VODNÍ DÍLO SKALKA REKONSTRUKCE SPODNÍCH VÝPUSTÍ 1. Úvod Jan Svejkovský Každá společnost má snahu se chránit proti škodlivým účinkům vnějšího prostředí. Podle toho, jak si váží svých hodnot, přijímá přísnější nebo benevolentnější normativy. Obecně asi platí, že s vývojem společnosti se zpřísňují požadavky na ochranu, bezpečnost a technickou vyspělost. Platí to i v případě bezpečnosti vodních děl. Pro zajištění dlouhodobě bezporuchové provozuschopnosti vodních děl je v České republice třeba, krom dalšího, plnit požadavky plynoucí z vyhlášky č. 590/2002 Sb. o technických požadavcích pro vodní díla. Mezi řadou dalších se nachází i požadavek na osazení tří uzávěrů na potrubích spodních výpustí přehrad. Splnění tohoto požadavku na vodním díle Skalka je uvedeno v tomto příspěvku. 2. Stručná charakteristika vodního díla Vodní dílo Skalka se nachází na řece Ohři v Chebu. Mezi účely vodního díla Skalka patří kompenzační nadlepšování průtoků v řece Ohři pro profil Kadaň, zajištění minimálního průtoku v profilu Karlovy Vary a Kadaň, zajištění minimálního průtoku v profilu limnigrafu Cheb, částečná ochrana území pod hrází před povodněmi a likvidace následků havarijního zhoršení jakosti vody v toku Ohře. Hráz je sypaná z místních materiálů, kamenitá s návodním betonovým těsnicím pláštěm. Maximální výška hráze nad terénem je 14,6 m, délka hráze 115 m a sklony návodního i vzdušního svahu jsou jednotné 1:1,6. Funkční objekt je řešen v dolní části dvěma potrubími spodních výpustí DN 1200 s kapacitou 2x 12,4 m 3 /s. Nad spodními výpustmi je železobetonovou konstrukcí vytvořen původní bezpečnostní přeliv hrazený ocelovým segmentem mechanicky poháněným gallovým řetězem s maximální kapacitou 390 m 3 /s. Doplňkový bezpečnostní přeliv je hrazen dutou klapkou s hydraulickým pohonem a maximální kapacitou 169 m 3 /s. Při pravém břehu, vedle doplňkového bezpečnostního přelivu, je situována malá vodní elektrárna osazená kaplanovými turbinami typu S navrženými na spád 4,7 9,7 m. 3. Původní stav Před začátkem projekčních prací rekonstrukce spodních výpustí VD Skalka byly spodní výpusti osazeny dvěma uzávěry, a to návodním hradidlovým uzávěrem a regulačním rozstřikovacím uzávěrem. Hradidlový uzávěr, v závislosti na použitých drážkách, mohl plnit jak funkci provozního neregulačního uzávěru, tak i revizního uzávěru (provizorního hrazení) segmentového uzávěru bezpečnostního přelivu umístěného nad oběma spodními výpustmi. Uzavření nebo otevření tohoto uzávěru nebylo, a ani nemohlo být, operativní a vyžadovalo přítomnost min. dvou osob. Vlastní osazení se provádělo pomocí portálového jeřábu. Rozstřikovací uzávěr byl starší konstrukce s pákovým pohonem. Celý uzávěr se v běžném provozu nacházel pod hladinou dolní vody, což v kombinaci s pákovým pohonem uzávěru oslabovalo spolehlivost dané konstrukce. 125
TÉMA 2 / 2.1 XXXII. PRIEHRADNÉ DNI 4. Projekční fáze Byla zmíněna vyhláška č. 590/2002 Sb. a problémy s bezporuchovým a operativním provozováním původních uzávěrů spodních výpustí. Situace postupně dospěla do přípravy rekonstrukce spodních výpustí. Principem bylo zajistit osazení tří uzávěrů. Zvolena byla koncepce využití stávajícího návodního uzávěru jako uzávěru revizního, umístění neregulačního provozního uzávěru současně s ovládáním regulačního uzávěru do suché strojovny nově vzniklé v části původního prostoru tlumicí komory rozstřikovacího uzávěru a nakonec regulačního provozního uzávěru do nově upravené tlumicí komory zaústěné do dolní vody. Celá tato koncepce byla založena na vytvoření nové suché strojovny v části původní tlumicí komory umístěné pod přelivnou plochou bezpečnostního přelivu. Bylo nutné minimalizovat rozměry nově tvořené strojovny. Vložením dalšího uzávěru se oddálila pozice umístění regulačního uzávěru. Aby nedošlo k ovlivnění buď zakončení přelivné plochy bezpečnostního přelivu nebo tlumicí komory regulačního uzávěru, musela být stavební délka veškeré technologie co nejmenší. Obr. 1 Nožové šoupátko DN 1200 demonstrace malé stavební délky Pro návodní provozní uzávěr bylo vybráno nožové šoupátko pro své zaručené parametry uzavření do průtoku i pro malou stavební délku. Malou zvláštností je jeho osazení s vodorovnou osou pohybu uzávěrového nože. Do pozice regulačního provozního uzávěru byl vybrán opět rozstřikovací uzávěr, avšak na rozdíl od původního pákového mechanizmu byl schválen novější mechanizmus vřetenový. 5. Realizační fáze Vlastní rekonstrukce spodních výpustí začala na levém potrubí. Vždy jedna spodní výpust byla plně funkční. Po zahrazení nátoku i dolní vody a demontáže rozstřikovacího uzávěru se přistoupilo k vybourání části dělicí stěny mezi tlumicí komorou rozstřikovacího uzávěru a původní strojovnou umístěnou po levé straně komory v šachtě. Tímto krokem se zajistil přístup do prostor nově budované strojovny uzávěrů spodní výpusti. 126
Pro nový rozstřikovací uzávěr posunutý po směru toku oproti původnímu bylo nutné prodloužit opancéřování tlumicí komory. Po zjištění stavu původního pancíře byl ponechán v komoře. Nový pancíř byl pak k němu přivařen a přikotven do stěn, stropu a podlahy. Při provádění zálivek za rub pancíře se vyskytly problémy s vyplněním všech prostorů a bylo nutné místy provádět nízkotlakou injektáž. Nevyplněná místa byla zjištěna akustickým trasováním - poklepem na pancíř. Následovala montáž nožového šoupátka, které bylo z prostorových důvodů místo na výšku osazeno vodorovně. Ve svislém směru byla dispozice nové strojovny omezena konstrukcí přelivné plochy bezpečnostního přelivu. Dělicí stěna mezi tlumicí komorou rozstřikovacího uzávěru a novou strojovnou byla vyztužena pouze konstrukční výztuží přivařenou na ponechané pancíře. Síly, které má stěna přenášet, jak statické, tak i dynamické, by přenesla i stěna z prostého betonu. Do stěny byla zabudována armatura k ukotvení rozstřikovacího uzávěru. Doměrek potrubí byl spolu s montážní vložkou namontován mezi armaturu rozstřikovacího uzávěru a nožového šoupátka. Pro funkci celého systému spodní výpusti byly na uzávěry osazeny elektricky ovládané pohony zapojené do řídicího systému spolu se dvěma turbinami malé vodní elektrárny. Elektročást byla navíc vybavena i nezávislým dieselagregátem pro zajištění operativních manipulací v případě výpadku dodávky elektrické energie. Obr. 2 Záložní zdroj elektrické energie Po zprovoznění levé spodní výpusti byly práce přesunuty na výpust pravou, kde probíhaly obdobně, i když z jiného pohledu zcela odlišně. Tím jiným pohledem byla skutečnost, že obdobné práce na spodních výpustech vodního díla před touto stavbou zhotovitel dosud neprováděl. Práce navíc prováděl dle projektové dokumentace pro stavební povolení a bez dokumentace pro provedení stavby. Řadu detailů zhotovitel zrealizoval bez předchozího schválení objednatelem. V tom byl často problém. Pro práce na pravé spodní výpusti již byla veškerá problematická místa vyřešena. Vzpomenu dva detaily, kterými byla za prvé realizace dělicí stěny tlumicí komory a nové strojovny bez statických výpočtů (ty byly provedeny až dodatečně po intervenci objednatele) a za druhé úprava příruby vlastního rozstřikovacího uzávěru spočívající v seříznutí části příruby zasahující přes dva sousední otvory bez souhlasu výrobce uzávěru (souhlas byl dodán opět dodatečně po intervenci objednatele). 127
TÉMA 2 / 2.1 XXXII. PRIEHRADNÉ DNI Obr. 3 Seříznutá příruba rozstřikovacího uzávěru přes dva sousední otvory Celý problém zřejmě vznikl již v době zadání zakázky, kde se striktně požadovalo zpracování realizační dokumentace pouze pro část elektro. Doporučení na zpracování realizační dokumentace ostatních profesí bylo uvedeno v projektové dokumentaci pro stavební povolení, ale zhotovitel na tuto skutečnost nereagoval ani u takto složité stavby. 6. Závěr Celá stavba ve výsledku funguje bez zjevných problémů. V současné době, v únoru 2010, se řeší pouze odstraňování drobných průsaků na ucpávkách nožových šoupátek, které se řeší dotažením ucpávek. Objevují se zatím nevýznamná vlhká místa v dělicí stěně, která se časem buď sama dotěsní, nebo dojde k jejich utěsnění plánovaným zásahem v rámci záruky za stavbu. Obr. 4 Technologická nekázeň nedotažená matka víka ucpávky nožového šoupátka 128
Z průběhu výstavby plyne ještě ponaučení pro objednatele zadat zakázku vždy tak, aby byl nežádoucí manipulační prostor zhotovitele pokud možno eliminován. Ve výsledku by totiž projektování na modelu v měřítku 1:1 mohlo být velmi nákladné. Obr. 5 Celá sestava technologie pravé spodní výpusti umístěné v nově realizované strojovně zleva nožové šoupátko v ležaté poloze, montážní vložka, doměrek potrubí a armatura s pohonem rozstřikovacího uzávěru Literatura RICHTR D. a kol. (2007): VD Skalka rekonstrukce spodních výpustí. Dokumentace pro stavební povolení, archivní č. 2007/106, Praha, 2007 ŠINTÁK J. a kol. (2009): VD Skalka rekonstrukce spodních výpustí. Dokumentace skutečného provedení stavby, č. zakázky VP04-01/2009, Karlovy Vary, 2009 www.poh.cz Ing. Jan Svejkovský Povodí Ohře, státní podnik Bezručova 4219, 430 03 Chomutov, Česká republika jsvejkovsky@poh.cz +420 474 636 301 129