Vodohospodářská stavba sběrače „B“ v Ostravě dokončena

Text: Ing. Petr Szotkowski, HOCHTIEF CZ a.s., foto: HOCHTIEF CZ a.s

V měsíci dubnu byla dokončena a předána stavba, která je jedním z nejvýznamnějších vodohospodářských projektů v Moravskoslezském kraji v posledních letech a klíčovým projektem pro odkanalizování území Slezské Ostravy, Radvanic a Bartovic.

Jedná se o stavbu „Rekonstrukce a prodloužení sběrače B do Radvanic“. Projektovou přípravu stavby, která byla zahájena na konci minulého století, zajišťovala jako generální projektant společnost KONEKO, spol. s r.o., se sídlem Výstavní 2224/8, Mariánské Hory, 709 00 Ostrava. Staveniště se nacházelo na území městského obvodu Slezské Ostravy, Radvanic a Bartovic. Prodloužení stávajícího sběrače B na území Slezské Ostravy, Radvanic a Bartovic má strategickou roli v koncepci odkanalizování celého zájmového území v povodí řeky Lučiny a Ostravice. Realizací díla byl vytvořen předpoklad pro systematické odkanalizování spádového území jižní části Slezské Ostravy, Radvanic a části Bartovic, včetně ploch určených územním plánem pro rozvoj průmyslové a bytové výstavby. Výhledově je možno na kmenový sběrač B napojit stokovou síť Kunčic a Kunčiček, což je díky ukončení této stavby plánováno v blízké budoucnosti. Převážná část trasy sběrače B byla vedena v souběhu s vodními toky Ostravice a Lučiny. Celkový návrh odkanalizování zájmového území vycházel z koncepce Generelu kanalizace Slezské Ostravy a byl v souladu s Územním plánem města Ostravy. Realizací stavby byl vytvořen předpoklad pro postupné rozšiřování systému jednotné stokové sítě v zá jmovém území a převedení odpadních vod na ÚČOV Ostrava.

Výstavba kanalizačního sběrače B byla rozdělena na čtyři části, v rámci kterých se realizovala jak výstavba nových stok, tak rekonstrukce stok stávajících. Během této stavby byly využity snad všechny možné a známé technologie pro výstavbu kanalizačních stok. Sběrač byl budován jak klasickými otevřenými výkopy, tak mikrotuneláží, zatahováním potrubí do již připravených chrániček tzv. relining, protlaky ocelových chrániček, ražbou pomocí nemechanizovaného štítu a v neposlední řadě se prováděla náročná ražba štoly pomocí klasické hornické metody.

STAVBA - ČÁST 1.

V rámci této části se prováděla zejména sanace stávajících stok, a to za použití sanačních malt a injektáží od firmy HERMES TECHNOLOGIE s.r.o. Sanované stoky byly v průchozích profilech 1600/1450, 1600/1250 popřípadě DN1200 a 950. Před zahájením sanací stok muselo být provedeno její důkladné vyčištění.

K tomu se používaly sací bagry a vysokotlaké stroje pro finální otryskání stěn. Vzhledem k tomu, že se nánosy v kanalizaci shromažďovaly již několik desítek let, bylo nejdříve nutné provést jejich rozvolnění pracovníky se sbíjecími kladivy a teprve poté mohlo být provedeno jejich vysátí sacím bagrem. Sanace stok zednickým způsobem byla provedena v celkové délce 1456 m.

Současně v rámci této části byla v úseku mezi šachtami Š18-Š19 provedena kompaktní vystýlka stoky metodou KAWO, což spočívalo v zatažení polyuretanového rukávce o dimenzi DN1600/1450.

Tato metoda sanací stok je nosnou technologií společnosti WOMBAT s.r.o., která úspěšně zvládla toto nelehké zadání. Před zahájením zatažení polyuretanového rukávce bylo nejdříve nutné provést výkop startovací jámy Š18, jejíž stabilita stěn byla zajištěna rámovým pažením s použitím pažnic UNION. Největší zkušenosti s výkopy a pažení jam touto metodou má v našem regionu firma Subland-Tech s.r.o., která se podílela nejen na provedení této jámy, ale i několika dalších. Některé úseky v této části stavby byly v tak špatném technickém stavu, že jejich sanace nebyla možná. Tyto úseky byly provedeny úplnou obnovou, tzn. že byly odstraněny v otevřeném výkopu a v tomto úseku bylo položeno nové potrubí.

Jelikož se jednalo o průlezné stoky, které zajišťovaly obrovskou kapacitu průtoku splaškových vod, musela dimenze nových potrubí tomuto průtoku odpovídat. V této části se nejčastěji používalo sklolaminátové potrubí v dimenzi DN1200 od výrobce HOBAS, dnes nově AMIBLU. Sklolaminátové potrubí různých dimenzí bylo používáno ve velkém množství i v rámci dalších části této stavby.

V rámci části 1 byly také provedeny sanace několika objektů na stokách, konkrétně odlehčovacích komor OK2B a OK3B a současně výstavba několika soutokových komor a kanalizačních šachet. Dále byla provedena rekonstrukce vyústního objektu VO3B, který slouží k odlehčení zředěných vod při extrémních deštích. Realizace této části byla technicky náročná zejména z důvodu zachování provozu sanovaných stok za každé situace.

Bylo nutné důsledně sledovat předpovědi srážek a reagovat na každý přívalový déšť, díky kterému se průtok ve stoce zvedal až na 3000 l/s.

STAVBA ČÁST 2.

Tato část stavby by se dala nazvat jako „hornická“, jelikož právě zde se prováděla jedna z nejzajímavějších technologií, a to ražba štoly klasickou hornickou metodou.

Délka vyražené štoly má necelých 670 m a její začátek byl situován u SlezskoOstravského hradu a konec na cyklostezce vedoucí podél tramvajové dráhy k Terminálu Hranečník.

Společnost HOCHTIEF CZ a.s. byla generálním dodavatelem celé stavby a má veliké zkušenosti a vlastní odborníky a kvalifikované pracovníky pro ražby tunelů, metra, kolektorů a různých jiných štol. Vzhledem k tomu, že v době realizace této štoly měla své hornické kapacity již naplněny, musela zvolit realizaci této části subdodavatelským způsobem.

Jako zhotovitel pro činnosti prováděné hornickým způsobem byla vybrána společnost Porr a.s., která má taktéž s těmito typy staveb dlouholeté zkušenosti.

Ražba procházela hřbetem karbonských hornin proměnlivého stupně zvětrání. V čelbě ražby se z 90 % celé délky vyskytovala pískovcová hornina s různým stupněm zvětrání, která byla v některých místech oslabena vrstvami hlinitopísčitých zemin.

Z geotechnického hlediska byla trasa štoly rozdělena do dvou kategorií, a to ražba v nestabilních podmínkách zvětralých pískovcových hornin a ražba ve stabilních podmínkách pevných pískovcových hornin. Toto předpokládané geotechnické rozdělení se potvrdilo i při realizaci samotného díla.

Štola kanalizačního sběrače byla navržena v uzavřeném obloukovém profilu, s definitivním světlým geometrickým rozměrem o výšce 1,9 m a šířce 2,66 m. Rozpojování horniny se provádělo pomocí trhacích prací za použití klasické důlní skalní trhaviny Austrogel.

Na jeden odstřel se používalo 10 kg trhaviny, zabírka byla stanovena 50 nebo 70 cm dle geotechnické kategorie. Po každém odstřelu se odtěžovalo 9 – 15m3 horniny.

Vzhledem k tomu, že odstřely probíhaly z části v blízkosti zastavěné oblasti a štola procházela pískovcovým masívem, který byl nad terénem viditelně narušen, zajišťovala společnost INSET s.r.o. měření vlivu seismických účinků na okolní nemovitosti a pomocí osazených deformometrických a nivelačních bodů monitorovala možný pohyb skalního masívu.

Odtěžování se provádělo vzduchovými přehazovacími nakladači (stejný typ je používán i v ostravsko-karvinských dolech) do důlních vozíků, které byly po kolejové dráze pomocí pneumatických vrátků dopravovány k těžní jámě. Odtud se jeřábkem těžily napovrch, nakládaly na kontejner a odvážely na skládku.

Po vylomení čelby a odtěžení horniny se prováděl konsolidační nástřik a instalovaly se příhradové oblouky. Následně bez zbytečného odkladu byl realizován primární nástřik ze stříkaného betonu SB C25/30 na vnější mřížovinu v tl. cca 120 mm. Primární nástřik ostění byl doplňován realizací radiální svorníkové výztuže. Během celé doby realizace se prováděly průzkumné jádrové vrty o průměru 42-60 mm v délkách cca 12 m. Na základě těchto vrtů se vyhodnocoval očekávaný geologický profil čelby, ale hlavně možné anomálie v čelbě. Dle místních podmínek se pro zajištění výlomu prováděla zpevňující injektáž do předpolí díla a ochranný injektážní deštník.

Současně s ražbou a po vyražení štoly se prováděl sekundární nástřik SB C25/30 na vnitřní mřížovinu. Celková finální tloušťka ostění včetně konsolidačního nástřiku je cca 310 mm.

Dno štoly bylo vybetonováno z tvrzeného betonu C30/37 XA2. Pro odvod splaškových vod byla vytvořena kyneta vejčitého tvaru, která je obložena čedičovými dnovými žlaby a bočnicemi od společnosti EUTIT s.r.o.

Ostění štoly je opatřeno krystalizačním nátěrem a pochůzí plocha štoly epoxidovým nátěrem s křemičitým posypem. Vše dodáno společnosti BASF.

Pro možnost napojení několika nemovitostí situovaných nad štolou byla navržena a vyhloubena spadišťová šachta SP41, která rozděluje štolu na přibližně dva stejně dlouhé úseky. Kromě možnosti připojení nemovitostí plní tato šachta revizní a větrací funkci. Zejména v době ražby po jejím vyhloubení bylo možné ražené dílo větrat průchozím větrným proudem.

Spadišťová šachta byla navržena v kruhovém profilu o konstantním světlém průměru 2,7 m a tloušťce ostění 300 mm. Celková hloubka jámy byla necelých 28 m.

Jáma byla hloubena metodou spouštěné studny, kdy na první monolitický prstenec byl osazen patní břit, který zajistil snadnější pronikání prstence do horniny. Následně se postupně na povrchu betonovaly další monolitické prstence. Dle projektu se předpokládalo rozpojování hornin v první polovině ručně a teprve v druhé polovině za použití trhacích prací. Asi po vyhloubení 3 metrů se narazilo na skalní horninu, proto se rozpojování hornin v podstatě v celé hloubce jámy provádělo pomocí trhacích prací.

Opět se používala důlní skalní trhavina Austrogel. Tato jáma se po dokončení stala jednou z nejhlubších jam v ČR vyhloubenou metodou spouštěné studny.

Z důvodu častých odstřelů v blízkosti nemovitostí se prováděl důsledný monitoring, kdy se vyhodnocovaly zejména seismické vlivy po odstřelech. Během celé doby stavby nedošlo k překročení stanovených mezních hodnot.

Mocnost nadloží nad ražbou se pohybovala v rozmezí 2,8 – 28 m. Zejména v místě s takto nízkou mocností (pouze 2,8 m) byla nutná maximální technologická kázeň všech pracovníků. Jelikož se zrovna nad tímto místem nacházel skalní převis, bylo nutné provádět jeho monitoring, jelikož díky seismickým účinkům trhacích prací hrozilo jeho zborcení do štoly. Naštěstí vše dopadlo dobře a štola byla i v tomto úseku úspěšně vyražena.

Celková doba trvání stavby Rekonstrukce a prodloužení sběrače B do Radvanic byla 36 měsíců. Ražba samotné štoly trvala 16 měsíců a dalších 11 měsíců trvalo její definitivní vystrojení, tzn. že celková doba realizace štoly byla 27 měsíců, téměř doba potřebná na realizaci celé stavby. Toto ukazuje, jak náročný úkol bylo její zdárné dokončení.

Celkově bylo při realizaci štoly vytěženo 5800 m3 horniny a použito 4500 m3 betonu.

Činnost prováděna hornickým způsobem představuje vždy velké riziko a je nutné vyzdvihnout, že během celé doby realizace nedošlo k žádným újmám na zdraví pracovníků. O výše popisovaných objektech jako je vyražená štola a hloubená jáma SP41 by se dala technologie provádění popsat ještě důkladněji, ale to už by nezůstal prostor pro stručný popis ostatních realizovaných technologií této stavby.

V rámci části 2 se prováděly další zajímavé úseky. Zejména úsek vedený podél tramvajové dráhy směrem k terminálu Hranečník zanechal velké vrásky na čelech pracovníků. Komplikací bylo umístění výkopu v těsné blízkosti tramvajové dráhy, jeho hloubka, která dosahovala až 6 m a následně, což bylo zjištěno až při realizaci, výskyt skalní horniny, kterou nebylo možné rozpojit klasicky lžíci bagru. Z tohoto důvodu muselo dojít ke změně technologie pažení a zejména způsobu rozpojování horniny. V úvahu připadalo rozpojování pomocí frézy nebo sbíjecího kladiva. Pro výkop v tomto úseku bylo nakonec zvoleno sbíjecí kladivo v kombinaci s trhacím hákem. Tento postup výstavby musel být opět doplněn důsledným monitoringem nivelety kolejí a náklonu stožárů trakčních vedení. Pokládka stoky v této části byla provedena z kameninového potrubí od firmy Steinzeug-Keramo, která dodávala kameninové potrubí i do mnoho dalších částí v rámci celé stavby.

Dalším krásným úsekem byla montáž potrubního mostu. Realizace tohoto úseku představovala útěk od obrovských hloubek výkopů, ale na druhou stranu byla zaměřena na strojařskou přesnost, kdy se potrubí na patky ukládalo s milimetrovou přesností ve spádu 1,5 promile. Potrubní most byl proveden z tvárné litiny dodané společnosti DUKTUS litinové systémy, s.r.o.

Kromě ražby štoly byly na této části další zajímavé činnosti realizované hornickým způsobem. Jednalo se o protlak ocelové chráničky DN1200 pod kolejovou vlečkou před terminálem Hranečník v celkové délce 50 m. Ocelová chránička byla následně vystrojena sklolaminátovým potrubím DN600 a prostor mezikruží byl zalit cementopopílkem.

STAVBA ČÁST 3.

Tato část byla z hlediska prováděných technologií nejpestřejší. Jak je zmíněno již na začátku článku, v rámci této části se prováděl otevřený výkop, zatahování potrubí do chrániček (tzv. relining), mikrotuneláže, ražba pomocí nemechanizovaného štítu a také další protlaky ocelových chrániček.

Nejzajímavější byla ražba pomocí nemechanizovaného štítu, kdy byl vyražen úsek v délce 54 m o průměru 2000 mm. Do takto vyraženého prostoru bylo zataženo sklolaminátové potrubí DN1000 a prostor mezikruží byl opět v několika etapách zaplaven cementopopílkem.

Vystrojení vyraženého profilu bylo tvořeno z prefabrikovaných klenbových segmentů – tvárnic BZM, které jsou opatřeny otvory pro provedení výplňové injektáže za ostěním.

Aby bylo možné zahájit ražbu bylo nutné vyhloubit startovací a cílovou jámu, kdy hloubka cílové jámy přesahovala 11 m. Takto hluboká jáma byla opět technologicky velmi náročná. Pažení jámy bylo zajištěno ocelovými rámy s pažnicemi UNION.

Křížení navržené trasy s komunikací v ul. Těšínská bylo nutné provést dalším protlakem ocelové chráničky o dimenzi DN1400. Celková délka protlaku byla 35 m a byl opět vystrojen sklolaminátovým

potrubím DN1000. Komplikací při jeho realizaci byla kolize s dešťovou kanalizací, kterou jsme museli neustále přečerpávat, aby nedošlo k zaplavení ocelové chráničky a čelby. V rámci části 3 docházelo k mnoha křížením komunikací, proto zde byly zrealizovány i mikrotuneláže kameninového protláčecího potrubí v dimenzi DN400.

Dodavatelem mikrotuneláží byla společnost Talpa – RPF, s.r.o.

STAVBA ČÁST 4.

Poslední část stavby představovala pokládku kanalizace v ul. Dalimilova. Tato část stavby byla navržena téměř z celé délky v otevřeném výkopu, který byl veden uprostřed komunikace a obklopen z obou stran rodinnými domy. Na pracovní četu zde čekaly hloubky dosahující až 7 m, což je na hraně mezi rozhodováním pro volbu bezvýkopové technologie.

Během realizace tohoto úseku se vyskytly nečekané geologické problémy. V úsecích se dle geologického průzkumu nepředpokládal výskyt podzemní vody, ale opak byl pravdou. Při realizaci výkopových prací se objevovaly jak přítoky podzemní vody, tak lokální masivní výrony z vodou naplněných čoček, které způsobovaly vymílání zeminy a vznik kaveren za pažením. V rýze výkopu se vyskytovaly písčité vrstvy, které vlivem podzemní vody a nasycených čoček vytékaly ve formě tekutých písků pod pažícími boxy. Toto mělo za následek propady chodníku, posuny zeminy kolem výkopu a hrozilo poškození přilehlých domů.

Vzhledem k zjištěným inženýrsko-geologickým poměrům bylo nutné zvolit jinou technologii pažení. Byla provedena změna technologie pažení a klasické boxy byly nahrazeny dvojitým kluznicovým lineárním pažením. Díky této technologii pažení jsme si poradili s oblastmi tekutých písků a současně s hloubkami dosahujících 7 m.

V rámci této části stavby byly taktéž prováděny mikrotuneláže kameninového protláčecího potrubí DN300 v délce 84 m. Pokládka kanalizace byla ukončena přepojením LDN v Radvanicích.

Stavba Rekonstrukce a prodloužení sběrače B nepředstavovala pouze pokládku nebo rekonstrukci kanalizací. Byly zde také vybudovány nové objekty jako jsou odlehčovací komory, výustní objekty, soutokové komory nebo spadišťové šachty.

Celkově bylo vybudováno nebo zrekonstruováno 6800 m kmenových stok a 400 m metrů domovních přípojek.

Stavba Rekonstrukce a prodloužení sběrače B do Radvanic byla zahájena v březnu 2018 a její ukončení a úspěšné předání proběhlo 21.4.2021. Předpokládané realizační náklady stavby byly dle zpracované projektové dokumentace 296,2 mil. Kč bez DPH. Vysoutěžená cena díla 187,3 mil. Kč bez DPH se vzhledem k různým nepředvídaným vícepracím vyšplhala na celkovou částku 226 mil. Kč bez DPH, z které bylo 55,3 mil. Kč hrazeno z dotace Ministerstva financí ČR v rámci programu na revitalizaci Moravskoslezského kraje a zbylé náklady hradilo město Ostrava z vlastních zdrojů.

I přes navýšení ceny je nutno říct, že konečná cena je výrazně nižší, než by byla, kdyby soutěž této stavby proběhla pouze o jeden rok později, tzn. v roce 2018, kdy ceny stavebních prací raketově vylétly.

Město Ostrava získalo stavbu, která je velmi důležitá pro další rozvoj kanalizačních sítí na jeho územních celcích. Rekonstrukcí sběrače B bylo zrušeno sedm výustních objektů, které výrazně znečišťovaly řeku Lučinu a Ostravici.

Společnost HOCHTIEF CZ a.s. má odborné pracovníky v podstatě ve všech stavebních oborech. Jsou to autorizovaní geotechnici, vodohospodáři a také závodní pro činnosti prováděné hornickým způsobem. Díky těmto kvalifikovaným lidem na straně zhotovitele, odborných technických dozorů investora stavby a všech dalších zainteresovaných osob byla tato komplikovaná stavba úspěšně dokončena.