Spadiště s tangenciálním nátokem a šroubovicovým obtokem

Každé živé město je pulzujícím organismem, kterým neustále proudí potřebné živiny i odpadní látky jeho metabolismu. Tento tok je pro běžného obyvatele města neviditelný, a tak by to také mělo být. Většina tohoto dění se odehrává skrytá pod úrovní terénu. Pokud čas od času probublá něco na povrch, jde většinou o chybu v systému nebo důsledek nějaké přírodní katastrofy.
V každém takto složitém systému nevyhnutelně vzniknou určité chybné procesy. Úkolem těch, kteří se o uvedené systémy starají, je řešit veškeré provozní problémy, a ještě lépe – předcházet jim.

Popis stavby

Spadiště s tangenciálním nátokem a šroubovicovým obtokem představuje unikátní stavební dílo na pražské stokové síti. Toto spadiště se ostatním podobným stavbám vymyká právě použitím šroubovicového žlabu pro bezdeštný průtok.
Návrh výstavby nového spadiště na pražské stokové sítí ­vznikl z potřeby zrušení nevyhovujícího úseku stoky ve svažitém zalesněném území v Libni mezi ulicemi Nad Okrouhlíkem a Na Okrouhlíku. Stávající část holešovického sběrače je vedena skrze zahrádkářskou kolonii soustavou několika mělkých spadišť, která jsou ve špatném stavebně-technickém stavu a mají nevyhovující průtočné poměry.
Z tohoto důvodu bylo navrženo přeložení stoky do nové, lépe přístupné trasy, s překonáním výškového rozdílu jedním spádovým stupněm v nově vybudovaném spadišti. Z hlediska provozu je totiž snadnější údržba jednoho většího objektu než několika menších, zejména při lokalizaci a identifikaci případných závad.

Konstrukční řešení

Ze statického hlediska se jedná o dvě válcové skořepiny, které jsou propojeny schodišťovou deskou. Obě skořepiny jsou ve spodní části spadiště vetknuty do základové desky, kde navazují na uklidňovací komoru. V horní části jsou vetknuty do stropní desky a navazují na nátokovou část spadiště. Celková hloubka šachty činí 36 m.
Okrajové podmínky vnějších konstrukčních prvků byly simulovány na fyzikálně nelineárním modelu podloží. Tento přístup modeluje chování podzemní konstrukce, která je v interakci s okolním horninovým prostředím. Tato interakce ovlivňuje výsledné deformace jednotlivých konstrukčních prvků a tím i vnitřní síly, na něž je nutné konstrukci staticky posoudit.
V numerické simulaci byla uvažována následující zatížení: vlastní tíha, smrštění betonu, hydrostatický tlak podzemní vody, zemní tlak a užitné zatížení. Rozhodujícím zatížením pro návrh konstrukce byl hydrostatický tlak podzemní vody, jenž v úrovni základové desky dosahoval charakteristické hodnoty 230 kN/m².
Konstrukční betony jsou třídy C30/37-XA2-Dmax 16 mm, max. průsak 30 mm.

Optimalizace návrhu

Zajímavé konstrukční prvky

Tvarovky na míru z taveného čediče
Vnitřní část obtokového žlabu je z čedičových tvarovek a v průřezu má tvar písmene U. Původně bylo uvažováno o použití nařezaných segmentů pukaného žlabu 180° jakožto standardního výrobku. Během návrhu se však velmi rychle ukázalo, že šroubovicový tvar koryta znemožňuje použití jakýchkoli prismatických prvků přesto, že tvar příčného řezu je velmi jednoduchý. Po konzultaci s odborníky z firmy Eutit (český výrobce produktů z taveného čediče) byla navržena speciální tvarovka, respektující zákony křivosti šroubovice.

Obtokový žlab
Obtokový žlab pro splaškový průtok je umístěn do schodišťového prostoru spadiště. V rámci schodišťového prostoru je pak osazen do železobetonového koryta při vnější stěně prostoru. Umístění na vnější stěnu bylo zvoleno jednak z důvodu menšího spádu (s rostoucím vodorovným poloměrem u šroubovice klesá spád) a jednak z důvodu směru působení odstředivé síly, kdy i po havarijním překročení návrhového průtoku dojde vlivem naklonění proudu k pozdějšímu přelití betonového koryta. Vnitřní stěna betonového koryta pak zároveň slouží jako zábradlí schodiště. Spád žlabu je shodný s klesáním schodů a odpovídá 41,6 % (23°), po výšce objektu pak vykoná něco málo přes čtyři otáčky.

Kamenicky opracované opevňovací prvky
V kanalizaci je kamenicky opracované opevnění navrženo všude tam, kde se předpokládá intenzivní mechanické působení protékající vody, popřípadě u obecných tvarů konstrukcí (průniky profilů, ostré úhly), které nelze efektivně vyzdít z běžných zdicích prvků. V případě spadiště bylo použito celkem 68 opracovaných kamenů.

Poděkování
Poděkování patří zejména investorovi – hlavnímu městu Praze, zastoupenému Pražskou vodohospodářskou společností a.s. za odvahu investovat do inovativního řešení a v nemalé míře také dodavateli stavby INOS Zličín, a.s., včetně subdodavatele firmy Čermák a Hrachovec a.s. za odvedení kvalitní práce při provedení takto složité konstrukce.
V neposlední řadě náleží poděkování zástupcům provozovatele pražské stokové sítě Pražské vodovody a kanalizace, a.s., jejichž aktivní přístup umožnil uvedení nových nápadů ve skutečnost.

Fotogalerii z průběhu výstavby je možné zhlédnout na webové adrese https://www.zonerama.com/ko-ka/Album/6291483.
Uvedený článek byl použit se svolením vydavatelství Cattacan s.r.o., které roku 2020 vydalo publikaci Spadiště nad Novou Libní (ISBN 978-80-88349-19-8) autorů Petry Bařinové a Radoslala Dvořáka. Viz též www.cattacan.cz.