Ing. Jan Sochůrek

Projekční Kancelář Ingutis, spol. s r.o., Praha

VÝHLED VÝSTAVBY KOLEKTORŮ V HLAVNÍM MĚSTĚ PRAZE

  1. Současný stav infrastruktury a jeho řešení

Historické, obchodní a kulturní centrum Prahy, hlavního města České republiky soustřeďuje nejen hustou městskou zástavbu, ale i dopravní a technickou infrastrukturu s převažující funkcí celoměstského charakteru. Kabelové a zejména trubní inženýrské sítě jsou většinou staré a značně poruchové, pro narůstající nároky města málo kapacitní. Převážná část sítí je v neuspokojivém stavu, u trubních řadů se stářím 80 – 120 let lze hovořit o havarijním stavu.Často dochází k nekontrolovatelným únikům vody do podloží nebo kanalizace. I u relativně mladších sítí přispívá k rychlému poklesu jejich životnosti kvalita použitých materiálů a též i nepříznivý vliv lidského faktoru při údržbě sítě. Na všechny podzemní sítě se navíc uplatňují negativní vlivy zemního prostředí ( vlhkost, koroze, bludné proudy, dynamické účinky dopravy a podobně).

K této otázce životnosti a technického stavu přistupuje i otázka kapacity současných sítí, které svými dimenzemi, polohou a počtem vedení již plně nevyhovují zvýšeným nárokům plynoucím mj. též ze zatraktivnění městských center novou výstavbou, modernizací objektů stávajícího bytového fondu, jakož i novým intenzivnějším využitím většiny objektů. Důsledkem toho je neustálý zásah do prostředí stavebními pracemi ( při rozšiřování a modernizaci inženýrských sítí plánovány, či neplánovány při havarijních stavech) do provozu a života města, tedy permanentního narušování životního prostředí a obtěžování obyvatel negativními důsledky stavební činnosti.

Jako alternativa k uložení sítí prostě v zemi a k neustávajícím výkopovým pracím je od roku 1985 realizována systematická výstavba kolektorové sítě v centru hlavního města. Tím je současně řešeno zkapacitnění stávajících sítí, které podmiňuje všestranný rozvoj městského centra. Sdružením inženýrských sítí do samostatných průchozích podzemních liniových staveb – kolektorů – je postupně vytvářen otevřený systém tras ( tj. systém umožňující další vývoj), který na základě širších souvislostí a prognóz rozvoje inženýrských sítí vychází z plošné kolektorizace vymezeného územního celku. Pro centrální oblast Prahy (historické centrum) bylo účelné vytvoření dvou systémů kolektorů, jež se odlišují jednak funkcí, jednak výškovým situováním.

V Praze bylo v posledních letech postaveno mnoho kilometrů kolektorových tras (celkem cca 80 km, z toho cca 15 km v centru Prahy), které díky vzniklé legislativě patří k jedněm z technicky nejdokonalejších na světě. Kolektorová síť řeší výše popsané problémy a navíc umožňuje inženýrské sítě vždy kontrolovat, udržovat, eventuálně vyměňovat, pokládat nové sítě a  provádět údržbu na technickém vybavení kolektoru bez jakéhokoliv zásahu do povrchu ulice. Ne nepodstatná přednost kolektorových tras je předcházet nenadálým haváriím způsobeným jakýmikoliv výkopovými pracemi, čímž se zvyšuje bezpečnost obyvatel před následky nenadálých havárií , jako např. výbuchu plynu, velkou havárií vody, atd. Sítě je možno průběžně sledovat, vizuelně kontrolovat a tak předcházet výše uvedeným haváriím, což uložení v chodníku nebo vozovce neumožňuje. Sledování provozu kolektoru je jednoduché pomocí počítačové techniky propojené s moderními monitorovacími systémy nepřetržitě 24 hod.Podstatnou výhodou je fakt , že, jak pokládky inž. sítí,tak jejich opravy lze provádět bez ohledu na roční období a čas, tedy celých 24 hod. denně, což je obzvlášť důležité při opravách. 

Při vlastních opravách inž. sítí v kolektoru nejsou problémy s povolovacím řízením, s objížďkami,uzávěrami a výlukami.Toto vše včetně skutečnosti, že práce probíhají bez dopadu na povrch, na provoz a má kladný vliv nejen na životní prostředí, ale i na život obyvatel města. Prospěšnost kolektorů,které znamenají z počátku (na první pohled) vysoké investice, je během časurychle potvrzena komerčním využitím místa v kolektoru, což bylo prakticky prokázáno na již realizovaných stavbách kolektorů v Praze. Důležitým prvkem pro rozvoj kolektorové sítě, je systém a výhledový záměr celé sítě, podle kterého se jednotlivé úseky dají dále finančně plánovat, po realizaci pak uvádět do samostatného provozu. Tímto plánovacím dokumentem byl v minulosti „Generel kolektorizace centrální oblasti Prahy“ (vydán v roce 1982, další v roce 1984 a poslední v roce 1991). Dle těchto dokumentů bylo v centru dále vyprojektováno a postaveno několik kolektorů 2. a 3. kategorie. Pro plánování rozvoje kolektorové sítě na další období, která jsou stanovena do roku 2010 a po roce 2010, by měla sloužit pro přípravu a výstavbu kolektorové sítě vypracovaná plánovací dokumentace (z r. 1999), která je součástí „Urbanistické studie Pražské památkové rezervace“ a ta je i podkladem Územního plánutéto oblasti případně slouží jako podklad i pro regulační plány dílčích dotčených městských částí. Takto navržená kolektorová síť se stala o oblasti Pražské památkové rezervace (PPR) součástí územního plánu a při projektování infrastrukturních a i jiných projektů je nutno s ní počítat a respektovat jí. V současné době je zpracovávána další etapa studie kolektorizace v rozšířené oblasti HMP do městských částí mimo hranice PPR, která bude dokončena koncem roku 2005.

 Charakteristika přístupu veřejnosti k investici

 S liniovým charakterem výstavby kolektorů jsou spojeny všechny důsledky kontaktu s lokalitou a prostředím. Přesto však existuje kvalitativní rozdíl mezi nazíráním technické i laické veřejnosti na tento druh staveb ve srovnání s dopravními stavbami jako celkem (např. metrem, silničními tunely). U dopravních staveb je jejich účelnost a investiční návratnost relativně zřejmá a kontakt s okolím je koncentrován pouze na omezený rozsah míst na povrchu (např. vestibuly stanic metra, portály tunelů). Náročnost investic a rozsah speciálních geotechnických opatření, vztažený k užitnému příčnému profilu dopravní stavby, je technicky lépe zdůvodnitelný.

Naproti tomu u kolektorů není např. potřeba regenerace sítí pro laika zřejmá, poněvadž všechna zařízení technické obsluhy jsou v jeho běžném životě funkční, jsou chápány jako samozřejmá součást každodenního života. Pokud „jakoby samozřejmě“ již dojde k výstavbě, pak je jí dotčeno bezprostředně širší okolí, neboť stavební zásah se dotýká celého komplexu problémů ve velmi četném situačním sledu – přípojky u všech přilehlých objektů povrchové zástavby, šachty a odbočné komory v křížení tras, dotčení přilehlých inženýrských sítí a pod. Navržená náročná a specifická technická opatření vztažená k řádově menším užitným příčným profilům ulic představují zásadní nárůst investičních nákladů, které ve schvalovacích řízeních mohou ohrozit či oddálit realizovatelnost podzemního díla. Byť je tato stavba společensky prospěšná a s dlouhou životností, je její investiční návratnost dlouhodobá. Z toho plyne obtížnější prosazování záměrů a náročnější investorská příprava stavby.

Koncepce řešení kolektorových systémů

Koncepce kolektorových systémů je v  pražské památkové rezervaci (PPR) založena, s ohledem na rozlohu předmětného prostoru, to jest na principu uložení sítí podle toho zda mají význam pro celou PPR, nebo pouze pro úzce vytčenou oblast. Jedná se o dva typy rozvodů, z nichž prvý slouží pro přivedení media nebo informační cesty do oblasti PPR a rozvedení do uzlových bodů a druhý pro přímý rozvod ke konkrétním odběratelům či klientům, do jednotlivých nadzemních objektů. Prvně uvedené sítě jsou vlastně páteřními systémy 2.kategorie. Druhou skupinu tvoří rozvody z těchto napojené a zajišťující zásobování nebo spojení konkrétních odběratelů a účastníků, jedná se tedy o sítě 3.kategorie. 

Podle tohoto klíče je řešena i koncepce kolektorové sítě s tím, že i označení kolektorů je odvozeno od uložených sítí a rozeznáváme tedy : 

  • KOLEKTORY 2.kategorie

    • Tyto jsou situovány do hloubek cca 25 až 29 m pod upraveným terénem, tedy jejich trasy nekolidují s úložnými systémy inž. sítí a je možno navrhnout co nejpřímější propoje jednotlivých bodů, které určují kudy je třeba dílo vést s potřebou dopravit tam media nebo zajistit spojové a informační cesty.Vstupy a výstupy sítí na tomto systému jsou řešeny pomocí jam, které spojují buď povrch s kolektorem 2.kategorie nebo kolektor 2.kategorie s kolektorem 3.kategorie, často pak povrch s oběma kolektory. Posledně jmenované řešení je výhodné hlavně proto, že sdružuje dopravní a únikové cesty obou systémů.

  • KOLEKTORY 3.kategorie
    •

    tedy distribuční sloužící pro rozvedení sítí do povrchových objektů jsou situovány do hloubek cca 6 až 11 m. Limitující pro volbu založení stavby jsou hlavně průběhy stávajících stokových sítí, kanalizačních rozvodů vč. přípojek a tvárnicových tratí sdělovacích a informačních systémů. Podle konfigurace povrchové zástavby a požadavků na četnost ukládaných sítí se zřizují jeden kolektor s oboustrannými přípojkami, nebo dva kolektory každý při jedné čáře zastavění s jednosměrnými přípojkami. Navíc se pak realizují příčné propoje obou souběžných kolektorů 3.kategorie z důvodu nutné dílčího zokruhování některých inž. sítí. Vstupy a výstupy sítí jsou řešeny tak, jak uvedeno v předchozí kapitole s tím, že je snahou navrhovatele trasy zajistit průchozí propoje i mezi sousedními stavbami kolektorů jak 2., tak 3.kategorie. Pokud toto nelze řešit průchozím profilem s požadovanou světlostí pro pohyb osob, řeší se takový propoj systémem sestavy chrániček umožňujících alespoň průchod sítí - týká se pouze 3.kategorie. Spojení kolektorů 3.kategorie s objekty na povrchu je řešeno tak, že z kolektorové přípojky jsou provedeny vrty, které podle cílového místa, kde má síť přejít k odběrateli nebo účastníkovi směřují do suterénů, do průjezdu, nebo před objekt do chodníku. 

    O směrování sítě rozhoduje její charakter a ukončení provedené dle zvyklostí správce nebo požadavků bezpečnostního nebo provozního předpisu. Dalším kriteriem, pokud nekoliduje s obecnou nebo požární bezpečností je požadavek majitele nebo provozovatele objektu, kam si přeje síť zavést. V úvodní větě, kde se hovoří o směrování podle charakteru sítě se má na mysli, že na příklad pokud nejsou v objektu vytvořeny podmínky pro to, aby plynoregulátor mohl být umístěn do objektu musí být situován na fasádu nebo při zemním provedení do chodníku před objekt. 

    Podobně tomu je u rozvodu 0,4kV PRE kde zpravidla skříň ať hlavní, domovní nebo rozpojovací musí být situována na veřejně trvale přístupné místo. Shodně je tomu také v případech, kde transformovna nebo rozpínací stanice energetiky či síťový nebo traťový rozvaděč spojů jsou situovány do dvora nebo vnitrobloku a majitel objektu nesouhlasí s kolektorovou přípojkou, která by byla ražena pod jeho objektem. Obdobně je tomu v případě, že kolektor je uložen v úrovni nebo na úrovní suterénů objektů (problém třetích suterénů). Ve všech těchto případech je nutno připojovací vrty (pro realizaci koncové části přípojkových vedení) ukončit v chodníku před objektem a následný spoj řešit klasicky, jako by síť byla uložena ve vozovce nebo chodníku. 

    Závěry k systémovým vazbám :

    Systémovým pravidlem je, že každý kolektor 3.kategorie by měl být propojen s kolektorem 2.kategorie, aby napáječe, hl.řady či tranzitní spojové cesty, bylo možné propojit do distribučního systému. Četnost propojení je dána rozlohou území a nároky na obsluhu území, na kterém kolektor 3.kategorie leží a jehož provoz z hlediska technické infrastruktury zabezpečuje. Z důvodů, které předem nelze mnohdy ani odhadnout (nekoncepčností počínaje přes časové a finanční problémy případně obtíže vzniklé z legislativního či restitučního práva konče), dochází k nutnosti realizovat přednostně kolektor 3.kategorie na území, kde není kolektor 2.kategorie zbudován. Pak rozsah takového díla musí odpovídat požadavkům územního plánu města, který systémový rozsah kolektorizace obsahuje, jak pro úroveň 2. tak 3.kategorie. Stavba takového kolektoru 3.kategorie pak musí být technicky řešena tak, aby sítě které v prvopočátku přicházejí z úložných tras (klasicky ukládaných vedení) do kolektoru, bylo možno po realizaci 2.kategorie z ní napojit. Má se tím na mysli např. stavební připravenost ve formě rozrážek nebo krčků pro napojení jak stavebního charakteru, tak technologického charakteru sítí technického vybavení provedených tak, aby na příklad provizorním přepažením bylo možné provozovaný kolektor 3.kategorie oddělit od zahájené stavby nové jámy pro kolektor 2.kategorie. Po zbudování jámy na obou stranách přepážky dílo připravit kompletně na propojení a to realizovat pouze odstraněním provizorní přepážky. Nutno konstatovat, že propojení těchto děl musí mít koncepční návaznost v oblasti větrání, monitoringu prostředí a protipožární bezpečnosti předem připravenu. Zdůrazňujeme zde tyto priority proto, že z pohledu na příklad městské části se jeví výhodnější realizace kolektoru 3.kategorie. Lze tím skončit s neustále se opakujícím rozkopáváním chodníků a vozovek podle toho, která ze sítí je v havárii, nebo zda dochází k pokládce nové nebo k rekonstrukci staré sítě, což při uložení v kolektoru se na povrchu vůbec neprojeví.

    Ideální postup pro výstavbu kolektorů by tedy byl následující :

    Na základě zpracovaných generelů jednotlivých oborů technického vybavení, jejich liniových vedení v hl.městě v oblasti PPR, lze doporučit zvolit priority dalšího rozvoje kolektorizace.Tam pak buď přistoupit k etapizaci výstavby kolektorů 2.kategorie tak, aby bylo možné na ně napojit kolektory 3.kategorie, nebo tuto realizaci provádět souběžně pro 2. i 3. kategorii. Pokud bude dána přednost realizaci kolektorů 3.kategorie, je třeba technicky vytvořit při jejich realizaci podmínky na následné propojení s 2.kategorií.

    Limitující faktory pro návrh vedení kolektorových tras

    Limitující faktory, které zásadně ovlivňují jednak směrové vedení, jednak výškové vedení tras kolektorů 3. kategorie, lze rozčlenit do následujících okruhů problematik :

    -         uspořádání technologických profilů sdružené trasy podle problémových nároků na počet uložených sítí,

    -         velikost výrubu tunelu a jeho zajištění podle technologie ražby a skladby ostění tunelu,

    -         vliv přilehlé zástavby (charakter objektu, hloubka založení, celkový statický stav),

    -         vliv stávajících inženýrských sítí (hustota uložení, stav, event. přeložitelnost),

    -         nároky na řešení místních komunikací a zachování dopravy na povrchu vč. městské hromadné dopravy,

    -         geologické a hydrogeologické poměry,

    -         statické aspekty – přípustné deformace na okolní zástavbě a sítích v nadloží,

    -         vliv výstavby na zástavbu a provoz města,

    -         vliv výstavby na životní prostředí,

    -         koordinace se stavbami jiných investorů, uvážení možnosti sdružených investic v podzemí,

    -         prognóza urbanistických záměrů v území (včetně prognózy rozvoje inženýrských sítí),

    -         investiční náročnost, časová a materiálová náročnost,

    Ze srovnání těchto kritérií vyplývá zásadní rozdíl mezi podmínkami pro návrh kolektorů 2. a 3. kategorie. Pro kolektory 2. kategorie zpravidla uložené a ražené v přímých trasách a ve větších hloubkách ve skalním podloží se prakticky neuplatní vliv stávajících sítí a provozu města. Limitující faktory vedení tras se redukují na podmínky omezení vlivu ražby na deformace povrchu a zástavby, které však mohou být ve srovnání s kolektory 3. kategorie rozsáhlejší a s dalekosáhlými negativními důsledky. Výjimkou je pouze vyústění hloubených šachet na povrch, kde je kontakt s provozem města a sítěmi bezprostřední a plně odpovídá limitujícím faktorům kolektorů 3. kategorie.

    Záměrem  řešení v přípravné projektové dokumentaci je průkaz realizovatelnosti zamýšlených tras kolektorů při maximálním možném respektování výše uvedených faktorů s minimalizací kolizních míst. Na základě těchto a dalších kriterií lze analyzovat vliv na životní prostředí v souvislosti s volbou technologie výstavby, jakož i s pohledem na splnění podmínek mezních stavů v širším pojetí – trvanlivosti a použitelnosti díla (bezpečnost výstavby i provozu, životnost díla, ekonomie výstavby i provozu).

    Doporučené, popř. navrhované způsoby provádění sdružených tras

    Řešené území zahrnuje Starého město, Nového město, Malou stranu a část Smíchova. Řešené oblasti se nachází na katastrálním území Prahy 1, Prahy 2 a částečně Prahy5. Kolektory jsou nadále zařazovány dle účelu do dvou kategorií :

    Jsou navrhovány ražené pomocí frézy (např. Eikhof, popř. Alpina) převážně ve skalním podkladu geologických vrstev pražského algonkia. Vyztužení díla se navrhuje plně dle podmínek „Nové rakouské tunelovací metody“ (dále NRTM) s plným využitím důlních rámů, stříkaného betonu a prefabrikované betonářské výztuže. Definitivní konstrukce kolektoru je tvořena také stříkaným betonem s přísadami zajišťujícími vodotěsnost. V podlaze kolektoru je dle ČSN 73 7505 osazena ocelová kolejová drážka pro usnadnění pohybu, montáží a revizí v kolektoru. Parametry sklonu kolektorové trasy se navrhují tak, aby bylo možno gravitačně všechny trasy odvodnit směrem k šachtě J50 na Staroměstském náměstí. Inženýrské sítěje navrženo ukládat dle již dříve úspěšně vyzkoušených zvyklostí z realizovaného kolektoru Centrum I, popř. kolektorů v Brně. 

    Kolektory 3. kategorie jsou navrženy ražené klasicky, ražba pomocí mechanizace s prefabrikovaným ostěním se po mnoha pokusech v minulosti neosvědčila. Navrhujeme proto pro nové trasy kolektorů 3. kategorie využít zkušeností z realizace kolektoruC1A a kolektoru Příkopy, kde bylo docíleno v samotném centru v extrémně složitých geologických podmínkách vltavské terasy výborných výsledků. Poklesy nadloží se pohybovaly do max. hodnoty 4mm, převážná většina naměřených hodnot byla blízká nule. Ražba v úrovni pod kanalizací ve zcela nesoudržných jemných píscích,je navrhována s primérním zajištěním nadloží pomocí pilířů tryskové injektáže. Vlastní ražba je navrhována klasická v důlních rámech a ostěním z vyztuženého stříkaného betonu. Definitivní konstrukce je navržena také ze stříkaného betonu jako u kolektorů 2. kat. Domovní přípojky jsou navrženy ražené„dovrchně“ kolmo na líc domů, z konce přípojky se navrhují „dovrchní“ vystrojené vrty pro jednotlivá média do míst napojení. Mělce ražené trasy jsou navrženy v klasické ražbě, vyztužení důlními profily a hnaným pažením s ocelovými pažinami . Definitivní obezdívka se navrhuje ze stříkaného betonu, přípojky k domům jsou navrhovány také až na líc zdiva suterénu. Z přípojek je navrženo provést vystrojené vrty do míst napojení inž. sítí. 

    Jako specifickou metodu realizace distribučních kolektorů je navrženo pro úseky kolektorů prováděných současně s rekonstrukcemi tramvajových tratí. Program tohoto způsobu obnovy by měl být zařazen do časového plánu rekonstrukcí realizovaných DP – Elektrické dráhy. Konkrétně se jedná o následující navrhované kolektory : kolektor soutěska Karlovy lázně, kolektor Letenská, kolektor Karmelitská. Kolektor Spálená - (podmínečně) a kolektor Ječná - (podmínečně) - obě ulice mají tramvajové těleso, ale nejsou limitovány šířkou ulice jako předchozí soutěsky, proto není nutno uvažovat s výše uvedenou metodou výstavby distribučního kolektoru v celém průběhu těchto ulic. Navrhujeme využít zkušeností z již realizovaného kolektoru ve Švýcarsku ve městě Zürich, jeden z mnoha příkladů použití je v ulici Löwenstrasse. Jednoduše řečeno se jedná o železobetonové krabicové těleso, které je realizováno do pažené otevřené rýhy pod tramvajovým tělesem. Stropní železobetonová deska tvoří zároveň podklad pod tramvajové koleje. Konstrukce kolektoru, je zároveň definitivní, je jí možno z lícní strany i izolovat proti zemní vlhkosti. Kolektor v Zürichu obsahuje kromě plynového potrubí i kanalizaci vč. zaústění domovních přípojek. V centrální oblasti Prahy, ve výše vyjmenovaných ulicích bude navrhované řešení takového kolektoru budovaného z povrchu závislé na přesně časově naplánované rekonstrukci tramvajového tělesa, při které bude zároveň do výkopu realizováno těleso kolektoru. Přípojky k domům se navrhují realizovat buď vrtané přímo z kolektoru, nebo navrhujeme provést stejnou byť i prefabrikovanou konstrukci přípojkového profilu v paženém výkopu kolmo k domu. Tento způsob provádění kolektoru se nabízí i v těch částech centra Prahy, kde došlo v r. 2002 díky velké povodni k velkým poruchám na kanalizacích a vodovodech a pod tramvajovým tělesem vznikly díky tomu velké kaverny, které se musí odstraňovat výkopem celé středu ulice až na úroveň kanalizací. V případě řešení celé rekonstrukce ulice, tramvajové trati a inženýrských sítí systémem podpovrchového kolektoru by byly veškeré problémy s případnou další velkou vodou do budoucnosti definitivně vyřešeny. Zároveň by byla vyřešena otázka častých rekonstrukcí těles tramvajových tratí.

    Obrazová část řešení vzorových příčných řezů kolektorů 2. a 3. kategorie :

    Kolektory 2. kategorie

                             typ A                                                        typ B

     

    Kolektory 3. kategorie

                      typ A                                typ B                                             typ C

     

     

    Kolektor 3. kategorie typ Zűrich