Zahloubení železniční stanice Bratislava Filiálka

Příspěvek popisuje projektovou přípravu rozsáhlé přestavby žel.stanice Bratislava – filiálka, navrhované technické řešení ve spojitosti s výsledky matematického modelování proudění podzemní vody metodou konečných prvků, provedeného ing. Valentovou a kol. z ČVUT Praha.

Předmět řešení

Komplex objektů stavebních jam, pro zářez železniční tratě, traťový tunel se zastávkou a železniční stanici Bratislava-filiálka, řeší způsob zajištění a postup výstavby stavebních jam pro zmiňované objekty. Dalším předmětem řešení jsou objekty - traťový dvoukolejný hloubený tunel s podzemní železniční zastávkou Bratislava – Slovany a úseky tratě v zářezu před tunelem a mezi tunelem a železniční stanicí. Objekty jsou součástí revitalizace žst. Bratislava – filiálka, která je koncipovaná jako podzemní hlavová osobní železniční stanice v dotyku centrální městské oblasti.
Je určená především pro příměstskou a regionální železniční dopravu ze směrů Trnava, Galanta a Nové Zámky, se všemi potřebnými návaznostmi na městské komunikace, síť MHD a příslušné funkce v území.
Vzhledem k velikému rozsahu stavby a obtížným hydrogeologickým poměrům v místě stavby projekt řeší opatření k eliminaci vlivu stavby na okolí, zástavbu a především zachování režimu proudění podzemních vod. Pro tento účel byl zpracován numerický model proudění podzemní vody v okolí projektované stavby jak v definitivním stavu, tak i při výstavbě.
Hloubený dvoukolejný železniční tunel a traťové úseky jsou navrženy pro průjezdný průřez UIC C při osové vzdálenosti kolejí 4100 mm. Podzemní objekt se skládá ze tří častí, zářezu 1, hloubeného tunelu a zářezu 2.
Celková délka stavební jámy je 2 179 m, její největší hloubka je 16,5 m a největší šířka je 63,5 m. Maximální sklon železniční tratě je 17,65 ‰.
Nedělitelnou součástí řešení tak rozsáhlé a geotechnicky náročné stavby je koncepce geomonitoringu podzemních staveb, sledování stávající zástavby a terénu.

Inženýrsko-geologické poměry

Dle geomorfologického členění Slovenské republiky z r. 1986 patří zájmové území k jihozápadní části Podunajskej roviny. Jde o mladé území s monotónní stavbou, lokálně členěné říčními rameny Dunaje. Na geologické stavbě oblasti se podílejí neogén a kvartér. V podloží neogénu je předpoklad výskytu hornin malokarpatského krystalinika. Je zastoupen sedimenty sarmatu (hrubozrnnými písky s ojedinělými vložkami jílu), panónu (prachovitými a písčitými jíly až jílovci) a pontu (písčitými jíly se střední až vysokou plasticitou, s místy hlíny měkké, ojediněle i kašovité konzistence). Kvartér je zastoupen fluviálními sedimenty pleistocénu a holocénu.

Hydrogeologické poměry

Geologická stavba území podmínila vytvoření dvou hydrogeologických celků podzemních vod – neogénních a kvartérních. Sedimenty neogénu jsou nepropustné, hladina podzemní vody v nich byla navrtána ve větších hloubkách, je vázána na vrstvy písků a má napjatou hladinu. Kvartér zastoupený převážně štěrky je prakticky v celé své mocnosti zvodnělý. Hladina podzemní vody je v přímé hydraulické závislosti na toku Dunaje. Hladina podzemní vody se nachází v relativní hloubce 3,5 – 7 m p.t. Koeficient filtrace pro štěrkové fluviální sedimenty je 8,8*10-4 až 2,8*10-3 ms-1.

Seizmicita území

Ve smyslu STN 73 0036 patří zkoumané území do rajónu s předpokládanou seizmickou intenzitou 7° MSK-64. Nejbližší zdrojová oblast seizmického rizika má hodnotu 3, čemu odpovídá základní seizmické zrychlení 0,6 ms-2. Zeminy základové půdy podle kategorizace podloží patří převážně do B.

Technické řešení

Stavební jáma bude zajištěna železobetonovými podzemními stěnami, kotvenými pramencovými kotvami ve dvou až čtyřech úrovních a v místech s měkkou nebo kašovitou konzistencí rozepřenými. Tyto stěny budou realizované pod ochranou bentonitové suspenze. Tloušťka stěn bude 0,80 m a délka 15,0 – 18,0 m. Případné netěsnosti stěn budou doinjektovány tak, aby případné přítoky podzemní vody byly maximálně eliminované. V nejhlubších místech stavební jámy se zřídí čerpací studny pro čerpání vody z průsaků nebo deště.

Stavební jáma se realizuje po úsecích. Z důvodu délky stavební jámy je nutností realizace mnoha přeložek inženýrských sítí. Nejvýznamnější je kanalizační sběrač DN 1400 mm v nově zřízené chráničce. Výstavba po úsecích bude mít zásadní vliv na eliminace negativního vlivu působení proudění podzemní vody v kvartérních sedimentech.

Na koruně zárubních zdí zářezu budou umístněny protihlukové stěny. Nosnou konstrukci tvoří železobetonový uzavřený rám s mezilehlou izolací (tunel) a U-rám s mezilehlou izolací (zářez). Tloušťka stěn bude 0,70m, dna 2,5 m a stropu 1,5 m. Ve dně budou umístěny žlaby pro odvodnění zářezu a tunelu, které tvoří plochu bezpečnostního a únikového prostoru. Ve výšce 1,10 m nad úrovní této plochy bude tunel vybavený madlem. Tunel bude vybaven požárním vodovodem, provozním a požárně bezpečnostním osvětlením.

Součástí tunelu je železniční zastávka Slovany, která je vybavena vždy jedním provozním schodištěm s jedním kapacitním výtahem na obou protilehlých nástupištích a třemi požárními únikovými schodišti na obou nástupištích. Další únikové schodiště s požárním výtahem je v tunelu v st. žkm 5,100. V st. žkm 5,340 je umístěno na pravé straně zářezu únikové požární schodiště s požárním výtahem.
V definitivním ostění budou osazeny po cca 60m trouby propojující vějíře drenážních vrtů se vsakovacími vrty na druhé straně tunelu (zářezu). V nice opěr bude tato trouba zavedena do dna, převedena na protilehlou stranu a napojena na vějíř vsakovacích vrtů.
Stavební jáma bude realizovaná ve stísněných poměrech husté městské zástavby, ve velice složitých geologických poměrech pod hladinou podzemní vody. Případné poškození pažení s následnou ztrátou stability stěn jámy je vždy vážné a nepřijatelné. Stejně tak i přetvoření hornin nebo zemin v okolí jámy, které vede k poškození sousedních staveb nebo inženýrských sítí.
Spolehlivá a současně ekonomická výstavba stavební jámy je složitá a bez kontrolního sledování (měření), které sníží geotechnické riziko na minimální (přijatelnou) úroveň není možná.
Kontrolní sledování stavební jamy je potřebné zaměřit především na přetváření a stabilitu konstrukcí milánských stěn. Proto bude nutné sledovat posuvy a náklon nosných stěn stavebních jam a také obytných budov nacházejících se v dosahu deformačních zón, změny režimu podzemních vod pomocí piezometrů a zvedání dna stavební jámy s využitím optického geodetického měření (měření konvergencí), pásmových extenzometrů, inklinometrů, dynamometrického sledování napětí ve vybraných kotvách a vydatnosti přítoku (případně) prosakující vody.

Numerické modelování proudění podzemní vody

Výsledky numerického modelování proudění podzemní vody v okolí projektovaných podzemních objektů nádraží Bratislava – filiálka ukázaly, že dlouhá nepropustná bariéra, vytvořená výstavbou těchto objektů, velmi výrazně ovlivní stávající režim podzemní vody. Dojde k mimořádně velké změně polohy volné hladiny a její vzdutí před podzemními objekty může dosáhnout až 4,5 m při průměrném přítoku do dané oblasti. Při výskytu zvýšených přítoků, vyvolaných obdobím vydatných dešťových srážek, může maximální vzdutí dosáhnout až 5 m. Takové zvýšení hladiny podzemní vody až skoro k povrchu terénu by mělo devastující účinky na stávající zástavbu.
Je proto nezbytné navrhnout vhodné drenážní opatření, které po výstavbě objektů zajistí snížení hladiny podzemní vody tak, aby nebyla objekty ovlivněna. Numerickým modelováním s použitím kvaziprostorových a plně prostorových modelů bylo prokázáno, že je to skutečně možné. Posuzovaly se dva principiálně odlišné způsoby drenáže a z hydraulického hlediska se oba ukázaly jako vhodné, takže jejich použití by zcela odstranilo nebezpečné vzdutí hladiny podzemní vody.
Numerickým modelováním se také prokázalo, že je nezbytné pečlivě posoudit vliv etapové výstavby podzemních objektů na režim proudění podzemní vody. Je třeba zajistit, aby stavební úseky jednotlivých etap výstavby měly vhodnou délku a byly účelně rozmístěny i z hydraulického hlediska. Dále je třeba, aby současně s dokončením výstavby každého úseku byla uvedena do provozu také odpovídající část drenážního systému.
Vzhledem k zásadní důležitosti drenážního systému, který je v dané lokalitě podmínkou výstavby podzemních objektů, bude zapotřebí věnovat pečlivou pozornost jak jeho technickému návrhu, tak také jeho provádění. Drenážní systém bude vyžadovat průběžný monitoring, kterým se bude kontrolovat poloha volné hladiny podzemní vody před i za podzemními objekty.

Stavebník : Železnice Slovenskej republiky
Generální projektant : REMING Consult a.s., Bratislava
Projektant podzemních staveb (stavebních jam, zářezu a tunelu) : SUDOP PRAHA a.s.

zpět na seznam