WP4: Využití vláknobetonu pro ostění tunelů

• Foto

S prováděním mechanizovaných ražeb pomocí štítů (technologie TBM) úzce souvisí realizace definitivní konstrukce ostění, která je budována bezprostředně na místě ražby přímo za tunelovacím strojem. Toto ostění kruhového tvaru je tvořeno prstenci, které jsou zpravidla složeny z prefabrikovaných železobetonových segmentů (dílců), jednotlivé segmenty jsou umísťovány do požadované pozice pomocí erektoru (hydraulické rameno v zadní části tunelovacího stroje). Během výstavby jsou jednotlivé segmenty spojovány pomocí šroubů a prostor mezi ostěním a horninovým masivem bývá vyplňován injektážní směsí.

Pro výrobu segmentů ostění lze využít vláknobeton bez prutové výztuže. Vláknobeton je souhrnným názvem pro velice širokou a různorodou skupinu kompozitních materiálů na bázi betonu s rozptýlenými vlákny v matrici. Obsažený vláknitý materiál zvyšuje jeho strukturní integritu. Vlákna či mikrovlákna jsou v betonu rovnoměrně rozptýlena a náhodně orientována, úkolem vláken je zlepšení vlastností betonu (např. omezení křehkosti, zvýšení houževnatosti, zvýšení požární odolnosti, zlepšení odolnosti proti lokálním porušení atd.). Využití vláknobetonu pro segmentová ostění tunelů může přinést i řadu technologických výhod oproti běžným železobetonovým segmentům (jednodušší výroba, nižší spotřeba oceli, nižší náchylnost k odpryskům povrchové vrstvy atd.).

V současné době probíhají přípravy ražby tunelu Ejpovice na železniční trati Rokycany – Plzeň, který bude vyražen firmou Metrostav a. s. pomocí zeminového štítu. Na projektu bude využito segmentové ostění z vláknobetonu s ocelovými a polypropylénovými vlákny bez prutové výztuže. Před zahájením výroby segmentů probíhal proces vývoje vhodné betonové směsi včetně drátků s cílem splnit optimální technické i ekonomické parametry. Vyvíjené betony byly odzkoušeny na laboratorních i velkorozměrných vzorcích pomocí zatěžovacích zkoušek (obr. 2). V současné době již byla zahájena sériová výroba vláknobetonových segmentů v ve výrobně v blízkosti budoucího tunelu (obr. 3).

WP4: Usage of Fibre-Concrete for Tunnel Lining
The development of modern tunnelling methods and materials has made the construction of underground structures significantly more effective and faster. Depending on different factors, (length and transverse profile of a tunnel, geological conditions, height of overburden, etc.), two basic construction ways of excavated tunnels are predominantly used nowadays: conventional excavation, using explosives or tunnel excavators (usually New Austrian Tunnelling Method – NATM) and mechanised excavation by means of full-profile tunnelling machines (TBM technology).

Autoři

• Doc. Ing. Hilar Matouš Ph.D.
• prof. Ing. Vítek Jan L. CSc.