Znalost geologických podmínek je klíčová už v okamžiku zrodu myšlenky použít bezvýkopovou technologii v rámci projektu. Dává příležitost zamyslet se nad možným způsobem provedení stavby, signalizuje její technickou náročnost a tím také její finanční náročnost. Dává možnost volby, zda místo klasického výkopu použít bezvýkopovou technologii, nebo naopak ukáže nesmyslnost jejího použití a navede projektanta ke klasickému řešení výkopem. Znalost geologických podmínek není pouze pomocná informace pro projektanta, je to zcela zásadní informace, bez které by žádný projekt neměl vzniknout.
Přesto, že většina z vás s tímto faktem zcela jistě souhlasí, tak velká část projektových řešení bere znalost geologických podmínek v místě stavby pouze formálně. Geologický průzkum není proveden, informace je načerpána z geofondu z vrtů v minulosti provedených bohužel nikoliv v místě použití bezvýkopové technologie a z technické zprávy se dozvíte pouze obecnou informaci o procentuálním podílu zastoupených tříd těžitelnosti zeminy dle ČSN 736133. Řešení nepříjemných situací vzniklých během výstavby díky odlišnosti skutečných geologických podmínek je ponecháno na staviteli. To však probíhá v časové tísni běžících termínů výstavby a znamená to rovněž bitvu s investorem o zafinancování změny. Tato bitva často nemá vítěze, pouze poražené na všech stranách, protože řešení je kompromisem možností rychle změnit řešení a za dané peníze stavbu dostavět.
Tento článek se věnuje příkladu, kdy se díky provedení inženýrské-geologického průzkumu podařilo v průběhu stavby úspěšně reagovat na změněné podmínky.
Zmíněným příkladem je výstavba kanalizace v obci Plesná u Ostravy. Dva úseky v délce 139 m a 186 m byly prováděny štolováním a jejich realizace trvala více než jeden rok. V technické zprávě byly předpokládány jílovité zeminy případně zvětralé jílovité břidlice spíše až charakteru zemin. Nebyly však vylučovány ani zóny kompaktnějších břidlic. V průběhu prací však byly již při hloubení přístupových šachet ověřeny v předmětných hloubkách velmi pevné horniny pískovce a droby, případně jílovité břidlice v různém stupni navětrání a v různých pevnostech. Tyto vrstvy se na předmětných úsecích poměrně rychle měnily.
Investor si během výstavby dalších úseků kanalizace, kde byly předpokládány podobné geologické podmínky, uvědomil tento nedostatek a nechal zpracovat důkladný inženýrsko-geologický průzkum. Ten byl zaměřen především na ověření možnosti a účelnosti nasazení bezvýkopové technologie řízeného horizontálního vrtání. Průzkum byl tedy zaměřen na určení základních vlastností zasažených hornin, určení polohy jednotlivých geologických rozhraní v trase plánovaného vrtu, určení polohy vodonosných horizontů a hladiny podzemních vod a na ověření výskytu případných volných prostor pod povrchem komunikace. V předmětném úseku kanalizace mezi šachticemi ŠA23 a ŠA25 bylo provedeno 7 průzkumných vrtů V1 až V7 do hloubky 0,5 m pod dno budoucí kanalizace.
Ty ověřily poměrně pestré geologické uložení se střídáním poloh pevných pískovců, plastických jílů, jílovců a rozvolněných jílovců. Z grafického znázornění uložení geologických vrstev v řezu úseku ŠA22 – ŠA25 a projektované trasy kanalizace vyplývá, že řízený horizontální vrt zasáhne geologické rozhraní pevných pískovcových vrstev a měkčích jílovcových resp. břidličných vrstev. Spády kanalizace v řešeném úseku byly dostatečné pro použití metody řízeného horizontálního vrtání.
K provedení tohoto vrtu byla vybrána společnost TALPA-RPF, která má zkušenosti v oboru bezvýkopových technologií déle než třicet let a pro skalní vrtání je optimálně vybavena. V místě šachtice ŠA25 byla připravena cílová jáma o půdorysném rozměru 3×4 m, ve spodní části trasy v místě ŠA23 startovací jáma o rozměru 3×3 m. Komplikací byla skutečnost, že monolitická betonová šachtice ŠA25 již stála a tím bránila vtahování potrubí do vrtu. Proto musela být délka jámy volena tak, aby mohlo být potrubí vtahováno netypicky mimo osu protlaku. Pro úsek prováděný bezvýkopovou metodou bylo zvoleno polypropylénové potrubí AWADUCT HPP DN300 SN16 společnosti REHAU. Délka vrtaného úseku byla 87 m.
Práce byly zahájeny 3. 9. 2021. Pro realizaci byla vybrána vrtná souprava střední velikosti DitchWitch AT40 All Terrain s duálními vrtnými tyčemi pro vrty ve skále, s tažnou silou 178 kN a kroutícím momentem 7460 Nm. Pilotní vrt prováděný valivými dláty typu TriCon Bit potvrdil informace inženýrsko-geologického průzkumu, v jeho zahajovací fázi procházel půdními vrstvami jílů a po cca 15 metrech prošel proplástkem jílovců a dostal se do kompaktního a pevného pískovce. Provedení pilotního vrtu bylo dokončeno po dvou dnech, jeden metr v pískovci byl odvrtán průměrně za deset minut, což odpovídá vrtání ve středně pevných skalních horninách. Průměr pilotního vrtu byl 168 mm, pro jeho rozšíření v prvním kroku byl připraven rozšiřovač osazený třemi valivými dláty vrtaného profilu 250 mm, v dalším kroku rozšíření valivými dláty na průměr 350 mm a pro závěrečné rozšíření pak rozšiřovač téhož typu o průměru 400 mm. Závěrečná kalibrace byla provedena vrtnou hlavou typu Kodiak o průměru 400 mm. Kalibrace potvrdila čistě vypláchnutý vrt bez přítomnosti vypadlých bloků pískovce nebo jiných překážek a mohlo tedy být přistoupeno ke vtažení potrubí do vrtu. Každé rozšiřování vrtu trvalo dva dny, kompletně byly práce ukončeny po 8 dnech vtažením potrubí do vrtu. To proběhlo hladce bez komplikací a trvalo dvě hodiny.
Význam změny technologie provedení bezvýkopového úseku je v tomto případě zcela zřejmý. Doba realizace bezvýkopové technologie nepřesáhla jeden týden ve srovnání se štolováním, které v daných podmínkách po přepočtu délky na 100 metrů trvalo 4 měsíce. Technologie řízeného horizontálního vrtání měla mnohem menší negativní vlivy na okolí, štolování bylo pro život v obci silně zatěžujícím prvkem. V těsné blízkosti trasy stál rodinný dům, který by jak při provedení výkopem, tak i při štolování mohl být poškozen otřesy nebo vlivy poklesu povrchu. Řízené horizontální vrtání valivými dláty se na povrchu neprojevuje ani vibracemi ani jinými nepříznivými projevy. Cena této technologie je sice mnohem vyšší než cena provedení výkopem, je však výrazně levnější než provedení štolováním. Toto srovnání obou bezvýkopových technologií si nebere za cíl protěžovat do budoucna jednu technologii na úkor druhé, záměrem bylo říct, že technické možnosti technologie řízeného horizontálního vrtání se posouvají výše a že ji lze v určitých případech brát za rovnocennou nebo i výhodnější variantu provedení.
Rovněž se prokázala důležitost důkladného geologického průzkumu v místě provádění klíčových operací stavby, mezi něž se bezvýkopové technologie řadí.
Ing. Ivan Demjan
TALPA-RPF, s.r.o.
