Využití mikrotunelování pro bezvýkopové ukládání podzemních vedení

Mikrotunelování nebo také MMS (Microtunelling Machine system) popř. AVN (Automatische Vortriebs­maschine Nassförderung) je nejpokrokovější technologie pro bezvýkopové ukládání podzemních vedení, která dnes nemá prakticky žádná technická omezení.

Využití mikrotunelování  pro bezvýkopové ukládání podzemních vedení

Jedná se o zmenšené, trvale řízené, plnoprofilové, tunelovací štíty, jejichž větší bratři razí v současnosti tunely pražského metra.

Hlavními znaky této technologie je:
•    kontinuální řízení – navádění vrtného systému pomocí laseru nebo gyroskopu s přesností v řádu desítek mm na 100 m,
•    uzavřený systém vodní dopravy vytěžené horniny, rozdrcené na čelbě vrtacím zařízením,
•    trvalý přetlak na čelbě, zabraňující nadvýrubu a vypadávání horniny na čelbě a s tím související poklesy nadloží,
•    bezprostřední ukládání protláčeného potrubí bez použití chrániček, pokud toto není přímo účelem.

Srdce systému – razicí štít se navrhuje s vrtnou hlavou zkonstruovanou pro konkrétní horninové prostředí, ve kterém se ražba provádí a pro konkrétní materiál potrubí, který se pokládá. Razicí štít se do startovací jámy umísťuje jako první, za ním následuje kolona protláčeného potrubí. Posun zajišťuje tlačná hydraulická stanice ve startovací jámě.
Pracoviště se skládá z vlastní startovací jámy s opěrným blokem, prostoru pro jeřáb, kontejneru s řídicí místností a pohonnou hydraulickou jednotkou a prostorem pro vodní a odpadové hospodářství, ve kterém se odděluje oběhová voda a vytěžená zemina. Pracoviště potřebuje přípojku elektrické energie a vody, které lze u menších projektů nahradit elektroagregátem a cisternou s užitkovou vodou.

Využití, technologické omezení a používané materiály
Trubní materiály vhodné pro použití musí být bezhrdlé, kruhového průřezu, schopné přenášet velké tlačné síly až 25 000 kN. Jako vhodný materiál se používá železobeton, kamenina, čedič, ocel a sklolaminát. Technologie mikrotunelování je zvláště vhodná při budování uličních kanalizačních stok s průměrem potrubí od DN300 do DN1400, kdy směle cenově konkuruje klasickým metodám ukládání do otevřeného výkopu (OV) již při délkách okolo 1 000 m, u ražených štol (RŠ) pak již při délkách okolo 250 m (obecně při nákladech na výstavbu větších než 15 mil. Kč). Dalšími oblastmi využití jsou dlouhé úseky, delší než 1 km bez možnosti dalších výkopů mimo startovací a cílovou jámu, jako jsou podchody řek, terénních vyvýšenin atd. Dále pak velké profily potrubí DN1500 – DN3000, úseky v obloucích a práce v obtížných geologických podmínkách nebo práce pod hladinou spodní vody. Nepřehlédnutelnou předností je rychlost výstavby. Strojním zařízením AVN největšího světového výrobce firmy Herrenknecht (SRN), která působí již 30 let na trhu BT, se v příznivých geologických podmínkách uloží denně DN300 – 60 bm, DN1000 – 40 bm, DN2800 – 30 bm definitivního kanalizačního potrubí.

Další výhody mikrotunelování jsou shodné s ostatními bezvýkopovými technologiemi (BT): snížení emisí souvisejících s výstavbou oproti klasickým technologiím OV a RŠ asi o 80 %, snížení prašnosti, hlučnosti, neporušenost povrchů a zeleně, nepřerušení dopravy, nulové sedání nadloží a s tím související poškození nadzemních objektů i křížených podzemních vedení. Rovněž odpadají poruchy na potrubí způsobené technologickou nekázní při výstavbě OV.

Nevýhodou mikrotunelování je vysoká cena pro přípravnou fázi – kompletaci technologie. Nehodí se proto pro malé projekty, krátké, často lomené úseky nebo tam, kde je možné využít levnější BT, jakými jsou neřízené protlačování chrániček (zemní protlaky) nebo řízené zatahování – HDD (Horizontal Directional Drilling). Nelze ji rovněž použít v zimním období při teplotách pod bodem mrazu.

Projektové podklady
Příprava PD pro realizaci by měla obsahovat především:
•    důkladný hydrogeologický průzkum, ověřený sondami s přihlédnutím k specifikům BT,
•    kompletní přehled dotčených, křížených podzemních vedení, ověřený pokud možno předem sondou,
•    projekt organizace výstavby zahrnující DIO, zábory, staveništní přípojky a příjezdové komunikace. Důležitý je rovněž harmonogram výstavby, postihující vše výše uvedené včetně dodavatelem BT doplněných postupů a dílčích etap ražby.
Vícenáklady spojené se skutečnostmi odlišnými od předpokladů uvedených v PD, zjištěné při realizaci, jsou u BT vysoké a měly by jít vždy k tíži projektanta.

Legislativa
Mimo standardní povolovací řízení stavby je zapotřebí připomenout, že většina staveb, na kterých se mikrotunelování nebo BT všeobecně realizují, spadá svým charakterem mezi činnosti prováděné hornickým způsobem (zákon 61/1988 Sb.) dozorované státní báňskou správou. To znamená mimo jiné, že k povolení stavby se vždy vyjadřuje příslušný obvodní báňský úřad, projekt mohou vypracovávat pouze osoby s příslušným oprávněním a práce mohou realizovat pouze organizace s příslušným oprávněním.

Příklady realizací
V sousedním Německu se podle údajů předního světového výrobce kameninového potrubí firmy Steinzeug Keramo uloží bezvýkopově okolo 100 km kameninových trub, z toho 90 % mikrotunelováním. Berlínské VaK (Berliner Wasserbetriebe – Veolia) uložily v aglomeraci „Velkého Berlína“ (území cca 3 600 km2) v letech 2005 – 2009 bezvýkopově 36 800 m kameninového potrubí, v roce 2010 pak 21 300 m.

Ve Varšavě realizovalo německo-polské konsorcium PGB Group pro ČOV Czajka hlavní přivaděč ze sklolaminátových trub DN2800 bezvýkopově, stroji Herrenknecht AVN 2000 a AVN 2400, celkem 5 714 m kanalizace. Průměrný hodinový výkon dosahoval 3,0 m, čemuž odpovídá 84 t vytěžené zeminy za hodinu. Úsek dlouhý 840 m byl dokončen za 38 dnů.

Oproti tomu v Čechách jsou projekty doposud v plenkách. Smutné bylo sledovat, jak OMI (odbor městského investora pražského magistrátu) zarazil více jak na čtyři roky štolu pro prodloužení stoky AZ v Komořanech – Praha 12, aby následně do ni uložil 2 km nového potrubí DN400 a DN800. A přitom se celý úsek mohl realizovat mikrotunelováním za třetinovou dobu a polovinu financí. Podobně je tomu v současnosti s výstavbou kanalizace v Újezdě nad Lesy (Praha 21).

I u nás se však objevují první vlaštovky. Příkladem může být Karviná – kompletace kanalizačních sběračů, kde se v letech 2007 – 2009 uložilo mikrotunelováním cca 4 000 m kameninového a sklolaminátového potrubí DN1000 a DN1400 z celkových 17 167 m potrubí. Rovněž Plzeň je v tomto směru aktivní: v roce 2008 se v Račicích položilo mikrotunelováním 180 m kanalizace za pouhých 17 dnů a v současnosti se zde mikrotunelováním realizuje několik projektů. Bohužel Praha na svou větší realizaci zatím čeká, pomineme-li realizaci dešťové kanalizace na pražském letišti.

Dokud bude platit, čím dražší, tím lepší a pokud se velké zakázky budou rozdělovat mezi 5 – 6 zaběhlých firem, které nemají pochopitelně zájem na zlevnění prací, dopředu se neposuneme.

Podzemní sítě nezadržitelně stárnou a jejich obnova je jen otázkou času. Příkladem může být již zmíněný Berlín, kde krize nekrize pokračují s péčí řádného hospodáře. Mikrotunelováním bychom za dnes vynakládané prostředky postavili násobně více.

Ing. Pavel Brabec
Vedoucí střediska protlačování a mikrotunelování HYDROTECHNIK PRAHA spol. s r.o.
e-mail: brabec@hydrotechnik.cz

Hydrotechnik Praha spol. s r. o.
středisko protlačování
Do Koutů 5a, 143 00 Praha 12
tel.: 261 097 633, fax: 261 097 654
e-mail: info@hydrotechnik.cz , www.hydrotechnik.cz

Fotogalerie

Firma

Vyhledávač stavebních pojmů

Nechte si zasílat měsíční newsletter

Na facebooku

NAŠI PARTNEŘI Další partneři