Tunel Obsah Na

11. ROâNÍK, ã. 3/2002

âASOPIS âESKÉHO TUNELÁ¤SKÉHO KOMITÉTU A SLOVENSKEJ TUNELÁRSKEJ ASOCIÁCIE ITA/AITES PODZEMNÍ STAVBY (V¯VOJ, V¯ZKUM, NAVRHOVÁNÍ, REALIZACE)

MAGAZINE OF THE CZECH TUNNELLING COMMITTEE AND SLOVAK TUNNELLING ASSOCIATION ITA/AITES UNDERGROUND CONSTRUCTION (DEVELOPMENT, RESEARCH, DESIGN, REALIZATION) VOLUME 11, No. 3/2002 MK âR 7122 ISSN 1211 - 0728 METROPROJEKT Praha a.s. âeská projektová a inÏen˘rská Czech design and engineering akciová spoleãnost joint-stock company Magazine of the Czech Tunnelling Committee and the Slovak Tunnelling Association ITA/AITES Established by Ing. Jaroslav Grán in1992 CONTENTS pg. Dle Vašich požadavků pro Vás According to your requirements vypracujeme: we elaborate for you: Editorial: Dipl.-Ing. Boris Klement, ILF Consulting Engineers, s. r. o...... 1 Design of tube umbrellas ➢ ➢ pre-investment studies & analyses Dipl.-Ing.Dr.Techn. Max John, Dipl.-Ing. Bruno Mattle, ILF Consulting Engineers . . . . 2 rozborové studie a analýzy investic The NATM application on the Copenhagen metro ➢ ➢ Dipl.-Ing. Paul Bonapace, ILF Consulting Engineers ...... 10 projektovou dokumentaci všech stupňů projekt documentation at all levels The new Tfiebovice tunel project ➢ ➢ Ing. Petr Svoboda, ILF Consulting Engineers, s. r. o...... 14 transformaci a autorizaci dokumentace transformation & authorization of project New tunnels on the „Middle" section of the Nuremberg – Ingolstadt high-speed line zahraničních klientů podle českých ➢ Mgr. Jifií Zmítko, ILF Consulting Engineers, s. r. o...... 21 documentation of foreign clients in com Vepfiek – the first Czech Railways’ tunnel in the new millenium norem a předpisů pliance with Czech norms and regulations Ing. Jifií Wohlmuth, âeské dráhy, s. o., DDC, o. z., building department Prague . . . . . 26 The control of the ground response – milestones up to the 1960s (completion) ➢ ➢ Prof. Kalmán Kovári, Swiss Federal Institute of Technology, Zürich, Switzerland . . . . 30 poradenskou a konzultační činnost advisory & consulting services The crossing of the Mrázovka tunnels with the P interceptor sewer in the area of the south portal Franti‰ek Trázník, Ing. Milo‰ Hrdliãka, Ing. Karel Karmazín, INSET, s. r. o...... 35 Tram Track Hluboãepy – Barrandov, foundation of the estacade over RÛÏiãkova Gorge Ing. Jifií Straka, NOVÁK a PARTNER, s. r. o., civil engineering design office Kontaktní spojení: Contact address: Ing. Petr Miãunek, ÎS Brno, a. s...... 40 World of underground construction ...... 44 Technical matters of interest ...... 46 News from tunnelling conferences ...... 48 METROPROJEKT Praha a.s. Czech Tunnelling Committee ITA/AITES reports ...... 54 Information ...... 56 I.P. Pavlova 2/1786, 120 00 Praha 2, Czech Republic EDITORIAL BOARD Phone: + 420 2 96 325 151, Fax: + 420 2 96 154 105 Pfiedseda: Ing. Petr Vozarik - METROSTAV, a.s. Prof. Ing. Jifií Barták, DrSc. - âVUT Praha E-mail: [email protected] Ing. Igor Fryã - POHL, a.s. Ing. Milan Krejcar - INSET, s.r.o. Ing. Josef Kutil - INÎEN¯RING DOPRAVNÍCH STAVEB, a.s. Ing. Libor Mafiík - ILF CONSULTING ENGINEERS, s.r.o. Ing. Miloslav Novotn˘ - METROSTAV, a.s. Ing. Pavel Polák - METROSTAV, a.s. Pozvánka na XIII. EVROPSKOU KONFERENCI ISSMGE, Doc, Ing. Pavel Pfiibyl, CSc. - ELTODO EG, a.s. Ing. Georgij Romancov, CSc. - METROPROJEKT Praha, a.s. která se koná v Praze 25. – 28. srpna 2003 Doc. Ing. Alexandr Rozsypal, CSc. - SG-GEOTECHNIKA, a.s. Ing. Stanislav Sikora - VOKD, a.s. Doc. Ing. Richard ·Àupárek, CSc. - Ústav geoniky AV âR GEOTECHNICAL PROBLEMS WITH MAN-MADE AND MAN Ing. Václav Torner - AQUATIS, a.s. Ing. Miroslav Uhlík - SUBTERRA, a.s. INFLUENCED GROUNDS âTuK ITA/AITES: Ing. Karel Matzner STA ITA/AITES: Ing. Miloslav Frankovsk˘ - TERRAPROJEKT, a.s. Ing. Peter Dinga - GEOCONSULT, s.r.o. Tematické okruhy: Ing. Ondrej Vida - BANSKÉ STAVBY, a.s. • Sanace star˘ch skládek, odkali‰È, v˘sypek; podmínky bezpeãné v˘stavby PUBLISHED FOR SERVICE USE • Sanace star˘ch ekologick˘ch zátûÏí, pfiíprava pro novou zástavbu by the Czech Tunnelling Committee and the Slovak Tunnelling Association ITA/AITES • Definování podmínek v˘stavby na "brownfields" • Problematika zakládání staveb v mûstské zástavbû DISTRIBUTION: ITA/AITES Member Nations • Dopravní infrastruktura a podzemní stavby v mûstské zástavbû (numerické a polní modelování, ITA/AITES EC members otázky interakce s prostfiedím, observaãní metoda) CTuC corporate and individual members âeská geotechnická spoleãnost âSSI more than 30 external subscribers • Mezinárodní spolupráce v rámci projektÛ NATO, EU apod. a âesk˘ a Slovensk˘ národní komitét obligatory issues for 35 libraries and other subjects pfii Mezinárodní spoleãnosti pro OFFICE BliÏ‰í informace http://www.ecsmge2003.cz mechaniku zemin a geotechnické Dûlnická 12, 170 04 Praha 7 inÏen˘rství (ISSMGE) tel./fax: 667 93 479 e-mail: [email protected] internet: http://www.ita-aites.cz Editor-in-chief: Ing. Karel Matzner Zavedená konzultační firma přijme Technical editors: Ing. Miloslav Novotn˘, Ing. Pavel Polák, Ing. Jozef Frankovsk˘ Graphic designs: Petr Mí‰ek G E O T E C H N I K Y Printed: GRAFTOP Nabízíme dobré platové podmínky a moÏnost profesního rÛstu. PoÏadujeme praxi v oboru geotechniky, odpovûdn˘ pfiístup k práci. Tel.: 02/51 81 84 90 Fax.: 02/51 81 81 95 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 âLENSKÉ ORGANIZACE âESKÉHO TUNELÁ¤SKÉHO MK âR 7122 KOMITÉTU A SLOVENSKEJ TUNELÁRSKEJ ASOCIÁCIE ISSN 1211 - 0728 ITA/AITES

MEMBER ORGANIZATIONS âasopis âeského tuneláﬁského komitétu OF THE CZECH TUNNELLING COMMITTEE a Slovenskej tunelárskej asociácie ITA/AITES ZaloÏen Ing. Jaroslavem Gránem v roce 1992 AND SLOVAK TUNNELLING ASSOCIATION ITA/AITES OBSAH str.

âTuK: METROPROJEKT PRAHA, a.s. STA: PRÍRODOVEDECKÁ FAKULTA UK Úvodník: Dipl.-Ing. Boris Klement, ILF Consulting Engineers, s. r. o...... 1 I. P. Pavlova 1786/2 Katedra inÏinierskej geológie ABP, a. s. Navrhování mikropilotov˘ch de‰tníkÛ 120 00 Praha 2 BANSKÉ STAVBY, a.s. Mlynská dolina G Dipl.-Ing. Dr.Techn. Max John, Dipl.-Ing. Bruno Mattle, Námûstí HrdinÛ 6 Ko‰ovská cesta 16 842 15 Bratislava ILF Consulting Engineers, s.r.o...... 2 METROSTAV, a.s. 140 00 Praha 4 971 74 Prievidza Uplatnûní NRTM pfii v˘stavbû metra v Kodani KoÏeluÏská 5 SLOVENSKÁ SPRÁVA CIEST Dipl.-Ing. Paul Bonapace, ILF Consulting Engineers, s.r.o...... 10 AMBERG ENGINEERING BRNO, a.s. 180 00 Praha 8 Projekt nového Tfiebovického tunelu Pta‰ínského 10 DOPRAVOPROJEKT, a.s. Miletiãova19, Ing. Petr Svoboda, ILF Consulting Engineers, s.r.o...... 14 602 00 Brno OKD, DBP PASKOV, a.s. Kominárska 2, 4 826 19 Bratislava Nové tunely na vysokorychlostní trati Norimberk – Ingolstadt, úsek „Stfied" 739 21 Paskov 832 03 Bratislava Mgr. Jifií Zmítko, ILF Consulting Engineers, s. r. o...... 21 ANGERMEIER ENGINEERS, s.r.o. Tunel Vepfiek – první tunel âesk˘ch drah v novém tisíciletí POHL cz, a.s. SLOVENSKÉ TUNELY, a.s. Pilovská 216 GEOCONSULT, s.r.o. Furmanská 8, Ing. Jifií Wohlmuth, âeské dráhy, s. o., DDC, o. z., stavební správa Praha ...... 26 NádraÏní 25 ¤ízení odezvy horniny – milníky do roku 1970 (dokonãení) 190 16 Praha 9 DrieÀová 27 841 03 Bratislava 252 63 Roztoky u Prahy 826 56 Bratislava Prof. Kalmán Kovári, Swiss Federal Institute of Technology, Curych, ·v˘carsko . . . . . 30 AQUATIS, a.s. KfiíÏení tunelÛ Mrázovka s kanalizaãním sbûraãem P v oblasti jiÏního portálu Botanická 56 PÚDIS, a.s. SOLHYDRO, spol. s r.o. Franti‰ek Trázník, Ing. Milo‰ Hrdliãka, Ing. Karel Karmazín, INSET, s. r. o...... 35 Nad vodovodem 2/169 GEOFOS, s.r.o. Tramvajová traÈ Hluboãepy – Barrandov, zakládání estakády pfies RÛÏiãkovu rokli 656 32 Brno Mlynské nivy 61 100 00 Praha 10 Veºk˘ diel 3323 Ing. Jifií Straka, NOVÁK a PARTNER, s. r. o., inÏen˘rská projektová kanceláfi 010 08 Îilina P.O.BOX 31 CARBOTECH-BOHEMIA, s.r.o. Ing. Petr Miãunek, ÎS Brno, a. s...... 40 SATRA, s.r.o. 820 06 Bratislava Ze svûta podzemních staveb ...... 44 Lihovarská 10 Podhofií 2879 GEOSTATIK, spol. s r.o. Technické zajímavosti ...... 46 716 03 Ostrava-Radvanice 276 01 Mûlník Bytãická 32 STAVEBNÁ FAKULTA STU Zprávy z tuneláfisk˘ch konferencí ...... 48 Zpravodajství âeského tuneláfiského komitétu ITA/AITES ...... 54 âERMÁK A HRACHOVEC, s.r.o. P.O.BOX B 138 Katedra geotechniky SG GEOTECHNIKA, a.s. 010 29 Îilina Radlinského 11 Informace ...... 56 Smíchovská 31 Geologická 4 155 00 Praha 5 - ¤eporyje 813 68 Bratislava 150 00 Praha 5 GEOTECHNIK, spol. s r.o. REDAKâNÍ RADA Pfiedseda: Ing. Petr Vozarik - METROSTAV, a.s. ELTODO EG, a.s. SOLETANCHE âR, s.r.o. Spi‰ská Nová Ves TECHNICKÁ UNIVERZITA V KO·ICIACH Prof. Ing. Jifií Barták, DrSc. - âVUT Praha Novodvorská 1010/14 K Botiãi 6 Katedra dob˘vania loÏísk Ing. Igor Fryã - POHL, a.s. 142 00 Praha 4 101 00 Praha 10 HORNONITRIANSKE BANE a geotechniky Ing. Milan Krejcar - INSET, s.r.o. PRIEVIDZA, a.s. Letná 9 ENENRGIE KLADNO, a.s. Ing. Josef Kutil - INÎEN¯RING DOPRAVNÍCH STAVEB, a.s. âVUT STAVEBNÍ FAKULTA ul. Matice Slovenskej 10 042 00 Ko‰ice Va‰íãkova 3081 Thákurova 7 971 71 Prievidza Ing. Libor Mafiík - ILF CONSULTING ENGINEERS, s.r.o. 272 04 Kladno 166 29 Praha 6 Ing. Miloslav Novotn˘ - METROSTAV, a.s. TERRAPROJEKT, a.s. Ing. Pavel Polák - METROSTAV, a.s. HYDROSTAV, a.s. Podunajská 24 EREBOS, s.r.o. VUT STAVEBNÍ FAKULTA Miletiãova 21 Doc, Ing. Pavel Pfiibyl, CSc. - ELTODO EG, a.s. Malé SvatoÀovice 249 Vevefií 95 820 06 Bratislava 821 06 Bratislava Ing. Georgij Romancov, CSc. - METROPROJEKT Praha, a.s. 542 34 662 37 Brno Doc. Ing. Alexandr Rozsypal, CSc. - SG-GEOTECHNIKA, a.s. URANPRES, s.r.o. Ing. Stanislav Sikora - VOKD, a.s. SUBTERRA, a.s. HYDROTUNEL, s.r.o. GEOTEC GS, a.s. FraÀa Kráºa 2 Doc. Ing. Richard ·Àupárek, CSc. - Ústav geoniky AV âR Chmelová 2920/6 Bezová 1658 Mojmírova 14 P.O.BOX 16 052 80 Spi‰ská Nová Ves Ing. Václav Torner - AQUATIS, a.s. 106 00 Praha 6 147 14 Praha 4 927 01 Bojnice Ing. Miroslav Uhlík - SUBTERRA, a.s. GEOTEST BRNO, a.s. SUDOP, a.s. ÚSTAV GEOTECHNIKY SAV âTuK ITA/AITES: Ing. Karel Matzner STA ITA/AITES: Ing. Miloslav Frankovsk˘ - TERRAPROJEKT, a.s. ·mahova 112 Ol‰anská 1a CHÉMIA-SERVIS, s.r.o. Watsonova 45 Ing. Peter Dinga - GEOCONSULT, s.r.o. 659 01 Brno 130 80 Praha 3 Zadunajská 10 043 53 Ko‰ice 851 01 Bratislava Ing. Ondrej Vida - BANSKÉ STAVBY, a.s. TUBES, s.r.o. ILF CONSULTING ENGINEERS, s.r.o. VAHOSTAV - TUNELY A ·PECIÁLNE Lond˘nská 29 Jirsíkova 5 INCO BANSKÉ PROJEKTY, s.r.o. VYDAVATEL 123 00 Praha 2 ZAKLADANIA, a.s. 186 00 Praha 8 Miletiãova 23 Borská 6 âesk˘ tuneláfisk˘ komitét a Slovenská tunelárská asociácia ITA/AITES 821 09 Bratislava pro vlastní potfiebu INGSTAV, a. s. ÚSTAV GEONIKY AV âR 841 04 Bratislava 4 Studentská ul. 1768 Noveská 22 DISTRIBUCE: 708 33 Ostrava-Poruba INFRAPROJEKT, s.r.o. VODOHOSPODÁRSKA V¯STAVBA ‰.p. 709 06 Ostrava - Mariánské Hory Kominárska 4 ãlenské státy ITA/AITES Karloveská 2 VIS, a.s. 832 03 Bratislava ãlenové EC ITA/AITES INGUTIS, s.r.o. Bezová 1658/1 P.O.BOX 45 ãlenské organizace a ãlenové âTuK Tfieboradická 1/1275 147 00 Praha 4 Ing. Ján Fabrick˘ 840 00 Bratislava více neÏ 30 externích odbûratelÛ 182 00 Praha 8 ·PECIÁLNÉ âINNOSTI povinné v˘tisky 35 knihovnám a dal‰ím organizacím VOKD, a.s. Kuklovská 60 VUIS-ZAKLADANIE STAVIEB, spol. s r.o. INSET, s.r.o. âeskobratrská 7 P.O.BOX 20 Stará Vajnorská cesta 16 REDAKCE Novákov˘ch 6 701 40 Ostrava 841 05 Bratislava 832 44 Bratislava Dûlnická 12, 170 04 Praha 7 180 00 Praha 8 tel./fax: 667 93 479 VYSOKÁ ·KOLA BÁ≈SKÁ- INGEO-IGHP, s.r.o. e-mail: [email protected] INÎEN¯RING TU OSTRAVA ZIPP BRATISLAVA, spol. s r.o. Bytãická 16 internet: http://www.ita-aites.cz DOPRAVNÍCH STAVEB, a.s. tfi. 17. listopadu Stará Vajnorská 16, 010 01 Îilina Vedoucí redaktor: Ing. Karel Matzner Na Moráni 3 708 33 Ostrava-Poruba 832 44 Bratislava 128 00 Praha 2 Odborní redaktofii: Ing. Miloslav Novotn˘, Ing. Pavel Polák, KATEDRA GEOTECHNIKY Ing. Jozef Frankovsk˘ ZAKLÁDÁNÍ GROUP, a.s. ZPA K¤IÎÍK, a.s. KANKOL, s.r.o. Stavebnej fakulty ÎU v Îiline Rohansk˘ ostrov Masarykova 10 Nov˘ Jáchymov 48 Komenského 52 Grafická úprava: Petr Mí‰ek 180 00 Praha 8 080 01 Pre‰ov 267 03 Hudlice, okr. Beroun 010 26 Îilina ÎS BRNO, a.s. TISK: GRAFTOP KELLER SPECIÁLNÍ ZAKLÁDÁNÍ, s.r.o. závod MOSAN MAGISTRÁT HL.M. BRATISLAVY ÎELEZNICE SLOVENSKEJ REPUBLIKY K Ry‰ánce 16 Bure‰ova 17 Primaciálne nám. 1 Klemensova 8 147 54 Praha 4 660 02 Brno 814 99 Bratislava 813 61 Bratislava GEODETICKÉ PRÁCE PRO PODZEMNÍ STAVITELSTVÍ • velmi pfiesné konvergenãní mûfiení pro uÏití NRTM • dokumentace ãelby a nevystrojeného líce v˘rubu • pfiesné zji‰Èování nadv˘rubÛ a podv˘rubÛ • kontrola skuteãné plochy ostûní tunelu • zji‰Èování skuteãné tlou‰Èky primárního i sekundárního ostûní • dokumentace stavu ostûní a povrchu v˘rubÛ stávajících tunelÛ

Pro geodetické práce v podzemí je Stavební geologie-Geotechnika, a.s. vybavena automatick˘mi totálními stanicemi Leica TCA, a zejména laserov˘m skenovacím systémem CYRAX 2500 od americké firmy CYRA Technologies, Inc.

Odborné informace, konzultace: Stavební geologie – Geotechnika, a.s., pracovi‰tû inÏen˘rské geodézie Geologická 4, 152 00 Praha 5, tel.: 51 81 93 00, 51 81 62 40, l. 202 fax: 02/ 51 81 85 90, e-mail: [email protected], [email protected] web: www.geotechnika.cz 3 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

VáÏené kolegynû, váÏení kolegové, Dear colleagues, váÏím si té cti, Ïe vás mÛÏeme u pfiíleÏitosti 10. v˘roãí zaloÏení It is a great honour for me to address you on the occasion of the ILF Consulting Engineers v âeské republice oslovit, a to nejen 10th anniversary of the foundation of ILF Consulting Engineers úvodním slovem, ale i fiadou ãlánkÛ tohoto ãísla, které vám in the Czech Republic. In this introduction I would like to pre- pfiibliÏují na‰e konkrétní projekty z poslední doby. sent not only my words here, but also a series of articles desc- OdborníkÛm v oboru podzemních staveb i ãtenáfiÛm tohoto ribing real projects that our office has implemented over the ãasopisu není firma ILF Consulting Engineers neznám˘m last several years. pojmem. Setkávali jsme se, setkáváme se a vûfiím, Ïe se Civil engineers and readers of this magazine know the compa- i nadále budeme setkávat v‰ude tam, kde se dafií posunout ny ILF Consulting Engineers very well. We have met before, and pomysln˘ prapor technického pokroku a kvality dopfiedu a v˘‰. Právû tech- I trust we will meet again in any place where the metaphorical flag of techno- nick˘ pokrok a kvalita spolu s absolutním hájením zájmÛ zákazníka jsou roz- logical development and quality is being raised to a higher level. Especially hodující pilífie, na kter˘ch bylo pfied 35 lety zaloÏeno inÏen˘rské spoleãenství technical progress, quality and absolute protection of client interests are the Lässer Feizlmayr (ILF) jako nezávislé evropské inÏen˘rské kanceláfie. Zmûna dominant bases on which the engineering partnership Lasser Feizlmayr (ILF) as politického uspofiádání Evropy poãátkem devadesát˘ch let minulého století an independent European engineering office was founded 35 years ago. The umoÏnila v ãervnu 1992 zaloÏit nejprve poboãku, pozdûji plnoprávnû posta- change of the political arrangement of Europe at the beginning of the nineties venou kanceláfi ILF Consulting Engineers v Praze, jako ryze ãesk˘ právní sub- enabled us to establish the ILF Consulting Engineers office in Prague in June jekt opírající se o vysoce profesionální technické my‰lení, invenci a erudici 1992. This is a Czech legal entity (not a subsidiary) based on the high professi- ãesk˘ch stavebních inÏen˘rÛ. onal engineering way of thinking, invention and erudition of Czech civil engi- Jak je jiÏ z názvu patrné, nejsme klasick˘m projektov˘m ústavem. Jsme kon- neers. zultaãní kanceláfií poskytující úpln˘ inÏen˘rsk˘ servis sv˘m zákazníkÛm od As indicated even in our company name, we are not only a classical designer zaloÏení zámûru, ideov˘ch studií, studií proveditelnosti pfies pfiedprojekto- office. We are consulting engineers providing full scale of engineering services vou a projekãní pfiípravu aÏ po servis pfii realizaci staveb a jejich uvedení do for our clients starting with the elaboration of building programmes and pilot provozu. ILF - Gruppe dnes pfiedstavuje 4 základní rovnoprávné kanceláfie studies, continuing with feasibility studies, to all kind of planning and design - v Innsbrucku, Mnichovû, Praze a v Curychu s úhrnem 500 inÏen˘rÛ a poboã- documentation, up to services during implementation and operation of pro- kami od USA pfies JiÏní Ameriku, âínu, Afriku, Arábii po státy asijské, Rusko jects. Today ILF Consulting Engineers Group incorporates 4 basically indepen- apod. Vedle tradiãních oborÛ, kter˘m se ILF - Gruppe celosvûtovû vûnuje (coÏ dent offices in Innsbruck, Munich, Prague and Zurich with over 500 engineers, jsou stavby velké dopravní infrastruktury vãetnû rozhodujícího podílu staveb and also branch offices in the U.S.A., South America, Africa, the Far East, the tuneláfisk˘ch a produktovodÛ), je firma ILF Consulting Engineers v âeské Middle East, Russia, etc. Besides the traditional disciplines of civil engineering republice zamûfiena více multidisciplinárnû, tj. od územního plánování pfies that ILF Consulting Engineers Group provides all over the world (structures of stavby vodohospodáfiské, pozemní a GIS. transport infrastructure such as tunnels and pipelines), ILF Consulting Celkem 10 let budovaná a rozvíjená praÏská kanceláfi spolu s poboãkami Engineers in the Czech Republic also focuses on various other disciplines, such v Brnû, Plzni, âesk˘ch Budûjovicích a dcefiinou spoleãností TERRAPROJEKT, a. s., as urban planning, water management structures (water conduits, sewage sys- v Bratislavû disponuje nyní témûfi 200 inÏen˘ry a specialisty a rozhodnû patfií tems, etc.), buildings and GIS. mezi neopominutelné partnery nejen v projektech podzemních a tuneláfi- The Prague office, along with branch offices in Brno, PlzeÀ, âeské Budûjovice sk˘ch staveb. and the affiliated company Terraprojekt in Bratislava, employs 200 engineers V prÛbûhu minul˘ch let jsme postupnû získali nejen „své místo na slunci”, and specialists. It plays an important role in tunnel projects and underground ale ãasem navázali jistû vzájemnû prospû‰nou spolupráci nejen s rozhodují- structures, among other things. cími investory, ale i s vût‰inou „konkurenãních” firem. A právû jim, neboÈ In recent years we have reached a respected position among the consulting dnes jiÏ rozhodnû spoleãnû sdílíme vizi o budoucích perspektivách a rozma- engineers in the Czech Republic. We co-operate with major investors and even chu tuneláfiství v âeské republice, bych chtûl popfiát mnoho úspûchÛ. with most of the “competitors”. To them I would like to wish great success, A úspûch je pro kaÏdého inÏen˘ra dobrá realizovaná stavba, kterou – bez because nowadays we share together a vision of future development of tunnel ohledu na „autorství” – ovûfií aÏ ãas. engineering in the Czech Republic. And the success is - for every engineer – a well-implemented project that shall be verified over the years, even without any respect to the authorship.

Zdaﬁ bÛh/Glück auf/God bless

Dipl.-Ing. Boris Klement jednatel spoleãnosti ILF Consulting Engineers, s. r. o. 4 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

NAVRHOVÁNÍ MIKROPILOTOV¯CH DE·TNÍKÒ

DESIGN OF TUBE UMBRELLAS DIPL. Ing. Dr. TECHN. MAX JOHN, DIPL. Ing. BRUNO MATTLE ILF CONSULTING ENGINEERS

ÚVOD ABSTRACT

Ke stále ãastûj‰ímu nasazení mikropilotov˘ch de‰tníkÛ k zaji‰tûní stability Forepoling by the use of tube umbrellas is increasingly applied since stan- klenby tunelu pfiispívá pouÏití moderních vrtacích strojÛ v podzemním sta- dard drilling equipment can be used to install steel pipes. Tube umbrellas vitelství. Mikropilotové de‰tníky, tvofiené ocelov˘mi trubkami vyplnûn˘mi composed of cement grouted steel pipes are to be considered as ground cementovou zálivkou, musíme chápat jako v˘ztuÏ zeminy a nikoli jako klen- reinforcement and not as an arch around the excavation because by grout- bu kolem v˘rubu, a to i v pfiípadû, kdy jsou mikropiloty zainjektovány, neboÈ ing the steel pipes – even if they are equipped with valves - the grout will not injektáÏí smûs neproniká do zeminy v dostateãném rozsahu. De‰tníky z mik- intrude into the ground. Tube umbrellas assist to achieve stability in the ropilot pomáhají zv˘‰it stabilitu nezaji‰tûné oblasti v˘rubu podéln˘m roz- nesením zatíÏení pfied ãelbu tunelu a do jiÏ vybudovaného ostûní. âlánek unsupported area and at the tunnel face by bridging loads ahead of the face objasÀuje postup statického návrhu mikropilot. in longitudinal direction. PROVÁDùNÍ MIKROPILOT DESCRIPTION OF GROUTED STEEL PIPES

Mikropiloty jak s ventily, tak bez nich, se osazují do vrtÛ v prÛbûhu vrtání Grouted steel pipes with or without valves are installed during borehole z ãelby tunelu. Pro mikropiloty se pouÏívají ocelové trubky o prÛmûru od 60 drilling ahead of the tunnel face. Steel pipes with a diameter ranging do 200 mm. Speciální kombinace vrtného nástroje a sestavy hrotu, která between 60 and 200 mm are employed. A special combination of drilling tool byla poprvé pouÏita pﬁed více neÏ 10 lety [1], dovoluje pouÏít standardní and bit arrangement, which was first employed more than 10 years ago [1], vrtné soupravy, viz obr. 1. Podobné technologie vyvinuly níÏe uvedené spo- allows the use of standard drilling rigs, see Figure 1. The following compa- leãnosti (Poznámka: seznam nemusí b˘t úpln˘). nies have developed similar technique (note: the list may not be complete):

• ALWAG-TECHNO: AT-Hüllrohrsystem • ALWAG-TECHNO: AT-Hüllrohrsystem • ROTEX 0Y: Symmetrix system • ROTEX 0Y: Symmetrix system • ATLAS COPCO: BOODEX method with ODEX drilling • ATLAS COPCO : BOODEX method with ODEX drilling • KELLER Grundbau: MESI-Rohrschirm • KELLER Grundbau: MESI-Rohrschirm Následující popis vychází ze systému „AT-Hüllrohrsystem”, viz obr. 2. Stfiedov˘ hrot (1) vrtného nástroje (4) pfiedstavuje první prvek systému, ke The following description is based on the “AT-Hüllrohrsystem”, see Figure 2. kterému je pfiivafiena patka (3). Patku a s ní i celou trubka (6) tlaãí vrtn˘ nástroj vpfied, aniÏ by se trubka otáãela. Díky tomu je potfieba ménû energie neÏ pfii pouÏití vrtné trubky. Vnû stfiedového hrotu umístûn˘ prstencov˘ vrták (2) zvût‰uje prÛmûr vrtu tak, aby bylo umoÏnûno souãasné zatahování The central bit (1) of the drilling tool (4) is introduced as the first pipe ele- v˘paÏnicov˘ch trubek. K napojování trubek o obvyklé délce 3 m a tlou‰Èce ment of the system, to which a shoe is welded (3). This shoe and with it the stûny od 5,0 do 12,5 mm slouÏí závitové spoje. Po dosaÏení poÏadované whole pipe (6) is pushed forward by the drilling tool without any pipe rota- hloubky vrtu se vrtn˘ nástroj, kter˘ se bûhem vrtání otáãí doleva, povytáh- tion. As a result less energy is required than would be the case with a drill ne tak, aby se prstencov˘ vrták dotkl patky paÏnice, a pak se otoãí doprava. pipe. Outside the central bit, a ring bit (2) is placed which increases the hole Tím se prstenec sesmekne ze stfiedového hrotu a vrtn˘ nástroj se mÛÏe to a diameter, which is large enough for the following pipes. The pipes, vytáhnout (prstencov˘ vrták zÛstává „ztracen” ve vrtu). which usually have a length of 3 m and a wall thickness of 5.0 to 12.5 mm, Po vytaÏení vrtného nástroje se mikropiloty zainjektují cementovou suspen- are screwed together. Once the defined borehole depth has been reached, zí. Voln˘ prostor u ústí vrtu mezi ocelovou trubkou a stûnou vrtu se pûnou the drilling tool which normally rotates to the left is drawn back until the ring utûsní tak, aby bylo moÏné dostateãnû zv˘‰it tlak pfii injektování. InjektáÏ probíhá z konce trubky a pfies ventily uzavfiené na poãátku plastov˘mi uzá- bit comes into contact with the casing shoe and then rotates to the right. vûry. Thus the ring bit slides from the central bit and the drilling tool can be withdrawn. V˘hodou metody je kromû pouÏití pro vrtání a trhací práce bûÏnû pouÏívané Following the withdrawal of the drilling tools, the steel pipes will be grouted vrtné soupravy i urychlení celého procesu. V závislosti na geologick˘ch with cement suspension at the front end of the tube at the tunnel face. The

Tunel ZpÛsob PrÛﬁez tunelu Délka úseku Délka mikropilot Efektivní Vzdálenost mezi Rozmûry Tunnel ãlenûní v˘rubu Cross section de‰tníku Length of pipes pﬁesah mikropilotami trubek Excavation Umbrella Effective Spacing of pipes Size of pipes metod secttion overlap

Lange Issel h zvût‰en˘ 13.0 m 17.5 m 4.3 m 0.40 m 114.3/6.3 h/b/i enl. Stammham h stál˘ 5.6 m 12.0/9.0 m 5.9 m 0.30 m 88.9/8.0 h/b/i const. Euerwang h zvût‰en˘ 9.0 m 15.0 m 6.7 m 0.30/0.40 m 114.3/6.3 h/b/i enl. Irlahüll v stál˘ 9.0 m 15.0/13.0 m 3.9 m 0.40 m 114.3/6.3 d/s/d const. Legenda: h horizontální ãlenûní v˘rubu Legend: h/b/l heading/bench/invert v vertikální ãlenûní tunelu d/s/d double side drift const. constant enl. enlarged Tab. 1 Hlavní parametry typÛ pouÏit˘ch mikropilotov˘ch de‰tníkÛ Fig. 1 Main features of tube umbrellas arrangements 5 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 podmínkách dosahuje rychlost vrtání 2 m aÏ 3 m za minutu. Tento zpÛsob void between the steel pipe and the borehole is to be sealed by foam to umoÏÀuje realizovat mikropilotov˘ de‰tník tvoﬁen˘ ocelov˘mi trubkami allow a sufficient pressure build-up for the void to be filled from the end of o celkové délce aÏ 600 m za 24 hodin. Nev˘hodou této metody je skuteãnost, the tube and via valves, which are initially closed by plastic caps. Ïe není moÏné kontrolovat kvalitu injektáÏe. Beside the advantage of this method that the standard drilling rig for drill and blast can be used there is a speeding up of the whole process: USPO¤ÁDÁNÍ MIKROPILOTOV¯CH DE·TNÍKÒ Depending on ground conditions the drilling rate amounts to 2 m to 3 m per minute. Grouting can be started parallel to drilling procedures. Therefore it Pﬁi v˘stavbû vysokorychlostních Ïelezniãních tratí Cologne – Rhine/Main is possible to complete a tube umbrella of up to 600 m of steel pipes within a Nürnberg – Ingolstadt v Nûmecku bylo pouÏito mikropilotov˘ch de‰tníkÛ v rÛzn˘ch sestavách v závislosti na rozliãn˘ch geologick˘ch podmínkách. a 24-hour shift. A disadvantage is the inability to check the completeness of grouting. Tab. 1 uvádí hlavní parametry typÛ pouÏit˘ch mikropilotov˘ch de‰tníkÛ, obr. 3 typy schematicky znázorÀuje. LAYOUT OF TUBE UMBRELLAS

Pfii v˘bûru typu de‰tníku rozhodují následující hlediska (viz obr. 3). During the construction of the new high-speed railway lines Cologne - PrÛfiez: ProtoÏe vrtné zafiízení vyÏaduje prostor pfiibliÏnû 0,4 m, je nutno Rhine/Main and Nuremberg – Ingolstadt in Germany, tube umbrellas with zvût‰it plochu v˘rubu tak, aby byly mikropiloty osazeny vnû v˘rubu. V opaã- varying arrangements have been applied for a wide range of ground conditions. ném pfiípadû musí b˘t mikropiloty v následujícím zábûru odfiíznuty nebo po In table 1 main features of the various arrangements are listed. They are zainjektování odstranûny. schematically shown in Figure 3. âlenûní v˘rubu: V pfiípadû vertikálního ãlenûní v˘rubu je nepraktické zvût- ‰ovat prÛfiez ãelby. The following aspects govern the choice of arrangements (refer to Figure 3): Délka ocelov˘ch trubek: Z praktick˘ch dÛvodÛ (vrtatelnost, odchylky nejmé- Cross section: Due to the fact that the drilling equipment requires approxi- nû 2 %) by délka ocelov˘ch trubek nemûla pfiekroãit 18 m. mately 0.4 m of space, the cross-section has to be enlarged in order to install Délka de‰tníku: Délka de‰tníku závisí na následujících faktorech: the steel tubes outside the excavation. Without this enlargement of the • poÏadovaná délka paÏení na konci kaÏdého zábûru • poÏadovaná efektivní délka pfiesahu cross-section, the steel tubes have to be cut off during excavation or decou- • pfiípadn˘ poÏadavek na dvû fiady trubek pled after grouting. PrÛzkum fiady lokálních zhroucení proveden˘ W. Möhrkem [2] odhalil Excavation method: In case two side drifts are driven it is impractical to následující mechanismy poru‰ení: increase the cross-section of the heading. • Ve vût‰inû pfiípadÛ (87 %) do‰lo k poru‰ení stfiední ãásti ãelby, aãkoliv byla Length of steel pipes: For practical reasons (drillability, deviations of at least zpevnûna sklolaminátov˘mi kotvami. Ztrátu stability zpÛsobilo vertikální 2 %) the length of steel pipes shall be limited to 18 m. zatíÏení pfienesené do zeminy ocelov˘mi trubkami a horizontální stlaãení Length of umbrella: The length of the umbrella is governed by the following zeminy mezi kotvami v ãelbû. K poruchám do‰lo vût‰inou v dobû, kdy byly factors: v˘kopové práce pfieru‰eny pracemi spojen˘mi s osazováním mikropilot. • required length of forepoling at the end of each advance section • V nûkter˘ch pfiípadech spadla pouze malá ãást ãelby pod mikropilotami, • required effective length of overlap aniÏ by se porucha za nû roz‰ífiila. • possible requirement of two rows of tubes at each location • V nûkolika málo pfiípadech do‰lo k poru‰e mezi ocelov˘mi trubkami z dÛvodu jejich pfiíli‰ velkého rozestupu. An investigation of a number of local collapses conducted by W. Möhrke [2] K poruchám do‰lo hlavnû u mezilehl˘ch jílovito-prachovit˘ch vrstev nebo indicated the following failure mechanism: vrstev mylonitÛ anebo písãit˘ch vrstev. Ke vzniku mnoha zkouman˘ch • In most cases (87 %) the core at the face failed although stabilised by glass- lokálních poruch pfiispûl men‰í prÛsak vody navzdory systematickému odvodnûní pomocí studní. fibre bolts due to vertical loads being transferred to the ground by the steel tubes and due to horizontal squeezing of the ground between the face Následující body, které je vhodné pfii návrhu zohlednit, vycházejí z provede- bolts. Failures mainly occurred while the excavation process was interrupt n˘ch ‰etfiení: ed for the installation of steel tubes. • Na konci kaÏdého úseku de‰tníku musí paÏení z ocelov˘ch trubek pfiesa- • In some cases a small portion of the face underneath the tubes failed with hovat ãelbu nejménû tak, aby pokrylo povrch pfiípadné poruchy pfii úhlu out this failure extending beyond the tubes. 45°, viz obr. 4, 5. • In a few cases failure occurred between the steel tubes due to insufficient • Pokud se oãekává v˘skyt ãoãek písku nebo ‰tûrku, je tfieba instalovat dvû spacing. fiady trubek, viz obr. 4. Failures have mainly been triggered by clayey-silty interlayers or layers of • V pfiípadû roz‰ífieného prÛfiezu musí b˘t zaji‰tûno dostateãnû únosné pode- mylonites and/or sandy layers. A minor water ingress, despite systematic pfiení koncÛ mikropilot zvlá‰tní v˘ztuÏí viz detail na obr. 4. dewatering by wells, contributed to many of the local failures observed. • Pfii konstantním prÛfiezu je nutné bûhem prvního zábûru ocelové trubky Lessons learned by these observations result in the following design con- odstranit; v závislosti na lokálních geologick˘ch podmínkách musí b˘t tato siderations: oblast pfiípadnû zaji‰tûna jehlováním, viz obr. 5. • At the end of the umbrella section, forepoling of the steel tubes shall NÁVRH PRVKÒ MIKROPILOTOV¯CH DE·TNÍKÒ extend beyond the face to cover at least a possible failure surface at an angle of 45°, see Figures 4, 5. PoÏadavky na ocelové trubky definuje statick˘ v˘poãet, kter˘ obsahuje prÛ- • If sand or gravel lenses are to be expected, two rows of tubes shall be pro mûr a tlou‰Èku trubek v závislosti na vzdálenosti trubek, délce zábûru a para- vided at each location, see Figure 4. metrech zeminy. Otázkou pfii návrhu mikropilotov˘ch de‰tníkÛ zÛstává • A sufficient bearing of the steel tubes shall be provided at the beginning of volba statického modelu a urãení pfiedpokládaného zatíÏení, které pÛsobí na the enlarged section by separate reinforcement, see detail in Figure 4. trubky. Pro tento úãel byl na základû v˘poãtÛ metodou koneãn˘ch prvkÛ • Adopting a constant cross-section requires the removal of steel tubes dur vyvinut jednoduch˘ a pfiitom realistick˘ model. ing the first rounds of advance; this area is further to be supported by steel Anagnostou [1] popisuje iteraãní metodu pro statick˘ návrh de‰tníkÛ zalo- spiles depending on the ground conditions locally encountered, see Figure 5. Ïenou na modelu nosníku s jedním koncem vetknut˘m do primárního ostû- ní tunelu a druh˘m koncem pruÏnû uloÏen˘m pfied ãelbou tunelu. ProtoÏe STRUCTURAL DESIGN OF TUBE UMBRELLAS únosnost ãelby tunelu je omezená, uvaÏuje ve v˘poãtech i s únosností ãelby tunelu, která závisí na pevnosti zeminy a kotvách, které ãelbu tunelu zpev- Structural considerations are necessary to define the requirements of the Àují. U pfiíkladu s mal˘m nadloÏím Anagnostou pfiedpokládá zatíÏení mikro- steel tubes. These include the diameter and thickness of pipes based on the pilotového de‰tníku plnou vahou nadloÏí, aby navrÏená tuhá konstrukce distance of each other regarding the advance length as well as on the ground omezila sedání povrchu. parameters. Questions in the design of tube umbrellas arise in choosing the

Obr. 1 Vrtací vÛz pouÏívan˘ pro osazování mikropilot Obr. 2 Schéma vrtného nástroje Fig. 1 Drilling rig used for installation of grounted steel pipes Fig. 2 Configuration of drilling tool for steel pipe instalation 6 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

K urãení zatíÏení pÛsobícího na injektáÏní de‰tník navrhuje Möhrke [2] pou- structural model and in assuming the load acting on the tubes. On the basis Ïít teorii sila. Za tohoto pfiedpokladu závisí zatíÏení jak na geometrick˘ch of axial symmetric finite element calculations a simple but realistic model is parametrech, jako je ‰ífika tunelu, délka zábûru a v˘‰ka nadloÏí, tak na para- developed for that purpose. metrech zeminy: kohezi, úhlu tfiení a koeficientu horizontálního zemního Anagnostou [1] describes an iterative method for the structural design of tlaku. Möhrke nevyvinul statick˘ model pro návrh trubek a jejich podepfiení. tube umbrellas based on a beam model rigidly supported on the primary tunnel lining and elastically supported ahead of the tunnel face. Since the

Obr. 3 RÛzná schémata mikropilotov˘ch de‰tníkÛ Fig. 3 Various tube umbrella arrangements 7 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

V¯POâETNÍ MODEL support capacity at the tunnel face is limited he also considers the bearing capacity of the tunnel face, which is determined by the strength of the Mikropilotové de‰tníky vût‰inou nevytváfiejí klenbu okolo tunelu pfiená‰ející ground and by rock bolts stabilizing the tunnel face. In the example with lit- zatíÏení jako ostûní, ale pÛsobí v podélném smûru jako nosník, kter˘ pode- tle overburden Anagnostou assumes the full overburden pressure acting on pírá nezaji‰tûnou zeminu bûhem provádûní zábûru. Nosník podepírá na jed- the tube umbrella in order to design a stiff structure to limit surface settle- nom konci ostûní a na druhém konci zemina pfied ãelbou tunelu. ments. Kromû svislého zatíÏení pfiená‰ejí trubky také podélné síly vyvolané defor- Möhrke [2] suggests that the silo theory be used to determine the load act- mací ãelby tunelu. Tato skuteãnost v‰ak není v tomto ãlánku zohlednûna. ing on the tube umbrella. With this assumption the load depends on geo- K vytvofiení jednoduchého modelu pro statick˘ návrh injektáÏních de‰tníkÛ metric parameters like the width of the tunnel, the advance length and the byla pouÏita metoda koneãn˘ch prvkÛ. Vzhledem k tomu, Ïe mikropiloty height of overburden as well as on the ground parameters cohesion, friction pÛsobí pfiedev‰ím v podélném smûru, musí i zvolen˘ model konstrukce angle and the horizontal earth pressure coefficient. He does not develop tunelu tuto skuteãnost zohledÀovat. Pro zjednodu‰ení byl zvolen osovû a structural model for the design of the tubes and their support. symetrick˘ model, kter˘ s dostateãnou pfiesností vystihuje chování mikropi- The aim of this paper is to give an easy access to the structural design of the lotov˘ch de‰tníkÛ. tubes. Po iniciování primárního stavu napjatosti modelu se instalují ocelové trubky a zemní kotvy zaji‰Èující ãelbu. V dal‰ích krocích se modeluje postup v˘stavby tunelu: MODEL OF ANALYSIS 1) odtûÏení horniny; 2) vybudování ostûní tunelu ze stfiíkaného betonu, které je úãinné ve vzdá- Tube umbrellas usually do not form a closed ring around the tunnel to carry lenosti jedné délky zábûru za ãelbou (viz obr. 6). ground load like the tunnel lining but act as beam bridging the unsupported ground during the advance. They are supported on one side by the tunnel Parametry zeminy: lining and on the other side by the ground ahead of the tunnel face. E = 200 MN/m2, υ = 0.35, c = 20 kN/m2, ϕ = 30°, γ = 21 kN/m3 In addition to the beam effect the tubes transfer forces longitudinally result- Geometrické rozmûry: ing from deformations of the tunnel face thus relieving the tunnel face. This PrÛmûr tunelu: 14 m, nadloÏí: 15 m, délka zábûru: 1 m is not considered in this paper. To develop a simple model for the structural Stfiíkan˘ beton design of tube umbrellas numerical investigations are carried out using the Tlou‰Èka: 25 cm, YoungÛv modul pruÏnosti: 7500 MN/m2 Finite Element Method. Since the tubes mainly act as longitudinal elements Zaji‰tûní ãelby the construction of the tunnel has to be modeled longitudinally. As a simpli- Zemní kotvy 20 ∅ 25 mm, ocel fication, which is sufficiently accurate for the study of the behavior of the De‰tník z mikropilot tube umbrella, an axisymmetric model is chosen. Trubky 88,9 mm, tlou‰Èka 8 mm, v osové vzdálenosti 350 mm ∅ After applying the primary state of stress in the model the steel tubes and V¯SLEDKY ANAL¯ZY rock bolts for face support are installed. At the next step the tunnel is advanced step by step with the shotcrete lining being active one advance NejdÛleÏitûj‰í v˘sledky studie pfiedstavují deformace a ohybové momenty length behind the face (refer to Figure 6). trubek. Deformace v urãitém bodû se zaãnou tvofiit je‰tû pfied tím, neÏ k tomuto bodu dorazí raÏba. Knejvût‰ímu nárÛstu deformací do‰lo v neza- Calculations have been carried out using typical ground parameters from ji‰tûné oblasti. Schéma na obr. 7 ukazuje deformovan˘ tvar trubek po pro- cases in which tube umbrellas have been used. The results did not vary in vedení zábûru v bodech odpovídajících vzdálenosti 8 m, 9 m a 10 m. a wide range. The results given in the paper are based on the parameters Obrázek je doplnûn˘ o náãrtek, kter˘ objasÀuje situaci po provedení zábûru indicated in below. ve vzdálenosti 8 m a definuje volnou délku. Ground parameters: Ohybové momenty (obr. 8) ukazují typick˘ tvar pruÏnû podepfieného nosní- E = 200 MN/m2, ν = 0.35, c = 20 kN/m2, ϕ = 30°, γ = 21 kN/m3 ku s mal˘mi kladn˘mi i záporn˘mi hodnotami v blízkosti koncÛ trubek a vel- Geometry: k˘mi hodnotami blízko nezaji‰tûné oblasti. Vzhledem k rozloÏení ohybov˘ch tunnel diameter: 14 m, overburden: 15 m, advance length: 1 m momentÛ v obr. 8 s maximem v rámci volné délky a minimem za ãelbou Shotcrete tunelu se nabízí pouÏít statick˘ model tvofien˘ náhradním nosníkem kloubo-

Obr. 4 Roz‰ífien˘ prÛfiez upraven˘ pro pouÏití mikropilotového de‰tníku Fig. 4 Enlarged cross - section adapted to the instalation of the steel pipes 8 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 vû uloÏen˘m na jednom konci a vetknut˘m na konci druhém. Délku náhrad- Thickness: 25 cm, Young’s modulus: 7500 MN/m2 ního nosníku lze volit rovnu 1,5 násobku nepodepfiené délky. Face support rock bolts 20 ∅ 25 mm, steel V˘sledky spoãtené na náhradním nosníku uvedeném na obr. 9 se velmi blíÏí Tube umbrella ohybov˘m momentÛm vypoãítan˘m pomocí metody koneãn˘ch prvkÛ (viz ∅ 88.9 mm, thickness 8 mm, distance 350 mm obr. 8). ZatíÏení mikropilotov˘ch de‰tníkÛ tvofií pfiedev‰ím tíha zeminy na volné RESULTS OF ANALYSES délce a reakce zeminy pfied ãelbou tunelu. ZatíÏení/reakce se urãí pomocí diferenciální rovnice teorie nosníku: The most important results of the study are the deformations and the bending moments of the tubes. The deformations at a specific point of the tubes start before the excavation reaches that point. The highest gradient of the deformations is calculated in the unsupported area. The diagram in Figure 7 Bylo zji‰tûno, Ïe zatíÏení zeminou p1 vypoãítané pomocí metody koneãn˘ch prvkÛ se pfiibliÏnû shoduje se vzorcem, kter˘ sestavil Terzaghi pro teorii sila. shows the deformed shape of the tubes after the advance of 8 m, 9 m and 10 Doporuãuje se aplikovat toto zatíÏení na rozpûtí trubky (1,5 nepodepfiené m. The additional sketch in the figure explains the situation after 8 m of délky). ZatíÏení p1 se urãí pomocí následujícího vzorce: advance and defines the unsupported length. Legenda: Bending moments (Figure 8) show the typical shape of an elastically supported beam with small positive and negative values near the end of the tubes and high values close to the unsupported area. The distribution of the bending moments in Figure 8 with a maximum within the unsupported γ mûrná hmotnost zeminy length and a minimum behind the tunnel face suggests to use a structural c koheze model consisting of a beam with a rotational degree of freedom on one side Rm stfiední polomûr sila, vypoãítan˘ za pfiedpokladu, Ïe silo je elipsou and fully constrained support on the other side. The span should be chosen o men‰ím prÛmûru, kter˘ je roven rozpûtí s (viz obr. 9), . as 1.5 times the unsupported length. a vût‰ím prÛmûru shodn˘m s ‰ífikou w tunelu: Rm = 0.5 λ koeficient horizontálního tlaku, kter˘ se urãí ze vzorce λ = 1 – sin ϕ ϕ úhel vnitfiního tfiení zeminy The simplified model shown in Figure 9 results in good approximation of the H v˘‰ka nadloÏí bending moments analyzed with the finite element model (refer to Figure 8).

Obr. 5 Ochrann˘ de‰tník z mikropilot pﬁi konstantním prÛﬁezu The loading of the tube umbrella mainly consists of gravitational ground Fig. 5 Tube umrella with constant cross-section loads at the unsupported length and of ground reaction in front of the tunnel face. The loads/reactions are derived using the differential equation of the beam theory:

It has been found that the ground load p1 calculated using the Finite Element Model is in good agreement with the formula developed by Terzaghi for the silo theory. It is suggested that this load is applied over the span (1.5 unsupported length) of the pipe. The load p1 is derived using following formula:

Legend: γ specific weight of ground c cohesion Rm mean radius of the silo, which should be calculated assuming the silo as an ellipse with the small diameter equal to the span s (refer to Fig. 9) and the large diameter being the width w of the tun Obr. 6 Model pro v˘poãet MKP Fig. 6 Finite Element Model 9 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 p zatíÏení na povrchu terénu nel: Rm = 0.5 Pomocí modelu uvedeného na obr. 9 lze trubky navrhovat podle jednotli- λ horizontal pressure coefficient, which can be assumed as λ = 1 – sin ϕ v˘ch norem pro navrhování ocelov˘ch konstrukcí (napfi. DIN 18800, EC 3). ϕ friction angle Navíc je nutné poãítat s tím, Ïe tlak reakcí p2 pfiedstavuje dal‰í zatíÏení pfied H overburden ãelbou. K prokázání stability ãelby se doporuãuje pouÏít teorii posunÛ blokÛ. p load on ground surface V˘poãty metodou koneãn˘ch prvkÛ ukázaly, Ïe k stanovení tlaku p2 lze roz- Using the model in Figure 9, the pipes can be designed according to the indi- loÏit reakci B na délku s. vidual codes for steel design (eg. DIN 18800, EC 3). ZKU·ENOSTI Z POUÎITÍ V PRAXI In addition it has to be considered that the reaction pressure p2 applies additional load ahead of the face. It is proposed to use the simple block sliding Obecnû theory in order to prove stability. The Finite Element Calculations have shown that the reaction force B can be distributed over a length of 1.0 s to Pokud budeme uvaÏovat s pfiesností vrtání ± 2 %, musíme v pfiípadû trubky derive the pressure p2. o délce 15 m brát v úvahu odchylku 0,3 m. JestliÏe bude vzdálenost mezi trubkami men‰í neÏ 0,4 m, nesmí délka trubek pfiesáhnout 15 m. MÛÏe se EXPERIENCES stát, Ïe nebude moÏné dokonãit v‰echny trubky, protoÏe nûkteré narazí na tvrd˘ kámen nebo jinou pfiekáÏku. Chybûjící ocelové trubky se musí bûhem General v˘rubu nahradit samozavrtávacími ocelov˘mi jehlami. Doposud nebyly zaznamenány Ïádné potíÏe pfii vrtání, aãkoli injektáÏní de‰t- Considering an accuracy of ± 2 % means that with a pipe length of 15 m, níky byly pouÏity v mnoha rÛzn˘ch zeminách. Bûhem vrtání nebylo pozoro- a deviation of 0.3 m is to be taken into account. For a pipe spacing of less váno vyplavování jemn˘ch ãástic zeminy technologickou vodou (40 ls-1) than 0.4 m, the pipe length shall thus be limited to 15 m. In several cases not pouÏívanou pfii vrtání. all pipes of the tube umbrella could be finalised, as hard boulders or other Na nûkolika stavbách se uskuteãnily rozsáhlé testy, zamûfiené na optimali- obstacles were hit. Missing steel pipes shall, during excavation, be replaced zaci injektáÏního postupu. Bylo zji‰tûno, Ïe zlep‰ení nelze dosáhnout ani za by selfdrilling steel spiles. cenu pouÏití dvojit˘ch obturátorÛ. Pfiíãiny jsou následující: • mezikruÏí mezi ocelovou trubkou a zeminou dosahuje pouze nûkolika mili- Difficulties in the drilling process have not been experienced although tube metrÛ nebo mÛÏe b˘t zcela uzavfieno stlaãenou zeminou; umbrellas have been installed at a large variety of soils. During drilling, rins- • ventily se nemusí dostateãnû otevfiít; ing of fine materials by flushing water (40 l/min) was not observed due to the • ventily nejsou samoãinnû uzavírací a zálivka proniká na nejsnáze dostup- water being removed within the pipe. ná místa; Extensive tests have been carried out at several sites to optimise the grout- • dvojité obturátory lze jen obtíÏnû utûsnit v potrubích vût‰ích prÛmûrÛ. ing procedure. It was found that ground improvement cannot be achieved even if applying double packers. The reason for this being that: Pro dosaÏení dokonalého zainjektování prostoru mezi trubkou a zeminou • the annulus between steel pipe and ground only amounts to a few i trubky samotné je nutné dodrÏet následující postup: millimetres which may even be closed in squeezing ground, • obecnû se doporuãuje pouÏít cementobentonitovou suspenzi s vodním • the valves may not open sufficiently, souãinitelem (pomûrem voda:cement) od 0,5 do 0,8; • the valves are not self-closing, resulting in the grout taking shortcuts, • ventily uzavfiené PVC uzávûry by mûly b˘t v ocelov˘ch trubkách rozmístûny • the double packer is difficult to be fixed in large-diameter pipes. ve vzdálenostech od 0,5 do 1,0 m; For a complete grouting of the annulus and the steel pipe, the following pro- • injektáÏ by mûla b˘t provedena speciální pumpou se zapisováním tlaku cedures shall be followed: a mnoÏstvím pouÏité smûsi pro kontrolu procesu injektování. • the use of a cement-bentonite suspension is generally to be preferred PouÏití mikropilotov˘ch de‰tníkÛ je témûfi povinné v pfiípadech, kdy tunel applying a water-cement-ratio of 0.5 to 0.8, vede pod budovami nebo dálnicemi, z dÛvodu omezení deformací a násled- • valves closed with PVC caps shall at distances of 0.5 to 1.0 m be introduced ného po‰kození konstrukcí nacházejících se v oblasti ovlivnûné tunelová- into the steel pipes, ním. Proto se ochranné de‰tníky z mikropilot pouÏívají v mnoha rÛzn˘ch • grouting shall be accomplished by special pumps including a pressure and geologick˘ch podmínkách, viz tab. 2. quantity recorder to control the filling process.

Tunel Lange Issel Application of the tube umbrellas is almost compulsory when passing under V tomto pfiípadû vedl tunel pod dálnicí s nadloÏím od 6 m do 7 m. ZastiÏená buildings or highways for safety reasons to reduce surface settlements. bfiidlice byla nezvûtralá a plochy bfiidliãnatosti vzhledem k ãelbû zapadaly, Therefore they are used at a large variety of ground conditions, see Table 2. coÏ znamenalo stabilní podmínky bez nutnosti zaji‰tûní ãelby kotvami. Podcházení dálnice se monitorovalo rozsáhlou sítí povrchov˘ch mûfiicích Tunnel Lange Issel bodÛ. V˘poãty pfiedpovídaly pfii horizontálním ãlenûní v˘rubu sedání povr- In this case a highway was underpassed at an overburden ranging between chu 28 mm a sedání ve vrcholu kaloty 30 mm. Mûfiením se zjistilo men‰í 6 m and 7 m. The slate encountered was unweathered, and the schistosity sedání, neÏ se pfiedpokládalo ve v˘poãtech.

Tab. 2 Geologické a geotechnické parametry na uveden˘ch staveni‰tích Tab. 2 Geology and geotechnical parameters of referenced sites Tunel Geologické podmínky Koheze MN/m2 Úhel tﬁení Modul pruÏnosti NM/m2 Tunnel Geology Cohesion MN/m2 Angle of Friction E-modulus NM/m2 Lange Issel Zvûtralá bﬁidlice 0,130 25° 80 – 150 Weathered slate Irlahüll Usazeniny skládající se z pisku, prachu a jílu 0,005 32,5° 30 – 50 Desposits consisting of sand, boulders, silt, clay Stammham Usazeniny skládající se z písku, prachu, a jílu 0,005 – 0,020 20 – 30° 20–30 Desposits consisting of sand, silt, clay Euerwang Rozpadl˘ pískovec nad prachovcem 0,005 32,5° 60 Decomposed sandstone above siltstone 0,050 20° 50

Obr. 7 Radiální deformace mikropilot Obr. 8 Ohybové momenty na mikropilotû Fig. 7 Radial Deformation of the steel pipes Fig. 8 Bending Moment of the steel pipes 10 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

Tunel Irlahüll planes inclined towards the face resulted in stable face conditions without Pfii podcházení dálnice, kde nadloÏí tunelu tvofií rÛznorod˘ málo zhutnûn˘ face bolting. The underpassing of the highway was monitored by an exten- násyp dálnice v˘‰ky od 6 do 20 m , vedla snaha o zmen‰ení deformací k ver- sive network of surface measuring points. Calculations resulted in surface tikálnímu ãlenûní v˘rubu. JelikoÏ po proraÏení boãních ‰tol dosahovaly settlements of 28 mm and roof settlements of 30 mm after deformace vût‰ích hodnot, nûÏ se pfiedpokládalo, bylo pro zaji‰tûní kaloty heading/bench/invert excavation. Measurements revealed smaller settle- pouÏito de‰tníku z mikropilot. Tab. 3 uvádí hodnoty pfiedpokládané podle ments than calculated. v˘poãtu (první hodnoty v tabulce) a limitní hodnoty pfiípustného sedání pro dálnice (za lomítkem). Tunnel Irlahüll Tab. 3 Srovnání vypoãten˘ch a mûfien˘ch hodnot sedání povrchu For the underpassing of a highway at an overburden ranging between 6 and 20 m, the double side drift method was chosen to reduce surface settle- Sedání povrchu Vypoãtené Mûfiené Pomûr ments. Due to heterogeneous ground conditions within the slope deposits RaÏení zleva 16/22 mm 25 mm 1,6/1,1 and poor compaction of the highway embankment, higher deformations RaÏení zprava 30/41 mm 41 mm 1,4/1,0 than expected were observed during the driving of the side drifts. As Vyhlouben˘ stfied 58/80 mm 86 mm 1,5/1,1 a result, tube umbrellas were implemented for heading excavation. The values expected based on calculation (1st number in the table) and the allowable settlement limit values for the highway (2nd number in the table) are Tunel Stammham given in Table 2. Díky ostrému úhlu mezi osou tunelu a dálnicí pfiesahovala délka podcháze- ní dálnice 200 m pfii v˘‰ce nadloÏí od 6 m do 10 m. Velmi rÛznorodé geolo- Table 3 Comparsion of calculated and masured surface settlements gické podmínky tvofiily dobfie zhutnûné usazeniny. Rozru‰en˘, zvûtral˘ a zkrasovatûl˘ vápenec, vyskytující se mezi dnem a kalotou ãelby, vyÏadoval Surface Settlements Calculated Measured Ratio v nûkter˘ch místech pfii dnû v˘rubu pouÏití trhacích prácí. Balvany nacháze- Left side drift 16/22 mm 25 mm 1,6/1,1 jící se v usazeninách omezily sedání povrchu bûhem raÏby na hodnotu 2 – 4 Right side drift 30/41 mm 41 mm 1,4/1,0 mm a deformace kaloty dosahovaly 6 – 8 mm. Právû ve stfiedu podcházené Core excavated 58/80 mm 86 mm 1,5/1,1 dálnice se pfii doãi‰Èování z ãelby vylomil balvan (2,0 x 1,0 x 0,6 m), kter˘ blokoval ãoãky písku nasycené vodou a jejich následné uvolnûní. V dÛsled- ku tohoto fietûzce událostí vznikla dutina o objemu 18 m3. ·ífiení dutiny Stammham Due to the acute angle of the tunnel axis in relation to the highway, the underpassing extended over a length of more than 200 m at an overburden of 6 m to 10 m. Ground conditions were highly heterogeneous with well compacted soil deposits. Fractured and weathered karstic limestone varied between the base of the heading and the roof in some places necessitating blasting at the footings of the heading. Stiffening elements such as boulders which were embedded in the deposits limited the surface settlements during heading excavation to as low a value as 2 – 4 mm and to roof settlements in the range of 6 – 8 mm. Right at the centre of the highway underpassing, a boulder (2-0 x 1-0 x 0-6 m) broke out of the face during scaling. This boulder had blocked a water saturated sand lens, which was released at the moment the boulder fell down. As a result of this chain of events, a cavity of 18 m3 was formed, the development of which could be stopped by shotcreting up to the overlying steel pipes of the previously applied tube umbrella, Obr. 9 Model náhradního nosníku see Figure 12. The immediate initiation of restoration works restricted the Fig. 9 Simpified Structural Model interruption of the highway traffic to one lane and a strengthening of the lin- ZatíÏení mikropilot Load acting on pipes

Obr. 10 ZatíÏení mikropilot zemním tlakem Obr. 11 Posouzení stability ãelby Fig. 10 Ground pressure acting on the steel pipes Fig. 11 Stability analysis of the support

Obr. 12 Lokální poru‰ení a záchranná opatfiení na tunelu Stammham Fig. 12 Local collapse and restoration measures at the Stammham tunnel 11 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 zastavilo pouÏití stfiíkaného betonu provedeného aÏ k ocelov˘m trubkám ing allowed the break-through to be executed at the very location of the pfiedem realizovaného mikropilotového de‰tníku (viz obr. 12). OkamÏité restored collapse area. zapoãetí zaji‰Èovacích prací umoÏnilo obnovení provozu na dálnici alespoÀ v jednom pruhu. Obnovení prací pfieru‰en˘ch v souvislosti se závalem Tunnel Euerwang a jeho zmáháním umoÏnilo zesílení ostûní. At the northern entrance of the Tunnel Euerwang a completely decomposed sandstone was encountered above the base of the heading. In this area fore- Tunel Euerwang poling using jet grouting was introduced. As soon as the underlying siltstone U severního portálu tunelu Euerwang se nade dnem v˘rubu narazilo na elevated up to the roof of the tunnel a tube umbrella was introduced, see zcela rozpadl˘ pískovec. V této oblasti zaji‰Èovala stabilitu nadloÏí trysková injektáÏ provádûná z ãelby tunelu. Jakmile ke kalotû tunelu vystoupil pra- Figure 3. Due to the fact that at the surface of the siltstone water was pene- chovec, kter˘ leÏel pod vrstvami pískovcÛ, zaãalo se zaji‰tûní provádût mik- trating, 25 m long drainage pipes have been installed using the same tech- ropilotov˘mi de‰tníky, viz obr. 3. Vodu z rozhraní tvofieného zvûtral˘m pís- nique as for the grouted steel pipes in order to drain the water at the inter- kovcem a prachovcem odvádûly drenáÏní trubky délky 25 m osazené stej- face of decomposed sandstone and siltstone which varied in height. nou vrtnou technologií jako trubky tvofiící v˘ztuÏné prvky mikropilot. CONCLUSION ZÁVùR Due to economic reasons, tube umbrellas consisting of grouted steel pipes Mikropilotové de‰tníky se z ekonomick˘ch dÛvodÛ pouÏívají stále ãastûji. are increasingly used. Yet in view of the fact that with the grouted steel pipe Vzhledem k tomu, Ïe metodou de‰tníkÛ se nevytváfiejí kolem v˘rubu klenby, method no arch around the excavation will be formed, but the ground will pouze dojde k vyztuÏení zeminy, je nutné volit vzdálenost mezi ocelov˘mi be reinforced, spacing between steel pipes (max. 0.4 m) and overlapping trubkami (max. 0,4 m) a pfiesah s ohledem na nepfiíznivé geologické pod- shall be chosen on the conservative side to allow for adverse ground condi- mínky. Je zfiejmé, Ïe de‰tník vytvofien˘ ze dvou fiad injektovan˘ch ocelov˘ch tions. It is to be recognised that a grouted steel pipe umbrella arranged in trubek podstatnû zv˘‰í bezpeãnost v pfiípadû, kdy zemina není konzistentní. two rows will increase safety considerably in case ground conditions are not Jak jsme prokázali, k bezpeãnému návrhu prvkÛ de‰tníku vedou jednoduché consistent. It has been shown that simple structural considerations result in statické úvahy. a safe design of the tube umbrella. ODKAZY REFERENCES [1] Anagnostou, G.: Standsicherheit im Ortsbrustbereich beim Vortrieb von oberflächennahen Tunneln. Städtischer Tiefbau: Bautechnik und funktio- [1] Anagnostou, G.: Standsicherheit im Ortsbrustbereich beim Vortrieb von nelle Ausschreibung, Internationales Symposium Zürich, März 1999 oberflächennahen Tunneln. Städtischer Tiefbau: Bautechnik und funk- [2] Möhrke, W.: Tunnelvortrieb an der Eisenbahnstrecke Platamon – tionelle Ausschreibung, Internationales Symposium Zürich, März 1999 Leptokaria. Felsbau 17 (1999) Nr. 5 [2] Möhrke, W.: Tunnelvortrieb an der Eisenbahnstrecke Platamon – Leptokaria. [3] Pelizza, S & Barisone, G. & Campo, F. & Corona G. 1989. Felsbau 17 (1999) Nr. 5 Neolithic site kept safe under Italian umbrella, Proceedings of the [3] Pelizza, S & Barisone, G. & Campo, F. & Corona G. 1989. International Congress on progress and Innovation in Tunnelling Neolithic site kept safe under Italian umbrella, Proceedings of the International (Neolitické nalezi‰tû ukryté pod italsk˘m de‰tníkem. Jednání mezinárod- Congress on progress and Innovation in Tunnelling, Toronto Canada ního kongresu pro pokrok a inovaci v tunelování), Toronto, Kanada, záfií 1989. September 1989. [4] Schikora, K. & Eierle, B & Bretz, H. 2000. Technisch-wirtschaftlicher [4] Schikora, K. & Eierle, B & Bretz, H. 2000. Technisch-wirtschaftlicher Vergleich von ausgeführten Rohr- und Spießschirmen am Beispiel des Vergleich von ausgeführten Rohr- und Spießschirmen am Beispiel des Tunnels Farchant, STUVA: Unterirdisches Bauen 2000 – Herausforderungen und Entwicklungspotentiale, Forschung und Praxis, Heft 38. Tunnels Farchant, STUVA: Unterirdisches Bauen 2000 – Herausforderungen und Entwicklungspotentiale, Forschung und Praxis, Heft 38. 12 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

UPLATNùNÍ NRTM P¤I V¯STAVBù METRA V KODANI

THE NATM APPLICATION ON THE COPENHAGEN METRO DIPL. Ing. PAUL BONAPACE, ILF CONSULTING ENGINEERS

V˘stavba metra v Kodani probíhá v první fázi z centra do sousedních mûst- In its first phase, the Copenhagen Metro Project has been implemented from sk˘ch ãástí Frederiksberg a Amager na západû a jihov˘chodû mûsta. the City centre to the Frederiksberg and Amager districts, on the west and south-east side of the city. The line passes across the city centre in the tun- Centrem mûsta prochází trasa v podzemí, posledních 6 km ve ãtvrti Amager nels, with the last 6 km section in the Amager district elevated, using emban- vede nad zemí na náspech a viaduktech. Dva jednokolejné traÈové tunely, kments and viaducts. Individual stations built in open boxes are interconne- dlouhé asi osm km, spojují jednotlivé stanice vybudované v otevfiené sta- cted by two single-track tunnels about 8 km long. The tunnels were driven in limestone, under a 25 m deep cover, by Earth-Pressure-Balance-Machines vební jámû. RaÏba tunelÛ ve vápencích s nadloÏím 25 m probíhá pomocí (EPBMs) not to affect the water table under Copenhagen. Tunnel junctions, zeminov˘ch razicích ‰títÛ, aby nedo‰lo k ovlivnûní hladiny podzemní vody shafts and connecting adits, as well as special-purpose structures as crosso- vers and track connections have been driven by the New Austrian Tunnelling pod Kodaní. Pro tunelová kfiíÏení, ‰achty a propojky a pro zvlá‰tní stavební Method (NATM). The support consists of sprayed concrete and rock bolts, objekty, jako v˘hybny a kolejové spojky byla pouÏita nová rakouská tunelo- intermediate waterproofing membrane installed along the whole circumfe- vací metoda (NRTM). Zaji‰tûní objektÛ tvofií stfiíkan˘ beton a kotvy, defini- rence of the tunnels and cast in-situ concrete final lining. The design-build contract was awarded to an international consortium of tivní ostûní z monolitického betonu a mezilehlá izolace z plastov˘ch pásÛ po companies in the autumn of 1996. The design of the NATM driven sections celém obvodu díla. was developed by ILF Consulting Engineers. The construction works started Projektov˘mi a stavebními pracemi (Design & Build) bylo na podzim roku in the summer of 1997 by sinking two shafts in limestone, 12 m and 20 m in diameter respectively, depth up to 30 m, and two 65 m long Y-junction 1996 povûfieno mezinárodní spoleãenství firem. Projekty ãástí raÏen˘ch caverns. This paper deals with the process of designing and building those NRTM zpracovávala firma ILF Consulting Engineers. V létû 1997 zaãala structures. v˘stavba hloubením dvou ‰achet o prÛmûru 12 m a 20 m ve vápenci do SUMMARY OF STRUCTURES BUILT BY THE NATM hloubky 30 m a dvou kaveren pro kolejová odboãení o délce 65 m. âlánek pojednává o projektování a v˘stavbû tûchto objektÛ. The 8 km long underground section of the Metro comprises 14 structures driven by the NATM. These are six escape shafts with connecting adits, three ventilation shafts, two caverns for Y-junctions with connecting adits, two P¤EHLED STAVEBNÍCH OBJEKTÒ BUDOVAN¯CH NRTM starter tunnels for the EPBMs, and one cavern for an underground crossover. The escape shafts with diameters of 7.6 m are connected to running tunnels via small connecting adits. The excavation of the larger ventilation shafts Podzemní úsek metra délky 8 km obsahuje 14 objektÛ raÏen˘ch pomocí 11.3 m in diameter and larger connection adits had been carried out in NRTM. V první fázi v˘stavby se jedná celkem o ‰est únikov˘ch ‰achet s pro- advance, before the running tunnels excavation. The EPBMs were pulled pojkami, tfii vûtrací ‰achty, dvû kaverny pro kolejové odboãky se spojovací- through the tunnel junction then. The two shafts with a net diameter of 15 m and 20 m respectively, are also utilised for the material supply and mucking mi tunely, dva startovací tunely pro razicí ‰títy a jednu kavernu pro pod- out. The running tunnels pass directly through the shaft space in those zemní kolejovou spojku. cases. Únikové ‰achty o svûtlém prÛmûru 7,6 m napojují na traÈové tunely malé The designed branching of the alignment into a north-west and west-east lines requires construction of two junction chambers. The two caverns nee- propojky. RaÏba vût‰ích ventilaãních ‰achet o svûtlém prÛmûru 11,3 m ded for rail switches have a span of about 14 m. A crossover cavern is neces- a nutn˘ch vût‰ích propojek probíhala v pfiedstihu je‰tû pfied raÏbou traÈo- sary roughly at the midpoint of the underground section of the route for operational reasons. It facilitates the maintenance of the otherwise separated v˘ch tunelÛ. Razicí ‰títy byly pak protaÏeny skrz tunelová kfiíÏení. Dvû ‰achty running tunnels. The 80 m long crossover cavern having a span of about 15 m o svûtlém prÛmûru 15 m a 20 m slouÏí zároveÀ pro naváÏení materiálu pro is situated in the City centre, under historical buildings, and represents razicí ‰títy a odvoz rubaniny. V tûchto pfiípadech vedou oba traÈové tunely a very sensitive construction thanks to this position. The whole alignment lies under the sea level, and the rock cover is 20 – 25 m pfiímo prostorem ‰achty. thick on the average. This requires special measures to maintain the ground- NavrÏené rozvûtvení trasy na severo-jiÏní a západo-v˘chodní vûtev vyÏadu- water table. je vybudovat dva rozplety. Obû kaverny, potfiebné pro umístûní kolejov˘ch GEOLOGY AND HYDROGEOLOGY v˘hybek, mají rozpûtí asi 14 m. Z provozních dÛvodÛ musí b˘t zhruba uprostfied podzemní ãásti trasy umístûna kolejová spojka, která usnadÀuje údrÏbu Copenhagen is located directly at the seashore, with major part of its area jinak oddûlen˘ch traÈov˘ch tunelÛ. Kaverna kolejové spojky délky 80 m lying only 2 – 10 m above the sea level. The city’s sub-base comprises sub- horizontal bands of the Tertiary sediments (see Fig. 1). Man-made fill thick- o svûtlém rozpûtí asi 15 m je situována v centru mûsta pod historick˘mi ness is less than 10 m. The Quaternary glacial sediments follow, 8 to 15 m budovami a pfiedstavuje díky své poloze velmi citliv˘ stavební objekt. thick, alternating with interbeds of clay, sands and gravels from glacier edge. The lowest formation of Copenhagen limestone is crucial for the metro con- Celá trasa probíhá pod hladinou mofie s prÛmûrnou mocností skalního struction. It is divided into upper, middle and lower zones with a combined nadloÏí 20 – 25 m, coÏ vyÏaduje zvlá‰tní opatfiení k udrÏení hladiny podzem- thickness of 35 to 50 m. ní vody. Calcareous sediments are characterised by a large range of their hardness, varying from a very soft “tooth paste” consistency, through diagenetically non-consolidated lime sand to quartzite hardness (flint). The hardness chan- GEOLOGIE A HYDROGEOLOGIE ges within a distance of centimetres or decimetres. The value of filtration coefficient and permeability of the environment grows with the rising degree of the massif weathering. Extremely hard, heavily fractured limestone tables KodaÀ se nachází pfiímo na bfiehu mofie, vût‰ina jejího území leÏí pouze are locally found at the transition of the sub-base to the Quaternary cover, 2 – 10 m nad mofiskou hladinou. PodloÏí mûsta sestává ze subhorizontálních running mostly horizontally. The water table depth varies between 2 and 6 m under the ground level. The lavic terciérních sedimentÛ (obr. 1). Mocnost vrstvy naváÏek nepfiesahuje ground water within the area of interest forms two horizons, the upper one 10 m. Pod nimi následují kvartérní ledovcové sedimenty, prostfiídané polohami in the Quaternary permeable materials (the cover) and the lower one in jílÛ, pískÛ a ‰tûrkÛ z ledovcového okraje o mocnosti 8 aÏ 15 m. Pro v˘stavbu limestones. The degree of the two horizons interference and the value of relevant geological formations permeability represent the basic issues, metra rozhodující nejspodnûj‰í formaci tvofií kodaÀsk˘ vápenec, rozdûlen˘ which had to be assessed before and during the excavation work. Since na svrchní, stfiední a spodní zónu o celkové mocnosti od 35 m aÏ do 50 m. many historic buildings in Copenhagen City centre have been founded on Vápnité sedimenty jsou charakteristické velk˘m rozpûtím tvrdosti, která se timber piles, the tender required such a solution, which would lead to main- taining the existing level of the upper groundwater horizon, preventing the pohybuje od mûkké konzistence „zubní pasta”, pfies diageneticky nezpevnûné access of air to the piles, thus protecting the buildings against damage due vápenné písky aÏ k tvrdosti kfiemene (flint) a tato tvrdost se mûní po vzdá- to possible activation of the process of the piles rotting. lenosti centimetrÛ aÏ decimetrÛ. S narÛstajícím stupnûm zvûtrání masivu DESIGN AND THE CONSTRUCTION CONCEPT stoupá i hodnota souãinitele filtrace, a tím i propustnost prostfiedí. Na pfie- chodu vrstev podloÏí do kvartérního pokryvu, kter˘ probíhá pfieváÏnû hori- The contract did not allow long-term lowering of water table, and it restricted the temporary lowering of the water level to a value of several decimet- zontálnû, se místy nacházejí extrémnû tvrdé, silnû rozpukané vápencové lavice. res even during the construction works. For structures built by the NATM this 13 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

Obr. 1 Typick˘ geologick˘ fiez v Kodani Fig. 1 Typical geological section of Copenhagen Hladina podzemní vody se pohybuje v rozmezí 2 aÏ 6 m pod úrovní terénu. V zájmové oblasti tvofií podzemní voda dva horizonty, horní v kvartérních propustn˘ch materiálech (nadloÏí) a spodní ve vápencích. Míra vzájemného ovlivnûní obou horizontÛ a hodnota propustnosti pfiíslu‰n˘ch geologick˘ch formací pfiedstavuje zásadní otázky, které bylo tfieba pfied a bûhem raÏby posoudit. ProtoÏe mnoho historick˘ch budov v centru Kodanû je zaloÏeno na dfievûn˘ch pilotách, poÏadoval zadavatel takové fie‰ení, které by vedlo k zachování stávající úrovnû hladiny horního horizontu podzemní vody, aby nedocházelo k pfiístupu vzduchu, a tím k moÏnosti aktivace hnilobného procesu pilot, coÏ by mohlo vést ke vzniku ‰kod na budovách.

PROJEKCE A KONCEPT V¯STAVBY

Smlouva nepfiipou‰tûla dlouhodobé sniÏování hladiny podzemní vody a i bûhem v˘stavby omezovala doãasné sníÏení hladiny jen na hodnotu Obr. 2 TraÈov˘ tunel raÏen˘ NRTM s kfiíÏením nûkolika decimetrÛ. Pro objekty, budované NRTM, to znamená zaji‰tûní Fig. 2 NATM running tunnel and junction v˘rubu pomocí dvou ostûní, pfiiãemÏ definitivní ostûní tvofií Ïelezobetonová means that the excavation is to be supported by two liners, with dimensions konstrukce dimenzovaná na pln˘ tlak vodního sloupce. Hydroizolace tûsní of the final lining reinforced concrete structure designed to withstand full hydrostatic head. Watertight insulation seals the whole tunnel circumferen- cel˘ obvod profilu tunelu a sestává z jedné vrstvy plastové membrány roz- ce. It consists of one layer of plastic membrane divided into separated fields dûlené do více polí, která vzájemnû oddûlují tûsnicí spárové pásy a umoÏ- by waterbars. This division allows subsequent sealing of leaks by grouting. Using NATM principles for the above-mentioned conditions was possible by Àují v pfiípadû netûsnosti dodateãné zainjektování. tunnelling under the air pressure only, which would not have been econo- ProtoÏe v˘stavbu tunelÛ pod vodou podle principÛ NRTM za v˘‰e uvede- mical for such high water pressure. Therefore, it was necessary to consider n˘ch podmínek umoÏÀuje jen raÏba s pfietlakem vzduchu a v dan˘ch pod- and answer the following questions having decisive influence on the choice mínkách by nebyla díky vysokému tlaku vody hospodárná, bylo nutno of construction concept: posoudit a zodpovûdût následující otázky, které mají pro volbu konceptu - The stand-up time of the ground and a necessity to close the excavated raÏby rozhodující vliv: profile immediately? - The volume of actual water inflow into the excavation, and the influence of driving without the air pressure on the groundwater level? - Doba stability v˘rubu a nutnost okamÏitého uzavfiení profilu; - Excavation of the rock considering the prohibition of blasting by the - MnoÏství skuteãn˘ch pfiítokÛ vody do v˘rubu a ovlivnûní horizontu pod- Client, namely in the anticipated flint interbeds? zemní vody pfii raÏbû bez pfietlaku vzduchu; An intensive geological investigation along the whole tunnel route had been - Rozpojitelnost horniny s ohledem na zadavatelem vylouãené trhací práce, carried out before calling the tender for the civil works contract. The strati- graphical homogeneity was confirmed by numerous boreholes. But proper- zejména v prognózovan˘ch polohách flintu. ties of the rock could not be interpreted unambiguously on the basis of the drilling work only. Pfied vypsáním soutûÏe na v˘bûr dodavatele stavebních prací probûhl inten- The materials in the overburden, consisting of a mixture of loam, sand and gravel, as well as pre-consolidated clay with isolated granite boulders, exhi- zivní geologick˘ prÛzkum podél celé trasy podzemního díla. Stratigrafickou bit nearly full width of the geotechnical properties spectrum. Also the homogenitu potvrdily ãetné vrty, vlastnosti horniny v‰ak nemohly b˘t jed- Copenhagen Limestone can hardly be characterised unambiguously becau- noznaãnû interpretovány pouze z v˘sledkÛ vrtn˘ch prací. se of the enormous range of the investigation drilling results. The rock strength varies within several centimetres of a borehole between extreme Materiály v nadloÏí, tvofiené pestrou smûsicí hlíny, písku a ‰tûrku, jakoÏ values of compressive strength of 0.5 Mpa and 500 Mpa, modulus of elasti- i prekonzolidovaného jílu s ojedinûl˘mi valouny granitu vykazují témûfi city ranges from 100 Mpa to 100,000 Mpa, and cohesion from 0 to 1,000 kPa. celou ‰ífii spektra geotechnick˘ch vlastností. Také kodaÀsk˘ vápenec cha- The experience of construction of small sewerage tunnels driven in past decades in mostly stable limestone in the Copenhagen harbour area became rakterizuje enormní rozpûtí v˘sledkÛ vrtn˘ch prací a lze jej proto jen stûÏí a tool in the decision-making. The available literature mentioned isolated jednoznaãnû charakterizovat. Pevnost horniny kolísá bûhem nûkolika málo strong groundwater inflows, but without serious excavation collapses. Larger underground works as the metro construction have not been carried centimetrÛ vrtu mezi extrémními hodnotami pevnosti v tlaku od 0,5 MPa do out in Copenhagen yet. Despite this fact, the interpretation of the previous 500 MPa, modul pruÏnosti se pohybuje v rozmezí 100 Mpa a 100 000 Mpa experience gained in excavation of small tunnels could be utilised in some ways. a soudrÏnost od 0 do 1000 kPa. The choice of the NATM excavation concept was based on the knowledge of the engineering geological conditions. Already in the tendering phase, the PomÛckou pfii rozhodování se staly zku‰enosti z raÏby mal˘ch kanalizaãních contractor decided to use a roadheader mounted on an excavator undercar- ‰tol, které se bûhem posledních desetiletí razily v pfieváÏnû stabilním vápen- riage for the excavation, and steel lattice girders, rockbolts and reinforced ci v oblasti kodaÀského pfiístavu. Dostupná literatura uvádûla ojedinûlé silné shotcrete for the excavation support. The mostly horseshoe shaped tunnel cross section (see Fig. 2) has a flat bottom with a cast-in-situ concrete road- pfiítoky spodní vody, ov‰em bez vût‰ích závalÛ. Vût‰í podzemní díla, jaká way for movement of construction equipment. Drainage pipes are laid in stavba metra pfiedstavuje, nebyla dosud v Kodani realizována. Interpretace gravel bed under the roadway. Apart from lattice girders, which were omit- pfiedchozích zku‰eností, získan˘ch z raÏeb mal˘ch dûl, v‰ak pfiesto bylo ted, the components of the support of the vertical shafts remained identical with those of the tunnels. Partial dewatering of the environment occurred moÏné do jisté míry pouÏít. after installation of Swellex rockbolts. Its aim was to reduce water pressure Na základû znalostí inÏen˘rsko-geologick˘ch pomûrÛ byla zvolena koncep- on the shotcrete primary lining. The dewatering of the massif was compen- sated for by sealing grouting carried out from the surface, in advance of the ce v˘stavby pomocí NRTM. Je‰tû ve fázi nabídky se dodavatelská firma roz- excavation work. Undesired lowering of the water table was prevented by hodla pro raÏbu pomocí frézy, osazené na podvozku bagru, a pro zaji‰tûní a system of wells, which allowed pumping water from the lower horizon to v˘rubu pomocí ocelov˘ch pfiíhradov˘ch obloukÛ, kotev a vyztuÏeného stfií- the upper one. Dimensions of the primary and secondary liners were designed by structural kaného betonu. Tunelov˘ profil pfieváÏnû podkovovitého tvaru (viz obr. 2) analyses. It was crucial for proper procedure of designing and determinati- má ploché dno s vozovkou pro pojíÏdûní stavebních strojÛ z monolitického on of the construction cost that realistic parameters of the rock mass were betonu a drenáÏními trubkami uloÏen˘mi ve ‰tûrkovém obsypu pod vozov- determined, which were acknowledged after review by authorised bodies. The values specified for the ground model, moving at the bottom quarter of 14 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

Obr. 4 Kaverna pro kolejovou odboãku s ostûním ze stfiíkaného betonu po skonãení raÏby Fig. 4 Bifurcation - primary shotorete linig after the excavation completion kou. Ve svisl˘ch ‰achtách bylo od pfiíhradov˘ch nosníkÛ upu‰tûno, pfiiãemÏ ostatní prvky zaji‰tûní v˘rubu zÛstaly shodné jako v tunelu. Po osazení kotev Swellex do‰lo k ãásteãnému odvodnûní prostfiedí s cílem sníÏení tlaku vody na primární ostûní ze stfiíkaného betonu. Odvodnûní masivu bylo kompen- zováno tûsnicími injektáÏemi proveden˘mi z povrchu v pfiedstihu pfied zapo- ãetím raziãsk˘ch prací. NeÏádoucímu sníÏení hladiny podzemní vody zame- zoval systém studní, kter˘mi byla ãerpána podzemní voda ze spodního do vrchního horizontu. Pro dimenzování primárního i sekundárního ostûní byly provedeny statické v˘poãty. Pro správn˘ postup pfii projektování a stanovení stavebních nákla- dÛ bylo rozhodující nalezení realistick˘ch parametrÛ horninového masívu, které byly uznány zku‰ebními (kontrolními) instancemi. Hodnoty stanovené pro model prostfiedí, které se pohybovaly ve spodní ãtvrtinû pûtistupÀové klasifikace pevnosti kodaÀského vápence, dávaly opût spí‰e pesimistickou prognózu, ale ze statick˘ch dÛvodÛ neznamenaly Ïádnou radikální zmûnu pÛvodního konceptu v˘stavby. Geotechnická mûfiení provádûná bûhem raÏby ve vápenci potvrdila, Ïe skuteãné chování horninového masívu je lep‰í, neÏ chování modelového prostfiedí, popsané geotechnick˘mi parametry pouÏit˘mi jako vstupní hodnoty statick˘ch v˘poãtÛ. ZatûÏovací stavy pro koneãné posouzení komplexnû pojat˘ch objektÛ ‰achet v místû kfiíÏení s propojkami a traÈov˘mi tunely byly fie‰eny pomocí trojrozmûrn˘ch modelÛ (viz obr. 3) metodou koneãn˘ch prvkÛ tak, aby vypoãtené rozdûlení vnitfiních sil v definitivním ostûní v místech kfiíÏení správnû vystihlo jejich reáln˘ prÛ- bûh. Z hlediska stability v˘rubu a jeho zaji‰tûní posuzoval v˘poãetní model cho- vání horninového masivu, primárního ostûní ze stfiíkaného betonu a v pfií- padû kaveren pro kolejové odboãky simuloval také proudûní podzemní vody. V˘sledky v˘poãtÛ prokázaly nutnost pouÏít u vût‰ích prÛfiezÛ kaveren spodní klenbu ze stfiíkaného betonu. Vlastní dimenzování ostûní ze stfiíkané- ho betonu bylo pro mnohé jednotlivé objekty fie‰eno samostatnû pomocí ménû nároãn˘ch programÛ na v˘poãet deskov˘ch a prutov˘ch konstrukcí. Pfiitom byly zohlednûny zku‰enosti z probíhající raÏby, jako napfi. v˘sledky konvergenãních mûfiení a v˘sledky modelov˘ch v˘poãtÛ proveden˘ch pomocí metody koneãn˘ch prvkÛ, metody koneãn˘ch diferencí, jakoÏ i zatí- Ïení proudûním podzemní vody.

V¯STAVBA A ZKU·ENOSTI Z RAÎBY

Obr. 3 Vûtrací ‰achta: deformace vnitfiní obezdívky pfii pÛsobení horninového Pro raÏbu ‰achet v pokryvn˘ch útvarech aÏ ke skalnímu podloÏí byly zvaÏo- vány rÛzné metody, jako napfi. kesonování s ostûním z tybinkÛ, vûnce z pfie- a vodního tlaku vrtávan˘ch pilot s vnitfiním ostûním z monolitického Ïelezobetonu, ‰tûtovni- Fig. 3 Ventilation shaft: Deformation of secondary lining as a result of cové podzemní stûny s betonov˘mi v˘ztuhami, atd. ground and water pressure 15 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

Nakonec se ukázala jako nejvhodnûj‰í následující varianta: the five-degree strength classification scale of the Copenhagen limestone, - vytvofiení souvislé podzemní stûny zaraÏením ‰tûtovnic aÏ do skalního gave again a rather pessimistic prognosis. But they meant no radical change in the original construction concept in terms of the structural analyses. podloÏí; Geotechnical measurements carried out during the excavation in limestone - utûsÀující injektáÏe, obzvlá‰tû v pfiechodov˘ch oblastech mezi nesoudrÏ- confirmed that actual behaviour of the rock mass was better than the behaviour of the model described by the geotechnical parameters used as input n˘mi materiály a skalním podloÏím, protoÏe zaráÏení ‰tûtovnic do zãásti values of the structural analyses. Loading stages for final assessment of the tvrdé skalní vrstvy bylo velmi komplikované; comprehensively conceived structures of the shafts at the locations of the - instalování studní pro sníÏení hladiny podzemní vody uvnitfi stavební intersection with connection adits and running tunnels were solved by means of three-dimensional Finite Elements Method (FEM) models (see Fig. jámy; 3), so that to fit the real variations of the distribution of internal forces in the - vyhloubení ‰achty zaji‰tûné vyztuÏen˘m stfiíkan˘m betonem, pfiiãemÏ je final liner at the intersection locations with the calculated variations. ostûní dimenzováno na pln˘ tlak vodního sloupce. Od kotvení v nesoudrÏ- From the viewpoint of the excavation stability and its support, the calculation model assessed the behaviour of the rock mass, shotcrete primary lining n˘ch materiálech bylo upu‰tûno; and, in the case of the caverns for track branches, it also simulated the - osazení mezilehlé izolace a vybetonování definitivního Ïelezobetonového groundwater flow. The calculation results proved a necessity of application ostûní. of sprayed concrete invert at larger cross sections. The design of the shotcrete lining was solved for many of the individual structures separately by less complex slab and framed structures computation programs. The expe- Pro zaji‰tûní stability v˘rubu pfii raÏbû v nesoudrÏn˘ch zeminách slouÏily rience of the ongoing excavation was taken into consideration, e.g. the results of convergence measurements, results of the model calculations car- v pfiípadû potfieby vakuovací jehly, vhodné ãlenûní ãelby a okamÏité zaji‰tûní ried out by the FEM, the Finite Differences Method, as well as loading by zeminy stfiíkan˘m betonem a ocelov˘mi sítûmi. Ve skalním podloÏí probíhala groundwater flow. raÏba ‰achty s délkou zábûru 1 aÏ 2 m s okamÏit˘m zaji‰tûním líce v˘rubu doplnûn˘m o kotvy Super-Swellex délky 3,6 m. Prosakující voda byla jímána CONSTRUCTION METHODS do drenáÏního potrubí a z jímek v úrovni dna odãerpávána ven ze ‰achty. Various methods were considered for the excavation of shafts in the material RaÏba a zaji‰tûní krátk˘ch propojek a tunelov˘ch kfiíÏení následovaly ihned, covering the bedrock, e.g. caissons with a segmental lining, circular hard- hard secant piles with cast-in-situ reinforced concrete internal lining, sheet jakmile hloubka ‰achty dosáhla jejich úrovnû. piles with concrete walers, etc. Beton primárního ostûní byl stfiíkán suchou cestou ze suché smûsi dodávané na stavbu v uzavfien˘ch kontejnerech a obsahující pfiísadu prá‰kového Eventually, the following alternative proved to be the most suitable: - Creation of a continuous diaphragm wall consisting of sheet piles driven urychlovaãe. Flexibilní metoda stfiíkání umoÏnila ãisté a efektivní fie‰ení pro into the bedrock mnoho mal˘ch staveni‰È budovan˘ch pomocí NRTM ve zvodnûlém kodaÀ- - Sealing grouting, especially in transition areas between non-cohesive materials and the bedrock, as driving the sheet piles into a hard rock layer ském podloÏí. was very complicated RaÏba traÈov˘ch tunelÛ, jejichÏ v˘‰ka dosahuje aÏ 7 m, probíhala pln˘m pro- - Installation of wells for the water table lowering inside the construction pit filem. Délky zábûru ãinily 1,5 aÏ 2 m. Velké profily kaveren byly ãlenûny na - Excavation of the shaft supported by reinforced shotcrete, with the lining 3 designed to withstand full water head. Application of anchors in kalotu, jádro a dno. Pro 4000 m v˘rubu a zaji‰tûní jedné kaverny (viz obr. 4) non-cohesive materials was abandoned nepfiesahovala doba v˘stavby pfii dvou jedenáctihodinov˘ch smûnách - Installation of intermediate waterproofing system and casting of the final dennû necelé dva mûsíce. reinforced concrete lining. Hornina se chovala podle oãekávání bez vût‰ích deformací, coÏ potvrdila When needed, vacuum needles, suitable face division, and immediate sup- prÛbûÏnû provádûná geotechnická mûfiení. Konvergence 20 m ‰irok˘ch port of ground with shotcrete and steel mesh were applied to ensure the sta- ‰achet i tunelÛ se pohybovaly v oblasti pfiesnosti mûfiení. Instalované tlako- bility of excavation in non-cohesive ground. In the bedrock, shaft sinking was carried out with 1 – 2 m round lengths. The rock was support was app- mûrné podu‰ky ukazovaly pouze minimální zatíÏení primární obezdívky. lied immediately, with an addition of 3.6 m long Super-Swellex rockbolts. Sedání povrchu byla mûfiitelná jen v oblasti nûkolika milimetrÛ a nebyl zji‰- Seeping water was collected into drainage pipes, and pumped from sumps built at the bottom level out of the shaft. The excavation of short connection tûn Ïádn˘ vliv na okolní zástavbu. Horizont podzemní vody v propustn˘ch adits and tunnel intersections followed immediately when the shaft depth materiálech je zfiejmû od puklinové spodní vody ve vápencích tak v˘raznû had reached their level. oddûlen, Ïe bûhem raÏby nenastalo Ïádné okamÏité sníÏení hladiny v hor- The primary shotcrete lining was applied using the dry process. Powder accelerator was added to the dry mix supplied to site in closed containers. ním horizontu. Namûfiené sníÏení hladiny podzemní vody v hodnotách The flexible method of spraying allowed a simple and effective solution for nûkolika decimetrÛ pfii v˘konu ãerpadel v ‰achtách 10 aÏ 20 l/s bylo vyrov- many small sites where the NATM was used for excavation in the water bea- náváno pomocí vratn˘ch studní ze spodního horizontu tak, Ïe nedo‰lo ke ring Copenhagen sub-base. Full-face excavation was applied at running tunnels, whose height reaches hnití Ïádné z dfievûn˘ch pilot. up to 7 m. Round lengths were 1.5 – 2 m. Large profiles of caverns were divi- K zamûfiení v˘rubu profilu slouÏil pevnû instalovan˘ programovateln˘ lase- ded into top heading, bench and invert. The excavation and support of one rov˘ profiler, kter˘ mûla raziãská smûna stále k dispozici a jehoÏ obsluhu 4,000 m3 cavern (see Fig. 4) did not take more than two months, at two working shifts of eleven hours per day. provádûl pfiedák. Geodet pfiítomn˘ na stavbû nezávisle na postupu raÏby The rock behaved as anticipated, without larger deformations. This was con- zaji‰Èoval pouze instalaci a kontrolu pfiístroje. Geodetické zamûfiení os firmed by continuous geotechnical measurements. The convergence of the 20 m wide shafts and tunnels varied within the measurement accuracy. a mûfiení konvergencí primárního ostûní probíhalo za pomoci speciálního Pressure cells indicated a minimum load on the primary liner. softwaru a automatického teodolitu. V˘sledky byly po vyhodnocení mûfiení Ground surface settlement was measurable within a range of several milli- okamÏitû k dispozici zástupcÛm vedení stavby, geotechnikÛm a geodetÛm metres only, and no impact on neighbouring buildings was discovered. The groundwater horizon existing in permeable materials is probably separated pomocí poãítaãové sítû systémem „on-line”. Kontrolu skuteãného tvaru from the fissure water in limestones so clearly that no immediate lowering profilu zaji‰Èoval vedle geodetického zamûfiení tunelov˘ scaner, kter˘ plo‰nû of water table in the upper horizon occurred during the excavations. The a s fotografickou pfiesností zaznamenával nadv˘ruby a podv˘ruby. measured groundwater level lowering of several decimetres, by the shaft pumps output of 10 to 20 litres/s, was offset from the lower horizon by means of recharge wells. No rotting of the wooden piles occurred. POZNATKY A ZAJÍMAVOSTI Each mining crew had a stationary programmable laser profiler available, its foreman used it for surveying the excavation profile during the shift. The site surveyor carried out the installation and checking of the instrument only, Stavbu metra v Kodani provádí spoleãenství evropsk˘ch firem, sloÏené independently of the excavation progress. Geodetic survey of centre lines z podnikÛ pûti rÛzn˘ch národností. PouÏití rÛzn˘ch jazykÛ a pracovních and measurement of the primary lining convergences were carried out by a special software and automatic theodolite. The results were available to postupÛ nabízí v˘mûnu zku‰eností, jejíÏ rozsah pfiesahuje bûÏn˘ pracovní the site management, geotechnical staff and surveyors through an on-line rámec. computer network system immediately after the measurements evaluation. Vedle praktick˘ch poznatkÛ o chování horninového prostfiedí a potvrzení Apart from the geodetic survey, the actual shape of the profile was checked by a tunnel scanner, which recorded overbreaks and underbreaks with a pho- modelov˘ch pfiedpokladÛ projektanta se ukázalo, Ïe v˘znamnou roli hraje tographic accuracy. dobrá pfiíprava a organizace v˘stavby jednotliv˘ch stavebních objektÛ zku- ‰en˘mi odborníky. Obzvlá‰tû pfii raÏbû pomocí NRTM je velmi dÛleÏité, aby LESSONS AND MATTERS OF INTEREST byli v prÛbûhu v˘stavby zástupci projektanta, vedení stavby a dodavatele ve The Copenhagen Metro has been built by a joint venture of European com- stálém kontaktu a mohli v pfiíslu‰n˘ch oblastech a ve smyslu spoleãné stra- panies comprising five different nationalities. The use of different languages tegie ãinit rozhodnutí, za která nesou odpovûdnost. Pfiitom se jako smyslu- and working procedures has offered an exchange of experience outside the common scope of work. plná ukázala pfiítomnost zástupce projektanta pfiímo na stavbû, kde mohl Practical knowledge of the rock behaviour confirmed assumptions used for kontrolovat úpravy projektu na základû skuteãnû zastiÏen˘ch inÏen˘rsko- mathematical models. Good planning and organisation of the works on the individual structures geologick˘ch podmínek. Jen tak je vymezen a zároveÀ zaruãen prostor pro performed by civil engineering professionals proved itself to play an impor- rozhodování odpovûdn˘ch pracovníkÛ zúãastnûn˘ch stran na bázi vzájemné tant role. With NATM excavation in particular, it is very important for the dohody, coÏ není sice vÏdy samozfiejmé, ale pro zdárn˘ prÛbûh a hospodár- representatives of the designer, project management and contractor to be in a permanent contact, to be able to make decisions in the areas which they nost v˘stavby podzemních dûl pomocí NRTM naprosto nezbytné. are responsible for within the meaning of the joint strategy. Designer’s presence directly on the site turned out reasonable as it allowed checking on design modifications implemented on the basis of actually encountered engineering geological conditions. Only in this manner is the space for responsible staff of the project parties to make decisions on the basis of mutual agreement ensured, and in the same time guaranteed. This fact is not always natural, but is totally indispensable for successful development and economic efficiency of underground works constructed by the NATM. 16 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

PROJEKT NOVÉHO T¤EBOVICKÉHO TUNELU

THE NEW T¤EBOVICE TUNNEL PROJECT Ing. PETR SVOBODA ILF CONSULTING ENGINEERS, s. r. o.

ÚVOD INTRODUCTION

Optimalizace traÈového úseku Krasíkov – âeská Tfiebová je souãástí v˘stav- The optimisation of the Krasíkov – âeská Tfiebová rail line section is part of by 2. Ïelezniãního koridoru. âlánek popisuje navrÏené technické fie‰ení the project of the Railway Corridor 2. The article describes the technical solu- nového tfiebovického tunelu, kter˘ je souãástí uvedeného traÈového úseku. tion of the new Tfiebovice tunnel, located on the above-mentioned rail line Stávající dvoukolejná traÈ je mezi stanicemi Tfiebovice a Rudoltice v âechách section. The existing double-track line between the Tfiebovice and Rudoltice vedena jako dvû samostatné, stavebnû jednokolejné tratû. Kolej ã. 2 provo- v âechách stations consists of two in terms of construction independent zovaná ve smûru z Rudoltic do Tfiebovic prochází star˘m tfiebovick˘m tune- single-track lines. The track No.1, operates in the direction from Rudoltice to lem. Kolej ã. 1 vede po povrchu a je provozována ve smûru z Tfiebovic do Tfiebovice, passes through the old Tfiebovice tunnel. The track No.1 operates Rudoltic. Toto kolejové uspofiádání vzniklo ve tfiicát˘ch letech minulého sto- from Tfiebovice to Rudoltice and leads at grade. This arrangement of the letí pfii zdvoukolejÀování hlavních Ïelezniãních tratí ve smûru západ – lines originated in the 1930s in the process of doubling of main railway v˘chod s ohledem na sklonové pomûry. tracks at the west-east direction with respect to their gradients. Projekt stavby tunelu vypracovala firma ILF Consulting Engineers, s. r. o., The tunnel design was developed by ILF Consulting Engineers, s.r.o. as jako subdodávku pro firmu Metroprojekt, a. s., která zpracovala projekt stav- a sub-contract work for Metroprojekt a.s., who prepared the overall design of by celého traÈového úseku. the whole rail line section. GEOLOGICAL CONDITIONS INÎEN¯RSKO-GEOLOGICKÉ POMùRY Geology in which the construction will be carried out consists of Tertiary Geologické prostfiedí, ve kterém bude realizována stavba, je tvofieno terci- clays of stiff to solid consistency, with occurrence of sandy interbeds and erními jíly tuhé aÏ pevné konzistence s v˘skytem písãit˘ch proplástkÛ lenses. The sandy interbeds, closed in an impermeable complex of Neogene a ãoãek. Píseãné polohy, uzavfiené v nepropustném komplexu neogenních clays, are usually water bearing, with confined groundwater level. The jílÛ, jsou zpravidla zvodnûlé s napjatou hladinou podzemní vody. Kvartérní Quaternary nappe overlying the Neogene clays is formed by anthropogenic, pokryv leÏící na neogenních jílech tvofií antropogenní, fluviální a fluviodelu- fluvial and fluvial-diluvial sediments of a total thickness from 2.8 to 10.3 m viální sedimenty o celkové mocnosti v ose tunelu od 2,8 do 10,3 m. Fluviální at the tunnel axis. The fluvial sediments represented by various granular sands form a substantial part of the overburden at the central part of the sedimenty, zastoupené rÛznû zrnit˘mi písky, tvofií ve stfiední ãásti projekto- designed tunnel. vaného tunelu podstatnou ãást nadloÏí. A shallow groundwater collector, depending on the volume of precipitation, V tûchto kvartérních fluviálních sedimentech se vytváfií mûlk˘ kolektor spod- originates in these Quaternary fluvial sediments. The groundwater table ní vody závisl˘ na mnoÏství sráÏek. Hladina podzemní vody se v kvartérních appears about 1 – 7 m under the surface in the Quaternary sediments. sedimentech objevuje asi 1 – 7 m pod povrchem. Zji‰tûn˘ v˘kyv hladiny, A maximum movement of the groundwater table caused by atmospheric zpÛsoben˘ povrchov˘mi sráÏkami, ãinil maximálnû 1 – 1,5 m. V tercierních precipitations amounted to 1 – 1.5m. Groundwater in the Tertiary clays is jílech je podzemní voda vázána témûfi v˘hradnû na písãité vloÏky a polohy nearly always connected with sandy inserts and interbeds with good intrinsic s dobrou prÛlinovou propustností. Samotné jíly tvofií pro vodu prakticky permeability. The clays proper create an environment virtually impermeable nepropustné prostfiedí. Ve stfiední ãásti tunelu prÛzkum zastihl v hloubce for water. The investigation encountered a vast accumulation of water bearing 21,0 m rozsáhlou akumulaci zvodnûl˘ch pískÛ, vytváfiejících v˘znamn˘ sands in the central part of the tunnel, at a depth of 21.0 m, forming a significant collector of a considerable ground water capacity. In terms of statics, kolektor se znaãnou kapacitou podzemní vody. Pfiítomnost zvodnûl˘ch the presence of the water bearing interbeds represents an important risk factor poloh vytváfií v tomto jiÏ tak staticky nekvalitním prostfiedí znaãn˘ rizikov˘ within this generally low quality environment. faktor. Man-made fills of a greater extent occur in the vicinity of the exit portal, NaváÏky vût‰ího rozsahu se vyskytují v blízkosti v˘jezdového portálu, kde je where there is the existing rail track on an embankment. Most likely the stávající Ïelezniãní traÈ vedena na násypu. Násyp tvofií s nejvût‰í pravdûpo- embankment consists of local excavated Quaternary materials, cohesive dobností místní vytûÏené kvartérní materiály, zejména soudrÏné zeminy soils of a gravelly clays character above all. charakteru ‰tûrkovit˘ch jílÛ. A currently cancelled municipal solid waste landfill exists in the space of an V místû vytûÏené pískovny u komunikace první tfiídy I/43 âeská Tfiebová – abandoned sand pit near to the âeská Tfiebová – Svitavy I/43 primary road. Svitavy se nachází v souãasnosti jiÏ uzavfiená skládka tuhého komunálního The trials to determine both the exact extent of the landfill and the type of the waste during the investigation failed. The Consultant proposed execution odpadu. Bûhem provedeného prÛzkumu ani místním ‰etfiením se nepodafiilo

Obr. 1 Vizualizace - pohled na vjezdov˘ tﬁebovick˘ portál Obr. 6 Vizualizace - pohled na vjezdov˘ portál a zárubní zdi Fig. 1 Visualisation - a view of the Tﬁebovice entrance portal Fig. 6 Visualisation - A view of the entrance portal and retaining wall 17 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

Tab. 1 Fyzikálnû-mechanické vlastnosti zastiÏen˘ch materiálÛ - charakteristické hodnoty Table 1 Physical and mechanical properties of materials encountered - characteristic values

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. NaváÏky Písãité Jíly Písek ·tûrk Jíl s vysokou Jíl tuh˘ Písek Man-made hlíny s nízkou jemnû jílovit˘ plasticitou aÏ pevn˘ jemnû fills Sandy plasticitou zrnûn˘ Clayey High s vysokou zrnûn˘ loams Low Poorly gravel plasticity clay aÏ velmi Poorly Parametr plasticity grained vysokou grained Parameter clays sand plasticitou sand High to very high plasticity, stiff to solid clay

Zatﬁídûní dle âSN 73 1001 F3MSY, F8CH, Classification according to F3MSO F6CL, F4CS S2SP, S3SF G2GC F8CH, F2CG S2SP, S3SF F4CSY F8CV, F6CL the CSN 73 1001

Objemová tíha vlhká n (kN m -3) 18,0 18,0 19,3 17,5 19,5 20,0 19,5 18,0 Wet unit weight γ

Modul pﬁetvárnosti 8 E (MPa) 4 4 6 15 10 6 20 Modulus of deformation def (7,9 - 15,0)

Poissonovo ãíslo (1) 0,35 0,35 0,35 0,28 0,35 0,35 0,42 0,30 Poisson’s ratio ν

Totální úhel vnitfiního tfiení 0 (°) 0 0 0 - - 0 - Apparent angle of ϕu (0,0 - 3,6) internal friction Totální soudrÏnost 90 Apparent cohesion Cu (kPa) 30 40 40 - - 60 - (50 - 140) intercept Efektivní úhel vnitfiního tfiení 15 ϕ (°) 17 25 25 29 25 17 30 Effective angle of ef (12,2 - 18,4) internal friction

Efektivní soudrÏnost 23 C (kPa) 10 18 20 0 10 20 0 Effective cohesion ef (13 - 26)

Lineární bobtnavost 7 Linear swelling b (kPa) 0,80 ------(1,3 - 22,6) property Bobtnací tlak v oedometru 120 (kPa) ------Swelling pressure (82 - 276) in oedometer Obsah organick˘ch 5 látek (%)------(1,5 - 14) Organic content zjistit pfiesn˘ rozsah skládky ani typ ukládaného odpadu. Pro zji‰tûní ales- of geophysical measurements to determine the landfill extent at least app- poÀ pfiibliÏného rozsahu skládky navrhl zpracovatel dokumentace geofyzi- roximately. kální mûfiení. Základní geotechnické parametry uvádí tab. 1. EXISTING TUNNEL STAR¯ TUNEL The existing Tfiebovice Tunnel is located at a 120m distance from the newly designed route. Archive documents and our ancestors’ experience provided Ve vzdálenosti 120 m od novû navrhované trasy se nachází star˘ tfiebovick˘ valuable information on the ground and the troubles connected with both tunel. Archivní materiály a zku‰enosti na‰ich pfiedkÛ poskytly cenné infor- the tunnel and pre-portal open cuts construction. The tunnel, inadequate in mace o horninovém prostfiedí a tûÏkostech spojen˘ch jak s v˘stavbou tunelu, terms of its structure and space arrangement, was built using the German tak i pfiedportálov˘ch záfiezÛ. Stavebnû a prostorovû jiÏ nevyhovující tunel system within the years 1842 – 1845 as a double-track tunnel, with an byl vybudován jádrovou metodou v letech 1842 – 1845 jako dvoukolejn˘ za immense endeavour and sacrifices by all participants. The budget was crossed velkého pracovního nasazení a obûtí v‰ech zúãastnûn˘ch. Bûhem stavby more than fivefold. Inspector Negrelli had proposed that the tunnel con- do‰lo k více neÏ pûtinásobnému pfiekroãení rozpoãtu. Je‰tû pfied zahájením struction be built in an open cut even before the tunnel excavation was started. raÏby tunelu navrhl inspektor Negrelli zfiízení tunelu v otevfieném záfiezu. A series of objections against this variant were raised, primarily an idea of troubles connected with the construction of much smaller cuts at the tunnel Proti této variantû stála celá fiada námitek a zejména pak poukaz na obtíÏe portals. Also a construction of a deep cut instead of the tunnel was refused 18 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 spojené s v˘stavbou mnohem men‰ích záfiezÛ na portálech tunelu. RovnûÏ because of the high cost of maintenance and problems in ensuring its pas- zfiízení hlubokého záfiezu na místo tunelu bylo odmítnuto s ohledem na sability. vysoké náklady na údrÏbu a zaji‰tûní prÛjezdnosti. The instable ground caused serious troubles in the course of the tunnel drive Pfii raÏbû a pfii zdûní ostûní zpÛsobovalo velké problémy nestabilní hornino- and masonry work. Putrefactive processes in the blue plastic clay, which had vé prostfiedí. V modrém plastickém jílu se za pfiítomnosti vzduchu opût been suspended as a result of the high pressure, resumed in the presence of air. In addition, groundwater was amply supplied to the clay by sandy inter- nastartovaly velk˘m tlakem pozastavené hnilobné procesy. Navíc byl jíl beds and lenses, the Quaternary cover, but also by storms bringing water vydatnû dotován podzemní vodou z písãit˘ch proplástkÛ a ãoãek, z kvartér- underground through hoisting shafts and access adits. The clay changed its ních pokryvÛ, ale i sráÏkovou vodou pfiivádûnou do podzemí tûÏními a pfií- consistency and swelled by the presence of water and air. A ground core left stupov˘mi ‰achtami. PÛsobením vody a vzduchu mûnil jíl svoji konzistenci in the tunnel centre as a support for timbering failed to resist the ground a bobtnal. Zemní jádro ponechané uprostfied tunelu jako opora pro v˘dfievu pressures sufficiently, the timbering broke. The masonry of the vault foo- nevzdorovalo dostateãnû zemním tlakÛm, v˘dfieva praskala. Zdivo patek tings sunk into soaked clay. The 508m-long tunnel construction took 31 klenby se bofiilo do rozmáãeného jílu. V˘stavba tunelu délky 508 m trvala 31 months. mûsícÛ. Shortly after the tunnel operation commencing, defects in the lining appea- Krátce po zahájení provozu se v‰ak objevily závady na obezdívce, které red, resulting at specific locations in a necessity to support the tunnel by timbering and monitor the defects carefully. The situation culminated by a deci- vedly na nûkter˘ch místech k zaji‰tûní tunelu v˘dfievou a peãlivému sledo- sion to abandon the tunnel and establish surface diversion routes, with the vání poruch. Situace vyvrcholila rozhodnutím o opu‰tûní tunelu a zfiízení operation beginning in 1866. objízdné trasy po povrchu se zahájením provozu v roce 1866. After the Czechoslovak Republic origination, it was decided that the tunnel Po vzniku âeskoslovenské republiky bylo rozhodnuto tunel obnovit a pro- would be restored and one of its two tracks operated on the Olomouc – vozovat v nûm jednu z kolejí zdvoukolejnûné tratû Olomouc – âeská âeská Tfiebová double-track line. The tunnel was partially re-excavated and Tfiebová. Tunel byl ãásteãnû znovu vyraÏen a opatfien novou obezdívkou. equipped with a new liner. For the future, one track was to remain in the tun- Profil tunelu mûl napfií‰tû zÛstat uÏ pouze jednokolejn˘. Obnova tunelu trva- nel cross section only. The tunnel reconstruction took 24 months. The hori- la 24 mûsícÛ. Smûrové a v˘‰kové vedení koleje ã. 2 umoÏnilo pfievést Ïelez- zontal and vertical alignment of the track No.2 allowed the rail track to find niãní traÈ pfies sedlo u Tfiebovic ve smûru Rudoltice – Tfiebovice pfiíznivûj‰í- more favourable gradient conditions for passing over the col at Tfiebovice in mi sklonov˘mi pomûry. the direction from Rudoltice to Tfiebovice. THE NEW TUNNEL NOV¯ TUNEL The new 550m long Tfiebovice tunnel is placed in a wide flat col, so-called Nov˘ tfiebovick˘ tunel délky 550 m se nachází v ‰irokém plochém sedle tzv. Tfiebovice Gate, used as a transport route from of old. The tunnel is situated Tfiebovské bránû, vyuÏívané jiÏ od pradávna jako dopravní cesty. Tunel je to the north of the existing tunnel. It passes under a 22 kV aerial line, the I/43 situovan˘ jiÏnû od tunelu stávajícího, podchází vzdu‰né vedení 22 kV, silni- âeská Tfiebová – Svitavy road, and the track No.1 of the existing rail line ci I/43 âeská Tfiebová – Svitavy a kolej ã. 1 stávající trati Krasíkov – âeská Krasíkov – âeská Tfiebová. The tunnel is partially straight, partially in an Tfiebová. Tunel leÏí ãásteãnû v pfiímé a ãásteãnû ve smûrovém oblouku 850 m radius curve. We have considered several variants of the new tunnel construction, or even o polomûru 850 m. establishment of a deep open cut because of the engineering geological con- S ohledem na inÏen˘rsko-geologické pomûry dotãené lokality a dochované ditions of the given location and preserved documents on the existing materiály o stavbû a rekonstrukci starého tfiebovického tunelu jsme zvaÏo- Tfiebovice tunnel construction and reconstruction. The deep open cut has vali nûkolik variant v˘stavby nového tunelu nebo i zfiízení hlubokého záfiezu. been excluded with respect to the horizontal and vertical alignment appro- Vzhledem k dfiíve schválenému smûrovému a v˘‰kovému vedení trasy byl ved previously. A combination of cut-and-cover method and excavation vylouãen hlubok˘ otevfien˘ záfiez. Z celé fiady moÏností, od zfiízení tunelu under the protection of a roof deck and diaphragm walls, i.e. the “Turtle” v otevfiené stavební jámû po cyklickou raÏbu pod ochranou klenby vytvofiené method has won out of the number of options, starting from the tunnel con- mikrotunelováním popfi. zmrazováním horniny, zvítûzila metoda kombinující struction in an open box to a cyclic excavation under the protection of a vault hloubení s raÏbou pod ochranou stropní desky a podzemních stûn. Jedná se created by microtunnelling or ground freezing. tedy o pouÏití metody „Ïelva”. The whole design was developed using computer. Advantages of digital processing proved primarily in the earthwork design. A survey of the actual Zpracování celého projektu tunelu probíhalo pomocí poãítaãe. V˘hody digi- shape of the area surface served in establishing the surface digital model.

Obr. 2 Statick˘ v˘poãet - vodorovné deformace Obr. 3 Statick˘ v˘poãet - svislé deformace Fig. 2 Structural analysis - horizontal deformations Fig. 3 Structural analysis - vertical deformations 19 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 ã ã

RAILING CABLE SAFETY SPACE

HAND RAIL HAND RAIL

DRAINAGE CHANNEL DRAINAGE CHANNEL FIRE DRY PIPE

CABLE DUCT CABLE DUCT

BALLAST DRAINAGE TEMPORARY PROTECTION OF THE BOTTOM

BRACING LAMELLA

Obr. 4 Pﬁiãn˘ ﬁez tunelu v podzemních stûnách Fig. 4 Cross - section through the tunnel at the diaphragm walls

BLOCKS DRAINAGE CHANNEL

CABLE SHAFT

FIRE DRY PIPE

FIRE HYDRANT SHAFT

CABLE SHAFT

CABLE DUCT

DRAINAGE CHANNEL CABLE DUCT

BALLAST DRAINAGE

BLOCKS

CHANNEL DRAINAGE CHANNEL

CABLE SHAFT

FIRE DRY PIPE CABLE SHAFT

CABLE DUCT

DRAINAGE CHANNEL CABLE DUCT BALLAST DRAINAGE DRAINAGE CLEANING SHAFT Obr. 5 PÛdorys v˘klenkÛ Fig. 5 Recesses layout 20 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 tálního zpracování se projevily zejména u návrhu zemních prací. Pro vytvo- Subsequently the model allowed development of a 3D design of the con- fiení digitálního modelu terénu slouÏilo geodetické zamûfiení skuteãného struction pit, including its division into individual phases of excavation and tvaru stávajícího povrchu území. Model potom umoÏÀil provést 3D návrh backfilling of the structure. stavební jámy vãetnû rozdûlení na jednotlivé etapy odtûÏování a zpûtného pfiesypání konstrukce. THE STRUCTURAL SOLUTION AND CROSS SECTION DESCRIPTION Longitudinally, the tunnel is divided into 44 tunnel belts. The tunnel tube POPIS KONSTRUKâNÍHO ¤E·ENÍ A P¤ÍâN¯ ¤EZ consists of two rows of diaphragm walls, freely supported roof deck and partially restrained bottom slab. The P2 portal belt (exit, the Rudoltice por- V podélném smûru se tunel dûlí na 44 tunelov˘ch pásÛ. Tunelovou troubu tal) is built in an open pit as a closed frame. The length of one casting block tvofií dvû fiady podzemních stûn, prostû uloÏená stropní deska a ãásteãnû of the bottom (or roof) slab of 12.5m corresponds to the width of one tunnel vetknutá deska spodní. Pouze portálov˘ pás P2 (v˘jezdov˘, rudoltick˘ portál) belt. The length of one panel of the diaphragm wall is 6.5 m, i.e. two panels je budován v otevfiené stavební jámû jako uzavfien˘ rám. Délka bloku beto- are in one belt. All distances are measured at the tunnel axis. náÏe spodní (resp. horní) desky 12,5 m odpovídá délce tunelového pásu. Transversal bracing panels are constructed under the bottom level at the Délka jedné lamely podzemní stûny je 6,25 m, tzn. dvû lamely v jednom locations of the longitudinal panels’ interlocking. The necessity of bracing the diaphragm walls also under the bottom level even before the excavation pásu. V‰echny vzdálenosti jsou mûfieny na ose tunelu. beginning was shown by the structural analysis. (Fig. 2 Structural analysis – V místech zámkÛ podéln˘ch lamel jsou pod úrovní dna tunelu vybudovány horizontal deformations, Fig. 3 Structural analysis – vertical deformations) lamely pfiíãné, rozpûrné. Na nutnost rozepfiít podzemní stûny i ve spodní The bracing of the diaphragm walls by the panels provides the stability of úrovni je‰tû pfied zaãátkem raÏby poukázal statick˘ v˘poãet (obr. 2 Statick˘ the longitudinal diaphragm walls already at the moment of the excavation v˘poãet - vodorovné deformace, obr. 3 Statick˘ v˘poãet - svislé deformace). operations beginning. In the same time the complex handling braces under Rozepfiením podzemních stûn lamelami zaji‰Èuje stabilitu podéln˘ch pod- the tunnel roof deck is avoided. zemních stûn v pfiedstihu jiÏ v okamÏiku zahájení raÏby. ZároveÀ odpadá slo- From the load bearing structure aspect, the tunnel is divided into two types Ïitá manipulace s rozpûrami pod stropní deskou tunelu. differing in the roof deck thickness and the diaphragm walls depth. Z hlediska pouÏité nosné konstrukce je tunel rozdûlen na dva typy, které se Application of the particular type of structure depends on the overburden thickness. The tunnel is divided into three sections (parts). For the first section li‰í tlou‰Èkou stropní desky a hloubkou podzemních stûn. PouÏití pfiíslu‰né- 125 m long, the deck is 900 mm thick, and 800 mm-thick diaphragm walls are ho typu konstrukce odpovídá v˘‰ce nadloÏí a tunel dûlí na tfii úseky (ãásti). 18 m deep. Diaphragm walls are 20 m deep and the roof deck 1,200 mm thick V první ãásti dlouhé 125 m má stropní deska v˘‰ku 900 mm, podzemní stûny in the 312.5 m long central part. The last part, the third one, is 100 m long, o tlou‰Èce 800 mm jsou hluboké 18 m. Ve stfiední ãásti o délce 312,5 m mají and the dimensions of its individual structures are identical with those of the podzemní stûny hloubku 20 m a v˘‰ka stropní desky 1200 mm. Poslední tfietí first part. The bottom slab is 1,500 mm thick along the whole length of the ãást délky 100 m má dimenze jednotliv˘ch konstrukcí stejné jako ãást první. tunnel. Spodní deska je po celé délce tunelu vysoká 1500 mm. The tunnel cross section has been designed for the “Combined tunnel struc- Pfiíãn˘ fiez tunelu je navrÏen pro „SdruÏen˘ tunelov˘ prÛjezdn˘ prÛfiez pro ture clearance for electrified railway” with a safety space of 300 mm, according elektrizovanou traÈ” s pojistn˘m prostorem 300 mm podle návrhu normy to the draft standard âSN 73 7508 – Rail Tunnels. In addition, the required dimensions of theoretical internal surface are affected by the track superele- âSN 73 7508 – Îelezniãní tunely. Nutné rozmûry vnitfiního teoretického líce vation of 135 mm and manufacturing tolerances of diaphragm walls. The ovlivÀuje dále pfiev˘‰ení koleje 135 mm a v˘robní tolerance podzemních tunnel axis design, deduced for the construction needs from the axes of the stûn. Osa tunelu odvozená pro potfieby v˘stavby z os kolejí ã. 1 a 2 je o 130 tracks No. 1 and 2 is offset from the tracks’ axes by 130 mm. (Fig. 4 Cross mm odsazená od osy kolejí (obr. 4 Pfiíãn˘ fiez tunelu v podzemních stûnách). section through the tunnel at the diaphragm walls) Tunel je vybaven záchrann˘mi v˘klenky situovan˘mi vstfiícnû po obou stra- The tunnel is equipped with safety recesses situated in a non-staggered nách tunelu. Vzdálenost v˘klenkÛ je 25 m mûfieno na ose tunelu. Ve v˘klen- manner along either side of the tunnel. The recesses spacing is 25 m, mea- cích jsou dále umístûny kabelové ‰achty a v kaÏdém druhém ‰achty s v˘to- sured on the tunnel axis. The recesses also contain cable shafts, and, in each kov˘mi ventily poÏárního suchovodu, zásuvky pro odbûr elektrické energie other recess, shafts with outlet valves of fire dry piping system, electric out- a vypínaãe osvûtlení (obr. 5 PÛdorys v˘klenkÛ). lets and light switches. (Fig.5 Recesses layout) PoÏární suchovod je stejnû jako devítiotvorové kabelové multikanály pro The fire dry piping is, same as the nine-way cable multiple cable ducts for low tension and power lines, embedded in the 900 mm wide concrete emer- pfievod slaboproud˘ch a silnoproud˘ch vedení zabetonován do pochozí gency walkway. Another safety element is a handrail installed along both stezky o ‰ífice 900 mm. Dal‰í bezpeãnostní prvek pfiedstavuje madlo osazené sides of the tunnel. po obou stranách tunelu. Traction mains are suspended on carrier brackets fixed to the lining sides by Trakãní vedení je zavû‰eno na nosn˘ch konzolách pfiipevnûn˘ch k boku ostûní means of high-strength steel anchors 20 mm or 16 mm in diameter, inserted pomocí vysokopevnostních ocelov˘ch kotev ∅ 20 mm, resp. ∅ 16 mm, osa- subsequently into holes drilled into the C25/C30 reinforced concrete liner. zovan˘ch do vrtÛ v Ïelezobetonovém ostûní z betonu C25/30 dodateãnû. Rail bed drainage system has been solved by 3 % transversal sloping of blin- Odvodnûní kolejového loÏe je fie‰eno v pfiíãném smûru vyspádováním v˘pl- ding concrete under the rail bed from the tunnel axis to side tunnel ducts laid Àového betonu pod kolejov˘m loÏem od stfiedu tunelu ve sklonu 3 % in a groove created in the tunnel bottom slab. There are drainage pipes 200 mm k postraním tunelov˘m stokám uloÏen˘m v dráÏce vytvofiené ve spodní in diameter with flat bottom laid there. Longitudinally, water is led at the track gradient of about 7 ‰ to the Rudoltice exit portal. desce tunelu. Zde je umístûna drenáÏní roura o ∅ 200 mm s ploch˘m dnem. Longitudinal drainage ducts in the escape walkway have been designed Voda je v podélném smûru svedena ve sklonu tratû cca 7 ‰ k rudoltickému along the diaphragm walls of the final lining. The purpose of those ducts is (v˘jezdovému) portálu. to intercept potential leakage through the tunnel lining, thus to prevent for- Podél podzemních stûn definitivního ostûní jsou v pochozí stezce navrÏeny mation of ice on the escape walkway in winter season. podélné odvodÀovací Ïlaby. Úkolem tûchto ÏlabÛ je zachytit pfiípadné prÛ- saky pfies ostûní tunelu a zabránit tak namrzání pochozí stezky v zimním období.

Obr. 7 Vizualizace - ostûní tunelu Obr. 8 Vizualizace - v˘jezdov˘ rudoltick˘ portál Fig. 7 Visualisation - the tunnel liner Fig. 8 Visualisation - the Rudoltice exit portal 21 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

TECHNOLOGIE V¯STAVBY CONSTRUCTION METHOD

Práce na povrchu Surface operations

V‰echny práce provádûné z povrchu musí b˘t z dÛvodu pfieloÏky komunikace All operations performed from the surface have to be divided into two stages due to the I/43 road from Svitavy to âeská Tfiebová diversion. I/43 Svitavy – âeská Tfiebová rozdûleny na dvû etapy. First, the diversion road is to be built, and then the work on the pit at the Nejdfiíve se zhotoví objízdná komunikace a potom budou zahájeny práce na Rudoltice tunnel portal can be started. The first stage consists in excavation ãásti jámy u rudoltického portálu tunelu. První fází je odtûÏení stavební jámy of the construction pit to the level required for the diaphragm walls excavation. na úroveÀ pro hloubení podzemních stûn. Stavební jáma bude odtûÏována The construction pit will be excavated progressively, banquet by banquet, to postupnû po jednotliv˘ch etáÏích na úroveÀ asi 426 m n. m. V˘‰ka jednotli- a level of about 426 m a.s.l. The thickness of particular banquets divided by v˘ch etáÏí rozdûlen˘ch 1,5 m ‰irok˘mi lavicemi nepfiesahuje 4 m. Stabilitu 1.5 m wide benches does not exceed 4 m. Stability of all banquets is ensu- v‰ech etáÏí zaji‰Èuje jednotn˘ sklon 1 : 2 a 100 mm stfiíkaného betonu s jed- red by a unified slope of 1:2 and 100 mm thick shotcrete with one layer of nou v˘ztuÏnou sítí. Druhou etáÏ navrÏenou v písãit˘ch sedimentech (S2SP, reinforcing mesh. In addition, the second banquet designed in sandy sediments (S2SP, S3SF) is supported by 4m long driven spiles 25 mm in diame- S3SF) navíc zaji‰Èují zaráÏené hfieby ∅ 25 mm a délky 4 m. ter. Bûhem odtûÏování první ãásti stavební jámy dojde k odkrytí skládky TKO. The municipal solid waste landfill will be uncovered in the course of the first Podle geofyzikálních mûfiení dno skládky zhruba odpovídá dnu stavební part of the construction pit excavation. According to the geophysical survey, jámy. Vzhledem k neznámému charakteru uloÏeného odpadu musí pfiímo na the landfill bottom roughly corresponds to the construction pit bottom. místû rozhodovat o jeho zpracování kvalifikovan˘ pracovník. Because of the fact that the character of the deposited waste is unknown, Z úrovnû dna stavební jámy budou do pfiedem pfiipraven˘ch vodicích zídek a qualified professional has to decide on its processing just on the spot. hloubeny a betonovány podzemní stûny po jednotliv˘ch lamelách. Podélné The diaphragm walls will be excavated and cast one panel after the other in Ïelezobetonové lamely ostûní tunelu z betonu C25/30 a s v˘ztuÏí 10 505 (R) a guide trench pre-prepared at the construction pit bottom level. The longi- mají délku 6,25 m. Souãasnû s lamelami tunelového ostûní jsou v místech tudinal C25/30 reinforced concrete panels with 10 505 (R) reinforcement are zámkÛ lamel podéln˘ch betonovány rozpûrné lamely pfiíãné z prostého 6.25 m long. Concurrently with the tunnel lining panels, bracing transversal concrete panels are cast at the locations of the longitudinal panels locks, betonu. Nosnou ãást rozpûrné lamely tvofií beton C25/30. Zb˘vající ãást made from plain concrete. The load bearing part of the bracing panel is from lamely, urãenou k vybourání pfii raÏbû tunelu, vyplÀuje beton C8/10. C25/30 concrete. Remaining part of the panel, which is to be broken during Po úpravû koruny jednotliv˘ch lamel se na upraven˘ terén mezi podzemní the tunnel excavation, is from C8/10 concrete. stûny vybetonuje vrstva podkladního betonu, poloÏí se separaãní PE folie After treating the crowns of individual panels, a layer of blinding concrete a následnû smontuje v˘ztuÏ. Upravená koruna podzemních stûn bude o‰et- will be poured on levelled ground between the diaphragm walls, a separati- fiena krystalizaãním nástfiikem. Do budoucí spáry se pfiipevní expanzní tûs- on PE membrane will be placed, followed by reinforcement bars. The treated nicí pásky. crown of the diaphragm walls will be provided with crystallic spray. Sealing Na upraven˘ terén je vybetonována stropní deska tunelu. Délka bloku beto- bands will be fixed to the future joint. náÏe desky odpovídá délce tunelového pásu a ãiní 12,5 m. Po odbednûní je The concrete tunnel roof deck is cast on the levelled ground. The length of 12.5 m of one block of deck built within one pouring operation corresponds do pfiipraven˘ch ÏlábkÛ zhutnûn krystalizaãní tmel a vnûj‰í líc stropní desky to the width of one tunnel belt. After stripping the form a crystallic com- se o‰etfií krystalizaãním nástfiikem. Následnû se okolo stropní desky zfiídí pound is compacted in prepared grooves, and external surface of the roof jílové tûsnûní a deska je zpûtnû pfiesypána do tvaru pÛvodního terénu. Po deck is provided with crystallic spray. Subsequently clay sealing is carried provedení první fáze v˘stavby je komunikace I/43 Svitavy – âeská Tfiebová out around the roof deck, and the slab is backfilled to the original terrain pfieloÏena zpût do své pÛvodní osy a cel˘ postup se opakuje na stranû tunelu shape. After completion of the construction phase one the I/43 road Svitavy blíÏe k tfiebovickému portálu. – âeská Tfiebová will be relocated back to its original alignment, and the whole procedure will be repeated on the tunnel side closer to the Tfiebovice Práce pod ochranou stropní desky a podzemních stûn portal. Operations under the protection of the roof deck and diaphragm walls Po ukonãení zpûtn˘ch zásypÛ následuje od rudoltického portálu dovrchní raÏba kaloty tunelu. ÚroveÀ dna kaloty je +0,574 od TK. Rozhodující roli Uphill top heading excavation follows after completion of the backfills. The hraje ochrana dna pfied po‰kozením tûÏkou dopravou, ale i pfied rozmáãe- top heading bottom level is 0.574 above the top of rail level. Protection of the ním technologickou vodou nebo vodou z pískov˘ch ãoãek. Maximální délku bottom against damage by heavy traffic or soaking with technological water zábûru v kalotû urãuje vzdálenost pfiíãn˘ch rozpûrn˘ch lamel. Bezpeãnost or water from the sand lenses plays a deciding role. Maximum length of raÏby zvy‰ují 10 m dlouhé prÛzkumné pfiedvrty provádûné v pfiedstihu pro advances at the top heading depends on the distance of transversal bracing zji‰tûní a odvodnûní zvodnûl˘ch poloh pískÛ. Kalota bude odtûÏena v celé panels. The excavation safety is improved by 10 m long investigation bore- délce tunelu. holes drilled in advance to determine and drain water bearing sand inter- RaÏba druhé etáÏe probíhá ze dna kaloty s ústupem. Provizorní zaji‰tûní dna beds. The top heading will be excavated within the overall tunnel length. The excavation of the second banquette is carried out from the top heading betonem C16/20 s v˘ztuÏnou sítí následuje ihned po odtûÏení. S minimálním bottom, at some distance. Temporary support of the bottom by C16/20 conc- technologick˘m odstupem za provizorním zaji‰tûním musí b˘t provedena rete with steel mesh follows just after the excavation. The bottom slab of the betonáÏ spodní desky definitivního dna tunelu. final invert has to be cast with a minimum technological break after the tem- Pfied montáÏí v˘ztuÏe se o‰etfií pracovní spáry krystalizaãními nátûry a osadí porary support. Day joints are treated by crystallic spray before reinforce- tûsnicí expanzní pásky. Po montáÏi v˘ztuÏe je na povrch betonu provizorního ment placement, and expansion sealing strips are installed. Crystallic spray zaji‰tûní dna aplikován krystalizaãní nástfiik. Po zabednûní ãela se vybeto- is applied on the concrete of the bottom temporary support after the rein- nuje 12,5 m dlouh˘ blok spodní desky. forcement placement. The 12.5 m long block of the bottom slab is cast when Do pfiedem pfiipraven˘ch ÏlábkÛ u pracovních spár bude zhutnûn krystali- the formwork stop end has been installed. zaãní tmel. ZároveÀ se zatmelí i spáry zámkÛ jednotliv˘ch lamel podzemních Crystallic compound will be compacted in pre-prepared grooves in the day stûn. Na oãi‰tûn˘ povrch podzemních stûn je nanesen krystalizaãní nátûr. joints. In the same time the interlocking joints between individual panels of the diaphragm walls are filled with the sealing compound. The crystallic spray is applied on cleaned surface of the diaphragm walls. Hlouben˘ tunel Cut-and-cover tunnel Tunelov˘ pás P2, rudoltick˘ (v˘jezdov˘) portál je budován v otevfiené sta- vební jámû jako hlouben˘ tunel. Technologie vypl˘vá z nevhodn˘ch terén- The tunnel belt P2, i.e. the Rudoltice exit portal, is built in an open box exca- ních podmínek pro budování podzemních stûn. Stabilitu jámy zaji‰Èuje kot- vation as a cut-and-cover tunnel. The technique follows from terrain conditi- vená pilotová stûna. Návrh pilotové stûny je vyvolán nutností zajistit základ ons unsuitable for construction of diaphragm walls. The box stability is mostního provizoria pfievádûjící po dobu v˘stavby kolej ã. 1. ensured by an anchored pile wall. The pile wall has been designed because of a necessity to provide foundation of a temporary bridge bearing the track IZOLACE, VODOTùSNOST OSTùNÍ No.1 during the construction time. INSULATION, WATER-TIGHTNESS OF THE LINING Ostûní tunelu navrÏené jako jednoplá‰Èové z betonu odolného proti prÛsa- kÛm vody pfiebírá a plní mimo funkce nosné i funkci izolace. Pro posílení Apart from the load bearing function, the single pass tunnel lining, designed vodotûsnosti betonového ostûní budou aplikovány na ostûní krystalizaãní from water leakage resisting concrete, assumes and discharges the function nátûry. Jedná se o doposud nejvût‰í pouÏití tûchto materiálÛ v síti âesk˘ch of insulation. To improve the concrete liner’s watertightness, crystallic paints drah. will be applied on the liner. This has been a case of the largest scope of appli- Krystalické materiály jsou prá‰kové kompozity na bázi portlandského cation of those materials throughout the network of âeské Dráhy (Czech cementu, velmi jemného kfiemiãitého písku a mnoha aktivních chemikálií. Railways). 22 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

Pfied aplikací se smûs míchá s vodou, ãímÏ vznikne ka‰ovitá smûs, která se Crystallic materials are powder composites based on Portland cement, very formou nátûru nebo nástfiiku aplikuje na povrch betonu. Chemikálie vyvolají fine silica sand and many other active chemicals. Before application the mix- katalitickou reakci, zpÛsobující tvorbu nerozpustn˘ch vláknit˘ch krystalÛ ture is mixed with water. Resulting slurry is applied on concrete surface by v pórech a kapilárách betonu. Samotná vrstva krystalického nátûru nemá brushing or spraying. The chemicals bring on a catalytic reaction causing tûsnicí funkci, beton se dotûsní pfiímo uvnitfi kapilární struktury proti prÛni- development of insoluble fibrous crystals in concrete pores and capillaries. A layer of the crystallic paint itself does not exhibit the sealing function. kÛm kapalin ve v‰ech smûrech. K aktivaci potfiebují krystalizaãní látky vodu Concrete is sealed against liquid leaking in all directions just inside its capil- pronikající do konstrukce. Jedná se v podstatû o nosiã aktivních chemick˘ch lary structure. Any crystallic substance needs water seeping into the struc- látek. Není to tedy povrchová izolace. ture for its activation. Basically it is a carrier of active chemicals. It is no sur- Krystalizaãní nátûr se aplikuje vÏdy na dostupné plochy ostûní, tzn. horní líc face insulation. stropní desky, vnitfiní líc podzemních stûn a horní líc provizorního zaji‰tûní Crystallic paint is always applied to accessible surfaces of the lining, i.e. to dna. the upper surface of the roof deck, internal face of diaphragm walls and Na povrch pracovní spáry je opût pouÏit nátûr krystalizaãním materiálem upper face of temporary bottom support. jako základní opatfiení proti prÛniku vody. Do kaÏdé spáry se osadí dva The day joint surface is again treated with the crystallic substance paint expanzní tûsnicí pásky a po zabetonování druhé ãásti konstrukce se do pfiedem as a basic measure against water leaking. Two expansion sealing bands are installed into each joint, and when the other part of the structure is cast, cry- pfiipraveného nebo do ostûní vysekaného poÏlábku ve tvaru „U” zhutní stallic compound is compacted in an in advance prepared groove or in krystalizaãní tmel. Ten zde plní funkci pojistky pfii selhání expanzních páskÛ. a U-shape groove pre-cut in the lining. The compound fulfils a function of V‰echny spáry zámkÛ lamel se vysekají na zdrav˘ beton a spáry budou insurance in case of the expansion strips failure. dotûsnûny krystalizaãním tmelem. All joints at the panels interlocking are to be cut out up to sound concrete, and the joints sealed by the crystallic compound. NÁVRH GEOTECHNICKÉHO MONITORINGU GEOTECHNICAL MONITORING PROPOSAL Kontrolní geotechnické sledování bûhem v˘stavby je rozdûleno na systém povrchového sledování bûhem hloubení stavební jámy a mûfiicí systémy The checking geotechnical monitoring performed in the course of the construction works is divided into a system of surface monitoring during the bûhem raÏby. construction pit excavation, and measurement systems during the excavation. V rámci realizace povrchov˘ch zemních prací navrhujeme pro sledování In the framework of execution of surface earthworks, we propose the moni- chování horninového masivu standardní geodetickou metodu. Systém toring of the rock mass by standard surveying method. The measurement mûfiení spoãívá ve vytvofiení mûfiicích profilÛ z pevn˘ch bodÛ, jejichÏ posun system consists in establishment of measurement profiles, whose move- v ãase se sleduje a vyhodnocuje. V jednotliv˘ch profilech se po obou stra- ment with time is observed and assessed. Six firm surveying points are nách stavební jámy rozmístí celkem ‰est pevn˘ch geodetick˘ch bodÛ. installed in individual profiles along either side of the box excavation. With Ostatní metody pouÏitelné z povrchu, jako napfi. inklinometrické vrty reali- respect to an uncertainty in securing their function after the open box back- zované na dnû stavební jámy v tûsné blízkosti podzemních stûn, jsme filling, we excluded the other methods applicable from the surface, e.g. inc- s ohledem na pochybné zaji‰tûní funkãnosti po zasypání jámy vylouãili. linometer boreholes realised at the open box bottom at a close vicinity of diaphragm walls. Monitoring realizovan˘ z tunelu bûhem raÏby slouÏí k mûfiení deformací The monitoring performed from the tunnel during excavation is used for Ïelezobetonové konstrukce a zmûn v okolním geologickém prostfiedí, vyvo- measurement of the reinforced concrete slab deformation and changes in lan˘ch touto ãinností. Ke zji‰tûní velikosti deformací vãetnû v˘voje defor- the surrounding geological environment resulting from this activity. mací a následnému porovnání s v˘poãtov˘mi hodnotami jsou navrÏena Geodetic survey complemented by measurement of deformations has been geodetická mûfiení, doplnûná mûfieními deformaãními. Tato mûfiení zaji‰Èují proposed for the determination of the magnitude of deformations, including malé strunové deformetry ve stropní a spodní desce a tyãové strunové development of the deformations and subsequent comparison with design deformetry v podzemních stûnách. values. Those measurements are carried out with small vibrating wire strain Pfii sledování zmûn v geologickém prostfiedí se omezujeme na sledování meters in the roof and bottom slabs, and rebar vibrating wire strain meters otevfieného dna tunelu. Pfii sledování deformací dna se jedná pfiedev‰ím installed in diaphragm walls. o kluzn˘ deformetr. Toto zafiízení umoÏÀuje monitorovat axiální deformace In the process of monitoring changes in the geological environment, we con- fine ourselves to monitoring of the open bottom of the tunnel. Primarily we (zkrácení pfiíp. prodlouÏení) podél mûfiené pfiímky, kterou pfiedstavuje speci- use gliding deformation meters. This apparatus allows monitoring of axial álnû vystrojen˘ svisl˘ vrt v geologickém prostfiedí. Samotn˘ mûfiicí pfiístroj deformations (contraction or extension) along a measured straight line, je pfienosná sonda a mûfiení mají etapov˘ charakter. which is represented by a specially equipped vertical borehole drilled in the Pro doplnûní informací ze dna hloubeného tunelu jsou navrÏena mûfiidla geological environment. The measuring apparatus proper is a portable pórového tlaku. Pfiedpokládáme, Ïe vztlak pÛsobící na dno tunelu se projeví probe, and the measurements are of a multi-stage character. Pore pressure poklesem pórov˘ch tlakÛ, dal‰í v˘voj pórov˘ch tlakÛ oãekáváme pfii násled- gauges have been proposed to supplement the information from the cut- ném zatíÏení spodní deskou a konsolidaci jílu v podzákladí. Osazení mûfiidel and-cover tunnel bottom. We assume that the uplift pressure acting on the pfiedpokládáme zatlaãením pfiímo do odkrytého dna pfied pokládkou pod- tunnel bottom will cause a decrease in pore pressures. We expect other kladního betonu. Navrhujeme pouÏití piezometrÛ se strunov˘m ãidlem na development of the pore pressures during the subsequent loading by the bottom slab and consolidation of clay in the sub-base. We expect that the snímání tlaku vstupující vody. measuring instruments will be installed by pressing directly into the uncovered bottom, before blind concrete pouring. We propose application of pie- ZÁVùR zometers with vibrating wire sensors transmitting the pressure of entering water. Nov˘ tfiebovick˘ tunel je objemem investiãních nákladÛ urãitû jedním z nej- vût‰ích stavebních objektÛ v rámci modernizace koridorov˘ch tratí v âeské CONCLUSION republice. Jedná se zároveÀ o dílo unikátní kubaturou budovan˘ch pod- zemních stûn, navrÏen˘m jednoplá‰Èov˘m ostûním i rozsahem pouÏit˘ch In terms of capital expenditures, the new Tfiebovice tunnel ranks certainly krystalizaãních nátûrÛ. among the largest constructions developed in the framework of the Corridor rail links in the Czech Republic. In the same time it is unique by the volume Realizace stavby klade velké nároky na koordinaci jednotliv˘ch stavebních of diaphragm walls, by the design of the single pass lining, and the extent of postupÛ, ale i kvalitu provádûn˘ch prací. Na‰í snahou bylo maximálnû zjed- crystallising paints applied. nodu‰it konstrukãní fie‰ení, a tím vlastní provádûní stavebních prací. Pfiesto Execution of the construction puts heavy demands on co-ordination of par- bude záleÏet na v‰ech úãastnících v˘stavby a pfiedev‰ím na technickém ticular building procedures, but also on the quality of the works. The aim of dozoru investora, zda bude tunel realizován v poÏadovaném termínu i kva- our endeavour was to maximally simplify the design, thus also to ease the litû. Tak bude koneãnû po více neÏ 150 letech realizován zámûr inÏen˘rÛ construction operations. Anyway, it will depend on all construction partici- budujících dráhu z Olomouce do Prahy pfievést traÈ sedlem u Tfiebovic dvou- pants, on the construction supervision above all, whether the tunnel will or kolejn˘m tunelem. will not be completed on time and in good quality. Then the intention of the engineers building the railway from Olomouc to Prague to pass the LITERATURA: Tfiebovice coll by a double-track tunnel will eventually be accomplished. Hons Josef - Velká cesta (1947) REFERENCES: âD, DDC Optimalizace traÈového úseku Krasíkov - âeská Tfiebová, „nov˘ tfie- Hons Josef - Velká cesta (1947) bovick˘ tunel” - podrobn˘ geotechnick˘ prÛzkum. GeoTec-GS, a. s., leden âD, DDC Optimisation of the Krasíkov – âeská Tfiebová rail line section, “the 2001 new Tfiebovice tunnel” – detailed geotechnical investigation. GeoTec-GS a.s., âD, DDC Optimalizace traÈového úseku Krasíkov - âeská Tfiebová, „nov˘ tfie- January 2001 bovick˘ tunel” - doplÀkov˘ geotechnick˘ prÛzkum. GeoTec-GS, a. s., záfií âD, DDC Optimisation of the Krasíkov – âeská Tfiebová rail line section, “the 2001 new Tfiebovice tunnel” – complementary geotechnical investigation. GeoTec- âD, DDC Optimalizace traÈového úseku Krasíkov - âeská Tfiebová, SO 55-21- GS a.s., September 2001 âD, DDC Optimisation of the Krasíkov – âeská Tfiebová rail line section, SO 01 Tunel Tfiebovice II, projekt stavby, ILF Consulting Engineers, fiíjen 2001 55-21-01 The Tfiebovice II tunnel, construction design, ILF Consulting Engineers, October 2001 23 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

NOVÉ TUNELY NA VYSOKORYCHLOSTNÍ TRATI NORIMBERG – INGOLSTADT, ÚSEK „ST¤ED”

NEW TUNNELS ON THE “MIDDLE” SECTION OF THE NUREMBERG – INGOLSTADT HIGH-SPEED LINE Mgr. JI¤Í ZMÍTKO, ILF CONSULTING ENGINEERS, s. r. o.

ÚVOD INTRODUCTION

Pfiíspûvek struãnû charakterizuje jednu z nejvût‰ích v souãasnosti realizova- The paper briefly characterises one of the largest tunnel structures being n˘ch tunelov˘ch staveb v Evropû. Jsou zde zahrnuty poznatky a skuteãnosti currently built in Europe. It contains the knowledge and facts from the years z let 1999 a 2000. V základních rysech popisuje jednotlivé tunely a nejvût‰í 1999 and 2000, describing basic features of individual tunnels and the most problémy spojené s jejich v˘stavbou. Podrobnûj‰í charakteristika jednotli- serious troubles connected with their development. Obviously, a more detai- v˘ch tunelÛ, geologie a technologie v˘stavby by ov‰em vyÏadovala mno- led characteristics of the particular tunnels, the geology and method of their hem vût‰í prostor neÏ ten, kter˘ byl pfiíspûvku vymezen. construction would have required much larger space than the space alloca- Vysokorychlostní traÈ Norimberk – Ingolstadt (Mnichov) je souãástí novû ted to the paper. projektované vysokorychlostní sítû v SRN. Po sjednocení Nûmecka vznikla The Nuremberg – Ingolstadt (Munich) high-speed rail line is part of the high- v rámci jeho zaãlenûní do dopravní infrastruktury EU potfieba nového Ïelez- speed network being newly developed in the FRG. After the unification of niãního propojení mûst: Berlín – Halle – Lipsko – Erfurt – Norimberk. Germany, in the framework of its incorporation into the EU traffic infrastruc- V˘sledkem má b˘t trasa vysokorychlostní trati vedoucí od Skandinávie pfies ture, a need originated of developing a new link between cities: Berlin – Halle Berlín do Mnichova s napojením na Veronu v severní Itálii. - Leipzig – Erfurt – Nuremberg. The final result should be a high-speed line Takzvané „severojiÏní propojení” stanovila Evropská unie jako prvofiad˘ running from Scandinavia via Berlin to Munich, with a link to Verona in nort- úkol v rámci „transevropské sítû”. hern Italy. The European Union set the so-called “north-east connection” as Realizace vyt˘ãeného úkolu probíhá jak rekonstrukcí a optimalizací stávají- a principal task within the scope of the “Trans-European network”. cích traÈov˘ch úsekÛ, tak i v˘stavbou zcela nov˘ch traÈov˘ch úsekÛ. The set task is being implemented either by reconstruction and optimisation Parametry tratû Norimberk – Mnichov: of existing railway sections, or by construction of brand new track sections. Celková délka: 171 km The Nuremberg – Ingolstadt line parameters: Norimberk – Ingolstadt 89 km Overall length: 171 km Ingolstadt – Mnichov 82 km Nuremberg – Ingolstadt 89 km Doba jízdy: 1 hodina Ingolstadt - Munich 82 km Sklonové pomûry: Travel time: 1 hour Nové úseky: max. 20 % Gradient conditions: Optimalizované úseky: max. 12,5 % New sections: max. 20 Cena: 1,98 mld. EUR Optimised sections: max. 12.5 Cost: EUR 1.98 billion Trasa Norimberk – Ingolstadt je rozdûlena na pût úsekÛ: úseky 7.2 a 1.1, „jih”, „stfied” a „sever”. âlánek detailnû popisuje inÏen˘rsko-geologické podmínky a zpÛsob v˘stavby úseku „stfied”. The Nuremberg – Ingolstadt line is divided into five sections, i.e. sections 7.2 and 1.1, “South”, “Middle” and “North”. This article describes in detail engi- ÚSEK ST¤ED neering geological conditions and the construction method at the “Middle” section. Smûrové fie‰ení úseku „stfied” kopíruje pfiibliÏnû trasu dálnice A9 a prÛchod trasy pohofiím Jura fie‰í prostfiednictvím tfií tunelov˘ch objektÛ. Smûrem od THE MIDDLE SECTION jihu k severu to jsou: 7260 m dlouh˘ tunel Irlahüll, 650 m dlouh˘ tunel Schellenberg a 7700 m dlouh˘ tunel Euerwang. Mezi tunely Irlahüll Horizontal alignment of the “Middle” section copies approximately the A9 a Schellenberg pfietíná trasa údolí fieky Altmühl a mezi tunely Schellenberg motorway’s route. Three tunnels have been designed to solve the alignment a Euerwang údolí fieky Antlauter. passing across the Jura mountain range. These are, from the north to the Firma ILF Consulting Engineers provádûla na objednávku Deutsche Bahn south, the 7,260 m long Irlahüll tunnel, 650 m long Schellenberg tunnel, and následující ãinnosti: 7,700 m long Euerwang tunnel. Between the Irlahüll and Schellenberg tun- • vypracování projektové dokumentace nels the route traverses the Althmühl river valley, and between the • geologickou dokumentaci, interpretaci v˘sledkÛ geotechnick˘ch mûfiení, Schellenberg and Euerwang tunnels it crosses the Antlauter river valley. prognózu geologické situace (optimalizaci technologického postupu Based on Deutsche Bahn’s order, ILF Consulting Engineers carried out follo- v závislosti na IG podmínkách, pfiípadnû zmûna technologick˘ch tfiíd v˘rubu) wing operations: • technickéh˘ dozor investora (kontrolu kvality a mnoÏství provádûn˘ch • development of design documents prací) • geological documentation, interpretation of geotechnical measurements Geodetická mûfiení a tunelov˘ scanner Dibit zaji‰Èovaly firmy Angermaier results, prognosis of geological situation (optimisation of the technical pro- a Geodata. Systém Dibit (Digitales Bildmeßsystem für den Tunnelbau) cedure depending on EG conditions, or, as the case may be, modification of umoÏÀuje pomocí stereofotogrammetrického snímání povrchu tunelu v jed- excavation classes) notliv˘ch dílãích etapách v˘stavby sledovat a prostorovû vyhodnocovat • execution of client’s supervision (quality inspection, quantity surveying) odchylky od projektovaného tvaru v kterémkoli místû díla. Obrovskou v˘ho- Angermaier and Geodata provided the geodetic survey and the Dibit tunnel dou systému DIBIT je, Ïe nesleduje pouze jednotlivé body (jak je tomu pfii scanner. The Dibit system (Digitales Bildmeßsystem für den Tunnelbau) klasickém geotechnickém mûfiení), ale snímkuje, vyhodnocuje a dokumen- allows monitoring and spatial assessing of deviations from the designed tuje cel˘ povrch zájmové plochy. V pfiípadû, Ïe je nasazen ihned po prove- shape at any place of the works to be carried out by means of stereophoto- dení zábûru pfied nastfiíkáním primárního ostûní, umoÏÀuje provádût sním- grammetric scanning of the tunnel surface in relevant partial construction kování pro geologickou dokumentaci v˘rubu. Dále mÛÏe b˘t snímkována phases. A great advantage of the DIBIT system is that it not only monitors primární i sekundární obezdívka. Je-li DIBIT pouÏit pfii více stavebních individual points (as it is at a conventional geotechnical measurement), but fázích, vzniká moÏnost sledovat téÏ objemy pouÏitého materiálu a tlou‰Èky also takes photographs, and assesses and documents the whole area being jednotliv˘ch vrstev ostûní. Je-li snímkována jedna etapa v urãit˘ch ãaso- surveyed. In case of its application just after the excavation advance, i.e. v˘ch odstupech, lze sledovat rovnûÏ sedání a pfiíãné a podélné posuvy. before spraying primary lining, it allows photographs for the geological Jednotlivé fáze lze pozdûji porovnávat s projektovan˘m profilem nebo vzá- documentation to be taken. In addition, both primary and secondary liners jemnû mezi sebou. Tím vzniká moÏnost sledovat nadv˘ruby ãi podv˘ruby can be recorded. If the DIBIT is utilised over more construction phases, an v kterémkoli místû tunelu, neboli lze pfiesnû urãit, jak se li‰í skuteãné prove- opportunity arises to follow the volumes of material consumed and thick- dení od projektu. ness of the lining individual layers. If one phase is recorded by taking pictu- Realizaci stavby zaji‰Èovala firma HOCHTIEF, která si najímala jednotlivé res at certain time intervals, the settlement and transversal and longitudinal subdodavatele. Z ãesk˘ch firem v rámci subdodávek provádûla raÏbu od displacements can be monitored too. The particular phases can be later com- portálu Euerwang jih firma Metrostav, a. s., která po poãáteãním „seznamování” pared with the designed cross section or between each other. Thus a possi- dosahovala nejlep‰ích v˘konÛ v rámci úseku „stfied”. Firma Subterra, a. s., bility originates to follow overbreaks or underbreaks at any place of the tun- se podílela na raÏbû únikov˘ch v˘chodÛ a ‰achet. nel, i.e. to determine exactly how the actual tunnel deviates from the design. 24 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

TUNELY The construction implementation was provided by HOCHTIEF, who hired several sub-contractors. Czech companies were also used. Metrostav, a.s., Struãná geologická charakteristika constructed the South portal of the Euerwang tunnel excavation, reaching the best outputs within the “Middle” section after initial process of “acqua- Celá oblast tvofií komplex nûkolik stovek metrÛ mocného souvrství sedi- inting”, and Subterra, a.s., participated in escape exits and shafts excavation. mentárních hornin s pfievládajícím sklonem vrstev mírnû uklonûn˘ch k jihu. Tunel Irlahüll prochází od jiÏního portálu tfietihorními jílovitopísãit˘mi sedi- TUNNELS menty, po nichÏ následují druhohorní (jurské) a dolomitické vápence. Prakticky celá raÏba probíhala v karbonátech specifick˘ch vysok˘m stupÀem A brief characteristic of geology zkrasovûní, které se projevovalo jak ‰patnou kvalitou horniny, tak i v˘skytem podzemních dutin. Dutiny nab˘valy ãasto rozmûrÛ nûkolika desítek The whole area is formed by a complex of several hundreds of meters of metrÛ. Nûkteré podzemní prostory vyplÀovaly sesuté hlinité zvûtraliny a mighty series of measures of sedimentary rocks, with a prevailing slight s bloky vápence, jiné byly volnû prÛchodné. Po zkrasovatûl˘ch vápencích dip of the measures towards the south. následovala formace vrstevnat˘ch (místy aÏ masívních), krasovûním prak- The Irlahül tunnel passes from the South portal through the Tertiary clayey – ticky nepostiÏen˘ch vápencÛ. sandy sediments, followed by the Mesozoic (Jurassic) and dolomite limesto- RaÏba tunelu Schellenberg probíhala kromû portálov˘ch úsekÛ v celé délce nes. Virtually all excavation took place in carbonates specific by a high ve vrstevnat˘ch vápencích. degree of karstification, which manifested itself through poor rock quality and underground cavities occurrence. The cavities sizes often achieved seve- Tunel Euerwang byl od jihu raÏen ve vápenat˘ch prachovcích, které pozdû- ral meters. Some underground spaces were filled with slipped loamy detri- ji pfiecházely v jílovité prachovce aÏ jílovce. Horniny ãasto obsahovaly velké tus containing limestone blocks, others were freely passable. A formation of mnoÏství fosílií, zvlá‰tû schránek amonitÛ. Smûrem k severu následovaly bedded (locally even massive) limestone, practically unaffected by the kars- stfiípkovitû rozpadavé, jemnû písãité jílovce, tvofiící podstatnou ãást délky tification, followed after the karstified limestone. tunelu. Severní portál tvofiily pfieváÏnû jemnozrnné sedimenty. Ve dnû sta- vební jámy se nalézaly ãerné plastické jíly, v nadloÏí s vrstvami slabû zpev- With the exception of the portal sections, the Schellenberg tunnel excavati- nûn˘ch pískovcÛ, pískÛ a jílovit˘ch pískÛ. on was carried out along its overall length in bedded limestone. The Euerwang tunnel was driven in chalky siltstones changing later to clay- Technologie v˘stavby tunelÛ ey siltstones to claystones. The rocks often contained a significant amount of fossils, primarily ammonite shells. Towards the north, quarrying fine V‰echny tunely byly raÏeny Novou rakouskou tunelovací metodou (NRTM), sandy claystones followed along a substantial part of the tunnel length. Fine- která díky své flexibilitû nejlépe vyhovuje poÏadavku bezpeãné a ekonomic- grained sediments prevailed at the North portal. Black plastic clays were ké realizace tunelÛ ve sloÏit˘ch a promûnliv˘ch IG podmínkách. found at the construction box bottom while at the overburden there were Vzhledem k délce tunelÛ Irlahüll a Euerwang zaãala raÏba vybudováním pfií- layers of weakly consolidated sandstones, sands and clayey sands. stupov˘ch tunelÛ raÏen˘ch úpadnû smûrem ke stfiedu budoucího tunelu. Toto fie‰ení umoÏnilo razit tunel smûrem od stfiedu k portálÛm. S urãit˘m The tunnel construction method zpoÏdûním za raÏbou od stfiedu tunelu pak zapoãala i raÏba od jiÏních a severních portálÛ. Otevfiení 4 ãeleb na kaÏd˘ tunel v˘raznû zkrátilo celko- All tunnels were driven by the New Austrian Tunnelling Method (NATM), vou dobu v˘stavby. Po dobu raÏby slouÏily pfiístupové tunely k dopravû which, thanks to its flexibility, suits the best the requirement of safe and eco- rubaniny a vûtrání pracovi‰È, po dokonãení objektÛ budou plnit funkci úni- nomic construction of tunnels in complex and variable EG conditions. kov˘ch cest. Optimalizaci organizace práce i úsporu nákladÛ umoÏnilo vyu- Because of the length of the Irlahüll and Euerwang tunnels, the excavation Ïití pouze jednoho zafiízení staveni‰tû, zaji‰Èujícího obû raÏby a operativní started by construction of access tunnels driven downhill to the future tun- pfiemísÈování techniky mezi tunely. nel’s midpoint. This solution made the tunnel excavation from the midpoint towards portals possible. The excavation from the portals South and North RaÏba tunelu Irlahüll ze stfiedu smûrem k portálÛm probíhala za pouÏití kom- began with a certain delay after the excavation from the tunnel midpoint. binace trhacích prací a raÏby tunelov˘m bagrem, ve zvlá‰È zkrasovûl˘ch úse- The four points of attack existing at each tunnel reduced the overall con- cích postaãoval k rozpojování horniny tunelov˘ bagr. Pfii pouÏitém horizon- struction period significantly. The access tunnels were used for mucking out tálním ãlenûní v˘rubu se pohybovala délka zábûru od 1 m do max. 1,7 m and ventilation of work places throughout the excavation time. Once the (u jiÏní raÏby), resp. max. 2 m (u severní raÏby). Jako nezbytné se ukázalo structures are completed, they will serve as escape ways. The fact that only pravidelné pfiedvrtávání ãelby, které slouÏilo k jednoduché a rychlé detekci one construction site was established for the two tunnel drives and the tun- krasov˘ch dutin. Pfii provádûní pfiedvrtÛ se sledovala rychlost vrtání a barva nels operatively shared mechanical equipment made optimisation of the v˘plachu. Na v˘sledcích prÛzkumu závisel návrh dal‰ího postupu, eventuál- work organisation and cost savings possible. nû vrtné schéma. Zhruba ve staniãení 1530 m jiÏní raÏby do‰lo k extrémní- mu zhor‰ení situace, kdy se na jedné stranû ãelby objevila dutina o v˘‰ce 3 The Irlahüll tunnel excavation from the middle towards portals was carried asi 20 m, v jejímÏ stropû „visely” zaklínûné bloky o objemu 2 – 3 m (viz obr. out using a combination of drill-and-blast and face excavator. The face exca- 2, 3). Dutina pokraãovala ‰ikmo ve smûru raÏby do nezji‰tûné hloubky. K 3 vator was sufficient for excavation in extremely karstified sections. The vyplnûní dutiny do‰lo aÏ po nasypání pfies 1500 m rubaniny ze severní advance per cycle at the horizontal face sequencing varied from 1 m to max. raÏby. K oddûlení nebezpeãného prostoru od vlastního ostûní tunelu slouÏila 1.7 m at the southern drive, or max. 2 m at the northern drive. Regular drilling ahead of the face to detect karst cavities proved indispensable. The drilling velocity and the drilling fluid colour were monitored in the advance drilling. The proposal on the further procedure or the drilling pattern depended on the exploration results. The situation worsened extremely, roughly at chainage of 1,530 m of the southern drive. A cavity about 20 m high appeared on one side of the face, with 2 – 3 m3 loose rock blocks wedged at the roof (see Fig. 2, 3). The cavity continued at an angle in the drive direction up to an unknown depth. Over 1,500 m3 of muck had to be brought from the northern drive to fill it. A concrete slab and protective wall were cast under the loose rock blocks to separate the dangerous space from the tunnel lining. Then about 50 m long adit was mined at the top heading centre, serving as an exploration gallery. When the extent of the problematic section had been verified, the works continued by enlarging the adit excavation to the full top heading cross section. The vault of the adit became part of the top heading roof, thus protecting this section against rockfall in an advance. In principle this method was a modification of a vertical excavation sequencing with the walls excavated and supported consequently. The northern drive was performed in relatively good quality rock, and the troubles with karst cavities were not encountered so frequently. Not too big underground channels appeared carrying minor groundwater streams. A rather small opening was disclosed during trimming of the core profile at chainage 335 m (about 200 m behind the face). The opening allowed access to a 2 – 5 m wide crack perpendicular to the tunnel centre line. The dimensions of the cavity, containing a big stream at its bottom, reached up to 50 m in depth and over 100 m in length. Since it practically was not in contact with the tunnel, it was left in its original condition. The only measure was the performance of a more detailed survey of its neighbourhood and subsequently its strengthening and supporting by anchors. The frequent and many times totally unexpected occurrence of cavities whose extent crossed original anticipations resulted in a necessity to carry out a backward detailed verification of their extent. Geophysics application Obr. 1 Umístûní stavby seemed to be the simplest way. The 100 m long tunnel section which the Fig. 1 The construction position extent and size of the cavities had already been verified in during the excavation was chosen for the purpose of the selection of geophysical measure- 25 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 deska a ochranná stûna vybetonovaná pod „visícími” bloky horniny. Ve ments contractor. Unfortunately, the geophysical measurements were either stfiedu kaloty byla poté vyraÏena zhruba 50 m dlouhá ‰tola, která zastávala totally incapable of detecting the cavities or they provided insufficient and funkci prÛzkumné ‰toly. Po ovûfiení rozsahu problémového úseku pokraão- ambiguous results only. Therefore a time-consuming and labour-intensive vala raÏba roz‰ífiením v˘rubu ‰toly do celého profilu kaloty. Klenba ‰toly method of pre-drilling full-profile boreholes to the tunnel bottom was appli- tvofiila souãást klenby kaloty, ãímÏ tuto ãást v pfiedstihu zaji‰Èovala proti ed for the cavities detection. Same as in the case of the face pre-drilling, the vypadávání materiálu. V podstatû se jednalo o modifikaci vertikálního ãle- boring velocity and drilling fluid colour were documented. Exceptionally cri- nûní v˘rubu s tím, Ïe boky byly odtûÏeny a zaji‰tûny následnû. tical locations were surveyed by core drilling. Those additional operations of Severní raÏba probíhala v pomûrnû kvalitní horninû a problémy s krasov˘- the EG investigation slowed-down the tunnel construction significantly. mi dutinami se nevyskytovaly tak ãasto. Nûkolikrát se objevily nevelké pod- The South portal of the Irlahüll tunnel is situated in a sloped construction pit zemní „kanály”, kter˘mi protékaly drobné podzemní toky. Pfii zaãi‰Èování supported by sprayed concrete and anchors. The excavation proper took profilu jádra ve staniãení 335 m (zhruba 200 m za ãelbou kaloty) do‰lo place in cohesive Tertiary grounds, mostly clayey sands, clays and claysto- náhodnû k otevfiení nevelkého otvoru, jenÏ zpfiístupnil zhruba 2 – 5 m ‰iro- nes. Due to unfavourable properties of the material, the excavation continu- kou trhlinu situovanou kolmo k ose tunelu. Rozmûry dutiny, na jejímÏ dnû ed in steps only, with the top heading advance lengths of 1 m as a maximum tekl velk˘ potok, dosahovaly aÏ 50 m hloubky a více neÏ 100 m délky. JelikoÏ and immediate stabilisation of partial openings by shotcrete. Primary lining se tunelu prakticky nedot˘kala, byla ponechána v pÛvodním stavu, pouze comprised lattice girders, two layers of KARI mesh and 30 cm thick sprayed oblast v jejím okolí byla detailnûji prozkoumána a poté dodateãnû zpevnûna concrete. Restriction of deformations was improved by widening the top a prokotvena. heading footings and micropiles bored into the footings in exposed places. âast˘ a mnohdy zcela neoãekávan˘ v˘skyt dutin, jejichÏ rozsah pfiedãil Fears of occurrence of quicksand led to application of vacuum drainage pÛvodní oãekávání, vedl k nutnosti zpûtného detailního ovûfiení jejich roz- dewatering the neighbouring massif. No quicksand was encountered during sahu. Nejjednodu‰‰í se jevilo vyuÏití geofyziky. Pro v˘bûr dodavatele geo- the excavation. Once the rock quality had started to improve progressively, fyzikálních mûfiení byl vybrán 100 m dlouh˘ úsek tunelu, ve kterém do‰lo blasting operations commenced in some locations. The environment consis- k ovûfiení rozsahu a velikosti dutin jiÏ bûhem raÏby. Geofyzikální mûfiení ted of individual firm blocks of rock surrounded by a wide range of fine-gra- v‰ak buì nebyla schopna dutiny detekovat vÛbec, nebo poskytovala pouze ined ground of a clayey-sandy character. Obviously it was a heavily weathered nedostateãné a nejednoznaãné v˘sledky. K detekci dutin proto slouÏilo surface of Neozoic limestones with cavities filled by Tertiary sediments. zdlouhavé a pracné pfiedvrtávání plnoprofilov˘ch vrtÛ do dna tunelu. Stejnû Absolutely unexpected situation occurred in a place where two thirds of the jako v pfiípadû pfiedvrtávání ãelby se dokumentovala rychlost vrtání a barva face were formed by weathered limestone and remnants of cohesive clayey- v˘plachu. Zvlá‰È kritická místa byla prozkoumána jádrov˘mi vrty. Dodateãné sandy ground. About 80 m3 of even-grained dry sand fell suddenly to the free práce IG prÛzkumu znaãnû zpomalily stavbu tunelu. space. The tunnel cover was not thicker than 20 m at that location. The col- JiÏní portál tunelu Irlahüll je situován ve svahované stavební jámû, zaji‰tûné lapse caused an immediate creation of a funnel-shape depression in a field stfiíkan˘m betonem a kotvením. Vlastní raÏba probíhala v soudrÏn˘ch terci- above the tunnel. The fallen sand formed a cone in the opening, which, after érních zeminách, pfieváÏnû jílovit˘ch píscích, jílech a jílovcích. Vzhledem k nepfiízniv˘m vlastnostem materiálu probíhalo odtûÏování pouze po zábû- stabilising by shotcrete, prevented further sand from falling from the over- rech v kalotû délky max. 1 m s okamÏitou stabilizací dílãích v˘rubÛ stfiíka- burden during the saving operations. Grouting and consolidating the ground n˘m betonem. Primární ostûní se skládalo z pfiíhradov˘ch nosníkÛ, dvou secured the stability of the area above the vault. Once the collapsed section vrstev KARI sítû a stfiíkan˘m betonem tlou‰Èky 30 cm. K omezení deformací had been overcome, the excavation continued without problems. The pre- pfiispívalo roz‰ífiení paty kaloty, do které byly v exponovan˘ch místech navr- sence of the sandy material was a great surprise not only for the mining tány mikropility. Obavy z v˘skytu tekut˘ch pískÛ vedly k pouÏití vakuového crew and the construction supervision but also for local geologists. odvodnûní okolního masivu. Bûhem raÏby nedo‰lo k zastiÏení Ïádné z tûch- to poloh. Po postupném zlep‰ení kvality horniny se v nûkter˘ch místech The North portal of the Irlahüll tunnel (see Fig. 4, 5) is situated in a slope zaãalo pouÏívat trhacích prací. Prostfiedí tvofiily jednotlivé pevné bloky hor- under the A9 six-lane motorway. For that reason maximum stability of the niny obklopené pestrou ‰kálou jemnozrnn˘ch zemin jílovitopísãitého cha- excavation had to be secured, and deformations of the cover restricted to a minimum level. At the beginning the excavation was carried out in the Altmühl River’s allu-

Obr. 2 Jeskynû zastiÏené bûhem raÏby tunelu Irlahüll Obr. 3 Kaverny v podzemí Irlahüll Fig. 2 Cavities encountered during the Irlahüll tunnel excavation Fig. 3 Caverns in the Irlahüll underground

Obr. 4 Pohled na severní portál tunelu Irlahüll Obr. 5 Pohled na severní portál tunelu Irlahüll Fig. 4 A view of the Irlahüll tunnel North portal Fig. 5 A view of the Irlahüll tunnel North portal 26 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 rakteru. Jednalo se zfiejmû o silnû zvûtral˘ povrch druhohorních vápencÛ vium, consisting of non-cohesive medium dense sands, locally with addition s dutinami vyplnûn˘mi tfietihorními sedimenty. Zcela neoãekávaná situace of gravel, transiting to slope debris formed by sharp fragments of limestone nastala v místech, kde ãelbu ze dvou tfietin tvofiil zvûtral˘ vápenec a zbytky up to a size of 8 cm, with sandy and loamy inserts. Fractured bedded limes- soudrÏné jílovitopísãité zeminy. Do‰lo zde k náhlému „vysypání” zhruba tones followed then. 80 m3 stejnozrnného suchého písku do volného v˘rubu. NadloÏí tunelu The first phase of the works consisted in adding a stabilising fill to the exis- v tûchto místech nepfiesahovalo 20 m. Zával se okamÏitû projevil vznikem ting motorway embankment. Anchoring of a part of the portal slope with trycht˘fiovité propadliny v poli nad tunelem. Vysypan˘ písek utvofiil v pro- cable anchors was carried out from the partial levels of the fill. The excava- storu v˘rubu kuÏel, kter˘ po stabilizaci stfiíkan˘m betonem bránil po dobu tion proper started under the protection of an in- advance-drilled micropile sanaãních prací dal‰ímu vysypávání písku z nadloÏí. Stabilitu oblasti nad umbrella. A vertical sequence was used for the excavation of the whole sec- klenbou zaji‰Èovala proinjektovaná a zpevnûna zemina. Po pfiekonání místa tion under the motorway, with a stress placed on quick closing of partial pro- závalu jiÏ probíhala raÏba dál bez problémÛ. Pfiítomnost písãitého materiálu files. Owing to the measures adopted, the motorway embankment was pas- pfiedstavovala znaãné pfiekvapení jak pro raziãskou osádku a stavební dozor, sed under without any serious problem and without negative manifestations tak i pro místní geology. of the tunnelling in the above laying structures. Severní portál tunelu Irlahüll (viz obr. 4, 5) je situován ve svahu pod ‰esti- proudou dálnicí A9. Z tohoto dÛvodu bylo nutno zajistit maximální stabilitu Because of the short length of the Schellenberg tunnel, the excavation was v˘rubu a deformace nadloÏí omezit na minimum. carried out from the South portal only. The problematic portal section built RaÏba probíhala nejprve v náplavech fieky Altmühl, tvofien˘mi nesoudrÏn˘- under a shallow cover of instable non-cohesive grounds was solved by the mi, stfiednû ulehl˘mi písky, místy s pfiímûsí ‰tûrku, které pfiecházely do sva- “Turtle” method. This means a tunnel excavation protected by an in-advan- hov˘ch sutí tvofien˘ch ostrohrann˘mi úlomky vápence o velikosti do 8 cm, ce-constructed vault. The formwork for the vault consisted in suitably shaped s písãit˘mi a hlinit˘mi vloÏkami. Poté jiÏ následovaly rozpukané vrstevnaté natural ground. The advantage of this method is reduction in the earthwork vápence. volume, diminishing the depth of the construction pit, thus also reduction of První fázi prací pfiedstavovalo pfiisypání pfiitûÏovacího násypu ke stávajícímu the risk of lost stability of the pit slopes. The construction pit was backfilled násypu dálnice, z jehoÏ etáÏí se realizovalo pfiikotvení ãásti portálového after the vault construction. The risk of the overburden collapse is avoided svahu pramencov˘mi kotvami. Vlastní raÏba zaãala pod ochranou v pfiedstihu by excavating under the completed vault. navrtaného de‰tníku z mikropilot. V celém úseku pod dálnicí probíhala Since it was difficult to secure the stability of the side wall areas during exca- raÏba s vertikálním ãlenûním v˘rubu a s dÛrazem na rychlé uzavfiení dílãích vation of the tunnel core and the vault footings, stabilisation of non-cohesive profilÛ. Díky proveden˘m opatfiením probûhl podchod dálniãního tûlesa bez materials by jet grouting was designed. The excavation continued in bedded váÏnûj‰ích problémÛ a bez negativních projevÛ tunelování na konstrukce limestones without significant problems once the portal section had been v nadloÏí. overcome. Vzhledem k malé délce tunelu Schellenberg probíhala raÏba pouze od jiÏní- ho portálu. Problematick˘ portálov˘ úsek v nestabilních nesoudrÏn˘ch The Euerwang tunnel excavation started from a central emergency escape zeminách s nízk˘m nadloÏím byl fie‰en metodou „Ïelva”. Jednalo se o raÏbu tunnel towards portals. Both the southern and northern excavation was car- tunelu pod ochranou v pfiedstihu vybudované klenby. Bednûní klenby tvofiila ried out in monotonous series of strata formed by fine sandy claystones with vhodnû vytvarovaná rostlá zemina. V˘hodou metody je sníÏení objemu laminas and lenses of fine-grained sandstones. The rock mass was saturated zemních prací, hloubky stavební jámy, a tím i sníÏení rizika ztráty stability and area inflows occurred with an intensity of several litres per second. svahÛ jámy. Po vybudování klenby “Ïelvy” byla stavební jáma opût zasypána Permanent breaking and outburst of the rock from the face occurred a raÏba probíhá pod ochranou klenby bez nebezpeãí prolomení nadloÏí. as a result of continuous primary stress relaxation in the rock, and water Vzhledem k obtíÏnému zaji‰tûní stability opûfií pfii raÏbû jádra tunelu i vlast- inflows. Therefore immediate application of shotcrete on the face became ních patek Ïelvy bylo navrÏeno zpevnûní nesoudrÏn˘ch materiálÛ pomocí a necessity. The excavation was carried out by an excavator effectively along tryskové injektáÏe. Po pfiekonání portálového úseku jiÏ raÏba probíhala ve the whole section, excepting several locations with higher occurrence of vrstevnat˘ch vápencích bez v˘razn˘ch problémÛ. sandstone interbeds where blasting was applied in a small extent. The K zahájení raÏby tunelu Euerwang do‰lo ze stfiedového záchranného tunelu advance length was, because of the rock properties, 1.2 m only, with instal- smûrem k portálÛm. Jak jiÏní, tak i severní raÏba probíhala v monotónním lation of spiles in each cycle. souvrství, tvofieném jemnû písãit˘mi jílovci s tenk˘mi vrstviãkami a ãoãkami jemnozrnn˘ch pískovcÛ. Masív byl zvodnûl˘ a docházelo zde k plo‰n˘m pfií- The South portal is situated in a slope supported by sprayed concrete and tokÛm o vydatnosti nûkolika l/s. Vlivem uvolÀování primární napjatosti soil nails. The excavation started in slope debris and heavily weathered lime v horninû a pfiítoku vody docházelo k neustálému vypadávání a odpr˘ská- siltsones, exhibiting a character of loamy bouldery debris. The material vání horniny z ãelby. Nezbytností se proto stalo okamÏité zaji‰tûní ãelby stfií- behaviour was very instable. Breaking of the rock from the face and roof kan˘m betonem. Prakticky v celém úseku probíhala raÏba bagrem s v˘jim- threatened permanently. A big amount of spiles had to be used to secure the kou nûkolika míst s vy‰‰ím v˘skytem pískovcov˘ch poloh, kde se v malé safety. mífie pouÏily trhací práce. Délka zábûrÛ byla s ohledem na vlastnosti horniny However, the rock quality improved step by step. The only trouble was the jen 1,2 m, s osazením pfiedráÏen˘ch jehel v kaÏdém zábûru. open cracks with loamy fill, causing from time to time falling of large blocks of rock from the face and vault. The length of rounds increased with the pro- JiÏní portál je situován ve svahu zaji‰tûném stfiíkan˘m betonem a hfiebíko- gressing excavation and distance of the face from the portal, and drill-and- váním. Zaãátek raÏby probíhal ve svahov˘ch sutích a silnû zvûtral˘ch vápe- blast started to be used. But a karst cavity appeared unexpectedly at chainage nat˘ch prachovcích, které mûly charakter zahlinûné balvanité sutû. Materiál 388.3 m, with a 10 litre/s flow underground stream (Fig. 6). It was peculiar se choval jako znaãnû nestabilní a neustále hrozilo vypadávání horniny that this karst system was found in grounds which are not subject to karsti- z ãelby a klenby. Pro zaji‰tûní bezpeãnosti bylo nutno pouÏít velké mnoÏství fication and no other demonstration of the karstification was encountered. pfiedráÏen˘ch jehel. The whole underground system is probably a continuation of the karst sys- Kvalita horniny se v‰ak postupnû zlep‰ovala. Problém pfiedstavovaly pouze tem existing in the tunnel cover. It evacuated water from a vast area, which rozevfiené zahlinûné pukliny, které nûkdy zpÛsobovaly vypadávání velk˘ch fact was proved by presence of pebbles of various rocks. Although this event blokÛ horniny z ãelby a klenby. S postupující raÏbou a vzdáleností ãelby od slowed-down the works progress for a short time only, and the excavation portálu se zvût‰ovala délka zábûrÛ a pfiecházelo se v˘hradnû k pouÏití trha- continued without troubles after sealing off and draining water away from cích prací. Ve staniãení 388,3 m se v‰ak neoãekávanû objevila krasová duti- the tunnel. na, kterou protékal podzemní potok o vydatnosti zhruba 10 l/s (obr. 6). The Euerwang North portal locality was formed by the Quaternary nappes Zvlá‰tností bylo, Ïe se tento krasov˘ systém nalézal v horninách, které represented by sandy loams with places filled with limestone loamy debris.

Obr. 6 Podzemní potok na ãelbû tunelu Euerwang Obr. 7 Konstrukce „Ïelvy” na severním portálu Euerwang Fig. 6 Underground stream at the Eurwang tunnel face Fig. 7 The “Turtle” vault scructure at the North portal of the Eurwang tunnel 27 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 bûÏnû krasovûní nepodléhají a ani zde se nevyskytl jin˘ projev krasovûní. Sands to heavily weathered non-cohesive sandstones followed at lower Cel˘ podzemní systém je zfiejmû pouze pokraãováním krasového systému levels. Plastic clays and claystones of dark grey to black colour of a stiff to v nadloÏí tunelu a odvádûl vodu z rozsáhlého okolí, o ãemÏ svûdãil v˘skyt soft consistency, with a content of fossils, were found at the tunnel invert valounkÛ nejrÛznûj‰ích hornin. Tato událost v‰ak pouze na krátkou dobu level. zpomalila postup prací a po zatûsnûní a svedení vody mimo tunel pokraão- The portal section has been solved by the “Turtle” method within a length of vala raÏba bez problémÛ dál. 48 m (Fig. 7). Because of specific geological conditions, the vault was cast Lokalita severního portálu tunelu Euerwang byla tvofiena kvartérními pokryvy between two pile walls. Thus it served as bracing and substitution of the pile zastoupen˘mi písãit˘mi hlínami s místy vyplnûn˘mi vápencovou zahlinû- walls anchoring. nou sutí. V niÏ‰ích polohách následovaly písky aÏ silnû zvûtralé nesoudrÏné When the excavation of the ground body under the vault had been comple- pískovce. V úrovni poãvy tunelu se nalézaly plastické jíly a jílovce tmavû ted, the tunnel driving continued by the NATM, in sandy soils. However, ‰edé aÏ ãerné barvy s obsahem fosílií, tuhé aÏ mûkké konzistence. there was a continuing problem caused by non-cohesive sandy interbeds Portálov˘ úsek je fie‰en Ïelvou délky 48 m (obr. 7). Vzhledem ke specifick˘m falling and sliding down. It culminated by an overhead cavity in the vault. geologick˘m podmínkám byla Ïelva vybetonována mezi dvû pilotové stûny The excavation continued after the repair, but plastic deformations of sur- a slouÏila tak jako rozpûra a náhrada kotvení pilotov˘ch stûn. rounding soils and an increase in water inflows started to appear progressi- Po odtûÏení zemního tûlesa pod Ïelvou pokraãovala raÏba podle zásad vely. The situation culminated by deformation and collapse of a part of the NRTM v písãit˘ch zeminách. Neustál˘ problém ov‰em zpÛsobovalo vysypá- lining. The excavation work was suspended and the whole section was sub- vání a sesouvání nesoudrÏn˘ch písãit˘ch poloh, coÏ vyvrcholilo vznikem sequently supported by fans of “high-pressure” micropiles. Remaining exca- komínu v klenbû tunelu. Po sanaci pokraãovala raÏba dál, postupnû v‰ak vation was performed under the protection of those in-advance-built fans. docházelo k plastick˘m deformacím okolních zemin, nárÛstu pfiítokÛ vody. Situace vyvrcholila deformací a poru‰ením ãásti ostûní. Do‰lo k zastavení Safety equipment of the tunnels raÏby a cel˘ úsek byl následnû zaji‰tûn vûjífii z „vysokotlak˘ch” mikropilot. Dal‰í raÏba pokraãovala jiÏ pod ochranou tûchto „vûjífiÛ” realizovan˘ch Escape exits enabling both the escape of persons and access for emergency v pfiedstihu and fire-fighting vehicles have been excavated at intervals of 1,000 m in the framework of safety requirements. Escape objects were excavated either as Bezpeãnostní vybavení tunelÛ independent tunnels (adits) of a smaller diameter, or in parallel with the tunnel, breaking subsequently through into the tunnel, or as escape shafts. V rámci poÏadavkÛ na zaji‰tûní bezpeãnosti jsou kaÏd˘ch 1000 m vyraÏeny únikové v˘chody umoÏÀující jak únik osob, tak i pfiíjezd záchrann˘ch a CONCLUSION poÏárních vozidel. Únikové objekty byly vyraÏeny jednak jako samostatné tunely (‰toly) men‰ího profilu nebo rovnobûÏnû s tunelem a následnû pro- The implementation of the complex construction under difficult and many pojeny s tunelem proráÏkou, jednak jako hloubené ‰achty. times unexpected engineering geological conditions showed the importance ZÁVùR and necessity of continuous inspection of progressing works, monitoring of EG conditions and correct interpretation of the geotechnical measurements Realizace nároãné stavby ve sloÏit˘ch a mnohdy nepfiedpokládan˘ch inÏe- results. A crucial condition of successful realisation of tunnels is adherence n˘rsko-geologick˘ch podmínkách ukázala v˘znam a nutnost stálé kontroly to specifications by civil engineering companies and their ability to respond probíhajících prací, sledovaní IG podmínek a správnou interpretaci v˘sledkÛ immediately to a new situation. Unexpected situations put heavy demands geotechnick˘ch mûfiení. DÛleÏit˘m pfiedpokladem zdárné realizace tunelÛ je on the professional level of all participants of the construction process, and dodrÏovaní technologické káznû ze strany stavebních firem a jejich schop- on the ability to respond quickly to the new situation. Operative changes in nost okamÏitû zareagovat na vzniklou situaci. Neoãekávané situace kladly the excavation support were implemented and the excavation technological vysoké nároky na odbornou úroveÀ v‰ech úãastníkÛ v˘stavby a schopnost procedure amended on the basis of the conditions encountered so that rychlého reagování na vzniklou situaci. Na základû zastiÏen˘ch podmínek a safe and economic solution was found. docházelo operativnû ke zmûnám v zaji‰tûní v˘rubu a úpravám technolo- gického postupu raÏby tak, aby bylo nalezeno bezpeãné a ekonomické fie‰ení.

INZERÁT Angermeier 28 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

TUNEL VEP¤EK – PRVNÍ TUNEL âESK¯CH DRAH V NOVÉM TISÍCILETÍ

VEP¤EK – THE FIRST CZECH RAILWAYS‘ TUNNEL IN THE NEW MILLENIUM Ing. JI¤Í WOHLMUTH, âESKÉ DRÁHY, s. o., DDC, o. z., STAVEBNÍ SPRÁVA PRAHA

âeské dráhy získaly v minul˘ch mûsících své první zku‰enosti s raÏbou The Vepfiek tunnel will help to straighten the existing track alignment, which Ïelezniãního tunelu metodou NRTM (Nová rakouská tunelovací metoda). has several reverse curves (see Fig. 1). This solution will allow the train Nedávno zprovoznûn˘ dvoukolejn˘ 390 metrÛ dlouh˘ tunel Vepfiek, na speed to be increased up to 160 km/h. úseku 1. Ïelezniãního koridoru Kralupy nad Vltavou – VraÀany, byl tím mís- There are first factual results and experience available now of both the exca- tem, v nûmÏ byla progresivní metoda aplikována v síti âD vÛbec poprvé. vation and waterproofing procedures, or particular cycles of concrete casting and other operations. It should be noted that the tunnel was built by Tunelem Vepfiek se pfiedev‰ím napfiímí stávající traÈ, která má nûkolik proti- Metrostav, a.s., Division 5, and complete design documentation was carried smûrn˘ch obloukÛ (obr. 1). Tato úprava umoÏní zv˘‰ení rychlosti vlakÛ na out by ILF Consulting Engineers s.r.o. It may be questionable whether a 390 m long tunnel is the optimal sample 160 km/hod. for making conclusions. This is because it should be expected that refined Dnes jsou tedy k dispozici první konkrétní v˘sledky a zku‰enosti jak v postu- organisation of mining operations and verification of some indicators directly pu raÏeb, tak rovnûÏ v postupu provádûní izolací ãi jednotliv˘ch cyklÛ beto- participating in the economic aspect of the works could bring different values náÏí a dal‰ích ãinností. Stojí za pfiipomenutí, Ïe tunelové dílo bylo realizo- in case of much longer tunnels. Anyway, even the existing data can be at váno firmou Metrostav, a. s., divize 5, zpracovatelem dokumentace (vãetnû least a good basis for considerations and ideas in the process of planning realizaãní) byla firma ILF Consulting Engineers, s. r. o. new NATM driven tunnels, both in the sphere of employers and contractors. Je moÏná otázkou, zda 390 metrÛ dlouhé dílo tunelu je tím optimálním vzor- kem k nûkter˘m závûrÛm. Dá se totiÏ pfiedpokládat, Ïe správné rozvinutí Out of the great amount of interesting statistical data available, we can raÏby i ovûfiení si nûkter˘ch ukazatelÛ pfiímo se podílejících na ekonomické remind that the mining operations proper started less than three months stránce realizace mohou, pfii stavbách nepomûrnû del‰ích tunelÛ, pfiinést after the works commencement (see Fig. 2), to be specific, after excavation hodnoty jiné. Nicménû uÏ nyní získané údaje mohou b˘t pfiinejmen‰ím of an about 21,000 m3 construction pit at the Dûãín portal. Top heading exca- dobr˘m základem pro úvahy a pfiedstavu v pfiípravû nov˘ch tunelÛ raÏen˘ch vation including primary liner was completed in its full extent of 272 metres metodou NRTM. A to jak v kruzích investorsk˘ch, tak rovnûÏ v kruzích zho- (see Fig. 3) within 111 days of a continuous operation (bench excavation 103 tovitelsk˘ch. days, invert excavation 102 days). Also other data are available. Among others, it has been proved that the work progress accelerates with Z mnoha získan˘ch zajímav˘ch statistick˘ch údajÛ se nabízí pfiipomenout, growing tunnel length. It was very positive that despite the above-mentioned Ïe vlastní raziãské práce byly zahájeny necelé tfii mûsíce od zahájení prací relative shortness of the mined section, one of the NATM fundamental prin- (obr. 2), v konkrétním pfiípadû po odtûÏení asi 21 000 m3 stavební jámy ciples, i.e. the variability of the primary support, was successfully applied dûãínského portálu. RaÏba kaloty vãetnû primárního ostûní byla v plném thanks to the satisfactory measurement values promptly supplied by the rozsahu 272 metrÛ dokonãena (obr. 3) za 111 dní nepfietrÏitého provozu monitoring office. Thus it was possible, from an economic aspect, to elimi- (raÏba jádra 103 dní, raÏba dna 102 dní). K dispozici jsou i dal‰í údaje. nate local needs for special support measures (closer spacing of lattice gir- Mimo jiné se potvrdilo, Ïe pracovní postup nab˘vá na rychlosti aÏ s pfiib˘- ders, changes in the round length) and achieve savings by reducing the vajícími metry. Bylo velice dobré, Ïe se navzdory jiÏ zmínûnému pomûrnû extent of primary support in other sections. The above-mentioned measure krátkému rozsahu raÏené ãásti podafiilo na základû uspokojiv˘ch hodnot consisting in reduction of the round length (to 1.3 m) brought another inter- mûfiení pfiedávan˘ch ihned pracovi‰tûm monitoringu aplikovat jednu ze esting experience. The shorter round did not reflect on the ability to meet the základních zásad NRTM, kterou je variabilita vystrojení primárního ostûní. works schedule. Smaller areas of the mesh and shotcrete in one excavation round were less time consuming than those at the 1.7 m advance, which was Z ekonomického pohledu tak bylo moÏné získan˘mi úsporami redukovaného prescribed by the design in most cases, thus the technological cycle had to vystrojení primárního ostûní eliminovat dílãí nárÛsty z míst, kde bylo naopak be repeated more frequently. The temporary increase in the support material nutné ve smyslu NRTM pfiijmout opatfiení a postupovat se zahu‰tûn˘m rastrem consumption had financial impacts, but financial means to cover the increase ocelové v˘ztuÏe (úprava kroku raÏby). Právû zmínûn˘ moment, kdy do‰lo ke were recovered in following rounds. A positive was higher working safety in sníÏení délky zábûru (1,3 m) pfiinesl i dal‰í zajímav˘ poznatek. Krat‰í zábûr the periods when the top heading roof remained unsupported. It was conc- se nepromítl do plnûní ãasového HMG. Men‰í v˘mûry sítí a stfiíkaného betonu luded on the basis of measurements (excavation line, position of Bretex lat- v jednom zábûru byly ãasovû ménû nároãné neÏ pfii kroku 1,7 m, kter˘ byl tice girders etc.) that relatively great attention had to be paid to the survey v drtivém rozsahu raÏeb stanoven projektem, coÏ znamenalo opakování of the primary lining shape after its completion. This was because the data technologického cyklu ãastûji. Pfiechodné nav˘‰ení v˘ztuÏe se sice promítlo provided by this survey could be used for an orientation assessment of conc- finanãnû, ov‰em v dal‰ím postupu se podafiilo získat prostfiedky na krytí rete mix consumption on the secondary lining, allowing a possible impact nárÛstu. Kladem bylo zaji‰tûní vût‰í bezpeãnosti práce ve chvíli, kdy strop into the construction cost to be responded already at that moment. kaloty zÛstává nezaji‰tûn. Z fiady provádûn˘ch mûfiení (obrys v˘rubu, poloha rámÛ Bretex atd.) se ukázalo, Ïe pomûrnû znaãnou pozornost je nutné vûnovat The 10 m long sections of the Vepfiek tunnel final lining were concreted con- zamûfiení tvaru primárního ostûní po jeho dokonãení. Z nûho lze totiÏ získat tinuously, within 151 days in total (casting of invert 76 days, in parallel with orientaãnû spotfiebu betonové smûsi sekundárního ostûní a uÏ v tomto oka- 102 days of vault casting, technological breaks in the other days). Concrete mÏiku tak lze reagovat na pfiípadn˘ dopad do ceny objektu. was placed continuously, in compliance with the technological procedure approved. Apart from inspection of the system of reinforcement protection BetonáÏe desetimetrov˘ch sekcí definitivního ostûní tunelu Vepfiek byly pro- against the impacts of stray currents, extraordinary attention had to be paid vedeny v období 151 dní (betonáÏ spodní klenby 76 dní paralelnû s betonáÏí to assure the correct concrete cover. It turned out that the relatively large horní klenby 102 dní, ostatní dny technologické pfiestávky) a probíhaly ve span of the vault caused serious difficulties in keeping the reinforcement smyslu odsouhlaseného technologického postupu nepfietrÏitû. Vedle kon- bars in correct position. For that reason an uncompromising inspection of troly systému ochrany v˘ztuÏe proti úãinkÛm bludn˘ch proudÛ bylo nutné the system of concrete spacers stabilising reinforcement bars in position vûnovat mimofiádnou pozornost dodrÏení správného krytí v˘ztuÏe. Ukázalo (see Fig. 4) was carried out before concrete pouring. It paid off that this issue se, Ïe pomûrnû velk˘ rozmûr klenby zpÛsoboval, Ïe udrÏet v˘ztuÏ ve správné was not underestimated. Surface without significant deviations and shortco- poloze bylo znaãnû obtíÏné. Proto byla pfied betonáÏí provádûna dÛsledná mings was achieved within the whole tunnel length. The system of conduits kontrola systému betonov˘ch distanãních podloÏek stabilizujících polohu embedded in the final lining structure, carrying cables to lighting fittings and receptacles, was a special chapter. Increased attention had to be paid to pro- v˘ztuÏe (obr. 4). Nepodcenûní této problematiky se vyplatilo a v celém roz- per fixation of this equipment to the reinforcement system and checking its sahu tunelu se podafiilo dosáhnout povrchu bez v˘raznûj‰ích odli‰ností position. The result in practice was also satisfactory as a fraction of the con- a nedostatkÛ. Samostatnou kapitolou byl systém chrániãek v konstrukci duits were found blocked during pulling the cables through. definitivního ostûní, jímÏ jsou rozvedeny kabely ke svítidlÛm a zásuvkám. In spite of the customs of concrete mixture placing, it is reasonable, especi- Správnému uchycení do systému v˘ztuÏe a kontrole polohy musí b˘t znovu ally in those locations where a site concrete batching plant is not available vûnována zv˘‰ená pozornost. V˘sledek v realizaci byl rovnûÏ uspokojiv˘, and concrete is carried by trucks, to insist on introduction of such clause into neboÈ pouze zlomek chrániãek byl pfii zatahování kabeláÏe neprÛchodn˘. the technological procedure, which will ensure the presence of stand-by equ- Navzdory zvyklostem pro ukládání betonov˘ch smûsí, zvlá‰È v místech, kde ipment (concrete pump, vibrators, emergency power supply etc.). In brief, není vybudováno zafiízení vlastní betonárky a smûs je dopravována po ose, the risk of downtimes in the process of concrete casting must be eliminated je dobré trvat na zavedení takové formulace do technologického pfiedpisu, or reduced to minimum before the final lining casting commencement, if která zajistí pfiítomnost záloÏních mechanismÛ (ãerpadlo pro dopravu possible. smûsi, pfiíp. náhradní zdroj, vibrátory atd.). Krátce fieãeno, pokud moÏno A separate chapter of the experience gained can be the amount of the final je‰tû pfied zahájením betonáÏe definitivního ostûní je nutno eliminovat na lining reinforcement. It turned out that there was a quite surprising difference minimum moÏné v˘padky nebo pfieru‰ení betonáÏe. between the final lining reinforcement quantity assessed in the final design Samostatnou kapitolou v získan˘ch zku‰enostech mÛÏe b˘t mnoÏství v˘ztuÏe and the quantity installed actually according to the detailed design docu- definitivního ostûní. Ukázalo se, Ïe rozdíl mezi odhadem v˘ztuÏe definitivního ments. The quantity had been underestimated, and this fact was subsequ- ostûní v projektu stavby vÛãi skuteãnû zabudovanému mnoÏství ve smyslu ently transferred to the bid price. An idea suggests itself, based on the com- 29 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 provádûcí dokumentace byl vcelku znaãn˘. Odhad byl podcenûn, to se pro- pleted works results that an author of tender documentation should reassess mítlo i do ceny. Na základû dokonãeného díla se nabízí doporuãit zpracova- designer’s assessment and, based on this reassessment, change also the teli zadávací dokumentace pfiehodnotit odhad projektanta a na tomto základû assessment of the reinforcement quantity used for the bill of quantities. upravit i odhad mnoÏství v˘ztuÏe pro potfiebu v˘kazu v˘mûr. K fie‰ení této Obtaining additional experience from new projects should help in solving velice citlivé záleÏitosti pomohou aÏ dal‰í získané zku‰enosti z nov˘ch staveb. this sensitive issue. Systém mezilehlé izolace systémem Carbofol s poÏární odolností byl prová- The Carbofol system of fire resistive intermediate waterproofing was instal- dûn v rozmezí 88 pracovních dní, pfiiãemÏ prÛmûrn˘ postup na jednu smûnu led within 88 working days, with an average advance of 8 m of net profile per ãinil 8 m ãistého profilu, bez v˘klenkÛ. Potom, co se podafiilo na zásah odbû- shift (without niches). After the client’s successful action at the beginning of ratele jiÏ na zaãátku minimalizovat poãet opravovan˘ch míst na jednotliv˘ch the work resulting into minimisation of the number of spots to be rectified at spojích izolace a úãelnû tak sniÏovat moÏná místa poruch, probíhaly práce the insulation joints, thus into reduction of the number of places of potenti- velice plynule v kvalitním provedení (obr. 5). V místech s vût‰ími v˘rony al defects, the work progressed very fluently and in a good quality (see Fig. 5). Locations of more intensive water seepage from the vault sides were tre- vody na bocích klenby byl dodateãnû aplikován i systém materiálÛ na bázi ated by an additional geodrainage, as a supplementary measure. This solu- geodrénu, jako systém posilující. Toto fie‰ení se osvûdãilo a pfii osazování tion acquitted itself, and the work with relatively sizeable waterproofing pomûrnû rozmûrn˘ch pásÛ izolace bylo pracovi‰tû v ménû vlhkém prostfie- membrane were done in dryer conditions. Experience was also gained of the dí. Zku‰enost pfiinesla i práce s mechanismem na svafiování jednotliv˘ch work with the membrane welding apparatus. A joint had to be repaired due pasÛ. Pfii v˘padku el. energie byl spoj nekvalitní a musel b˘t opraven. Proto to poor quality in case of power failure. It is therefore necessary to pay atten- je nutné vûnovat celé záleÏitosti pozornost a o‰etfiit ji uÏ v technologickém tion to this matter, to allow for it already in the method statement and insist postupu a trvat na záloÏním agregátu ãi jiném fie‰ení. Podobnû dÛleÏité je on a standby power supply or another solution. Of similar importance is the dbát na detaily v místech napojení izolace, kde by nemûlo b˘t zapomenuto care of details at the insulation joints, where the necessity of inspecting indi- na nutnost provádûní kontroly jednotliv˘ch spojÛ provádûn˘ch TDI tak, aby vidual joints by client’s supervision should not be forgotten so that the insu- pfiípadné úpravy izolace nevedly k nárokÛm na vícepráce. Kontrolní mûfiení lation repairs, if any, do not constitute entitlement to issuance of a variation jsou souãástí bûÏné ãinnosti a musí s nimi poãítat jak projektant, tak zhoto- order. Check measurements are part of common activities, and both the vitel. Posledním doporuãením mÛÏe b˘t pfiedev‰ím pozornost detailu na designer and contractor have to allow for them. The last recommendation styku hlouben˘ch a raÏen˘ch ãástí tunelu (obr. 6), kde byl aplikován vedle can be that care should be taken of the detail at the interface of cut-and- klasické ochrany izolace textilií je‰tû subtilní zástfiik stfiíkan˘m betonem. Do cover and mined tunnel sections (see Fig. 6). There was a subtle layer of této chvíle se zdá, Ïe jeden z nejdÛleÏitûj‰ích prvkÛ v konstrukci tunelu – izo- shotcrete applied there, in addition to the conventional laãní systém, je na tunelu Vepfiek funkãní, bez zjevn˘ch poruch. insulation protection by geotextile. Till now one of the most important com- Z praktického pohledu se pfii osazování izolaãních pásÛ Carbofol velice ponents of the tunnel structure, the waterproofing system, has seemed to be osvûdãil pomocn˘ prvek na konstrukci pojízdného le‰ení, osazen˘ ve vrchlíku functional, without apparent defects. klenby, kter˘ usnadnil manipulaci s rozvinut˘m a pomûrnû tûÏk˘m pasem From a practical point of view, a supplementary element installed at the top izolace a souãasnû zaji‰Èoval pfiitlaãení izolace v povrchu primárního ostûní. of the movable form’s arch acquitted itself well. It simplified handling the unrolled and relatively heavy waterproofing membrane, and in the same V závûru stavby byly osazeny v klenbû tunelu prvky závûsu trakãního vedení. time pressed the insulation to the primary lining surface. Nakonec byl po nûkolika pfiipomínkách navrÏen a realizován systém uchy- At the end of construction components of the traction mains suspension cení vãetnû ochrany pfied úãinky bludn˘ch proudÛ. Zvolené fie‰ení by se were installed in the tunnel vault. The clamping system including a protecti- mûlo stát námûtem pro zamy‰lení kompetentních pracovníkÛ âD a mûlo by on against stray currents was approved eventually, after several objections. b˘t ve formû odsouhlaseného vzorového listu aplikováno u v‰ech budou- The adopted solution shout become a topic of contemplation for competent employees of CR and should be applied on all future CR’s tunnels having the cích tunelÛ âD se stejn˘m trakãním systémem. Nejen z hlediska ekonomic- same traction system. A standard exhibit sheet should be approved and issu- kého, leã pfiedev‰ím proto, Ïe zásah do klenby tunelu je v daném pfiípadû ed. This is not suggested from an economic point of view only, but also pfiimûfien˘, a to je jistû velice dÛleÏité. KaÏd˘ dal‰í zásah nad rámec prove- because the impact of this work on the tunnel vault was adequate in the den˘ na tunelu Vepfiek konstrukci klenby neprospívá. given case, which is certainly very important. Any other operation affecting the vault, carried out beyond the scope of the traction work performed on the Po zku‰enostech pfii stavbû hlouben˘ch ãástí tunelu se doporuãuje prová- Vepfiek tunnel, is not favourable for the vault structure. dûní zhutnûn˘ch zásypÛ v blízkosti izolací materiálem ze ‰tûrkopískÛ. DÛvodÛ je nûkolik. O vhodnosti materiálu není pochyb, zároveÀ je sníÏeno With the experience of the cut-and-cover tunnel sections, gravel sand is nebezpeãí po‰kození izolace v porovnání s jin˘mi zásypov˘mi materiály recommended for execution of compacted backfill in the vicinity of waterp- (napfi. zpûtn˘ zásyp z vytûÏeného materiálu). ProtoÏe prostor mezi stûnami roofing. There are several reasons. There is no doubt that the material is sui- jámy a konstrukcí tubusu tunelu b˘vá z ekonomick˘ch dÛvodÛ minimalizo- table, in the same time the risk of damaging the waterproofing is reduced ván, nelze zpravidla hutnûní zásypÛ provádût strojnû, ale na dílãí v˘‰ku compared with other backfill materials (e.g. backfilling with muck). As the pouze ruãními prostfiedky. Zásyp ze ‰tûrkopísku je v˘hodn˘ i z toho dÛvodu, space between the walls of the excavation and the tunnel structure is usual- Ïe u hutnûn˘ch vrstev je dosaÏení hodnot zhutnûní ménû nároãné a praktic- ly minimised for economic reasons, the backfill compaction can not be usu- ky zaruãené. ally done mechanically, but only in steps with small equipment. The gravel sand backfill is also advantageous because reaching the compaction values Závûrem lze snad je‰tû zmínit jednu zku‰enost. Vzhledem k tomu, Ïe oby- is less demanding and practically guaranteed at compacted layers. ãejnû v ãase zahájení stavby a je‰tû krátce potom nedisponuje zhotovitel To conclude, another experience could be mentioned. Since a contractor kompletním a funkãním zafiízením staveni‰tû vãetnû moÏnosti odbûrÛ sjed- usually does not have a complete functioning site equipment including a nan˘ch médii, doporuãuje se doplnit v textu zadávacích podmínek takovou possibility to use public utility services at the start of the construction and formulaci, která zaváÏe zhotovitele k zakalkulování cen za pofiízení náhrad- even after, it is recommended that a clause should be added to tender con- ních (záloÏních) energií do cenové nabídky. Tím lze eliminovat v budouc- ditions, which will bind the contractor to allow for substitute (standby) nosti jednání o pfiípadn˘ch úhradách za podobné odbûry. powers in the bid. Doing so, future discussions about contingent payments for power can be eliminated. Jak tedy dopadla premiéra NRTM v síti âD, slu‰í se otázka na závûr. Potvrzením dobré kvality by mohl b˘t kladn˘ závûr hlavní prohlídky konané A final question should be asked - how has the first application of the NATM within the CR network come off? The positive conclusion of the principal v polovinû dubna leto‰ního roku. Dne‰ní doba je ale pfiedev‰ím o financo- inspection carried out in the middle of April 2002 could be considered as vání a ekonomick˘ch v˘sledcích. Ani ne 5% nárÛst ceny díla proti cenû a confirmation of good quality of the works. But the present era is more con- nabídky mÛÏe b˘t jistû velice dobr˘m v˘sledkem za 16mûsíãní realizací. cerned with finances and economic results. The less than 5% works price inc- Jinak ale lze rovnûÏ konstatovat, Ïe za dobr˘m v˘sledkem jsou i kvalitní rease as against the bid price can certainly be acknowledged as a very good zadávací dokumentace zpracovaná âD, s. o, DDC, o. z., SSP, kvalitní reali- result of the 16-month works performance. It also can be stated that the good zaãní dokumentace vypracovaná firmou ILF Consulting Ingeneers, s. r. o., a quality tender documents prepared by âeské Dráhy s.o., DDC o.z. SSP, the v neposledním fiadû i dobrá práce zhotovitele, firmy Metrostav, a. s., divize 5. detailed design developed by ILF Consulting Engineers s.r.o., and, last but not least, good work performed by the contractor, Metrostav a.s., Division 5, contributed to this accomplishment.

Obr. 1 Protismûrné oblouky zmizí a traÈ povede nov˘m tunelem Vepﬁek Obr. 2 V lednu 2001 byly vyraÏeny bagrem Liebherr 932 první metry kaloty Fig. 1 Counter-directional curves will be abandoned and the track will pass Fig. 2 In January 2001 the first metres of the top heading were excavated through the new Vepﬁek tunnel 30 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

Obr. 3 Datum proráÏky kaloty - 7. kvûtna 2001 v 14,24 hod. Fig. 3 Top heading break through on May 7, 2001 at 2:24 p.m.

Obr. 9 Dûãínsk˘ portál s malou gabionovou zdí Obr. 4: S pﬁíslu‰n˘m pﬁedstihem postupovaly práce na v˘ztuÏi ostûní Fig. 9 The Dûãín portal with a small gabion wall Fig. 4: Reinforcing work was progressing with a necessary advance

Obr. 5 Zábûr, kter˘ potvrzuje dosaÏení vysoké úrovnû provedení mezilehlé izolace Fig. 5 The picture confirms the high level of the intermediate insulation workmanship 31 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

Obr. 6 Na styku hlouben˘ch a raÏené ãásti byla dÛkladná pozornost vûno- Obr. 7 Pro betonáÏ v hlouben˘ch ãástech bylo pouÏíváno bednûní PERI vána detailu styku izolace... Fig. 7 PERI form was used for concrete casting in the cut-and-cover section Fig. 6: A thorough care was paid to the waterproofing joint at the cut-and- cover and mined parts contact

Obr. 8 Tunel po dokonãení betonáÏí je pﬁipraven pro pokládku kolejí Fig. 8 The tunnel ready for laying the track after concrete operations completion 32 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

¤ÍZENÍ ODEZVY HORNINY – MILNÍKY DO ROKU 1970 THE CONTROL OF GROUND RESPONSE – MILESTONES UP TO THE 1960s PROF. KALMÁN KOVÁRI, SWISS FEDERAL INSTITUTE OF TECHNOLOGY, ZÜRICH

(dokonãení ãlánku publikovaném v ã. 4/2001, 1-2/2002) (completion of the article published in the No. 4/2001, 1-2/2002 of this journal) 4. KOMBINOVANÉ POUÎITÍ PRVKÒ ZAJI·TùNÍ 4. COMBINED APPLICATION OF SUPPORT ELEMENTS

Vidûli jsme, Ïe kombinace systematického kotvení horninov˘mi svorníky We have seen that systematic rock bolting and guniting were already appli- a stfiíkan˘ch betonÛ byla pouÏívána v nûkolika zemích jiÏ od tfiicát˘ch let ed in combination in several countries since the 1930s, the emphasis lying minulého století s tím, Ïe dÛraz byl kladen hlavnû na svorníky (obr. 19). Se mainly on the rock bolts (fig. 19). With the introduction of the first “true” zavedením prvního „skuteãného” zafiízení na stfiíkání betonu ‰v˘carsk˘m shotcrete machine by the Swiss engineer G. Senn in 1950 (Teichert 1979) for inÏen˘rem G. Sennem v roce 1950 (Teichert 1979), které pracovalo s maxi- a max. aggregate size of 25 mm, with an efficiency of 3 m3/h and other major mální velikosti kameniva 25 mm, mûlo úãinnost 3 m3/hod. a obsahovalo operational improvements, a new era started for the “shotcrete method”. It dal‰í dÛleÏitá provozní vylep‰ení, zapoãala nová éra „metody stfiíkaného was soon realised that a shotcrete lining may assume a more important role betonu”. Brzy se dospûlo k poznání, Ïe ostûní ze stfiíkaného betonu mÛÏe in controlling ground response than was the case earlier. The urgent need pfievzít dÛleÏitûj‰í roli v fiízení odezvy horniny, neÏ tomu bylo dfiíve. for waterway tunnels for a great number of new hydroelectric schemes and, Roz‰ífiení tohoto názoru urychlila naléhavá potfieba vodních tunelÛ pro somewhat later, also for traffic tunnels in Central Europe, accelerated the velk˘ poãet nov˘ch hydroelektrárensk˘ch projektÛ, a o nûco pozdûji také spread of this view. Shotcrete assumed the same or in the first enthusiastic pro dopravní tunely ve stfiední Evropû. Stfiíkanému betonu byla pfiifiazována stage even a higher importance than rock bolt and steel sets did earlier. Very stejná, nebo v první fázi nad‰ení dokonce i vy‰‰í dÛleÏitost, neÏ mûla pfied- soon, however, it was realised that in many cases a combination of these tím kombinace horninov˘ch svorníkÛ a ocelov˘ch rámÛ. Velmi brzy se v‰ak support elements provides the most efficient method for controlling ground zjistilo, Ïe nejúãinnûj‰í metodou fiízení odezvy horniny, a tedy nejekonomiã- response and therefore the most economical solution. tûj‰ím fie‰ením, je v mnoha pfiípadech kombinace tûchto prvkÛ zaji‰tûní. The new type of shotcrete machine was first applied 1952 on a large scale in Nov˘ typ zafiízení na stfiíkání betonu byl poprvé pouÏit ve velkém mûfiítku the 26.7km long Verbano waterway tunnel of the Maggia Hydroelectric roku 1952 na 26,7 km dlouhém vodním tunelu pro hydroelektrárnu Maggia Scheme in Southern Switzerland having an excavated section of 21.4 m2. na jihu ·v˘carska. Tunel mûl vyraÏen˘ pfiíãn˘ profil 21,4 m2. Podle vedoucí- According to the resident engineer (Sonderegger 1955), “Shotcrete was app- ho stavebního dozoru (Sonderegger 1955) „byl stfiíkan˘ beton pouÏit s vel- lied with great success in place of a temporary support (timbering) as an k˘m úspûchem namísto doãasné v˘dfievy jako okamÏité zaji‰Èování v málo immediate support in weak rock. (...) The effect of gunite and shotcrete is pevné horninû… Efekt stfiíkan˘ch betonÛ je spatfiován ve vyplÀování otev- seen in the filling out of open joints on the rock surface. In this way, from the fien˘ch spár na líci v˘rubu. Tímto zpÛsobem se brání od samého poãátku beginning, a movement of rock blocks is impeded.” He also noticed that pohybu horninov˘ch blokÛ.” Také si v‰iml, Ïe stfiíkan˘ beton má za úkol shotcrete had the task “to fill the gap between steel sets, forming a secon- „vyplÀovat mezery mezi ocelov˘mi rámy, tvofiícími mezi nimi druhotnou dary arch between them. The shotcrete lining proved itself excellently also klenbu. Ostûní ze stfiíkaného betonu se v˘bornû osvûdãilo i jako definitivní as a final lining, instead of cast-in-place concrete as well”. A remarkable pub- ostûní namísto ostûní z monolitického betonu”. Z pozoruhodné publikace lication of Frey-Bär (1956) reveals the consciousness of engineers of the Frey-Bära (1956) je zfiejmé, jak si inÏen˘fii uvûdomovali v˘znam tûchto importance of these developments when he speaks of "new types of support nov˘ch poznatkÛ, kdyÏ autor hovofií o „nov˘ch druzích metod zaji‰Èování”, methods”, asserting the following: “Shotcrete in combination with rock bol- a tvrdí toto: „Stfiíkan˘ beton v kombinaci se svorníkováním je v˘born˘ pro- ting is an excellent means of support where earlier time-consuming heavy stfiedek pro zaji‰tûní tam, kde bylo dfiíve zapotfiebí provádût ãasovû nároã- timbering was required. With shotcrete the engineers have a means at their nou tûÏkou v˘dfievu. Ve stfiíkaném betonu mají inÏen˘fii k dispozici prostfie- disposal with several advantages: great adaptability in the application as to dek, kter˘ má nûkolik pfiedností. Velkou adaptibilitu v pouÏití co se t˘ká the thickness and the extension of the area on the rock surface and the inc- tlou‰Èky a velikosti plochy na líci v˘rubu, a zv˘‰enou rychlost postupu, jeli- reased rates of advance because the work at the face is not disturbed.” koÏ práce na ãelbû nejsou ru‰eny.” Dále „ostûní ze stfiíkaného betonu, je-li Furthermore, “shotcrete lining sprayed immediately after an attack is capa- provedeno okamÏitû po vyrubání, je schopno nést tlak horniny”. Frey-Bär ble of withstanding rock pressure.” Frey-Bär concludes his paper with svÛj ãlánek uzavírá podrobn˘m srovnáním nákladÛ na metr tunelu, vynalo- a detailed comparison of the costs per tunnel metre of the individual support Ïen˘ch na jednotlivé prvky zaji‰tûní, a fiíká: „Je nutno si pamatovat, Ïe tyto measures and says: “It is to be remembered that the three so different ele- tfii tak rozdílné prvky (horninové svorníky, stfiíkan˘ beton a ocelové rámy) se ments (rock bolts, shotcrete and steel sets) can be combined with each dají vzájemnû kombinovat.” other.” Rakousk˘ inÏen˘r Rabcewicz v roce 1964 napsal: „K prvnímu úspû‰nému The Austrian engineer Rabcewicz wrote in 1964: “The first successful appli- pouÏití stabilizace povrchu stfiíkan˘m betonem jako nedílné souãásti proce- cation of surface stabilisation by shotcrete for tunnels in unstable ground as su raÏení tunelÛ v nestabilních zeminách namísto pouÏití dfieva nebo oceli an integral part of the driving process, instead of using timber or steel as jako doãasné v˘ztuÏe do‰lo na stavbû tunelu Lodano-Losogno pro hydroe- temporary support, was carried out in the Lodano-Losogno tunnel for the lektrárensk˘ komplex Maggia ve ·v˘carsku v letech 1951 – 1955” (obr. 20). Maggia Hydroelectric Scheme, Switzerland 1951-1955” (Fig. 20). In view of Je jasné, Ïe s ohledem na nepfietrÏité uÏívání stfiíkan˘ch betonÛ po celém the continuous world-wide application of guniting since the 1920s, this sta-

Obr. 19 Detail vyztuÏení hory klínov˘mi kotvami; McIntayre Mine, Canada (Keely 1934) Obr. 20 PouÏití stfiíkan˘ch betonÛ a svorníkÛ na vodních tunelech hydroelektrárny Maggia Fig. 19 Detail drawing of rock support with slit-and-wedge bolts and cables; McIntyre (úsek Pecchia - Cavergno), ·v˘carsko 1952-1955 (Foto s laskav˘m svolením D. Pradera) Mine, Canada (Keely 1934) Fig. 20 Use of shotcrete and bolts in the waterway tunnels of the Maggia Hydroelectric Scheme (section Pecchia - Cavergno), Switzerland 1952-1955 (Photos coutresy D. Prader) 33 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 svûtû jiÏ od dvacát˘ch let minulého století toto prohlá‰ení nebylo pravdivé. tement is of course not true. It shows that Rabcewicz only discovered the Ukazuje na to, Ïe Rabcewicz objevil v˘znam stfiíkan˘ch betonÛ aÏ po tomto importance of shotcreting after this application. pouÏití. In Austria Senn's shotcrete apparatus (supplied at that time by ALIVA, Sennovo zafiízení na stfiíkání betonÛ (dodávané tehdy firmou ALIVA, Baden, Baden, Switzerland) was first applied in the Prutz-Imst Hydroelectric Scheme ·v˘carsko) bylo v Rakousku poprvé pouÏito na stavbû hydroelektrárny 1953-1954 and at the Schwarzach Scheme 1955-54 (Rotter 1958). As to the Prutz-Imst v letech 1953 – 1954 a na stavbû komplexu Schwarzach v letech applications in mining in Austria, “The lead mine was the first in Austria’s 1955 – 1954 (Rotter 1958). Co se t˘ká pouÏití v rakousk˘ch dolech: „Prvním mining industry having the courage to break new ground with the applicati- místem, kde mûl v roce 1957 rakousk˘ báÀsk˘ prÛmysl odvahu vstoupit na on of shotcrete (ALIVA machine) in 1957 – apart from a first test in the Salt neprobádané území pouÏití stfiíkan˘ch betonÛ (stroj ALIVA), byl olovnato- Mine Bad Ischl in 1953.” (Rainer 1961). In Italy 1958 the 15.2 km long water- rudn˘ dÛl – kromû prvního vyzkou‰ení v solném dole Bad Ischl v roce way tunnel (_=7 m) of the Monastero Hydroelectric Scheme at Como was 1953”(Rainer 1961). V Itálii byl v roce 1958 opatfien ostûním ze stfiíkan˘ch lined with shotcrete in combination with steel lattice girders, using Senn's betonÛ, kombinovan˘ch s ocelov˘mi pfiíhradov˘mi rámy, 15,2 km dlouh˘ machine (Fig. 21). A remarkable publication of the Contractor (Curzio 1963) vodní tunel (prÛmûr 7 m) pro hydroelektrárensk˘ komplex Monastero on these works, as well as on large diameter road tunnels in Italy, carries the v Comu. PouÏívalo se Sennovo zafiízení (obr. 21). Zajímavá publikace doda- typical title: “New Systems of Tunnel Construction”. It is seen from his vatele stavby (Curzio 1963) tohoto díla a staveb velkoprofilov˘ch silniãních report that systematic deformation measurements were carried out at these tunelÛ v Itálii nese pfiíznaãn˘ název: „Nové systémy tunelov˘ch staveb.” sites under the supervision of G. Oberti (ISMES, Bergamo). Between 1958 Z jeho zprávy je vidût, Ïe se na tûchto stavbách provádûla systematická and 1960, shotcreting was also applied in the Serra Ripoli Tunnel of the mûfiení deformací za dozoru G. Obertiho (ISMES, Bergamo). Mezi roky 1958 “Autostrada del Sole” (Zanon 1960). a 1960 se stfiíkané betony pouÏily na tunelu Serra Ripoli na dálnici In retrospect one can say that by the 1960s the technological means as well „Autostrada del Sole” (Zanon 1960). as the scientific background of the “shotcrete method” were well established. Retrospektivnû lze fiíci, Ïe do ‰edesát˘ch let 20. století jiÏ byly technické pro- Quickly it completely ousted timbering world-wide. The term “shotcrete stfiedky i vûdecké základy „metody stfiíkan˘ch betonÛ” dostateãnû vytvofieny. method” was used commonly throughout the German speaking countries, Tato metoda rychle a kompletnû vytlaãila v˘dfievu na celém svûtû. Pojem i.e. in Austria, Germany and Switzerland. Similar expressions can be found „metoda stfiíkaného betonu” byl bûÏnû pouÏíván ve v‰ech nûmecky mluví- in other languages, for example “sprutbetongmetode” in Swedish. cích zemích, tj. v Rakousku, Nûmecku a ·v˘carsku. Podobné v˘razy lze In 1963 Rabcewicz, who in a paper renamed the “shotcrete method” to “New nalézt i v jin˘ch jazycích, napfiíklad „sprutbetongmetode” ve ‰véd‰tinû. Austrian Tunnelling Method”, speaks of a “shotcreting-rock bolting-method V roce 1963 Rabcewicz, kter˘ v jednom pfiíspûvku pfiejmenoval „metodu having been developed and tested in Austria.” Rabcewicz is even more expli- stfiíkaného betonu" na „Novou rakouskou metodu”, hovofií o „metodû stfií- cit saying that “due to its country of origin”, the method is called “New kání betonu a svorníkování, která byla vyvinuta a vyzkou‰ena v Rakousku”. Austrian Tunnelling Method”. Later the acronym NATM become widely Rabcewicz se vyjadfiuje je‰tû jasnûji, kdyÏ fiíká, Ïe „kvÛli tomu, ve které zemi used. Still today NATM is defined by the Austrian code as “a tunnel con- vznikla”, se metoda jmenuje „Nová rakouská tunelovací metoda”. Pozdûji structed using open face excavation techniques and with a lining construc- se více roz‰ífiilo pouÏívání zkratky NRTM. AÏ dosud je NRTM definována ted within the tunnel from sprayed concrete to provide ground support, v rakouské normû jako „tunel, stavûn˘ s pouÏitím technologie nezapaÏené often with the additional use of ground anchors, bolts and dowels as appro- ãelby, s ostûním budovan˘m v tunelu ze stfiíkaného betonu, které slouÏí jako priate”. (HSE report 1996). zaji‰tûní v˘rubu, ãasto navíc podle potfieby s pouÏitím zemních kotev, svor- In most publications two even more important claims are made for níkÛ a trnÛ” (Zpráva HSE 1996). Rabcewicz and other NATM protagonists: At first the replacement of timbe- Ve vût‰inû publikací se pfiiãítají Rabcewiczovi a dal‰ím protagonistÛm NRTM ring as a whole and secondly, the possibility of applying thin tunnel linings: zásluhy za dvû nebo dokonce více vûcí: První z nich je nahrazení v˘dfievy “This was truly a pioneer work and it required enormous courage to employ jako celku, druhou je moÏnost pouÏití tenk˘ch tunelov˘ch ostûní. „PouÏití a thin-sprayed concrete skin instead of heavy timbering or steel supports tenké slupky ze stfiíkaného betonu namísto tûÏké v˘dfievy nebo ocelov˘ch and a thick concrete lining. Therefore this concept was justifiably called podpûr a silného betonového ostûní bylo skuteãnû pion˘rsk˘m ãinem, kter˘ NATM.” (Poisel and Engelke 1994). Here we only mention that in all the his- vyÏadoval v˘jimeãnou odvahu. Proto je tato koncepce právem naz˘vána tory of tunnelling engineers world-wide were in the process of abandoning NRTM” (Poisel a Engelke 1994). Zde pouze poznamenáváme, Ïe k opu‰tûní timbering. An example is a paper of O’Rourke from 1913 having the typical v˘dfievy smûfiovali inÏen˘fii na celém svûtû po celou historii tunelování. title “Elimination of Timbering in Rock Tunnelling: A Proposal”. He says: Pfiíkladem je ãlánek O¨Rourkeho z roku 1913, kter˘ má typick˘ název: “Anything that can be done to reduce or avoid the necessity of timbering is „Eliminace v˘dfievy v tunelování ve skalních horninách. Návrh.” Ten fiíká: of greatest importance in the art of tunnelling.” Another constant claim is „Cokoliv, co se dá udûlat pro zmen‰ení potfieby v˘dfievy nebo její úplné that thanks to NATM, the tunnel lining can be kept thin and closed to a ring vynechání, je v tuneláfiském umûní ohromnû dÛleÏité.” Dal‰í trvalou záslu- by an invert. We consider here only one example illustrating the 10th NATM hou je, Ïe díky NRTM je moÏno provádût tenké tunelové ostûní, uzavfiené do principle (Fig. 22a): “Temporary and final lining slim” suggesting that earlier, prstence pomocí protiklenby. Uvádíme zde pouze jeden pfiíklad, ilustrující irrespective of the ground conditions, constantly heavy support was made. 10. zásadu NRTM (obr. 22a): „Tenké doãasné a definitivní ostûní,” které “Today” indicates the NATM-tunnel and “earlier” stands for tunnels of the naznaãuje, Ïe dfiíve se vÏdy provádûlo tûÏké vyztuÏování, bez ohledu na hor- “pre-NATM” period in tunnelling. With nine such figures the history of tun- ninové pomûry. Slovem „dne‰ní” se oznaãuje tunel, stavûn˘ pomocí NRTM, nelling is stigmatised by Müller (1978). However, as an example for a tunnel a slovo „dfiívûj‰í” znamená tunely z období tunelování pfied NRTM. Müller profile featuring a thin lining and an invert, reference can be made to the (1978) rozli‰uje v historii tunelování devût takov˘ch znakÛ. Jako pfiíklad pfiíã- famous Box Tunnel on the Great Western Railway (Fig. 22b) designed by ného fiezu tunelu, kter˘ se vyznaãuje tenk˘m ostûním a protiklenbou, v‰ak Brunel in 1836 (Sandström 1963). lze uvést znám˘ krabicov˘ tunel (Box Tunnel) na západní Ïelezniãní trati (the Such distortions of the history of tunnelling can be found in the official docu- Great Western Railway) (obr. 22b), vyprojektovan˘ v roce 1836 Brunelem ment on NATM (Definition and Principles, in 10 languages) issued 1978 by (Sandström 1963). the Austrian National Group of the ITA. Taková zkreslení historie tunelování lze nalézt v oficiálním dokumentu Among the most frequently used arguments to justify the renaming of the NRTM (Definice a zásady v 10 jazycích), vydaném v roce 1978 rakouskou “shotcrete method” to NATM are the following: státní skupinou ITA. - Rabcewicz invented and patented NATM as early as 1948. Mezi nejãastûj‰í argumenty, pouÏívané k ospravedlÀování pfiejmenování - Rabcewicz introduced rock bolting and shotcreting into „metody stfiíkaného betonu” na NRTM, patfií: tunnelling.

Obr. 21 PouÏití pﬁíhradov˘ch rámÛ a stﬁíkaného betonu na tlakovém tunelu Monastero, Itálie 1958 (Curzio 1963) Fig. 21 Use of lattice girders with shotcrete in the Monastero pressure tunnel, Italy 1958 (Curzio 1963) 34 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

- Rabcevicz vynalezl a dal si patentovat NRTM jiÏ v roce 1948. - Brunner invented and patented NATM in 1955. - Rabcevicz zavedl pouÏívání horninov˘ch svorníkÛ a stfiíkan˘ch betonÛ - Müller and Pacher were also to be considered "fathers of NATM". v tuneláfiství. - With NATM the ground supports itself. - Brunner vynalezl a dal si patentovat NRTM v roce 1955. These arguments are unfounded: - Müller a Pacher byli téÏ povaÏováni za „otce NRTM”. The patent of Rabcewicz (“Procedure for lining of underground openings, - U NRTM se hornina nese sama. specifically tunnels”) issued in 1949 only deals with a tamped concrete Tyto argumenty jsou nepodloÏené: lining, closed immediately at the face to a ring. He proposed deformation RabceviczÛv patent („Postup provádûní ostûní podzemních v˘rubÛ, kon- measurements to check the development of rock pressure, which obviously krétnû tunelÛ”), vydan˘ v roce 1949, se t˘ká pouze ostûní z pûchovaného had no practical meaning due to the extreme stiffness of the lining (Fig. 23). betonu, uzavíraného ihned na ãelbû do prstence. Navrhl provádûní mûfiení The assertion that NATM represents also an "observational method" has one deformací, kter˘mi se kontroluje v˘vin horninového tlaku. Vzhledem of its origin in this erroneous idea. The patent was withdrawn by Rabcewicz k extrémní tuhosti tohoto ostûní (obr. 23) v‰ak je zfiejmé, Ïe mûfiení nemûlo already in 1952 (Spang 1996). There is no mention in this patent of rock bolts Ïádn˘ praktick˘ smysl. V této chybné my‰lence má jeden ze sv˘ch kofienÛ and shotcrete. Notwithstanding, he always claimed that NATM was his tvrzení, Ïe NRTM je i „observaãní metodou”. Rabcewitz svÛj patent stáhl jiÏ patented invention. Also NATM historians confirmed later: “From his exile in v roce 1952 (Spang 1996). V tomto patentu není ani zmínka o horninov˘ch South America, he patented NATM in 1948.” (a3 BAU 1994). Even in his doc- svornících a stfiíkaném betonu. Pfiesto vÏdy tvrdil, Ïe NRTM je jeho patento- toral thesis (Rabcewicz 1950), which he completed in December 1950, he van˘m vynálezem. I historici NRTM pozdûji potvrdili: „Od svého exilu demonstrated that he had no idea at that time about the new developments v JiÏní Americe si dal patentovat NRTM v roce 1948.” (a3 Bau 1994). in support technology. He is still dealing only with tamped or pumped conc- Dokonce i ve své doktorské práci (Rabcevicz 1950), kterou dokonãil v pro- rete linings having a thickness of 30 cm as primary support. Only during his sinci 1950, ukázal, Ïe tehdy nemûl ani ponûtí o nov˘ch smûrech v˘voje connection with the Swedish company Svenska Enterprand A.B. in the early v oblasti technologie zaji‰Èování. Primárním zaji‰tûním je pro nûj stále 1950s did he become acquainted with rock bolts. In the manner of the pouze ostûní z pûchovaného nebo ãerpaného betonu s tlou‰Èkou 30 cm. Delaware Project in New York he applied some rock bolts (“six days after the S horninov˘mi svorníky se seznámil aÏ v dobû svého spojení se ‰védskou excavation had taken place”) and guniting in the rock chamber of a hydroe- spoleãností Svenska Enterprand a. b. na zaãátku padesát˘ch let 20. století. lectric scheme in Brazil with modest results. His first paper on rock bolting Se skromn˘mi v˘sledky pouÏil nûjaké horninové svorníky zpÛsobem, jak˘m appeared 1953 followed by two other publications without any personal con- byly pouÏity na stavbû Delaware Project v New Yorku („‰est dnÛ po vyraÏení”) tribution. In 1957 Rabcewicz reports on laboratory tests with rock-bolting in a stfiíkané betony v kavernû hydroelektrárenského komplexu v Brazílii. Jeho a cohesionless model material with no reproducible results. His first paper první ãlánek o svorníkování se objevil v roce 1953. Po nûm následovaly dal‰í on the application of shotcrete and rock-bolting appeared in 1961. After this dvû publikace bez osobního vkladu. V roce 1957 podává Rabcevicz zprávu publication, as mentioned above, in 1963 he renamed the “shotcreting met- o laboratorních zkou‰kách svorníkování v modelovém nesoudrÏném materiálu, hod” to NATM. jejichÏ v˘sledky byly nereprodukovatelné. Jeho první ãlánek o pouÏití stfií- We have collected the papers, as far as available, from all over the world on kaného betonu a svorníkování se objevil v roce 1961. Jak bylo uvedeno the development and application of shotcrete and rock bolts since the time v˘‰e, v roce 1963, po vydání této publikace, pfiejmenoval „metodu stfiíkané- of their invention. The number of pages published per year is depicted in ho betonu” na NRTM. Figure 24. One can recognise continuity for shotcrete, obviously interrupted ShromáÏdili jsme dostupné ãlánky z celého svûta o v˘voji a pouÏití stfiíka- by the Second World War. In the case of rock bolts, however, their invention ného betonu a horninov˘ch svorníkÛ od doby jejich vynalezení. Poãet strá- around 1910 went unnoticed until the 1940s. But then there was an explosi- nek, publikovan˘ch za jeden rok, je zfiejm˘ z obr. 24. Je moÏno rozpoznat ve interest in their application and further development. When the term kontinuitu v oblasti stfiíkaného betonu, která byla samozfiejmû naru‰ena NATM was introduced in 1963 very few of the publications were from the druhou svûtovou válkou. Co se v‰ak t˘ká svorníkÛ, jejich vynález kolem roku protagonists of NATM, which date only from the mid-1950s. 1910 zÛstával nepov‰imnut aÏ do ãtyfiicát˘ch let. Potom v‰ak do‰lo k explo- Brunner, in 1955, applied for a patent (“A method for the construction of zivnímu nárÛstu zájmu o jejich pouÏití a dal‰í v˘voj. KdyÏ byl v roce 1963 adits tunnels and shafts in squeezing rock”) in Austria and also in Germany. zaveden pojem NRTM, pocházelo od protagonistÛ NRTM pouze velmi málo The patent was issued 1956. Brunner was involved, for example, in the con- publikací. Ty se datují aÏ od poloviny padesát˘ch let. struction of the above mentioned Serra Ripoli Tunnel in Italy (Zanon 1960). Brunner podal v roce 1955 pfiihlá‰ku patentu („Metoda v˘stavby ‰tol, tune- Later the importance of Brunner’s invention was emphasized by NATM pro- lÛ a ‰achet v tlaãiv˘ch horninách”) v Rakousku a také v Nûmecku. Patent byl tagonists saying for example: “NATM was patented by Brunner in 1958 and udûlen v roce 1956. Brunner byl napfiíklad zapojen do stavby v˘‰e uvedeného launched on a waiting world...” (Darling 1990). He proposed an archaic mul- tunelu Serra Ripoli v Itálii (Zanon 1960). Pozdûji zdÛrazÀovali v˘znam tiple adit method of tunnelling and he thought that it was enough to simply Brunnerova vynálezu protagonisté NRTM, ktefií napfiíklad fiíkali: „NRTM si replace timbering in squeezing ground by a thin shotcrete lining without dal Brunner patentovat v roce 1958 a poté ji vypustil do ãekajícího svûta…” using any rock bolts or steel sets (Fig. 25). Brunner worked as foreman in (Darling 1990). Navrhl archaickou metodu raÏby s více ‰tolami, a domníval several tunnels, using Senn’s machine. He claimed for himself the sole right se, Ïe to bylo dostateãné k tomu, aby se jednodu‰e nahradila v˘dfieva v tla- for the application of shotcrete in tunnelling. Therefore, his patent was soon ãivé horninû tenk˘m ostûním ze stfiíkaného betonu, aniÏ by se pouÏily jaké- attacked and owing to decisions of the responsible courts his patent ceased koliv horninové svorníky nebo ocelové rámy (obr. 25). Brunner pracoval to exist as early as 1966 in Germany and 1967 in Austria (Spang 1996). jako mistr na nûkolika tunelech, kde pouÏíval Sennovo zafiízení. Pfiivlastnil si According to the two “NATM-patents”, NATM is defined as both a "full face" v˘hradní právo na provádûní stfiíkan˘ch betonÛ pfii raÏbách. Z tohoto dÛvo- and a “sequential” method of excavation. du byl jeho patent brzy napaden, a díky rozhodnutím pfiíslu‰n˘ch soudÛ byl Pacher, until 1968, did not publish anything on tunnelling applying rock bol- jeho patent zru‰en jiÏ v roce 1966 v Nûmecku a v roce 1967 v Rakousku ting or shotcrete. His proposal of a special trough-shaped ground response (Spang 1996). Podle dvou „patentÛ NRTM” je NRTM definována jako meto- curve in 1964 gained over the years such importance that he got the reputa- da raÏby jak „na pln˘ profil”, tak „ãlenûn˘”. tion of being one of the “fathers of NATM”. Many reports in the NATM lite- Pacher aÏ do roku 1968 nepublikoval nic o raÏení tunelÛ s pouÏitím svorní- rature deal with the allegedly successful application of this curve permitting kování nebo stfiíkaného betonu. Jeho návrh speciální kfiivky odezvy horniny minimising rock pressure. It can be shown that his concept violates the fun- ve tvaru Ïlabu v roce 1964 nabyl za léta takové dÛleÏitosti, Ïe získal povûst damental principles of the conservation of energy in the same way the idea jednoho z „otcÛ NRTM”. Údajnû úspû‰n˘m pouÏitím této kfiivky, které umoÏ- of perpetuum mobile (perpetual motion) does. However, NATM protagonists Àuje minimalizovat horninov˘ tlak, se zab˘vá mnoho zpráv v literatufie today still defend the erroneous postulate of Pacher saying that: “it is rea-

TODAY EARLIER Obr. 22 a. 10. zásada NRTM: „Tenké provizorní i definitivní ostûní” (Müller & Fesker 1978) – dnes a dfiíve b. BrunelÛv krabicov˘ tunel, Great Western railway, Lond˘n 1836 (Sandström 1963) Fig. 22 a. 10th principle of NATM: “Temporary and final lining slim” (Müller & Fecker 1978) b. Brunel’s Box Tunnel, Great Western Railway, London 1836 (Sandström 1936) Obr. 23 RabcewiczÛv patent na NRTM (1948) pro plnoprofilovou raÏbu s dvûma betonov˘mi ostûními, provádûn˘mi do bednûní Fig. 23 Rabcewicz’s NATM patent (1948) for full face excavation with two conrete linings both erected behind a formwork 35 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 k NRTM. Lze ukázat, Ïe jeho koncepce poru‰uje základní principy zachování sonable, although it could not up till now be verified by measurements or energie stejn˘m zpÛsobem, jako my‰lenka perpeta mobile (nekoneãn˘ numerical simulations” (Kolymbas 1998). pohyb). Protagonisté NRTM v‰ak dodnes obhajují chybn˘ PacherÛv postu- Also Müller eventually aligned himself with NATM (Müller and Spaun 1977). lát, a fiíkají, Ïe: „je rozumn˘, i kdyÏ aÏ dosud nemohl b˘t ovûfien mûfieními It was his idea to trivialize the science and technology of conventional tun- nebo numerick˘mi simulacemi” (Kolymbas 1998). nelling with his 22 aphoristic NATM principles. The formulations among Také Müller se nakonec pfiidal k NRTM (Müller a Spaun 1977). Byl to jeho them that are correct were borrowed from the scientific patrimony of inter- nápad trivializovat vûdu a technologii klasického tunelování pomocí jeho 22 national tunnelling. Others are typical of the NATM ideology. Consider the aforistick˘ch zásad NRTM. Správné formulace, které mezi nimi nalezneme, 6th NATM principle: “Construct the lining not too early or too late, and not byly vypÛjãeny z vûdeckého dûdictví mezinárodního tuneláfiství. Jiné jsou too rigid or too flexible” (Müller and Fecker 1978). Müller, on the other hand, typické pro ideologii NRTM. UvaÏte zásadu NRTM ã. 6: „Nestavte ostûní ani warns us “the slightest deviation from the principles may be detrimental to pfiíli‰ brzy, ani pfiíli‰ pozdû, a ani pfiíli‰ tuhé, ani pfiíli‰ poddajné” (Müller the safety of the workmen and to the structure.” (Müller 1979). a Fecker 1978). Na druhou stranu nás Müller varuje „sebemen‰í odch˘lení As to the key argument “with NATM the ground supports itself” we refer to od zásad mÛÏe b˘t ‰kodlivé pro bezpeãnost lidí a konstrukce” (Müller 1979). Simms(1844). Co se t˘ká klíãového argumentu „u NRTM se hornina podpírá sama”, odvo- láváme se na Simmse (1844). 5. CONCLUDING REMARKS

5. ZÁVùREâNÉ POZNÁMKY Shotcrete and anchors are well-established. Today all conventional construction methods in soil and rock, in tunnels, caverns and shafts, generally Stfiíkané betony a kotvy jsou bûÏnou praxí. V‰echny klasické metody v˘stavby use as a temporary support measure, shotcrete with or without anchors and tunelÛ, kaveren a ‰achet v zeminách i horninách dnes v‰eobecnû pouÏívají steel arches. The term “shotcrete method” has been employed in the tech- pro doãasné zaji‰tûní v˘rubu stfiíkan˘ beton s nebo bez kotev a ocelové nical literature since the 1920s. Nobody would oppose the UK Institution of rámy. Pojem „metoda stfiíkaného betonu” byl v technické literatufie pouÏí- Civil Engineer’s recently published guidelines (1996) concluding: “The use of ván od dvacát˘ch let minulého století. Nikdo by se nestavûl proti nedávno sprayed concrete support for a tunnel is often erroneously referred to as publikovan˘m smûrnicím institutu stavebních inÏen˘rÛ Spojeného králov- NATM. In view of this, and to avoid any confusion, this guide will generally ství (the UK Institution of Civil Engineers), které konãí závûrem: „zaji‰tûní use the description ‘sprayed concrete linings (SCL)’.” The latter derives from tunelu stfiíkan˘m betonem se ãasto hovofií jako o NRTM. Aby se zabránilo the pseudoscientific character of NATM’s “edifice of thoughts”. This was nedorozumûním, bude tento návod v‰eobecnû pouÏívat termín ,ostûní ze shown elsewhere (Kovári 1994). In this paper, we could prove that NATM stfiíkaného betonu’ (OSB).” Toto druhé pojmenování je odvozeno od pseu- also involves crass plagiarism. Pseudoscience and plagiarism are the two dovûdeckého charakteru „my‰lenkové stavby” NRTM. To jiÏ bylo pfiedvede- sides of the same coin and both arise from a lack of intellectual integrity. no jinde (Kovári 1994). V tomto ãlánku jsme mohli dokázat, Ïe v NRTM je Considering the enormous and continuous effort of the international tunnel- obsaÏeno i hrubé plagiátorství. Pseudovûda a plagiátorství jsou dvûma stra- ling community since the 1800s to understand ground response and to deve- nami jedné mince, a oba pocházejí z nedostatku intelektuální poctivosti. lop suitable means of support, i.e. shotcrete, rock bolts and steel arches as Pfiihlédneme-li k enormnímu a trvalému úsilí mezinárodního tuneláfiského providing alternatives to timbering, one asks himself whether renaming the spoleãenství od zaãátku 19. století pochopit odezvu horniny a vyvinout “shotcrete method” to the “New Austrian Tunnelling Method” is intellectual vhodné prostfiedky pro zaji‰tûní v˘rubu, tj. stfiíkan˘ beton, horninové svor- piracy. níky a ocelové rámy jako alternativy v˘dfievy, musíme se ptát sami sebe, zda pfiejmenování „metody stfiíkaného betonu” na „Novou rakouskou tunelovací EPILOGUE: metodu” není intelektuálním pirátstvím. The article by Professor Kovári is a thorough and sophisticated insight into DOSLOV: the history of modern tunnel engineering, whose more than two hundred years’ long duration marked revolutionary changes both in views of origins âlánek profesora Kováriho je hlubokou a zasvûcenou sondou do historie and development of rock compressions, and especially of adequate methods novodobého tunelového stavitelství, jejíÏ témûfi dvousetleté trvání zazna- of temporary as well as final support of an excavation. menalo pfievratné zmûny jak v názorech na vznik a v˘voj horninov˘ch tlakÛ, Both aforementioned fields are interestingly documented by contemporary tak zejména v adekvátních metodách provizorního i definitivního vystrojo- authors’ quotations, however, in some cases legibility of the quotations is vání v˘rubu. unfortunately lowered due to multiple translations. However, it is obvious Obû zmínûné sféry jsou zajímavû dokumentovány dobov˘mi autorsk˘mi that majority of the "milestones" mentioned by Professor Kovári played an citacemi, v nûkter˘ch pfiípadech je bohuÏel srozumitelnost citací sníÏena essential part within development of the underground engineering and I am v dÛsledku nûkolikanásobn˘ch pfiekladÛ. Je v‰ak zfiejmé, Ïe vût‰ina „milníkÛ” convinced that this historical reminiscence is currently instructive as well as vzpomenut˘ch profesorem Kovárim sehrála ve v˘voji podzemního stavitel- interesting, although some of its parts may not be generally accepted among ství podstatnou roli a jsem pfiesvûdãen, Ïe tato historická reminiscence je our readers. i v souãasnosti pouãná a poutavá, byÈ nûkteré její ãásti nemusí b˘t na‰imi What I keep in mind is especially relation to the NATM; discussion on this ãtenáfii v‰eobecnû akceptovány. topic took place on pages of the TUNEL already in 1995/96 and it is not inten- Mám na mysli pfiedev‰ím vztah k NRTM; polemika k této problematice pro- tion of the Editorial Board to open it again. Still, even after these years it is bûhla na stránkách TUNELU jiÏ v roce 1995/96 a není zámûrem redakãní rady useful for all of our readers to keep track of the newly formulated argumen- ji znovu otvírat. Nicménû je pro v‰echny ãtenáfie i po letech uÏiteãné sledo- tation by Professor Kovári concerning the NATM in context of the entire vat v celé ‰ífii ãlánku novû formulovanou argumentaci profesora Kováriho article. k tématu NRTM. It is very pleasing to state in the conclusion that application of the NATM Je velmi potû‰ující na závûr konstatovat, Ïe vyuÏití principÛ NRTM na tune- principles on tunnel structures in CR has been generally successful so far, lov˘ch stavbách v âR bylo zatím veskrze úspû‰né, byÈ podmínky v˘stavby despite extraordinarily complicated construction conditions in most cases. byly ve vût‰inû pfiípadÛ mimofiádnû nároãné. For the Editorial Board : Prof. Ing. Jifií Barták, DrSc. Za redakãní radu: Prof. Ing. Jifií Barták, DrSc.

350 300 250 200 150 Pages shotcrete 100 50 0 19151920 1925 19301935 1940 1945 1950 1955 1960 1963 Year

350 300 250 200 150 Pages rock bolts 100 50 0 19151920 1925 19301935 19401945 1950 1955 1960 1963 Year Obr. 24 V˘voj poãtu publikovan˘ch stránek na téma „stﬁíkan˘ beton” Obr. 25 BrunnerÛv patent na NRTM (1955) na ãlenûn˘ v˘rub se zaji‰tûním a „kotevní svorníky” do roku 1963 pomocí stﬁíkan˘ch betonÛ a bez svorníkÛ Fig. 24 Evolution of the number of published pages on “shotcreting” and Fig. 25 Brunners’ NATM patent (1955), sequential excavation with shotcrete “rock bolting” up to 1963 support and without rock bolting 36 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

Müller, L. (1979). Grundlegende Überlegungen zur Anwendung der Neuen LITERATURA/REFERENCES Österreichischen Tunnelbaumethode. Vorträge zu der Fachtagung der Tiefbau-Berufsgenossenschaft, St. Englmar. a3 BAU (1994). NATM: Bankruptcies, Bad luck and Breakdowns. Vol. 21 (12): Müller, L. and E. Fecker (1978). Grundgedanken und Grundsätze zur „Neuen 82-88 (in German). Österreichischen Tunnelbauweise". Grundlagen und Anwendung der Andrews, K. E., McIntyre, A.R. (1964). Some Aspects of High Speed Hard Felsmechanik. Felsmechanik Kolloquium Karlsruhe, Clausthal. Rock Tunnelling in the Snowy Mountains. Civil Engineering Transactions Müller, L. and G. Spaun (1977). Soft Ground Tunnelling under Buildings in (September): 51-70. Germany. Softground Tunnellings under Buildings. Proc. 9th Int. Conf. on Anonymous (1869). Eisen beim Gruben-Ausbau. Glückauf 28. Soil mech. Found. Engn., Tokyo. Anonymous (1869). Über Schachtabteufen. Glückauf 31. Nolan, W. A. (1952). Roof Bolting in the Western Department. The Delaware Anonymous (1919). III. Grubenausbau, Streckenausbau mit eisernen Ankern. Water Supply News 14 (155). Zeitschrift für das Berg-, Hütten- und Salinenwesen (Berlin): 7-9. O‘Rourke, J. (1913). Elimination of Timbering in Rock Tunneling: A Proposal. Anonymous (1931). Hetch Hetchy Tunnel Construction (California). Engineering News 69 (7): 324-325. Engineering News Record: 96-100. Pfähler (1872). Verbauen mit T-Eisen auf der Grube Altenwald. Preussische Anonymous (1933). Hazardous Tunneling at Hetch Hetchy (California). Zeitschrift 20: 121-128. Engineering News Record: 701-704. Pierce, J. C. (1953). Pinning Up an Aqueduct Roof. Compressed Air Magazine Anonymous (1951). Diversion Tunnel Driving without Liners - Keyhole Dam, May: 128-130. Wyo. Engineering News-Record (May 17): 30-31. Poisel, R. and H. Engelke (1994). Zu den Konzepten der NÖT. Felsbau (5): 330- Anonymous (1951 & 1953). Roof Bolting for Tunnel Support. Water Power 337. (May): 161. Pollish, L.; Breckenridge, R.N. (1954). Rock Bolting in Metal Mines of the Anonymous (1957). Guniting at the McIntyre Porcupine Mines, Limited. Northwest. Mining Engineering (July): 709-715. Mining in Canada: 349-355. Pressel, K. (1906). Die Bauarbeiten am Simplontunnel. Schweiz. Bauzeitung Anonymous (1960). Gebirgsanker im österreichischen Bergbau. Montan- XLVII. Rundschau, Sonderheft Tunnel- und Stollenbau (Juni): 181. Price, P. H., Cross, A. T. (1951). Geologic Considerations in Roof Bolting. Coal Beyl, Z. S. (1945 & 1946). Rock Pressure and Roof Support (Parts I-VI). Mine Modernization: 97-111. Colliery Engineering. Proctor, R. V. and Th.L. White (1946). Rock Tunneling with Steel Supports. Bierbaumer, A. (1913). Die Dimensionierung des Tunnelmauerwerks. Leipzig Youngstown, Ohio, The Youngstown Printing Co. und Berlin, Engelmann. Rabcewicz, L. (1950). Das Hilfsgewölbe. Dissertation, Univ. Graz. Bucky, P. B. (1950). Theory and Principles of Roof Bolting. Mining Congress Rabcewicz, L. (1957). Modellversuche mit Ankerung in kohäsionslosem Journal (June): 65. Material. Die Bautechnik 31 (5): 171-173. Conway, C. C. (1948). Roof Support With Suspension Rods. Mining Congress Rabcewicz, L. (1957). Die Ankerung im Tunnelbau ersetzt bisher gebräuchli- Journal 34(6): 32-37. che Einbaumethoden. Schweiz. Bauzeitung. Culmann, K. (1866). Die graphische Statik. Zürich. Rabcewicz, L. (1961). Spritzbeton und Ankerung als Hilfmittel zum Vortrieb Curzio, P. Q. (1963). Nuovi sistemi di costruzione di gallerie. und als endgültiger Tunnelausbau. Berg- und Hüttenmännische Darling, P. (1990). What is the NATM. Tunnels & Tunnelling (Summer, speci- Monatshefte: 166-173. al Issue): 7. Rabcewicz, L. (1963). Bemessung von Hohlraumbauten. Die „Neue österrei- Drinker, H. S. (1888). Tunneling, Explosive Compounds and Rock Drills. New chische Bauweise" und ihr Einfluss auf Gebirgsdruckwirkungen und York, John Wiley & Sons. Dimensionierung. Felsmechanik und Ingenieurgeologie, Sonderdruck Vol I/3-4. Endersbee, L. A. (1999). The Snowy Vision and the Young Team - the First Rabcewicz, L. (1964). The New Austrian Tunnelling Method. Water Power. Decade of Engineering for the Snowy Mountains Scheme. Proc. Symp. “The Rainer, H. (1961). Erfahrungen mit Spritzbeton im Grubenbetrieb der Spirit of the Snowy Fifty Years On”. Australian Academy of Technological Bleiberger Bergwerks-Union. Berg- und Hüttenmännische Monatshefte Sciences and Engineering. Cooma, Australia: 39-58. 106(5/6): 197-203. Engesser, F. (1882). Über den Erddruck gegen innere Stützwände. Deutsche Rice, G. S. (1918). Cement Gun in Mining Work - I + II. Engineering and Bauzeitung: 36. Mining Journal 105(13 + 14). Fayol, M. (1885). Note sur les Mouvements de Terrain. Bulletin de la Société Ritter (1879). Statik der Tunnelgewölbe. Berlin. de l‘Industrie Minérale 14: 805-871. Ritter, H. U. (1952). Grundzüge und Ziele der Entwicklung des neuzeitlichen Forbes, J. J. (1950). Progress in Roof Bolting. Proc. Illinois Mining Institute: Abbaustreckenausbaus, erläutert an Beispielen aus dem Grubenbetrieb. 21-27. Glückauf: 603-625. Frey-Bär, O. (1956). Sicherung des Stollenvortriebes. Schweiz. Bauzeitung: Rotter, E. (1958). Anwendung von Spritzbeton. Wien, Schriftenreihe d. 567-572. Österreichischen Wasserwirtsch.verbandes: 5-44. Fröhlich, K. (1948). Die Verbindung stählerner Streckenbögen. Glückauf: 543- Rziha, F. (1867). Lehrbuch der Gesamten Tunnelbaukunst. Berlin, Verlag von 555. Ernst & Korn. Gremmler, E. (1933). Messungen und Beobachtungen des Gebirgsdruckes Sandström, G. E. (1963). The History of Tunnelling, Underground Workings am Ausbau von Ausrichtungsstrecken. Glückauf 69: 417-425, 444-449. Through the Ages. London, Barrie and Rockliff. H.V. (1926). Das Spritzbeton- oder Torkretverfahren. Neue Zürcher Zeitung Schlick (1827). Über den Stollen oder die Brücke unter der Themse. In: (Blatt 4, Nr. 20 Mittagsausgabe 1291). Tunnel, Orte des Durchbruchs. Jonas Verlag, Marburg. Heggstad, R. (1953). La Construction des Voutes des Grandes Salles Schlüter, H. (1920). Praktische Bedeutung des Torkretbaues und seine Souterraines. Monde Souterrain (Avril-Juin). Nutzbarmachung für die deutsche Betonindustrie. Zement (19): 229-234. Heggstad, R. (1956). Trends in Norwegian Practice in Water Power Schneider, R. (1880). Die Eisenzimmerung im Vergleiche zur Holzzimmerung. Development. 5. Weltkraftkonferenz, Wien. Österr. Z. Berg- und Hüttenwesen. Heim, A. (1878). Mechanismus der Gebirgsbildung. Basel. Schmuck, H. K. (1957). Theory and Practice of Rock Bolting. Quarterly of the Hilgard, K. E. (1921). Die amerikanische Zementkanone und ihr Colorado School of Mines 52 (3). Anwendungsbereich. Schweiz. Bauzeitung LXXVIII (8): 92-104. Simms, F. W. (1844). Practical Tunnelling. London, Messrs. Troughton and Hopper, R. C., Lang T., Mathews, A. (1972). Straight Creek Tunnel. Proc. Simms. RETC, Chicaco. Spang, J. (1996). Tunnelbau im Untertagbau. Tunnelbau Taschenbuch. Health & Safety Executive (1996). Safety of New Austrian Tunnnelling DGGT. Method (NATM) Tunnels, A review of Sprayed Concrete Lined tunnels with Sonderegger, A. (1955). Stollenbau für das Kraftwerk Verbano. Nobel-Hefte. particular reference to London Clay. HSE Books. Szilard, A. (1925). Das Torkretverfahren und seine technischen Probleme, Janssen, H. A. (1895). Versuche über Getreidedruck in Silozellen. Z.d.V. Julius Springer, Berlin. Deutscher Ingenieure: 1045. Talobre, J. (1957). La statique du boulon d‘ancrage dans les travaux au Keeley, D. E. (1934). Guniting at the McIntyre Mine. The Canadian Institute of rocher. Construction: 439-445. Mining and Metallurgy 37. Teichert, P. (1979). Die Geschichte des Spritzbetons. Sonderdruck aus Knox, J. and O. Potter (1920). Use of Gunite on the 81st Level, Calumet & Schweizer Ingenieur und Architekt 47:1-12 Hecla Conglomerate Mine. The M.C.M. Alumnus IX (4): 1-6. The Institution of Civil Engineers (1996). Sprayed concrete linings (NATM) Kobilinsky, M. (1955). Der Durchstich Is_re-Arc des Kraftwerks Randens. for tunnels in soft ground. Telford. Schweiz. Bauzeitung (53): 811-814. Thomas, E., Seeling, C.H., Perz, F., Hansen, M.V. (1948). Control of Roof and Köhler, G. (1900). Lehrbuch der Bergbaukunde, Verlag von Wilhelm Prevention of Accidents from Falls of Rock and Coal. Washington, US Bureau Engelmann. of Mines: 1-9. Kolymbas, D. (1998): Geotechnik - Tunnelbau und Tunnelmechanik. Springer. Thomas, E., Barry, A.J., Metcalfe, A. (1949). Suspension Roof Supports, Part Kommerell, O. (1912). Grundlagen für die statische Berechnung von I&II. Mining Congress Journal. Tunnelmauerwerk. Berlin. Tübben, L. (1923). Neuerungen im Feuerschutz beim Grubenbetrieb. Kovári, K. (1994). Erroneous Concepts behind the New Austrian Tunnelling Glückauf Februar (8): 190-193. Method. Tunnels & Tunnelling. von Kármán, T. (1911). Festigkeitsversuche unter allseitigem Druck. Z.d.V. Kovári, K. (1994). Sulla esistenza del NATM: concetti erronei del nuovo Deutscher Ingenieure 55. metodo austriaco per la costruzione di gallerie. Gallerie e grandi opere sot- Weigel, W. W. (1943). Channel Irons for Roof Control. Engineering and terranee. Dicembre, No 44. Mining Journal 144 (5): 70-72. Kovári, K. (1995). Concepts erronés de la "Nouvelle méthode autrichienne" Weiss, E. (1952). Kostensparende Auszimmerung von Tunneln. Der de construction de tunnels. Revue Fran_aise de Géotechnique, No. 70. Bauingenieur 27 (10): 382-383. Lang, T. A. (1958). Rock bolting speeds Snowy Mountain Project. Civil West, G. (1988). Innovation and the rise of the tunnelling industry. Engineering (Feb). Cambridge, Cambridge University Press. Lang, T. A. (1961). Theory and Practice of Rock Bolting. Transactions of the Wiesmann, E. (1912). Über Gebirgsdruck. Schweiz. Bauzeitung 60 (7). American Institute of Mining, Metallurgical, and Petroleum Engineers 220: Wiesmann, E. (1914). Über die Stabilität von Tunnelmauerwerk. Unter 333-348. Berücksichtigung der Erfahrungen beim Bau des Hauenstein-Basistunnels. Lüthgen, W. (1929). Stempellose Abbaustrecken, ein Beitrag zur Schweiz. Bauzeitung LXIV (3): 27-32. Gebirgsdruckbeherrschung. Berg- und Hüttenmännische Monatshefte 65 Willmann, E. (1920). Handbuch der Ingenieurwissenschaften. Tunnelbau. (12): 393-395. Engelmann, Leipzig. Maillart, R. (1923). Über Gebirgsdruck. Schweiz. Bauzeitung 81(14). Woodruff, S. D. (1954). Rock Bolts. Theory and Practice in Tunnel Martin, D. O. (1954). Une nouvelle application du boulonnage des roches. Construction and Rock Excavation (Part 1 + 2). Western Construction (July Travaux(Juillet 1954): 608-609. and August): 61-64 / 76-80. Mathet, M. (1888). Boisage en fer. Compt. rend. soc. ind. min.: 60-62. Würker, R. (1934). Material, Profil und grundsätzliche konstruktive Meyer, A. (1925). Beton und Eisenbeton im Bergbau untertage. Zeitschrift für Massnahmen beim Streckenausbau mit Stahl. Technische Hochschule zu das Berg-, Hütten- und Salinenwesen im Preussischen Staate 73: B243-B307. Aachen. Aachen. Miller, P. S. (1952). Roof Bolting in Tunnels. Mining Congress Journal(June). Zanon, A. (1960). Ausbruch von Autobahntunneln in ganz besonders schwi- Mohr, F. (1957). Measurement of Rock Pressure. Mine & Quarry Engineering erigen Bergarten. Geologie und Bauwesen: 45-59. May: 178-189. Zignoli, V. (1965). Il Traforo del Monte Bianco. Autostrade 6 (Giugno): 3-44. 37 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

K¤ÍÎENÍ TUNELÒ MRÁZOVKA S KANALIZAâNÍM SBùRAâEM P V OBLASTI JIÎNÍHO PORTÁLU

THE CROSSING OF THE MRAZOVKA TUNNELS WITH THE INTERCEPTOR SEWER P IN THE AREA OF THE SOUTH PORTAL FRANTI·EK TRÁZNÍK, Ing. MILO· HRDLIâKA, Ing. KAREL KARMAZÍN, INSET, s. r. o.

ÚVOD INTRODUCTION NavrÏená trasa technicky velmi nároãného mûstského silniãního tunelu The design of the alignment of the technically very exacting road tunnel Mrázovka ve svém jiÏním vyústûní navedla v‰echny ãtyfii tunelové trouby do Mrazovka brought all the 4 tunnel tubes very close to a major interceptor bezprostfiední blízkosti v˘znamného kanalizaãního sbûraãe P (viz obr. 1). sewer P at the southern tunnel mouth (see Fig.1). Jakkoli mûl zpracovatel projektu pfii stanovení optimálních parametrÛ tras Despite the fact that the designer had a collision free crossing with the sewer tunelÛ na zfieteli bezkolizní vykfiíÏení s tûlesem sbûraãe, v˘sledné fie‰ení pfie- in view in the process of determination of optimal parameters of the tunne- vedení tunelÛ pfies sbûraã nebylo snadné. Zejména kontaktní zpÛsob kfiíÏe- ls’ routes, the final solution of getting the tunnels across the interceptor was ní dvoupruhov˘ch tunelÛ VTT a ZTT se sbûraãem je pfiiznáním logické prio- not easy. Namely the manner of crossing the double-lane ETT and WTT tun- rity urãení spádov˘ch pomûrÛ podzemních komunikací v tunelu a jejich nels with the interceptor, getting into a contact, means acknowledgement of vyvedení jiÏními portály. the logical priority of determination of level-related conditions of underg- Svûtlé vzdálenosti v˘rubu spodní klenby jednotliv˘ch vûtví tunelu a vrcholu round roads in the tunnel and their surfacing at the southern portals. vnitfiní klenby provozovaného sbûraãe + 0,7 m u západní tunelové trouby Net distances between the invert excavation for individual tunnel branches (ZTT), -0,7 m u v˘chodní tunelové trouby (VTT), + 4,9 m u trouby A (TTA) and the top of the internal vault of the operating interceptor of + 0.7m for the a + 6,0 m u trouby B (TTB) nejlépe vystihují nároãnost navrÏené koncepce western tunnel tube (WTT), -0.7m for the eastern tunnel tube (ETT), +4.9m (viz obr. 2, 3, 4). for the tube A (TTA) and +6.0m for the tube B (TTB) are best indicating the V rámci pfiípravy a zpracování projektu rizikového kfiíÏení byly získány exactness of the concept proposed (see Fig. 2, 3, 4). v‰echny potfiebné informace o charakteru horninového prostfiedí v bezpro- All necessary information on the character of rock mass in a close vicinity of stfiedním okolí sbûraãe. Byl ovûfien i aktuální stavební stav jeho konstrukce the interceptor was obtained in the phase of planning and designing the vãetnû polohového a v˘‰kového zamûfiení skuteãného prÛbûhu trasy mís- risky crossing. Also its actual structural condition was verified, including sur- tem kfiíÏení. veying of its actual line and level at the crossing location. Projekt pak nabídl komplexní fie‰ení s akcentováním ochrany a zesílení kon- The design offered a global solution then, with accentuation of the protection strukce sbûraãe nejen z prostoru budovan˘ch tunelÛ, ale i zevnitfi sbûraãe. and reinforcement of the interceptor structure to be performed not only from Bezpeãnost jeho provozu byla ji‰tûna návrhem technicko-organizaãních the tunnels being built, but also from the interceptor’s interior. Its safe ope- opatfiení a souborem observaãních metod s monitorovacím reÏimem. ration was secured by a proposal for technical and operational measures, V relativnû vstfiícném stanovisku provozovatele kanalizaãního sbûraãe, spo- and by a set of observational methods based on a monitoring regime. leãnosti PraÏské vodovody a kanalizace, a. s., i správce PraÏské vodohospo- A relatively friendly opinion on the designed conceptual solution of the tun- dáfiské spoleãnosti, a. s., k navrÏenému koncepãnímu fie‰ení pfiekonání sbû- nel tubes passing under the interceptor, issued by the interceptor sewer’s raãe tunelov˘mi troubami, byly stanoveny v˘razné omezující technické operator, PraÏské vodovody a kanalizace a.s., and its administrator, PraÏská podmínky. vodohospodáfiská spoleãnost a.s., prescribed significant restricting technical Investor, zastoupen˘ VIS, a. s., a projektant tunelové ãásti SATRA, s. r. o., conditions. (GP PUDIS, a. s.) je akceptovali a byly zapracovány do realizaãní projektové The client, represented by the VIS a.s. company, and consulting engineer for dokumentace. Ta komplexnû vyfie‰ila zpÛsob vlastního provedení raÏeb the tunnels SATRA s.r.o. (GP PUDIS a.s.) accepted them, and they were incor- v oblasti kfiíÏení vãetnû návrhu trhacích prací a souboru bezpeãnostních porated into the detailed design. The detailed design solved the manner of mûfiení o‰etfiujících konstrukci sbûraãe ohroÏovanou v˘stavbou tunelu. the excavation in the crossing area comprehensively. It also contained a pro- V ãase, kdy zaãala b˘t popisovaná problematika aktuální, byl jiÏ plnû funkã- posal for drill and blast operations, and a set of safety measurements con- ní „komplexní monitoring” zfiízen˘ VIS, a. s., pro celé staveni‰tû tunelÛ cerning the interceptor’s structure endangered by the tunnel construction. Mrázovka. Databáze s v˘sledky v‰ech mûfiení a dÛleÏit˘ch informací spravo- At the time when the above-described issue started to be acute, the “overall vaná kanceláfií monitoringu byla trvale pfiístupná vybran˘m úãastníkÛm monitoring”, established by VIS a.s. for the whole construction site of the v˘stavby. Soubor bezpeãnostních mûfiení ve sbûraãi vãetnû monitorování Mrázovka tunnels, had been fully functional. The database containing results nepfiízniv˘ch vlivÛ v˘stavby tunelu na jeho konstrukci a provoz byl zaãlenûn of all measurements and important information, which was administered by a monitoring office, was permanently available to selected participants of do jiÏ fungujícího bezpeãnostního a informaãního systému. the project. The set of safety measures applied in the interceptor, including the monitoring of adverse influences affecting its structure as a result of the KANALIZAâNÍ SBùRAâ P tunnel construction, was incorporated into the already functioning safety Pfiedstavuje bezesporu nejv˘znamnûj‰í souãást podzemní infrastruktury and information system. dotãené v˘stavbou tunelÛ Mrázovka. Odvádí spla‰kové vody z oblasti tzv. Jihozápadního mûsta a obsluhuje spádovou oblast hl. mûsta Prahy s více THE INTERCEPTOR SEWER P neÏ 150 tis. obyvatel. Jeho odstavení z provozu, resp. pfiepojení, je moÏné Without question, it represents the most important part of the underground jen v omezeném ãase a za bezde‰tného prÛtoku. Byl vybudován hornick˘m infrastructure affected by the Mrazovka tunnels development. It collects zpÛsobem raÏenou ‰tolou v 80. letech minulého století. Jeho konstrukce sewage from the area of so-called South-western City, and serves an attrac- spoãívá v kruhovém betonovém ostûní ∅ 2160 mm litém do bednûní, ve tion zone of the Prague capital with a population over 150 thousand. spodní polovinû opatfieném keramickou vyst˘lkou kynety z P dlaÏdic uloÏe- Suspension of its operation or a switchover is possible within a limited time n˘ch na cementovou maltu (viz obr. 5). only and at a rainless flow. It was built by mining a gallery in the 80s of the Úsek sbûraãe dotãen˘ v˘stavbou tunelÛ byl dlouh˘ asi 120 m. Uvnitfi byly “past century”. Its structure consists in a circular concrete lining 2,160mm in vymezeny podúseky, vÏdy pod dvojicí tunelov˘ch trub ZTT+TTA a VTT+TTB. diameter, cast behind a formwork. The flume at its invert is clad in ceramic NejbliÏ‰í vstup do zájmového úseku sbûraãe byl moÏn˘ revizní kanalizaãní P tiles laid into cement mortar (see Fig. 5). ‰achtou vzdálenou asi 220 m. Po zahájení raÏeb byl na základû poÏadavku The section of the interceptor affected by the tunnel construction was about provozovatele sbûraãe dodateãnû navrÏen a zfiízen dal‰í vstup do sbûraãe 120m long. Sub-sections were determined within this section, i.e. under the pfiímo z tunelu ZTT. Pfiístupová chodba vyraÏená do západní stûny ZTT byla pair of the tunnel tubes WTT+TTA and ETT+TTB respectively. The closest zakonãena ‰achtou zaústûnou pfiímo do stropu sbûraãe. entry into a particular section of the interceptor was possible through a sewerage manhole at a distance of about 220m. Another entrance to the STAVEBNÍ A GEOFYZIKÁLNÍ PRÒZKUM interceptor, directly from the WTT tunnel, was designed and built after the beginning of the excavation operations, at the interceptor operator’s request. V pfiípravné fázi zpracování projektu kfiíÏení zadal projektant SATRA, s. r. o., An access adit, drifted into the western wall of the WTT, was terminated by na‰í spoleãnosti INSET, s. r. o., zji‰tûní a ovûfiení zásadních informací o sbû- a shaft leading directly into the interceptor’s roof. raãi a dotãené oblasti. PoÏadavek odpovídal odbornému zábûru útvarÛ geofyziky, diagnostiky a geodézie. ENGINEERING AND GEOPHYSICAL INVESTIGATION Proveden byl doplÀující geologick˘ a geofyzikální prÛzkum v pfiilehlém okolí trasy, testy kvality betonového ostûní jádrov˘mi vrty a georadarem posou- At the planning phase of the crossing design development, SATRA s.r.o., the zen charakter prostfiedí za rubem ostûní. design engineer, placed an order with our company INSET s.r.o. for determi- Zji‰tûné vady stavebního stavu sbûraãe lze oznaãit jako charakteristické pro nation and verification of basic information on the interceptor and the affec- podzemní díla realizovaná v uvedeném období. Nedokonale zaloÏené pro- ted area. The order conformed to the professional scope of our departments story mezi paÏením provizorní v˘stroje a v˘rubem, nestandardní tlou‰Èka of geophysics, diagnostics and geodesy. There were performed a comple- betonového ostûní, volné nevyplnûné prostory za rubem ostûní, zejména ve mentary geological and geophysical investigation in the proximity of the 38 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 vrchlíku klenby – známé „tuneláfiské hfiíchy”. line, testing of concrete lining quality by means of core boring, and assess- S vyuÏitím tûchto informací zpracoval ateliér KO-KA projekt sanace kon- ment of the character of rock environment behind the lining by means of strukce sbûraãe a návrh doãasného zabezpeãení klenby ocelovou TH v˘ztuÏí a ground-penetration radar. (viz. obr. 6). Realizace se úspû‰nû zhostila spol. KANKOL, s. r. o. Podstatná Structural defects, which were disclosed on the interceptor, can be described ãást popsan˘ch ãinností byla provedena v obtíÏn˘ch podmínkách za provozu as characteristic for underground structures built in the above-mentioned sbûraãe s regulovan˘m prÛtokem spla‰kÛ. period. Imperfect packing of the spaces between the temporary support lag- ging and rock face, non-standard thickness of the concrete liner, loose unfil- PROJEKT BEZPEâNOSTNÍCH Mù¤ENÍ A MONITORINGU led spaces behind the lining, namely at the crown, i.e. well known “tunnel- V KANALIZAâNÍM SBùRAâI ling sins”. Using this information, the KO-KA atelier developed the design of the reha- Pfii projednávání podmínek raÏby tunelÛ v oblasti sbûraãe byly specifikovány bilitation of the interceptor’s structure and a proposal on a temporary sup- v‰echny oãekávané nepfiíznivé vlivy stavby na konstrukci sbûraãe a zváÏena port of the vault with TH steel frames (see Fig. 6). The work was successfully moÏná rizika provozu sbûraãe v kritické fázi v˘stavby. Souãástí projektové carried out by KANKOL s.r.o. A significant part of the above-described acti- dokumentace byl i návrh trhacích prací zpracovan˘ firmou BARTO·-ENGI- vities was performed under difficult conditions, without any interruption to NEERING. V nûm byly pfiedbûÏnû stanoveny velikosti mezních náloÏí v závis- the interceptor’s operation, with a comtrolled flow of sewage. losti na pozici epicentra odstfielu ke sbûraãi pro tu kterou technologickou fázi raÏby (kalota, jádro, spodní klenba). THE DESIGN OF SAFETY MEASUREMENTS AND MONITORING V rozhodnutí o povolení trhacích prací zpfiesnil povolující OBÚ v Kladnû INSIDE THE INTERCEPTOR SEWER omezující podmínky a rozsah bezpeãnostních mûfiení. Trhací práce v bez- prostfiední blízkosti konstrukce sbûraãe byly vylouãeny. In the course of negotiations on the conditions of the tunnels excavation in V˘bûr metod mûfiení a sledování nepfiízniv˘ch vlivÛ raÏeb tunelÛ na sbûraã the area around the interceptor, there were specified all anticipated adverse byl pak stanoven takto: impacts affecting the interceptor structure due to the construction works, 1. mûfiení seizmické odezvy trhacích prací a technick˘ch vibrací na kon- and considered possible risks to its operation in the critical phase of the con- strukci; struction. Also the design of blasting operations, developed by BARTO· – 2. kontrola tvarové stálosti ostûní konvergenãním mûfiením, resp. registro- ENGINEERING, was a part of the design package. It set preliminary limits on vání zmûny napûtí v horninovém prostfiedí místa kfiíÏení sbûraãe s tunely; the explosive charges weight depending on the position of a blasting epi- 3. mûfiení napûtí za rubem ostûní sbûraãe; centre to the interceptor for a particular technological stage of excavation 4. dokumentace stavebního stavu sbûraãe pfied zahájením raÏeb, kontrolní (top heading, bench, invert). pochÛzky v prÛbûhu raÏby tunelÛ a dokumentace po ukonãení v˘stavby. In its blasting permission, the Regional Mines Department of Kladno specifi- V observaãním charakteru souboru navrÏen˘ch pfiekryvn˘ch mûfiení byl ed the restricting conditions and the scope of safety measurements more zaloÏen pfiedpoklad pruÏné úpravy ãetnosti a rozsahu jednotliv˘ch typÛ accurately. The drill and blast operations in the immediate vicinity of the mûfiení v závislosti na v˘znamu aktuálnû namûfien˘ch hodnot a v˘vojov˘ch interceptor’s structure were forbidden. trendÛ. The following scope of measurement methods and monitoring of adverse Délkov˘ interval raÏby tunelÛ nad sbûraãem, ve kterém byla navrÏena nej- impacts of the excavation of the tunnels on the interceptor was set out: vy‰‰í intenzita mûfiení, byl projektem stanoven pro kaÏd˘ tunel a pfiíslu‰nou 1. Measurement of the seismic response of blasting operations and techni- fázi v˘lomu (kalota, jádro a opûfií, dno) individuálnû. Poãátek mûfiení byl cal vibrations on the structure, zpravidla stanoven dosaÏením vzdálenosti ãelby 25 m pfied prÛseãík os 2. checking on the shape stability of the liner by means of convergence mea- tunelu a sbûraãe, ukonãení pak po vzdálení ãelby 15 m, resp. 20 – 25 m surement, or registration of a change in the stress in the rock environment (podle fáze v˘lomu) za osu kfiíÏení. at the location of the interceptor – tunnels crossing, 3. measurement of stress behind the interceptor’s lining, SEISMICKÁ Mù¤ENÍ 4. documentation of the interceptor’s structural condition before the beginning of the excavation check inspections in the course of excavation of the Byla orientována pfiedev‰ím ke sledování úrovnû seizmick˘ch úãinkÛ trha- tunnels, and documentation after the works completion. cích prací. Souãasnû v‰ak byl instalovan˘ systém vyuÏíván k prÛbûÏnému monitorování dynamického zatíÏení konstrukce sbûraãe vibracemi od pojezdu The observational character of the set of designed overlapping measurements allowed flexible modifications in the frequency and scope of individual measurement types, depending on the significance of measured values and development trends. The length of a section of the tunnels excavation above the interceptor, for which the highest intensity of measurements was proposed, was set out by the design for each tunnel and particular excavation stage (top heading, bench and side-wall area, invert) individually. The beginning of the measurement was usually given by arrival of the face to the distance of 25m from the crossing point of the tunnel and interceptor centre lines. It was finished after reaching a face distance of 15m and 20 – 25m behind the crossing axis respectively, depending on the particular excavation stage. SEISMIC MEASUREMENTS Above all, they were oriented towards monitoring of the magnitude of seismic impact of the drilling and blasting operations. However, at the same time,

Obr. 2, 3 Znázornûní nároãnosti navrÏené koncepce Fig. 2, 3 Indicatin of the exactness of the proposed concept

Obr. 1 Pfiehledná situace stavby s vyznaãenou zájmovou oblastí Fig. 1 The site lay-out with the area of interest marked out 39 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 mechanizmÛ v tunelech, vrtání mikropilot u konstrukce sbûraãe ve spodní the installed system was utilised for continuous monitoring of dynamic klenbû tunelÛ ZTT a VTT. Snímaãe vibrací byly zabudovány do v˘vrtÛ loads on the interceptor structure due to vibrations induced by the mining v betonovém ostûní, samostatnû byla pfiíloÏn˘mi snímaãi instrumentována equipment moving in the tunnels and drilling for micropiles at the WTT and i keramická vyzdívka (viz obr. 7, 8). „Seizmické" profily byly zpravidla umís- ETT inverts close to the interceptor. Vibration sensors were installed into tûny pod osou a prav˘m a lev˘m opûfiím tunelÛ. Na obr. 9 je znázornûna boreholes made in the concrete liner. An independent instrumentation with poloha pod VTT. surface-mounted sensors was provided at the ceramic tiling (see Fig. 7 and Objektivní posouzení seizmické odolnosti konstrukce sbûraãe a spolehlivé 8). The “seismic” profiles were usually positioned under the centre line and nastavení max. limitÛ pfiípustného dynamického zatíÏení bylo pomûrnû the right and left side walls of the tunnels. The position under the ETT is obtíÏné. Norma âSN 73 00 40 neposkytuje pro tento pfiípad relevantní shown in Fig. 9. oporu. Odborná diskuse vedená zainteresovan˘mi stranami v˘stavby, zatí- An objective assessment of the seismic resistance of the interceptor structu- Ïená existencí reáln˘ch rizik, vyústila ve spoleãn˘ návrh max. limitÛ: re and a reliable setting of maximum limits of allowable dynamic loading - pro betonové ostûní 80 mm/sec were relatively difficult. The âSN 73 0040 standard does not provide any - pro keramickou vyzdívku 50 mm/sec. relevant support for this case. A professional discussion among interested První v˘sledky mûfiení upozornily na moÏné ovlivÀování pfiíloÏn˘ch sníma- parties of the construction, influenced by the existence of realistic risks, ãÛ na keramické vyzdívce siln˘m akustick˘m efektem, generovan˘m uvnitfi ensued into a joint proposal on maximum limits: tûlesa sbûraãe odstfiely v tunelech. Izolováním celého tûlesa snímaãÛ mon- For the concrete lining 80 mm/s táÏní pûnou byl neÏádoucí vliv spolehlivû eliminován. for the ceramic tiling 50 mm/s. Sledováním raÏby pfiístupové chodby ze ZTT a dále ‰achty zaústûné do sbû- Initial measurement results signalled a possibility of the surface-mounted raãe byly získány první detailnûj‰í informace o úãincích trhacích prací sensors on the ceramic tiling being influenced by a strong acoustic effect v tûsné blízkosti sbûraãe. Po vyhodnocení I. etapy mûfiení a vyhodnocení generated inside the interceptor by blasts in the tunnels. This undesired kontrolní obhlídky stavu konstrukce sbûraãe bylo na základû návrhu autor- effect was reliably eliminated by insulating the whole bodies of the sensors ského dozoru trhacích prací odsouhlaseno technickou radou akce sjednoce- with assembly foam. ní max. limitu dynamického zatíÏení obou ãástí konstrukce na 80 mm/sec. First more detailed information on the effects of blasting operations in the Mûfiicí stanice propojená kabely se snímaãi byla umístûna v kanceláfii doda- close proximity of the interceptor was obtained by monitoring of the exca- vatele stavebních prací SUBTERRA, a. s., OJ 13 asi 300 m od místa mûfiení. vation of the access adit from the WTT and excavation of the shaft to the interceptor. After evaluation of the first phase of the measurement and Mù¤ENÍ KONVERGENCÍ assessment of the results of the check inspection on the structural condition, on the basis of a proposal by the blasting consultant’s supervisor, the tech- Sledovaní pfiípadn˘ch deformací ostûní sbûraãe bylo zamûfieno pfiedev‰ím nical board of the project approved unification of the dynamic loading maxi- k monitorování neÏádoucích úãinkÛ trhacích prací, jako doplÀující kontrolní mum limit for the both parts of the structure to be of 80 mm/s. mûfiení. Souãasnû v‰ak poskytovalo informace o stabilitû tvaru konstrukce The measurement station, interconnected with the sensors with cables, was a umoÏÀovalo zprostfiedkovanou pfiedstavu o zmûnách jejího zatíÏení vlivem in the office room of SUBTERRA a.s. OJ13, civil engineering contractor, at v˘lomov˘ch a stavebních ãinností v nadloÏí. Jako smûrnou hodnotu kon- a distance of about 300m from the measurement location. vergencí pro konstrukci sbûraãe ve vertikálním i horizontálním smûru sta- novil projektant 10 mm (max. denní nárÛst 5 mm). Celková max. hodnota CONVERGENCE MEASUREMENT konvergencí byla omezena na 20 mm. The observation of possible deformations of the interceptor’s liner was focu- Konvergenãní kulové body v provedení z nerezové oceli byly instalovány sed primarily on monitoring of undesired effects of blasting operations, as prostfiednictvím kotevních trnÛ v klenbû konstrukce, ve tfiíbodové konfigu- a complementary checking measurement. Although, at the same time, it pro- raci na mûfien˘ profil. Ve stejném staniãení byl instalován dvoubodov˘ hori- vided information on the stability of the structure’s shape, and allowed zontální profil ke sledování keramické vyzdívky. a mediated understanding of changes in its loading caused by excavation ReÏim mûfiení byl stanoven projektem. Kromû základních ãasov˘ch intervalÛ and building activities at the overburden. The consulting engineer set out urãoval frekvenci mûfiení konvergencí v reálném ãase s pfiihlédnutím a target value of 10 mm for the interceptor structure convergence, at both k aktuální pozici v˘lomov˘ch prací ke sbûraãi a k dosahovan˘m hodnotám vertical and horizontal directions. The aggregated maximum value of the seizmického zatíÏení od trhacích prací. Zji‰tûné deformace pfiíãného profilu convergence was limited to 20mm. se pohybovaly max. v fiádu prvních jednotek mm. Proto byly v prÛbûhu Spherical convergence bolts made of stainless steel were installed by means v˘stavby tunelÛ sniÏovány ãetnosti mûfiení i poãty instalovan˘ch profilÛ, of anchoring dowels at the vault, in a triple-point configuration for one mea- napfi. u ZTT z 9 na 5. Z obr. 9 je patrné umístûní konvergenãních bodÛ pro sured profile. A double-point horizontal profile for monitoring of the ceramic VTT. tiling was installed at the same chainage. Pfii mûfiení konvergenãním pásmem byla nutná ãastá regulace prÛtoku The measurement regime was set out by the design. Apart from the basic spla‰kÛ ve sbûraãi. K vylouãení neÏádoucích zásahÛ do provozního reÏimu time intervals, it stipulated the frequency of the real time convergence mea- kanalizace vyvinul útvar v˘voje INSET automatizovan˘ systém mûfiení surements, respecting the topical location of the excavation operations with s kabelov˘m pfienosem do mûfiicí stanice s pfiím˘m grafick˘m v˘stupem na regard to the interceptor, and the values of seismic loading achieved due to obrazovku. Základem mûfiicí sestavy jsou fiízenû pfiedepnuté invarové struny blasting operations. The identified deformations of the cross section ranged zakonãené v elektronick˘ch snímaãích délkov˘ch zmûn upevnûn˘ch na within the order of first units of mm. For that reason the frequency of mea- instalované konvergenãní body. Zafiízení pracovalo naprosto spolehlivû surements and number of installed profiles were reduced in the course of s pfiesností odeãtu pod 0,1 mm. the construction of the tunnels, for example from 9 to 5 on the WTT. The location of convergence points on the ETT is obvious from Fig. 9. Mù¤ENÍ NAPùTÍ ZA RUBEM OSTùNÍ The flow of sewage in the interceptor had to be regulated frequently for measurement with the convergence tape. To avoid undesired affecting of the Mûfiení této veliãiny bylo uplatnûno pod tunelem ZTT v místech prÛmûtu operational regime of the sewerage, the INSET’s development department jeho opûr a vrcholu kaloty do sbûraãe. Zabudovány byly 3 ks obdélníkov˘ch developed an automated measurement system with cable transmission to hydraulick˘ch podu‰ek 100 x 300 mm do klenby za betonové ostûní sbûra- the measurement station, with a direct graphical display on the screen. The ãe. Pfii instalaci bylo s v˘hodou vyuÏito jiÏ popsaného nevyplnûného pro- basic element of the measurement system are controlled-pretensioned invar storu za rubem klenby. ·ikm˘mi jádrov˘mi vrty ∅ 120 mm délky 350 mm wires terminating in electronic transducers of length changes, mounted on byla provrtána betonová konstrukce. Otvorem byly vloÏeny a stabilizovány the installed convergence bolt. The instrument worked totally reliably, with tlakové podu‰ky za ostûní s v˘vodem k elektronickému snímaãi umístûnému the reading accuracy under 0.1mm. ve stropu sbûraãe. Podu‰ky byly spolehlivû aktivovány v˘plÀovou injektáÏí pfii sanaci konstrukce sbûraãe. MEASUREMENT OF STRESS BEHIND THE BACK SIDE OF THE LINER The measurement of this data was applied under the WTT at the spots of the vertical projection of its side walls and summit of its crown into the interceptor. 3 pieces of rectangular hydraulic pads 100 x 300mm were built into the vault, behind the concrete liner of the interceptor. The above-mentioned unfilled space behind the vault lining was advantageously utilised in their installation. Inclined 120mm diameter, 350mm long core holes were drilled through the concrete structure. Pressure pads with an outlet to an electronic transducer placed at the roof of the interceptor were inserted through the hole behind the liner. The pads were reliably activated by backfill grouting during the rehabilitation work on the interceptor structure. The measurements carried out in the course of the excavation of the WTT did not provide any significant findings. An increase in stress was registered, induced by the saving grouting. The measured values in the range 90 – 110 kPa were anticipated. Therefore the measurement ceased to be required for the other places of the crossing. DOCUMENTATION OF THE INTERCEPTOR SEWER AND MONITORING OF CHANGES IN ITS CONDITION Before the work in the tunnels were started, there had been carried out a detailed inspection of the face of the lining, with description, photographic and video documentation. A rough, inconclusive testing of the bond strength between the tiling and concrete liner was carried out by comparing acoustic responses on tapping individual ceramic segments. Quality of mortar at the ceramics-concrete joint was checked at two places by means of core boring. When the maximum limits of the seismic loading were reached or crossed, Obr. 4 Podéln˘ fiez sbûraãem P v místû kfiíÏení s tubusy tunelÛ Mrázovka there were performed partial inspections and a comparison with the state Fig. 4 Longitudinal section through the interceptor sewer P at the crossing determined by the initial condition survey. Also the cohesion of the ceramic tiling was verified by the above-described manner. with the Mrazovka tunnel tubes 40 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

Mûfiení v prÛbûhu v˘lomov˘ch prací ZTT nepfiinesla v˘znamná zji‰tûní. Byl registrován nárÛst napûtí vyvolan˘ sanaãní injektáÏí a namûfiené hodnoty DEVELOPMENT AND RESULTS OF THE MEASUREMENTS v pásmu 90 – 110 kPa se fiadily mezi údaje oãekávané. Proto nebylo mûfiení The scope and frequency of the measurements were efficiently adapted to pro dal‰í místa kfiíÏení jiÏ navrhováno. particular situations on the basis of continuous assessment of the measurement results. As to the monitoring of the interceptor’s liner, the number of DOKUMENTACE KANALIZAâNÍHO SBùRAâE A SLEDOVÁNÍ convergence measurement stations and convergence measurements was ZMùN STAVU reduced step by step. The measurement of stress behind the interceptor’s lining was terminated prematurely. On the other hand, a larger scope of Pfied zahájením prací v tunelech byla provedena podrobná prohlídka líce measurement was desirable in monitoring of the effects of blasting operati- ostûní s popisem, foto a video-dokumentací. Orientaãní, neprÛkazn˘ test ons, particularly in their “atomisation” at the immediate proximity of the pfiilnavosti vyzdívky k betonovému ostûní byl proveden porovnáváním interceptor. akustické odezvy poklepu na jednotlivé keramické segmenty. Na dvou mís- It was expected that the interceptor’s structure would be put in a relatively tech byla kontrolována jádrov˘m vrtem kvalita malty na spáfie keramika – brutal jeopardy by the blasting operations having their epicentre in the pro- beton. ximity of the crossing (the WTT, ETT). Therefore the seismic measurement Pfii dosaÏení, resp. pfiekroãení max. limitÛ seizmického zatíÏení byly prove- was the dominating method of monitoring their adverse impact. The mea- deny dílãí obhlídky a porovnání se stavem zji‰tûn˘m pfii úvodní pasportiza- surement system was at an operational mode permanently. Recording was ci. JiÏ popsan˘m zpÛsobem byla ovûfiována i soudrÏnost keramického turned on automatically when the pre-set threshold values had been rea- obkladu. ched. The blasting contractor announced the expected times of individual blasts to measurement instrumentation operators, and the assessment was PRÒBùH A V¯SLEDKY Mù¤ENÍ carried out immediately after the blasting. The process of evaluation of the previous blast and preparation of the following blasts required co-operation Na základû prÛbûÏného hodnocení v˘sledkÛ byly rozsah a ãetnost mûfiení of all participants. The measured values, with utilisation of primary data pro- skuteãnû v prÛbûhu v˘stavby efektivnû pfiizpÛsobovány konkrétní situaci. vided by the blasting superintendent, were processed by INSET, the infor- U sledování ostûní sbûraãe konvergenãním mûfiením do‰lo k postupné mation with the values achieved was handed over to the blasting superin- redukci mûfien˘ch profilÛ i omezení poãtu mûfiení. Mûfiení napûtí za ostûním tendent (and to BARTO· – ENGINEERING, the blasting consultant’s supervi- sbûraãe bylo pfiedãasnû ukonãeno. Vût‰í rozsah mûfiení byl naopak Ïádoucí sor, in a case of the values approaching the limits), and, not later than pfii sledování dynamick˘ch úãinkÛ trhacích prací, zvlá‰tû pak pfii jejich „ato- 2 hours after the evaluation, the information was sent to the monitoring site mizaci” v bezprostfiední blízkosti sbûraãe. office. The parameters of the next blast were corrected on the basis of the previous blast evaluation. Pomûrnû brutální ohroÏení konstrukce sbûraãe se oãekávalo od trhacích The generally disciplined and responsible attitude of the blasting contractor, prací s epicentrem v blízkosti kfiíÏení (ZTT, VTT). Proto seizmické mûfiení SUBTERRA a.s., the favourable results of all types of measurements, and the bylo dominantní metodou sledování jejich nepfiíznivého vlivu. Mûfiicí verified reliable way of monitoring allowed extension of the use of blasting systém byl trvale v provozním reÏimu. Pfii dosaÏení nastaven˘ch prahov˘ch operations up to the immediate proximity of the interceptor, where they had hodnot byl automaticky spu‰tûn záznam. Pfiedpokládané ãasy jednotliv˘ch not been considered by the proposal. Since the rock at this location was dif- odstfielÛ byly zhotovitelem trhacích prací telefonicky avizovány obsluze ficult to disintegrate, the possibility of applying the blasting contributed sig- mûfiení a bezprostfiednû po odstfielu bylo provedeno vyhodnocení. PrÛbûh nificantly to the expedition of the works progress. The results are shown in vyhodnocení aktuálního odstfielu a pfiípravy odstfielÛ následujících vyÏado- Fig. 10 and 11. val souãinnost v‰ech zúãastnûn˘ch. Namûfiené hodnoty byly s vyuÏitím To maintain the objectivity of this information, we have to admit that excee- prvotních podkladÛ stfielmistra (TVO) zpracovány INSET, informace s dosa- ding of the seismic loading limits occurred exceptionally as a result of several Ïen˘mi hodnotami pfiedána TVO (v pfiípadû pfiiblíÏení limitÛm autorskému undisciplined blasts. The worst ones induced a response of 150 – 200 mm/s. dozoru trhacích prací BARTO· – INGINEERIG) a do dvou hodin po vyhod- Although, it is correct to notice at this place that the set out level of the maxi- nocení odeslána kanceláfii monitoringu stavby. Parametry následujícího mum limits was much more than safe. odstfielu byly na základû vyhodnocení odstfielu pfiedcházejícího korigovány. Out of the total number of the blasts at the crossing location of 391, the set V zásadû disciplinovan˘ a zodpovûdn˘ pfiístup zhotovitele trhacích prací out maximums were crossed at 13 blasting events, on one of the sensors, SUBTERRA, a. s., pfiíznivé v˘sledky v‰ech typÛ mûfiení a ovûfien˘ spolehliv˘ usually within one time degree. The measured highest values of the seismic zpÛsob monitorování umoÏnily roz‰ífiit pouÏití trhacích prací do bezpro- loading within a range of 150 – 200 mm/s were registered at the frequency range 60 – 85Hz and 50 – 100Hz for the WTT and ETT respectively.

Obr. 6 Doãasné vyztuÏení sbûraãe v místû kfiíÏení s VTT a ZTT, ruãní mûfiení Obr. 5 Pohled do sbûraãe P konvergencí, patrné jsou i snímaãe automatického mûfiení Fig. 5 A view inside the interceptor sewer P Fig. 6 Temporary support of the interceptor sewer at the crossing with the ETT and WTT, manual convergence measurement, also the sensors of the automatic convergence measurement system are visible

Obr. 7 Umístûní snímaãe rychlosti kmitání na parapetu keramické vyzdívky sbûraãe Obr. 8 Snímaã rychlosti kmitání zabudovan˘ v betonovém ostûní sbûraãe Fig. 7 Installation of a vibration velocity sensor on a parapet of the cera- Fig. 8 A vibration velocity sensor installed at the concrete lining of the mic tiling of the interceptor interceptor 41 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 stfiední blízkosti sbûraãe, kde se o nich v pÛvodním návrhu neuvaÏovalo. Právû tam byla zastiÏena hornina obtíÏnû rozpojitelná a moÏnost vyuÏití CONCLUSION trhacích prací v˘znamnû pfiispûla k urychlení postupu prací. V˘sledek zachy- It is possible to offer the following conclusion, derived from the knowledge cují obrázky 10 a 11. and experience gained by the monitoring of the risky phase of the tunnel K udrÏení objektivity této informace musíme pfiiznat i v˘jimeãné pfiekroãení construction: limitÛ seizmického zatíÏení sbûraãe nûkolika neukáznûn˘mi odstfiely. 1. It is possible to propose or to allow an immediate contact of a new exca- Nejvy‰‰í z nich vyvolaly odezvu 150 aÏ 200 mm/sec. Pfii té pfiíleÏitosti je v‰ak vation with operating sewers when the technological discipline in realisati- vhodné pfiipomenout, Ïe nastavená úroveÀ max. limitÛ byla vysoko na stra- on is maintained and the monitoring is performed reliably, at a rational nû bezpeãnosti. scope. Z celkového poãtu odstfielÛ v místû kfiíÏení 391 byla pfii 13 odstfielech pfie- 2. It is possible to consider values of 100 mm/s in determination of seismic kroãena stanovená maxima na jednom ze snímaãÛ, zpravidla jen v jednom loading limits for similar structures. ãasovém stupni. Namûfiené nejvy‰‰í hodnoty seizmického zatíÏení v rozsa- 3. All measurements inside a sewer should be designed as automatic ones, hu 150 – 200 mm/s byly registrovány ve frekvenãním pásmu 60 – 85 Hz pro with cable transmission to a measurement station. ZTT a 50 – 100 Hz pro VTT. 4. Favourable conditions for a technical co-operation should be developed by a well-intentioned attitude towards the conditions set out by the operator ZÁVùR of a sewerage network in question. Z poznatkÛ a zku‰eností získan˘ch sledováním rizikové fáze v˘stavby tunelÛ The above conditions are currently being complied with successfully on the lze nabídnout následující závûr: construction of the crossing of the IV C subway running tunnel with the 1. DodrÏováním technologické káznû pfii realizaci a za podmínky racionální- sewer F of the Prague sewerage network. ho rozsahu spolehlivû fungujícího monitoringu lze s jistotou navrhovat, The above-described manner of protection of an important underground resp. pfiipustit bezprostfiední kontakt nové raÏby s provozovan˘mi objekty structure affected by a new development is certainly not unique. Although, kanalizaãní sítû. it has not been quite a common custom for a client, designer and contractor 2. Pfii stanovení mezí seizmického zatíÏení obdobn˘ch konstrukcí lze uvaÏo- to pay such the attention to hidden, although important structures. An atti- vat s hodnotami 100 mm/s. tude directed by a principle of a higher “weight category” of a newly built 3. V‰echna mûfiení uvnitfi kanalizaãní sítû navrhovat jako automatická structure often prevails. As a result, even sincere tunnelling endeavour is s kabelov˘m pfienosem k mûfiicí stanici. viewed by the public negatively. 4. Seriozním pfiístupem k podmínkám provozovatele dotãené kanalizaãní sítû vytváfiet pfiíznivé podmínky pro nutnou technickou souãinnost. REFERENCES Tyto podmínky jsou v souãasné dobû úspû‰nû plnûny pfii v˘stavbû kfiíÏení traÈového tunelu metra IV.C se stokou F praÏské kanalizaãní sítû. A. Dvofiák : Fundamentals of Engineering Seismics, Prague, 1969 Popsan˘ zpÛsob ochrany v˘znamného podzemního díla dotãeného novou R. Podûl, J. Voda : Seismic effects of drill and blast operations and their v˘stavbou není jistû unikátní. Zatím v‰ak není zcela bûÏné, aby investor, assessment, Pardubice 1984 projektant i zhotovitel vûnovali takovou pozornost skryt˘m, pfiesto v‰ak A. Dvofiák : Seismic effects of blasting operations on Structures, v˘znamn˘m objektÛm. âasto pfievaÏuje pfiístup fiízen˘ principem vy‰‰í Prague, 1978 „váhové kategorie” novû budované stavby a pak náhled vefiejnosti i na poc- âSN 73 0040 : Loading of structures by technical seismicity and their tivé tunelování b˘vá nepfiízniv˘. response M. Hrdliãka: Monitoring of the impact of the WTT and TTA on the P LITERATURA sewer interceptor, INSET s.r.o., Prague, 2001 A. Dvofiák: Základy inÏen˘rské seismiky. Praha, 1969 R. Podûl, J. Voda: Seizmické úãinky trhacích prací a jejich posuzování. Pardubice, 1984 A. Dvofiák: Seizmické úãinky trhacích prací na stavby. Praha, 1978 âSN 730040: ZatíÏení stavebních objektÛ technickou seizmicitou a jejich odezva M. Hrdliãka: Sledování vlivu raÏby ZTT a TTA na sbûraã P. INSET, s. r. o., Praha 2001

Obr. 9 Mûfiení provádûná v místû kfiíÏení VTT a sbûraãe. Tlak za obezdívkou byl mûfien pouze pod ZTT Obr. 12 KfiíÏení stoky P a VTT Fig. 9 Measurements carried out at the ETT- interceptor crossing. Fig. 12 ETT interceptor P crossing The pressure on the liner was measured under the WTT only.

Obr. 11 Tûleso sbûraãe ve dnû VTT. Mikropiloty Obr. 10 ObnaÏené tûleso sbûraãe P napﬁíã dnem tunelu VTT v tûsné blízkosti bokÛ sbûraãe jsou souãástí ochranné Fig. 10 Exposed body of the interceptor P leading across the bottom of the ETT tunnel konstrukce nad jeho klenbou. Fig. 11 The body of the interceptor at the bottom off the ETT. Mikropiles in the close promixity of the interceptor are a part of the supporting structure above its arch. 42 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

TRAMVAJOVÁ TRAË HLUBOâEPY – BARRANDOV, ZAKLÁDÁNÍ ESTAKÁDY P¤ES RÒÎIâKOVU ROKLI

TRAM TRACK HLUBOâEPY – BARRANDOV, FOUNDATION OF THE ESTACADE OVER RÒÎIâKOVA GORGE Ing. JI¤Í STRAKA, NOVÁK & PARTNER, s. r. o., INÎEN¯RSKÁ PROJEKTOVÁ KANCELÁ¤ Ing. PETR MIâUNEK, ÎS BRNO, a. s.

ÚVOD INTRODUCTION My‰lenka dopravního spojení mezi Hluboãepy a novû budovanou sídli‰tní The idea of traffic connection between Hluboãepy and the newly constructed aglomerací na Barrandovû formou tramvajové tratû je stará 30 let a byla jiÏ residential agglomeration in Barrandov using a tram track is already 30 years zakotvena v urbanistické studii sídli‰tû. V roce 1988 byl schválen investiãní old and was already mentioned within urban study of the residential area. zámûr, ale aÏ v roce 1994 schválila rada Zastupitelstva hlavního mûsta Prahy An investment project was approved in 1988, but it was not until 1994 when pfiípravu realizace tramvajové tratû. Pfiípravou a realizací stavby byla povû- council of the board of representatives of the capital of Prague authorized fiena akciová spoleãnost InÏen˘ring dopravních staveb. preparation works for realization of the tram track. InÏen˘ring dopravních Celková délka tramvajové tratû ãiní 3,5 km a je na ní umístûno 6 zastávek. staveb a.s. was delegated preparation as well as realization of the construc- Je rozdûlena na desítky objektÛ, z nichÏ nejv˘znamnûj‰ími jsou dvû mostní tion. estakády o celkové délce 770 m a dva podjezdy o celkové délce 365 m. Celá Total length of the tram track reaches 3,5 km where 6 stations are located. It trasa tramvajové tratû Hluboãepy – Barrandov fie‰í nejen nové ekologické consists of tens of objects, from which two bridge estacades in total length dopravní spojení, ale v daném území pfiedstavuje také v˘razn˘ mûstotvorn˘ 770 m and two 365 m long underpasses are the most significant ones. The prvek. V‰echny zastávky, které budou od sebe barevnû odli‰eny, tvofií v˘raz- entire tram track Hluboãepy – Barrandov represents not only a new ecologi- né architektonické prvky a vzniknou kolem nich pfiirozená centra. Jednotnou cal traffic connection, but within the given area also a significant urban-for- architektonickou koncepci tratû vãetnû jejího vybavení odpovídající poãátku ming element. All of the stations, which will also be distinguished by 3. tisíciletí vypracoval ing. arch. Patrik Kotas. colours, will form striking architectural elements while natural centres will V roce 1999 bylo vydáno územní rozhodnutí a v roce 2001 byla vypsána form around them. Unified architectural concept of the track, including its vefiejná obchodní soutûÏ. Vítûzem se stalo sdruÏení firem Subterra, a. s. equipment correspondent to beginning of the third millennium, was elabo- a ÎS Brno, a. s. Investorem stavby je Dopravní podnik hl. m. Prahy, a. s., rated by Ing. Arch. Patrik Kotas. generálním projektantem je Metroprojekt Praha, a. s. Zpracovatelem DSP a RDS obou mostních estakád je projektová kanceláfi Novák a Partner, s. r. o., A territorial decree was issued in 1999 and a competitive tender was called zhotovitelem obou objektÛ mostních estakád je ÎS Brno, a. s., závod MOSAN. in 2001. An association of companies Subterra Inc. a ÎS Brno Inc. won the tender. Dopravní podnik Praha a.s. is the owner, Metroprojekt Praha a.s. the MOSTNÍ ESTAKÁDY main designer. Designer of DSP and RDS by both bridge estacades will be the design office Novák a Partner s.r.o., contractor for both bridge estacades V‰eobecnû will be ÎS Brno a.s., division MOSAN. Trasa tramvajové tratû pfiekonává od tramvajové smyãky v Hluboãepích BRIDGE ESTACADES smûrem k Novému Barrandovu znaãn˘ v˘‰kov˘ rozdíl a pfiitom prochází ve velmi ãlenitém terénu údolí Dalejského potoka a RÛÏiãkovy rokle. Její nive- General information leta rychle nabírá stoupání 6,0 % a vede po mostní estakádû dlouhé 472 m, která pfiekraãuje Hluboãepskou ulici, Ïelezniãní traÈ Praha-Rudná a pfiimyká The tram track path proceeds from the tram loop in Hluboãepy towards Nov˘ se k ulici K Barrandovu. Dále je vedena 110 m po terénu, aby po dal‰í mostní Barrandov through a considerable altitude difference and at the same time estakádû délky 298 m a stoupání 6,2 % pfiekonala RÛÏiãkovu rokli. Poté passes through a very segmented terrain of valley along the Dalejsk˘ brook pokraãuje podél v˘stupní barrandovské komunikace do zastavûné ãásti síd- and the RÛÏiãkova gorge. Its elevation quickly gains a 6% ascent and passes li‰tû Barrandov. Mostní estakády procházejí vesmûs ve svazích s hust˘m over a 472 m long bridge escapade, overcoming Hluboãepská street, railway porostem a vysok˘mi stromy. track Prague – Rudná and adjoining to the street K Barrandovu. It is further Tvar mostních estakád je navrÏen tak, aby vyhovoval poÏadovan˘m tech- conducted 110 m on the terrain in order to reach another 298 m long bridge nick˘m parametrÛm vypl˘vajícím z postupu v˘stavby, odpovídal escapade and thus overcome the RÛÏiãkova gorge. It continues along the ter- architektonickému pojetí celé tramvajové tratû a pfiitom maximálnû zapadal minal Barrandov station into settled part of the residential area Barrandov. do daného prostfiedí. S ohledem na prÛbûh terénu a jeho nepfiístupnost The bridge estacades mostly pass through slopes covered with thick bushes v místû pfiemostûní je pro v˘stavbu nosn˘ch konstrukcí navrÏena metoda and high trees. vysouvání. Shape of the bridge estacades is designed so that it would suit to the required technical parameters, deriving from the construction procedure, and at ZAKLÁDÁNÍ A SPODNÍ STAVBA the same time to correspond to architectural concept of the entire tram track as well as to maximally fit into the given environment. With regards to the Mostní objekty jsou zaloÏeny hlubinnû na ‰achtov˘ch pilífiích nebo vrtan˘ch terrain and its inaccessibility in place of the bridge, a method of incremental pilotách. S ohledem na ãlenitost území a promûnnost geologick˘ch pomûrÛ launching is designed for construction of the load bearing structures. je v‰ak zakládání obtíÏné a nároãné. Skalní podklad tvofií devonské horniny - bfiidlice nebo vápence s krasov˘mi

Tab. 1 âasov˘ prÛbûh deformací Tab. 1 âasov˘ prÛbûh napûtí Tab. 1 Deformation in the course of time Tab. 1 Stress in the course of time 43 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 jevy a s poruchami aÏ do velk˘ch hloubek (pfies 100 m), s pfiekryvem delu- viálních sedimentÛ - svahov˘ch hlín a sutí a naváÏek promûnné mocnosti. FOUNDATION AND THE SUBSTRUCTURE S ohledem na bezpeãnost stávajícího kanalizaãního sbûraãe a sbûrn˘ch nádrÏí byla poÏadována hloubka zakládání aÏ pod jejich úroveÀ pfii souãas- Bridge objects are constituted underground on shaft pillars or bored piles. ném kontrolním mûfiení deformací. Vzhledem k ãetn˘m poruchám bylo With regards to the segmented terrain and variability of geological conditi- nutno zajistit dohled odpovûdného geologa na stavbû a upravovat hloubku ons, however, the founding is complicated and demanding. zaloÏení dle zji‰tûn˘ch skuteãností. The bedrock consists of Devonian rocks – slates or limestones with karst Ve spodní ãásti trasy podél Hluboãepské ul. jsou základové pomûry jedno- phenomena and faults into large depths (over 100 m), covered with diluvial duché. Skalní podloÏí tvofií pevné vápence nebo bfiidlice s pfiekryvem náplav sediments – slope loams, gravel and fills of various thickness. Hluboãepského potoka a naváÏek. V tomto úseku je realizováno zaloÏení na With regards to safety of the existing sewer collector and accumulation vrtan˘ch pilotách ∅ 1,20 m, vetknut˘ch do skalního podloÏí. V úseku za tanks, a foundation depth was required to reach under their bottom level, Hluboãepskou ul. stoupá trasa jiÏ svahem údolí. Skalní podloÏí tvofií podr- with concurrent checking measurement of deformations. And regarding cené vápence (lokálnû bfiidlice) s promûnnou hloubkou zkrasovatûní s pfie- common faults, it was necessary to secure a supervision by a responsible kryvem svahov˘ch hlín a sutí. Situaci dále komplikuje stávající kanalizaãní geologist at the construction yard and to adjust the depth according to lear- fiad, kter˘ probíhá v tûsné blízkosti trasy. Zakládání je provádûno na ‰achto- ned facts. v˘ch pilífiích ∅ 3,80 m hloubky aÏ 30 m, se základovou spárou pod úrovní Foundation conditions are simple in lower track section along the stoky Q. S ohledem na v˘skyt krasov˘ch dutin je provádûno bûhem hloubení Hluboãepská street. The bedrock consists of solid limestones or slates, cove- monitorovaní georadarem. red with alluviums of the Hluboãepsk˘ brook and fills. A foundation on Specifickou lokalitou je staveni‰tû pilífiÛ 3 a 4 v korytû Hluboãepského potoka ∅ 1,20 m bored piles, anchored to the bedrock, is realized in this section. In vyvolávající jeho následnou pfieloÏku a u pilífiÛ 8 a 9, které jsou situovány section beyond the Hluboãepská street, the track already ascends up the val- v ochranném pásmu dráhy v bezprostfiední blízkosti tratû âD. Pro pilífi ã. 9 ley slope. Bedrock consists of crushed limestones (locally slates) with vari- je nutno vybudovat zpevnûn˘ pfiejezd koleji‰tû a ochranné konstrukce dráÏ- ous levels of karstic activity, covered with slope loams and gravel. Situation ního provozu. Pilífi je vzhledem k obtíÏné poloze u kolejí âD zakládán mûlce is further complicated by an existing sewer, which is conducted in close vici- na mikropilotách. nity of the track. The foundation is being realized on ∅ 3,80 m shaft pillars of Spodní stavbu Hluboãepské estakády tvofií Ïelezobetonové kruhové pilífie 30 m in depth at most, with a foundation base below level of the Q sewer. prÛmûru 2,70 m s v˘‰kou od 5,90 m do 13,73 m. Pilífie mostu RÛÏiãkovy With regards to occurrence of karstic cavities, a monitoring using a geo- rokle jsou navrÏeny Ïelezobetonové kruhové duté o prÛmûru 3,40 m, radar is being carried out. s tlou‰Èkou stûny 55 cm. V˘‰ka pilífiÛ se pohybuje od 13,46 m do 26,59 m. There are specifications at construction yards of the pillars 3 and 4 in trench Horní ãásti pilífiÛ jsou zakonãeny hlavicemi promûnného elipsovitého pÛdo- of the Hluboãepsk˘ brook, evoking its subsequent dislocation, and by pillars rysu. 8 and 9, which are located in the right of way of the âD rails. As for the pillar 9, it was necessary to construct a reinforced crossing of the rails and pro- ZAKLÁDÁNÍ ESTAKÁDY P¤ES RÒÎIâKOVOU ROKLI tective structures for the railway operation. Due to complicated position next to the âD rails, the pillar is being founded shallowly on micropiles. V souãasné dobû jiÏ dokonãil ÎS Brno – závod Mosan hlubinné zaloÏení celé- Substructure of the Hluboãepská estacade consists of reinforced concrete ho objektu a dokonãuje se v˘stavba pilífiÛ, opûr a v˘robny pro nosnou kon- circular pillars, 2,70 m in diameter with height from 5,90 m to 13,73 m. strukci. Opûra 0 a pilífie 1 aÏ 7 jsou zaloÏeny na ‰achtov˘ch pilífiích profilu Bridge pillars over the RÛÏiãkova gorge are designed as reinforced concrete, 3,80 m s promûnnou hloubkou 10 aÏ 30 m, opûra 7 s vazbou na pfiilehlou circular and hollow, 3,40 m in diameter and walls 55 cm wide. Height of the v˘robnu je zaloÏena na vrtan˘ch pilotách profilu 1,50 m. S ohledem na slo- pillars ranges from 13,46 m to 26,59 m. Upper parts of the pillars are termi- Ïité geologické pomûry byl v pfiedstihu proveden geologick˘ vrt v ose kaÏdé podpory a základové pomûry detailnû konzultovány se zpracovatelem dopl- nated with heads of variable elliptic shape. Àujícího inÏen˘rsko-geologického prÛzkumu. Situaci dále komplikuje stáva- jící kanalizaãní fiad Q. S ohledem na tûsn˘ soubûh trasy mostu se stávajícím Foundation of estacade over the RÛÏiãkova gorge kanalizaãním sbûraãem bylo nutno dle poÏadavku správce zahloubit ‰achto- As of now, ÎS Brno a.s., division MOSAN, has already finished underground vé pilífie aÏ pod jeho úroveÀ. U pilífiÛ 4 a 5 se pfiedpokládala geologická foundation of the entire object while construction of pillars, reinforcements porucha s podrcením a zkrasovatûním vápencÛ do hloubek pfies 100 m and prefabrication plant for the load bearing structure is before completion. a s nutností sanace paty ‰achtov˘ch pilífiÛ vûjífiem mikropilot ãi jinou úpra- Abutment 0 and pillar 1 through 7 are founded on shaft pillars with 3,80 m vou dle v˘sledkÛ zkou‰ek. V˘hodou zakládání na ‰achtov˘ch pilífiích je cross section and variable depth between 10 and 30 m. Abutment 7 with detailní ovûfiení geologick˘ch podmínek s moÏností zkou‰ek in situ i v úrovni connection to the adjacent assembling structure is founded on bored piles základové spáry a s moÏností prohloubení a roz‰ífiení spodní ãásti a tedy with 1,50 m cross section. With regards to complicated geological conditi- i plochy základové spáry dle v˘sledkÛ zkou‰ek. ons, a geological bore along axis of each pier was realized in advance and Dle prÛzkumn˘ch vrtÛ zasáhla poloha poruchy pilífie ã. 3, 4, a 5. Pilífi ã. 3 byl the foundation conditions subsequently into detail discussed with the supp- prohlouben aÏ na skalní podloÏí, u pilífiÛ ã. 4 a 5 v‰ak s ohledem na nedo- lementary engineering-geological exploration contractor. Situation is being saÏitelnost skalního podloÏí bylo nutno zakládat v rozloÏen˘ch vápencích further complicated by the existing Q sewer. Regarding close concurrence of charakteru ‰tûrku s jílovit˘mi vrstvami. Hloubka ‰achtov˘ch pilífiÛ byla upra- the bridge track with the existing sewer collector, it was necessary , accor- vena z projektovan˘ch 20 m na cca 24 aÏ 26 m do ‰tûrkÛ pod jílovitou vrst- ding to requirements of the administrator, to place the shaft pillars still vou. Pfii vlastním hloubení ‰tûrkÛm odpovídala vrstva podrcen˘ch vápencÛ below its level. By pillar 4 and 5, a geological fault with crushed and karstic s rÛznû mocn˘mi vloÏkami jílÛ s velk˘m vyvrásnûním, takÏe sklon vrstev byl activity of limestones in depths exceeding 100 m and from that deriving velmi promûnn˘ a v oblasti základov˘ch spár dosahoval aÏ 60°- 80° a pro- need for remedial measures at the shaft pillars’ base, using a fan of micro- jektovanou základovou spárou procházela ‰ikmo vrstva plastického jílu. piles or similar adjustment according to measurement results, were estima- Z tohoto dÛvodu bylo nutno prohloubit základ aÏ do pevnûj‰ího podloÏí ted. There is an advantage of founding on shaft pillars in detailed verification of the geological conditions with the possibility of in situ tests, even in the level of the foundation base, and possibility of deepening and expansion of the lower section, thus even of area of the foundation base, according to measurement results. According to exploratory bores, that fault area stroke the pillar 3, 4 and 5. Pillar 3 was excavated all the way to bedrock, by pillars 4 and 5 it was necessary, due to inaccessibility of the bedrock, to found in decomposed limestones in form of gravel with clayey layers. Depth of the shaft pillars was adjusted from designed 20 m to app. 24 to 26 m into gravel below the clayey layer. During the excavation, a layer of crushed limestones with variously thick inlets of clays with significant folding corresponded to the gravel. The dip of the layers was very variable and at the foundation levels reached even 60° to 80° while the designed foundation base was crossed by inclined layer of plastic clay. From this reason it was necessary to excavate the foundation into more solid bedding in depth of 29 to 30 m. The designed pre-tensioned continuous load bearing structure requires a minimum differential settlement of supports within 10 mm and calculation value for settlement of the pillars 4 and 5 ranged between 25 and 50 mm compared to other pillars founded on solid limestones. Because of this, a loading test was carried out in order to verify the deformation modulus and to accelerate consolidation of the bedding. Size of the settlement will be monitored during the construction for eventual elevation rectification of the bearings. REALIZATION AND PROGRESS OF THE CONSTRUCTION

Obr. 2 V˘chodní pohled na budou- Obr. 3 Napínací pistole Along the entire object section, the track ascends up a steep valley slope and cí estakádu pfies RÛÏiãkovu rokli Fig. 3 Tension pistols therefore it was largely complicated to provide access as well as minimal working platforms. Spaces for the excavation were significantly minimized, Fig. 2 Eastern view of the future which also placed increased demands on organization of the individual wor- estacade over RÛÏiãkova gorge king activities. Mechanical as well as manual method was used for rock disintegration works. An elaboration of small-scale blasting works was then a chapter on its own. As from the mechanical equipment, mostly mobile types of machines were used. For excavation in softer rocks, an RDK device with amplitude of 10 to 12 m proved satisfactory. Vertical transport for the technology of 44 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 v hloubce 29 aÏ 30 m. NavrÏená pfiedpjatá spojitá nosná konstrukce vyÏaduje blasting works in depths within 17 m was realized by cranes of OVJ type, minimální nerovnomûrn˘ pokles podpor do 10 mm a v˘poãtová hodnota in deeper locations by ADK type. sedání pilífiÛ 4 a 5 se pohybovala v fiádu 25-50 mm oproti ostatním pilífiÛm Walls of the shaft pillar were supported with rings of the steel colliery arches zaloÏen˘m v pevn˘ch vápencích. Z tohoto dÛvodu byla provedena zatûÏo- K 21 in axial distance of 1 m. Formwork of the upper part was realized as vací zkou‰ka pro ovûfiení deformaãního modulu a urychlení konsolidace additional steel formwork, in the middle part using shotcrete in combination podloÏí. Velikost sedání bude bûhem stavby monitorována pro pfiípadnou with reinforcing mesh. This primary support was realized in width of 150 mm. v˘‰kovou rektifikaci loÏisek. Within the frame of the first working phase, it was realized: PROVÁDùNÍ A POSTUP V¯STAVBY - bores in the face in order to carry out SSBW - small-scale blasting works (SSBW) V celém úseku objektu stoupá trasa strm˘m svahem údolí, a proto bylo - deepening of the shaft pillar excavation by 1 to max. 1,5 m below the znaãnû obtíÏné zajistit pfiíjezd a minimální pracovní plo‰iny. Prostory pro bracing frame samotná hloubení byly znaãnû minimalizovány, coÏ s sebou pfiiná‰elo zv˘- - installation of a 1,5 m high KARI mesh ‰ené nároky na organizaci jednotliv˘ch pracovních ãinností. - installation of a bracing frame of K 21 cross section in 1 m depth, and K rozpojování horniny byl pouÏit strojní i ruãní zpÛsob. Samostatnou kapi- provision by suspension on the upper frame tolou bylo pak provádûní trhacích prací malého rozsahu. Ze strojních zafií- - application of 150 mm thick (min. of 100 mm) shotcrete on walls, and zení se pouÏily vût‰inou zafiízení mobilního typu. Pro zahlubování v mûkãích reinforcement mesh till the level of lower ring horninách se osvûdãil stroj typu RDK s dosahem 10-12 m. Svislá doprava - equipment of the ditch with a by-lane, media installation pro technologii trhacích prací a v hloubkách do asi 17 m byla realizována jefiáby typu OVJ, hloubûji pak typu ADK. Stûny ‰achtového pilífie byly rozepfieny prstenci z ocelové dÛlní v˘ztuÏe K 21 Use of blasting works for rock disintegration works was dependent on soli- v osové vzdálenosti 1 m. PaÏení horní ãásti bylo provedeno jako pfiíloÏné dity of the actual rocks found during shafts excavations, i.e. they were used ocelov˘m paÏením, ve stfiední a spodní ãásti stfiíkan˘m betonem v kombi- in shafts for bridge supports 0,1,2 over RÛÏiãkova gorge and in shafts 7, 8, naci s v˘ztuÏnou sítí. Tato primární v˘ztuÏ byla provádûna v tl.150 mm. 10, 11 for Hluboãepská estacade. The Barrandovská artery, âD railway track, concrete retention tanks and the Q sewer, civil structures and engineering V rámci 1 pracovního zábûru se provedlo: networks of the urban grid all can be found in the vicinity. Even the new - navrtání ãelby za úãelem provádûní TPMR concrete structures of future estacades have become object of interest wit- - trhací práce malého rozsahu (TPMR) hin the area of construction. From the reasons of specification of the level of - prohloubení v˘kopu ‰achtového pilífie o 1 m – max 1,5 m pod rozpûrn˘ rám damaging of surface structures and buildings (cat. A,B,C,D,E) to be 0, i.e. wit- - osazení KARI sítí v˘‰ky 1,5 m hout damage, a cautious technology of blasting works was predominantly - osazení rozpûrného rámu profilu K21 a zaji‰tûní závûsem na horní rám used, using very small charges during segmented proceeding of excavation v hloubce 1 m and exclusion of their direct contact with the Q sewer. Excavation sections - nástfiik betonu (torkretu) na stûny a v˘ztuÏné sítû do úrovnû spodního till 8 m were limited against the impact of overpressure effects on the sur- prstence v tlou‰Èce 150 mm (min. 100 mm) rounding. Calculation values of the dynamical loading of structures and - vystrojení hloubení lezním oddûlením, rozvody médií other objects were during the realization confronted with the actual methods of seismic measurements, supplemented with dilatometric measurement. PouÏití trhacích prací k rozpojování hornin bylo odvislé od pevnosti zastiÏe- Physiological as well as air pressure related allowed limits have been kept n˘ch hornin pfii hloubení ‰achet, tj. byly provedeny u ‰achet pro mostní during the realization. podpûry ã. 0, 1, 2 pfies RÛÏiãkovu rokli a ã. 11, 10, 8, 7 pfii estakádû With regards to estimated occurrence of karstic cavities, monitoring of the Hluboãepské. V blízkém okolí se nachází Barrandovská radiála, Ïelezniãní traÈ bedding and walls was carried out using a georadar. During the own exca- âD, betonové retenãní nádrÏe a samotn˘ sbûraã Q, obytná zástavba a inÏe- vation, eventual cavities were, mostly already secondarily, filed with softer n˘rské sítû mûstské vybavenosti. Objektem v zájmové oblasti stavby se material without demands for further remedial measures. Along with the staly i samotné ãerstvé betonové konstrukce budoucích estakád. Z dÛvodu excavation, refining of the geological situation advanced. Based on ascerta- stanovení stupnû poru‰ení u pozemních stavebních konstrukcí (kat. A, B, C, ined conditions in which the work will be carried out, a correspondent tech- D, E) na 0, tj. bez poru‰ení, bylo dominantnû pouÏito opatrné technologie nological procedure, which had been elaborated as an alternative one, was trhacích prací (OTP) s pouÏitím velmi mal˘ch náloÏí v ãlenûném postupu determined. hloubení a jejich vylouãení v tûsném kontaktu se stokou Q. Úseky hloubení Speed of advancement corresponded to the given conditions and ranged do 8 m byly limitovány vÛãi pÛsobení pfietlakov˘ch úãinkÛ na okolí. between 1,5 and 2 m per day in dependence on the depths and selected tech- V˘poãtové hodnoty dynamického zatíÏení staveb a ostatních objektÛ byly nology. pfii samotném provádûní konfrontovány se skuteãn˘mi formou seismick˘ch After the required bedding level was reached and the foundation level was mûfiení doplnûn˘ch o dilatometrická mûfiení. Pfii provádûní byly dodrÏovány approved by geologist, secondary reinforcement was installed. Then, conc- i tlakovzdu‰né a fyziologické pfiípustné hodnoty. rete placement of the shaft pillar into required level was realized – app. 3 m S ohledem na pfiedpokládan˘ v˘skyt krasov˘ch dutin se provádûno monito- below the working platform. Concrete placement was being carried out wit- rovaní prostorÛ dna a stûn georadarem. Pfii vlastní raÏbû byly pfiípadné dutiny hout lateral day joints along the entire pillar height in layers. Core of the pil- pfieváÏnû jiÏ druhotnû vyplnûny mûkãím materiálem bez nároku na dal‰í lar was made of concrete mix C20/25 Sap 5a with S3 consistency. During gra- sanaci. Souãasnû s raÏbou probíhalo i upfiesÀování geologické situace. Na dual concrete placement of the first core, measurement of development of

Obr. 1 Západní pohled na budoucí estakádu pﬁes RÛÏiãkovu rokli Obr. 4 Hloubení strojem RDK Fig. 1 Western view of the future estacade over RÛÏiãkova gorge Fig. 4 Excavation using the RDK machine

Obr. 6 BetonáÏ ‰achtového pilífie Obr. 5 ·achtov˘ pilífi Fig. 6 Concrete placement of the shaft pillar Fig. 5 Shaft pillar 45 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 základû zji‰Èovan˘ch pomûrÛ, ve kter˘ch bude dílo vedeno, byl stanovován the hydration heat was carried out. Based on measures deriving from the odpovídající technologick˘ postup, kter˘ byl zpracován jako alternativní. measured values, fillings of further pillar cores were realized. Rychlost postupu odpovídala dan˘m podmínkám a pohybovala se 1,5 - 2 m As of now, app. 210 m of the underground works has already been excava- na den v závislosti na hloubkách a zvolené technologii. ted. Excavation proceeded in very complicated and diversified hydrogeolo- Po dosaÏení pfiedepsané úrovnû dna a pfievzetí základové spáry geologem gical conditions, when at the Hluboãepská estacade the foundation bases are se osadila sekundární v˘ztuÏ. Poté se provedla betonáÏ ‰achtového pilífie do located even below level of the Vltava river. Own technologies of individual pfiedepsané úrovnû – cca 3 m pod pracovní plo‰inu. BetonáÏ se provádûla operations and realization of excavation within urban settlement were very bez pfiíãn˘ch pracovních spár po celé v˘‰ce pilífie po vrstvách. Jádro pilífie diversified, and that brought along increased demands on experience of the bylo zhotoveno z betonové smûsi C20/25 Sap 5a o konzistenci S3. Po dobu miners and their operation management. Despite unfavourable facts during plynulé betonáÏe prvního jádra se provádûlo mûfiení v˘vinu hydrataãního the founding operations, timetable of the founding has been kept and thus tepla. Na základû opatfiení plynoucích z namûfien˘ch hodnot byly nadále grounds for successful completion of the structure within contractual date provedeny ostatní v˘plnû jader pilífiÛ. laid. V souãasné dobû je jiÏ vyhloubeno asi 210 m dÛlního díla. RaÏení probíhalo ve velice sloÏit˘ch a rÛznorod˘ch hydrogeologick˘ch podmínkách, kdy jsou Loading tests at pillars 4 and 5 u hluboãepské estakády základové spáry situovány i pod hladinou fieky In order to reduce settlement of pillars 4 and 5, a 3 m wide foundation slab Vltavy. Samotné technologie jednotliv˘ch operací a provádûní hloubení from reinforced concrete had been installed in advance and by its anchoring v mûstské zástavbû byly velmi rÛznorodé, coÏ s sebou pfiiná‰elo zv˘‰ené a premature partial bedding consolidation was evoked and subsequently nároky na zku‰enosti raziãÛ a jejich technické vedení. I vzhledem k nepfiízni- verified by the deformation modulus (analogy of the loading test). After eva- v˘m skuteãnostem pfii zakládání byl dodrÏen harmonogram zaloÏení, a tím byly vytvofieny pfiedpoklady ke zdárnému ukonãení stavby ve smluvním ter- luation of effectiveness, measurements and monitoring of the tension as mínu. well as deformation of the foundation slab and bedding within individual phases were being carried out: ZATùÎOVACÍ ZKOU·KA NA PILÍ¤I â. 4 A 5 1- after concrete placement of the slab Pro sníÏení sedání pilífiÛ 4 a 5 se v pfiedstihu provedla Ïelezobetonová zákla- 2- before tensioning of the first anchor quaternion dová deska tlou‰Èky 3 m a jejím pfiikotvením se vyvolala pfiedãasná ãásteãná 3- after tensioning of the first anchor quaternion on 50% (2,4 MN) konsolidace podloÏí a ovûfiil deformaãní modul (obdoba zatûÏovací zkou‰ky). 4- after tensioning of the first anchor quaternion on 100% (4,8 MN) Pro vyhodnocení úãinnosti byla provádûna mûfiení a sledování napjatosti 5- after anchoring a deformace základové desky i podloÏí v jednotliv˘ch fázích: 6- before tensioning of the second anchor quaternion 7- after tensioning of the second anchor quaternion on 50% (7,2 MN) 1- po vybetonování desky 8- after tensioning of the second anchor quaternion on 100% (9,6 MN) 2- pfied napínáním 1 ãtvefiice kotev 9- after anchoring 3- po napnutí 1 ãtvefiice kotev na 50 % (2,4 MN) 10- before final tensioning of the first anchor quaternion 4- po napnutí 1 ãtvefiice kotev na 100 % (4,8 MN) 11- after final tensioning of the first anchor quaternion on 100% 5- po zakotvení 12- after releasing of the first anchor quaternion 6- pfied napínáním 2 ãtvefiice kotev 7- po napnutí 2 ãtvefiice kotev na 50 % (7,2 MN) LOADING OF THE FOUNDATION SLAB 8- po napnutí 2 ãtvefiice kotev na 100 % (9,6 MN) 9- po zakotvení Loading of the foundation slab was evoked by 8 temporary six-strand 10- pfied dopnutím 1 ãtvefiice kotev ground anchors Lp 15.5 – 1800, under a max. force of 1,29 MN, with desig- 11- po dopnutí 1 ãtvefiice kotev na 100 % ned length 23 a 28 m and 15 m long base. Actual bore lengths were exten- 12- po odkotvení 1 ãtvefiice kotev ded while loose lengths of anchors were13.0 a 17,5 m. In order to have minimal losses as well as maximal equal loading, always all the 4 anchors were ZATùÎOVÁNÍ ZÁKLADOVÉ DESKY tensioned and anchored at the same time under a maximum axial force of 1,20 MN. By pillar 5, one anchor quaternion was additionally tensioned on ZatíÏení základové desky bylo vyvoláno 8 doãasn˘mi ‰estipramencov˘mi 100% and subsequently released. From technological reasons concerning zemními kotvami Lp 15.5 – 1800, max. silou 1,29 MN, projektované délky 23 boring, installation and pre-tensioning of anchors, diameter of the shaft pil- a 28 m s kofienem délky 15 m. Skuteãné délky vrtÛ se prodlouÏily a volné lar in area of the foundation slab increased from 3,80 to 4,20 m, but still even délky kotev byly 13,0 a 17,5 m. Pro minimální ztráty a maximálnû rovno- then was the workplace very confined and thus the number of ground mûrné zatûÏování byly napínány souãasnû vÏdy 4 kotvy a zakotveny pfii max. anchors could not be increased. osové síle 1,20 MN. U pilífie 5 se 1 ãtvefiice kotev je‰tû dodateãnû dopnula na 100 % a následnû uvolnila. Z technologick˘ch dÛvodÛ se pro vrtání, osa- MEASUREMENT AND MONITORING zování a pfiedpínání kotev zvût‰il prÛmûr ‰achtového pilífie v prostoru zákla- dové desky z 3,80 m na 4,20 m , ale i tak bylo pracovi‰tû velmi stísnûné In order to be able to measure tension below the foundation, 5 measurement a nebylo moÏno zv˘‰it poãet zemních kotev. kits were installed – 4 along periphery in main axes and 1 below the slab’s centre. The settlement measurement was carried out by 4 measurement Mù¤ENÍ A SLEDOVÁNÍ points along periphery of the foundation slab in main axes compared to solid points on the dilation-free shaft lining (steel frames K21) with a 0,01 Pro mûfiení napjatosti v podzákladí bylo osazeno a mûfieno 5 mûfiicích vakÛ - 4 po obvodu v hlavních osách a 1 pod stfiedem desky. Mûfiení sedání se accuracy. Surface of the shaft pillar lining before and after the test was mea- provádûlo u 4 mûfiicích bodÛ po obvodu základové desky v hlavních osách sured just for check. Time course during the test and obtained values are sta- oproti pevn˘m bodÛm na oddilatované obezdívce ‰achty (ocelové rámy ted within enclosed graphs. From comparison of the loading and deformati- K21) s pfiesností 0,1 mm. Kontrolnû se zamûfiil i povrch obezdívky ‰achtového ons, a deformation modulus of the bedding for determination of the actual pilífie pfied a po zkou‰ce. âasov˘ prÛbûh zkou‰ky a namûfiené hodnoty jsou settlement values was refined. Through anchor boring, a geological explo- vyneseny v pfiiloÏen˘ch grafech. Z porovnání zatíÏení a deformací byl upfies- ration still app. 30 m below the foundation level was additionally realized nûn deformaãní modul podloÏí pro upfiesnûní reáln˘ch hodnot sedání. and using a subsequent pressure grouting of the bases, a partial bedding Vrtáním kotev byl doplnûn i geologick˘ prÛzkum je‰tû cca 30 m pod zákla- consolidation was reached. Monitoring of the tension as well as settlement dovou spáru a následnou tlakovou injektáÏí kofienÛ do‰lo i k ãásteãnému will be further supervised during the construction in order to determine ele- zpevnûní podloÏí. Sledování napjatosti a sedání bude dále monitorováno vation and eventual possibility of additional elevation rectification of the bûhem v˘stavby pro upfiesnûní nadv˘‰ení s pfiípadnou moÏností i dodateãné bearings. v˘‰kové rektifikace loÏisek. CONCLUSION ZÁVùR The structure TT Hluboãepy – Barrandov is a significant traffic structure wit- Stavba TT Hluboãepy – Barrandov je v˘znamnou dopravní stavbou na hin area of the capital of Prague, comparable perhaps only with extension of území hlavního mûsta srovnatelná s dostavbou jednotliv˘ch tras metra. individual subway lines. Technical complexity of the bridge objects with Technická nároãnost mostních objektÛ s ohledem na obtíÏné základové regards to complicated foundation conditions of the given locality and by us pomûry dané lokality a u nás ojedinûl˘ zpÛsob v˘stavby vysouváním zakfii- unique method of construction by incremental launching of curved structu- vené konstrukce s brÏdûním ve znaãném spádu 6,2 % a ãasov˘ tlak na re with braking in large descent of 6,2 % as well as time pressure on work dokonãení díla kladou vysoké nároky na pfiípravu, projekt i realizaci díla. completion put high demands on preparation, design as well as realization Bude tfieba provádût fiadu kontrolních mûfiení a sledování konstrukce pfii její of the work. Several checking measurements will have to be carried out realizaci i pfii jejím provozu. JiÏ v rámci projektu byly pouÏity nestandardní while the structure will have to be monitored during realization as well as by postupy, alternativní v˘poãetní modely, kontrolní v˘poãty na specializova- operation. Already within the frame of design, unconventional methods n˘ch pracovi‰tích apod. Na vyfie‰ení fiady problémÛ bûhem prací na projektu have been used, such as alternative calculation models, backup calculations i pfii realizaci spolupracují se zodpovûdn˘m projektantem, kanceláfií Novák within specialized workplaces etc. Along with the responsible designer & PARTNER, s. r. o., a dodavatelem obou mostních estakád ÎS Brno, a.s., Novák & PARTNER s.r.o. and contractor for both bridge estacades ÎS Brno, pracovní t˘my dal‰ích projekãních a dodavatelsk˘ch firem. a.s., working teams of other designing and contracting companies coopera- Ve‰kerá projekãní a provádûcí ãinnost je kromû vyfie‰ení technick˘ch pro- te in solving problems during works on design as well as during realization. blémÛ s v˘stavbou nejen nároãn˘ch mostních konstrukcí, ale celé fiady dal- The entire designing and realization activity is, beside dealing with technical ‰ích objektÛ trasy podfiízena ãasovému tlaku spojenému s termínem zahájení problems during construction of not only complicated bridge structures, but zku‰ebního provozu TT stanoven˘m na 15. 12. 2003. K zaji‰tûní tohoto ter- also of entire row of other objects, exposed to time pressure connected with mínu je tfieba pokraãovat v zapoãaté spolupráci v‰ech zúãastnûn˘ch partnerÛ the date of commencement of trial operation of the TT as of 15.12. 2003. In v˘stavby a pfiispût tak k vytvofiení ojedinûlého stavebního díla, které bude order to keep this date, it is necessary to continue in started cooperation of pfiínosem v dal‰ím urbanistickém v˘voji mûsta. all concerned construction partners and thus contribute to creation of a unique civil engineering works, which will itself be a contribution to further urban development of the city. 46 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

ZE SVùTA PODZEMNÍCH STAVEB

WORLD OF UNDEGROUND CONSTRUCTION

LEFORTOVSK¯ TUNEL V MOSKVù LEFORTOVO TUNNEL IN MOSCOW

Na pozvání stavební organizace TRANSSTROJ prezentoval autor tohoto Upon invitation from engineering company TRANSSTROJ, author of this ãlánku spolu s ing. J. ·tefanem fiídicí a bezpeãnostní systémy dodávané pro article along with Ing. ·tefan presented controlling and safety systems supp- vybavení tunelÛ spoleãností Eltodo EG a Eltodo dopravní systémy. ZároveÀ lied for tunnel equipment by companies Eltodo EG and Eltodo Traffic byla prezentována situace v bezpeãnostních standardech a projektu Systems. At the same time, a situation within safety standards and project of Ministerstva dopravy a spojÛ „Anal˘za a fiízení rizik v tunelech pozemních the Ministry of Transport and Communications "Analysis and management komunikací”. Prezentace se úãastnilo osmnáct projekãních a dodavatel- of risks in tunnels at road communications" was presented. 18 designing and sk˘ch organizací pfieváÏnû z Moskvy a byl poloÏen základ pro dal‰í a ‰ir‰í supplying organizations mostly from Moscow took part in the presentation spolupráci. Kolegové mají zájem napfiíklad o pfievedení technick˘ch podmí- nek TP98 Technologické vybavení tunelÛ pozemních komunikací a TP154 while grounds for further and broader cooperation have been laid. Provoz, správa a údrÏba tunelÛ pozemních komunikací do ru‰tiny. Kromû Colleagues for instance expressed interest for transferring the specification toho je velmi zaujala ãinnost V˘boru pro bezpeãnost, kter˘ pracuje v rámci TP98 “Technological equipment of road tunnels” as well as TP154 národního komitétu ITA/AITES. “Operation, administration and maintenance of road tunnels” into Russian. Vedení spoleãnosti TRANSSTROJ zorganizovalo náv‰tûvu na‰í delegace Beside that, they were attracted by activity of the Committee on safety, v novû raÏeném Lefertovském tunelu. Ten je raÏen razicím strojem a práce which works within framework of the ITA/AITES national committee. jsou vedeny velmi profesionálnû. V souãasné dobû je vyraÏeno pfies 300 Management of the TRANSSTROJ company organized an excursion into the metrÛ. V dal‰ím textu jsou shrnuty nûkteré poznatky, hlavnû ve formû foto- newly excavated Lefortovo tunnel for our delegation. It is being excavated reportáÏe. Dal‰í údaje, hlavnû z hlediska volby technologie raÏení, jsou using a tunnel boring machine and the works are being carried out very pro- v ãlánku [1]. fessionally. As of now, more than 300 m are excavated. Some information, Trasa tunelu prochází pod fiekou Jauza a teritoriem unikátního historického mostly in the form of figure report, is summarized in the following text. More souboru staveb a parkÛ naz˘van˘ch také Moskevské Versailles. Trasa je sou- information, especially from the viewpoint of selection of the excavation ãástí tfietího moskevského okruhu, kter˘ je po ãástech stavûn od osmdesá- technology, can be found in article [1]. t˘ch let. V oblasti Lefertova byla trasa pfieru‰ena a byly zvaÏovány varianty Tunnel route underpasses the Jauza river and crosses a territory of unique pfiemostûní estakádou, hlouben˘ nebo raÏen˘ tunel a také se uvaÏovalo set of historical structures and parks, also called “Moscow Versailles”. The o objíÏìce tohoto území. Postupnû byly jednotlivé varianty vyluãovány route is a part of the third Moscow ring road, which is by sections under con- a v roce 1996 rozhodla moskevská vláda o raÏeném tunelu a jeho trase. Ihned v dal‰ím roce byl vyhlá‰en mezinárodní tendr na projekt, kter˘ vyhrá- struction since the eighties. In the area of Lefortovo, the route was halted lo konsorcium projekãních organizací MosinÏprojekt, Metrogiprotrans, and alternatives such as estacade bridge, cut-and-cover or mined tunnel or Gidrospecprojekt a dvû zahraniãní spoleãnosti. Vlastní v˘bûrové fiízení na even bypass road were being considered. Individual options have been gra- realizaci tunelu vyhrála spoleãnost Metrogiprotrans, která patfií do korporace dually eliminated and in 1996, the Moscow government decided for mined Transstroj. Podéln˘ profil tunelu celkové délky 2,5 km (ãást provádûná razi- tunnel and its alignment. Already in the following year, an international ten- cím strojem 2,056 km) je na obr. 1. Relativnû velké stoupání u obou portálÛ der was called on the project, which was later won by consortium of desig- (4,5 %) odpovídá platn˘m národním normám Silnice pro motorová vozidla ning organizations MosinÏprojekt, Metrogiprotrans, Gidrospecprojekt and SNiP 2.05.02-85. Z hlediska dne‰ních poznatkÛ, t˘kajících se bezpeãnosti two foreign companies. The competitive tender for realization of the tunnel budoucího silniãního provozu by v‰ak bylo vhodnûj‰í, zejména s ohledem was won by Metrogiprotrans, which belongs to the Transstroj corporation. na oãekávané vysoké intenzity budoucího dopravního provozu, uspofiádat Longitudinal tunnel profile in the total length of 2,5 km (the section realized spádové podmínky v tunelech do max. 2,5% stoupání. by TBM 2,056 km) is on fig. 1. A relatively steep ascending by both portals Pro realizaci tunelu byl vybrán razicí stroj spoleãnosti Herrenknecht o prÛ- (4,5 %) respects valid national regulations “Roads for motor-drive vehicles” mûru 14,2 m. Vlastní tunel bude mít ãist˘ prÛmûr 12,35 m a Ïelezobetonové SNiP 2.05.02-85. However, from the viewpoint of today’s knowledge concer- dílce ostûní jsou silné 70 cm. Pfiíãn˘ profil je znázornûn na obr. 2 a je zde ning safety of the future traffic operation, it would be more suitable, especi- patrné, Ïe dopravnû tvofií tunel tfii jízdní pruhy, kaÏd˘ ‰irok˘ 3,5 m, ally with regards to expected high intensity of the traffic operation, to adjust a bude pouÏita pfiíãná ventilace. Dal‰í detaily o vybavení tunelu budou dis- slope conditions in the tunnels to a maximum ascent of 2,5 %. kutovány na dal‰í schÛzce v Moskvû. Tento razicí stroj nejprve pro‰el vzdálenost 2560 m v Hamburku pod Labem For realization of the tunnel, a TBM of the Herrenknecht company with the pfii raÏení ãtvrté trouby Labského tunelu. Zde byla dosaÏena horizontální cutterhead diameter of 14,2 m was selected. The own tunnel will have a net a vertikální odchylka maximálnû +/- 30 mm a ve sloÏit˘ch geologick˘ch pod- diameter of 12,35 m while lining blocks from reinforced concrete will be 70 mínkách byl prÛmûrn˘ denní postup 5,5 m. Cel˘ stroj byl poté repasován cm wide. Cross profile can be seen on Fig. 2 and it is clear that as far traffic s tím, Ïe byl hlavnû upraven vlastní ‰tít stroje pro geologické podmínky is concerned, the tunnel will consist of 3 lanes each 3,5 m wide while lateral Moskvy a elektrická a hydraulická soustrojí byly vymûnûny pouze pokud to ventilation will be used. Further details about tunnel equipment will be dis- bylo nutné. Do souãasné doby se nevyskytly pfii raÏbû sebemen‰í problémy. cussed during our next meeting in Moscow. V kontraktu na dodávku razicího stroje byla uzavfiena dohoda, Ïe pracovníci This driving machine first proceeded the distance of 2560 m in Hamburg firmy Herrenknecht se úãastní po dobu tfií mûsícÛ raÏby, a tím i za‰kolí míst- below Elbe during excavation of the fourth tunnel tube of the Elbe tunnel. As ní pracovníky. V dal‰í ãásti ãlánku je fotoreportáÏ z náv‰tûvy tunelu for here, a horizontal and vertical deviation of +/- 30 mm at most was rea- Lefertovo. ched while within complicated geological condition, the average daily progress made 5,5 m. The entire machine was then sold under main condition ZÁVùR that the own machine shield was adjusted to geological conditions of Moscow. Electrical and hydraulic aggregates were replaced only when Na závûr dovolte osobní poznámku autora ãlánku: Rozhodnû nejsem odbor- necessary. Up until now, absolutely no problems have appeared during the níkem na raÏbu tunelÛ, ale na druhé stranû jsem mûl moÏnost nav‰tívit excavation. Within contract on supply of the driving machine, an agreement a vidût nûkolik razicích strojÛ v zahraniãí. Byl jsem velmi rád, Ïe jsme mûli moÏnost tento tunel vidût. Je zde odvádûna témûfi dokonalá práce. Celou was signed that employees of the Herrenknecht company will for the period stavbou, vãetnû hal pro separaci bentonitu, jsme pro‰li v polobotkách, aniÏ of 3 months participate at the excavation and thus also educate local wor- bychom se kdekoli zamazali. V‰ude vládne dokonal˘ pofiádek a velmi dobrá kers. Next part of the article contains figure report from excursion to the organizace práce. Lefortovo tunnel. Myslím si, Ïe je nutné navázat s na‰imi kolegy z Ruska uÏ‰í kontakty a vymû- Àovat si zku‰enosti. Na poli fiízení dopravy a bezpeãnosti v tunelech byly CONCLUSION kontakty navázány a ruská strana má zájem na jejich pokraãování. Také by prospûlo publikování na‰ich zku‰eností v ãasopisu tunelové asociace Ruska In conclusion please allow personal observation of the author: I am definite- Metro i tonneli, kter˘ sice vychází pouze rusky, ale má vysokou odbornou ly no professional in the field of tunnel excavation, but on the other hand úroveÀ a je ãten ‰irokou odbornou vefiejností. I have had the opportunity to visit and see for myself several tunnel boring machines abroad. I was very glad to have this opportunity to see this tunnel. Podûkování: An almost perfect work is being carried out here. We went through the enti- Autor dûkuje ing. J. Smolíkovi z tunelové sekce Silniãní spoleãnosti za re construction site, including the halls for separation of bentonite, in our odbornou korekturu a doplnûní ãlánku a ing. J. ·tefanovi za fotografické shoes without actually having any dirt of them. There is an outstanding dokumentování náv‰tûvy. order and good work organization everywhere. I think it is essential to establish closer contacts with our Russian colleagues LITERATURA as well as exchange experience. In the field of traffic control and safety in tunnels, contacts have already been established while the Russian side [1] Jackov. B., Sinickij G a dal‰í: Lefertovské tunely; Jak stavût – hloubením keeps interest in their continuance. It would also be a contribution to publish ãi raÏením (rusky), Metro i tonneli, ã. 4, Avgust 2001 our experience within “Metro i tonneli” magazine of the Russian tunneling association, which, although being published only in Russian, has a high professional level and is read by vast professional community. Special thanks: The author would like to thank to Ing. J. Smolík from Tunnel Department of the Road Association for relevant feedback and perfection of the article as well as to Ing. J. ·tefan for photo-documentation of the excursion. LITERATURE: [1] Jackov B., Sinickij G. et al: Lefertovo tunnels; How to construct – cut-and- Obr. 1 Podéln˘ profil tunelu cover or mining (in Russian), Metro i tonneli, no. 4, August 2001. Fig. 1 Longitudinal tunnel profile 47 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

Obr. 2 Pﬁíãn˘ profil tunelu Fig. 2 Tunnel cross profile

Obr. 5 MontáÏní jáma a vstup do vlastního tunelu Obr. 8 Celkov˘ pohled na razicí stroj Fig. 5 An assembling pit and access to the tunnel Fig. 8 A global view of the boring machine

Obr. 7 Zaãátek hlavy stroje. Nalevo pﬁipraveno potrubí, které je prodluÏováno po 6 m. Fig. 7 Front end of the cutterhead. To the left a prepared pipeline, which takes place every 6 m.

Obr. 3 MontáÏní jeﬁáb – zde byl sestaven vlastní ‰tít, nyní slouÏí jeﬁáb k zaváÏení seg- mentÛ ostûní do tunelu. Fig. 3 An assembling crane; the shield was assembled here, now the crane supplies lining into the tunnel

Obr. 6 Hotová tunelová trouba. Nalevo potrubí pro pfiívod bentonitu a odvod zeminové Obr. 4 Detail ze skladu Ïelezobetonov˘ch suspenze, napravo pochozí lávka, napájecí kabely, vzduch apod. Cel˘ profil je absolutnû dílcÛ. V‰e je provedeno s maximální such˘, pfiestoÏe je zde hladina spodní vody 2 m pod terénem. precizností. KaÏd˘ díl je oznaãen a má své Fig. 6: Final tunnel tube. To the left pipeline for inflow of bentonite and drain of spoil, to místo ve skladu. the right an emergency walkway, power cables, air etc The entire profile is absolutely dry, Fig. 4 Detail from storage of the reinforced although there is a groundwater table of 2 m under the surface. concrete lining. Everything is carried out with highest precision. Every piece is labeled and has its place in the storage Doc. Ing. Pavel Pfiibyl, CSc. ELTODO EG, a. s. 48 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

TECHNICKÉ ZAJÍMAVOSTI

TECHNICAL MATTERS OF INTEREST

REVOLUTIONARY TECHNOLOGY OF REVOLUâNÍ TECHNOLOGIE BEZKONTAKTNÍHO Mù¤ENÍ A 3D CONTACTLESS MEASUREMENT MODELOVÁNÍ AND 3D MODELLING

LASEROVÉ SKENOVÁNÍ LASER SCANNING Laserové skenování je dokonal˘m spojením geodetické a fotogrammetrické Laser scanning is an outstanding combination of geodetic and photogram- metody a pfiedstavuje zcela nov˘ pfiístup k pofiizování prostorov˘ch infor- metric method and presents an entirely new approach in acquiring spatial mací o inÏen˘rsk˘ch i podzemních konstrukcích. Tato mimofiádná technolo- information by civil engineering as well as underground structures. This extraordinary technology means literally a revolution for the fieldwork of gie znamená doslova revoluci pro terénní práci geodetÛ, neboÈ velmi v˘raz- surveyors, because it significantly reduces the laboriousness of surveying nû sniÏuje pracnost zamûfiování a poskytuje pfiesné a zejména komplexní and provides accurate and especially complex data on actual condition of údaje o skuteãném stavu objektÛ pro efektivnûj‰í 3D modelování a projek- objects for more effective 3D modeling and design. tování. One of the best current systems appeared last year within supply of LEICA Jeden z nejlep‰ích souãasn˘ch systémÛ se v loÀském roce objevil v v sorti- Geosystems AG’s geodetic and laser instruments. It is a 3D laser scanning mentu geodetick˘ch a laserov˘ch zafiízení spoleãnosti LEICA Geosystems system Cyrax 2500, constructed by the American company CYRA AG. Jedná se o 3D laserov˘ skenovací systém Cyrax 2500, zkonstruovan˘ Technologies Inc. Stavební geologie - Geotechnika a.s. bought Cyrax as the americkou firmou CYRA Technologies, Inc. Jako první v âeské republice first company in the Czech Republic and thus since January 2002 this pro- systém Cyrax zakoupila Stavební geologie – Geotechnika, a. s., a od ledna gressive technology significantly enriches the supply of engineering survey 2002 tato progresivní technologie v˘znamnû obohacuje nabídku sluÏeb services of SG Geotechnika a.s. inÏen˘rské geodézie SG – Geotechnika, a. s. Principle of the new technology Princip nové technologie The Cyrax system enables contactless surveying of three dimensional geo- Systém Cyrax umoÏÀuje bezkontaktní zamûfiování tfiírozmûrné geometrie, metry, 3D modeling and visualization of complicated buildings and structu- 3D modelování a vizualizaci sloÏit˘ch staveb a konstrukcí, interiérÛ, pod- res, interiors, underground spaces, any ground surface etc. with an extraordinary speed, accuracy, completeness and safety. Virtual 3D model of the zemních prostor, libovolného terénu atp. s mimofiádnou rychlostí, pfiesností, scanned object is then using the Cyclone software imaged in shape of so cal- kompletností a bezpeãností. Virtuální 3D model nasnímaného objektu je led point clouds and can be subsequently transferred to CAD systems in 2D pomocí softwaru Cyclone zobrazen ve formû tzv. mraku bodÛ (point clouds) or 3D – commonly into DGN (MicroStation) or DWG/DXF (AutoCAD) formats. a lze jej pfievést do CAD systémÛ ve 2D nebo 3D – nejbûÏnûji do formátÛ The system combines the state-of the-art laser pulse technology, which DGN (MicroStation) nebo DWG, DXF (AutoCAD). detects a natural surface up to a distance of 100 m with an optic device that Systém kombinuje nejmodernûj‰í pulsní laserovou technologii, která dete- allows hundred thousand 3D measurements in few minutes. The Cyrax sys- kuje pfiirozen˘ povrch na vzdálenost aÏ 100 m s optikou, která umoÏÀuje sto tem reaches high measurement accuracy of each point even by long-distan- tisíc 3D mûfiení v nûkolika minutách. Vysoké pfiesnosti zamûfiení kaÏdého ce sights using a laser pulse with several unique abilities. The laser emits bodu i pfii dlouh˘ch zámûrách dosahuje systém Cyrax pouÏitím pulsního more than 1000 pulses in every scanned column and for very point measu- laseru s nûkolika jedineãn˘mi schopnostmi. Laser vysílá více neÏ 1000 pulsÛ res the transposition time in order to obtain the distance. Moreover, the sys- v kaÏdém skenovaném sloupci a pro získání vzdálenosti mûfií u kaÏdého tem also keeps track of intensity of the deflected rays, based on which the bodu tranzitní ãas. Systém registruje rovnûÏ intenzitu odraÏeného záfiení, na point clouds are created and according to which a greyscale or colours for jejím základû je vytvofien mrak bodÛ a podle intenzity záfiení je bodÛm pfii- image are assigned to individual points. fiazen stupeÀ ‰edi nebo barva pro zobrazení. Technical parameters Technické parametry The scanner is equipped with a digital camera for scanning previews and determination of the visual scanning range, which can reach the maximum Skener je vybaven digitální videokamerou pro snímání náhledÛ (preview) of 40° by 40°. Density of points in the scanned cloud, i.e. minimal distance a urãování zorného pole skenování, které mÛÏe b˘t maximálnû 40° x 40°. between two adjacent points, can be 0,25 mm at most, which allows accura- Hustota bodÛ v nasnímaném mraku, tj. minimální vzdálenost mezi soused- te record of all details. Maximum amount of points in one scan (sight), howe- ními body, mÛÏe b˘t aÏ 0,25 mm, coÏ umoÏÀuje pfiesné zaznamenání v‰ech ver, cannot exceed multiplication 999 x 999. As for each cloud point, directi- detailÛ, maximální poãet bodÛ v jednom skenu (zamûfiení) v‰ak nemÛÏe pfie- ons and distances from the device are already measured, so that its spatial sáhnout hodnotu souãinu 999 x 999. U kaÏdého bodu mraku jsou zmûfieny position is accurately determined. By recommended working distance bet- smûry a vzdálenost od pfiístroje, takÏe je pfiesnû urãena jeho prostorová ween 1,5 m and 50 m, the Cyrax system reaches a spatial accuracy of ±6 mm poloha. Pfii doporuãené pracovní vzdálenosti 1,5 m aÏ 50 m systém Cyrax by one measured point or ±2 mm by subsequently modeled area. dosahuje prostorové pfiesnosti ±6 mm na jeden mûfien˘ bod anebo ±2 mm Second class green laser, which is not harmful to eyes, can be used at any pro následnû modelovanou plochu. light conditions, even in absolute darkness, and still without interruption of Zelen˘ laser tfiídy II, kter˘ je bezpeãn˘ pro zrak, lze pouÏít za jak˘chkoliv svû- the ongoing operation and construction activities. The device weighs 20 kg, teln˘ch podmínek, dokonce i v naprosté tmû, a to bez naru‰ení probíhající- can be handled by a single person and its dimensions allow transport ho provozu nebo stavebních ãinností. Pfiístroj má hmotnost cca 20 kg, lze jej through 460 mm wide passage. It rotates around its axis by 360°, vertical obsluhovat pouze jednou osobou a jeho rozmûry umoÏÀují transport otvo- rotation ranges from +105° to - 90°. The producer proposes a surrounding rem ‰ífiky 460 mm. MÛÏe se otáãet kolem své osy o 360°, vertikální rotace je temperature for scanning of 0-40°C. Scanner can be easily moved along the od + 105° do – 90°. V˘robcem udávaná teplota prostfiedí pro skenování je 0° surveyed object, and thus scan all hidden places. Special hemispheric tar- gets ensure mutual orientation of scanned scenes as well as geometric ori- aÏ 40 °C. Skener lze jednodu‰e pfiemisÈovat podél promûfiovaného objektu entation of the entire model. a nasnímat tak v‰echna skrytá místa. Speciální hemisferické terãe zaji‰Èují The entire system has a great strength in the unique software Cyclone, vzájemnou orientaci skenovan˘ch scén a geometrickou orientaci celého which controls the scanning process, realizes mutual connection of the point modelu. clouds, allows to observe the object from any perspective, to measure the Silnou stránkou celého systému je jedineãn˘ software Cyclone, kter˘ fiídí distance among individual points, calculate areas and volumes, create pla- skenovací proces, provádí vzájemné propojování mrakÛ bodÛ, dovoluje nar sections, profiles and contour lines, assign colors and materials to pozorovat objekt z libovolné perspektivy, mûfiit vzdálenost mezi jednotliv˘- objects etc. It supports automatic modeling of geometric structures and their mi body, poãítat plochy a kubatury, vytváfiet rovinné fiezy, profily a vrstevni- direct transfer into accurate vector CAD model. ce, pfiifiazovat objektÛm barvy a materiály atd. Podporuje automatizované Granted coverage of 100 m, scanning speed, easy and accurate connection modelování geometrick˘ch struktur a jejich pfiím˘ pfievod do pfiesného vek- of shots from more bases allow to work with the scanner in places, where torového CAD modelu. conventional measurement would not be possible at all or very lengthy, Zaruãen˘ dosah 100 m, rychlost snímání, snadné a pfiesné spojování snímkÛ complicated and dangerous, for instance by unlimited operation at high- z více stanovi‰È umoÏÀují pracovat s laserov˘m skenerem v místech, kde ways, railways, in cities or industrial companies, steep or overhanging rock konvenãní mûfiení nebyla dfiíve vÛbec moÏná nebo byla velmi zdlouhavá, walls. obtíÏná a nebezpeãná, napfi. za plného provozu na dálnicích, Ïeleznicích, ve mûstech ãi prÛmyslov˘ch podnicích, strm˘ch nebo pfievisl˘ch skalních stû- Advantages of the progressive technology Cyrax nách. • Accurate and complete survey of the current condition of a structure, ground surface or underground cut with remarkably higher effectiveness V˘hody progresivní technologie Cyrax and financial savings; • Significant reduction of working time in the field or tunnel with substanti • pfiesné a kompletní zamûfiování stávajícího stavu konstrukce, terénu nebo vely higher safety; podzemního v˘rubu s v˘raznû vy‰‰í produktivitou a finanãními úsporami • Measurement at progressing construction site or by unlimited operation, or • v˘znamné zkrácení práce v terénu ãi v tunelu pfii podstatnû vy‰‰í bezpeã eventually reduction of time gaps of complicated operations to minimum; nosti • High reliability of the results, elimination of faulty or inaccurate measure • mûfiení na probíhající stavbû nebo za plného provozu, popfi. redukce doby ments, acquirement of more complex information, which significantly odstávky nároãn˘ch provozÛ na minimum lowers the need for further measurement; • vysoká spolehlivost v˘sledkÛ, eliminace chybn˘ch nebo nepfiesn˘ch mûfie • Accurate and effective 3D modeling, visualization and creation of 2D dra ní, získání ucelenûj‰ích informací, které podstatnû sniÏují potfiebu dal‰ího wings (ground plans, cross sections etc); domûfiování • Very fast processing of digital spatial terrain models of underground and • pfiesné a efektivní 3D modelování, vizualizace a generování 2D v˘kresÛ other structures; (pÛdorysy, fiezy atp.) • Time and financial saves by design, easy additional alternations and supp • velmi rychlé zpracování prostorov˘ch digitálních modelÛ terénu, podzem lements in the projects. ních i jin˘ch konstrukcí • ãasové i finanãní úspory pfii projektování, snadné dodateãné zmûny a dopl Application of the Cyrax system on underground engineering Àování projektÛ. • Survey of profiles during excavation - Documentation and accurate calculation of overbreaks or underbreaks 49 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

Aplikace systému Cyrax pro podzemní stavitelství - Immediate correction of reality in the heading according to design requi • zamûfiování profilÛ bûhem raÏby rements - dokumentace a pfiesn˘ v˘poãet kubatury nadv˘rubÛ ãi podv˘rubÛ - Optimization of the tunnel lining design - okamÏitá korekce skuteãného stavu v˘rubu podle poÏadavkÛ projektu - optimalizace návrhu ostûní tunelu • Documentation of the face and unsupported excavation • dokumentace ãelby a nevystrojeného líce v˘rubu - Elaboration of the three dimensional model of geological structures at the - zpracování trojrozmûrného modelu geologick˘ch struktur v ãelbû a v pfii face and adjacent unsupported excavation surface lehlém nevystrojeném líci v˘rubu • zji‰Èování tlou‰Èky ostûní • Determination of the lining thickness - Comparison of two measurement sets, acquired before and after the - srovnání dvou sad mûfiení, získan˘ch pfied a po zabudování ostûní, umoÏ lining installation, will allow to non-destructively document the actual ní nedestruktivnû dokumentovat skuteãnou tlou‰Èku ostûní s velkou pfies lining thickness with high accuracy in any spot of the longitudinal tunnel ností v libovolném místû podélného profilu tunelu profile • dokumentace stávajícího stavu tunelÛ a dal‰ích podzemních staveb - komplexní podklady pro projekt rekonstrukce tunelu s optimalizovan˘mi • Documentation of the current condition of tunnels and other underground náklady structures - pfiesné zamûfiení prÛjezdnosti profilÛ - Complex sources for design of tunnel reconstruction with optimized costs - doplnûní neexistující projektové dokumentace - Accurate survey of clearance profiles - Complementation of non-existent design documentation Dal‰í inÏen˘rské aplikace systému Cyrax Another civil engineering applications of the Cyrax system • zamûfiování sloÏit˘ch technologick˘ch celkÛ a konstrukcí • zamûfiování skuteãného stavu budov, mostÛ, podjezdÛ, propustkÛ a dal • Survey of complicated equipment complexes and structures ‰ích objektÛ urãen˘ch pro rekonstrukce – zpracování neexistující doku • Survey of actual condition of buildings, bridges, underpasses, passages mentace and other objects intended for reconstruction – elaboration of non-existent • mobiliáfi Ïelezniãních tratí documentation • topografické mapování pro roz‰ifiování silnic a dálnic, tunelÛ, parkovi‰È, • Railways’ movables staveni‰È, pfiehradních profilÛ • Topographic mapping for extensions of roads and highways, tunnels, car • zamûfiování objemÛ zemních prací nebo skládek parkings, construction sites, dams etc. • dokumentace prÛbûhu v˘stavby nebo raÏby, opakovan˘m zamûfiováním • Survey of volumes of ground works or stockpiles a porovnáváním s projektem je provádûna kontrola pfiesnosti a kvality prací • Topographic mapping of quarries, steep slopes (of cuts or landslides), tun • topografické mapování kamenolomÛ, strm˘ch svahÛ (záfiezÛ, sesuvÛ), nel portals and rock walls – determination of accurate geometry and volu tunelov˘ch portálÛ a skalních stûn – urãení pfiesné geometrie a kubatury, me, mapping in mines, caves etc. mapování v dolech, jeskyních atd. • Entire field of architecture, for instance complicated exteriors and interiors, • celá oblast architektury, napfi. sloÏité fasády a interiéry, dokumentace documentation of monuments and artistic works, 3D archaeology památek a umûleck˘ch dûl, 3D archeologie

Obr. 2 Stavba tunelu Mlãechvosty na trati Kralupy – Obr. 3 Skalní odfiez Ho‰tejn na Moravû – digitální Obr. 4 Tunel Bfiezno – zamûfiení pfiedkleneb - VraÀany naskenovaná systémem Cyrax – zobrazení model terénu vytvofien˘ softwarem Cyclone – ãást pfiíãné fiezy a podéln˘ fiez v zobrazení softwa- portálu tunelu a gabionové zdi ve formû mraku bodÛ odfiezu se zobrazením vrstevnic rem Cyclone Fig. 2 Construction of the Mlãechvosty tunnel on Fig. 3 Rock half-cut Ho‰tejn in Moravia – digital ter- Fig. 4 Bfiezno tunnel – survey of pre-vaults – Kralupy – VraÀany line scanned by the Cyrax sys- rain model created by the Cyclone software – a part cross profiles and longitudinal profile displayed tem – display of the tunnel portal and gabion of the half-cut with display of contour lines by the Cyclone software walls using the point clouds

Obr. 5 KarlÛv most naskenovan˘ systémem Cyrax - Obr. 8 Tramvajová traÈ Hluboãepy – Barrandov – digitální mraãno bodÛ model ãásti masivu urãeného k odtûÏení – podklad pro v˘po- Fig. 5 KarlÛv Most – scanned by the Cyrax system – ãet objemu point clouds Fig. 8 Tram track Hluboãepy – Barrandov – digital model of the massif section determined for excavation – source for calculation of volume

Obr. 6 Tunel Mrázovka – rozvinutá ãást zamûfieného ostûní tunelu – barevné odstupÀování v˘‰ek – mapa odchylek od projektu Fig. 6 Mrázovka tunnel – developed section through the surveyed tun- Obr. 7 Tunel Mrázovka – axonometrie ãásti nel lining - colour-scale contour Obr. 1 3D laserov˘ skener ostûní tunelu – mapa odchylek lines – map of deviations from the Cyrax 2500 pfii mûfiení Fig. 7 Mrázovka tunnel – axonometry of the design Fig. 1 3D laser scanner Cyrax 2500 during mea- tunnel lining’s section – map of deviations surement 50 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

První zku‰enosti se systémem Cyrax First experience with the Cyrax system Od zaãátku roku 2002 pouÏila SG-Geotechnika, a.s. technologii Cyrax pfii Since the beginning of 2002, SG – Geotechnika a.s. used the Cyrax techno- fie‰ení mnoha nejrÛznûj‰ích inÏen˘rsk˘ch a geotechnick˘ch úloh. Z tûch logy during solution of various engineering and geotechnical tasks. From v˘znamn˘ch lze uvést následující: the significant ones, the following can be mentioned: • Ho‰tejn – skalní odfiez • Ho‰tejn – rock half-cut V rámci modernizace II. Ïelezniãního tranzitního koridoru SG-Geotechnika, Within modernization of the II. railway transit corridor, SG – Geotechnika a.s. realized survey of the actual condition of a roc half-cut above the trackage a. s., realizovala zamûfiení stávajícího stavu skalního odfiezu nad koleji‰tûm of the railway station Ho‰tejn. The entire length of the rock half-cut reached Ïelezniãní stanice Ho‰tejn. Celková délka skalního odfiezu byla 180 m, prÛ 180 m, average height 15 m. Detailed survey was used as a source of design mûrná v˘‰ka 15 m. Detailní zamûfiení bylo pouÏito jako podklad projektu for the rocky half-cut rehabilitation. sanace skalního odfiezu. The rock half-cut runs along the rails and is partially very steep. Detailed Skalní odfiez probíhá v blízkosti koleji‰tû a místy je znaãnû strm˘. measurements using conventional methods would have been lengthy and Podrobné zamûfiení konvenãními metodami by bylo zdlouhavé a nebez- dangerous. Using the Cyrax technology, the slope was surveyed from a safe peãné. Technologií Cyrax byl svah zamûfien z bezpeãné vzdálenosti, celko- distance, scanning including measurement of coordinates of the stabilized vá doba skenování byla 4 hodiny vãetnû zamûfiení soufiadnic stabilizova- points took altogether 4 hours. n˘ch bodÛ. Using a Cyclone software, a 3D visualization – digital terrain model with dis- PouÏitím softwaru Cyclone byla provedena 3D vizualizace – digitální model played coordinates and cross profiles – was elaborated. Using the Atlas terénu se zobrazením vrstevnic a pfiíãn˘ch fiezÛ. Pomocí softwaru Atlas software, accurate areas and volumes were determined, digital model was byly urãeny pfiesné plochy a kubatury, digitální model byl exportován do exported into AutoCAD, in which the design for the rock half-cut removal AutoCAD, ve kterém byl vytvofien projekt sanace odfiezu. PouÏití systému was created. Use of the Cyrax system significantly saved time and costs of Cyrax v˘raznû uspofiilo ãas i náklady pfii mûfiení, celistvé, komplexní measurement while complete, complex and accurate measurement simpli a pfiesné zamûfiení usnadnilo práci projektanta. fied the designer’s work • Tramvajová traÈ Hluboãepy – Barrandov - zamûfiení skalního masivu • Tram track Hluboãepy – Barrandov – survey of a rock massif Detailed survey of a 150 m long limestone rock massif was used in order to Detailní zamûfiení vápencového skalního masivu o délce 150 m bylo pouÏito calculate volume of the exploited massif. Using the Cyrax technology, the pro v˘poãet objemu odtûÏovaného masivu. Technologií Cyrax byl masiv massif was targeted in 2 hours while use of conventional methods would zamûfien za 2 hod., konvenãními metodami by zamûfiení trvalo cca 4 hod. take app. 4 hours. Following formation of a three dimensional terrain Po vytvofiení trojrozmûrného digitálního modelu terénu byla urãena pfiesná model, an accurate massif volume was determined, which subsequently kubatura masivu, coÏ eliminovalo dohady mezi zhotovitelem a investorem. eliminated quarrels between contractor and employer. • Tunel Mrázovka – primární ostûní • Mrázovka tunnel – primary lining Pfiesné zamûfiení skuteãného stavu primárního ostûní západní i v˘chodní Accurate survey of actual condition of primary lining in the western and eas- tunelové trouby mûlo za cíl zjistit odchylky skuteãného stavu ostûní od tern tunnel tube has a goal to learn about deviations of the actual lining projektu. Z namûfieného mraãna bodÛ byla vybírána ãást v intervalu 10 aÏ condition from the design. From the surveyed point clouds, a section in the 45 m od pozice skeneru, tedy oblast, kde je zaruãena pfiesnost urãení pro- interval of 10 to 45 m from the scanner’s position was selected, where the storové polohy bodÛ (koule o polomûru 6 mm). Pomocí speciálních modulÛ accuracy of determination of the spatial points position (sphere with 6 mm softwaru Atlas byla vytvofiena mapa odchylek stavu ostûní od projektova- radius) is ensured. Using special modules of the Atlas software, a map of ného profilu – jednak jako rozvinut˘ povrch tunelového pásu, jednak v axo- deviations of the actual lining condition from the designed profile – both as nometrickém zobrazení. Odchylky povrchu tunelu od projektu byly znázor- an advanced area of the tunnel belt and in axonometric display. Deviations nûny barevnû odstupÀovan˘mi vrstevnicemi. V pfiedepsan˘ch místech of the tunnel surface from project were highlighted using color-scale con byly vykresleny pfiíãné profily tunelu, opût s barevn˘m zobrazením odchylek. tour lines. Tunnel cross profiles were illustrated where instructed, again using colored highlight of deviations. Areas and volumes of all deviations Z namûfien˘ch hodnot byly snadno numericky vyhodnoceny plochy a kubatury of the actual lining condition from design were easily calculated from the v‰ech odchylek skuteãného stavu ostûní od projektu. measured values. • Tunel Mlãechvosty – zamûfiení portálu • Mlãechvosty tunnel – portal targeting Zamûfiení skuteãného stavu tunelového portálu ve skalním záfiezu. Targeting of the actual condition of a tunnel portal in a rocky cut. Documentation Dokumentace skuteãného postupu tûÏby v návaznosti na monitorování of the actual mining procedure in connection to monitoring of selected vybran˘ch mûfiících bodÛ na povrchu záfiezu a vlastního portálu tunelu. measuring points on surface of the cut and on the tunnel portal. • Tunel Bfiezno – pfiedklenby • Tunnel Bfiezno – pre-vaults Cílem zamûfiení bylo zji‰tûní tvaru a skuteãného uspofiádání pfiedkleneb The survey goal was to ascertain shape and actual arrangement of the pre- provádûn˘ch technologií obvodového vrubu. Po zpracování namûfieného vaults, realized using technique of the peripheral slot. Following processing mraãna bodÛ byly vykresleny pfiíãné a podélné fiezy a z nich urãena pfiesná of the measured point clouds, cross and longitudinal profiles were illustra- geometrie pfiedkleneb. ted and based on them accurate geometry of the pre-vaults determined. • Fasáda obytného domu – Praha • Exterior of a residential building – Prague Celkové zamûfiení skuteãného stavu ãlenité fasády vãetnû detailního zobrazení Complex survey of actual condition of an articulated facade including detai- ozdobn˘ch prvkÛ s následn˘m pfievedením do trojúhelníkové sítû v AutoCAD. led image of decorative elements with subsequent transfer into an AutoCAD • KarlÛv most – Praha triangle network. Pfiesné zamûfiení skuteãné trojrozmûrné geometrie klenby jednoho z obloukÛ • KarlÛv Most – Prague Accurate targeting of actual three dimensional geometry of one of the spans vãetnû poprsních zdí a pilífiÛ. including chest walls and pillars. Závûr Conclusion U v‰ech dosavadních praktick˘ch aplikací se laserov˘ skenovací systém By all practical applications so far, the laser scanning system Cyrax proved Cyrax plnû osvûdãil. Pfii mûfiení bylo dosahováno mnohonásobnû vy‰‰í pro- fully worthy. A multiplied effectiveness in comparison with conventional duktivity oproti konvenãním metodám a potvrdily se i dal‰í dfiíve uvedené methods was reached while other advantages of the system stated earlier v˘hody systému. Cyrax 2500 optimálnû spojuje vysokou rychlost a pfiesnost were confirmed. Cyrax 2500 optimally combines high speed and accuracy mûfiení s velk˘m dosahem, v kombinaci se softwarem Cyclone pro 3D of measurement by large range, and in combination with the Cyclone soft- modelování a vizualizaci se tato nová technologie fiadí na pfiední místo mezi ware for 3D modelling and visualization, this new technology ranks among podobn˘mi systémy. Nasazení technologie Cyrax v podzemním stavitelství top systems of its kind. Application of the Cyrax system within underground pfiedstavuje velmi rychl˘ a efektivní zpÛsob získání pfiesn˘ch a komplexních engineering represents a very fast and effective way for obtaining accurate informací o geometrii podzemního díla v jednotliv˘ch etapách v˘stavby. and complex information on geometry of the underground structure in individual phases of the construction. LITERATURA: LITERATURE: 1) Firemní literatura CYRA Technologies, Inc. 1) Inner company literature CYRA Technologies, Inc. 2) Edwards R. et al.: Scanner opens new doors, Engineering Surveying 2) Edwards R. et al.: Scanner opens new doors, Engineering Surveying Showcase, 4/2001 Showcase, 4/2001 3) Ka‰par M., ·troner M.: Laserov˘ skenovací systém Cyrax, Stavebnictví 3) Ka‰par M., ·troner M.: Laserov˘ skenovací systém Cyrax, Stavebnictví a interiér 11/2001 a interiér 11/2001 4) Wunderlich T.A.: Operational and Economic Prospects of Terrestrial Laser 4) Wunderlich T.A.: Operational and Economic Prospects of Terrestrial Laser Scaning, sborník konference Optical 3-D Measurement Techniques, VídeÀ Scanning, proceedings from a conference - Optical 3-D Measurement 2001 Techniques, Vienna 2001 Ing. Vladimír Pachta, SG GEOTECHNIKA, a. s.

ZPRÁVY Z TUNELÁ¤SK¯CH KONFERENCÍ

NEWS FROM TUNNELING CONFERENCES

28. V¯ROâNÍ ZASEDÁNÍ VALNÉHO ITA/AITES TWENTY-EIGHTH ANNUAL SHROMÁÎDùNÍ ITA/AITES – SYDNEY 2002 MEETING- SYDNEY 2002

Mezinárodní tuneláfiská asociace svolala své osmadvacáté valné shromáÏdûní The international Tunnelling Association held its twenty-eight meeting in ãlensk˘ch zemí do Sydney v termínu 2. - 6. bfiezna v souvislosti se Svûtov˘m Sydney from 2 to 6 March, in conjunction with the World Tunnel Congress 2002 tuneláfisk˘m kongresem pofiádan˘m Australskou tuneláfiskou spoleãností organised by the Australian Tunnelling Society /AUCTA/. The meetings were (AUCTA). Úãastnily se ho reprezentanti, delegáti, hosté a ãlenové pracovních attended by representatives, delegates, observers and working group members skupin (WG) 34 z 52 ãlensk˘ch zemí asociace. from 34 of the 52 Member Nations of the Association. 51 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

Pﬁítomné ãlenské státy: Member Nations represented: South Africa, Germany, Australia, Austria, Belgium, Brazil, Canada, Colombia, Korea, Denmark, Egypt, United States of America, Finland, France, Greece, Iran, Italy, Japan,Lesotho, Morocco, Norway, New Zealand, Netherlands, Poland, Czech Republic, Romania, United Kingdom, Russia, Singapore, Slovakia, Sweden, Switzerland, Thailand, Turkey.

Nezúãastnûné ãlenské státy: Member Nations not represented: Algeria, Saudi Arabia, Argentina, Bulgaria, Chile, China, Croatia, Spain, Hungary, India, Iceland, Israel, Malaysia, Mexico, Portugal, Slovenia, Ukraine, Venezuela.

Nov˘ v˘konn˘ v˘bor (EC): New Executive Council: ãlenové/members zemû/country funkce/office období do/until A.Assis Brazil President Until 2004 A.M. Muir Wood United Kingdom Honorary President Until 2004 A. Haack Germany Past President Until 2004 H. Parker USA Vice President Until 2004 K. Sorbraten Norway Vice President Until 2004 J.-P. Godard France Past Vice President Until 2004 J. Hess Czech Republic Past Vice President Until 2004 A. Nordmark Sweden Until 2004 J. McKelvey South Africa Until 2004 K.Ono Japan Until 2005 H. Wagner Austria Until 2003 H. Oud Netherlands Until 2004 J. Zhao Singapore Until 2005 Y. Erdem Turkey Until 2005 C. Berenguier Secretary General Poradci/experts G. Ash Australia Until 2003 F. Vuilleumier Switzerland Until 2004

âlenství Membership Asociace zaregistrovala ãlenství dvou nov˘ch zemí (Chile a Chorvatsko) a 11 The Association has registered the membership of two new Member Nations nov˘ch ãlensk˘ch subjektÛ (1 korporaci a 10 individuálních ãlenÛ). Celkov˘ (Chile and Croatia) and of 11 nes Affiliate Members (1 Corporate Member poãet ãlensk˘ch zemí je 52 a 273 pfiidruÏen˘ch ãlenÛ (92 korporací a 181 and 10 Individual Members); the total results to 52 Member Nations and 273 individuálních ãlenÛ) po zapoãtení nov˘ch a rezignujících. Affiliate Members (92 Corporate Members and 181 Individual Members) taking into account radiations and resignations. Sdûlovací prostfiedky - Tribune: ãtyfii ãísla minulého roãníku o 152 stranách byla vydána nákladem Communication asi 3000 v˘tiskÛ. Navíc bylo vydáno zvlá‰tní ãíslo pod názvem „Why go Tribune: last year four issues of Tribune (152 pages) were published and underground?” a rozesláno správním úfiadÛm, mezinárodním asociacím about 3000 copies per issue were edited. In addition, a special issue entitled atd., aby prezentovaly ITA a také aby slouÏily jako prostfiedek k pfiesvûdão- “Why go Undergroud?” will be widely distributed to Governments, interna- vání vedoucích ãinitelÛ a manaÏerÛ o nezbytném vyuÏití podzemí v nûkte- tional associations, etc. In order to present ITA, and also to serve as a good r˘ch pfiípadech. - TUST: v roce 2001 byla publikována 4 ãísla obsahující 33 pfiíspûvkÛ autorÛ means to convince authorities or managers of the necessity to go underg- z 21 rÛzn˘ch zemí. Bylo vydáno zvlá‰tní ãíslo pod názvem „Tunnelling in round in some cases. Taiwan”. -Tunnelling and Underground Space Technology (TUST): in 2001, four issu- V pfií‰tím roce si dal TUST za cíl zvût‰it poãet ãísel ze 4 na 5 v roce s 40 – 45 es of TUST were published, consisting of thirty-three papers written by aut- ãlánky autorÛ z 20 – 25 zemí. Pracovní skupina ITA WG 2 „V˘zkum” bude své hors coming from twenty-one fifferent countries. In addition, a special issue dvû zprávy publikovat v TUST. Mimo to se plánuje vydat zvlá‰tní ãíslo zamû- has been edited on “Tunnelling in Taiwan.” fiené na „Tunnelling in Japan”. Next year TUST aims to increase its issues from 4 to 5 per year, consisting - Web site (http://www.ita-aites.org) by se postupnû mûla stát hlavním pro- of a total of 40 to 45 papers written by authors coming from 20 to 25 count- stfiedkem komunikace mezi ãleny ITA. V roce 2002 bude aktivováno spojení ries. The ITA Working Group No 2 “Research” will bring two reports into mezi TUST a ãlensk˘mi zemûmi a bude zahájeno soukromé fórum pro ãlen- TUST: Moreover, a special issue focused on “Tunnelling in Japan” is planned ské organizace. Internetová stránka dnes obsahuje na 1000 stran a byla nav- to be published. ‰tívena mûsíãnû 5000 rÛzn˘mi náv‰tûvníky z více neÏ 95 zemí. -Web site: would gradually become the main means of communication between members of ITA; in 2002 links will be activated with TUST and Member ITA Open session Nations and a private forum for Corporate Members will be set up. The web Byla letos vûnována velice v˘znamnému tématu: „Fire and Life Safety”. site now contains about 1 000 pages and is visited by 5 000 different visitors S ohledem na nedávné váÏné a katastrofální poÏáry v silniãních tunelech, jako per month coming from more than 95 countries. napfi. v tunelu Mont Blanc, v tunelu Tauern a Svatogothardském tunelu, vyÏaduje toto téma intenzivní diskusi na mezinárodní úrovni. Open session ITA open session ITA k tomu poskytla impuls spolu s workshopy pofiádan˘mi ITA ve ‰v˘car- ITA Open Session 2002 was devoted to a very topical subject: “Fire and Life ském Lausanne v bfieznu 2002. ZdÛraznila úsilí pracovní skupiny ITA WG 6, Safety”. Considering the recent servere and catastrophic fire accidents in která se zab˘vá zásadními otázkami poÏární bezpeãnosti v tunelech v sou- road tunnels as in the Mont-Blanc-Tunnel, the Tauerntunnel and the St- ãinnosti se sestersk˘mi organizacemi. Gotthard_Tunnel, this item calls for an intensified discussion on an international basis. The ITA Open Session gave an excellent stimulus in this directi- Pfií‰tí v˘roãí zasedání on followint the ITA organised workshops in Lausanne, Switzerland, in - Amsterdam 14. – 17. dubna 2003 u pfiíleÏitosti Svûtového tuneláfiského March 2000 and amending the efforts of ITA Working Group 6, dealing with kongresu ITA/AITES 2003 „(Re)claiming the Undergroung Space - Singapore 22. – 27. kvûtna 2004 bûhem Svûtového tuneláfiského kongresu structural fire safety in Tunnels, in correspondence with the sister organiza- ITA/AITES 2004 „Underground Space for Sustainable Urban Development” tions. - Turecko v roce 2005 na pozvání turecké národní skupiny. Next Annual meetings Podle tiskového komuniké zpracoval: - Amsterdam (Netherlands) from 14 to 17 April 2003, during the ITA-AITES In accordance with the press release compiled by: 2003 “(Re)claiming the Undergroud Space”. Ing. Karel Matzner - Singapore from 22 to 27 May 2004, during the ITA-AITES 2004 “Underground Space for Sustainbable Urban Development”. P¤EHLED âINNOSTÍ PRACOVNÍCH SKUPIN ITA/AITES - Turkey in 2005 on invitation of the Turkish National Group. WG 02 V˘zkum (Research) OVERVIEW OF ACTIVITY OF THE INDIVIDUAL WORKING GROUPS Práce - dokonãené: WG 02 Research studies Souãasn˘ stav navrhování tunelÛ z hlediska seismiky (State of Art Report on -completed: Seismic Design of Tunnels) Report on Seismic Design of Tunnels - in progress: Settlement induced by urban tunnelling 52 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

- rozpracované: Risk Analysis Sedání vyvozené tunelováním v mûstském zástavbû (Settlement induced by Site Investigation urban tunnelling) Anal˘za risku (Risk Analyzis) WG 03 Contractual Practises Underground Construction Staveni‰tní prÛzkum (Site Investigation) Studies - in progress: WG 03 Smluvní praktiky (Contractual Practises Underground Construction) Evaluation of Tenders for Consulting Engineers and Contractors Práce The Need for Better Management of Underground Projects - rozpracované: The Use of DRB (Dispute Resolution Board) as an Alternative Dispute Cenové návrhy tendrÛ pro projektanty a dodavatele (Evaluation of Tenders Resolution Mechanism for Consulting Engineers and Contractors) Opatfiení pro lep‰í fiízení podzemních akcí (The Need for Better Management WG 04 Subsurface Use of Underground Projects) UÏití DRB (dispute resolution board) jako alternativy pro fie‰ení rozporÛ (The Studies Use of DRB as an Alternarive Dispute Resolution Mechanism) - completed: Final discussion of the draft “Access Ways to Underground Space”- sum- WG 04 Plánování podzemí (Subsurface Planning) marization of national materials to the problems of access and exit ways for Práce road tunnels, subway stations, underground parkings or underground shop- - dokonãené: ping malls. The Working group will finish its activity by publication of the Závûreãné projednání konceptu materiálu „Pfiístupové cesty do podzemních final draft. prostor” (Access Ways to Underground Space) – sumarizace národních materiálÛ WG 05 Health and Safety in Works k problematice pfiístupov˘ch a únikov˘ch cest pro silniãní tunely, stanice Studies metra, podzemní parkingy a podzemní obchodní pasáÏe. Pracovní skupina - in progress: ukonãí svou ãinnost vydáním ãistopisu. Safety in Tunnelling – final draft for last discussion with the ITA/AITES executive council WG 05 Bezpeãnost a zdraví (Health and Safety in Works) Revision of the Tunnelling Safety Guidelines Práce - rozpracované: WG 06 Maintenance and Repair of Underground Structures Bezpeãnost pfii tunelování (Safety in Tunnelling) koneãn˘ text pro závûreãné Studies projednání s Executive Council ITA/AITES - in progress: Revize Smûrnice pro bezpeãnost práce pfii tunelování (Tunnelling Safety Resistance of Tunnel Structure to Fire – revision in cooperation with the Guidlines) PIARC representatives; proposals of criteria for tunnel safety were sent out to the working group members WG 06 ÚdrÏba a opravy podzemních objektÛ (Maintenance and Repair of Underground Structures) WG 12 Shotcrete Use Práce Studies - rozpracované: - completed: Ohniodolnost tunelov˘ch konstrukcí (Resistance of Tunnel Structure to Fire), revize ve spolupráci se zástupci PIARC, ãlenÛm prac. skupiny byly Overview of Fire Protection Mortars rozeslány návrhy kritérií bezpeãnosti v tunelech. Studies - in progress: WG 12 UÏití stfiíkaného betonu (Shotcrete Use) Shotcrete Support Mechanism- discussion on this topic proceeds Práce Watertight Linings- the study will be supplemented with reference lists - dokonãené: Pfiehled ohniodoln˘ch malt (Overview of Fire Protection Mortars) WG 13 Direct and Indirect Advantages of Underground Structures - rozpracované: Studies Podpûrn˘ mechanismus stfiíkaného betonu (Shotcrete Support Mechanism) - completed: – probíhá diskuse k této problematice. Underground or Above Ground – Making the Choice for Urban Mass Transit Vodotûsné ostûní (Watertight Linings) – práce bude doplnûna referenãními System- final draft for discussion with the ITA/AITES executive council. Final listy. wording will be subsequently published in the Tunnelling and Underground Space Technology magazine WG 13 Pfiímé a nepfiímé v˘hody podzemních staveb (Direct and Indirect Advantages of Underground Structures) WG 14 Mechanization of Excavation Práce Studies - dokonãené: - completed: Pod zemí nebo na povrchu – rozhodování pro volbu umístûní MHD Classification and Definition of TBMs (Underground or Above Ground – Making the Choice for Urban Mass Transit - in progress: System) – koneãn˘ text pro závûreãné projednání s Executive Council set of key entries and improvement of the database for users’ needs ITA/AITES. V˘sledné znûní bude publikováno v ãasopisu Tunnelling and Underground Space Technology. WG 15 Underground Works and the Environment Studies WG 14 Mechanizace v˘kopov˘ch prací (Mechanization of Excavation) - in progress: Práce Data from inquiry information are being elaborated, including current - dokonãené: Novelizace dfiívûj‰ího materiálu Klasifikace a definice razicích strojÛ underground structures with environmental purpose (information on app. (Classification and Definizion of TBMs) 200 structures collected). Collection of contributions on the second topic - rozpracované: “Problems of tunnel excavations using TBM from the environmental view- Sestava klíãov˘ch hesel a novelizace databáze pro potfieby uÏivatelÛ point” WG 15 Podzemní stavby a Ïivotní prostfiedí (Underground Works and the WG 16 Quality Environment) Studies Práce - in progress: - rozpracované: quality in technical features and procedures Zpracovávají podklady z anketních informací, zahrnujících aktuální podzem- ní stavby s environmentálním posláním (shromáÏdûny informace o asi 200 WG 17 Long Tunnels at Great Depth stavbách) a shromaÏìují pfiíspûvky pro druhé téma „Problematika tunelo- Studies v˘ch raÏeb pomocí TBM z hlediska Ïivotního prostfiedí”. - in progress: inquiry activity to the problems of risk assessment induced from extreme WG 16 Kvalita (Quality) conditions and management from the feasibility to operation (focused on Práce road and railway tunnels) - rozpracované: Kvalita po stránce technické a procedurální WG 18 Training Studies WG 17 Dlouhé tunely ve velk˘ch hloubkách (Long Tunnels at Great Depth) - in progress: Práce inquiry activity – fundamental data on tunnel structures in member countri- - rozpracované: es (both designed and realized). Collection of information from other WG, Dotazníková akce k problematice ohodnocení rizika plynoucího z extrémních which might prove useful in training and teaching podmínek a opatfiení vedení stavby od poãáteãních fází na projektu aÏ po uvedení do provozu (problematika zúÏena na tunely silniãní a Ïelezniãní). WG 19 Conventional Tunnelling WG 18 V˘cvik (Training) Newly formed Working group, at the opening session members delivered Práce information on current status in their countries, materials will be sent out via - rozpracované: the ITA website to all WG members for comments Dotazníková akce – základní data o tunelov˘ch stavbách v ãlensk˘ch zemích Studies (projektované i realizované) - in progress: Sbûr informací od ostatních WG mající pouÏitelnost pro v˘uku a v˘cvik collection of technical regulations and standards for tunnels from individual member countries WG 19 Klasické tunelování (Conventional Tunnelling) Skupina novû zaloÏená, na vstupním jednání ãlenové pfiednesli informace 53 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 o souãasném stavu ve sv˘ch zemích, materiály budou cestou ITA website WG 20 Urban Problems –Underground Solution zaslány k pfiipomínkám v‰em ãlenÛm WG. Newly formed Working group, at the opening session the members delive- Práce red information on the current status of decision-making in their countries - rozpracované: whether to use the underground or not. ShromáÏdûní techn. norem a pfiedpisÛ pro tunely z jednotliv˘ch ãlensk˘ch zemí WG will cooperate with the ACUUS (Associated Research Centres for the Urban Underground Space) – urban problems will be specified, classified WG 20 Urbanistické problémy – fie‰ení v podzemí (Urban Problems and examples of their solution using underground structures will be presen- –Underground Solution) ted. Skupina novû zaloÏená, na vstupním jednání ãlenové pfiednesli informace o souãasném stavu rozhodování, jak se v jejich zemích fie‰í problém, zda vyuÏít podzemí nebo nadzemí. WG bude spolupracovat s ACUUS (Asssociated Research Centers for the Urban Underground Space) – budou se specifikovat a klasifikovat urbanis- tické problémy a uvádût pfiíklady jejich fie‰ení podzemními stavbami. WG ITA/AITES âÍSLO/NO NÁZEV PRACOVNÍ SKUPINY/NAME OF THE WG JMÉNO âESKÉHO DELEGÁTA/CZECH DELEGATE

02 Ing. Pavel Pﬁibyl, CSc. ELTODO, a. s. V˘zkum/Research Dr. Ing. Alexandr Rozsypal, CSc. Sg- Geotechnika, a. s.

03 Smluvní praktiky/Contractual Practises Underground Construction Ing. Jaromír Zlámal POHL cz, a. s.

04 Plánování podzemí/Subsurface Planing Ing. Václav Vale‰ METROPROJEKT Praha, a. s.

05 Bezpeãnost a zdraví/Health and Safety in Works Není zástupce 06 ÚdrÏba a opravy podzemních konstrukcí Ing. Petr Vozárik METROSTAV, a. s. Maintenance and Repair of Underground Scructures

11 Ponoﬁované a plavené tunely/Immersed and Floating Tunnels Doc. Ing. Jan Vítek, CSc. METROSTAV, a. s.

12 UÏití stfiíkaného betonu/Shotcrete Use Ing. Pavel Polák METROSTAV, a. s. 13 Pfiímé a nepfiímé v˘hody podzemních konstrukcí Ing. Franti‰ek Polák METROSTAV, a. s. Direct and Indirect Advantages of Underground Structures Ing. Pavel Pfiibyl, CSc. ELTODO, a. s. 14 Ing. Jifií Mosler METROSTAV, a. s. Mechanizace v˘kopov˘ch prací/Mechanization of Excavation Ing. Vladimír Zeman METROSTAV, a. s.

15 Podzemní a Ïivotní prostﬁedí/Underground and Environment Ing. Richard ·nupárek, CSc. Ústav geoniky AV âR

16 Kvalita/Quality Ing. Jiﬁí Bûlohlav METROSTAV, a. s.

17 Dlouhé tunely ve velk˘ch hloubkách/Long Tunnels in Great Depth Není zástupce 18 Dr. Ing. Jan Pru‰ka Stavební fakulta âVÚT V˘cvik/Training Doc. Ing. Karel Vojtasik, CSc. Vysoká ‰kola báÀská 19 Ing. Otakar Hasík METROPROJEKT Praha, a. s. Klasické tunelování/Conventional Tunnelling Ing. Václav Soukup METROSTAV, a. s. 20 Urbanistické problémy - ﬁe‰ení v podzemí Ing. Václav Vale‰ METROPROJEKT Praha, a. s. Urban Problems - Undreground Solution

Ing. Václav Vale‰ ãlen pfiedsednictva âTuK CTuC Council member PRAÎSKÉ GEOTECHNICKÉ DNY 2002 PRAGUE GEOTECHNICAL DAYS 2002 Jako kaÏdoroãnû probûhly v Praze v polovinû kvûtna PraÏské geotechnické As usually, Prague Geotechnical Days, organized by SG Geotechnika in coo- dny organizované SG Geotechnikou ve spolupráci s âeskou geotechnickou peration with the Czech Geotechnical Association and the Czech Committee spoleãností a âesk˘m v˘borem pro mechaniku zemin a zakládání staveb. for soil mechanics and construction planning, took place in Prague in the Ve‰keré finanãní náklady sponzorovala jako obvykle SG Geotechnika. middle of May. All financial costs have been covered by SG Geotechnika as Leto‰ní roãník byl pozoruhodn˘ tfiemi aspekty. usual. This year’s meeting was extraordinary in three points. Prvním byla skuteãnost, Ïe hlavní téma semináfie bylo poprvé vûnováno Firstly, main topic of the seminar was devoted to application of rock mecha- aplikacím mechaniky hornin pro podzemní stavby. Navíc byl vlastní semináfi nics for underground structures for the first time. Moreover, the seminar was zavr‰en workshopem, kter˘ byl zamûfien na „Otázky geotechnického prÛ- closed by a workshop, which was focused on "questions of geotechnical zkumu pro projektování a v˘stavbu tunelÛ”. exploration for design and construction of tunnels." Druhou pozoruhodností bylo, Ïe v rámci PraÏsk˘ch geotechnick˘ch dnÛ byla Secondly, already tenth Prague international lecture was delivered within pfiednesena jiÏ desátá PraÏská mezinárodní pfiedná‰ka. RovnûÏ její téma: the Geotechnical days. Also this topic - Geotechnical Aspects of Tunnelling Geotechnical Aspects of Tunneling Projects along the High Speed Rail Link Projects along the High Speed Rail Link Cologne - Rhein/Main – was of extra- Cologne – Rhein/Main bylo pro specialisty podzemních staveb mimofiádnû ordinary interest for the specialists in underground structures. Prof. Dr. Ing. zajímavé. Pfiedná‰ejícím byl Prof. dr. ing. E. h. Manfred Nussbaumer, M.Sc. E. h. Manfred Nussbauer, M. Sc. from Germany was the lecturer. z Nûmecka. And last but not least, the academician Záruba’s Award for young geotech- Koneãnû poslední zvlá‰tností bylo, Ïe na semináfii byla poprvé vefiejnû nicians under 35 years of age was openly declared at the seminar for the first vyhlá‰ena cena Akademika Záruby pro mladé geotechniky do vûku 35 let. time. Seminar Semináfi Digest of individual lectures at the seminar is following: Základní teze jednotliv˘ch pfiedná‰ek semináfie byly následující: 1) Rock mechanics, current situation in the field and response to challenges 1) Mechanika hornin, souãasn˘ stav oboru a odpovûì na v˘zvy budoucnosti of the future (Doc. Ing. Karel Drozd, CSc.) (Doc.Ing. Karel Drozd, CSc.) This contribution was based on complex evaluation of specialists’ articles, Tento pfiíspûvek byl zaloÏen na komplexním zhodnocení ãlánkÛ specialistÛ published at all consequent world conferences of the International Society zvefiejÀovan˘ch na v‰ech po sobû jdoucích svûtov˘ch konferencích for Rock Mechanics (ISRM). The contribution showed individual trends in Mezinárodní spoleãnosti pro mechaniku hornin (ISRM). Pfiíspûvek ukázal development of rock mechanics in almost 40 years and emphasized current jednotlivé trendy ve v˘voji mechaniky hornin za témûfi 40 let a zdÛraznil problems, which await rock mechanics within immediate future. An overview as well as rating of monothematic conferences, organized by ISRM in aktuální problémy, které mechaniku hornin ãekají v bezprostfiední budouc- the years between international congresses, was also part of the contributi- nosti. Souãástí pfiíspûvku byl i pfiehled a hodnocení monotematick˘ch kon- on. The author submitted another useful piece of information, and thus an ferencí, pofiádan˘ch ISRM v letech mezi mezinárodními kongresy. UÏiteãnou overview of congressional proceedings available in the Czech Republic. 54 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 informací, kterou autor poskytl, byl i pfiehled v âR dostupn˘ch kongreso- 2) Purposes of subsurface laboratories for construction of nuclear waste sto- v˘ch sborníkÛ. rages (Doc. Ing. Alexandr Rozsypal, CSc.) This lecture was focused on specific attributes of rock mechanics by rese- 2) Cíle podzemních laboratofií pro v˘stavbu podzemních úloÏi‰È radioaktiv- arch, design and construction of underground nuclear waste storages. ních odpadÛ (Doc.Ing. Alexandr Rozsypal, CSc.) Attention was devoted to explanation of intertwined effects of heat, water, high and long-term loading as well as chemical impact of these effects on Tato pfiedná‰ka se zamûfiila na specifika mechaniky hornin pfii v˘zkumu, pro- alterations in mechanical rock attributes and ways how to take them into jektování a v˘stavbû podzemních úloÏi‰È jaderného odpadu. Pozornost byla consideration by design and operation of underground storages. zamûfiena na vysvûtlení provázan˘ch úãinkÛ tepla, vody, vysokého a dlou- Participants of the seminar also learned about researches on this topic, hodobého zatíÏení i chemického pÛsobení úãinkÛ na zmûny mechanick˘ch which are currently under preparation or in progress both in the Czech vlastností hornin a zpÛsob, jak je vzít v úvahu pfii projektování a provozu Republic and abroad. podzemních úloÏi‰È. Úãastníci semináfie byli také seznámeni s v˘zkumy, The lecture pointed out the fact that the new demand for preservation of the které na toto téma probíhají nebo se pfiipravují v zahraniãí i v âR. ability to freely at any time lift the deep-stored nuclear waste back to surfa- Pfiedná‰ka upozornila na skuteãnost, Ïe nov˘ poÏadavek na uchování schop- ce significantly shifts this issue from the geological field, to which it so far nosti kdykoliv vyjmout uloÏen˘ jadern˘ odpad z hlubinného úloÏi‰tû zpût na belonged, to more of an engineering and geotechnical one. povrch v˘raznû posouvá problematiku podzemního úloÏi‰tû z polohy geolo- 3) Capabilities and limitations of mathematical modelling in construction of gické, ve které se dosud nacházel, do polohy inÏen˘rského a geotechnického tunnel structures (Ing. Radko Bucek, Ph.D.) problému. Within this lecture, the speaker concentrated on not generally known fact, that a mathematical modelling of reaction of the tunnel lining and rock mas- 3) MoÏnosti a omezení matematického modelování pfii v˘stavbû tunelov˘ch sif on removal of stress due to an excavation has several obstacles and limi- staveb (Ing. Radko Bucek, Ph.D.) tations in the process of designing and building underground structures. V této pfiedná‰ce se referent zamûfiil na nikoliv v‰eobecnû známou skuteã- The speaker started with differing behaviour of soils and faulted rocks in nost, a to, Ïe matematické modelování reakce tunelového ostûní a hornino- construction of tunnels from the viewpoint of deformation effects as well as vého masivu na odlehãení v˘rubem má pfii projektování a pfii v˘stavbû pod- from a computational one. Moreover he delivered a brief overview and com- zemních staveb fiadu úskalí a omezení. parison of tunnelling methods using rigid lining with those using lining that Referent vy‰el z rozdílného chování zemin a poru‰en˘ch hornin pfii v˘stavbû allows deformation. He devoted large attention to the function of shotcrete tunelÛ, a to jak z hlediska deformaãních projevÛ, tak i z hlediska v˘poãetního. and anchors in the excavation support. He also into detail described possible measures used for the face stabilization and for reduction of terrain sett- Dále podal struãn˘ pfiehled a porovnání tunelovacích metod vyuÏívajících lement above shallow tunnels. A separate part of the lecture was devoted to tuhé obezdívky s tunelovacími metodami pouÏívajícími obezdívky umoÏÀu- questions of dimensioning primary and secondary linings. The very essence jící pfietvofiení. Velkou pozornost vûnoval funkci stfiíkaného betonu a kotev pfii of the lecture then concerned modelling of tunnel excavations and its limita- stabilizaci v˘rubu. Podrobnû také popsal moÏná opatfiení pouÏívaná ke stations according to used constitutive models and real behaviour of rock mas- bilizaci ãelby a omezení sedání terénu nad mûlk˘mi tunely. Samostatná ãást sif and soils. In the end the author summarized the significance of using pfiedná‰ky byla vûnována otázkám dimenzování primární computational models in design and excavation of tunnels. He emphasized, a sekundární obezdívky. Jádrem pfiedná‰ky pak byly otázky modelování that by their application one has to be aware of the actual limitations, which raÏby tunelÛ a jeho omezení vzhledem k pouÏívan˘m konstituãním mode- exist in that given calculation. Without a possibility of correction of the mat- lÛm a ke skuteãnému chování horninového masivu a zemin. V závûru autor hematical models’ results according to the results of direct measurement of shrnul v˘znam vyuÏití v˘poãetních modelÛ pfii projektování a raÏbû tunelÛ. real behaviour of the tunnel lining/rock massif system, model results always ZdÛraznil, Ïe pfii jejich aplikaci je si tfieba b˘t vûdom konkrétních omezení, have to be viewed with certain caution. která v daném v˘poãtu existují. Bez moÏnosti korekce v˘sledkÛ matematic- 4) Experimental research of the geological properties of rocks kého modelování v˘sledky pfiím˘ch mûfiení skuteãného chování systému (RNDr. Vladimír Rudajev, CSc.) tunelové ostûní-horninov˘ masiv je tfieba jeho v˘sledky brát vÏdy s urãitou The one before last lecture was focused on the problems of deformational opatrností. behaviour of rocks, which are exposed to permanent high and unchanged loading. The lecture concentrated on the following aspects of these pro- 4) Experimentální v˘zkum reologick˘ch vlastností hornin blems: (RNDr. Vladimír Rudajev, DrSc.) - Significance of determination of geological properties of rocks Pfiedposlední pfiedná‰ka byla zamûfiena na problematiku deformaãního cho- - Measured parameters (deformation, effective force, ultrasound emissions, vání hornin, které jsou vystaveny dlouhodob˘m, vysok˘m, stále stejn˘m ultrasound rays) zatíÏením. Pfiedná‰ka se zamûfiila na následující aspekty této problematiky: - Silenced press apparatus, acoustic apparatus – arrangement of experi- - v˘znam stanovení reologick˘ch vlastností hornin ments - Methods of data processing - mûfiené parametry (deformace, pÛsobící síla, ultrazvuková emise, ultra- The lecturer supplemented the lecture with several interesting examples zvukové prozafiování) from actual experiments. - aparatury bezhluãn˘ lis, akustická aparatura atd. - uspofiádání experimentÛ - metody zpracování dat (pfiedná‰ející doprovodil pfiedná‰ku fiadou zajíma- 5) Theoretical and experimental research of impact of heat and high pressu- v˘ch pfiíkladÛ z konkrétních experimentÛ) res on mechanical properties of rocks (Doc. Ing. Richard ·Àupárek, CSc.) The last fifth lecture of the specialized seminar suitably appended on the lec- 5) Teoretick˘ a experimentální v˘zkum vlivu tepla a vysok˘ch tlakÛ na ture on underground laboratories for construction of nuclear waste storages mechanické vlastnosti hornin (Doc.Ing. Richard ·Àupárek, CSc.) by presenting actual research programs and measurement results of the Pátá a poslední pfiedná‰ka odborného semináfie vhodnû doplnila pfiedná‰ku impact of heat on mechanical properties of rocks. o podzemních laboratofiích pro v˘stavby úloÏi‰È jaderného odpadu s tím, Ïe The discussed research advanced both experimentally and using mathema- byly ukázány konkrétní v˘zkumné programy a v˘sledky mûfiení vlivu tepel- tical modelling. Gneiss rocks from the Skalka locality were targeted by the experiment. This locality is in consideration for a transitory nuclear waste né zátûÏe na zmûnu mechanick˘ch vlastností hornin. storage in the Czech Republic. Conclusions of the research were relatively V˘zkum, o kterém bylo referováno, probíhal jak experimentálnû, tak i mate- optimistic. It turned out that temperature within 80°C, which is an estimated matick˘m modelováním. ExperimentÛm byly podrobeny rulové horniny temperature in the underground transitory nuclear waste storage, would not z lokality Skalka. Ta pfiipadá v úvahu jako mezisklad jaderného odpadu v âR. have significant impact on mechanical properties of rocks. Alteration of the Závûry v˘zkumu byly pomûrnû optimistické. Ukázalo se, Ïe teplota do 80°C, mechanical properties could occur especially if the rocks containing minerals coÏ je teplota pfiedpokládaná v podzemním meziskladu jaderného odpadu, with various thermal expansion. In that case micro-cracking could arise. nebude mít na mechanické vlastnosti podstatn˘ vliv. K ovlivnûní mechanic- However, only temperatures of app. 400-500°C could mean significant alte- k˘ch vlastností mÛÏe dojít zejména tehdy, obsahuje-li hornina minerály ration of the rock properties. s rÛznou teplotní roztaÏností. Tehdy mÛÏe docházet ke vzniku mikrotrhlin. AÏ teploty okolo 400-500°C mohou ale znamenat podstatné zmûny vlastností Academician Quido Záruba’s Award skalních hornin. Academician Quido Záruba’s Award was given away at the seminar this year for the first time. This award is dedicated to young geotechnicians under 35 years of age for achievements in the field of geotechnical research, explora- Udûlení ceny Akademika Quido Záruby tion as well as construction practise in civil engineering, especially underg- V leto‰ním roce byla v rámci semináfie poprvé udûlena cena Akademika round structures. From this year on, the award will be annually given away Q. Záruby. Tato cena je urãena mlad˘m geotechnikÛm do 35 let za práce by the Czech Geotechnical Association, the Czech Association of Engineering z oblasti geotechnického v˘zkumu, prÛzkumu i stavební praxe inÏen˘rsk˘ch, Geologists and the company Stavební geologie – geotechnika a.s., which zejména podzemních staveb. Cenu od leto‰ního roku udûlují kaÏdoroãnû also sponsors the entire activity. âeská geotechnická spoleãnost, âeská asociace inÏen˘rsk˘ch geologÛ 4 nominations for the award were submitted for works carried out in 2001. a spoleãnost Stavební geologie – geotechnika, a. s., která také celou akci An independent jury selected the work of Ing. Jan Novotn˘ „Analysis of sponzoruje. impact of water on slope stability in clayey rocks. Along with his diploma, Na udûlení ceny za práce provedené v roce 2001 byly pfiedloÏeny celkem Ing. Jan Novotn˘ received a cheque from Stavební geologie – geotechnika a.s. to cover participation fee at this year’s international conference of young 4 nominace. Nezávislá hodnotící komise vybrala k ocenûní práci Ing. Jana geotechnicians, which takes place in Dublin in September. Novotného „Anal˘za vlivu vody na stabilitu svahu v jílovit˘ch horninách”. This award is naturally also open for those young geotechnicians active in Spolu s diplomem pfievzal Ing. Jan Novotn˘ od Stavební geologie - tunnel engineering, and the jury asks young engineers from this field to sub- Geotechniky, a. s. ‰ek na úhradu ãlenského pfiíspûvku na leto‰ní mezinárod- mit their works in the year 2002 in accordance with the award rules. ní konferenci mlad˘ch geotechnikÛ, která se koná v záfií v Dublinu. Tato cena je samozfiejmû otevfiena i pro mladé geotechniky, pÛsobící v tune- Workshop lovém stavitelství a hodnotící komise vyz˘vá mladé inÏen˘ry z této oblasti, A workshop has become almost traditional event at the Prague Geotechnical aby své práce za rok 2002 ve smyslu pravidel pro udûlování ceny pfiedloÏili. Days. This year it was chaired by Prof. Ing. Barták DrSc. Two questions were submitted for discussion : Workshop - significance of exploratory galleries in design and construction of tunnels JiÏ tradiãní událostí na PraÏsk˘ch geotechnick˘ch dnech byl Workshop. - the NATM - fiction or reality Each question was introduced by two opening speeches, which were meant V leto‰ním roce jej moderoval Prof. Ing. J. Barták, DrSc. K diskusi byly pfied- to start discussion. Correspondent topics were therefore given from mutual- loÏeny dvû otázky: ly controversial standpoints. As for the first question, it was introduced by - V˘znam prÛzkumn˘ch ‰tol pfii projektování a v˘stavbû tunelÛ Ing. Rupp from Geotest Brno and Ing. Vrba from SG Geotechnika Prague. In - NRTM – fikce nebo skuteãnost the same way, second question was introduced by Prof. Bucek from KaÏdá otázka byla uvedena dvûma vstupy, které mûly navodit diskusi. Metrostav and Ing. Vesel˘ from SG Geotechnika. Pfiíslu‰ná témata proto byla podána ze vzájemnû kontroverzních pozic. Této An unusually large number of participants took part in the workshop (app. úlohy se ujali k první otázce ing. Rupp z Geotestu Brno a ing. Vrba z SG- 80). Almost 40 very interesting points were marked during the discussion. All Geotechnika Praha. of the points were taken down, and the organizers will strive to submit the Druhou otázku stejn˘m zpÛsobem uvedli prof. Bucek z Metrostavu most interesting ones to readers of the Tunel magazine in one of its next a ing. Vesel˘ z SG-Geotechnika. issues. Workshopu se zúãastnil neb˘vale vysok˘ poãet úãastníkÛ (cca 80). V diskusi bylo zaznamenáno témûfi 40 velmi zajímav˘ch vstupÛ. V‰echny byly Doc. Ing. Alexandr Rozsypal, CSc. zaznamenány a v nûkterém z dal‰ích ãísel se organizátofii pokusí ãtenáfiÛm ãasopisu Tunel pfiedloÏit nejzajímavûj‰í postfiehy, které diskuse pfiinesla. 55 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

Z âINNOSTI SEKCE SILNIâNÍ TUNELY âSS ACTIVITY OF THE CRA ROAD TUNNELS DEPARTMENT V souladu s plánem ãinnosti na r. 2002 se uskuteãnilo dne 17. 6. 2002 jed- In correspondence with the plan of activity for the year 2002, session of the nání sekce na ¤editelství silnic a dálnic v Praze. department took place at the Directorate of Roads and Motorways on June 17, 2002. Vedle informací ing. Smolíka z ãinnosti Rady silniãní spoleãnosti, rad ãaso- Beside information from Ing. Smolík on activity of the Council of the Road pisÛ Silniãní obzor a Tunel bylo jednání zamûfieno na: Association, and editorial boards of Road Review and Tunel magazines, the - Prezentaci zahájení raÏby prÛzkumné ‰toly tunelu MO Praha úsek ·pejchar- session was aimed at: Pelc Tyrolka, kterou provedli pracovníci projektanta SATRA, a. s. - presentation of commencement of excavation of the exploratory gallery in - Informaci o jednání komisí bezpeãnosti a vûtrání v rámci komise C5 AICPR the Prague City Circle (CC) tunnel, section ·pejchar – Pelc Tyrolka, which was v Grazu – referoval ing. Závafika. carried out by employees of the designer SATRA Inc.; - Pokraãování spolupráce s komisí C5 AICPR ukládání a pfiístup k informacím - Information on session of committees on safety and ventilation within the frame of the AICPR C5 committee in Graz – referred by Ing. Závafika; a vyuÏívání web stránky Komitétu ITA/AITES, referoval ná‰ zástupce v komisi - Continued cooperation with the AICPR C5 committee, storage and access C5 ing. Zlámal to information and use of the ITA/AITES web site – referred by our represen- - Informaci o vydané TP MOS ã.154 (k dosaÏení na objednávku u Eltoda tative in the C5 committee Ing. Zlámal; Praha) o stavu rozpracovanosti TP MDS ã. 98. Technologické vybavení tunelÛ - Information on the newly issued specifications TP MTC no. 154 (available pozemních komunikací podal doc. ing. Pfiibyl. V závûru tohoto bodu bylo on request by Eltodo Prague) and status of the prepared specifications TP konstatováno úsilí o urychlené projednání schválení MDS. âlenové sekce MTC no. 98 Technical equipment of road tunnels, submitted by Doc. Ing. proto podají své pfiipomínky k materiálu do 07/2002. Pfiibyl. An effort for enhanced processing and approval by the MTC was - âlenové sekce byli informováni o práci na projektu bezpeãnosti úseku MO expressed at the end of this point. Therefore, members of the department will submit their comments to the material no later than July 2002; Zlíchov – Pelc Tyrolka, kter˘ se zpracovává na objednávku mûstského inves- - Members of the department were notified about work on the safety project tora Praha – referoval ing. Bednáfi. at the CC section Zlíchov - Pelc Tyrolka, which is being elaborated on com- - Podstatná ãást v diskusi byla vûnována problematice sjednocení zásad mission of the Prague’s city investor – referred by Ing. Bednáfi; a názorÛ na vûtrání, vûtrání pfii poÏárech, únikové cesty a dal‰í problemati- - Significant part of the discussion was devoted to the problems of unificati- ku bezpeãnosti. V závûru byla zdÛraznûna nutnost vytvofiení jednotících on of standards and opinions on ventilation, ventilation by fires, emergency podmínek a kritérií pro v‰echny tunelové projekty v dané dobû hlavnû pro exits and further safety issues. In the end, a need for creation of unifying dálniãní úseky dálnice D8. conditions and criteria for all tunnel projects, in that time mainly for sections - âtenáfie na‰eho ãasopisu informujeme na vydání ÚDI-Data o dopravû of the D8 highway, was emphasized. - We inform our magazine’s readers about publication of ÚDI-Data on traffic v Praze 2001. in Prague in 2001. ROADWARE 2002 Ing. Petr Vozarik V pofiadí jiÏ osm˘ Mezinárodní silniãní veletrh Roadware 2002 se konal ROADWARE 2002 v Praze v PrÛmyslovém paláci na V˘stavi‰ti ve dnech 28. aÏ 30. kvûtna 2002. Pofiadatelem byla âeská silniãní spoleãnost, akci zaji‰Èovala agentura Viaco. Already the 8th International road fair Roadware 2002 took place in Prague Leto‰ního roãníku se zúãastnilo 96 firem, z toho 18 firem poprvé. in the PrÛmyslov˘ palác (Industrial Palace) at V˘stavi‰tû during May 28-30, 2 2002. It was held under auspices of the Czech Road Association and organi- Na v˘stavní plo‰e 1400 m instalovaly své expozice investorské, projekãní zed by the Viaco agency. 96 companies participated this year, 18 of them for a realizaãní organizace zamûfiené na silniãní stavitelství. Vedle tûchto orga- the first time. On an area of 1400 m2, owners, designers and contractors nizací mûly v˘znamné zastoupení i firmy zab˘vající se v˘robou materiálu. focused on road engineering installed their exhibitions. Beside these organi- V katalogu je v pfiehledu uvedena kategorizace expozic dle náplnû ãinnosti. zations, also companies producing materials were significantly represented. V kategoriích geotechnika, zakládání staveb a podzemní stavby se pfiedsta- Classification of the exhibitions according to the field of activity is stated in vilo asi 13 expozic vã. ãlenÛ ITA/AITES jako napfi. Metrostav, a. s., Subterra, the catalogue’s overview. Within categories Geotechnics, Founding of a. s, ÎS Brno, a. s., Doprastav, a. s. Structures and Underground Structures, 13 exhibitions including ITA/AITES members such as Metrostav Inc., Subterra Inc., ÎS Brno Inc. and Doprastav Organizování silniãního veletrhu Roadware je jednou z v˘znamn˘ch ãinností Inc., were presented. silniãní spoleãnosti. TûÏi‰tûm aktivit âeské silniãní spoleãnosti je práce Organizing the Road fair Roadware is one of the significant activities of the poboãek a odborn˘ch sekcí. V tûchto sekcích jsou sdruÏeni odborníci z rÛz- Road Association. The work of branch-offices and specialized departments n˘ch pracovi‰È z celé republiky. Jejich ãinnost spoãívá pfiedev‰ím v pofiádání are the key activities of the Czech Road Association. Professionals from vari- odborn˘ch akcí, jak˘mi b˘vají semináfie, konference nebo firemní prezentace. ous workplaces throughout the entire republic are grouped in these depart- Sekce vyuÏívají a podporují ‰ífiení nejnovûj‰ích poznatkÛ daného oboru ments. Their activity lies mostly in organization of specialized meetings, a ãerpají z domácích i zahraniãních odborn˘ch zdrojÛ. V jejich fiadách (ãasto such as seminars, conferences or company presentations. Departments use ve funkci pfiedsedy sekce) jsou na‰i pfiední odborníci, ktefií buì jako ãlenové, and support spreading newest knowledge in the particular fields and gain from both domestic and foreign professional sources. Our top professionals nebo korespondenti pracují také ve v˘borech Svûtové silniãní asociace (commonly as department chairmen) are among them, and either as mem- AIPCR/PIARC. V souãasnosti pracuje v rámci âSS osm odborn˘ch sekcí bers or correspondents also work in committees of the World Road zamûfien˘ch na tyto profesní obory: Association AIPRC/PIARC. Currently, 8 specialized departments focused on - správu a údrÏbu komunikací the following fields run under the CRA : - povrchové vlastnosti vozovek - cementobetonové vozovky - Administration and maintenance of roads - asfaltové vozovky - Road surface properties - Cement-concrete roads - silniãní a mûstské dopravní inÏen˘rství - Asphalt roads - silniãní tunely - Road and urban traffic engineering - zemní práce, odvodnûní a spodní stavbu - Road tunnels - telematiku - Ground works, water draining and substructure - Telematics âSS usiluje nyní o roz‰ífiení a zmûny v poãtu a zamûfiení sekcí tak, aby co nejvíce odpovídaly nové struktufie AIPRC/PIARC a jejím v˘borÛm. The CRA now tries hard to increase the number and alter the focus of departments so that they would in the best way possible correspond with the new Zahraniãní styky structure of AIPRC/PIARC and its committees. âeská silniãní spoleãnost spolupracuje s obdobn˘mi organizacemi v zahra- Foreign Relations niãí, pfiedev‰ím na Slovensku a v blízk˘ch evropsk˘ch zemích. Je dlouhole- The Czech Road Association cooperates with similar organizations abroad, t˘m ãlenem Stálého mezinárodního sdruÏení silniãních kongresÛ se sídlem especially in Slovakia and close European countries. It is a long-term mem- v PafiíÏi, které na kongresu v roce 1995 pfiijalo nov˘ název Svûtová silniãní ber of the Permanent international association of road congresses based in asociace (World Road Association-AIPRC/PIARC). V patnácti technick˘ch Paris, which adopted a new title World Road Association (AIPRC/PIARC) at a v˘borech má âeská silniãní spoleãnost své zástupce, ktefií ve v˘borech trva- congress in 1995. Czech Road Association has its representatives in 15 tech- le pracují a podle moÏností se úãastní i jejich zasedání, ta se konají zpravi- nical committees. They work permanently in these committees and due to possibilities also take part in their sessions, which usually take place twice a dla jednou za pololetí. Od poloviny devadesát˘ch let je âSS také ãlenem year. The CRA is also member of the International Road Federation (IRF) Mezinárodní silniãní federace (International Road Federation-IRF). Pro akti- since half of the 1990s. For activities and use of information and knowledge vity a vyuÏívání informací a poznatkÛ obou svûtov˘ch organizací byly pfii from both world organizations, national committees were formed under âSS ustaveny národní komitéty, v nichÏ jsou soustfiedûni ‰piãkoví odborní- CRA, in which top professionals as well as major business subjects in the ci a rozhodující podnikatelské subjekty âeské republiky. Czech Republic are grouped. Ediãní ãinnost Editorial Activity Publishing the Road Review magazine is the main editorial activity. It is the Hlavní ãástí ediãní ãinnosti je vydávání ãasopisu Silniãní obzor. Jde o jedi- only specialized magazine of its kind, used by professionals both in the n˘ svého druhu odborn˘ ãasopis vyuÏívan˘ odborníky v âeské republice Czech Republic and Slovakia. Road Review has existed already since 1922. i na Slovensku. Silniãní obzor existuje jiÏ od roku 1922. Díky krátkému pfie- Due to a short pause in publication, its jubilee 60th issue was published in ru‰ení ve vydávání vy‰el v roce 1999 jeho „jubilejní" ‰edesát˘ roãník. Je 1999. It presents a welcomed space for publication of scientific knowledge or vítan˘m místem pro publikaci poznatkÛ vûdy a praxe oboru, jakoÏ i pro nej- experience from the field, as well as for various information and advertise- rÛznûj‰í informace a inzerci. U pfiíleÏitosti celostátní konference a meziná- ments. By the occasion of national conference and international road fair rodního silniãního veletrhu Roadware vychází Silniãní obzor ve zvlá‰tní Roadware, Road Review is published in special format with richer presenta- úpravû, s bohat‰í prezentací firem a organizací. tion of companies and organizations. Lately, articles from the field of tunnel engineering have appeared in this V posledních letech se ve v˘razné mífie v tomto ãasopise objevují i ãlánky magazine in greater scale, mostly due to contribution of members of the z oboru tunelového stavitelství, hlavnû pfiispûním ãlenÛ sekce Silniãní tunely, Road tunnels department, majority from which are also ITA/AITES members z nich vût‰ina je souãasnû ãleny ITA/AITES. at the same time. Ing. Petr Vozarik 56 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

ZPRAVODAJSTVÍ âESKÉHO TUNELÁ¤SKÉHO KOMITÉTU ITA/AITES

ITA/AITES CZECH TUNNELLING COMMITTEE REPORTS

INFORMACE PRO âLENY âTuK ITA/AITES INFORMATION FOR CTuC ITA/AITES MEMBERS: Z Á P I S MINUTES ZE ZASEDÁNÍ VALNÉHO SHROMÁÎDùNÍ FROM THE GENERAL ASSEMBLY âTuK ITA/AITES, OF CTuC ITA/AITES MEMBERS HELD ON KTERÉ SE KONALO DNE 30. KVùTNA 2002 THE 30 MAY 2002

Pfiítomni: 42 delegátÛ zastupujících 32 ãlensk˘ch organizací, 8 individuál- aby je dodrÏovali. Do Amsterodamu je dosud pfiihlá‰eno 9 na‰ich pfiíspûvkÛ ních ãlenÛ, ãlenové pfiedsednictva a sekretariátu âTuK, pfiedseda RR TUNEL z nûkolika organizací (dle informací od pofiadatele!), ale do sekretariátu a 2 zástupci Slovenské tuneláfiské asociace, celkem 55 pfiítomn˘ch dle pre- nedo‰el ani jeden abstrakt. V diskusi k tomuto bodu vystoupili Prof. Barták, zenãní listiny uloÏené v sekretariátu Prof. Aldorf, Ing. Hess, ktefií upozornili na dal‰í konference pfiíbuzn˘ch Omluveni: Ing. Barto‰, Ing. Vl. Horák, Ing. Studénka, Ing. ·Èastn˘ oborÛ s velk˘m podílem pfiíspûvkÛ t˘kajících se podzemních konstrukcí. Program: podle pozvánky Pfiedané podklady: 5. Zpráva o v˘sledku hospodafiení v roce 2001, ãerpání rozpoãtu na rok 2002 - Pozvánka s programem jednání a návrh na úpravu ãlensk˘ch pfiíspûvkÛ (Ing. Doubek) - Pfiehled na‰ich zástupcÛ ve WG ITA/AITES (k bodu 3) Na pracovním shromáÏdûní âTuK v Brnû jsme úãastníky podrobnû informo- - Aktualizovan˘ adresáfi ãlenÛ a pfiedsednictva âTuK vã. e-mailÛ vali o napjaté ekonomické situaci komitétu, která vznikla ukonãením ãlenství nûkter˘ch velk˘ch firem (likvidace apod.) a prodlením v platbách Slovenské 1. Pfiivítání pfiítomn˘ch a zpráva o ãinnosti âTuK za období od podzimního tuneláfiské asociace. Solventnost komitétu se podafiilo díky porozumûní pracovního shromáÏdûní v Brnû (Ing. Hess) nûkter˘ch ãlensk˘ch organizací udrÏet, ale celkovû jsme v roce vykázali ztrátu Pfiedseda ocenil hojnou úãast delegátÛ na‰ich ãlensk˘ch subjektÛ a zvlá‰tû ve v˘‰i 251,2 tis. Kã. Hlavním dÛvodem je odpis nedobytn˘ch poloÏek pak i zástupce Slovenské tuneláfiské asociace Ing. Kelé‰iho a Ing. Vodních staveb, Vojensk˘ch staveb aj., zv˘‰ené náklady na distribuci ãaso- Frankovského. pisu Tunel na Svûtovém kongresu v Milánû a jeho pfievod na internet âinnost komitétu a jeho pfiedsednictva vycházela z usnesení pracovního a nesplnûn˘ rozsah inzerce. shromáÏdûní v Brnû a soustfiedila se rovnûÏ na zaji‰tûní úãasti a prezentaci Odsouhlasená úprava ãástek za poradenskou ãinnost byla promítnuta do pfiíspûvkÛ na‰ich ãlenÛ na Svûtovém tuneláfiském kongresu v Sydney dodatkÛ obchodních smluv, které byly vesmûs podepsány, a tím podloÏen v bfieznu t. r. Ve smyslu usnesení byly uzavfieny dodatky smluv na poraden- jiÏ schválen˘ rozpoãet na leto‰ní rok. Jeho plnûní k 30. dubnu je pfiíznivé: skou ãinnost s ãlensk˘mi organizacemi. Pfiedsednictvo se úãastnilo prvního ãerpání v˘dajÛ na 23,8 %, pfiíjmÛ z prodeje sluÏeb na 70,9 % a z pfiíspûvkÛ zasedání Pfiípravného v˘boru konference PS Praha 2003 a schválilo její rám- na 87,9 %. Stav neuhrazen˘ch faktur z minul˘ch let ãiní 252,7 tis. Kã vã. covou koncepci. Na svém fiádném zasedání v kvûtnu t. r. pak schválilo na‰e dosud ne zcela splaceného dluhu STA, o nûmÏ se právû se slovensk˘mi dal‰í zástupce do WG ITA/AITES, podrobnû projednalo ekonomickou situaci, kolegy jedná. stav ãlenské základny, problematiku pofiádání Svûtového tuneláfiského kon- Ve Statutu âTuK je stanovena v˘‰e ãlensk˘ch pfiíspûvkÛ takto: ãlenské sub- gresu a pfiípravu tohoto valného shromáÏdûní. jekty do 25 pracovníkÛ 2000 Kã, nad 25 pracovníkÛ 5000 Kã. ProtoÏe do‰lo v posledních letech ke zmûnám v poãtu pracovníkÛ, upravíme od pfií‰tího 2. Zpráva o Svûtovém tuneláfiském kongresu v Sydney, o jednáních roku pfiíspûvky podle vámi uveden˘ch údajÛ publikovan˘ch v uplynulé roce. Executive Council ITA/AITES a o dal‰ím rozvoji asociace (Ing. Hess) U 11 organizací dojde ke zv˘‰ení, u 2 ke sníÏení, celkov˘ pfiínos do rozpoãtu ITA/AITES pfiijala dvû nové ãlenské zemû: Chorvatsko a Chile, stav ãlenÛ je tedy bude 27 tis. Kã. 52. Sídlo organizace se pfiesouvá od srpna t. r. do ·v˘carska, do Lausane, za vyuÏití nabídky v˘hodn˘ch podmínek ze ‰v˘carské strany. Vznik profesio- 6. Zpráva o stavu ãlenské základny (Ing. Matzner) nálního sekretariátu vyÏaduje doplnûní administrativy (pokladník, fin. audi- K 31. 12. 2001 oznámily ukonãení ãlenství firmy: HONEYWELL, AD SERVIS tor aj.). Zvolen˘ pofiadatel Svûtového kongresu má právo mít v Councilu rok TERRABOR. První z nich své závazky vÛãi âTuK splnila, druhá dluÏí úhradu pfiedem svého reprezentanta. Kongresu v Sydney se zúãastnilo 650 - 700 faktury za uplynul˘ rok i ãlensk˘ pfiíspûvek. Tím se sníÏil poãet kolektivních odborníkÛ, z toho asi 300 zahraniãních. Pfiednes na‰ich pfiíspûvkÛ se setkal ãlenÛ na 36. Kromû toho dne‰ního dne vítáme i dva nové ãestné ãleny, s velk˘m zájmem (Ing. Zapletal, Ing. Koleãkáfi, Ing. Vale‰). Open session byla investorské organizace: âESKÉ DRÁHY a ¤EDITELSTVÍ SILNIC A DÁLNIC. vûnována tématu Fire and Life Safety. Jednání o ãlenství firmy INGSTAV Ostrava je pfied podpisem smlouvy, jed- Pfií‰tí Svûtov˘ kongres se bude konat v Amsterodamu, v roce 2004 nání o ãlenství firmy RESA Ostrava skonãilo bez úspûchu. Poãet individuál- v Singapuru, v roce 2005 v Turecku. O dal‰ím kandidátovi není dosud roz- ních ãlenÛ vzrostl na 33. hodnuto. Open session v Amsterodamu bude vûnována tématu Immersed Tunnels, 7. Ediãní zámûry redakãní rady ãasopisu TUNEL v roce 2002 uplatníme pfiíspûvky t˘kající se naplavovaného tunelu na IV C metra a pfied- (Ing. Romancov) sednictvo nominovalo do této WG na‰eho delegáta. Podle ohlasu mezi svûtovou tuneláfiskou vefiejností patfií ná‰ ãasopis k nûko- lika nejlep‰ím. Velké uznání ãasopisu vyjádfiil napfi. sv˘m dopisem Prof. 3. Zpráva o ãinnosti a na‰em zastoupení ve WG ITA/AITES (Ing. Vale‰) Dimitrios Kolymbas, pfiednosta geotechnického institutu Univerzity Na‰e zastoupení ve WG vypl˘vá z pfiedaného materiálu. V období 2001 - Innsbruck, kter˘ odbûr ãasopisu pro institut pfiedplatil. Pro udrÏení jeho 2002 byli pfiedsednictvem do WG nominováni: Doc. Ing. Rozsypal, CSc. (02 dosavadního rozsahu a úrovnû je v˘znamn˘ podíl inzerce a plnûní loÀského - Research), Doc. Ing. Jan L.Vítek, CSc. (WG 11 - Immersed and Floating usnesení valného shromáÏdûní - Ïe kaÏdá ãlenská organizace zajistí v roce Tunnels), Dr. Ing. Jan Pru‰ka, Doc. Ing. Karel Vojtasík, CSc. (oba WG 18 - dva inzeráty. V pfiíloze zápisu je uveden pfiehled dosavadních inzerentÛ. Na Training), Ing. Otakar Hasík, Ing. Václav Soukup (oba WG 19 - Conventional autory apelujeme, aby dodrÏovali zásady pro pfiedávání rukopisÛ, zejména Tunnelling), Ing. Václav Vale‰ (WG 20 - Urban Problems - Underground pfii digitálním zpracování grafick˘ch a obrazov˘ch pfiíloh. Pokud nedodají Solution). âinnost WG 4 - Subsurface Planning a WG 13 - Direct and Indirect anglick˘ pfieklad, bylo by v˘hodné, aby pfiipojili pfieklad klíãov˘ch odbor- Advantages of Underground byla ukonãena a slouãením jejich pÛsobností n˘ch v˘razÛ, pokud mají na jejich pouÏití zájem. Pfiedpokládáme, Ïe v˘tisky vznikla WG 20 - Urban Problems - Underground Solution. Dosud nemáme ãasopisu pouÏívají ãlenské organizace nejen pro svou potfiebu, ale i pro zástupce ve WG 5 - Health and Safety in Works a ve WG 17 - Long Tunnels externí propagaci svou i celé asociace ITA/AITES. in Great Depth. Ing. Vale‰ pfiednesl pfiehled ãinnosti jednotliv˘ch WG, kter˘ bude publikován v ã.3/2002 na‰eho ãasopisu TUNEL. 8. Zpráva web-mastera âTuK o internetové stránce âTuK a ITA/AITES (Ing. 4. Informace o na‰ich pfiíspûvcích na mezinárodní tuneláfiské konference Mafiík) (Ing. Soukup) Hlavním pokrokem je zvefiejÀování ãasopisu TUNEL. Dosáhli jsme ho po V minulém roce vyzval sekretariát v‰echny ãlenské subjekty, aby pfiedávaly del‰ím jednání s tiskárnou o pfiedávání podkladÛ ve formátu, kter˘ pro pfie- sekretariátu abstrakty v‰ech pfiíspûvkÛ zasílan˘ch na zahraniãní konference. vod na internet je vhodn˘. V diskusi k tomuto tématu zaznûly názory na Dosud se tak dûje zcela v˘jimeãnû. Toto opatfiení nemá Ïádn˘ v˘znam kon- rÛzné zpÛsoby zvefiejnûní, aby nebyla sníÏena poptávka po ãasopise formou trolní, ale informativní a koordinaãní. Îádáme proto znovu v‰echny ãleny, subskripce. Reáln˘ je v‰ak pouze pfievod ãasopisu podle podkladu tiskárny, 57 11. ROâNÍK, ã. 3/2002 zvefiejnûní je v‰ak moÏno ponûkud pozdrÏet po vydání ãísla. Stále v‰ak Delegáti se pak jednomyslnû hlasováním vyslovili pro vyuÏití moÏnosti postrádáme informace o zajímav˘ch stavbách provádûn˘ch na‰imi ãlensk˘- pofiádání kongresu a pro povûfiení Ing. Romancova, aby do podzimního mi firmami, které by bylo vhodné publikovat a v zájmu firem i propagaãnû Pracovního shromáÏdûní âTuK rozpracoval a projednal podmínky pro zahá- vyuÏít. jení pfiípravy.

9. Informace z ãinnosti pfiíbuzn˘ch odborn˘ch spoleãností (Prof. Aldorf) 12. RÛzné âTuK vyvíjí snahu o vzájemnou propojenost informací se spoleãnostmi pfií- 121. Doc. Pfiibyl komentoval dosavadní ãinnost pracovní skupiny buzn˘ch oborÛ. Od první schÛzky zamûfiené na koordinaci stavebního a hor- „Bezpeãnost provozu v tunelech” a dal‰í pracovní zámûry. Informoval ního zákona byly uspofiádány dva odborné semináfie. Vzájemná informova- o zpracovan˘ch Technick˘ch podmínkách pro provoz tunelÛ jako o prvních nost se zlep‰ila, vzájemná úãast na konferencích a semináfiích pfiíbuzn˘ch v Evropû. Z 30 evropsk˘ch tunelÛ hodnocen˘ch podle stupnû vybavenosti spoleãností se zv˘‰ila. Dal‰í semináfi se plánuje na pfielomu 2001/2002 na se umístil Strahovsk˘ tunel na 4-9 místû. téma moderních technologií uÏit˘ch na stavbû tunelÛ Mrázovka a Bfiezno. 122. Ing. Hess pfiipomnûl ãinnost na‰í druhé pracovní skupiny „Stfiíkan˘ Do Kalendáfie konferencí a odborn˘ch semináfiÛ, kter˘ jsme letos rozeslali beton”, která se podílí na pfiípravû pfiíruãky pro aplikaci stfiíkaného betonu. v‰em ãlensk˘m subjektÛm, jsme zahrnuli akce, k nimÏ jsme dostali podklady. 123. Ing. Kelé‰i - STA potvrzuje dal‰í trval˘ zájem na úãasti pfii vydávání Pokud existují dal‰í, oznamte je do sekretariátu a kalendáfi budeme prÛbûÏ- ãasopisu TUNEL a nabízí spolupráci pfii pfiípravû Svûtového kongresu, nû aktualizovat. zejména napfi. nabízí umoÏnûní exkurzí na Slovensku. SoutûÏ pro studentské diplomové práce nebyla v roce 2001 vyhodnocena 124. Ing. Svoboda informuje o pfiípravû TP pro v˘stavbu kolektorÛ v Praze. z dÛvodu malého poãtu zadan˘ch prací. Letos je situace lep‰í, soutûÏ bude 125. Prof. Barták informuje o ustavení EFUC - Evropského fóra pro podzem- vyhodnocena na podzimním pracovním zasedání. Vítûz soutûÏe by zde mûl ní stavby (bez úãasti ITA/AITES!), zamûfieného na bezv˘kopové technologie. svou práci prezentovat. Ing. Hess pfiipomíná, Ïe problematika NO-DIG bude na programu pfií‰tího jednání EC ITA/AITES v ·anghaji. 10. Stav pfiípravy konference PS Praha 2003 (Prof. Barták) 126. Ing. Steãínsk˘ (âSD) upozorÀuje na pfiipravované TP pro realizaci dráÏ- Na prvním zasedání Pfiípravného v˘boru byly stanoveny tematické okruhy ních tunelÛ. a jejich garanti obdobnû jako na minulé konferenci. Drobné zmûny byly uve- 127. Ing. Srb informuje o exportu tuneláfisk˘ch technologií. deny v „Prvním oznámení”, které bylo distribuováno v ‰esti jazykov˘ch mutacích v tuzemsku i zahraniãí a bude zvefiejnûno i v pfií‰tím ãísle na‰eho 13. Prezentace divize 5, METROSTAV, a. s. ãasopisu. Na Svûtovém kongresu v Sydney bylo jich rozdáno na 300 ks. ¤editel divize Ing. Soukup a vedoucí projektu Ing. Mosler podali komplexní Místo konference: opût hotel Pyramida, banket v Bfievnovském klá‰tefie. informaci o prÛbûhu v˘stavby tunelÛ Mrázovka, úseku provádûném Metrostavem. Po obãerstvení byla pro zájemce pfiipravena exkurze na stavbu. 11. Posouzení návrhu na pfiípadné uspofiádání Svûtového tuneláfiského kongresu ITA/AITES v roce 2007 v Praze (Ing. Hess) Zapsal: Ing. Matzner Pfiedseda ve svém vystoupení objasnil celou problematiku pofiádání takové Ovûfiil: Ing. Hess v˘znamné akce na svûtové úrovni, dfiíve neÏ poÏádal delegáty o vyjádfiení. EXKURZE NA STAVBU DÁLNIâNÍCH AN EXCURSION TO HIGHWAY TUNNELS TUNELÒ U DRÁÎëAN NEAR DRESDEN Dne 10. ãervna 2002 METROPROJEKT Praha, a. s., zorganizoval pro ãleny On June 10 2002, METROPROJEKT Praha Inc. organized an excursion for the âeského tuneláfiského komitétu exkurzi na dálniãní tunely Coschütz Czech Tunnelling Committee members to the highway tunnels Coschütz and Dölzchen on the highway bypass of Dresden in Germany. This bypass is a Dölzchen na dálniãním obchvatu DráÏìan v SRN. Tento obchvat je sou- a part of the highway connection Dresden – Prague (A17/D8 highway). From ãástí dálniãního tahu DráÏìany - Praha (dálnice A17/D8). Ze stavebnû-inÏe- the civil engineering point view, it is one the most interesting sections on the n˘rského hlediska se jedná o jeden z nejzajímavûj‰ích úsekÛ na celé trase - entire path – tunnels underpass a settled area and on both sides comes into tunely podcházejí zastavûnou oblast a oboustrannû ústí do údolí the Weisseritztal valley, over which a bridge is constructed. Weisseritztal, pfies které je vybudován most. The excursion began in an information centre at construction yard of the Coschütz tunnel. Ing. Strobel of the Saxon Motorway Bureau offered general information while Ing. Lechler, construction director, submitted a technical insight. As for the German side, Prof. Maidl of Ruhr Universität Bochum, whose engineering bureau performs supervision at tunnel constructions and who mediated this excursion, also took part. Excavation still proceeds at the Coschütz tunnel, inner (secondary) lining is already being realized in the Dölzchen tunnel while the bridge is in rough framework closely before completion. The entire section Dresden – national border Germany/CR should be put into operation till 2005. Representatives of the Saxon Motorway Bureau several times stressed that it is essential also for the Czech side of the highway to be put into operation as soon as possible and have not even tried to hide their astonishment from the approach of our "ecologists", who are doing their best to delay the construction (it is a well-known fact that the German government plans on to cancel direct payments to the railway transport of lorries after commencement of full operation of its highway section, and therefore it is very probable that situation of the road Lovosice – Teplice Exkurze byla zahájena v informaãním centru na staveni‰ti tunelu Coschütz. would deteriorate rapidly). V‰eobecnou informaci podal fieditel Saského dálniãního úfiadu pan Ing. Participants took a look at face of the Coschütz tunnel, at the bridge over the Strobel, technick˘ v˘klad zajistil vedoucí stavby Ing. Lechler. Za nûmeckou Weisseritztal valley as well as at the Dölzchen tunnel. A camera record and stranu se dále zúãastnil prof. Maidl z Ruhr Universität Bochum, jehoÏ inÏe- a large amount of photo-documentation, which are now available in the n˘rská kanceláfi vykonává na stavbû tunelÛ dohled a jehoÏ prostfiednictvím photo gallery of Metroprojekt, has been taken during the excursion. se exkurze uskuteãnila. Na tunelu Coschütz probíhá dosud raÏba, v tunelu Dölzchen se jiÏ buduje vnitfiní (sekundární) ostûní, most je v hrubé kon- Further details can be obtained at the CTC web site. strukci tûsnû pfied dokonãením. Cel˘ úsek DráÏìany - státní hranice SRN/âR Ing. Georgij Romancov, CSc. má b˘t zprovoznûn do roku 2005. Zástupci Saského dálniãního úfiadu nûko- likrát zdÛraznili, jak je dÛleÏité, aby i z ãeské strany byla celá dálnice co nej- dfiíve zprovoznûna a netajili se údivem nad pfiístupem na‰ich "ekologÛ", ktefií dûlají co mohou, aby stavbu zdrÏeli (protoÏe jak známo nûmecká strana má v úmyslu po zprovoznûní svého úseku zru‰it dotace vkládané do Ïelezniãní pfiepravy kamiónÛ, takÏe je velmi pravdûpodobné, Ïe situace na silnici Lovosice - Teplice se poté prudce zhor‰í).

Úãastníci si prohlédli ãelbu tunelu Coschütz, most pﬁes údolí Weisseritztal a tunel Dölzchen. V prÛbûhu exkurze byl poﬁízen videozáznam a velké mnoÏ- ství fotodokumentace, která je k dispozici ve fotogalerii Metroprojektu.

Dal‰í podrobnosti si mÛÏete pﬁeãíst na webov˘ch stránkách âTuK. 58 11. ROâNÍK, ã. 3/2002

INFORMACE

INFORMATION

TP154: PROVOZ, SPRÁVA A ÚDRÎBA TP 154: OPERATION, ADMINISTRATION TUNELÒ POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ AND MAINTENANCE OF ROAD TUNNELS

V kvûtnu tohoto roku byly vydány nové technické podmínky, které poprvé New technical conditions, which for the first time in the Czech Republic deal v âeské republice pojednávají o otázkách provozování tunelÛ pozemních with matters of road tunnel operations, were issued in May this year. As far komunikací. Pokud je známo, tak obdobné podmínky na celostátní úrovni as known, similar such conditions on a national level are not yet issued in zatím nejsou vydány v Ïádném evropském státu. any European state. Under the leadership of ELTODO EG, other organizati- Pod vedením ELTODO EG se na zpracování podílely dal‰í organizace zapo- ons active within the ITA/AITES Subsurface Structures Safety Committee jené ve V˘boru pro bezpeãnost v podzemních stavbách ITA/AITES. took part in the elaboration. It is a goal of these technical conditions to create principles for operation, Cílem tûchto technick˘ch podmínek je vytvofiit zásady pro provozování, administration and maintenance of road tunnels. The document is divided správu a údrÏbu tunelÛ pozemních komunikací. Dokument je ãlenûn do jed- into separate chapters whose annotation comes as following. notliv˘ch kapitol a jejich anotace následuje níÏe. CHAP. I OPERATIONAL DOCUMENTATION KAP. I PROVOZNÍ DOKUMENTACE Operational documentation of the tunnel consists of valid founding documents, which concern the organization, relations and activity within the Provozní dokumentace tunelu tvofií soubor platn˘ch základních dokumentÛ, frame of tunnel operation. This chapters determines content and purpose of které upravují organizaci, vztahy a ãinnosti v rámci provozování tunelu. Tato the operational documentation for road tunnels. This chapter also outlines kapitola stanovuje obsah a úãel provozní dokumentace pro tunely PK. Tato fundamental subdivision of the operational documentation. To this belong: kapitola uvádí základní ãlenûní provozní dokumentace. Patfií sem: - Safety documentation: Emergency plans, fire protection plans, - Bezpeãnostní dokumentace: Havarijní plány, plány poÏární ochrany, operational reports etc.; operativní záznamy, atd.; - Tunnel book: Principles for service crew access, organizational relations, - Tunelová kniha: Zásady pro vstup obsluhy, organizaãní vazby, bezpeãnost working safety, guidelines for excursions and checks, reports on revisions práce, fiád prohlídek a kontrol, záznam o revizích a kontrolách, atd.; and checks etc.; - Dopravní fiád: ¤ád standardního, zvlá‰tního, mimofiádného, - Traffic guidelines: Guidelines for standard, special, extraordinary havarijního reÏimu; and emergency regime; - Operational guidelines: Guidelines for standard, special, - Provozní fiád: ¤ád standardního, zvlá‰tního, mimofiádného, extraordinary and emergency regime; havarijního reÏimu; - Guidelines for extraordinary and emergency regime – dispatcher’s tasks, - ¤ád mimofiádného a havarijního reÏimu – âinnost dispeãera, operative plan etc. operativní plán, atd. CHAP. II ADMINISTRATIVE DOCUMENTATION KAP. II SPRÁVNÍ DOKUMENTACE It is a documentation of road tunnels, which is a fundamental foundation for Jedná se o dokumentaci tunelÛ pozemních komunikací, která je základním exercise of its administration. It defines purpose, subdivision as well as podkladem pro v˘kon jeho správy. Definuje úãel, ãlenûní a strukturu správ- structure of the administrative documentation. The administrative documen- ní dokumentace. Správní dokumentace se ãlení na evidenãní listy, pasport tation is divided into registration records, tunnel passport, archive of docu- tunelu, archív dokumentace pfiipravovan˘ch tunelÛ, knihovnu pfiedpisÛ, mentation of tunnels in preparation, library of regulations, tunnel map etc. tunelovou mapu, atd. CHAP. III MAINTENANCE AND REPAIRS OF TUNNELS KAP. III ÚDRÎBA A OPRAVY TUNELÒ It is purpose of this chapter to determined fundamental tasks and require- Náplní této kapitoly je základní stanovení úkolÛ a povinností pro údrÏbu ments for road tunnels’ maintenance. There is a goal to submit sources for sophisticated elaboration of the founding documents for provision of main- tunelÛ PK. Cílem je poskytnutí podkladÛ pro kvalifikované zpracování tenance and tunnels repairs. It further determines time perspectives, fun- základních dokumentÛ pro zaji‰tûní údrÏby a oprav tunelÛ. Dále stanovuje ding, organization etc. by realized maintenance and repairs. ãasové horizonty, financování, organizaci, atd. provádûné údrÏby a oprav. CHAP. IV SAFETY IN ROAD TUNNELS KAP. IV BEZPEâNOST V TUNELECH POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ Here, principles for creation of a safety policy are stated while guidelines, Zde jsou uvedeny zásady pro vytváfiení bezpeãnostní politiky a je zde navr- how to monitor and classify extraordinary events in tunnels, are proposed. Ïena metodika, jak mimofiádné události v tunelech sledovat a kategorizovat. Creation as well as updating of the safety policy is obligatory for road tun- Vytvofiení a aktualizace bezpeãnostní politiky jsou závazné pro provozovate- nels’ administrators, who are responsible for their safe operation. It defines le tunelÛ na PK, ktefií jsou zodpovûdní za jejich bezpeãné provozování. Jsou individual traffic and operational statuses, traffic excesses, technological zde definovány jednotlivé dopravní a provozní stavy, dopravní excesy, tech- excesses, natural disasters etc. and assorts these statuses correspondent nologické excesy, pfiírodní katastrofy , atd. a k tûmto stavÛm konkrétní pro- particular anti-risk measures. tiriziková opatfiení. CHAP. V MEASURES DURING LIMITED TRAFFIC IN TUNNELS KAP. V OPAT¤ENÍ P¤I OMEZENÍ DOPRAVY V TUNELECH This chapter describes conditions by which a traffic limitation in the tunnel is necessary. It determines how is this limitation going to proceed, how does Tato kapitola popisuje stavy, pfii kter˘ch je potfieba omezení dopravy v tunelu. it have to be highlighted and what sort of device is to be used for highligh- Urãuje, jak bude toto omezení probíhat, jak musí b˘t oznaãeno a jaké zafiízení ting. Therefore, it does not mention the case when it is necessary to stop je nutné k oznaãení. Nezab˘vá se tedy pfiípadem, kdy je nutné úplnû zastavit traffic at all. dopravu v tunelu. CHAP. VI COLLECTION AND EVALUATION OF DATA KAP. VI SBùR A VYHODNOCOVÁNÍ DAT This chapter describes, what sort of data is being collected, processed and Kapitola popisuje, jaká data jsou sbírána, zpracovávána a ukládaná. Jedná stored. This concerns traffic and technological data. From the viewpoint of se o dopravní a technologická data. Z hlediska dopravních dat je stanoven traffic data, there is a minimal requirement determined, standard and higher minimální poÏadavek, standard a nadstandard, umístûní detektorÛ a tech- standard, location of the detectors and technology, frequency of the collec- nologie, ãetnost sbíran˘ch dat a jejich zpracování, atd. Mezi technologická ted data and their processing etc. To the technological data belong measu- data patfií mûfiení jasu, stupeÀ vûtrání, pfiíkony osvûtlení a vûtrání, informa- rement of brightness, level of ventilation, inputs of illumination and ventilace o poãasí, hlá‰ení poÏární ústfiedny EPS a verbální komunikace s SOS skfií- tion, weather information, fire alarms to the EPS centre and verbal commu- nûmi, atd. nication with SOS boxes etc. KAP. VII EKONOMICKÁ ANAL¯ZA CHAP. VII ECONOMIC ANALYSIS It is a task of this chapter to create guidelines for supervision of the actual Úkolem této kapitoly je vytvofiení metodiky pro sledování aktuálního stavu status and development of the tunnel’s economy during the course of its a v˘voje ekonomiky tunelu v prÛbûhu jeho v˘stavby i provozování. construction as well as operation. It describes what data it is supposed inc- Popisuje, jaké údaje musí obsahovat, stanoví model ekonomické anal˘zy, lude, it determines economic analysis model, including a table of input data, obsahuje tabulku vstupních údajÛ, uvádí model finanãní rozvahy, uvádí sets up a model of financial balance sheet, defines instructions for analyses návod na anal˘zu nákladÛ, trÏeb a v˘nosÛ, toku hotovosti a dal‰ích ekono- of costs, earnings and profits, cashflow as well as other economic parame- mick˘ch parametrÛ. ters. DISTRIBUCE: ELTODO EG, a. s., Novodvorská 1010/14, 142 01 Praha 4, DISTRIBUTION: ELTODO EG, Inc., Novodvorská 1010/14, 14201 Prague 4, [email protected] [email protected]