznění celého Městského okruhu umožní dále zavedení některého ze způsobů regulace dopravy (např. zpoplatnění komunikací – mýto). Získané prostředky z výběru mýta lze zpětně využít např. jako investice do MHD.

Po dokončení celého komplexu tunelů, plánovaném v březnu roku 2014, vč. povrchového úseku Troja spolu s novým Trojským mostem dojde ke značnému zlepšení životního prostředí nejen v bezprostředním okolí stavby, v oblasti na hranicích historického centra Prahy zapsaného na seznam kulturního a historického dědictví UNESCO. Dnes je tento prostor neúměrně zatěžován průjezdnou dopravou se všemi ekologickými, ale i kapacitními důsledky. Zároveň dojde k dalšímu rozšíření pro život města nezbytně důležitých hlavních komunikací, v souladu s předpoklady stanovenými v platném územním plánu hlavního města Prahy. Jistě obrovským přínosem celé stavby je revitalizace přilehlých doposud zanedbávaných území ve zcela nové parky.

Severozápadní část Městského okruhu s tunelovým komplexem Blanka není poslední chybějící části ochranné komunikační obálky centrální části Prahy. V přípravě je ještě zbývající východní úsek se souborem staveb Městského okruhu v úseku Pelc Tyrolka.

Článek byl prezentován na Silniční konferenci 2011, jejímž mediálním partnerem je časopis SILNICE ŽELEZNICE.

Construction of the City Bypass ion Prague – Tunel Complex Blanka including new Trojan Bridge
The article is divided into two separate parts. The first part describes one of the greatest dominants of the entire construction – the new Trojan bridge with regard to the architectural intent, technical parameters, static arrangements, etc. The second part deal with the entire construction of the City Bypass in section Malovanka – Pelc – Tyrolka from the perspective of transport function, route parameters, construction coordination, equipment and safety in tunnels.

Autoři

• Ing. Šašek Ladislav CSc.
• Ing. Polák František