Rubrika: NODIC

Stavba: I/20 České Budějovice, severní spojka
Projektant: Pontex spol. s r.o. Praha + TUBES spol. s r.o. Praha
Investor: Ředitelství silnic a dálnic s.p. Praha + Statutární město České Budějovice + Robert Bosch spol. s r.o. České Budějovice
Generální zhotovitel: SWIETELSKY stavební s.r.o. České Budějovice + OHLA ŽS a.s. Brno, HOCHTIEF CZ a.s. Praha

Základní informace o projektu

Zájmové území stavby leží na území města Českých Budějovic severně od centra a plocha stavby je v územní plánu vymezená jako plocha dopravní infrastruktury. Předmětem stále realizované stavby je přeložka silnice I/20 – propojení silnice I/20 v úseku od křižovatky u OC Globus po Pražskou třídu. Délka hlavní trasy silnice I/20 severní spojky je 2,4 km. Trasa podjezdem kříží ulici A. Trägera a trasu IV. tranzitního železničního koridoru Nemanice – Ševětín.

Součástí přeložky silnice I/20 je i výstavba nové stoky Z1 – Sever a její zaústění na rekonstruovaný úsek sběrače A DN 1800 mm. Stoka je navržena z plastového potrubí SN12 v profilech DN 400 a 600 mm, v úseku pod železnicí je navrženo kameninové potrubí DN 400 mm. Stoka je součástí stavebního objektu SO 331 a její celková délka mezi šachtami Š1 až Š23a činí 629 m.

Původní řešení úseku mezi šachtami Š13 až Š16

Část stavby severní spojky, v místě křížení ulic A. Trägera a Nemanická, je trasa vedena mezi stávajícími objekty povrchové zástavby v hloubeném tunelu, který bude realizován ve stavební jámě zajištěné podzemními milánskými stěnami. Z toho důvodu muselo být strženo několik stavebních objektů mezi restaurací Stodola U Korbelů a budovou D.I.M. v ulici A. Trägera (obr. 2). V prostoru mezi milánskou stěnou a základy stávajících budov D.I.M, v úseku mezi šachtami Š13 a Š16, bylo nutné ve výkopu vybudovat v rámci SO 331 „kanalizace severní větev“ kanalizaci DN 600 mm délky 117 m, sklonem pouhých 6,8 ‰ a v plastovém materiálu. Záměr, s ohledem na předpokládanou hladinu podzemní vody, uvažoval se zajištěním stěny výkopu na straně u budov D.I.M. štětovnicemi. Pro zmírnění nežádoucích vibrací mělo dojít k předvrtání štětovnic.

Nový návrh a realizace mezi šachtami Š13 až Š16

Pomocí kontrolních sond byl zjištěn špatný stav založení budov D.I.M. a projektant následně doporučoval navýšit zabezpečení základů budovy např. tryskovou injektáží v délce 70 m a hloubce 5 m (obr. 1). I přes tato opatření by však provádění pokládky kanalizace do otevřeného výkopu zabezpečovaného štětovnicemi představovalo velké riziko pro stabilitu budovy D.I.M. Generální zhotovitel proto navrhl řešený úsek provést bezvýkopovou technologií (obr. 2). Návrh byl schválen budoucím správcem ČEVAK a.s., který si zvolil jako alternativní materiál potrubí ŽB DN 600 mm s vnějším průměrem 860 mm. Hochtief CZ a.s., generální zhotovitel této části severní spojky, nás požádal o stanovení nejvhodnější bezvýkopové technologie. Vzhledem k okolnostem vedení trasy, její délce a malému spádu jsme navrhli technologii mikrotunelování s hydraulickou dopravou rubaniny. Po projednání ceny a času potřebného pro výstavbu jsme byli rovněž pověřeni realizací daného úseku. Konečná trasa byla s projektantem navržena v délce 112 m s následným osazením revizních šachet Š14 a Š15 na protlačené potrubí.

Předpokládané geologické prostředí

Protlak je navržen v hloubce 3 m od původního terénu a dle dokumentace jádra sond provedených mimo trasu kanalizace má být zastižen štěrk písčitý, středně ulehlý, vlhký, nevytříděný, štěrk s velikostí do 10 cm, navážka a písek štěrkovitý, ulehlý, vlhký, šedý, frakce písku hrubozrnná.

Přípravné a předstihové práce

Startovací a cílová jáma byla navržena a provedena jiným podzhotovitelem z beraněných štětovnic s jedním rozpěrným rámem. Hloubka jam byla 4 m od původního terénu. Prostor pro zařízení staveniště byl vymezen směrem k cílové jámě podél budovy D.I.M. (obr. 4). Startovací jáma Š16 vnitřního rozměru 5,5 x 4,5 m byla v těsné blízkosti budovy D.I.M. Vzhledem k zvolenému způsobu pažení a stavu stěny odhalené po demolici přilehlého objektu byla budova v této části zajištěna zavěšenými ocelovými sítěmi se stříkaným betonem. Toto zajištění nahradilo původní navrhované zpevnění pomocí přikotvených šalovacích tvárnic s výztuží a betonem C25/30 (obr. 3). Z důvodu kolize startovací jámy Š16 s budoucí milánskou stěnou musely být práce na její výstavbě až do dokončení protlaku přerušeny. Byl tedy velký tlak na dodržení termínu realizace.

Průběh výstavby

K provedení protlaku kanalizace byl použit razicí štít AVN600XC s rozšířením a další příslušenství od firmy Herrenknecht AG s vrtaným průměrem 900 mm (obr. 5). Vrt musel být založen pouhých 1,5 m pod hlavou milánské stěny, což je z technického hlediska limitní hloubka pro provedení mikrotuneláže v daném průměru. Trasa kanalizace byla vedena pod vodící betonovou stěnou a v těsné blízkosti ŽB podzemní milánské stěny a v nejužším místě pouhých 0,5 m od základu budovy D.I.M. (obr. 3). Existovalo tedy vysoké riziko kolize razicího štítu s nepravidelností tvaru betonové konstrukce podzemní milánské stěny, které se mimochodem několikrát během vrtání potvrdilo a ve finále způsobilo nadměrné opotřebení rozpojovací hlavy razicího štítu (obr. 9).

Zastižené geologické prostředí bylo skutečně tvořeno ulehlými štěrky s valouny křemene velikosti 30 cm (což je limitní hodnota pro daný profil), hlínou písčitou a v závěru trasy antropogenními navážkami neznámého původu, složení a mocnosti. Průměrné denní výkony se, i přes různorodost geologického prostředí a vypořádání se s kolizemi s betonovou konstrukcí milánské stěny, pohybovaly okolo slušných 12 m za den v jednosměnném provozu.

Komplikace v závěru trasy, dokončení

Téměř před cílem, cca 30 m od cílové jámy Š13, se vlivem právě antropogenních navážek a sníženou mocností nadloží začal ztrácet vrtný bentonitový výplach na povrch. V takovém případě je udržování tlakových poměrů a hydraulické odtěžování materiálu nemožné. Jako opatření k možnému pokračování protlaku se přistoupilo v místě průsaku k hutněnému násypu výšky cca 1 m vhodným materiálem z okolních výkopů a úpravě vrtné směsi (její zhuštění a přidání pilin). Bohužel složení a mocnost těchto navážek byly natolik nevhodné, že se výplach ztrácel někde hlouběji v podloží a mikrotuneláž byla tedy ukončena cca 27 m od cílové jámy. Razicí štít i zbytek trasy byly následně odkopány po vrchní část štítu a vrt byl dokončen protlačováním výkopem až do cílové jámy (obr. 6). I přes tuto skutečnost a všechny ostatní komplikace se niveleta i směr podařily udržet s přesností do 10 mm. Celková doba výstavby i s přípravnými a dokončovacími pracemi byla 28 dní. Ihned po dokončení protlaku a demobilizaci našeho zařízení se přistoupilo k demontáži části startovací jámy, dokončení milánské stěny a vyhloubení jámy pro budoucí tunel (obr. 7 a 8).

Autor Ing. Michal Přenosil, HYDROTECHNIK PRAHA spol. s r.o.
Recenze Ing. Karel Franczyk, Ph.D.