Strana 3

LETNÍ PŘÍLOHA

Tři otázky pro...

strana 3

Tři otázky pro...

TBM V OBRAZECH

Ing. Ermína Stehlíka, experta z divize 5

Ing. Borise Šebestu,

technického náměstka divize 5

Plynulá ražba pomocí velkoprofilového tunelovacího

stroje, z angličtiny zkracovaného jako TBM (Tunnel

Boring Machine), má své počátky už v roce 1818, kdy

si francouzsko-britský inženýr Marc Isambard Brunel

spolu s Thomasem Cochranem nechali patentovat razicí štít. Přesně o 150 let později, v roce 1968, jej použili

pracovníci závodu Metro při ražbě prvního tunelu trasy

I. C pražské podzemní dráhy mezi Štětkovou ulicí a náměstím Hrdinů. Stavbu tehdy řídil Ing. Ermín Stehlík.

Jeho stejnojmenný syn dnes patří mezi uznávané odborníky, kteří mají s TBM značné zkušenosti.

Stavbu metra I. C si pamatujete nejen kvůli otci, ale

i proto, že jste si na ní přivydělával ke studiu jako zeměměřič. Jak tunelovací stroj tehdy vypadal?

Štít ŠČN-1 s průměrem asi 5,8 m, se kterým zaměstnanci

tehdy ještě národního podniku Vodní stavby vyrazili dva

tubusy s délkou přes 450 m, byl vlastně jen ochrannou

obálkou pro pracovníky v podzemí. Nebyl mechanizovaný a dovezli jej ze SSSR. Zahrnoval pouze vnější ocelový

válec, vnitřní pracovní plošiny pro raziče se sbíječkami

a erektor, který montoval prstence ostění z jednotlivých

tybinků. Průchody sypkým, písčitým a zvodnělým podložím překonával pomocí pažení. Dodnes jsou v Metrostavu

zaměstnáni lidé, kteří se na této stavbě podíleli, třeba

Ing. Jindřich Hess – tehdy stavbyvedoucí, dnes předseda

dozorčí rady. Jiní odešli nedávno, třeba Ing. Jan Pantoflíček nebo Jan Straka. Mně nejvíc utkvělo v paměti

zaujetí, se kterým táta pracoval. Stavbami doslova žil

a byl na nich nejšťastnější. Vzpomínám si, jak řešil přesun

štítu po prorážce zpět do první stavební jámy, aby raziči

mohli začít pracovat na druhém tunelu. Původně měli

štít demontovat a převážet jej rozebraný. Na stavbě ale

vymysleli, že by ho mohli zkusit přepravit vcelku. Táta si

udělal malou maketu štítu a doma ji pořád koulel na model

podvalníku, až vymysleli, jak na to. Transport (foto dole)

dopadl dobře a ušetřili spoustu času. Potěšilo mě, když

mě Ing. Hess vloni pozval na setkání účastníků první prorážky tunelu metra, kde všichni na tátu vzpomínali.

Jaké další tunelovací stroje ještě Metrostav používal?

Traťové tunely na trase I. A mezi Dejvicemi a Vinohrady

razili pracovníci – tehdy už z Metrostavu – pomocí dvou

mechanizovaných plnoprofilových štítů TŠčB-3. Opět

měly profil asi 5,8 m a ze Sovětského svazu, kde měly původně pracovat, je přivezli rozebrané a bez dokumentace

jako hromadu železa. Už jen smontovat je dohromady byl

obdivuhodný výkon, na kterém má nehynoucí zásluhu

Sláva Hřebíček. Ostění tunelů, i pod Vltavou, se tehdy

provádělo pomocí betonu litého za ocelovou obálku stroje

do bednění. Štít se od betonu odtlačoval, lisoval jej, a proto se tato metoda nazývala presbeton. Ve světě se i přes

několik pokusů neuchytila a dnes se už nepoužívá. V pozdějších letech na trase metra B do Vysočan pracoval i štít

RŠF s otevřeným čelem a s výložníkovou frézou.

S TBM různých druhů jste pracoval v Londýně a v Číně.

Jak se vám tato technologie líbí?

Každá z technologií, ať už Nová rakouská tunelovací

metoda (NRTM) nebo „drill&blast“, kterou jsme použili

na Islandu, nebo práce pomocí různých druhů TBM, se

hodí do jiných podmínek. TBM je pro práci v podzemí asi

nejbezpečnější. Při jeho použití však máte nejvíc starostí

s logistikou. Stále totiž musíte řešit, jak odstranit vytěžený materiál a dostat do tunelu vše, co potřebujete. Je to

ale práce, při které horu nevidíte – skrývá ji obálka štítu

a jeho hlava. Když jde ražba hladce, je to z mého pohledu

docela nuda. Zato když je problém, stojí za to... Jednou mě

pozvali jako experta do Číny, abych pomohl řešit situaci se

zakousnutým štítem, a nebyla to žádná legrace. Raziči se

museli dostat nad něj a ručně kolem vytvořit dost místa,

aby stroj zajistili, uvolnili, rozjeli... Osobně masiv raději

přímo vidím, jako u NRTM, protože už podle zkušeností

odhadnu, jak se bude chovat. Po tátovi jsem podědil nejen

nezvyklé jméno, ale i vztah k tunelařině. Jsem za to rád

a těší mě, že mohu v jeho tradici pokračovat a pomáhat

Metrostavu v rozvoji moderních způsobů ražby.

–red–, foto archiv Metrostavu

Asi 80 % tunelů, které začaly ve světě v poslední době sloužit, vzniklo pomocí tunelovacích strojů neboli

TBM (Tunnel Boring Machine). Tento způsob stavby

překonává ražby pomocí NRTM rychlostí, bezpečností

a z pohledu délky díla i nižší cenou. TBM je proto zvlášť

výhodný pro stavby dlouhých liniových podzemních

děl. V posledních letech si jej pro ražbu žádný investor

ani projektant u nás nezvolil. Nedávno však v německém Schwanau začala firma Herrenknecht AG vyrábět

dva plnoprofilové zeminové štíty čili stroje EPB (Earth

Pressure Balance) s pořadovými čísly 609 a 610. Budou mít vnější průměr 6060 mm a jsou určené k tomu,

aby s jejich pomocí pracovníci našich divizí 5 a 8 vyrazili traťové tunely na trase V. A pražského metra.

Stručný popis práce plnoprofilového zeminového štítu

Příští rok na jaře začnou pracovníci Metrostavu razit traťové tunely úseků metra V. A pomocí dvou tunelovacích strojů

vyrobených firmou Herrenknecht. Oba budou patřit mezi plnoprofilové zeminové štíty – zkráceně zvané EPBS (Earth

Pressure Ballanced Shield) – a budou vypadat jako štít využitý pro stavbu metra v Istanbulu (foto nahoře z protahování

štítu stanicí). Válcové stroje s vnějším průměrem 6,05 m a délkou kolem 90 m budou v podzemí nepřetržitě pracovat

ve dvou pravidelně se střídajících fázích. V první, razicí fázi (vizualizace A) bude řezná hlava (1) s valivými dláty

a řeznými zuby ukrajovat horninu v prostoru čelby tím, že bude rotovat. Hydraulické písty (3) ji budou společně s celou

asi 8 metrů dlouhou obálkou štítu současně odtlačovat od hotového ostění (5). Rozpojená hornina, smíchaná se speciálním chemickým prostředkem, v něm vyplní uzavřenou odtěžovací komoru (2). Působením své hmotnosti a případně

i tlaku v ní vytvoří reakci proti možné deformaci horninového masivu. Aby bylo čelo výrubu neustále stabilizované,

hornina se bude z komory odebírat v přesně řízeném množství. Z tunelu bude potom odstraňována pomocí šnekového dopravníku (4) a dopravních pásů. Až lisy dotlačí štít s řeznou hlavou na svůj maximální záběr o délce 1,5 m, stroj se zastaví

a začne pracovat ve druhém režimu – nastane fáze výstavby ostění z prefabrikovaných betonových dílců (vizualizace B).

Ze zásobníku v závěsu stroje je bude odebírat tzv. erektor, který je bude otáčet a po uvolnění a zkrácení příslušných

pístů (1) do volného místa postupně vestaví celý 1,5 m široký prstenec ostění. Na míru velmi přesně vyrobené betonové

segmenty s těsnicími pásky ve spojovacích spárách, které zabezpečující vodotěsnost tunelu, zafixují zkrácené tlačné

písty (2). Nové díly se vzájemně a k předchozím segmentům sešroubují. Po smontování celého prstence se volný prostor

mezi vnějším povrchem ostění a výrubem vyplní vhodnou injektážní směsí. Stroj s minimálně zkrácenými písty zahájí

další ražbu, dokud se písty, opřené o hotové ostění, nevytlačí o další, jeden a půl metru dlouhý záběr. Za den jich stroj

zvládne asi osm. Tolik zjednodušené představení práce plnoprofilového zeminového štítu. Bližší podrobnosti naleznete

kupř. na stránkách časopisu Tunel 2/2010. Další detailní informace ze stavby metra V. A přineseme už za pár měsíců.

– r ed –, f o t o F ilip S c hi f f auer, v i z uali z ac e a f o t o v pr av o ar c hi v f ir m y H er r en k nec h t

Jak budou naše plnoprofilové zeminové štíty vypadat?

Základ budou mít stejný jako všechny ostatní. Budou asi

90 m dlouhé a jejich srdcem bude prvních deset metrů.

Zde bude hlava s řeznými nástroji – valivými a drtivými

dláty individuálně navrženými podle projektu, který vychází z geologických podmínek v místě ražby. Za hlavou

štítu bude nezávislá tlaková komora, ve které bude odtěžovaná hornina rozmělněna a vylepšena pěnou, aby byla

soudržná a mohla být vyvezena z tunelu pomocí šnekového dopravníku a pásů. Asi 80 m dlouhý zbytek štítu je

takzvaný back up neboli závěs, který slouží k tomu, aby

za vlakem stroje vznikl hotový vodotěsný tunel s definitivním ostěním z betonových tybinků.

Jaký bude postup dodávky strojů a průběh ražeb?

Ve Schwanau už začali s výrobou štítů. V říjnu by měl

být první z nich smontovaný na továrním dvoře, kde se

otestuje jeho funkčnost pro suchou zátěž. Pak jej mechanici rozeberou a přepraví na pražské staveniště, kde jej

ve startovací jámě opět smontují. Štít 609 zahájí ražby

příští rok v dubnu a šestsetdesítka vyjede v červenci. Pohybovat se budou díky lisům, které budou štít odtlačovat

od posledního hotového prstence ostění. Tlak na rotující

hlavu způsobí, že se každý štít při nepřetržité práci denně

prořeže horninou v průměru o osm 1,5 m dlouhých záběrů.

Všechny stanice na trase budou vyražené předem a štíty

jimi jen projedou. Pravděpodobně je protlačíme, protože

složitější protažení by bylo jen o trochu rychlejší.

Kolik lidí bude se štíty pracovat a kdo to bude?

Pro každý štít budeme potřebovat tři asi osmičlenné

posádky, složené z profesně zdatných lidí – nejlépe

středoškoláků, popřípadě i vysokoškoláků s jazykovými

a počítačovými znalostmi. TBM bude řídit pilot, v jehož

kabině se budou sbíhat všechna data o příkonech i výkonech stroje. Podle nich pilot zvolí optimální rychlost

postupu štítu. Všichni ostatní v posádce budou sice mít

svou specializaci, ale také se budou muset umět vzájemně zastoupit. Pro oba štíty bude ještě v závěsu pracovat

společný tým asi 12 lidí, který bude zajišťovat logistiku.

TBM představují pro Metrostav novou technologii. Pro

práci s nimi proto hledáme zejména mladé lidi, abychom

je mohli využít i pro následné stavby. Kromě necelé stovky

pracovníků, které budeme potřebovat na stavbě V.A, zakládáme na divizi i podpůrnou technickou radu. Bude pomáhat s úkoly, které projektový tým nezvládne nebo na ně

nebude mít čas. Rada sdruží asi pět odborníků, a to nejen

z Metrostavu, ale i ze zahraničí. Kdyby žil profesor Zdeněk

Eisenstein, určitě by v ní byl; bohužel jsme za něj museli

hledat náhradu. Našli jsme ale výborného spolupracovníka v osobě uznávaného specialisty prof. Johna Fostera

z Anglie. Druhého zahraničního experta právě vybíráme.

Mám z celé dosud vykonané práce dobrý pocit. V divizi

nám roste jádro šikovných mladých lidí, podpořených

zkušenými specialisty, jako je Ing. Ermín Stehlík. Vznikne

z nich nová generace moderních tunelářů. Naši obchodníci už proto dnes stojí před úkolem, jak jim i strojům zajistit

práci do budoucna. Budeme se snažit nalézt prostor i pro

TBM jiných profilů. Pro železnici musí mít průměr 9 m, přivaděčům vody či kolektorům stačí mezi 3 a 6 m. Na stavbu

dálničního tunelu pod Madridem už firma Herrenknecht

dodala i štíty s průměrem hlavy přes 15 m (foto).