VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ PODZEMNÍ STAVBY MODUL BF06-M01 PODZEMNÍ STAVBY

Transkript

1 VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ VLADISLAV HORÁK PODZEMNÍ STAVBY MODUL BF06-M01 PODZEMNÍ STAVBY STUDIJNÍ OPORY PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA

2 Podzemní stavby Modul M01 Vladislav Horák, Brno (171) -

3 Obsah OBSAH 1 Úvod Cíle Požadované znalosti Doba potebná ke studiu Klíová slova Použitá terminologie (nepovinné) Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy eský báský úad BÚ Psobnost BÚ Základní odborné názvosloví ve svtových jazycích Definice podzemní stavby Rozdíl mezi podzemní stavbou a podzemním dobýváním nerost Struná historie a souasnost Železniní tunely Silniní tunely Podzemní dráhy a metra ve velkých mstech Vodohospodáské stavby Podmoské a podvodní tunely Rozdlení, ásti a pojmenování podzemních staveb Píklady nkterých zajímavých podzemních staveb Význam hlavních geofaktor vzhledem k hloubce podzemní stavby Nomenklatura podzemních staveb podle JKSP. 825 (Jednotná Klasifikace Stavebních Prací = bývalé ceníkové položky) Rozdlení podzemních staveb podle dispozice Rozdlení podzemních staveb podle zpsobu provádní Rozdlení podzemních staveb podle píiny tj. pekážek bránících realizaci nadzemní stavby Názvosloví jednotlivých ástí tunelu Práce a innosti probíhající pi tunelování Další termíny týkající se podzemních staveb Faktory ovlivující realizaci podzemní stavby Základní návrhové prvky Píný ez je dán: Píný profil hydrotechnických štol s volnou hladinou (pivade, kanalizaní štoly) Píný profil tlakových hydrotechnických štol (tlakové vodovodní štoly a pivade VE, PVE) Píný profil železniních tunel Píný profil metra Píný profil silniních a dálniních (mstských) tunel Typické hodnoty píných Ø liniových podzemních staveb Smrové pomry (171) -

4 Podzemní stavby Modul M Požadavky technologie stavby (zde jde pedevším o minimální polomry zatáení stavebních mechanism r min ) Poteby provozní pi používání stavby: Výškové (sklonové) pomry Minimální podélný sklon Maximální podélný sklon Geotechnický przkum Hlavní úkoly przkumu: Metody przkumu Etapovost przkumu Postupné upravování podélného geologického ezu se zapracováním jednotlivých etap przkumu GT sledování výstavby (sled) Pedrážená przkumná štola Vliv výsledk geotechnického przkumu na trasování podzemní stavby Klasifikace horninového prostedí pro potebu podzemního stavitelství Popisné tuneláské klasifikace íselné klasifikace íselné klasifikace klasické (s jedním parametrem) íselné klasifikace moderní (až na první z nich víceparametrické) Primární a sekundární napjatost v okolí tunelového výrubu a odvození klenbové teorie Primární napjatost Sekundární napjatost Výpoet sekundární napjatosti v okolí kruhového výrubu Klenbové teorie Teorie M. M. Protodjakonova Statické ešení tunelových ostní Pedbžný návrh rozmr tunelového ostní Zatížení psobící na ostní podzemní stavby Výpoet vnitních sil navržené konstrukce Pasivní odpor Winklerova teorie (E. Winkler, 1867) Kloubová ostní Pružné ostní s pedurenou kivkou pasivního odporu Pasivní odpor zavedený do výpotu - POLYGONÁLNÍ METODA Jako spažená konstrukce ešení Fenner-Pacherovo ešení Sattler-Rabcewiczovo Matematické modelování Posouzení nejexponovanjších prez v provádcím i koneném stadiu Tunelové systémy a soustavy pro vtší profily Rozdlení tunelových systém a soustav (171) -

5 Obsah 9.2 Klasické tunelovací soustavy Stará rakouská tunelovací metoda (porubem, píníková) Moderní rakouská tunelovací soustava (podélníková pilíová) Podchycovací tunelovací soustava (belgická) pilíová Jádrová tunelovací soustava (nmecká) plášová Modernizace klasických soustav Moderní tunelovací soustavy a systémy Vrtání a odstel Prstencová metoda Montovaná ostní pi prstencové metod (pípadn pi štítování) Pracovní cyklus prstencové metody Prstencová metoda - injektáž Nová rakouská tunelovací metoda (NRTM, NATM, NÖTM) Principy NRTM Typy výstroje použitelné pro NRTM Profily ražení a lenní výrubu Rozpojování horniny Píklady tunel ražených NRTM Pracovní postup pi NRTM TBM do (tvrdých) hornin Schéma a funkce TBM Rozdlení TBM TBM bez plášt (tzv. otevený) TBM s jednoduchým pláštm TBM s dvojitým (teleskopickým) pláštm TBM s rozšiováním prezu Výhody ražby TBM Nevýhody ražby TBM Píklady nasazení TBM Štítování Otevený štít Štítování s podporou výrubu Štítování (tunelování) s petlakem vzduchu (pneumatické tunelování) Štítování s podporou ela bentonitovou suspenzí, bentonitový štít (BS - Bentonite Shield, Slurry Shield) Štítování s pažením ela zeminou zeminový štít (EBS Earth Balance Shield, EPB Earth Pressure Balance) Vícenásobné štíty Nožový štít Vývoj rozmr prez štít Speciální technologie výstavby tunel (171) -

6 Podzemní stavby Modul M Metoda obvodového vrubu (metoda Perforex, také metoda pedezu i metoda pedklenby) Kesonování Naplavování Vysouvání (171) -

7 Úvod 1 Úvod 1.1 Cíle Student se seznámí s historií a vývojem podzemních staveb, s jejich nomenklaturou podle rzných kriterií a s názvoslovím. Zvládne základní projekní prvky podzemních staveb. Seznámí se s geotechnickým przkumem a vlivem geologie na trasování podzemní stavby a s horninovými klasifikacemi pro podzemní stavby. Bude seznámen s úvodem do teorie horninových tlak. Bude informován o základních metodách pro návrh a posouzení primární obezdívky (tuhé a poddajné ostní apod.). Dále se seznámí pedevším s tunelovými systémy a soustavami pro vtší i menší profily podzemních staveb, rozpojováním horniny mechanicky a trhací prácí, manipulací s rubaninou a s hloubením šachet. Budou probrány metody zlepšování horninového prostedí pi výstavb podzemních dl. Seznámí se s vystrojováním a vtráním podzemních staveb a s jejich izolováním proti vod. Bude schopný posoudit deformace povrchu území. Seznámí se i s hloubenými podzemními stavbami a s mikrotunelováním. Studijní opora je rozdlena do dvou modul (BF06-M01 a BF06-M02). 1.2 Požadované znalosti Požadovány jsou základní znalosti z geologie, mechaniky zemin, mechaniky hornin, zakládání staveb, stavebních látek, stavební mechaniky a pružnosti a plasticity. 1.3 Doba potebná ke studiu Dobu potebnou ke studiu Modulu 01 podzemní stavby lze odhadnout na cca 20 až 25 hodin. 1.4 Klíová slova Hornina, skalní hornina, poloskalní hornina, horninový masív, zemina, podzemní stavba, tunel, štola, šachta, výrub, elba, pova, opra opí, metoda výstavby, tunelový pas, prstenec, NRTM (NATM), TBM, štít, trhací práce, TSM, hloubená stavba, zasypávaná stavba, kombinovaná stavba, primární a sekundární výztuž, obezdívka, ostní. 1.5 Použitá terminologie (nepovinné) Je osvtlena postupn v uebním textu. - 7 (171) -

8

9 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy 2 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy Poátky podzemního stavitelství je možné dohledat již ve starovku. Celý obor zaznamenal v djinách adu vzestup i stagnací (stejn jako jiné obory stavebnictví a ostatn stejn jako i celá lidská civilizace). V souasné dob je však podzemní stavitelství velmi významným segmentem stavebnictví a zaznamenává mimoádn dynamický rozvoj. Na tomto rozvoji se uplatují nové postupy navrhování podzemních konstrukcí, nové metody jejich provádní a v neposlední míe potom pedevším velký nedostatek tradiních staveniš (pedevším ve velkých sídelních aglomeracích) jako i poteba prostor na povrchu chránit pro adu významnjších funkcí. Prostor pod zemským povrchem se tak v peneseném slova smyslu stává tvrtým rozmrem, do kterého je nutné umísovat celou adu inností bez kterých je existence moderní spolenosti již zcela nemyslitelná. S tím je spojena i poteba tento prostor v litosfée ádn organizovat. To je úkolem nového oboru územního plánování podzemního urbanismu (nkdy též nazývaného terratektura), bezprostedn souvisejícího s podzemním stavitelstvím. Na mezinárodní úrovni je obor podzemního stavitelství reprezentován organizací ITA/AITES (International Tunel Assotiation/Association Internationale des Travaux En Souterrain) sdružující národní organizace, významné firmy a jednotlivé odborníky zabývající se profesn podzemním stavitelstvím ( ). ITA/AITES (mimo jiných inností) vydává rovnž i odborný asopis Tribune ITA newsletter (viz odkazy na literaturu). Na národní úrovni jsou eské organizace zabývající se podzemním stavitelstvím jako i ada odborník zastoupeni v eském tuneláském komitétu ITA/AITES ( ). TuK ITA/AITES vydává rovnž (velmi vysoce mezinárodn hodnocený) asopis Tunel (opt viz odkazy na literaturu). Historicky se na území bývalé R-U monarchie vyvinula pro podzemní stavitelství mimoádn charakteristická stará odborná tuneláská (minérská) mluva hantýrka. Byla v zásad smsicí odborných i hovorových výraz, pevážn nmeckých a italských, v menší míe rovnž chorvatských. Tato hantýrka je dnes již tém, až na nepatrné relikty (pístropí = kalota; opí = štrosa), zapomenuta (nap. eba, pí = brust; veej = kapna; tunelový pas = kampáda; mistr, pedák = kápo; podélníky = longariny; razi = minér; vozíká, odbíha = šlepr apod.). Z hornické minulosti byl pevzat významný stavovský pozdrav Zdabh!. Souástí zachování tradic je i patiná úcta k patronce tunelá sv. Barboe. Dnes je již (po letech zákaz a omezení) opt samozejmé, že pi zahajování významných podzemních staveb je osazena a slavnostn vysvcena na portálu soška ochranné a pomocné svtice (obr. 2.1, 2.2 a poznámka). Poznámka (zdroj Wikipedia): Barbora z Nikomédie (též svatá Barbora), panna a muednice, patí ke trnáctí svatým patronm, vzývaným zvlášt v tžkých chvílích, v minulosti napíklad pi morových epidemiích. Jejich spolená památka se slaví 4. prosince. - 9 (171) -

10 Podzemní stavby Modul 01 Dle legendy byla svatá Barbora krásná dívka, jež se narodila v druhé polovin 3. století, nebo na zaátku 4. století n. l. v Nikomédii v Malé Asii jako jediná dcera v rodin bohatého kupce Dioscura. Matka jí brzy zemela, krutý otec vedl dceinu výchovu v ryze pohanském duchu, dle tehdejší helénistické kultury. Aby ji ubránil ped zlými vlivy okolního svta, zejména ped tehdy ješt zakázaným kesanským uením, uvznil dceru v kamenné vži, kde ji obklopil vším pepychem. Jeden ze sloužících, jež o ni peovali, byl však tajným kesanem, který Barboru obrátil na víru. Jakmile se to otec dovdl, chtl ji donutit zíci se víry, když se však dcera bránila, vlastní rukou (nkdy je uvádno že meem) jí ve vzteku srazil hlavu. V tom okamžiku vyšlehl z jasného nebe blesk, jenž jej na míst zabil. Pravdpodobn byla svatá Barbora sata meem kolem roku 305 bhem pronásledování kesan za panování císae Maximiana Galeria ( ), existují však i další verse legendy o její smrti. Svatá Barbora je uctívána jako svatá patronka haví, dlostelc, architekt a matematik, také dalších povolání, u nichž hrozí riziko náhlé i násilné smrti, rovnž jako ochránkyn proti smrti bleskem, v asech bouí a požár. Postava svaté Barbory a její život nejsou historicky doloženy, byla proto roku 1969 vypuštna ze seznamu katolických svatých. V ikonografii je vyobrazována s kížem, pavím pérem, meem (symbol jejího muednictví) nebo jako držící kalich s hostií (symbol svátosti oltání, již jí ped popravou pinesl andl). Také bývá pedstavována s vží i její miniaturou, kterou držívá v ruce. Obr. 2.1 a 2.2: Patronka tunelá sv. Barbora [Verlag Glückauf GmbH Essen a encyklopedie Wikipedia] Tradin jde v podzemním stavitelství o velmi namáhavou a (pomrn) nebezpenou práci. Práce probíhá ve stísnném, obvykle špatn osvtleném proste (171) -

11 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy dí. Chování horninového prostedí do kterého se zasahuje mže být obas tžko pedvídatelné. asto se pracuje s výbušinami. V podzemí se v souasnosti nasazují rovnž velmi výkonné a rozmrné mechanismy. Z toho vyplývá nebezpeí úraz, extrémn i smrtelných. Nelze však pouze spoléhat na pomoc sv. Barbory. Nezbytné je ádné proškolení všech pracovník (pedevším pak vedoucích) o zásadách bezpenosti práce. Samozejmostí je používání ochranných pomcek (helmy, rukavice, obuv, reflexní nášivky na odvu ). I práv proto byla péí TuK ITA/AITES peložena metodická píruka ITA/AITES Bezpenost pi výstavb tunel viz eský báský úad BÚ Dozorem nad dodržováním zásad bezpenosti pi práci v podzemí a práci s trhavinami je (mimo dalších inností) povena státní báská správa R: eský báský úad BÚ ( ) viz. poznámka. Poznámka: Obr. 2.3: Logo eského báského úadu BÚ Psobnost BÚ Zákony upravující vcnou a územní psobnost SBS: eský báský úad je zízen zákonem NR. 2/1969 Sb., o zízení ministerstev a jiných ústedních orgán státní správy eské socialistické republiky. Zákon. 44/1988 Sb., o ochran a využití nerostného bohatství (horní zákon) Zákon NR. 61/1988 Sb., o hornické innosti, výbušninách a o státní báské správ Zákon. 65/1965 Sb., zákoník práce. Zákon NR. 200/1990 Sb., o pestupcích. Orgány státní báské správy: eský báský úad (BÚ) se sídlem v Praze. 9 obvodních báských úad (OBÚ) se sídlem v mstech Kladno, Plze, Sokolov, Most, Trutnov, Brno, Ostrava, Píbram a Liberec. Vrchní dozor je vykonáván orgány státní báské správy nad: hornickou inností, inností provádnou hornickým zpsobem, požární ochranou v podzemí, - 11 (171) -

12 Podzemní stavby Modul 01 dodržováním pracovních podmínek v hornických organizacích, pi výrob výbušnin, pi používání výbušnin k trhacím pracím a ohostrojným pracím, ádným odvádním úhrad za dobývací prostor a vydobyté vyhrazené nerosty. Orgány státní báské správy kontrolují, zda hornické organizace vykonávají tyto innosti v souladu se zákonem. 44/1988 Sb. zákonem. 61/1988 Sb. pedpisy vydanými na jejich základ (horní a bezpenostní pedpisy) a jinými obecn závaznými právními pedpisy (nap. zákoníkem práce, vyhláškou o evidenci a registraci pracovních úraz a o hlášení provozních nehod (havárií) a poruch technických zaízení, vyhláškou o placení úhrad z dobývacího prostoru a vydobytých vyhrazených nerost apod.) Formy výkonu vrchního dozoru: provádní prohlídek objekt, zaízení a pracoviš, zjišování stavu, píin a následk závažných událostí na míst, naizování odstranit zjištné závady a nedostatky. K zajištní bezpenosti a ochrany zdraví pi práci a bezpenosti provozu jsou naizována nezbytná opatení. Pokud se zjistí závady, které zejm a bezprostedn ohrožují zákonem chránný obecný zájem a které nelze ihned odstranit, je naizováno v nezbytném rozsahu zastavení provozu organizace nebo jeho ásti, popípad nkterých technických zaízení, a to až do odstranní závad. udlování sankcí v rozsahu stanoveném zákonem. Sankce mohou udlovat BÚ nebo OBÚ: organizaci až ,- K pokud porušila pedpisy pokud nesplnila rozhodnutí orgánu SBS organizaci až ,- K pokud neprovedla ve stanovené lht nápravu nedostatk, za které jí byla uložena pokuta pracovníkovi organizace až ,- K pokud zavinn porušil pedpisy pokud zatajil skutenosti dležité pro výkon dozoru pracovníkovi odejmout oprávnní až na 3 roky pokud hrub nebo opakovan porušil pedpisy báský inspektor: pracovníkovi v organizaci až 2 000,- K pokud porušil pedpisy Státní báská správa dozoruje: 5 uhelných akciových spoleností s celkovou roní tžbou tém 67 mil. tun uhlí a s potem cca 35 tisíc pracovník zajišujících tžbu, cca 400 spoleností tžících nerudné suroviny, cca 50 spoleností provádjících tžbu ropy a zemního plynu, geologické a vrtné a geofyzikální práce, - 12 (171) -

13 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy cca 30 velkých spoleností provádjících podzemní práce hornickým zpsobem výrobce výbušin revírní báské záchranné stanice a jim podízené závodní báské záchranné stanice, práce na zpístupování jeskyní a práce na jejich udržováním v bezpeném stavu, práce k zajištní stability podzemních prostor (podzemní sananí práce), nap. pro muzejní expozice s veejn pístupným podzemím innosti související s podzemními zásobníky plynu a další. Pedmt innosti BÚ: vykonává vrchní dozor nad veškerou hornickou inností a inností provádnou hornickým zpsobem, kontroluje, zda dozorované organizace vykonávají tyto innosti v souladu s horním zákonem, zákonem NR.61/1988 Sb., o hornické innosti, výbušninách a o státní báské správ, a pedpisy vydanými na jejich základ, zajišuje vydávání právních pedpis k provedení horního zákona, zákona o hornické innosti a výbušninách a o státní báské správ, zákona o zbraních a stelivu, a zajišuje aproximaci eských horních pedpis s právem EU, vykonává inspekní innost v oblasti bezpenosti práce a provozu u hornických organizací a organizací používajících a vyrábjících výbušniny, provádí šetení závažných dlních havárií, ídí a kontroluje innost obvodních báských úad, zajišuje výkon innosti odvolacího orgánu jako druhé instance státní báské správy, povoluje uvedení výbušnin do obhu, pi prvním použití v rizikovém prostedí vydává osvdení o odborné zpsobilosti k výkonu funkcí závodního dolu, závodního lomu s tžbou nad t, technického vedoucího odstelu a hlavního dlního mie, ovuje odbornou zpsobilost u vedoucích pracovník revírních báských záchranných stanic, vede souhrnnou evidenci dobývacích prostor, vydává Zpravodaj státní báské správy a Hornickou roenku, ukládá opatení k zajištní hospodárného využívání ložisek nerost, bezpenosti a ochrany zdraví pi práci a bezpenosti provozu a za tím úelem, provádí provrky pracoviš, inností a technických zaízení vykonává dozor nad revírními báskými záchrannými stanicemi, dává souhlas ke zízení, popípad naizuje zízení revírních báských záchranných stanic, stanoví jejich sídla a vymezuje jejich psobnost, schvaluje jejich služební ády, uruje podmínky pro ustanovení do funkcí a ovuje odbornou zpsobilost jejich vedoucích pracovník dohlíží na stav, organizaci a vybavení revírních báských záchranných stanic; mže též s ohledem na povahu prací, jejich rizikovost a s pihlédnutím k místním podmínkám naídit, aby organizace pi - 13 (171) -

14 Podzemní stavby Modul 01 innosti provádné hornickým zpsobem zajistila báskou záchrannou službu. 2.2 Základní odborné názvosloví ve svtových jazycích Tunel, štola, podzemní chodba = anglicky tunnel francouzsky tunnel, souterrain nmecky italsky španlsky rusky r Tunnel galleria túnel, 2.3 Definice podzemní stavby Podzemní stavba = stavební objekt pevážn obklopený ze všech stran zemním nebo horninovým prostedím. Jeho užitkový prostor je trvale umístn vtšinou svého objemu pod úrovní pvodního nebo upraveného terénu. Stoky a inženýrské sít realizované hloubením nejsou za podzemní stavbu považovány. 2.4 Rozdíl mezi podzemní stavbou a podzemním dobýváním nerost Podzemní stavba je provedena v pesném trasování i situování a v pesném prezu podle návrhu tak, aby byly omezeny (nebo aby byly pod kontrolou) deformace konstrukce i nadloží i povrchu území. Podzemní stavba se vyzna- uje technologickým vybavením umožujícím její funkci. Životnost a funkce podzemní stavby je dlouhodobá (stavební konstrukce min. 100 let; technologické vybavení podstatn mén nap. u silniních tunel cca jen 10 až 15 let). U podzemního dobývání nerost pedchozí zásady neplatí. Poznámka: U TUNEL SE NIKDY NEPODA Í ZCELA ELIMINOVAT RIZIKA!! To na rozdíl od ostatních konstrukcí, kde se to daí, resp. na rozdíl od ostatních geotechnických konstrukcí, kde se to více- (u plošných základ) i mén- (u svislých oprných konstrukcí) daí. (Prof. Z. Eisenstein) (171) -

15 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy 2.5 Struná historie a souasnost Ražení vodohospodáských a komunikaních štol a tunel je známo od pradávna. V Egypt byly již v letech cca p. Kr. raženy ve skále hrobky spojené s povrchem chodbami. První známý vodohospodáský tunel (cca p. Kr.) délky 537 m, již ásten obezdný, pivedl vodu od pramen Wadi Bijar a Wadi Arrub do Jerusaléma. První známá hloubená podzemní stavba byla zbudována v Babylónu v letech 604 až 561 p. Kr. Šlo o podzemní chodbu délky cca 900 m, spojující pod korytem Eufratu vladav palác s chrámem. Koryto eky bylo bhem stavby peloženo. Chodba byla vyzdna z cihel s asfaltovým pojivem. Jednalo se sou- asn i o vynález klenby. V letech 535 až 522 p. Kr. byla vyražena vodovodní štola na ostrov Samos s délkou cca m (obr. 2.4). Vzhledem k nepesnostem pi ražb byla nejprve zízena prchodní štola a z ní byl posléze z rýh vyrovnán spád pro vedení vody. Obr. 2.4: Prez vodovodní štolou na ostrov Samos [J. Mencl V. Mencl, 1972] V období 1. století p. Kr. až r. 36 byl vyražen silniní tunel pod horou Posilipo z Neapole do Puzzuoli, tzv. Crypta Neapolitana délky m, šíky 7 m a výšky 8 m. Až do roku 1925 sloužil doprav zcela neobezdn (obr. 21.5). Etruskové vynalezli klenbu z kamenných kvádr. ímané vynalezli cement. Postavili celou adu významných vodovodních a stokových štol (obr. 2.7 a 2.8). Za Claudia byl proražen vodovodní tunel pod horou Salvino pro vysušení jezera Fucinského (též nazývaného jezero Trasimentské). Byl délky m pi svtlém prezu 10 m², v tlaivé zemin zmenšeném až na 4 m 2. Jeho stavba trvala 11 let a udává se, že jej stavlo dlník, pevážn otrok (obr. 2.6). Obr. 2.5: Crypta Neapolitana [zdroj: asopis Epocha] - 15 (171) -

16 Podzemní stavby Modul 01 Obr. 2.6: Tunel pro vysušení Fucinského jezera tzv. Claudiovo Emissarium [zdroj: Ottova encyklopedie] Za Vespasiána byly vystavny vodovody pro ím, Lyon, Nimes (se známým viaduktem Pont du Gard) s významným podílem podzemních staveb. ím má údajn až km katakomb! Fotografie ilustrující um ímských stavitel jsou na obr. 2.7 a 2.8. Obr. 2.7 a 2.8: Kanalizaní štola v ímském mst Augusta Raurica (dnešní Švýcarsko) [foto V. Horák] ímané obohatili technologii rozpojování horniny želízkem a mlátkem (vysvtlena v dalším textu) sázením ohn a ochlazováním rozpálené horniny vodou, pípadn klíny z tvrdého deva zaraženými v puklinách a polévanými vodou. Po pádu íma následoval s významným kulturním úpadkem rovnž hluboký úpadek inženýrských prací. Udává se, že jedinou vtší podzemní stavbou byl pokus o proražení silniního tunelu mezi Janovem a Nizzou. Byl zapoat 1450, ale nikdy nebyl dokonen. Velmi zajímavým píspvkem k historii podzemního stavitelství byly objevy v oblasti Stední Anatólie (Kappadokie). Zde byla vystavna v období od konce 2. tisíciletí p. Kr. až 6. stol. n.l. ada podzemních mst. Komplex Derinkuyu byl objeven až v roce Je vyražen v tufech. Bylo zde dokumentováno celkem 52 svislých šachet obsluhujících až 12 podzemních podlaží. Stavby sahají - 16 (171) -

17 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy až do hloubky 85 m. V podzemním mst mohlo pobývat až osob i s hospodáskými zvíaty po dobu mnoha týdn. Vtrání zajišovalo vtracích vrt Ø 0,2 až 0,3 m, pitná voda byla opatena studnami. Nejvtší podzemní prostorou je zde chrám pdorysné plochy 65 x 7 m (obr. 2.9). Obr. 2.9: Podzemní msto Derinkuyu v Kappadokii. 1...pístupové šachty studny, 2...vtrací vrty, 3...schodišové šachty, 4...nepropustné podloží [F. Klepsatel a kol., 2003] Rozpojování horniny pi práci v podzemí. Jak je uvedeno výše, spoívala jediná použitelná technologie rozpojování hornin od starovku až do novovku v ražb želízky a mlátky pípadn s pomocí sázení ohn. Horníci (resp. razii) postupovali do masívu tak, že horninu rozrušovali železnými klíny (= želízkem) zaráženými do puklin palicí (= mlátkem). Klíny byly pro pohodlnjší manipulaci s náadím osazeny na toprka (obr a 2.11). Z tohoto postupu se vyvinul historicky odznak hornictví a posléze i tuneláství (obr. 2.10). Pokud nebyl horninový masív dostaten rozpukaný bylo asto používáno tzv. sázení ohn (obr. 2.12). U elby se zapálila navršená hranice deva a po jejím vyho- ení se rozpálená hornina prudce zchlazovala poléváním vodou. To vedlo k rozpukání horniny resp. k pootevení sevených puklin. Tento postup byl velmi pomalý, extrémn namáhavý a z pohledu hygieny práce mimoádn nebezpený. Metodami experimentální archeologie byly oveny pi profilu štoly odpovídajícímu jednomu stojícímu pracovníkovi postupy ražby ádov pouze v cm/den. Obr. 2.10: Zkížené želízko na toprku (klín vpravo) a mlátek (palika vlevo). Pracovní nástroje starovkého a stedovkého horníka (razie) a rovnž historický odznak hornictví a posléze tuneláství [J. Mencl V. Mencl, 1972] - 17 (171) -

18 Podzemní stavby Modul 01 Obr. 2.11: Práce s želízkem a mlátkem (kleící horník vpravo) a primitivní vtrání plachtou nebo kží u ústí štoly (vlevo) [G. Agricola, 1556] Obr. 2.12: Sázení ohn (dole) a vymování díla (nahoe) [G. Agricola, 1556] V raném novovku se z pohledu podzemního stavitelství v Evrop budovalo pedevším podzemní patro ve mstech (sklady, únikové cesty, odvodovací systémy). V R jde pedevším o mstské památkové rezervace Jihlava (odhad délky podzemních chodeb cca 25 km na ploše cca m²), Znojmo (odhad délky podzemních chodeb pes 20 km) obr. 2.13, Tábor, Plze apod. Obr. 2.13: Ilustraní foto: exkurse student FAST VUT do podzemních prostor ve Znojm r [foto V. Horák] - 18 (171) -

19 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy První podzemní stavbou pouze inženýrského urení v R je dodnes funkní významná technická památka Rudolfova štola v Praze. Rudolfova štola sloužila pro pivedení vody z Vltavy do tzv. Královské obory (dnešní Stromovky). Zde zásobovala umlá jezírka a módní vodní hry. Byla vymena roku 1582, stavba probíhala v letech 1589 až Ražbu provádli pod vedením španlských báských inženýr havíi z Kutné Hory. Parametry díla jsou i na dnešní dobu úctyhodné. délka m; spád 1,10 m; výška 2 až 4 m; šíka 0,7 až 1,5 m (obr a 2.15). Pro potchu císae Rudolfa II. byl vykreslen na pergamen podrobný plán (ez) štolou, který se dochoval a po pohnutých osudech je nyní uložen ve sbírkách NTM (obr. 2.16). Obr. 2.14: Rudolfova štola v Praze. Píný profil [zdroj www] Obr. 2.15: Rudolfova štola v Praze. Portál ve Stromovce s iniciálou císae Rudolfa II. a rokem dokonení štoly [zdroj www] Obr. 2.16: Rudolfova štola v Praze. Výsek z historického plánu (ezu) štolou. Patrná je první tžní šachta s vtráním. V dolní ásti je stani- ení s harmonogramem postupu ražby [J. Barták a kol., 2007] - 19 (171) -

20 Podzemní stavby Modul 01 Nové období tunelového stavitelství znamenalo použití stelného prachu k rozpojování hornin. Poprvé tak uinil na Horní štole Biberov v Banské Štiavnici hormistr Kašpar Weindel. První vtší podzemní stavbou novovku byl prplavní tunel Malpas na prplavu Canal du Midi ve Francie (Languedoc). Postaven byl v letech 1671 až 1681, v délce 157 m, šíce 6,9 m a výšce 8,4 m. Stavitelem byl geniální J. J. Riquet (mimo jiné rovnž vynálezce prplavního mostu). Tunel byl vyražený v tufech a až po 7 letech byl obezdn (obr. 2.17). Obr. 2.17: Portál prplavního tunelu Malpas na Prplavu du Midi ve Francii. [zdroj: www] Ve Švýcarsku byl v roce 1707 oteven silniní tunel Sv. Gotthard (tzv. 1. též Urner-Loch ) ve výšce m n. m., délky 64 m. Ražen byl ve velmi tvrdých horninách, již s použitím trhacích prací. Ve Francii a v Anglii byla postavena ada prplavních tunel. Veškeré ražby probíhaly v soudržných horninách bez výdevy (práce sestávala pouze z rozpojení horniny a odsunu rubaniny. Za první tunelovou stavbu v dnešním slova smyslu tzn. provedenou v horninách nesoudržných a postupy dále léta používanými a tedy poátkem tuneláství jako takového bylo dokonení prplavních tunel Tronquoi na 92 km douhém prplavu St. Quentin ve Francii. Tunely (šíky 8 m) jsou dva: tzv. Velký tunel (též Napoleonv 1802 až 1810, délky m) a Malý tunel (1795 až 1803, délky m). Ražba probíhala tzv. jádrovou metodou tj. vyražením obvodových štol s následným dobráním jádra (obr. 2.18). Obr. 2.18: Tunely na prplavu St. Quentin postup jejich výstavby [zdroj www] - 20 (171) -

21 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy Nejdelší svtové prplavní tunely (zdroj www): France Le Rove, m, Marseilles Rhône, Uzaven 1963 France "Le Grand Souterrain, m, de St. Quentin, Nedaleko Riquevalu SV od Paíže England Standedge, m, Huddersfield Narrow, , š. 2.4 m, v. 5.2 m, 2.4 m hloubka vody. Pln restaurován a oteven pro veejnost v dubnu soubžné železniní tunely France de Mauvages, m, de la Marne au Rhin Ouest, Cca 50 km Z od Nancy France Balesmes, m, de la Marne à la Saône. Near Langres. Cca 60 km S od Dijonu France Ruyalcourt, m, du Nord England Strood, m, Thames & Medway, Od 1844 železnice England Lapal, m, Dudley No. 2, 1798, š. 9 stop a v. 9 stop nad h. v. Souvislý podkovovitý profil. Uzaven pro plavbu po závalu 1917 England Sapperton, m, Thames & Severn, Znovu oteven France Pouilly-en-Auxois, m, de Bourgogne, Cca 35 km Z od Dijonu England Dudley, m, Dudley No. 1, England The New Dudley, Dudley, Železniní tunely Další a zásadní rozvoj tuneláství znamenal nástup železnice. Již na první trati Liverpool Manchester postavené v letech 1826 až 1830 vybudoval Stephenson 1. a 2. železniní tunel (obr. 2.19). V Rakousko Uhersku byl zízen první železniní tunel na Jižní dráze u Gumpoldskirchen (v roce 1839). Již druhý železniní tunel byl postaven na dráze Olomouc Praha (1842 až 1845). Jde o slavný tunel Tebovický. Svého asu šlo o nejobtížnjší podzemní stavbu v Evrop obr V souasné dob již starý Tebovický tunel neexistuje; byl nahrazen v letech 2004 až 2005 novým tunelem v souvislosti s rekonstrukcí II. železniního koridoru eská Tebová Perov (nový tunel: 2 koleje, délka 550 m, hloubený resp. kombinovaný zpsob výstavby obr ). Obr. 2.19: První (Stephensonv) železniní tunel. V dob mezi prjezdy vlak sloužil jako spoleenské korzo [J. Streit, 1947] - 21 (171) -

22 Podzemní stavby Modul 01 Obr. 2.20: Pvodní Tebovický tunel postup výstavby [J. Streit, 1947] Významný rozmach tunelování znamenala výstavba alpských železnic v 2. pol. 19. stol. a na pelomu 19. a 20. stol. Prvním významným dlouhým alpským železniním tunelem byl Mt. Cenis (12,2 km) spojující Francii a Itálii (vybudován v letech 1857 až 1871) obr a 2.22 Obr : Tunel Mt. Cenis situace [J. Streit, 1947] - 22 (171) -

23 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy Obr. 2.22: Tunel Mt. Cenis píný ez ostním [zdroj: Ottova encyklopedie] Vyvrcholením stavby alpských tunel bylo ve své dob otevení vrcholového železniního tunelu Sv. Gotthard (tzv. 2. Gotthardský tunel) ve Švýcarsku, délky 14,998 km (stavn byl v letech 1875 až 1882) viz obr a Na celé (dnes též nazývané staré ) vrcholové Gotthardské trase je mino nejdelšího tunelu mezi Andermattem (na S) a Airolo (na J) též pt smykových tunel (tzn. pekonávajících výškový rozdíl smykou 360 ), v tom dokonce i jedna dvojitá smyka (obr. 2.25)! V souasné dob probíhají práce na výstavb nového Gotthardského železniního bázového tunelu (tzv. 4.), který by ml být oteven v r obr a Ten by se ml v té dob svými 57 km stát nejdelší tunelovou stavbou na svt ( ). Poznámka: 3. Gotthardským tunelem je tunel silniní délky m, otevený roku 1980 (po požáru v roce 2001 pak znovu otevený ) viz dále. Obr. 2.23: Tunel Sv. Gotthard situace [J. Streit, 1947] - 23 (171) -

24 Podzemní stavby Modul 01 Obr. 2.24: Železniní tunel Sv. Gotthard (tzv. 2.) píný ez ostním [zdroj: Ottova encyklopedie] Obr. 2.25: Situace železniních tunel pod masivem Sv. Gottharda ve Švýcarsku. Starý (tzv. 2.) a budovaný bázový (tzv. 4.) [Jeker et all., 2002] - 24 (171) -

25 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy Obr. 2.26: Vrcholový starý (tzv. 2.) a bázový (tzv. 4.) železniní tunel Sv. Gotthard [Jeker et all., 2002] Na obr je zejmý rozdíl mezi vrcholovým a bázovým tunelem. Bázový tunel pekonává pírodní pekážku pi její pat, vrcholový nkde mezi patou a vrcholem. U bázového tunelu tedy není nutné obtížn vést trasu komunikace do vyšších poloh a opt ji svádt dol. Prvními vbec vybudovanými bázovými tunely jsou železniní tunely Simplon I - bázový (délky 19,825 km, )) a Simplon II - bázový (délky 19,803 km, 1912 až 1921) spojující Švýcarsko a Itálii obr Obr. 2.27: Bázový tunel Simplon I. Píný ez ostním v netlaivém (vlevo) a siln tlaivém (vpravo) horninovém prostedí [zdroj: Ottova encyklopedie] Nejdelší svtové železniní tunely (zdroj www): (Switzerland) Gotthard, bázový tunel m. Plánované otevení AlpTransit (Japan) Sei-kan m. Oteven Podmoský tunel pod prlivem Tsugaru Kaikyô (England France) Chunnel (Eurotunnel) m. Oteven Podmoský tunel (-114,9 m) (Switzerland) Lötschberg, bázový tunel m. Oteven (171) -

26 Podzemní stavby Modul 01 (Spain) Guadarrama m Madrid - Valladolid vysokorychlostní tra. Od nasazeny tyi TBM (Japan) Hakkôda m. Plánované otevení Prorážka Tunel je ástí rozšíení trati Shinkansen do Aomori s plánovaným dokonením 2010 (Japan) Iwate-ichinohe m Tôhoku Shinkansen (Austria) Lainzer/Wienerwald m. Plánované dokonení Tra Wien - Salzburg. Smr východ západ (Japan) Îyama m. Plánované otevení Rozšíení Hokuriko Shinkansen, ražba od 1999 (Japan) Dai-shimizu m Jôetsu Shinkansen (3. Shimizu) (China) Wushaoling m roury (Italy Switzerland) Simplon-II m Simplonská tra (Italy Switzerland) Simplon-I m Simplonská tra (Switzerland) Vereina m Jednokolejná tra (Japan) Shin-kanmon m San'yô Shinkansen. Podmoský dvoukolejný tunel (Italy) Vaglia m. Plánované otevení Bologna Firenze. Prorážka (Italy) Appennino m "Direttìssima" Bologna Firenze (China) Qinling I-II m Otevena první trouba (Italy) Valico m. Milano Gènova (Japan) Rokkô m San'yô Shinkansen (Switzerland) Furka, bázový tunel m Andermatt Brig (Japan) Haruna m Jôetsu Shinkansen (Russia) Severomuyskiy m Baikal Amur magistrála. Stavba dokonena (Italy) Firenzuola m. Plánované dokonení Bologna Firenze. Prorážka (Japan) Gorigamine m Hokuriku Shinkansen (Italy) Monte Santomarco m Paola Cosenza (Switzerland) St. Gotthard, vrcholový tunel (tzv. 2.) m Gotthardská tra (první vlak ) (Japan) Nakayama m Jôetsu Shinkansen (Canada) Mount MacDonald m Prsmykem Rogers, Glacier National Park (Switzerland) Lötschberg, vrcholový tunel m Poznámka: Simplon I a Simplon II jsou v soupisu uvedeny jako dva tunely proto, že tebaže jsou soubžné, byly dokoneny v odlišném ase jako oddlené projekty. Železniní tunely na D (zdroj Zpravodaj D ): Na tratích D je 154 železniních tunel (stavebn jednokolejných 88/17,919 km; stavebn dvoukolejných 61/18,592 km) - 26 (171) -

27 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy 36 tunel je provozováno dvoukolejn 31 pvodn stavebn dvoukolejných je provozováno jen pi položení jedné koleje Zbývajících 87 tunel je stavno a provozováno jako jednokolejné Délka tunel na síti D iní nco pes 38 km, tj. cca 0,4% celkové délky tratí normálního rozchodu Nejdelším tunel u D byl dlouhé roky Špiácký na trati Železná Ruda- Plze (dl ,25 m); pekonal jej v r tunel Bezno (dl m) Nejkratší tunel D je 1. Nelahozeveský (dl. 23,3 m) Nejstarší tunely D byly z r Tatenický Krasíkovský (dvoukolejný, dl. 146 m) a Tebovický (jednokolejný, dl. 512,5 m). Dnes již svému úelu neslouží. Tunely provozované v souasné dob byly vystavny v rozmezí let 1848 až 2006 Nejdelším tunelem v bývalé SR byl tunel Dr. E. Beneše na trati Banská Bystrica-Diviaky ( , jednokolejný, dl m). Ten se dnes nachází na území SR. 2.7 Silniní tunely S rozvojem automobilismu se zaínají stavt tunely silniní (pozdji dálniní) a mstské. První silniní tunel v dnešním slova smyslu byl postaven v Nmecku v Hamburgu pod Labem (1911, v délce 448 m). Velký rozmach tchto tunel je dokumentován pedevším v USA. Za první opravdu významný silniní tunel je považován známý Hollandv tunel pod ekou Hudson v N.Y. (1920 až 1927, dv roury, délka 4,15 km, mocnost nadloží pod ekou 24 m, s náklady ve své dob astronomických 54 mil. US $). Následuje, již ped 2. sv. válkou, pedevším však po 2. sv. válce, ada dlouhých i kratších tunel. Nejdelší svtové silniní tunely (zdroj www): Norway Laerdal m, (na trase Oslo Bergen, stavba 6 let, bez úrazu!, š. 9 m, v. 6 m, tl. ostní 25 cm drátkobetonu); 114 mil. US $ China Zhongnanshan (2 roury) m (zahájen 2001), Switzerland St. Gotthard / San Gottardo (dv roury) m, (po požáru 2001 znovu oteven ; redukovaná kapacita s minimální vzdáleností vozidel 150 m); 430 mil. US $ Austria Arlberg m, ; 237 mil. US $ China (Taiwan) Hsuehshan (dvojitý tunel + služební) m (servisní ; tunely zahájeny 1996) France - Italy Fréjus m ; 296 mil. US $ France - Italy Mont-Blanc/Monte Bianco m, (po požáru 1999 znovu oteven ) Norway Gudvanga m, Norway Folgefonn m, Japan Kan-etsu (jižní smrová roura) m, 1991 Japan Kan-etsu (severní smrová roura) m, (171) -

28 Podzemní stavby Modul 01 Japan Hida (+ nouzový tunel) m, (hlavní tunel zahájen 2000), plánované otevení 2010 Italy Gran Sasso d'italia (východní smr) m, Italy Gran Sasso d'italia (západní smr) m, 1995 Austria Plabutsch (západní roura) m, France Le tunnel Est (Rueil - Malmaison à Versailles), dvoupatrový, m, 2006 Silniní tunely v R: Vyšehradský tunel, 1903 (1 roura, délka. 35 m) Obr. 2.28: Vyšehradský tunel S portál [zdroj www] Letenský tunel, 1950 až 1953 (1 roura, délka 423 m, šíka 10,3 m, výška 6,5 m) Obr. 2.29: Letenský tunel J portál [zdroj www] Tšnovský tunel, 1980 (2 roury, délka 360 m, hloubený podzemní stny) Obr. 2.30: Tšnovský tunel Strahovský tunel v Praze, 1985 až 1997 (2 roury, délka 2 km, svtlý Ø 125 m², náklady 5,6 mld. K, ražen pološtítem na masivních oprách resp. erektorovou ražbou) - 28 (171) -

29 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy Obr. 2.31: Strahovský tunel v Praze. Postup výstavby [zdroj www] Tunel Hebe na silnici I/35, 1994 až 1997 (1 roura 3 pruhy, dl. 357 m, Ø m²) Pisárecké tunely v Brn, 1995 až 1997 (2 roury, dl m, Ø 95 m², náklady 420 mil. K) Obr. 2.32: Pisárecké tunely v Brn vzorový píný ez v ražené ásti Husovický v Brn (ulice Kohoutova), 1996 až 1999 (2 roury; dl m; š. 9,9 m; v. 5,5 m; kombinovaný; náklady 804 mil. K) - 29 (171) -

30 Podzemní stavby Modul 01 Obr. 2.33: Husovický tunel v Brn postup výstavby kombinované podzemní stavby [ŽS a. s. Brno] Tunel Dolní Újezd na rychlostní komunikaci R35, 1998 až 1999 (2 roury, dl. 98 m, Ø 85,5+79,4 m², zasypávaný hloubený, montovaná ž-b konstrukce). Ekologický biokoridor tzv. ekodukt Obr. 2.34: Zasypávaný tunel Dolní Újezd [SD] Tunely Mrázovka v Praze, 1998 až 2004 (2roury, dl m, svtlý profil bžného tunelu 159 m², 5 propojek) Obr. 2.35: Soubor staveb tunel Mrázovka v Praze [Metrostav a. s. Praha] - 30 (171) -

31 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy Tunel Jihlava na silnici I/38, 2002 až 2004 (1 roura, dl. 304 m, š. 11 m, v. 6,4 m, kombinovaná stavba podzemní stny a monolitické zaklenutí do posuvného bednní) Tunely Panenská na dálnici D8, 2003 až 2006 (2 roury, dl. 2,01 resp. 2,03 km) 1. dálniní tunely v R Tunel Valík na dálnici D5 (obchvat Plzn), 2004 až 2006 (2 roury, dl. 380 m, velmi úzký stedový pilí vybetonovaný v pedstihu v pedráženém tunelu) Obr. 2.36: Tunel Valík foto z výstavby [Metrostav a. s. Praha] Tunely Klimkovice na dálnici D47, 2004 až 2008 (2 roury; dl. 1,08 km) V píprav jsou tunely Dobrovského v Brn 2007? (2 roury, dl. 1,24 resp. 1,26 km, Ø 115 m²) a tunely Myslbekova Pelc-Tyrolka v Praze, 2006 až 2011 (2,746 km ražených+2,318 km hloubených tunel z 5,946 km trasy. Tunely dvoukruhové [124 m 2 ] a típruhové [173 m 2 ]) jako i ada dalších staveb. Obr. 2.37: Trasování tunel Dobrovského v Brn [Amber Engineering Brno] - 31 (171) -

32 Podzemní stavby Modul 01 Obr. 2.38: Trasování staveb souboru Myslbekova Pelc-Tyrolka v Praze [VIS Praha] 2.8 Podzemní dráhy a metra ve velkých mstech První úsek podzemní dráhy (metra) byl oteven v Londýn roku 1863 (Paddington St.-Finsbury St.). Je provozován dodnes. V roce 1878 zahájilo provoz druhé metro ve Spojeném království v Glasgow. Druhá podzemní dráha vbec byla otevena v Istanbulu v Turecku roku Nicmén mla pouze dv stanice (nástupní a výstupní) a délku pouze 573 m. Tak Istambulská dráha fungovala beze zmn až donedávna, dnes už je rozšíená. První podzemní dráha v USA byla otevena v Bostonu roku1895. Tomu pedcházela ada pokus o stavbu podzemní dráhy v New Yorku (první již roku 1869); postupn však všechny zkrachovaly. Metro pak bylo v N. Y. posléze oteveno až roku Provoz druhé podzemní dráhy v USA byl zahájen v r v Chicagu. Zde byla rovnž provozována i rozsáhlá sí podzemní nákladní železnice (hloubka cca 15 m, délka cca 62 mil) obr První metro na evropské pevnin bylo oteveno v Rakousko-Uhersku v Budapeši roku1896 (5 km, to až do r. 1970, poté rozšíeno). Až v roce 1900 následovala Víde. Paížské metro pak zahájilo provoz v roce Následovaly další metropole a sídelní aglomerace (171) -

33 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy Obr. 2.39: Sí podzemní nákladní železnice v Chicagu zízená v uliních trasách [zdroj www] Nyní (údaje z r. 2005, zdroj www): N.Y. 656 mil (443 mil pod zemí), 25 linek, 468 stanic Londýn 408 km (342 km pod zemí) Paíž 211 km, 14 linek Moskva 261 km, (oteveno r. 1931) 12 linek, 170 stanic V souasnosti se metro nebo jiný typ mstské podzemní dráhy provozuje, staví i pipravuje v ad mst po celém svt (údaje z r. 2006) viz : Evropa: 75 mst (systémy Metro, Subway, U-Bahn, T-bana: 48; MetroTram [Stadtbahn, Prémétro, Sneltram]: 18; Lightrail: 9) + 17 mst v píprav nebo ve výstavb Amerika: 55 mst (Metro: 33; MetroTram: 3; Lightrail: 11) + 8 mst v píprav nebo ve výstavb - 33 (171) -

34 Podzemní stavby Modul 01 Asie: 44 mst + 30 mst v píprav nebo ve výstavb Afrika: 4 msta + 1 msto ve výstavb Austrálie a Oceánie: 2 msta. R Praha (od ): 3 linky, délka tratí 54,7 km, 54 stanic (3 pestupní), 4 podchody pod Vltavou. 2.9 Vodohospodáské stavby Náleží sem pivade pitné vody, kanalizaní sbrae (obojí patí mezi nejstarší položky podzemního stavitelství), vodní díla a vodní elektrárny (VD + VE) a peerpávací vodní elektrárny (PVE) ty naopak patí k položkám nejmladším První moderní hydrotechnická štola se šachtou hlubokou 34 m byla postavena ve Švýcarsku roku Nejdelší svtové tunely pro pívod vody (zdroj www): Delaware Aqueduct, USA, 135 km, 1944; 149 mil. US $ Paijanne, Finsko, 120 km, 1982; 110 mil. US $ Orange Fish Tunnel, Jižní Afrika, 82,5 km, 1975; cca 150 mil. US $. Vodohospodáské stavby v R: Nejvýznamnjším souborem vodohospodáských podzemních staveb je PVE Dlouhé strán v Jeseníkách. V souasné dob má stží zastupitelnou funkci ve fungování eské energetické soustavy (umožuje pedevším vykrývání špiek v elektrické penosové soustav). Veejnou internetovou anketou byla PVE Dlouhé strán v r rovnž zvolena nejkrásnjší stavbou na území R (obr a 2.41). Obr. 2.40: Dolní a horní nádrž PVE Dlouhé strán [EZ] - 34 (171) -

35 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy Pivade vody v R Obr. 2.41: Schéma PVE Dlouhé strán. Píný ez [EZ] Želivka Praha, 51,332 km, 1972 Vírský oblastní vodovod (Švaec Brno) (štola surové vody klasická ražba dl. 4,191 km; štola upravené vody TBM Ø 2,84 m dl. 15, 604 km; štola Bystrc TBM Ø 3,01 m dl. 4,05 km), 23,845 km, 2002 Slezská Harta (Podhradí Dolejší Kunice), 8,050 km (TBM Ø 2,45 m), Podmoské a podvodní tunely Japonsko: tunel Seikan, 1964 až 1988, železniní (53,9 km; 23,3 km pod moem; náklady 7 mld. US$) obr a 2.43 U.K. Francie: Channel Tunnel (tzv. Chundel), 1986 až 1993, železniní (50 km, 37 km pod moem, náklady 21 mld. US $ a z nich vyplývající obrovské ekonomické potíže spolenosti jež tunel provozuje) obr Japonsko: tunel pod Tokijskou zátokou 1989 až 1997, silniní (most 4,4 km + tunel 9,5 km z umlého ostrova, náklady 11 mld. US $) Dánsko Švédsko: tunel Öresund 1995 až 2000, železniní a silniní (most 7,8 km + tunel 3,52 km z umlého ostrova) obr (171) -

36 Podzemní stavby Modul 01 Obr. 2.42: Tunel Seikan (Japonsko). Situace a podélný ez [zdroj www] Obr. 2.43: Tunel Seikan (Japonsko). Píný ez. Hlavní tunel, servisní tunel, pilotní (przkumná) štola [zdroj www] Obr. 2.44: Channel tunel. Situace a podélný ez [zdroj www] - 36 (171) -

37 Vlastní úvod, historie, souasnost a výhledy Obr. 2.45: Tunel Öresund. Pohled na umlý ostrov [zdroj www] Projekty: Pevnina Sachalin (???) Pevnina Tchaj-wan (dl. 144 km?, píprava a stavba 32 let?) Gibraltar (cca 39 km,?-?, náklady odhadnuty na více než 8 mld. US$) ukotka Aljaška pes Beringv prliv (pes Diomedovy ostrovy) etc. etc (171) -

38 Podzemní stavby Modul Rozdlení, ásti a pojmenování podzemních staveb Nomenklaturu podzemních staveb podle jejich úelu s vazbou na hloubku v níž bývají umístny lze shrnout do následující tabulky 3.I. Tab. 3.I: Nomenklatura podzemních staveb podle úelu a jejich umístní v hloubce (podle O. Vrby, upraveno) - 38 (171) -

39 Rozdlení, ásti a pojmenování podzemních staveb 3.1 Píklady nkterých zajímavých podzemních staveb Obr. 3.1: Divadlo v podzemní kavern. Finsko [zdroj: LRC 86 - Finsko] Obr. 3.2 : Podzemní kostel (Finsko) [zdroj: LRC 86 - Finsko] - 39 (171) -

40 Podzemní stavby Modul 01 Obr. 3.3: Plavecký bazén v podzemní kavern. Finsko [zdroj: LRC 86 - Finsko] Obr. 3.4: Podzemní zimní stadión Gjøvik (alternativn bazén). Norsko OH Lillehamer [zdroj: asopis Tunel cz] - 40 (171) -

41 Rozdlení, ásti a pojmenování podzemních staveb Obr. 3.5 a 3.6: Primární a sekundární kolektor v Brn [MSK-Kolektory Brno] Obr. 3.7: Centrální podzemní OV pro Helsinky [Atlas Copco] - 41 (171) -

42 Podzemní stavby Modul 01 Obr. 3.8 a 3.9: Schéma kompresní elektrárny SRN [zdroj: asopis Tunel cz] Obr. 3.10: Schéma podélného ezu podzemní kavernou pro uskladnní ropných produkt [J. Fabry Geologický przkum9/1991] Japonsko (Namikata) zásobník zkapalnlého propan-butanu ( ); 3 kaverny profilu 650 m 2, délky 430 až 485 m Obr. 3.11: Podzemní zásobník plynu Píbram Háje [Subterra] s parametry: - 42 (171) -

43 Rozdlení, ásti a pojmenování podzemních staveb Zásoba 65 mil. m 3 (tlak 9,5 MPa) Možná dodávka do sít 6 mil. m 3 /den (10% R); výhledov až 9 mil. m 3 /den Celková délka chodeb cca 45 km; vyztuženo cca 10% (komunikaní chodba, kížení tektonické linie ) Obr. 3.12: Podzemní úložišt nízko- a stednaktivních radioaktivních odpad. Olkiluoto (Finsko) [E. Johansson R. Riekkola, 1991] Obr. 3.13: Podzemní genobanka rostlin na Špicberkách [m. f. Dnes ] s parametry: 120 m dlouhá chodba + 2 rozlehlé komory plochy 375 m 2 Vrata z oceli a betonu tloušky 1 m Celoron teplota -18 C Náklady 8 mil. US $ Pedpokládá se uložení 3 mil. semen. 3.2 Význam hlavních geofaktor vzhledem k hloubce podzemní stavby Je ocenn v tabulce 3.II. Souasn jsou zde piazeny i použitelné technologie výstavby podzemních staveb, opt vztažené na hloubku realizované podzemní stavby (171) -

44 Podzemní stavby Modul 01 Tab. 3.II: Význam hlavních Geotechnických faktor u podzemních staveb s ohledem na hloubku (Podle O. Vrby) 3.3 Nomenklatura podzemních staveb podle JKSP. 825 (Jednotná Klasifikace Stavebních Prací = bývalé ceníkové položky) Tunely železniní silniní podzemních drah plavební a íní pívodní, obtokové a odpadní VD (vodních dl) pro dopravníky kolektorové ostatní Štoly vodní tlakové vodní s volnou hladinou revizní a únikové spojovací a eskalátorové pro podzemní stanice przkumné ostatní Podzemní halové objekty objekty VD (vodních dl) kaverny hangáry, garáže, skladišt podzemní istící stanice (OV), nádrže, vodojemy objekty CO ostatní podzemní objekty technické galerie kolektorových tras Svislé a úklonné šachty pístupové a przkumné vtrací dopravní, erpací vyrovnávací (u vodních dl) ostatní neuvedené (171) -

45 Rozdlení, ásti a pojmenování podzemních staveb 3.4 Rozdlení podzemních staveb podle dispozice Liniové podzemní stavby (u kterých jako rozmr pevládá délka) Štoly (<16 m 2 ) Tunely ( 16 m 2 ) ležaté, vodorovné (odklonné max. 10 od horizontály); úklonové, úklonné, úpadní (odklonné 10 až 60 od horizontály) Šachty svislé šikmé, úklonné (60 až 90 od horizontály) Poznámka: SN (Navrhování konstrukcí ražených podzemních objekt. Spolená ustanovení) odlišuje šachtu a tunel nevhodn úhlem sklonu 45 ] Zvláštní typy (komíny, šibíky) v podzemním stavitelství ídké. Obr. 3.14: Liniové podzemní stavby [J. Barták a M. Bucek, 1989] Plošné podzemní stavby (pevládají u nich vodorovné rozmry nad výškou). Jde o podzemní garáže, skladišt, úložišt, sportovišt, laboratoe. Obr. 3.15: Plošné podzemní stavby podzemní garáže [J. Barták a M. Bucek, 1989] 1 - Vjezdový (výjezdový) portál 2 - Horninové pilíe 3 - Tunely (štoly) 4 - Výklenek pro manipulaci i další rozšíení 5 - Obslužný tunel (štola) 6 - Pístupový tunel (štola) - 45 (171) -