ostrava, 2013 ing. isabela bradáčová, csc. ing. petr ... · odvodnění vozovky tunelu ochrana...

Fakulta bezpečnostního inženýrství

Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava

TunelyStavební část

Ostrava, 2013 Ing. Isabela Bradáčová, CSc.

Ing. Petr Kučera, Ph.D.

⌂ Konstrukční pokyny pro tunely

⌂Požadavky na zhotovitele stavebních prací na tunelu

⌂Základní požadavky na kvalitu výrobků a materiálů

⌂ Předpisy pro technologické postupy prací

⌂ Ražení tunelů metodou NRTM

⌂Ochrana proti pronikání podzemních vod do tunelu

⌂ Vodotěsnost tunelu

Osnova bloku A

2







⌂ Vodotěsnost tunelu3

� umožnit bezpečný a plynulý provoz v tunelu,

� spolehlivě přenést všechna zatížení,

� zajistit stabilitu konstrukce i horninového prostředí,

� zajistit požadavky na požární odolnost,

� vyloučit nebo omezit průsaky podzemní a povrchové vody,

� ochránit okolí tunelové trouby před vlivem povětrnosti a provozu v tunelu,

� omezit deformace horninového prostředí,

� umožnit bezpečnou a jednoduchou údržbu a opravy,

� omezit negativní účinky stavby na okolní životní prostředí.

Konstrukce tunelu - funkce

4

Systém pro:

� drenážní odvodnění

� kanalizační odvodnění srážkových vod z úseků pozemní komunikace navazujících na tunel

� odvodnění vozovky tunelu

Ochrana před podzemní a povrchovou vodou

5

Systém odvodnění vozovky odvádí:

� srážkovou vodu, vodu z čištění stěn a stropu tunelové trouby, vodu z čištění vozovky

� vodu při hašení požáru

� vyteklé kapaliny na vozovku z poškozených nádrží při haváriích

Ochrana před podzemní a povrchovou vodou

7

Odvodnění vozovky pomocí štěrbinových odvodňovacích žlabů, po 60 m s protipožárními kanalizačními přepážkami.

Systém odvodnění vozovky v tunelu

8

Odvod znečištěných povrchových vod do záchytné jímky předpokládaného objemu množství vody při zásahu složek IZS a vody potřebné pro mytí tunelu.


9

Poklopy kanalizačních šachet a ostatních sítí se neumísťují do jízdních pruhů.

Zajištěny proti otevření bez použití speciálního klíče nebo nářadí a ve vodotěsném a prachotěsném provedení.


10

Co nejsvětlejší ale v matném (nelesklém) provedení.

Barevná úprava vozovky a stěn

Kabelová a potrubní vedení

Umístění:

- do kolektorů- do chodníků- pod nouzový pruh (v odůvodněných případech)

Kabelové rozvody - ČSN 73 0848Vnější kabelové šachty - "prostředí suché" Vodotěsné ucpávky v chráničkách a odvodněné šachtyPotrubní vedení - ochrana proti korozi

11

Ražené tunely - podle zásad Nové rakouské tunelovací

metody (dále jen NRTM), základní pravidla a požadavky pro geologický a geotechnický průzkum pro bezpečný postup výstavby tunelu.

Geotechnický monitoring - znalost horninového prostředí

Stavební postupy a technologie přizpůsobit daným proměnným podmínkám horninového prostředí.

Zhotovitel a jeho subdodavatelé - činnost předmětem jejich podnikání, mají platná oprávnění a doklady pro provádění příslušných zhotovovacích prací (živnostenské listy, autorizace).

Všeobecné požadavky na stavební část

14

15

Rakouská tunelovací metoda

16

Rakouská tunelovací metoda

Zhotovitel prokazuje:

� k činnostem prováděným hornickým způsobem musí mít zhotovitel oprávnění, vydané příslušným obvodním báňským úřadem

� potřebný počet příslušně kvalifikovaných pracovníků

a potřebné technicky způsobilé strojní a další

vybavení

� referenčním listem provedených prací způsobilost v oblasti zkušebnictví a laboratorní činnosti aj.

Zhotovitel zpracuje plán jakosti.

.


17

Izolatérské práce může provádět pouze zhotovitel /subdodavatel, který má certifikát systému jakosti.

� Obsluha stříkacího komplexu stříkaného betonu (SB)

� podléhá procesu osobního zvyšování kvalifikace obsluhy zařízení pro SB

� před zahájením prací prokázat se dokladem o školení (ne starším 1 roku) a úspěšném vykonání praktické zkoušky


19

Stavební výrobky - po dobu předpokládané životnosti tunelu zaručeny vlastnosti: mechanická pevnost a stabilita, požární bezpečnost, bezpečnost užívání atd.

Minimální životnost 100 let - vlastní nosná konstrukce i hydroizolační a drenážní systém ostění.

Prokazování vlastností - předloží zhotovitel objednateli ke schválení a zároveň doloží doklady o posouzení shody ve smyslu zákona 22/97 Sb. ve znění pozdějších předpisů.

Požadavky požární bezpečnosti - trvalá ostění tunelu musí odolávat účinkům požáru, aniž by došlo k porušení její funkce. Budují se z nehořlavých materiálů a výrobků, zařazených do třídy reakce na oheň A1.

Kvalita stavebních výrobků, materiálů, stavebních směsí a prvků

21

� Odsouhlasený podrobný technologický postup.

� Stříkaný beton dočasného (primárního) ostění konstrukčně výplňový, není požadována výrobková certifikace podle zákona č. 22/97 Sb.

� Výrobková certifikace se požaduje pro stříkaný beton trvalých ostění.

� Stříkaný beton primárního ostění - mokrým způsobem. Doba dopravy - maximálně 90 minut.

� Konečná kvalita - alespoň C20/25-X0.

� Cement, kamenivo, přísady a příměsi do stříkaného betonu musí být dodávány s prohlášením o shodě.

� Výztuže stříkaného betonu - z prutů a sítí, rozptýlená výztuž z drátu taženého za studena s tvarovanými konci.

Stříkaný beton a jeho složky

22

Požadavky na izolační fólie:

- tloušťka folie (bez signální vrstvy nebo včetně signální vrstvy),

- tažnost (protažení) na mezi pevnosti ( trhlin),

- požární odolnost,

- odolnost při namáhání vodním tlakem,

- odolnost proti proražení,

- flexibilitu za studena ( -20°C),

- odolnost proti agresivitě prostředí,

- odolnost proti mikrobiální korosi,

- odolnost proti prorůstání kořenů,

- způsob spojování a odolnost materiálu ve spojích.

Izolační fólie, geotextilie, upevňovací prvky

23

Izolační fólie, geotextilie, upevňovací prvky

24

Součástí mezilehlého hydroizolačního souvrství je geosyntetická vrstva s drenážní a ochrannou funkcí mezi lícem primárního ostění a hydroizolačním fóliovým pláštěm.

Volně ukládaný izolační plášť se upevní vhodnými upevňovacími prvky tak, aby byl co nejméně namáhán na tah.

Betony s hutným kamenivem.

Betonové konstrukce:

� nevyztužené

� vyztužené

� předpjaté

Základní požadavky beton:

� zpracovatelnost,

� zkrácení doby potřebné pro odbednění,

� omezení vzniku trhlin,

� dodržení požadovaných užitných a provozních parametrů,

� další vlastnosti.

Beton ostění tunelu

25

Beton trvalého ostění bez plášťové izolace

� odolný proti průsakům,

� účinkům rozmrazovacích prostředků,

� agresivitě dotyčného prostředí,

� korozi se stupněm vlivu prostředí,

� mrazuvzdorný

Beton trvalého ostění s plášťovou izolací

� požaduje se alespoň C 25/30 XF3, XD3

� mrazuvzdorný /provzdušněný

� s odolností proti CHRL

Beton trvalého ostění tunelu

26

Rozptýlená polypropylénová vlákna:

� zamezují (brání) vzniku smršťovacích trhlin

� zmenšují explozivní poškození betonu

� zvyšují pevnost a houževnatost betonu

� odolnost proti vodě

� rázovému namáhání

� abrazi betonu

� zpomaluje porušování ostění žárem

Vyztužení polypropylénovými vlákny

Povrchová sjednocující vrstva betonového ostění

Sjednocující nátěr - požadavky odrazného nátěru27




⌂Předpisy pro technologické postupy prací




Hloubené objekty se budují podle dokumentace stavby, ustanovení norem a předpisů TKP:

- kap. 4 TKP, Zemní práce

- kap. 16 TKP, Piloty a podzemní stěny

- kap. 18 TKP, Beton pro konstrukce

- kap. 29 TKP, Zvláštní zakládání

- kap. 30 TKP, Speciální zemní konstrukce

Ražené objekty musí být realizovány tak, aby se zabránilo rozvolňování kolem výrubu, vývalům horniny, nadměrným deformacím, a aby byla zajištěna stabilita výrubu a potřebná ochrana povrchových objektů, inženýrských sítí i životního prostředí.

Během výstavby chování horninového prostředí při ražbě geotechnickým monitoringem.

Technologické postupy prací

30

Soupis prací - umožní podrobné ocenění všech rozhodujících konstrukcí a prací. Musí být v souladu s DSP/ZDS.

Realizační dokumentace (RDS)

Zhotovitel musí technologický předpis vypracovat a předložit k odsouhlasení na práce, při nichž technologie prováděných prací závisí na dovednosti a vybavení zhotovitele. Má platnost pouze pro příslušnou realizovanou stavbu.

Technologický předpis (TePř)

Zhotovitelem stavby zpracována a průběžně doplňována geologická dokumentace. Podle zjištěného stavu se upřesňují technologické předpisy dalších ražeb.

Geologická dokumentace při výstavbě

31

Konstrukci podzemního objektu tedy tvoří:

� horninové prostředí,

� primární ostění,

� sekundární ostění.

Způsob provádění - ražení s využitím spolupůsobení horninového prostředí.

Způsob rozpojování v podzemních dílech:

� mechanizované rozpojování hornin,

� rozpojování trhavinami.

Nová rakouská tunelovací metoda

33

Primární vystrojení výrubu vystrojovacími prvky:

• stříkaný beton vyztužený ocelovými sítěmi (SB) nebo rozptýlenou ocelovou výztuží (FSB)

• výztužné ocelové oblouky (ramenáty)

• horninové kotvy (svorníky)

• horninové jehly, pažiny.

Ostění tunelu ze stříkaného betonu

Nanáší se mokrým způsobem, ve zdůvodněných případech suchý způsob nástřiku betonu. Výztuž ze svařovaných sítí a výztužných oblouků lze v RDS nahradit rozptýlenou ocelovou výztuží. Tloušťka nosného ostění alespoň 100mm. Výztužné sítě spředepsaným krytím betonem směrem k lící výrubu min 30 mm, na vnitřním (vzdušném) líci min 20 mm.

Primární ostění

34

35

Primární ostění

• S nosným horninovým prstencem trvale zabezpečuje stabilitu tunelu.

• Tloušťka alespoň 300mm.

• Ukládání betonu do pasu musí postupovat kontinuálně bez přerušování. Délka pasů - 5 až 12,5m.

• Portálové a příportálové pasy - délka do 10m.

• Trvalé ostění se betonuje do ocelového (nebo dřevěného oplechovaného) bednění, opěry a klenba vždy najednou. Je nutno použít skruže nebo bednící vůz.

• Povrch betonových konstrukcí musí být homogenní, stejnoměrně uzavřený a hutný.

• Sjednocující (odrazná) vrstva betonového ostění.

Definitivní ostění tunelu

36

Díla v podzemí - větrána podle projektu větrání.

Umělé větrání musí být v činnosti nepřetržitě po celou dobu přítomnosti osob v tunelu.

Přirozeným větráním nebo difuzí je dovoleno větrat tehdy, jestliže nelze předpokládat překročení těchto koncentrací:

� oxid uhelnatý (CO) max. 0,003 %

� oxid uhličitý (CO2) max. 1 %

� oxidy dusíku (NO2) max. 0,00076 %

� sirovodík (H2S) max. 0,00072 %

V podzemních dílech, ve kterých se zdržují nebo mohou zdržovat osoby, musí být objemově min. 20% kyslíku.

Větrání při výstavbě

39

40

Větrání při výstavbě

Hlavní části podzemního díla musí být v době přítomnosti pracovníků osvětleny.

Osvětlení provádí se dle ČSN 36 0450.

Osvětlení tunelu při výstavbě

41

Požadavky na provozní suchost tunelu jsou podmíněny těmito hledisky:

• ochrana tunelového díla,

• ochrana provozu,

• ochrana při výstavbě, životnost díla,

• požadavky na údržbu díla.

Ochrana proti pronikání podzemních vod do tunelu

43

Kritériem vodotěsnosti tunelů:

měrný průsak q [l.den-1.m-2]

vztažený na průměrné množství v délce úseku dlouhého 10m nebo 100 m líce tunelu.

Propočet průsaků: 0,01 l/sec = 864 l/den.

Ochrana proti pronikání podzemních vod do tunelu

44

Zatřídění tunelů podle vodotěsnosti

45

Způsoby zajištění

� Betony bez izolace (BOP) jsou nevhodné pro prostory sloužící pro elektronické zpracování dat. Nutné provést podrobné vyhodnocení agresivity vod a prostředí na beton.

� Mezilehlá plášťová izolace mezi dočasným a trvalým ostěním:

� uzavřený systém (izolace uzavřená po celém obvod )

� deštníkový systém (izolace v rozsahu klenby a opěr)

Vodotěsnost tunelu

47

� Nevhodné pro prostory sloužící pro elektronické zpracování dat. � Nutné provést podrobné vyhodnocení agresivity vod a prostředí na beton.� Je možno pouze, pokud na ostění působí prosakující, nejvýše slabě agresivní voda bez hydrostatického tlaku, nebo s hydrostatickým tlakem do 2 barů.� Všechny pracovní a dilatační spáry musí být příslušně ošetřeny.

Vodotěsnost tuneluTěsnění vodonepropustným betonem

48

Ražené tunely se zpravidla chrání před účinky podzemní vody plášťovou izolací z umělohmotné izolační folie (současné generace PE, TPO, PVC-P), případně stříkanou těsnící vrstvou.

Deštníkový systém - plášťová izolace pouze v klenbě a opěrách, bez uzavření izolace ve dně. Prosakující vodanení velmi silně agresivní, je bezpečně trvale odváděna bez tlaku drenážním systémem.

Izolační plášť uzavřený po celém obvodu ostění -působící voda je tlaková nebo silně agresivní, musí být izolační plášť uzavřený po celém obvodu ostění.

Mezilehlou izolaci ražených tunelů tvoří vodonepropustný plášť z pásů izolační folie s ochrannou a drenážní vrstvou (např. z geotextilie nebo geokompositu)

Vodotěsnost tunelů - Plášťová izolace

49

� povrch podkladu - plynulý, hladký, bez výčnělků, hran, úskoků a náhlých nerovností

� zrnitost kameniva uzavírací vrstvy - 0/5 mm, u oblého kameniva max. 8 mm; tloušťka podkladu ze stříkaného betonu alespoň 30 mm

� na povrchu podkladu - nesmí být žádné volné částice

� podkladní vrstva - pevná pro uchycení izolace a musí přenášet předepsané zatížení

� hrany a lomy a lokální nerovnosti - musí být zaobleny poloměrem min 200 mm

� veškeré výčnělky ocelových prvků - musí být odstraněny nebo bezpečně zastříkány betonem či torkretem

Vodotěsnost tunelůPožadavky na podklad pod plášťovou izolaci

50

� maximální nerovnosti povrchu podkladu smí dosáhnout nejvýše poměru vzdálenosti ku výšce nerovnosti 10:1,

� vlhkost povrchu podkladu musí být udržena v přijatelných mezích, které nebrání kvalitnímu provedení izolace. Prosakující vodu je třeba jímat a odvést do tunelové drenáže (např. pateční drenáže),

� v místech izolace dna nesmí stát voda; pod uzavřenou izolací ve dně (resp. ve středu líce spodní klenby dočasného ostění) je nutno zřídit drenáž s dočasnou drenážní funkcí do doby dokončení trvalého ostění tunelu.

Vodotěsnost tunelůPožadavky na podklad pod plášťovou izolaci (pokračování)

51

o BOP – vodonepropustný beton.

o Deštníkový systém izolace – izolační plášť neuzavřený ve dně tunelu.

o Mezilehlá izolace - vodonepropustný plášť z pásů izolační folie s ochrannou a drenážní vrstvou na straně k hornině resp. k dočasnému ostění.

Použité pojmy a jejich vysvětlení

52



Tato prezentace pro výuku byla vytvořena s podporou ESF

v rámci projektu:

„Inovace studia v oblasti bezpečnosti dopravy - SAFETEACH“, číslo projektu

CZ.1.07/2.2.00/15.0476



Děkujeme za pozornost

ostrava, 2013 ing. isabela bradáčová, csc. ing. petr ... · odvodnění vozovky tunelu ochrana...

Documents