Rekonstrukce přelivové klapky na VD Nechranice dopadla na výbornou

„Díky rekonstrukci krajních polí bezpečnostního přelivu na VD Nechranice dojde ke zvýšení bezpečnosti VD a navýšení ovladatelného retenčního prostoru nádrže. Před rekonstrukcí byla tato pole hrazena hydrostaticky ovládanými segmentovými uzávěry. Toto řešení však odpovídalo nárokům, které na ně byly kladeny v době jejich výstavby. V současné době je třeba, aby uzávěry umožňovaly snadnou a dosti přesnou regulaci, což původní technologie nebyla schopna splnit,“ říká Ing. Petr Hajdina, zástupce firmy SMP CZ, a. s., která celou rekonstrukci prováděla.

Stavební řešení

Z tohoto důvodu byla navržena demontáž původních hradicích konstrukcí, jejich náhrada dutou klapkou a rekonstrukce přelivných objektů tak, aby byla možná vestavba nové hradicí konstrukce. Po demontáži hydrostatického uzávěru byly demontovány boční těsnicí štíty, ložiska hradicí konstrukce i další zabetonované části konstrukce.
Stávající betonové konstrukce spodní stavby se bouraly těžkou mechanizací. Stěny obou pilířů a navazujících železobetonových zdí se do hloubky cca 15 – 25 cm odbourávaly specializovanou technologií – hydrodemolicí. Na tyto práce byly použity speciální stroje o výkonu od 1300 Bar až 2500 Bar, při spotřebě vody od 60 l/min do 200 l/min. Hydrodemoliční práce byly velmi technologicky náročné a průměrný denní výkon byl přibližně 0,5 m³. Před zahájením hydrodemoličních prací byla pracovníky SMP CZ, divize 1, podchycena osmi ocelovými nosníky stávající mostní konstrukce.

Vše se stabilizovalo zálivkami a dobetonovala se přelivná plocha v upraveném tvaru. Stěny obou pilířů levého pole byly dobetonovány jednostranným bedněním kotveným přes kotvení stávající výztuže do stávající stěny. Velice technicky náročné bylo ukotvení nových bočních štítů a následné betonáže. Pro veškeré betonové konstrukce se použily speciální betonové směsi, které splňovaly náročné podmínky pro zpracování. Veškeré betonové konstrukce prováděli pracovníci SMP CZ, divize 5.
Následně se vybouraly veškeré původní zálivky a odbourala se podstatná část přelivné plochy tak, aby byl vytvořen dostatečný prostor pro sklopení nové hradicí konstrukce. V tlačné komoře se vyhloubily prostory pro osazení podpěrných servoválců a do bočních pilířů se osadily vnitřní zavzdušovací trouby 1000/300 mm. Osadily se boční štíty, nová ložiska pro ukotvení duté klapky a ložiska pro servoválce, nainstalovalo se nové pancéřování dosedacího prahu. Vše se stabilizovalo zálivkami a dobetonovala se přelivná plocha v upraveném tvaru.

V polovině května 2020 byla naše redakce při tom, když na VD Nechranice dorazila nová přelivová klapka, která byla vyrobena v Třešti ve společnosti Strojírny Podzimek s. r. o. Nová přelivová klapka byla následně instalována na požadované místo. Na to, jak tato náročná akce probíhala, se můžete podívat ve videoreportáži.

Charakteristika navrženého nosného systému

Hradicím tělesem je podpíraná dutá klapka čočkovitého průřezu. V obou krajních přelivných polích o šířce 15 m byla jedna klapka ukotvena na deseti ložiscích na prahu a podepřena čtyřmi válci. Řešení bylo vybráno z důvodu rozložení sil do spodní stavby a dosažení nižších provozních tlaků v hydraulickém systému ovládání. Nová hradicí tělesa byla umístěna zhruba ve stejném místě jako původní hradicí konstrukce. Klapka přenáší všechny síly do spodní stavby a do podloží pomocí ložisek a hydraulických pohonů, otáčí se okolo vodorovné osy umístěné pod korunou pevného prahu. Klapka převádí a plynule reguluje veškerý průtok pouze přepadem. Pohyb klapky zajišťují čtyři přímočaré hydromotory, které ji podpírají a jsou opřené do spodní stavby. Původní pilíře jsou využity pouze pro umístění bočních štítů a silově jsou namáhány pouze při aretaci některé z klapek v horní poloze. Ložiska klapky jsou na koruně pevného prahu upevněna do ocelových základů zakotvených do prahu kotvami. Armatura prahového těsnění je umístěna na koruně pevného prahu spolu se základem provizorního hrazení. Boční štíty jsou v celém rozsahu pohybu klapky. Rám štítů je ocelový a povrch tvoří nenamrzavá hmota, poněvadž štíty nejsou vyhřívány. Aretace klapky umožní mechanicky zajistit klapku ve dvou horních polohách. Dvojí zavzdušňovací potrubí bylo instalováno pro zamezení vzniku podtlaků v prostoru pod přepadovým paprskem.
Klapky mají aktivní hradicí výšku 5,43 m (267,62 – 273,05 m n. m.). Po překonání max. kóty nadržení se začne zdrž vypouštět hradicími uzávěry dle manipulačního řádu (spodní výpusti v šachtovém objektu a spodním segmentem a klapkami na bezpečnostním přelivu). Klapky jsou určeny pro krajní přelivná pole bezpečnostního přelivu vodního díla Nechranice.

Hlavním účelem klapek je:
- Možnost udržovat maximální hladinu ovladatelného prostoru ve zdrži na kótě 272,20 m n. m., což je kóta přelivné hrany klapky.
- Možnost zdvihnout klapku a zaaretovat ji až na kótu maximální hladiny neovladatelného prostoru ve zdrži na kótě 273,05 m n. m.
- Možnost převádět (povodňový) průtok při maximální hladině ve zdrži a v každé poloze až do úplného sklopení klapky.

Hradicí konstrukce – těleso klapky

Z důvodu manipulace, montáže, spolehlivosti provozu a požadavku na maximální těsnost je klapka o celkové šířce 14,96 m složena ze dvou dílů, které byly přes masivní přírubu na stavbě spojeny v jeden tuhý celek a svařeny. Z hlediska přesnosti a snazší montáže bylo nutné klapku vyrobit jako jeden celek.
Vlastní těleso klapky je svařeno ze zkroužených ocelových plechů (hradicí plech tloušťky 14 mm a výztužný plech – tzv. břicho klapky o tloušťce 15 mm) a příslušné soustavy výztuh. Všechny dutiny jsou odvodnitelné. Na čtyřech místech klapky (mezi diafragmami s menší roztečí) se nachází výklenky hydromotoru. Jsou v nich osazena vždy dvě výztužná žebra o tloušťce 40 mm s vevařenými nerezovými náboji pro ukotvení čepu hydromotoru. Pod korunou klapky jsou na obou koncích mezi čelní a první diafragmou otvory pro osazení aretačního čepu. Na přepadové hraně hradicího plechu jsou ve dvou velikostech umístěny rozražeče vodního paprsku. Z hlediska montáže či demontáže čepu hydromotoru jsou v krajních dutinách klapky přírubové přípravky pro ukotvení montážního hydromotoru. Předpokládaná životnost konstrukce je 50 let.

Boční těsnicí štíty

Boční štíty klapky nejsou vyhřívané a byly osazeny do připravených (částečně vybouraných) výklenků ve stěnách pilířů. Ty umožňují těsnění v celém rozsahu pohybu klapky. Těleso štítu tvoří svařovaná ocelová konstrukce. Hlavními svislými výztužnými prvky jsou válcované profily IPE 120, vodorovné ztužení zajišťují žebra tloušťky 10 mm a taktéž obvodový pás je z plechu tloušťky 10 mm. Z čelní strany je konstrukce zakryta vytvarovaným plechem o tloušťce 10 mm, ve kterém jsou otvory pro aretační a rektifikační hrnce. U patní hrany je obdélníkový otvor pro osazení hrdla primárního zavzdušnění. Po obvodu výztužného pásu jsou kotevní úhelníky určené k rektifikaci štítu. Ten je navíc olemován pásovinou o profilu 170 × 15 mm, na kterou byly před betonáží navařeny obnažené výztuhy původního betonu pilíře. Z důvodů přepravy a montáže byl každý štít podélně dělen na tři díly, které k sobě byly po rektifikaci přivařeny.

Protikorozní ochrana ocelových konstrukcí

Na všechny díly celého zařízení byly na přání investora použity dva typy nátěrového systému (vnější a vnitřní). Pro oba povrchy byl vybrán dvousložkový nátěr bez rozpouštědel na bázi epoxidové pryskyřice s vysokými požadavky na mechanickou odolnost a oděruvzdornost.

V současné době na vodním díle Nechranice probíhají dokončovací stavební práce a seřízení technologie. Na konci listopadu by celé dílo mělo být předáno investorovi, kterým je Povodí Ohře. Držíme palce vedoucímu stavby panu Pavlu Hrdému z akciové společnosti SMP CZ a Ing. Zdeňku Pittnerovi ze společnosti Strojírny Podzimek.

Ing. Jiří Zahradnický