Řešení nedostatečného odvodnění svahu za restaurací Nebozízek v Petřínských sadech

Historie

Na svahu Petřína se nachází zahrada ­Nebozízek, v jejíž horní části byla vybudována stejnojmenná vyhlášená výletní restaurace. Její historie se začíná psát kolem roku 1677, kdy tehdejší přilehlé vinice, rozkládající se po celém svahu Petřína, kupuje královský komorník Karel Maxmilián Lažanský. Ten zde nechává postavit dvoukřídlý letohrádek sloužící pro odpočinek tehdejší smetánky. V roce 1809 objekt odkoupil Bohumil Haas, knihtiskař ze Starého Města a přebudoval jej na výletní restauraci – v této podobě ji známe i dnes. Jelikož je restaurace, pyšnící se vyhlášenou kuchyní, situována na svahu Petřínských sadů, je odtud nádherný výhled na Prahu a zejména na Hradčany. Díky blízkosti stejnojmenné stanice lanové dráhy jde celkově o velmi vyhledávanou turistickou atrakci. Místo nabízí kouzelnou atmosféru a ubytování ve všech ročních obdobích a není divu, že je zde vysoká koncentrace turistů z celého světa.

Celý svah za restaurací Nebozízek je protkán několika jímacími štolami zbudovanými po katastrofálním sesuvu půdy a části lanové dráhy v roce 1965. Několik dalších je rozeseto po okolních petřínských svazích. Všechny štoly jsou spravovány a obsluhovány zkušenými speleology vedenými RNDr. Josefem Řehákem.

Jedna z těchto odvodňovacích štol, která je přímo propojena s restaurací Nebozízek, přestávala plnit svou funkci jímání a následného bezpečného převedení podzemních vod mimo historickou budovu. Tím nastal zásadní problém přímého ohrožení této stavby.

Konstrukční řešení

V šedesátých letech bylo po sesuvu části svahu a podrobném geologickém vyhodnocení situace rozhodnuto o ražbě několika odvodňovacích štol nad restaurací Nebozízek. Jedná se zejména o štoly č. IX, X, XX a XXI. Jejich úkolem je drénovat svah za restaurací Nebozízek a zabraňovat tak rozmáčení a sesuvům zeminy, které by přímo ohrozily budovu restaurace. Všechny štoly jsou vystrojeny ostěním různé kvality – od cihelného zdiva, přes monolitický beton, až po stříkaný beton.

Štoly č. X a č. XXI jsou vybudovány tak, aby drénovaly stejnou oblast svahu nad restaurací v různých výškových úrovních a zabraňovaly případným sesuvům ohrožujícím vlastní objekt restaurace Nebozízek. Jímané vody ze štoly č. X do štoly č. XXI jsou převáděny málo kapacitními spojovacími vrty DN 80 vystrojenými plastovými chráničkami, které se často ucpávaly a přestávaly plnit svou funkci. Jelikož je zmíněná horní štola č. X (býv. Schustova uhelná štola) přímo propojena s kuchyní restaurace, hrozilo zde přímé riziko pronikání podzemních vod do objektu Nebozízku. Realizací navržených úprav došlo ke zkapacitnění převodu podzemních vod vybudováním spadiště s čedičovou troubou DN 400, která komfortně umožňuje případné vyčištění ucpaného převodního potrubí. Zároveň byl vybudován pohodlný přístup do podzemního díla osazením vstupních dveří a instalací ocelového vřetenového schodiště do horní části těžní šachty.

Geologická situace v zájmovém území je složitá. Svrchní horizont území je tvořen antropogenními sedimenty – navážkami, kterými bylo území v minulosti postupně vyrovnáváno a zvyšováno. Geologická stavba Petřínského vrchu je postavena na křídové zvodni druhohorních hornin, překrytých svahovými hlínami a zvětralinami, popř. navážkou. Vyskytují se zde zejména hrubozrnné pískovce s limonitickým a kaolinitickým tmelem – tzv. korycanské vrstvy a pod nimi v rámci peruckých vrstev jílovce. Podloží těchto křídových hornin je tvořeno zejména ordovickými břidlicemi a křemencem (záhořanské a králodvorské souvrství). Ojediněle zde najdeme výchozy pískovce a slepenců s velkým obsahem železitého tmelu, popř. drobné slojky hnědého uhlí. Ražba jednotlivých štol v celém dotčeném prostoru probíhala zejména v peruckých jílovcích, hlouběji i v ordovických břidlicích. Hladina podzemní vody se vlivem nasycení území vyskytovala během ražby ve všech stavebních objektech a bylo jí poměrně velké množství. 

Hlavní zařízení staveniště

Hlavní zařízení staveniště včetně kancelářských a skladových buněk bylo vybudováno v Petřínských sadech v blízkosti průchodu Hladovou zdí k Petřínské rozhledně. Celkem byla vybudována dvě hlubinná pracoviště.

Hlavní pracoviště spojené s dočasným zařízením staveniště bylo umístěno na svahu nad restaurací Nebozízek a jeho účelem byla přeražba části stávající horní odvodňovací štoly č. X, jejíž stávající technický stav byl již velmi nevyhovující. Jak se později během rekonstrukce ukázalo, monolitické ostění štoly, jehož tloušťka byla v některých místech pouze 60 mm, již nebylo schopno zcela odolávat okolním horninovým tlakům v přítomných jílovcích. Vzhledem k malému profilu štoly (klenbový profil 1000/1700 mm) nebylo možné rekonstrukci provádět zevnitř štoly a nešlo ani zajistit přímý přístup do štoly mimo objekt restaurace Nebozízek. Z toho důvodu bylo třeba provádět stavební práce v nové štole, ražené v trase stávající havarované odvodňovací štoly X s přístupem z nové těžní šachty, navržené mimo objekt Nebozízku tak, aby nebyl omezen provoz vlastní restaurace.

Zároveň byla těžní šachta posléze vybavena čedičovým potrubím spadiště DN400, prefabrikovanými betonovými skružemi nouzového propojení a konstrukcí vřetenového schodiště. Toto schodiště bylo vzhledem k omezeným prostorovým možnostem uvnitř dříku železobetonové válcové šachty navrženo tak, aby jej bylo možno v rámci údržby, popř. nutných oprav kdykoliv jednoduše rozebrat a zase složit. Každý stupeň tvoří zároveň i část hlavního nosného středového vřetene a jednotlivé stupně jsou pospolu sešroubovány přírubovým spojem.

Podružné staveniště

Podružné staveniště bylo umístěno na svahu pod restaurací Nebozízek a sloužilo pro vybudování nového portálu vyústění stávající štoly č. XXI.

Vzhledem k tomu, že se jedná o poměrně složitý objekt několika propojených štol a šachet v různých hlubinných úrovních, veškeré části projektu byly provedeny ve 3D modelu tak, aby byly co nejlépe navrženy a posouzeny proporce a rozměry jednotlivých částí tohoto podzemního díla a zároveň byly eliminovány případné chyby a odchylky při realizaci (např. chybné napojení těžní šachty na stávající štoly).

Těžní šachta

Těžní šachta byla navržena tak, aby splňovala veškeré požadované normy pro činnost prováděnou hornickým způsobem (ČPHZ) a zároveň byl, vzhledem k omezeným prostorovým možnostem za restaurací, minimalizován stavební zábor. Šachta se hloubila v dočasné výztuži pod ochranou důlní ocelové poddajné výztuže váhové kategorie K21 LB – tzv. „Hajcmanů“ s ocelovými pažnicemi UNION a stříkaným betonem C16/20 na ocelovou svařovanou síť B 500A-Q 443-8-150/150. Z šachty se vyrazil krátký štolový propoj do stávající štoly č. X.

Místy významně porušená štola č. X se vybourala v délce cca 31,5 m a byla nahrazena novou, prostorově příznivější štolou klenbového korýtkového profilu pod ochranou důlní ocelové poddajné výztuže K21 OO-0-02B, zajištěnou trvalou výztuží tvořenou stříkaným betonem C16/20 na ocelovou svařovanou síť B 500A-Q 443-8-150/150.

Vyhloubená šachta byla na svém dně propojena se stávající odvodňovací štolou č. XXI štolovým propojem délky cca 7,5 m, zajišťujícím pohodlné převedení jímané vody do štoly bez nebezpečí ohrožení objektu restaurace Nebozízek. V místě původního ukončení spodní štoly č. XXI byla provedena prorážka této štoly na povrch ve svahu pod restaurací a byl zde vybudován nový vstupní portál osazený dvoukřídlými ocelovými uzamykatelnými dveřmi. Konstrukce navrženého portálu je železobetonová vyztužená vázanou betonářskou výztuží včetně obou křídel. Z důvodu zachování historického rázu vstupního portálu byla železobetonová konstrukce obložena kombinací cihelných pásků a pískovcových obkladních desek. Za budovou restaurace byl zároveň ve stávající opěrné zdi vybudován vstupní otvor ke schodišti umístěnému v těžní šachtě, který je osazen jednoduchými ocelovými uzamykatelnými dveřmi. Těmi se vstupuje na ocelové vřetenové schodiště, které bylo osazeno do horní části těžní šachty a umožňuje pohodlný přístup do hlubin tohoto podzemního díla.

Realizace

Realizace stavby probíhala bez komplikací i díky souhře a koordinaci mezi projektantem a dodavatelem. Bohužel ne vždy se vše dařilo podle původního plánu.

Hornina byla rozpojována ručně, sbíjením bez použití trhací práce. Nařezané a předpřipravené pažnice na celém paženém obvodu se předrážely během vlastního procesu ražby tak, aby byla v předstihu zajištěna čelba a přední část ražené štoly. Po odtěžení následovalo zajištění štoly finální trvalou výztuží tvořenou stříkaným betonem C16/20 na ocelovou svařovanou síť B 500A-Q 443-8-150/150. Do stěn štoly byly v délkových intervalech cca 5m´ instalovány plastové odvodňovací trubky KG DN 160 pro snadnější průchod jímané vody ostěním štoly. Nakonec byla štola vybavena čedičovou dlažbou v protiskluzové úpravě a po obou stranách dvojicí pukaných čedičových žlabů Ø 300.

Do celého podzemního díla bylo instalováno osvětlení v úpravě do vlhkého prostředí. Zároveň byla instalována vzduchotechnika napojená na detektory CO₂ a dalších nebezpečných plynů.

Během rekonstrukce horní štoly č. X bylo zastiženo několik geologických poruch významnějšího rázu, které výrazně ovlivnily technologii ražby štoly a ­zkomplikovaly vlastní výstavbu díla natolik, že bylo posléze rozhodnuto o předčasném ukončení ražby. Průchod každou takovou poruchou představoval reálné nebezpečí závalu a ohrožení již hotového díla za cenu enormních finančních nákladů.

Poslední zastižená porucha způsobila destrukci stávajícího betonového ostění štoly č. X ve vzdálenosti cca 31,5 m od těžní a schodišťové šachty enormními bočními tlaky zvodnělého jílu, tekoucího písku a bahna na ostění a zapříčinila rozsáhlý zával na čelbě se značnými přítoky podzemní vody. Vzhledem k tomu, že by byl průkop v takovém prostředí nebezpečný a neekonomický, bylo rozhodnuto o ukončení rekonstrukce štoly a zajištění její čelby trvalou výztuží tvořenou železobetonovým čílkem. Štola se tím zkrátila oproti původně projektované délce cca 47 m na délku cca 31,5 m.

Závěr

Nově vybudované podzemní dílo vzniklo spojením jednotlivých odvodňovacích štol a bude zajišťovat kapacitní jímání podzemních pramenů v oblasti restaurace Nebozízek a zároveň jejich bezpečné převedení do kanalizace, popř. do Vltavy. Rozměry navržených štol umožní v budoucnu jejich pohodlnou obsluhu a bezpečné opravy případných konstrukčních anomálií a poruch. Zároveň díky provedenému novému vstupnímu portálu zároveň na svahu Petřína vznikl další architektonický objekt, který stojí za zhlédnutí.