Odstartoval projekt zabezpečení vodního díla Orlík před účinky velkých vod

Výchozí situace

Zkušenosti s povodní v roce 2002 a náročnější technicko-bezpečnostní požadavky na vodní díla ve světě i v tuzemsku vedly podnik Povodí Vltavy, státní podnik, k rozhodnutí zrea­lizovat opatření strategického významu, díky kterému dokáže VD Orlík odolat i zcela extrémním povodním, bezpečně převést desetitisíciletou povodeň s kulminačním průtokem 5 300 m³/s a omezit riziko zvláštní povodně na úroveň požadovanou aktuálními předpisy. V rámci projektu bude vybudován nový doplňkový bezpečnostní přeliv se třemi poli hrazenými segmentovými uzávěry (každý o šířce 13,3 m a světlé výšce 8,15 m) a skluz délky 360 m navazující na bezpečnostní přeliv. Při výstavbě se počítá se spotřebou více než 50 000 m³ konstrukčního vodostavebního železobetonu. Stavba se nachází mimo hlavní těleso hráze a segmentové uzávěry budou v místě současné manipulační plochy vodního díla.

Přípravné práce pro rekonstrukci

Příprava tohoto strategického projektu začala de facto po zmíněné povodni v roce 2002. Na základě vyhodnocení jejích dopadů na vodní dílo byl sestaven a zahájen program analýz a přípravných prací pro budoucí rekonstrukci VD Orlík. V letech 2013 až 2015 proběhla komplexní strukturální výpočtová posouzení metodou konečných prvků (MKP), pro která byl nejdříve zajištěn inženýrsko-geologický průzkum materiálů skalního podloží a zejména kontaktu na základové spáře mezi tělesem hráze a podložím. Postupně byly zpřesňovány zatěžovací stavy odpovídající variantám v souběžně zpracovávané studii proveditelnosti. Vyhodnocení strukturálních posouzení vedlo ke klíčovým doporučením týkajícím se maximální bezpečné hladiny, požadavků na funkci drenážního systému a vhodnosti zvažovaných opatření. Rozpracování vybraných perspektivních variant proběhlo v roce 2013 ve studii proveditelnosti.

Celkem bylo vypracováno na čtrnáct variant různých technických řešení a byly provedeny inženýrsko-geologické průzkumy, fyzikální modely a odborné studie, na kterých se podílela akademická pracoviště VUT v Brně, ČVUT v Praze i zahraniční experti. Jako nejvhodnější varianta byla zvolena výše popsaná realizace doplňkového bezpečnostního přelivu se třemi poli hrazenými segmentovými uzávěry.

Princip doplňkového zabezpečení vodního díla Orlík před účinky velkých vod

Nová přelivná pole mají primárně sloužit pro převedení extrémních povodňových průtoků, když už stávající tři pole nestačí. Příkladem může být povodeň z roku 2002, která způsobila nemalé škody na vodním díle. Návrhová kapacita nových polí je 1 736 m³/s. Po manipulaci s hradicím segmentem voda projde vtokovým objektem a dále proudí uzavřeným železobetonovým profilem pod obslužnými plochami areálu nad ním. Na vzdušní straně hráze přechází v otevřený skluz, který odvede bezpečně vodu od hráze zpět do koryta toku.

BIM a 3D

Projektant stavby AQUATIS a.s. podle požadavku investora zpracoval v období přípravy projektové dokumentace detailní trojrozměrný model stavby, který umožnil precizní koordinaci prostorového uspořádání stavebních i technologických částí záměru. Model je podkladem pro stavební přípravu, řízení stavby a dokumentování skutečného provedení. Ukazuje se, že nasazení metodiky BIM může být velmi přínosné rovněž u atypických a velmi složitých konstrukcí a lze ji aplikovat také u staveb tohoto typu.

Dosavadní průběh výstavby

Stavba je stále v počátcích, ale zatím se daří postupovat podle dohodnutého harmonogramu. Celé dílo je rozděleno do 17 stavebních objektů a 3 provozních souborů (nátok, skluz krytá část a skluz otevřená část), přičemž tento rok se nejvíce zasáhne do objektu SO 03 – otevřená část skluzu, kde je prozatím odtěženo cca 30 000 m³ zemin a hornin. Pro zemní práce se používá kombinace těžké strojní techniky a v posledních dnech přicházejí na řadu trhací práce.

Z těžké techniky se na stavbě ­využívají nejvíce padesátitunové bagry značky Kobelco. Jejich velkou devizou je kromě objemu zeminy, se kterou dokáží operovat, také GPS vybavení, sloužící pro 3D orientaci v prostoru s přesností ±30 mm. V praxi tak odpadá časté geodetické vytyčování stavby a je zajištěn její plynulý průběh.

V situaci, kdy již není možné těžit horninu bagrem (jedná se o horniny třídy těžitelnosti 6–7), se využívají trhací práce. Na této části pracují střelmistři z divize 5. Na staveništi jsou mj. prováděny práce speciálního zakládání, konkrétně k zajištění stavební jámy SO 03. Obvodová stěna jámy je tvořena převrtávanými pilotami a bude s postupem hloubení kotvena v jedné až dvou úrovních pramencovými kotvami. Průměr pilot je 880 mm. Pro tyto práce se využívají vrtné soupravy Bauer BG 25.

Vzhledem k zastiženým geologickým poměrům a sklonitosti terénu se klade při výkopech velký důraz na monitoring okolního prostředí. Pro potřeby geotechnického monitoringu je stavba vybavena inklinometrickými vrty na všech stavebních objektech. Vrty dosahují hloubky v rozmezí 15–35 m, výnos jádra z vrtu doplňuje infor­mace o zastiženém prostředí. U SO 03 je dále svah sledován celkem čtyřmi extenzometrickými drahami, na kterých probíhá pravidelné měření a vyhodnocování. Pro bezpečnost hráze stávajícího vodního díla je při trhacích pracích prováděn také okamžitý monitoring vlivů stavebních činností na konstrukce přehradní hráze. Z prvních měření při odstřelech na SO 03 je patrné, že odstřely nemají na konstrukci hráze VD Orlík negativní vliv.

Dosavadní zkušenosti

Dílo se buduje teprve krátce, přesto se již objevily nečekané okolnosti. Pandemie covidu se stavbě zatím vyhnula, o to větší komplikací je současná situace na trhu stavebních materiálů – a to nejen jejich cena, ale také jejich všeobecná nedostupnost. Oproti tomu se nečekané objevení základů původní infrastruktury zbylých po budování hráze a nutnost jejich odbourání jeví jako mnohem menší
problém.

Závěr

Výstavba od počátku pokračuje plynule. Jejímu průběhu pomáhá práce sehraného týmu a díky zkušeným kolegům, kteří mají za sebou řadu podobných realizací, je možné včas a efektivně řešit neočekávané a komplikované situace, kterým se žádná stavba nevyhne.

Foto: Metrostav a.s., divize 6