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.
3
1
4
5
2
A
1
2
B
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).