Bezvýkopové mikrotunelování v extrémních podmínkách

Rozdíl mezi prováděním mikrotunelingu ve stejnorodých a neměnných půdních podmínkách oproti podmínkám proměnlivým či extrémním je tak zásadní, až by se dalo říci, že se jedná o úplně jinou geotechnickou disciplínu. Řada zemí a míst, kde se mikrotuneling používá relativně hojně (Německo, Polsko, Holandsko, Střední východ, atp.), mívá geologické podmínky relativně jednoduché. Zkušenosti Talpa RPF.

Bezvýkopové mikrotunelování v extrémních podmínkách

Tam, kde jsou podmínky známé a stejnorodé, postačí správně zvolit razicí hlavu a konfigurovat systém, se kterým pak není problém dosahovat úctyhodných postupů. Z odborného hlediska jsou však možná mnohem zajímavější projekty s geologií méně prozkoumanou, proměnlivou či extrémní, které představují pro prováděcí týmy opravdovou výzvu.

Princip mikrotunelování

Mikrotunelování je definováno jako plně mechanizovaná, řiditelná a dálkově ovládána bezvýkopová metoda zatlačování potrubí, kdy nejdříve je zatlačován samotný stroj (někdy se používá název plně mechanizovaný štít) vybavený razicí řeznou hlavou.  

Přestože na světě existuje několik výrobců mikrotunelovacích systémů a jejich technické řešení i celková konfigurace se vždy v něčem shodují a v něčem liší, dá se v zásadě říci, že většina těchto systémů používá tři druhy razicích hlav podle využitelnosti v geologickém prostředí:
- razicí hlavy do zemin včetně zemin jílovitých (mívají relativně otevřené čelo),
- razicí hlavy  do kamenitých nesoudržných zemin a měkkých hornin (čelo bývá částečně uzavřené a je víc vybavené řeznými nástroji),
- razicí hlavy do pevných skalních hornin (uzavřené čelo vybavené valivými dláty).
Z podstaty principu mikrotunelování je navíc jasné, že možnost částečné změny konfigurace řezné hlavy v průběhu ražby (mezi startovací a dojezdovou jámou – obvykle 100 – 200 m) je buďto velmi obtížně proveditelná, většinou však není možná vůbec.

Hlava do různorodých zemin s obsahem balvanů



Geologický průzkum pro mikrotuneling

Z hlediska mikrotunelingu prováděcí firmu zajímá základní geologický popis vrstev, křivka zrnitosti, maximální velikost balvanů a valounů, u hornin zejména pevnost v tlaku a hlavně to, jestli se tyto podmínky během trasy budou měnit či ne (a taky výskyt případných překážek).
Takové informace však nezjistíme, pokud provádíme geologický průzkum pomocí velmi řídce rozmístěných vrtů či sond anebo pokud jsme odkázáni jen na archivní materiály a záznamy. Přitom v podmínkách některých míst v ČR není vůbec výjimkou, že k nenadálým změnám prostředí dochází klidně i na deseti metrech ražby. Je tedy zřejmé, že s pouhým vrtným průzkumem zde nevystačíme.

Možné řešení může částečně zajistit:
- umístění vrtů či sond do jiných míst než kde budou umístěny stavební jámy (tyto jámy poskytnou během hloubení cenné doplňkové geologické informace.),
- využití geofyzikálních metod jako doplňku k tradičním formám geoprůzkumu,
- využití dalších doplňkových metod, například penetrační jehly či horizontálního vrtání.
Výše zmíněná opatření sice mohou navýšit náklady geologického průzkumu, ale zcela jistě se vyplatí zejména v místech, kde je proměnlivost geologie opravdovým problémem. Některé případy budou zmíněny dále, v zásadě jde například o oblasti podhorské, města v dosahu Českého středohoří, Prahu, Plzeň, Ústí nad Labem, Znojmo a další. Naopak relativně riskovat si můžeme dovolit v Brně, Olomouci, Prostějově, v Polabské nížině a dalších místech, která mají geologické podmínky vcelku stejnorodé.

Schéma mikrotunelingu



Problémové situace

Jak řečeno výše, problémem je zejména nestejnorodá geologie nebo náhlé změny. V praxi může jít o tyto případy:
- kombinace jílů a nesoudržných zemin (písky, štěrky) – například výstavby sběračů SCA v Karviné z r. 2009 (Subterra a. s.),
- místní výskyt tekutých písků nebo artézské podzemní vody – např. Petřkovice u Ostravy (TCHAS – 2006),
- místní výskyt větších valounů či balvanů – např. Plzeň – Úslavský sběrač, etapa I (Subterra a. s.),
- proměnlivost jílů – např. opět projekt sběračů v Karviné z r. 2009,
- zvlněné skalní podloží – např. Plzeň – Úslavský sběrač, etapa II (Pohl CZ),
- ostrý přechod ze zemin do skály a naopak, např. sběrač Z, Ústí nad Labem – Subterra a. s., 2000,
- střídavě tvrdé a měkké horniny – např. Jelení příkop Praha – Energie báňská hutní, 2012,
- místní výskyt extrémně tvrdých hornin – viz např. zmíněný Úslavský sběrač, etapa I i II.

Hlava pro poloskalní prostředí



Závěr

V podmínkách mikrotunelování v České republice se problému proměnlivé geologie nikdy úplně nevyhneme. Z dosavadních zkušeností lze definovat alespoň následující doporučení pro co nejbezpečnější a efektivní realizaci:
- nikdy nepodceňovat geologický průzkum, naopak jej více orientovat na parametry kritické pro mikrotunelování a tradiční vrtné sondy doplňovat geofyzikálními metodami;
- provádět v předvýrobní přípravě rizikovou analýzu a na jejím základě teprve volit přesnou technologii provádění;
- uplatňovat u kritických parametrů bezpečnostní faktor minimálně 1,5, protože sebelepší průzkum nikdy nebude dokonalý;
- pro zeminy aplikovat co nejuniverzálnější razicí hlavy, které nebudou mít problém ani s lepivými jíly, které se v podmínkách ČR mohou objevovat prakticky kdykoliv;
- nepouštět se do zbytečného rizika zejména v prostorách rozhraní skála/zemina; rozdělení ražby na více úseků se téměř určitě vyplatí víc (je-li možné);
- zvažovat třístupňovou separaci (případně vhodnou chemii do výplachu) vždy existuje-li riziko rozpadu na mikročástečky, zejména jde-li o delší trasy.
Samozřejmostí by mělo být, že tyto projekty by měly být realizovány firmami se zkušenostmi s podzemním stavitelstvím, nejlépe přímo s mikrotunelingem. Pro tyto stavby představují geotechnická rizika větší ohrožení než například chyby pramenící z neznalosti následných vodohospodářských souvislostí.

ISEKI.CZ, Ing. Karel Franczyk, Ph.D

TALPA - RPF, s. r. o.
Holvekova 36
718 00 Ostrava – Kunčičky
tel.: 596 237 019
e-mail: demjan@talparpf.cz
www.talparpf.cz

Vyhledávač stavebních pojmů

Nechte si zasílat měsíční newsletter

Na facebooku

NAŠI PARTNEŘI Další partneři