Pražský kolektorový systém

Současný stav infrastruktury a jejího 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. Stávající kabelové a zejména trubní  inženýrské sítě se často pohybují na hraně své životnosti (není výjimečné stáří 80–120 let). Rovněž u relativně mladších sítí přispívá k rychlému poklesu jejich životnosti kvalita užitých materiálů, ale i nepříznivý vliv lidského faktoru při realizaci, který je typický obzvláště pro období druhé poloviny 20. století. U všech podzemních sítích se navíc uplatňují negativní vlivy zemního prostředí (vlhkost, koroze, bludné proudy, dynamické účinky dopravy atd.).

Mnohdy pak nevyhovují dimenze, polohy a počty vedení, které již plně neodpovídají zvýšeným nárokům městských center, nové výstavbě, modernizaci objektů stávající zástavby a stále intenzivnějšímu využití většiny objektů.

V důsledku  výše uvedených  skutečností  dochází  při rozšiřování a modernizaci inženýrských sítí k neustálým a často opakovaným zásahům do provozu a života města, což ve finále obtěžuje samotné obyvatele negativními důsledky stavební činnosti.

Jako alternativa k prostému uložení sítí v zemi a k opakujícím se výkopovým pracím je od roku 1971 realizována systematická výstavba kolektorové sítě v Praze a také v dalších městech České republiky (jejíž prvopočátky sahají již do roku 1930).

Sdružením více inženýrských sítí do samostatných průchozích pod- zemních liniových staveb – kolektorů se postupně vytváří otevřený systém tras, který umožňuje obnovu a rozšiřování rozvodů inženýrských sítí, avšak bez nutnosti omezení provozu a života města.  Pro centrální oblast Prahy a Brna bylo účelné vytvoření dvou systémů kolektorů, které se odlišují jak funkcí, tak výškovým uspořádáním. Pro ostatní okrajové sídelní celky Prahy a česká města jsou tvořeny jednosystémové kolektory, které často zásobují i jednotlivé nemovitosti. Jen v Praze bylo postaveno téměř 100 km kolektorových tras, z toho přibližně 15 km v centru. Z technického i kvalitativního pohledu se řadí pražský kolektorový systém k nejdokonalejším na světě.

Kolektorová síť řeší výše popsané problémy, a navíc umožňuje kontrolu, údržbu, výměnu, pokládku nové sítě či údržbu na technickém vybavení kolektoru bez jakéhokoliv zásahu do povrchu města. Podstatnou výhodou kolektorových tras je zároveň předcházení haváriím způsobených výkopovými pracemi. Tím se výrazně zvyšuje bezpečnost obyvatel před následky nenadálých havárií, často v podobě přerušení dodávek plynu, velkých havárií vody, výpadku elektrického proudu apod. Sítě je možné průběžně monitorovat, vizuálně kontrolovat a předcházet tak poruchám, což uložení inženýrských sítí pod chodníkem či vozovkou zdaleka neumožňuje.

Sledování stavů a provozu kolektoru je jednoduché – počítačovou technikou propojenou s moderními monitorovacími systémy, a to nepřetržitě – 24 hodin po 7 dní v týdnu. Z hlediska celkové bezpečnosti inženýrských sítí, ale i města systém monitoruje více než 20 hodnot/ukazatelů provozovaného kolektoru. K těm nejvýznamnějším patří např. výskyt plynu v kolektoru, neoprávněný vstup do kolektoru, vlhkost, teplota, požár aj.

Další podstatnou výhodou je dostupnost inženýrských sítí v případě havárie. Odstraňování havárií, ale i jakékoliv jiné zásahy související     s nepřetržitým provozem inženýrských sítí lze provádět bez ohledu na roční období a čas, tedy celých 24 hodin denně. Při vlastních opravách inženýrských sítí v kolektoru nejsou problémy s vyřizováním povolovacích řízení, s objížďkami, uzávěrami a výlukami komunikací. Především skutečnost, že práce probíhají bez výrazného dopadu na povrch, respektive na provoz v ulicích, má kladný vliv nejen na životní prostředí, ale i na samotnou kvalitu života obyvatel města.

Důležitým prvkem pro rozvoj kolektorové sítě je celkový systém koncepce. Díky němu je možné realizovat výhledové záměry jednotlivých správců sítí, lze plánovat časově i ekonomicky další výstavbu navazujících etap kolektorů, ale i uvedení nově zbudovaných kolektorových tras do provozu v návaznosti na stávající kolektorovou síť. Dlouhodobě řeší celkový systém koncepce Generel kolektorizace centrální oblasti Prahy.

Koncepce řešení kolektorových systémů

Koncepce kolektorových systémů je založena (s ohledem na rozlohu obsluhovaného území) na principu uložení sítí podle významu, a to buď pro celou, nebo pouze pro úzce vytčenou oblast. V centru Prahy se jedná o dva typy rozvodů, z nichž prvý slouží pro přivedení páteřních sítí do oblasti a dodávku do uzlových bodů, druhý pak pro přímý rozvod ke konkrétním odběratelům do jednotlivých nadzemních objektů. V sídlištních celcích, na okrajích Prahy a ve většině ostatních měst ČR jsou kolektory řešeny jen v systému distribuční úrovně, tedy pouze pro zásobování jednotlivých odběratelů. Prvně uvedené sítě lze označit za páteřní, zásobovací systémy tzv. 2. kategorie (primární). Druhou skupinu tvoří rozvody z těchto páteřních sítí, tedy propojení  a distribuce ke konkrétním odběratelům, jež lze  označit  jako  sítě tzv. 3. kategorie, distribuční (sekundární).

Kolektory 2. kategorie (primární)

Tento typ kolektorů je výškově situován do hloubek cca 25 až 29 m pod terénem, přičemž na území  hlavního města Prahy  je  vždy v koordinaci s podzemními objekty metra. Trasy nekolidují s podpovrchovými systémy jiných inženýrských sítí (především kanalizací) a jejich vedení je navrženo zpravidla v co nejpřímějším propojení jednotlivých bodů. Ty především určují, kudy je třeba kolektor vést, vždy však s ohledem na požadavky na zásobení.

Rozvody se týkají převážně vodovodu, plynovodu (včetně velkých profilů nad DN500), teplovodu, silnoproudu 22 a 110 kV, slaboproudu, telekomunikací a jiných kabelových sítí.

Vstupy a výstupy sítí na tomto systému jsou řešeny svislými šachtami, které spojují buď povrch s kolektorem 2. kategorie, nebo kolektor 2.  kategorie s  kolektorem  3. kategorie,  velmi  často pak povrch s oběma kolektory. Posledně uvedené řešení je výhodné právě proto, že sdružuje dopravní a únikové cesty obou systémů.

Kolektory 3. kategorie (sekundární)

Kolektory 3. kategorie, často označované jako distribuční, slouží pro rozvedení sítí do povrchových objektů. V centru Prahy jsou zpravidla situovány do hloubek 6 až 11 m a budovány jsou převážně ražením, tedy s minimálním vlivem na povrch. U sídlištních celků je tento typ kolektorů výškopisně umístěn do hloubky zpravidla 5 m pod terénem a budovány je zpravidla v otevřených rýhách.

Podle konfigurace povrchové zástavby a požadavků  na  četnost ukládaných  sítí  se  standardně  zřizuje  buď  jeden  kolektor s oboustrannými přípojkami, nebo dva kolektory (každý při jedné uliční čáře) s jednosměrnými přípojkami. Navíc je nutná realizace příčného propojení obou souběžných kolektorů 3. kategorie, a to především z důvodu nutného dílčího zokruhování některých inženýrských sítí.

Z výše uvedeného vyplývá snaha zajistit průchozí propoje i mezi sousedními stavbami kolektorů jak 2., tak 3. kategorie. Pokud jej nelze řešit průchozím profilem s požadovanou světlostí pro pohyb osob, realizuje se takový propoj systémem sestavy chrániček umožňujících alespoň průchod sítí – což se týká pouze 3. kategorie. Spojení kolektorů 3. kategorie s objekty na povrchu je řešeno zpravidla tak, že z kolektorové přípojky provedené až na hranu objektu jsou provedeny vrty, které  podle cílového místa  (kde  má  síť přejít k odběrateli) směřují do suterénů, nebo před objekt do chodníku.  O směrování sítě rozhoduje její charakter a ukončení provedené zpravidla podle zvyklostí správce nebo požadavků bezpečnostního, či provozního předpisu. Dalším kritériem (pokud nekoliduje s obecnou nebo požární bezpečností) je požadavek majitele nebo provozovatele objektu, kam si přeje síť zavést.

Závěry k systémovým vazbám

Systémovým pravidlem je, že každý kolektor 3. kategorie by měl být propojen s kolektorem 2. kategorie, aby napáječe, hlavní 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. Propojení těchto děl musí mít koncepční návaznost předem připravenu v oblasti větrání, odvodnění, monitoringu prostředí i požární bezpečnosti.

Limitující faktory pro návrh vedení kolektorových tras

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

• uspořádání technologických profilů sdružené trasy podle nároků na množství a dimenze uložených sítí;
• velikost výrubu štoly/tunelu nebo podpovrchové trasy a jeho zajištění podle technologie provádění;
• vliv přilehlé zástavby (charakter objektu, hloubka založení, celkový statický stav);
• vliv stávajících inženýrských sítí (hustota uložení, stav, eventuálně přeložitelnost);
• nároky na řešení místních komunikací a zachování dopravy na povrchu;
• geologické a hydrogeologické poměry;
• vliv výstavby na stávající 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, časová a materiálová náročnost.

Ze srovnání těchto kritérií vyplývá zásadní rozdíl mezi podmínkami pro návrh kolektorů 2. a 3. kategorie. U kolektorů 2. kategorie, které jsou zpravidla umístěny ve větších hloubkách a jejich výstavba se provádí bezvýkopově, se prakticky neuplatní vliv stávajících sítí a provozu města. U kolektorů 3. kategorie je návrh naopak značně omezen okrajovými podmínkami zvláště v podobě stávajících inženýrských sítí.

Záměrem návrhu řešení v přípravné fázi projektové dokumentace je průkaz realizovatelnosti zamýšlených tras kolektorů při maximálním možném respektování výše uvedených faktorů, avšak s důrazem na minimalizaci kolizních míst.

Doporučené způsoby provádění sdružených tras

Kolektory 2. kategorie (zásobovací)

Jsou navrhovány jako ražené trhacími pracemi, frézami, impaktory apod., převážně ve skalním podkladu geologických vrstev pražského algonkia. Vyztužení díla se navrhuje plně podle zásad Nové rakouské tunelovací metody (dále NRTM) s využitím rámové výztuže (nejčastěji Bretex) či poddajné výztuže (TH, K), v kombinaci se svorníkovou výztuží, stříkaným betonem a betonářskou výztuží.

Definitivní konstrukce kolektoru je historicky tvořena zpravidla stříkaným betonem s přísadami zajišťujícími vodotěsnost, v současnosti však spíše monolitickým betonem, či kombinací monolitického a stříkaného betonu. V podlaze kolektoru bývá osazena ocelová kolejová drážka pro usnadnění pohybu, montáží a revizí v kolektoru.

Kolektory 3. kategorie (distribuční) – centrum měst

Kolektory 3. kategorie byly dříve v centru Prahy raženy klasicky, za použití prstencové metody s využitím tryskových injektáží v nadloží kolektoru, v současnosti však plně podle zásad NRTM. Definitivní konstrukce kolektoru je historicky tvořena zpravidla stříkaným betonem s přísadami zajišťujícími vodotěsnost, v současnosti však spíše monolitickým betonem, či kombinací monolitického a stříkaného betonu. Přípojky k nemovitostem jsou navrhovány až k líci zdiva suterénu. Z přípojek jsou provedeny vystrojené vrty do míst napojení okolních nemovitostí na inženýrské sítě.

Kolektory 3. kategorie (budované od roku 1971) – sídlištní 

Tyto kolektory se budovaly v rámci přípravy území otevřeným výkopem v mělké hloubce (zpravidla do 5 m). Tubusy i šachty jsou skládány z prefabrikovaných dílců, přičemž profily tubusů jsou úměrné množství a profilům jednotlivých přepravovaných médií. Ve většině kolektorů jsou kromě vody, plynu a kabelů uloženy také teplovody,   u kterých byly plně respektovány potřeby tepelných kompenzací potrubí. Výstupy do objektů jsou provedeny ve většině případů jako průchozí. Tyto  systémy  jsou  budovány  jako  distribučně-satelitní,  u nichž se vstupy tranzitních médií objevují spíše výjimečně.

Nároky na správu kolektorů

Kolektory, stejně jako ostatní prvky technické infrastruktury, mají své správce a provozovatele. U kolektorových systémů většího rozsahu byly pro správu a provoz zřízeny samostatné organizace. V hlavním městě Praze je správou kolektorové sítě pověřena firma Kolektory Praha, a.s. Činnost pracovníků správy kolektorů začíná ideálně již ve fázi přípravy projektové dokumentace, dále probíhá ve fázi realizace formou spolupráce s investory (průběžnou konzultací a návštěvami na stavbě) a následně při přejímání kolektorů do provozu.

Těžiště činnosti správců kolektorových sítí spočívá v zajišťování podmínek nutných k bezpečnému a bezporuchovému provozu kolektorů. Základní povinnosti správce kolektorů a provozní vztahy mezi ním a jednotlivými správci využívajícími kolektor jsou dány provozním řádem. Ve smyslu tohoto řádu správce kolektoru zajišťuje nepřetržitý provoz kolektoru, provádí vizuální kontroly stavu trubních a kabelových vedení uložených v kolektoru, zajišťuje údržbu kolektoru (včetně příslušenství) a nepřetržitou pohotovostní službu. Správce kolektoru umožňuje vstup pracovníkům organizací spravujících sítě a zodpovídá za zamezení vstupu nepovolaných osob do prostorů kolektoru.

Správci sítí jsou povinni dodržovat při veškerých činnostech v kolektorech provozní řád, bezpečnostní a provozní předpisy. Dále pak musí provádět pravidelně revize svých zařízení a vést o nich záznamy.

Závěr

Kolektorový systém hlavního města Prahy představuje v  dnešní  době pojem v celosvětovém měřítku, z technického i kvalitativního pohledu ho lze řadit k těm nejvíce propracovaným.

Síť čítající téměř 100 km kolektorových tras vznikala na základě společenské objednávky a díky maximálnímu pochopení a podpory metropole. Pražské kolektory se za svých téměř padesát let staly neoddělitelnou součástí města a tvoří jeden z klíčových prvků funkční technické infrastruktury. Navíc se jedná o velice komplexní a ve své podstatě i nejmodernější způsob zajištění technické vybavenosti. Každá metropole se potýká s velkým množstvím inženýrských sítí, na kterých je potřeba provádět různé, avšak velmi rozmanité práce. Díky kolektorovému systému však práce probíhají bez jakéhokoliv ovlivnění běžného života, tedy bez objízdných tras, výluk, uzávěr apod. Výše uvedené představuje hlavní význam či spíše přidanou hodnotu staveb, které nejsou pro většinu občanů viditelné.