Třetí linka metra v Minsku - stanice Jubilejnaja: spolupráce dvou Metroprojektů

  • 21. 07. 2015 | zdroj: Silnice a železnice, Ing. Jaroslav Sedmidubský, Ing. David Krása
  • Zpráva

METROPROJEKT Praha se snaží dlouhodobě nabízet své služby zahraničním klientům, logicky především v oboru, který má ve firmě největší tradici, tj. v projektování metra. V roce 2013 jsme se na konferenci Podzemní stavby, pořádané tunelářskou asociací ITA AITES, seznámili se zástupci projektové a inženýrské firmy z Běloruska s příznačným názvem Minskmetroprojekt, tj. v podstatě „sesterské“ organizace. Po dvou dalších setkáních v Praze a v Minsku bylo zřejmé, že v Minsku se reálně připravuje zahájení výstavby třetí linky metra, a to v rychlém tempu. Minské kolegy projektanty jsme tak oslovili s nabídkou spolupráce, která je lákala hned ze dvou důvodů. Jednak jako kvalifikovaná subdodávka v okamžiku nárazově velkého množství práce a jednak jako možnost proniknout do způsobů a zvyklostí projektování a výstavby ve střední a západní Evropě, které jsou každodenní praxi v Bělorusku vzdálenější. Navíc partneři z Česka ve srovnání se Západoevropany přece jen lépe předvídají běloruskou realitu a alespoň trochu znají ruštinu, kterou se v zemi převážně mluví.

K tomu je třeba poznamenat, že příjezd do Minsku je pro našince překvapením. V rozporu s mediálním obrazem zde nalezne velkoměsto s intenzivním investičním rozvojem, čisté a bezpečné, s životní úrovní cca na úrovni Polska. Neumíme soudit o ostatních částech země, byli jsme pouze v hlavním městě. Jsou zde v provozu dvě linky metra, které se prodlužovaly o jednotlivé stanice.
Spolupráci dvou Metroprojektů jsme nejprve otestovali na menší zakázce, prováděcím projektu zajištění hluboké stavební jámy pro vysoký bytový dům. Skončila ke spokojenosti, a tak jsme domluvili spolupráci na metru, a to na prováděcím projektu jedné kompletní stanice s názvem Jubilejnaja. Naším zadáním byla projektová dokumentace stavebních jam, nosné konstrukce a stavebního řešení stanice a dokumentace profesí strojních, ZTI a osvětlení. Projekty architektury, kolejového svršku, napájení, hlavního větrání a slaboproudých systémů si ponechal Minskmetroprojekt. Spolupráce se rozběhla od poloviny roku 2014. Jednou měsíčně probíhala větší jednání v Minsku či v Praze, mezitím pravidelné videokonference.
Svou šanci zde po českých projektantech ucítili i čeští stavitelé. Firma Metrostav již v Minsku svou organizační složku měla a začala se intenzivně zajímat o možnou spolupráci na výstavbě třetí linky metra, včetně možnosti využití jednoho ze svých štítů TBM, kterými se nedávno razily tunely metra v Praze.

PROJEKT STANICE METRA JUBILEJNAJA Umístění a stručný popis stanice

Stanice Jubilejnaja je jednou ze čtyř stanic plánované 1. etapy třetí linky metra vedené severojižním směrem od stávající stanice Frunzenskaja v centrální části města směrem k jižní hranici města Minsk (viz obr. 1). Hlavní stavební dvůr a stavební jáma stanice byly předchozí dokumentací stupně A (v ČR obdoba dokumentace pro stavební povolení) situovány do ulice Suchaja (viz obr. 02), lemované vícepodlažními obytnými a kancelářskými budovami z období 70. let minulého století. Přestupní chodba a strojovna hlavního větrání s nadzemním kioskem byly umístěny do vnitrobloku těchto budov. Dokumentace stupně A byla výchozím podkladem pro projekt realizační označovaný písmenem S, na němž jsme s kolegy z Běloruska spolupracovali.
Přestupní chodby budované v rámci stanice Jubilejnaja budou zajišťovat přestup mezi stávající II. linkou a novou III. linkou metra. Jedna z chodeb propojuje nástupiště stanic Jubilejnaja a Frunzenskaja, druhá má tutéž funkci v úrovni vestibulů těchto stanic. V obou případech byla ve stanici Frunzenskaja během její výstavby provedena příprava pro budoucí napojení. Výškové řešení napojení obou stanic a řešení průchodu nových traťových tunelů III. linky pod stanicí Frunzenskaja jsou důvodem poměrně velké hloubky založení stanice Jubilejnaja a přestupu mezi nástupišti.
V geologickém profilu, který bude zastižen v objemu jámy stanice, se předpokládá kombinace hlinitopísčitých půd a písků různé mocnosti a pevností. Úroveň hladiny podzemní vody byla v rámci geologického průzkumu stanovena přibližně v dosahu základové spáry s uvažovaným kolísáním cca 1 - 1,5 m od stanoveného horizontu.
Vlastní objekt stanice Jubilejnaja byl v rámci předchozího stupně projektu rozčleněn na čtyři dilatační díly, zahrnující blok služebních místností a únikový východ, dva dilatační díly nástupiště s navazujícími služebními a technologickými prostorami a dilatační díl vestibulu zahrnující zejména vertikální komunikace, služební a technologické prostory a prostory pro vstup a výstup ze stanice. Na objekt stanice navazují již zmíněné konstrukce přestupu.
V úrovni kolejiště je stanice propojena na jedné straně s tunely, které budou realizovány technologií TBM, na druhé straně stanice bude krátký přechodový tunelový úsek realizovaný ve společné jámě se stanicí a následně ražený traťový úsek pod stanicí Frunzenskaja. Jáma stanice je na obou stranách prodloužena a rozšířena tak, aby umožňovala dojezd štítů TBM a na druhé straně realizaci ražeb pomocí poloautomatizovaného štítu pod stanicí Frunzenskaja.

Zajištění stavebních jam

Stanice a přestupní tunely budou realizovány v postupně prováděných otevřených jámách, zajištěných podzemními stěnami, v případě jámy přestupu mezi nástupišti kombinované s vrtanými železobetonovými pilotami. U mělčích jam byla využita konstrukce kotvených nebo rozpíraných záporových stěn.
Zpracování projektu jam je začleněno dle běloruských zvyklostí do projektu s názvem „Organizace výstavby“, který kromě obvyklých příloh, popisujících technické náležitosti zajištění jámy, řeší grafickým způsobem technologické postupy zajištění jámy (viz obr. 03), zemních prací, provádění železobetonových konstrukcí a zásypů. Tato část dokumentace je v našich podmínkách obvykle součástí technologických postupů dodavatele.
Projekt jam ve stupni S jsme zpracovávali na základě dokumentace předchozího stupně A. K dispozici jsme měli dostupné informace o vybraných objektech okolních domů, geologii a možnost s geologem prodiskutovat a upřesnit zejména otázky hladiny podzemní vody a parametrů jednotlivých vrstev, které se v jednotlivých zprávách výrazně lišily. Jednoznačně jsme respektovali původní návrh zajištění stěn jámy pomocí podzemních stěn, kotvených pramencovými předepnutými kotvami, což byl požadavek vznesený v jednom z pasportů nadzemních objektů. Původní návrh ve stupni A uvažoval kotvy tyčové, které vzhledem ke své délce a vlastnostem nezaručovaly požadované vlastnosti potřebné k zajištění. Veškeré zásadnější změny, prováděné oproti dokumentaci stupně A bylo nutné běloruským partnerům podrobně zdůvodnit a doložit cenové porovnání variantního řešení. Do projektu a jeho možných úprav nepřímo zasahovala i standartní dodavatelská organizace minského metra, firma Metrostroj, která se vyjadřovala zejména k dostupnosti navržených technologií na běloruském trhu a jejich cenové náročnosti. To byl případ například laminátových kotev, navržených do čelních stěn jámy v místě dojezdu razícího stroje TBM. Zde dodavatel jednoznačně preferoval náhradu mohutnými rozpěrami, které ve výsledku omezují manipulaci v jámě, ale vzhledem k jejich dostupnosti na trhu oproti laminátové „západní technologii“ budou zřejmě upřednostněny.
Naopak byl přijat návrh na náhradu speciálně vrtaných hlubokých čerpacích studní, původně navržených vně jámy, systémem mělkých sběrných studní a systémem odvodnění dna jámy.
Vlastní jáma stanice bude při své hloubce cca 25 m zajištěna lamelami podzemních stěn tl. 0,8 m a délky více než 30 m. Ve spodních kotevních úrovních je navrženo kotvení pramencových kotev s hlavou zapuštěnou do líce podzemní stěny. V horní úrovni (nad deskou zastropení stanice) je využito rozepření podzemních stěn ocelovými rozpěrami tr 820/8, opřenými do vodorovných ocelových převázek (viz obr. 04).

Hydroizolace stanice

Dokumentace stupně A uvažovala na všech plochách stanice i přestupů hydroizolační souvrství, tvořené dvojicí plnoplošně natavených asfaltových pásů. Důvodem byla výhodná cena tohoto typu hydroizolace, dostupnost na běloruském trhu (bitumenové pásy se v Bělorusku, na rozdíl od PVC folií, vyrábějí) a znalost technologie provádění dodavatelskou firmou. Nevýhodou uváděnou běloruskými kolegy byla častá poruchovost bez možnosti oprav (pokud neuvažujeme poměrně nákladné sanační injektáže postižených míst železobetonové konstrukce). Stanice Jubilejnaja je navíc, oproti mělkým stanicím doposud realizovaným na obou stávajících trasách v Minsku, stanicí s předpokládanou možností výskytu tlakové vody s výškou sloupce až 25 m. Vzhledem k požadavku na nerozšiřování jámy bylo nutné dodržet způsob realizace hydroizolačního souvrství do vany. To přineslo, vzhledem ke konstrukci zajištění jámy, nutnost adekvátně vyřešit detail hydroizolací v místě styku dna jámy a lamel, které není polohově stabilizováno. Z těchto důvodů jsme od počátku navrhovali nahradit ve stupni projektu S hydroizolační systém na bázi bitumenů systémem s hydroizolační vrstvou z folie PVC-P.
Tento návrh jsme předložili, zdůvodnili a ze strany Minskmetroprojektu nebyl odmítnut, byl pouze podmíněn použitím materiálů, certifikovaných v Bělorusku. Návrh, předložený k připomínkám, již řešil koncepci hydroizolačního systému s foliemi z PVC-P, lépe odpovídající významu a předpokládané životnosti stavby. Ve dně bylo navrženo souvrství dvojité hydroizolace 3+2 mm, sektorované do úseků s možností dodatečné injektáže (viz obr. 05). Toto souvrství bylo výškově zakončeno v maximální úrovni předpokládaného kolísání hladiny podzemní vody. Od této úrovně výše bylo navrženo souvrství s jednou vrstvou folie tloušťky 3 mm. V dilatačních spárách byl navržen spárový pás, doplněný injektážním systémem, umožňujícím dodatečné sanace v oblasti dilatační spáry.
Toto řešení bylo běloruskými kolegy přijato s výhradami, danými zejména vyšší cenou a malými zkušenostmi s realizací podobných systémů a požadavkem na odsouhlasení změny systému investorem a dodavatelem. Bylo patrné, že řešení je po technické stránce považováno za správné, nejisté bylo, zda se návrh podaří prosadit v dodavatelském systému, zavedeném pro stavbu metra v Minsku.
Před odevzdáním čistopisu dokumentace bylo na půdě Minskmetroprojektu uspořádáno jednání, na kterém byly oba systémy za přítomnosti investora a dodavatele porovnány. Překvapujícím závěrem, s ohledem na připomínky týkající se financování změny a očekávání požadavků na zlevnění, byl požadavek na doplnění sektorování hydroizolace stěn a možnost dodatečné injektáže v těchto plochách. Tento požadavek jsme do dokumentace zapracovali.
Finální rozhodnutí o použití systému PVC-P bude zřejmě odvislé zejména od hospodářské situace, která není v současnosti v Bělorusku příliš příznivá.

Železobetonové konstrukce

Po prostudování vzorových projektů železobetonových konstrukcí stanic, poskytnutých minskými kolegy, byla patrná velká míra prefabrikace konstrukcí předchozích stanic na jiných trasách. Tyto stanice byly řešeny jako mělké a jednotlivé prvky a jejich spoje nebyly vystaveny namáhání, které se předpokládalo u stanice Jubilejnaja. Z tohoto důvodu jsme s ohledem na zachování rozměrů některých nosných prvků (zejména obvodových stěn) navrhli řešení s monolitickou konstrukcí.
Zásadním pro návrh bylo nastudování platných Běloruských norem, z nichž některé existují ve formě původního znění (obvykle GOST) a zároveň je již připravována nová norma, harmonizovaná s eurokódy. Tento přechodový stav je komplikován nejasností v dalším pokračování zavádění nových norem a omezením používání norem, odpovídajícím evropským. Výpočty byly po dohodě prováděny dle eurokódů, se zohledněním specifických požadavků zákazníka, jak ve statické, tak v konstrukční části projektu.
V rámci návrhu železobetonových konstrukcí bylo nutné provést koordinaci inženýrských sítí (zpracovávaných částečně kolegy v Minsku a u nás v Praze) a stanovit požadavky na prostupy a úpravy v jednotlivých konstrukcích.
Dimenze některých prvků byly ze statických důvodů upraveny. Obvodové stěny mají skladebný rozměr 350 mm (v dolní části rozšířené na 400 mm). Dle sdělení kolegů z Minsku, bylo subtilních rozměrů stěn (byly nutné dodržet z dispozičních důvodů) dosaženo v souladu s běloruskými zvyklostmi, tj. započítáním aktivního zemního tlaku na konstrukce. Po zvážení tohoto přístupu bylo ve stupni projektu S uvažováno zatížení klidovým zemním tlakem, který lépe odpovídá skutečnosti. Statický model ale zohledňuje spolupůsobení podzemní stěny jámy a stěn nosné konstrukce. Za těchto podmínek bylo možné dodržet požadované rozměry stěn.
Základová a horní stropní deska byly navrženy v tloušťce 600 mm, vnitřní stropní konstrukce podporované trámy, mají tloušťku 300, resp. 350 mm). Konstrukce jsou z betonu třídy C25/30 s výztuží třídy S 500 a S 240. Použití třídy S240 bylo jedním z požadavků zadavatele. Běžně se tam používá i pro rozdělovací výztuž, nosnou ohýbanou výztuž, o pomocné výztuži ani nemluvě. Po diskuzi a uvedení důvodů byl požadavek zredukován pouze na spony a pomocnou výztuž.

Projekty vzduchotechniky, vytápění, vody a kanalizace

V rámci projektu stanice Jubilejnaja jsme byly METROPROJEKTEM Praha zpracovávány i projekty vzduchotechniky, vytápění, vody a kanalizace. Pro úspěšné zpracování těchto projektů bylo nutné zajistit jejich soulad s příslušnou běloruskou legislativou, doplněnou o předpisy platné pro Minské metro. V zásadě ale nebyly po technické stránce velké rozdíly oproti obdobným projektům v České republice. Odlišnosti se týkaly spíše formálního provedení dokumentace, její podrobnosti a skladby. Náplň profesních projektů obsahuje na rozdíl od obdobných projektu u nás i technická řešení spadající do projektů stavby nebo strojního vybavení.
Dalším problémem bylo nalezení vhodného systému koordinace s projekty elektro, zpracovávanými v Minsku. Většina problémů byla projednána při videokonferencích nebo při společných jednáních v Praze a v Minsku. Koordinace výkresových výstupů nebyla v digitální formě možná s ohledem na způsob práce kolegů v Minsku. Koordinovány byly tudíž výstupy v tištěné formě, obvyklé v Minskmetroprojektu. Taková koordinace má samozřejmě svá omezení a proto by v budoucnu obě strany rády využívaly pro koordinaci výstupy z BIM technologie.

Skladba projektové dokumentace v Bělorusku, formální požadavky na výkresy

Podoba formálního vyhotovení dokumentace je v Bělorusku významnou částí jejího hodnocení. Všechny požadavky jsou přesně stanoveny normou. Při kontrole dokumentace je součástí připomínek i část hodnocení projektu z hlediska obsahu všech požadovaných příloh, formálního rozčlenění příloh a jejich grafického pojednání. Jedná se o členění projektu, kdy např. na rozdíl od našich zvyklostí se ve stupni dokumentace S neobjevuje technická zpráva, výkresy se člení na základní, přílohové a s odkazem atd. Pokud jde o obsah, součástí projektu např. vytápění jsou projekty zadání pro stavební část a elektro část. Projekty vzhledem k absenci technické zprávy obsahují více grafických příloh, které se u nás běžně nezpracovávají - např. obrázkové postupy postupu výstavby nebo schémata v projektu vzduchotechniky. Vlastní přílohy mají striktně předepsaný rozměr a vzhled, velikost písma, tloušťky čar, umístění textů nad vyobrazeními na výkrese, velikost a vzhled jednotlivých unifikovaných tabulek atd. Při nesplnění těchto formálních požadavků není dokumentace přijata. Tyto okolnosti mají samozřejmě dopad do plánování času pro zpracování jednotlivých částí dokumentace.

ZÁVĚR A VÝHLEDY DALŠÍ SPOLUPRÁCE

Spolupráce minského a pražského Metroprojektu byla bohužel výrazně poznamenána politicko-hospodářskou situací, neboť na počátku letošního roku došlo k výraznému oslabení kurzu běloruského rublu (pokles o 50 % oproti americkému dolaru), s jistým zpožděním za rublem ruským, neboť běloruské hospodářství je silně orientováno na export do Ruska. Předpokládaný obchodní výsledek našeho kontraktu o relativně velkém objemu se tak pro českou stranu dostal z očekávané „kladné nuly“ do nepochybné ztráty. Vznikla tudíž dohoda o dokončení rozpracovaných částí dokumentace a redukci celého kontraktu na méně než polovinu, vypuštěním dosud nezahájených částí dokumentace. V situaci poklesu běloruského hospodářství ztratil náš minský partner řadu dalších zakázek, takže mu uvedená dohoda rovněž vyhovovala.
Výhledy další spolupráce v této zemi, jak pro projektanty, tak pro stavební firmy, určitě jsou. Jednání a vztahy lze hodnotit jako korektní a předvídatelné. Výhledy jsou však momentálně podmíněny stabilizací hospodářských poměrů.
Z hlediska praktické technické spolupráce přinesl projekt, byť předčasně ukončený, oběma stranám základní poznání o postupech a technologiích používaných v Bělorusku a České republice. O způsobu práce kolegů v Minsku lze s jistou objektivitou říci, že jejich dokumentace, řešící podrobnost od koncepčních problémů až po detaily a postupy, které v České republice bývají obvyklé v montážní dokumentaci dodavatelských firem, využívá v maximální míře zkušeností, které jsou promítnuty do unifikovaných detailů a postupů. Tyto podklady se stávají součástí projektové dokumentace pouhým odkazem (na výkrese), bez nutnosti začlenění do dokumentace. Toto „zjednodušení“ má ale i svoji druhou stranu. Ve chvíli, kdy katalogy nejsou aktualizovány a nenabízejí vhodná nová řešení, mohou se stát spíše přítěží při prosazování moderních postupů. Použití katalogů detailů vysvětluje požadavky na podrobnost projektu, do které projektant rozpracovává projekt pro realizaci stavby a který odpovídá úrovni montážní dokumentace. Tento stav je udržitelný pouze do doby uplatnění široké škály moderních materiálů a postupů na trhu, kdy se nositelem detailní informace stává nikoli projektant, ale dodavatel příslušné technologie, nebo výrobce stavebního materiálu. Tento postup lze v Bělorusku očekávat, pokud takové technologie budou na trhu dostupné.