Výstavba trasy metra I.D v Praze, provozní úsek Pankrác – Olbrachtova

Historie plánování výstavby trasy D pražského metra

Návrhy na výstavbu linky D se v průběhu let měnily v závislosti na urbanistických, technických, ekonomických a politických podmínkách. Po mnoho let bylo jednání o této lince spíše na úrovni plánů a konceptů, přičemž reálná realizace se odkládala. V roce 1993 bylo schváleno usnesení o zahájení přípravného stupně projektové dokumentace na výstavbu linky D. Nicméně, konkrétní kroky byly odkládány kvůli finančním a organizačním problémům. Teprve v roce 2000 bylo o výstavbě této linky definitivně rozhodnuto. V roce 2002 se rozhodlo, že linka D bude mít dvě větve – jednu směřující na jih od centra města do oblasti Pankráce, druhou směřující z Pankráce do oblasti Libuše a Písnice. Dalším důležitým milníkem bylo schválení změn v pražském územním plánu v roce 2004, které umožnilo výstavbu linky D.

Celkově lze konstatovat, že plánování a realizace linky D pražského metra byla dlouhodobým a komplexním procesem, který zahrnoval politická rozhodnutí, technické studie, veřejné konzultace a financování.

Rozdělení na etapy

Výstavba trasy metra D v Praze je rozdělena do čtyř na sebe navazujících etap, přičemž práce začínají na časově nejdelším a geologicky komplikovaném úseku, jehož výstavba potrvá sedm a půl roku, zatímco nejkratší úsek se bude realizovat pouze čtyři roky. První etapa, označovaná jako I.D1a, zahrnuje úsek Pankrác D – Olbrachtova, na nějž naváže druhá etapa, označovaná jako I.D1b, v úseku Olbrachtova (mimo) – Nové Dvory, zahrnujícím stanice Nádraží Krč, Nemocnice Krč a Nové Dvory a štíty ražený úsek do Depa Písnice. Třetí etapa, označená jako I.D2 je v úseku Libuš – Depo Písnice a zahrnuje stanice Libuš, Písnice a Depo Písnice a depo pro vlaky linky D. Poslední, čtvrtou etapou, je stavba úseku I.D3, která je zaměřena na trasu z Pankráce směrem do centra Prahy, tj. stanice Náměstí Bratří Synků a Náměstí Míru. Tento příspěvek pojednává o výstavbě první etapy trasy metra, která aktuálně probíhá celkem na šesti staveništích.

Specifika výstavby podzemní stavby v intravilánu

Při výstavbě rozsáhlé podzemní stavby v centru města dochází k zásadnímu ovlivnění přilehlých budov, konstrukcí a inženýrských sítí, které se nacházejí ve stavební zóně. Práce v podzemí se provádějí v nepřetržitém provozu (24 h/7 dní v ­týdnu). Tato skutečnost vyvíjí na zhotovitele extrémní tlak na eliminaci hluku a prachu při zachování kontinuální činnosti prováděné hornickým způsobem. Bohužel v první etapě nejsou k dispozici žádné horizontální přístupové tunely, které by hlukovou zátěž více přenesly mimo hlavní zastavěnou část města. Vertikální přístup s využitím šachet do hloubky 25–37 m značně ovlivňuje zásobování materiálem v noční době (22–6 h) při dodržení povolených limitů hluku vyplývajících z vyjádření Hygienické stanice hlavního města Prahy. V některých případech to umožňuje použití jeřábu v noci maximálně po dobu 12 minut, což klade extrémní požadavek na kázeň veškerých pracovníků při výstavbě.

Popis prací společnosti HOCHTIEF CZ a.s.

Společnost HOCHTIEF CZ a.s. zahájila společně s partnery ve sdružení výstavbu I. etapy linky metra D v úseku mezi stanicemi Pankrác D – Olbrachtova v dubnu 2022. Tato výstavba navazuje na doplňkový geologický průzkum prováděný v letech 2019–2021. V rámci této etapy se společnost zaměřuje především na mezistaniční úsek, jednokolejnou spojku linek C a D a taktéž ražbu více než poloviny staničních tunelů ve stanici Olbrachtova. Konkrétně se jedná o ražbu, hydroizolace a definitivní ostění. Po dokončení definitivních konstrukcí bude následovat zhotovení vnitřních nosných konstrukcí, betonového kolejového lože, elektroinstalací, montáž eskalátorů apod.

Geologická, hydrogeologická a geotechnická situace v zájmovém území

Území v části výstavby geomorfologicky patří k Pražské kotlině. Geologické poměry jsou zde velmi rozmanité, horniny předkvartérního podkladu jsou překryty kvartérními sedimenty. Jedná se jak o ­fluviální sedimenty vyšších terasových stupňů Vltavy, zastoupené převážně hlinitými písky a písky s kolísajícím podílem štěrků s valouny a kameny, tak o antro­pogenní ­navážky různé mocnosti sahající až do hloubky 16 metrů v místě zásypu bývalé stavební jámy stanice Pankrác C.

Geologické poměry

Horniny předkvartérního podkladu primárně silurského a ordovického stáří jsou zastoupeny bohdaleckými, králodvorskými, kosovskými, liteňskými a kopaninskými vrstvami.

• Bohdalecké souvrství

Jedná se o převážně černošedé měkké jílovité břidlice s kolísajícím množstvím prachové frakce s málo zřetelnou vrstevnatostí, v  hojné části výrubů tektonicky porušené a střípkovitě rozpadavé. Lokálně se zde projevila vulkanická činnost, jež vedla k výskytu žilných hornin – minet. Tyto lavice silurských hornin jsou zastoupeny podstatně pevnějším živcem nežli běžně v těchto vrstvách zastoupené jílovité břidlice. 

• Králodvorské souvrství

Šedé až zelenošedé břidlice jsou jemné, tence vrstevnaté na dotek hebké až mastné. Podléhají intenzivnímu zvětrání a rozpadají se na zelenohnědou jílovitou hlínu. Obsahují vyšší procento pyritu, který často vytváří pravidelné krychelné tvary.

• Kosovské souvrství

Flyšový průběh pravidelného střídání jílovitých tence vrstevnatých břidlic s deskovitými až lavicovitými křemennými pískovci až křemenci je pro tyto vrstvy typické. Jako celek jsou tyto vrstvy odolnější proti zvětrávání, nicméně flyšový charakter těchto hornin je náchylný k sesouvání.

• Liteňské souvrství

Šedé až černé jílovité až vápnité břidlice s polohami bazaltového tufu, ve kterých se vyskytují polohy a čočky velmi pevných vápenců. Vlastní tence deskovitě vrstevnaté břidlice s téměř neznatelnou vrstevnatostí, jež mají velmi hojnou graptolitovou faunu na vrstevních plochách.

• Kopaninské vrstvy

Tyto vrstvy jsou velmi pestré. Hnědošedé až černé vápnité jílovité břidlice s graptolitovou faunou obsahují hojné polohy čoček a konkrecí vápenců s příměsí tufitických břidlic a tufů. Tyto polohy jsou výrazně pevnější a odolnější proti zvětrávání.  

Hydrogeologické poměry

Horniny skalního podloží se vlastnostmi řadí k hydrogeologickému masivu s puklinovou propustností s volnou nebo slabě napjatou hladinou podzemní vody. Obecně se podzemní voda objevuje ve zdravějších partiích hornin, kde migruje po diskontinuitách, nebo jsou vyšší přítoky podzemní vody zastiženy v pískovcových polohách kosovských vrstev, které se chovají jako podzemní kolektory.

Nastavení varovných stavů

Obecně se po provedení pasportizace dotčených objektů a zhodnocení jejich stavu ve znaleckém posudku určí přípustné hodnoty deformačních charakteristik. Tyto hodnoty jsou základním pilířem stanovení varovných stavů, při jejichž dosažení by nemělo dojít ke zhoršení stability dotčených objektů, zhoršení statické únosnosti a především ohrožení bezpečnosti. Varovné stavy se stanovují ve třech úrovních:

1. varovný stav (stav přípustných změn) činí 75 % hodnoty ze znaleckého ­posudku;

2. varovný stav (stav mezní přijatelnosti) nastává při dosažení 100 % stanovené hodnoty a

3. varovný stav (kritický stav) je při ­dosažení 125 % stanovené hodnoty.

Každý takový varovný stav predikuje opatření, kritéria a kompetence nezbytné pro eliminaci vývoje sledovaných veličin. Některé budovy v nadloží jsou v takovém stavu, že stanovení hodnoty A (tato hodnota stanovuje limitní deformační hodnotu sledovaných stavebních konstrukcí nebo horninového prostředí) pro 2. varovný stav (100 %) se pohybují v úrovni 10 mm, což je hodnota velmi nízká, jejíž dodržení často vede k nutnosti použít konzervativní způsob ražby (dělený výrub, kotvení čelby apod.), případně aplikovat dodatečné opatření vedoucí ke ­kompenzaci vzniklých ­deformací s využitím sanačně kompenzačních ­injektáží.

Geotechnické poměry

Zájmové území je situováno v části ­Praha 4-Pankrác, kde se nacházejí budovy bytové a administrativní zástavby. Specifikem této etapy je provedení napojení nově budované linky I.D1a na stávající linku metra C – stanici Pankrác při zachování průjezdnosti a provozu trasy C v maximální možné míře. Ražby nových tunelů a stanice Pankrác D, která podchází stávající traťové tunely v minimální vzdálenosti (cca 3 m) v komplikovaných geologických poměrech, vyvíjí na projektanta a zhotovitele enormní nároky. Výstavba takto rozsáhlého díla v geologických a geotechnických podmínkách v intravilánu města není obvyklá. Geotechnický monitoring je velmi obsáhlý a detailní z důvodu maximální eliminace rizika vzniku mimořádné události.

Jsou zde osazeny tisíce snímačů a geodetických bodů, které jsou v pravidelných intervalech vyhodnocovány (náklonoměrů, dilatoměrů, tenzometrů, extenzometrů, inklinometrů, KVG profilů, nivelačních bodů apod.).

Výskyt zkamenělin

Na severním okraji obrovské superpevniny Gondwany se ve starších prvohorních horninách (silur, ordovik) stáří 450–425 milionů let usazovaly v dávném moři bohatém na faunu břidlice, vápence, prachovce a pískovce. V těchto polohách se nyní realizují ražby, kde převážně v ordovických břidlicích a prachovcích jsou lokálně zastoupeny bohaté nálezy zkamenělin různých druhů trilobitů a měkkýšů (mlži, hlavonožci, mechovky, žahavci apod.) Mezi nejvzácnější nálezy se řadí trilobit rodu Selenopeltis, jenž je někdy neodborně označován jako „metlák“. Jeden z nalezených exponátů byl předán prezidentu České republiky Petru Pavlovi při jeho návštěvě stavby dne 28. 6. 2023.

Výstavba mezistaničního úseku a spojky linek C – D

Hlavní přístup do mezistaničního úseku je z těžní šachty umístěné mezi nově budovanými stanicemi Pankrác D a ­Olbrachtova s označením VO-OL. Jedná se o úsek ke stanici Pankrác I.D, kde trasa vede dvoukolejným tunelem délky 219 m. Z těžní šachty opačným směrem dvoukolejný tunel pokračuje ke stanici Olbrachtova, kde se po 176,5 m větví na levý a pravý jednokolejný tunel. Levý jednokolejný tunel je jednotného profilu a má délku 265,5 m. Pravý jednokolejný tunel se nejprve ve své úvodní části rozšiřuje v délce 66 m do profilu o.v. 7,1 m; o.v. 5,0 m a o.v. 3,7 m, poté pokračuje standardním profilem jednokolejného tunelu. Rozšíření v úvodní části je z důvodu vedení jednokolejného tunelu do spojky C–D (propojení mezi stávající linkou metra C a budoucí linkou metra D). Celková délka pravého jednokolejného tunelu včetně rozpletu je 270 m. Oba jednokolejné tunely ústí do stanice Olbrachtova. Úsek spojující linky metra C a budoucího metra D je rovněž v profilu jednokolejného tunelu a má délku 468 m. V těsné blízkosti dvoukolejného tunelu směr Pankrác se nachází odstavný jednokolejný tunel délky 157 m, který následně přechází do hlavní strojovny větrání délky 117 m. Strojovna VZT je ukončena větrací šachtou, která se ­nachází u Krčského hřbitova. Dále se rovněž realizuje část prací ve stanici Olbrachtova směrem od těžní šachty VO-OL. Konkrétně se jedná o ražbu, hydroizolace a definitivní ostění levého staničního tunelu délky 113,1 m a pravého staničního tunelu délky 118,3 m. V současné době je vyraženo cca 89 % všech realizovaných tunelů, které jsou v plnění společnosti HOCHTIEF CZ a.s. Veškeré ražby jsou prováděny podle zásad NRTM (Nová rakouská tunelovací metoda), kde je možné rychle reagovat na měnící se geologické podmínky ve vazbě na výsledky podrobného geotechnického monitoringu. Rozpojování je prováděno primárně strojním způsobem, tunelovými rypadly Liebherr R924 nebo Liebherr R950. Primární ostění tunelu je obecně tvořeno stříkaným betonem C25/30 J2 tl. 250–450 mm, pomocnými příhradovými rámy, dvěma vrstvami KARI sítí 150 x 150/8 x 8 mm a příložkami různých profilů. Stabilita výrubu je zajištěna samozávrtnými ocelovými tyčemi IBO průměru 32/15 mm délky 3–8 m. Obdobně i přístropí tunelu je zpravidla každý druhý záběr zajištěno samozávrtnými ocelovými tyčemi.

Výrub je členěn horizontálně a v některých částech i vertikálně až na devět dílčích výrubů. V závislosti na technologické třídě je případně prováděno systematické kotvení čelby. Jako injektážní materiál je použita směs na bázi cementu nebo směs na bázi dvousložkové organicko-minerální pryskyřice (chemická injektáž). Plocha výrubu jednotlivých profilů se pohybuje v rozpětí 22–220 m². Při ražbě byly zastiženy technologické třídy TT4, TT5a, TT5b a TT5c.

Zajímavou a zároveň náročnou částí je 3. etapa ražeb jednokolejného tunelu spojky C–D. Tato etapa se nachází v místě přechodu velmi zvětralých a navětralých kosovských hornin do zásypů bývalé stavební jámy stanice metra Pankrác C. V období 08– 11/2023 byl proveden dodatečný geologický doprůzkum. Byly zjištěny zhoršené geologické a geotechnické podmínky oproti předpokladu (navážky s  nulovou soudržností, kusy armovaného betonu, kaverny v navážkách apod.). Na základě těchto skutečností bylo zajištění výrubu raženého díla doplněno o technické řešení spočívající v provádění tryskových injektáží, a to jak vertikálních z povrchu, tak horizontálních v podzemí při samotné ražbě. Předmětem horizontálních tryskových injektáží je provedení sloupů tryskové injektáže o Ø 800 mm, které tvoří trojici na sebe zavazujících vějířů doplněných o zámkové vrty a dělicí ­přepážky. Předmětem vertikálních tryskových injektáží, které jsou realizovány z povrchu ZS PAD2, je provedení sloupů tryskové injektáže o průměru 1 500 mm. Po vyražení jednotlivých stavebních objektů vždy následuje reprofilace tunelu a instalace hydroizolačního souvrství. Hydroizolace je umístěna mezi primární ostění ze stříkaného betonu a definitivní ostění z monolitického železobetonu a slouží jako ochrana proti působení podzemní tlakové vody. Je navržena z měkčené PVC fólie tl. 3 mm se signální vrstvou. Mezi hydroizolační fólii a primární ostění se nejprve umístí ochranná geotextilie 800 g/m². V případě dna se nejprve nainstaluje podélná drenáž, provede se betonáž mezerovitého betonu kolem drenáže a spádových betonů, pokládka geotextilie 800 g/m² a poté instalace PVC fólie. V případě dna je hydroizolace chráněna proti poškození dvěma vrstvami geotextilie o celkové hmotnosti minimálně 2 000 g/m² (max. ve třech vrstvách). Všechny příčné a podélné pracovní a dilatační spáry jsou opatřeny vnějšími těsnicími pásy šířky 500 mm. Pásy jsou vždy doplněny dvojicí injektážních hadiček 19/11 mm pro systémovou injektáž na bázi cementu a dvojicí hadiček 11/6 mm pro pojistnou injektáž na bázi chemie (např. akrylátové gely) v případě průsaků. K těmto perforovaným hadičkám jsou přes spojky přivedeny prodlužovací neperforované hadičky, které jsou vyústěny do sběrných krabic (boxů).

Za hydroizolačním souvrstvím následuje proudovým způsobem instalace výztuže, montáž bednění a betonáž definitivního ostění. Definitivní ostění je navrženo z betonu C30/37-XC1-Cl 0,20-Dmax 16 s maximálním průsakem 50 mm. Nejprve je provedena instalace výztuže dna a samotná betonáž dna. Výztuž dna je složena z vázané výztuže doplněné o spony a kozičky z KARI sítí. Poté se provádí instalace výztuže klenby, montáž bednění a betonáž kleneb. Výztuž klenby je tvořena primárně obloukovými příhradovými rámy Bretex se dvěma vrstvami KARI sítí 150 x 150/8 x 8 mm doplněnými o příložky. V delších úsecích jsou použity ocelové plně automatické bednicí formy délky 8 m (u dvoukolejného tunelu 10 m). Ocelová forma přejíždí s využitím vlastních pojezdů po standardních kolejnicích S49. V případě kratších úseků (např. strojovna VZT, části dvoukolejného tunelu v profilech ODST I, II, III) jsou použity systémové bednicí formy. Po odbednění dané sekce je vždy proveden ochranný nátěr, který zabraňuje vysychání a vzniku smršťovacích trhlin. Velký důraz je kladen na ochranu konstrukcí metra proti účinkům bludných proudů. 

Zajištění budovy čp. 1683/40 před zahájením ražby odstavných tunelů

Před zahájením ražby odstavných tunelů bylo nutné provést zajištění budovy čp. 1683/40. Jedná se o sedmipodlažní budovu z osmdesátých let minulého století, kde je nosná konstrukce montována z prefabrikovaných prvků, které jsou uloženy na mohutném základovém roštu výšky 1 600 mm. V první řadě se jednalo o osazení ocelových rozpěrných rámů v suterénu budovy, kde byl nejprve uvolněn prostor suterénu a vybourány otvory ve zdech a příčkách, poté se osadily ocelové rozpěrné konstrukce tak, aby bylo v maximální míře zajištěno celkové ztužení železobetonového skeletu budovy. Jako ztužující prvky byly použity profily HEB 240, U240 a U160. Veškeré spoje těchto konstrukcí jsou šroubované s možností rektifikace.

Po osazení těchto konstrukcí následovala instalace systému hydrostatické a optické nivelace. V rámci měření hydrostatické nivelace je osazeno 18 senzorů umístěných uvnitř budovy a dva senzory umístěné na obvodových sloupech budovy. Veškeré odečty probíhají automatizovaně v pravidelných intervalech. Výstupy z měření je možné sledovat online. Měření systému hydrostatické nivelace je dále doplněno systémem geodetického trigonometrického automatizovaného kontinuálního měření na obvodových sloupech objektu v počtu 26 bodů, které se měří ze dvou měřicích stanic. V rámci monitoringu je také např. sledováno vodovodní potrubí DN400, resp. DN1200. Veškeré toto sledování bude probíhat minimálně do doby, než budou vyraženy odstavné tunely a deformace se ustálí. V další fázi byly zajištěny a vyhloubeny šachty Š1 – Š3, které se nacházejí před budovou čp. 1683/40 a slouží pro realizaci aktivačních a kompenzačních injektáží pod touto budovou. Při hloubení šachet byly vždy ve spodní části provedeny střídavým způsobem armované a nearmované prstence. Z nearmovaných prstenců byly postupně vrtány tři úrovně vějířů pro aktivační a kompenzační injektáže. Jednotlivé vrty jsou osazeny manžetovými trubkami průměru 35/5 mm. Zalití vrtů i jejich ­aktivace je provedena cementovou injekční směsí.

Tato fáze je přípravná, další injektážní práce (kompenzační injektáže) v případě nepříznivého vývoje deformací při ražbě odstavných tunelů budou prováděny z již zhotovených vějířů. Poslední fází před ražbou odstavných tunelů jsou horninové injektáže. Horninové injektáže se provedly směrem z I. (již vyraženého) dílčího výrubu, který byl zrealizován v rámci geologického průzkumu do prostoru budoucích výrubů tunelu v největších profilech označených ODS I. a ODS II. Tyto injektáže se prováděly prostřednictvím ocelových samozávrtných injektážních tyčí průměru 32 mm různých délek v rozpětí 6–19 m s aplikací vysokotlaké injektáž (80 bar). Jako injektážní médium se použila směs na bázi dvousložkové organicko-minerální pryskyřice. Po provedení těchto opatření byly zahájeny ražby dvoukolejného tunelu v místě větvení s odstavným tunelem pod sedmipatrovou budovou, kde celková plocha výrubu dosahuje 220 m², což je standardní plocha jednolodní stanice. V tuto chvíli se provádí ražby středního dílčího výrubu.

Závěr

Výstavba první etapy metra D mezi stanicemi Pankrác a Olbrachtova pokročila do třetího roku realizace. Již nyní je patrná velká rozpracovanost této složité stavby v nelehkých geologických podmínkách. Trasa první etapy je proražena, na některých pracovištích nahradily razicí stroje izolační a bednicí vozy. Zkušené týmy zhotovitelů stavební části a komplexního monitoringu zatím zvládají provádět práce v plánovaném harmonogramu a bez ­mimořádných událostí. Věřme, že tomu bude i nadále. „Zdař Bůh“!