Rekonstrukce Šítkovského jezu v Praze

Půdorysně dvakrát lomený Šítkovský jez zahrnuje střední přímou část s bočními šikmými úseky zakončenými krátkými zavazujícími rameny. V ose toku přerušuje jezové těleso vorová propusť šířky 12 m a délky 51,1 m, která je hrazena klapkovým jednostranně ovládaným uzávěrem. Šikmá přelivná plocha jezu je široká téměř 5 m a je ve sklonu 1 : 5.

Součástí vodního díla Smíchov je dále Staroměstský jez, plavební komory Smíchov a Mánes, plavební kanál Smíchov, kanál Čertovka a vzdouvací objekty pod Novotného lávkou a Mánesem. V současnosti je účelem celého vodního díla, tedy i Šítkovského jezu, zajištění plavby po Vltavě.

Historické stavební úpravy

Původní účel zbudování Šítkovského jezu byl však odlišný, a to přivádět vodu na mlýnské kolo Šítkovského mlýnu, který byl umístěn v prostoru dnešního Mánesu. Od tohoto poslání se také odvíjel původní tvar celé konstrukce. V době vybudování byl jez půdorysně šikmý, obdobně jako jez Staroměstský, a navržený tak, aby směroval vodu ve Vltavě k pravému břehu. Jeho celková délka činila přibližně 350 m. Podle historických dokumentů se těsně před jezem Šítkovským nacházel ještě jez Petržílkovský, který naopak směroval vodu na levý břeh, na již neexistující Petržílkovský mlýn. Tuto podobu si Šítkovský jez udržel až do počátku 20. století, kdy v rámci výstavby Smíchovské plavební komory došlo k jeho rozsáhlé přestavbě do současné podoby. Původní tvar si ponechal pouze pravý boční úsek, který kopíruje původní konstrukci.

Jez pražského typu, jak je zmíněno výše, je dřevěný pevný jez založený na dřevěných pilotách. Na pilotách je ukotven dřevěný rošt vyplněný buď pevnými kamennými deskami, nebo v jednodušším případě pouze kamenným záhozem. Návodní těsnicí stěna jezu je tvořena dřevěnou pilotovou stěnou, na niž navazuje předprsí tvořené těžkým kamenným záhozem. Odtrhová hrana je tvořena opět ­dřevěnou pilotovou stěnou, na niž v podjezí ­navazuje taktéž těžký kamenný zához bránící podemletí jezu v prostoru vývařiště. V průběhu let 1957–1959 proběhla poslední velká rekonstrukce jezu, která původní dřevěnou konstrukci nahradila konstrukcí betonovou. Došlo k přestavbě téměř celé přelivné plochy, která byla nově doplněna základovou betonovou deskou, na niž byl namísto původního dřevěného roštu nově ukotven rošt betonový. Původní kamenná výplň byla ponechána téměř v celé ploše přelivné plochy, pouze v několika případech byla využita výplň betonová. Zároveň byla za odtrhovou hranu doplněna nová ocelová štětová stěna z larsen typu IIIN o délce 4 m.

Poslední stavební práce na Šítkovském jezu proběhly v souvislosti s povodněmi v roce 2002, kdy došlo k vytvoření kaverny pod přelivnou plochou na levém rameni jezu vedle vorové propusti. Jez byl doplněn o nové ocelové štětovnice umístěné pod korunu jezu v délce cca 5 m a kaverna pod jezem byla vyplněna betonem.

Cíl současné rekonstrukce

Na rozdíl od jezu Staroměstského, který byl v rámci rekonstrukcí v minulém století doplněn o nové betonové předprsí včetně návodní štětové stěny (viz časopis Stavebnictví 11/2023), na Šítkovském jezu tento důležitý konstrukční prvek do současné doby chyběl. Jedná se o konstrukci umístěnou před korunou jezu, která zajišťuje stabilitu přelivné plochy a zároveň omezuje průsaky vody pod jezovým tělesem. Od tohoto faktu se odvíjel i hlavní cíl současné rekonstrukce, a to tedy stabilizace jezu v případě zvýšených průtoků a zabezpečení stávající přelivné plochy.

Současná rekonstrukce byla zároveň využita i pro doplnění dvou nových konstrukčních prvků, jednak pro zajištění možného budoucího kabelového propojení ovládacích prvků plavebních komor Smíchov a Mánes a zároveň pro usnadnění budoucích kontrol přelivné plochy a odtrhové hrany.

Projektované technické řešení

Stavba zahrnuje pouze jeden stavební objekt, a to SO 01 – Pevný jez. Projektant Ing. Michal Novotný jej definoval následovně. Objekt řeší kompletní opravu opevnění přelivné hrany jezu, vybudování nového betonového předprsí jezu, výstavbu nové návodní štětové stěny, sanace kaveren a poškozených ploch přelivné plochy a opevnění odtrhové hrany jezu. Součástí rekonstrukce je zároveň zbudování nového opevnění nadjezí a podjezí těžkým kamenným záhozem.

V rámci rekonstrukce bude jez zároveň nově doplněn o dvě chráničky průměru 200 mm, které budou umístěny v novém betonovém předprsí pod korunou jezu, doplněné o nové revizní šachty v pilířích vorové propusti, v pilíři Dětského Ostrova a ve zdi Plavební komory Mánes. Chráničky v rámci rekonstrukce zůstávají neobsazeny, pouze je v nich umístěno ocelové lanko právě pro možné budoucí propojení plavebních komor, viz výše. Dále bude jez nově doplněn o provizorní hrazení. Před korunou jezu v novém betonovém předprsí budou ukotveny trvale osazené patky, na které mohou být v případě potřeby, například kontroly přelivné plochy po povodních, ukotveny pomocí tří šroubů sloupky, mezi něž budou následně umístěny vodorovné slupice. Takto bude možné zahradit až 70 bm jezu. Mobilní díly jsou uloženy v areálu Modřanského jezu a je možné je využít nejen na Šítkovském jezu, ale i na jezu Staroměstském. V obou případech jsou užity totožné, trvale osazené díly včetně jejich půdorysného osazení, liší se pouze v atypických dílech, například v půdorysně zalomených oblastech.

Přípravné práce na realizaci

Základem přípravy bylo stanovení postupů jímkování a efektivní dopravy materiálu na staveniště uprostřed řeky.

Základní úvaha: Rekonstrukci celého tělesa jezu v délce celkem 280 m bude vhodné provést v šesti jímkách v délce 40–49 bm. Návodní jímka bude tvořena štětovou stěnou, jejíž dolní část bude tvořit trvalou ostruhu jezu v nadjezí. Pod ochranou této návodní jímky bude proveden výkop pro nové předprsí jezu. Vykopaný materiál (směs záhozového kamene a dnových splavenin) bude použit pro sypanou jímku z dolní vody. Po nutné stabilizaci jímky dolní vody bude možno pracovat jak na podkladním bloku odtrhové hrany, tak na betonovém předprsí, a následně na opravách přelivné plochy jezu. Jak budou konstrukční práce v dané jímce dokončeny, bude jímka v dolní vodě postupně rozebrána a roztříděna. Lomový kámen nad 200 kg a jehlany budou na místě použity do záhozu, jemnější materiál bude posunut podél jezu pro využití na jímkování v následujícím záběru. Nakonec bude štětová stěna návodní jímky odříznuta pod hladinou na projektovanou úroveň. Zároveň může být beraněno pokračování do další jímky.

Úvaha byla správná a vše proběhlo v uvažovaných intencích jen s občasnými komplikacemi, např. netěsnosti sypané jímky pro místní absenci jemné složky.

Další proces přípravy se týkal rozvahy a přípravy prostředků pro postupy výroby jednotlivých prvků. Stupňovité předprsí bylo rozhodnuto betonovat „z ruky“, tj. bez použití negativního bednění. K tomu byl připraven systém vodítek a hliníkových ramenátů pro kontrolu a strhávání projektované úrovně betonu. V předprsni jsou také umístěny patky provizorního hrazení, zde bylo rozhodnuto upravit výztuž tak, aby patky mohly být osazeny s dostatečnou přesností už před betonáží. Vše směřovalo ke skutečnosti, že uprostřed řeky je důležitější upřednostnit rychlejší postupy než při jiných okolnostech.

V neposlední řadě bylo nutno navrhnout způsob dopravy materiálu, zejména čerstvého betonu. Jeden dilatační blok předprsně cca 64 m³ = 8 domíchávačů, tj. 4x nájezd soulodí se dvěma domíchávači a pumpou z náplavky u Motolského potoka. Tvarový kámen odtrhové hrany a výztuž na pontonu z přístavu Smíchov. Zemní práce a manipulace na jímce – pásový bagr 15 t. Zázemí stavby – ponton se skladem nářadí a šatnou.

Zahájení a průběh prací

Každá z celkem pěti etap začíná prohrábkou stávajícího těžkého záhozu v předprsí, na niž přímo navazuje beranění nových štětovnic typu VL604 délky 7 až 8,5 m, které jak je popsáno výše, tvoří dočasnou jímku dané etapy a chrání stavbu před vodou do průtoku 600 m³/s. Po vytvoření spodní jímky a dotěsnění jejích boků je prostor mezi stávající přelivnou plochou a novou štětovou stěnou odtěžen na základovou spáru včetně zaříznutí původní dřevěné stěny na požadovanou výšku. Na základové spáře je vybetonován podkladní beton, vyvázána konstrukční výztuž včetně umístění trvale osazených dílů provizorního hrazení, uloženy chráničky a následně je nové předprsí vyplněno betonem C30/37 XC4 XF3. Betonové předprsí je rozděleno na jednotlivé dilatační bloky o délce 15 m, které jsou od sebe oddilatovány a utěsněny pryžovým těsněním. Následují stavební práce na odtrhové hraně, kde je odtěžen prostor na základovou spáru mezi přelivnou plochou a stávající ocelovou štětovou stěnou. Součástí výkopových ­prací je opět odřezání štětové stěny, tentokrát pod odtrhovou hranou. Na vzniklou základovou spáru je opět vylit podkladní beton, vyvázána konstrukční výztuž a vybetonována základová deska. Na tuto desku jsou následně ukládány žulové kopáky odtrhové hrany o rozměrech 700 x 700 x 580 mm, které jsou kotveny jedním či dvěma trny z betonářské oceli R12 délky 600 mm. Práce na každé etapě jsou zakončeny lokální sanací stávající přelivné plochy.

Stavební práce byly zahájeny beraněním první jímky (od Dětského ostrova) v červnu roku 2023. Při zahájení bylo rozhodnuto snížit počet etap na pět, což znamenalo prodloužit první a druhou jímku na cca 60 bm. Tak byla dokončena v loňském roce kratší část jezu mezi Dětským ostrovem a vorovou propustí. Naplánované postupy jímkování a přesunů výkopku v rámci staveniště se ukázaly funkční. V některých partiích bylo nutno vyměnit nebo doplnit ocelovou štětovou stěnu v dolní vodě, přelivná plocha byla shledána v dobrém stavu, opravy byly jen lokální.

Začátkem roku 2024 se započaly práce na třetí jímce. Zároveň byly provedeny podrobné průzkumy vorové propusti a souvisejících konstrukcí. Zde bylo rozhodnuto o změně metody omezení průsaků podložím. Clona z tryskové injektáže, jež byla v původním návrhu, se nahradila štětovnicemi beraněnými z horní vody před konstrukci propusti. Tato změna byla projednávána, a proto nebyly úpravy propusti navázány na realizaci související části jezu (jímky č. 3), jak bylo původně v plánu.

Úpravy vorové propusti byly realizovány až v součinnosti s pracemi v jímce č. 4. Spočívaly v beranění štětovnic návodní strany propusti, betonování propojení nové štětové stěny se základy propusti, vedení kabelovodů pode dnem propusti, úpravě šachty v levém pilíři, realizaci nové šachty v pravém pilíři a mytí a opravách spárování obkladního zdiva a dlažeb. V souvislosti s opravou propusti byla také provedena výměna opeření ledolamů.

V současné době práce přerušily zvýšené průtoky. Zbývá dokončit betonáž předprsí a osazení odtrhové hrany kamenořezem v poslední jímce č. 5, přiléhající ke stěně plavební komory Mánes.

Specifika výstavby

Lokalita stavby, konkrétně její umístění v korytě Vltavy, si klade specifické nároky na dopravu osob, techniky a materiálu. Vše bylo a je v případě této stavby dopravováno po vodě, a to z prostoru ­Smíchovské náplavky. Pro dopravu osob je stavba vybavena dvěma pramicemi, pro materiál a techniku je využit provizorní ponton či tlačná vana v kombinaci s tlačným remorkérem. Samotné práce poté probíhají buď z prostoru jímky, či přímo z vody jako v případě beranění nových štětovnic, které zároveň doplňují potápěčské práce například při dotěsnění jímky či průzkumu dna.

Jak je zmíněno výše, v současné době jsou stavební práce přerušeny z důvodu zvýšených průtoků. Obdobná situace potkala rekonstrukci již třikrát, poprvé ihned při zahájení stavebních prací, které musely být o dva měsíce odloženy, po druhé v období Vánoc 2023, kdy byly práce zastaveny až do začátku března 2024, a napotřetí v první polovině měsíce června 2024, kdy byly stavební práce přerušeny na jeden týden. Dočasná jímka sice chrání stavbu před průtoky 600 m³/s, avšak práce musí být přerušeny, zároveň i obnoveny již při nižších průtocích. Důvodem je proud kolem jímky, který znemožňuje bezpečný návoz osob a techniky na staveniště.

V průběhu stavebních prací bylo zároveň nutno řešit několik nepředvídatelných odchylek oproti zadání. První z nich byla ­odlišná pozice spodní štětové stěny. Projektová dokumentace předpokládala půdorysně rovnou stěnu, kopírující původní odtrhovou hranu. Po odkrytí této stěny však bylo zřejmé, že štětová stěna byla zaberaněna cestou pravděpodobně ­nejmenšího odporu, a místy byla od odtrhové hrany vzdálena i 3 m, leckde zcela chyběla. Bylo tedy zapotřebí prázdná místa doplnit zaberaněním nových štětovnic, v tomto případě byl použit původní typ štětovnic IIIN délky 4 m, a zároveň rozšířit základovou desku pod plánovanou odtrhovou hranou do celého prostoru mezi odkrytou štětovou stěnou a přelivnou plochou. Další odchylka byla objevena po odtěžení materiálu v prostoru budované odtrhové hrany. Původní předpoklad byl, že stávající přelivná plocha z betonových trámů 300 x 300 m a kamenné výplně tl. 350 mm je uložena na betonové desce o mocnosti 300 mm. V několika místech však betonová deska buď zcela chyběla, či dosahovala mnohem menší tloušťky, což mělo za důsledek zvýšený průtok vody pod jezovou konstrukcí doprovázený sufozí, a tím vznik kaveren pod přelivnou plochou o objemu i několika m³. Na základě tohoto zjištění bylo rozhodnuto o jejich prolití cementovou kaší, a to skrze navrtané otvory v přelivné ploše nízkotlakou ­injektáží. ­Posledním velkým ­překvapením byl původní jez, zmíněný v úvodu. Při prohrábce předprsí na třetí etapě pro beranění štětovnice byly odkryty původní dřevěné piloty v ose původního tvaru jezu, které bylo zapotřebí vytáhnout. Jednalo se řádově o desítky m³ pilot. Stejný případ se objevil i na poslední a předposlední etapě, kdy tyto dřevěné piloty byly objeveny při prohrábce prostoru pro nové betonové předprsí. Celkový počet vytažených pilot přesahoval 4 700 ks.

Závěr

I přes nepředvídatelné situace, které nám jez po jeho „odkrytí“ připravil, a přes vrtochy počasí, které nám nejen v současné době rekonstrukci pozastavily, práce pokračují podle plánu a aktuálně, díky zkušenostem celého týmu a vynikající součinnosti stavebníka a správce stavby Povodí Vltavy, státní podnik, včetně výborné spolupráce s našimi podzhotoviteli, je předpoklad dokončení stavebních prací s dostatečným předstihem.