Při výběru okenních profilů do pasivních domů nabízí společnost Inoutic řešení v podobě šestikomorového plastového okenního profilu Eforte.
Okna jsou jednou z technicky nejnáročnějších konstrukcí obvodového pláště. Správně zvolená okna přímo ...
Nový Twinson Basic – v jednoduchosti je krása
Společnost Inoutic rozšiřuje nabídku kompozitního terasového systému Twinson. Nový Twinson Basic ...
Společnost SOLODOOR proto pro letošní rok připravila pro své zákazníky novinku, kterou dříve mohli vyrobit pouze truhláři u dveří z masivu: dveře SIMA se zapuštěnými rámečky prosklení.
Pryč jsou doby, kdy dveře v domě či bytě plnily pouze svou praktickou funkci a na jejich vzhled se ...

TBM opět v Praze, ale tentokrát trochu jinak

8. 9. 2011

Při prodloužení provozního úseku trasy pražského metra V.A byla pro ražbu traťových tunelů zvolena technologie ražby pomocí plnoprofilových razicích strojů, tzv. TBM (Tunnel Boring Machine), které pro dané podmínky umožňují použití nejrychlejší a zároveň nejšetrnější metody výstavby tunelů v městských aglomeracích.

Mechanizovaný štít pro ražbu trasy metra na trase A, 1983

Originální velikost  Mechanizovaný štít pro ražbu trasy metra na trase A, 1983

Zdroj:  časopis Stavebnictví

Mechanizovaný štít pro ražbu trasy metra na trase A, 1983 Schéma TBM-EPBM Spouštění plošiny závěsu do šachty Vypich, první fáze

 

Z historie výstavby metra v Praze
V Praze byly od roku 1967 na všech linkách metra vyraženy desítky kilometrů traťových tunelů. Zpočátku byla jejich výstavba, zejména na první trase C, řešena s využitím jednoduchých otevřených štítů, ve kterých bylo pomocí erektorů (zařízení pro montáž segmentového ostění) montováno nejdříve litinové a později betonové segmentové ostění. Rozpojování horniny na čelbě tunelu probíhalo tehdy ručně, z plošin uvnitř štítu. V případě průchodu nesoudržnými materiály se čelba zapažila klasickým dřevěným pažením a postupovalo se postupným odtěžováním materiálu a přepažovaním stěny. Takového postupu se například muselo použít při ražbě prvního tunelu pražského metra na staveništi Štětkova ulice na Pankráci, kde byly při ražbě zachyceny tekuté písky (hlavním stavbyvedoucím tam byl otec spoluautora tohoto článku, Ing. Ermín Stehlík). V tu dobu představoval unikátní řešení této situace přesun štítu bez jeho demontáže.

Když se výstavba metra na trase A dostala do větších hloubek se skalním podložím, začala se ve větším měřítku prosazovat tzv. prstencová metoda, kdy po trhacích pracích materiál odtěžil malý kolejový nakladač a ve vzniklém prostoru došlo pomocí erektoru ke smontování dalšího prstence ostění. Tento prstenec opatřili pracovníci cihlovým čílkem a injektovali za něj cementovou maltu. Při této metodě byl záběr dopředu ražen bez jakéhokoliv předchozího zajištění, spoléhalo se plně na to, že vystřelený prostor se udrží kompaktní až do doby smontování a zainjektování prstence. Rozpojovaní nebo vrtání horniny probíhalo opět ručně, z plošin erektoru.

V osmdesátých letech minulého století byly při výstavbě traťových tunelů metra použity dva plně mechanizované sovětské štíty (podle dnešní terminologie se jednalo o systém TBM), které razily traťové tunely trasy A pod Vltavou. Jednalo se o štíty s plnoprofilovou řeznou hlavou o průměru 6 m, kdy za štítem bylo instalováno lité betonové ostění. Protože se beton presoval pomocí tlačných lisů štítového komplexu, byl tento typ ostění pojmenován „pres-beton“. I když štíty nebyly navrženy pro pražské podmínky a s jejich provozem byla spojena řada potíží a nákladů, byla s nimi úspěšně vyražena trasa traťových tunelů od Klárova k Můstku, tedy v oblasti Starého Města, pod cennou
historickou zástavbou.

Hlavním stavbyvedoucím byl tehdy inženýr Jindřich Hess, pozdější generální ředitel firmy Metrostav a.s. Během ražeb nedošlo k žádnému poškození historických památek a tunely úspěšně přečkaly i zaplavení vodou při povodních v roce 2002.

TBM v praxi
Největším problémem při výstavbě tunelů v městských aglomeracích je kromě zajištění bezpečné ražby (bez propadů) minimalizace poklesů v důsledku ražení tunelů. V podstatě tunely nelze razit bez poklesů terénu, ale volbou vhodné technologie je možné velikost těchto poklesů snížit. Pro minimalizaci poklesů při výstavbě traťových tunelů pod zástavbou v oblasti pražských Petřin, Veleslavína a Červeného vrchu a pod Evropskou třídou s tramvajovým a automobilovým provozem zvolil zhotovitel špičkovou technologii TBM s využitím nejmodernějších
razicích strojů.

V úseku metra V.A jsou nasazeny dva stroje systému TBM, v tomto případě se jedná o tzv. zeminové štíty (Earth Pressure Balance Machine - dále EPBM), vyrobené firmou Herrenknecht GmBH z Německa.

Při použití razicího komplexu TBM-EPBM se kontinuálně podpírá prostředí, ve kterém se razí. V čelbě tunelu je to jednak řezná hlava, v případě potřeby je možné čelbu plně podepírat zeminou/horninou, která vyplňuje přední tlakovou odtěžovací komoru stroje, tvořenou tlakovou přepážkou. Hornina se rozřezává na drobné kousky a navíc se upravuje přidáváním vody a přísad tak, aby vznikla hmota vhodné konzistence. Ta pak podepírá čelbu a zároveň umožňuje odtěžování pomocí šnekového dopravníku.

Šnekový dopravník představuje zařízení, kterým se materiál těží a přes který je možné regulovat tlak v odtěžovací komoře. Materiál z něj zachycuje pásový dopravník na stroji, ze kterého se přesypává na tunelový pásový dopravník.

Přední tlaková (odtěžovací ) komora je plná v případě, kdy stroj pracuje v tzv. režimu close mode, což bude použito např. pro podchod zástavby v lokalitě Červený vrch a při ražbách pod Evropskou třídou. Tlak v komoře musí odpovídat vnějšímu zatížení způsobenému zeminou/horninou a případně tlakem vody. Tímto způsobem se minimalizují poklesy na povrchu, které při ražbách nevyhnutelně vznikají.

Prostředí, ve kterém se razí, je dále podepíráno štíty po celém obvodu výrubu. Přední štít je se zadním spojen teleskopicky. V zadní části štítu je pomocí ukladače ostění, tzv. erektoru, montováno železobetonové segmentové ostění. Erektor má vakuový úchyt, rovněž tak i pomocný jeřáb, kterým se segmenty skládají na segmentový dopravník ve dně závěsu. Od smontovaného ostění se celý štít odtlačuje při posunu vpřed během řezání pomocí 16 párů
tlačných válců.

Dalším prvkem, který minimalizuje poklesy, je injektáž za segmentové ostění, která se rovněž provádí kontinuálně během posunu TBM-EPBM. Tím lze zabránit rozvolňování prostředí a následným poklesům terénu. Pro injektáž byl zvolen systém tzv. dvoukomponentní injektáže, při které je z míchacího centra na povrchu čerpán potrubím komponent A (cement, bentonit, přísady) do zásobníku na závěsu. Ten se následně smíchá s komponentem B (vodní sklo), čerpaným ze zásobníku na závěsu TBM-EPBM.

Injektáž probíhá přes potrubí zabudované v obálce zadního štítu. Pro případy nenadálých situací při ražbě a nutných technologických přestávek má stroj nainstalováno zařízení pro čerpání bentonitu za plášť štítu a do čelby, opět za účelem zabránění poklesům a rozvolnění prostředí. Instalovaný systém se skládá ze zásobníku na bentonit, tlakového čerpadla a příslušných rozvodů. Při odstávce razicího stroje je v případě potřeby systém aktivován a bentonitová směs je ze zásobníku čerpána přes otvory ve štítu do prostoru mezí štít a výrub a také před řeznou hlavu. Čerpadlo pomocí osazených senzorů udržuje v systému stálý nastavený tlak.

Pro možnost ověření geologických a hydrologických poměrů před čelbou tunelu jsou stroje TBM EPBM pro projekt metra V.A vybaveny vrtačkou Diamec 232 pro provádění průzkumných předvrtů, které mají sloužit pro ověření podmínek před strojem a také umožňují sanační práce (injektáž). Vrtačku je možné v krátkém čase nainstalovat na erektor, který je schopen obsáhnout celý obvod štítu. Celkem je po obvodu celého štítu rozmístěno 8 otvorů, v profilu řezné hlavy se pak nacházejí 2 otvory; všechny otvory jsou osazeny tlakovými uzávěry pro zabránění vniknutí vody do štítu. Vlastní štít obsahuje kromě hlavní hnací jednotky, motorů a pístů, instalovanou přepouštěcí tlakovou komoru, která umožňuje vstup do přední tlakové komory štítu v případě, kdy je tato pod tlakem vyšším, než je atmosférický tlak. V tomto případě může přes přepouštěcí komoru vstoupit obsluha a probíhat doprava materiálu, zejména pro kontrolu a výměnu řezných nástrojů.

Celý komplex razicího stroje tvoří zmiňovaný štít a dále závěs, který sestává ze 7 plošin a jedné mostové části, na kterých je umístěno celé energetické a hydraulické zázemí TBM, zásobníky a čerpadla na injektáž, bentonitové hospodářství, řídicí kabina a další komponenty.

Informační systém
Při ražbě pomocí razicích komplexů TBM-EPBM je důležité koordinovat všechny procesy, které jsou na sobě závislé, zejména objem těžby s postupem stroje a montáž segmentů s kontinuální injektáží za ostění. K tomu přistupuje potřeba sladit všechny aktivity tak, aby byly zajištěny minimální poklesy na povrchu.

Aby bylo možné mít tyto procesy pod kontrolou, zdokumentované a s možností kontinuálního řízení všech procesů, budou oba razicí komplexy vybaveny systémem od firmy VMT, který je znám pod názvem CBP (Controlled Boring Process) - řidicí a informační systém pro ražbu tunelů pomocí TBM.

Systém kontinuálně sbírá a vyhodnocuje všechna dostupná data a předává je v přehledných výkazech a zprávách na displejích, ať už přímo na razicím stroji nebo v kancelářích oprávněných zaměstnanců. Systém rovněž spouští varovné signály v případě překročení předem nastavených parametrů jak pro stroj, tak např. pro poklesy na zástavbě, pokud je rovněž sledována kontinuálně. Takto je možné při relativně rychlých postupech razicích strojů zajistit bezpečnou ražbu s rychlou reakcí a minimálními
dopady na povrch.

Pomocné technologie

Pásová doprava umožňuje kontinuálně odtěžovat materiál, čímž nedochází k cyklickým přestávkám, jako tomu je u původně uvažované kolejové dopravy. Celý systém dodala firma H+E Logistik, u které je stejně jako u firmy VMT spoluvlastníkem firma Herrenknecht GmbH. Pásová doprava bude při první fázi ražeb z Vypichu končit u stávající šachty na Vypichu. Po vyražení tunelů za stavební jámu v prostoru Červeného vrchu (staveniště E2) bude veškerá logistika řešena přes tuto jámu.

Místo dříve používané kolejové dopravy bude pro dopravu na stavbě úseku V.A zvolena kolová doprava, pomocí multifunkčních tzv. MSV vozidel. Jedná se o dlouhá a úzká kolová vozidla, která jsou schopna projet závěsem TBM a do - pravit dopředu segmenty pro montáž ostění a další potřebné materiály.

Trasa pro TBM-EPBM
Oba komplexy TBM-EPBM budou na úseku metra V.A razit traťové tunely ze staveniště v blízkosti obory Hvězda. Čeká je zhruba 4000 m ražeb a 600 m přetažení přes hotové výruby stanic. Startovací místo pro oba komplexy TBM-EPBM je z 32 m hluboké šachty průměru 22 m, situované na zařízení staveniště na Vypichu, pod tramvajovou točkou.

Vzhledem k délce celého komplexu je pro montáž kromě šachty využita i část dvoukolejného tunelu ze šachty směrem ke stanici Motol, ve kterém jsou připraveny 4 plošiny závěsu (z celkového počtu 7 plošin) a zařízení pro pásovou dopravu.

Na opačnou stranu šachty jsou vyraženy dva krátké tunely (10 m), s železobetonovými kolébkami ve dně, po kterých jsou štíty dotlačeny k čelbě tunelu. Tyto startovací tunely jsou vyraženy směrem ke stanici Petřiny a slouží pro zasunutí štítu při montáži. Po zasunutí štítu jsou smontovány opěrné rámy umožňující rozjezd štítu. Následně jsou do šachty spuštěny a na dně šachty zkompletovány jedna plošina a tzv. mostová část na celkový počet 5 plošin.

Na povrchu zůstávají kompletní dvě poslední plošiny, provizorně připojené k celému komplexu. Ty budou do šachty spuštěny tehdy, až se celý komplex s pěti plošinami zarazí do potřebné vzdálenosti.

První metry tunelu začal razit první komplex TBM-EPBM zvaný „Tonda“ v polovině dubna, druhý stroj „Adéla“ projde obdobným systémem montáže s tříměsíčním odstupem. Až se oba stroje dostanou po cca 500 m ke stanici Petřiny, měly by je zde čekat již vyražené boční výruby budoucího profilu stanice, přes které budou oba stroje protaženy a na konci stanice opět restartovány pro cca 1 km dlouhou ražbu ke stanici Veleslavín.

V závislosti na připravenosti stanice budou oba stroje částečně vyraženou stanicí protaženy, nebo vyrazí tzv. pilot-tunely, které budou později přestrojeny na staniční profily.

Za stanicí Veleslavín čeká na razicí stroj zhruba 150 m ražby do otevřené stavební jámy E2, která je již vyhloubena v prostoru bývalé tramvajové točky v oblasti Červeného vrchu. Po protažení touto jámou a zaražením stroje na délku cca 100 m bude celá logistika přesunuta ze šachty Vypich do jámy E2. Bude se jednat zejména o odtěžování pásovými dopravníky, zásobování segmenty, injektážní směsí, chlazení atd. Tím se uvolní tunely a stanice v daném úseku, takže bude možné přistoupit k dokončovacím pracím.

Po vyjetí z jámy E2 bude pokračovat ražba pod výškovou zástavbou na Červeném vrchu a po cca 650 m dojedou stroje do jednolodní stanice Červený vrch, kterou budou opět protaženy. Za stanicí začnou ražbu posledního a nejdelšího úseku pod Evropskou třídou, v délce 1760 m. Po proražení do prostoru koncových kolejí stanice Dejvická budou oba razicí stroje TBM-EPBM demontovány a díly přepraveny buď stávajícími tunely metra, nebo zpět přes nově vybudované tunely do jámy E2.

Při protahování stanicemi a jámou E2 budou prováděny potřebné kontroly, opravy a výměny zejména řezných nástrojů. O průběhu ražby i architektuře stanic trasy V.A přinese časopis Stavebnictví aktuální informace v dalších číslech.

Budoucí ražby pomocí TBM
Protože se předpokládá, že zakoupená kompletní technologie TBM se všemi pomocnými technologiemi a zařízeními bude při ražbě traťových tunelů metra efektivní, rychlá a šetrná vůči zástavbě a městskému prostředí, lze předpokládat, že její využití bude možné rovněž při výstavbě dalších úseků metra již v blízké budoucnosti.

 

Autor:  Ing. Ermín Stehlík  Ing. Štefan Ivor  

Zdroj:  časopis Stavebnictví  

   [ katalog firem a produktů ]

Technická univerzita v Liberci, Výzkumné ...

Modelování proudění podzemních vod.

SMALT, s.r.o.

Smaltovna nabízí řemeslnou výrobu značek, znaků, uličních štítů, domovních ...

TESAS TOP s.r.o.

Prodej, servis a půjčovna stavebních strojů.

AW VRATA s.r.o.

Vrata garážová, průmyslová, zahradní oplocení včetně systémů, pohony pro ...

[ reklama ]

[ 4pohledy ]

Tipy pro vaše bydlení
Inspirujte se při vybavení vašeho domova a zahrady.
NaseInfo.cz - Dům, byt, zahrada

Nábytek a podlahy
Náměty pro výběr nábytku a podlahy na jednom místě.
NaseInfo.cz – Nábytek, NaseInfo.cz - Podlahy

Propojení interiéru a exteriéru budov
Špičkové PVC systémy pro plastová okna a dveře a stavební systémy (parapety, venkovní obklady a terasy z unikátního kompozitního materiálu Twinson) umožní splnit vaše sny o bydlení.
Vybíráte podlahu?
Najděte výhody vinylových podlah a PVC podlah. Ve Vašem interiéru budou vynikat plovoucí podlahy
.

Informační portál mapující oblast stavebnictví, architektury, designu a bydlení. Pokrývá aktuální zpravodajství, publicistiku, fotodokumentaci i konkrétní praxi a poradenství podle motta: "Stavby někdo navrhuje, někdo realizuje, někdo užívá, ale všichni s nimi žijeme!" Součástí portálu je katalog firem a jejich produktů a služeb.
Publikování nebo šíření obsahu serveru nebo jakékoliv části zveřejněného materiálu jakoukoliv formou je bez předchozího písemného souhlasu vydavatele zakázáno.
2014 © 4stav.cz | Webmaster: ORAX, s.r.o.,  EXPOCOMP, spol. s r.o.