Systém chemické stabilizace štěrkového lože (most Žichlínek, tunely pod Vítkovem)

obr. 1	Fotogalerie...

Během několika posledních desetiletí zažila železnice neobyčejný rozvoj a proměnu.
Očividně se zvýšily nároky především na vyšší rychlost jízdy, na přepravu většího
počtu cestujících a nákladu, jakož i na vyšší pohodlí jízdy. To všechno však mělo být
spojeno s vyšší bezpečností a tento požadavek přirozeně vyžaduje rovněž opatření ke
zlepšení bezpečnosti železnice. Se stoupající rychlostí vlakových souprav rostlo i
zatížení stavebních konstrukcí a běžná technická a technologická řešení často
nesplňovala očekávání. Když byly uvedeny do provozu první vysokorychlostní vlaky,
objevil se další problém. V důsledku turbulence při vysoké rychlosti se uvolňovaly
drobné částice štěrku, což mělo za následek nebezpečí nehody u protijedoucích vlaků.
Aby se tomu zabránilo, zavedlo se lepení štěrku jako způsob řešení, který otevřel nové
perspektivy v oblasti techniky.
Všeobecná informace o lepení štěrku
Lepení štěrku je chemický stabilizační postup, při němž se částice štěrku slepí na
hranách a kontaktních plochách (obr. 1 a 2). Dvousložkové lepidlo (pryskyřice) se
značnou pevností v lomu drží štěrkové lože ve tvaru, který zaujímaly částice štěrku před lepením (obr. 3).Je velmi důležité nezaměňovat lepení s injektáží. Zatímco během injektáže se dutiny
mezi částicemi úplně zaplní, vyznačuje se lepení štěrku tím, že lepidlo spojuje částice
jen v místech jejich doteku a tím zůstávají průchozí dutiny pro odvod srážkové vody.
Předpoklady pro kvalitního lepení
Pro dosažení požadovaného výsledku i požadované jakosti pomocí technologie lepení
štěrku, musí být bezpodmínečně splněny následující předpoklady:
− pevný základ (spodní stavba),
− dobře zhutněné štěrkové lože,
− dokonalá geometrie tratě,
− odborné provedení lepících prací.
Přednosti lepení štěrku
Použití technologie lepení štěrku má mnohé výhody; nejdůležitější z nich jsou:
− stabilizace štěrkového lože,
− ochrana štěrkového lože před rozvolněním,
− zvýšení odolnosti štěrkového lože,− zachování mřížkovité struktury štěrkového lože,
− zlepšení vertikálního a horizontálního rozložení zatížení,
− žádné ovlivnění vodopropustnosti štěrkového lože,
− nastavení pružnosti / tuhosti štěrkového lože.
Metody a oblasti použití lepení štěrku
V zásadě existují pro lepení štěrku dvě základní dobře odlišitelné metody:
− lepení povrchové,
− lepení strukturní.
Povrchovým lepením se zamezuje uvolnění materiálu z povrchu štěrkového lože.
Cílem není zlepšení mechanických vlastností štěrkového lože, tedy zahrnutí lepené
struktury do přenosu zatížení. Při povrchovém lepení je tloušťka lepené vrstvy
v rozmezí do 10 cm. Povrchové lepení se používá v následujících oblastech:
− lepení štěrku pro zabránění jeho úletu (obr. 4),
− lepení štěrku pro ulehčení čištění štěrkového lože průmyslovými vysavači (obr. 5),
− lepení štěrku pro ochranu štěrkového lože proti deformaci při pochozím zatížení
(obr. 6),
− lepení štěrku pro zpevnění boční strany štěrkového lože, především u úseků tratě
ve stavbě, např. při stavbě druhé koleje (obr. 7).Dalším způsobem je lepení strukturní. Vedle snahy zamezit uvolňování částic pomocí
strukturního lepení štěrku je hlavním cílem i uvážení mechanického zatížení
štěrkového lože, tedy zahrnutí technologie lepení do přenosu zatížení. U strukturního
lepení je tloušťka vyšší, používá se i lepení po vrstvách, kdy tloušťka každé lepené
vrstvy je 10 až 25 cm. Strukturní lepení se používá v následujících oblastech:− vytváření tzv. přechodových oblastí mezi drážními úseky se štěrkovým ložem
a úseky s pevným podložím – při napojování mostů, tunelů, přejezdů (obr. 8),
− lepení štěrku pro zvýšení odporu proti příčnému posunutí u oblouků s malým
poloměrem (obr. 9),
− lepení štěrku pro zvýšení polohové stability a životnosti izolovaných styků kolejnic
(obr. 10),
− lepení štěrků pro zvýšení únosnosti (obr. 11).Naše první aplikace na tratích v České republice
V roce 2005 jsme tuto metodu poprvé představili na námi pořádaném odborném
semináři a díky tomu se nám podařilo ji prosadit při realizaci stavby nového
železničního mostu u obce Žichlínek v roce 2007. Tento most byl součástí výstavby
jedné z nejvýznamnějších staveb protipovodňové ochrany v České republice, poldru
Žichlínek. Nový železniční inundační most má rozpětí 23 m a výšku 2,8 m. a propojuje
dvě části retenčního prostoru poldru rozděleného železnicí. Nachází se v severní části
ochranných hrází v trase železničního koridoru Česká Třebová – Olomouc. Z důvodu
významnosti této dvoukolejné železniční tratě a její frekventovanosti byl základním
požadavkem výstavby mostu zachování provozu vždy alespoň na jedné koleji.
Generálním dodavatelem stavby byla společnost D.I.S. Brno. Vzhledem k požadavku
na výstavbu bez celkové výluky byl most realizován po polovinách, vždy
s jednokolejnou výlukou provozu na dané koleji. Vzhledem ke krátkosti uvažované
doby výluky byly železobetonové rámy obou polovin mostu realizovány
vně železničního tělesa, na podvozcích, a do profilu tratě byly v průběhu výluky
zasunuty. Po zasunutí první poloviny mostu a provedení následných stavebních prací
(izolace mostovky, zábradlí, nové štěrkové lože, položení kolejnic atd.) bylo nutné
odstranit mechanické pažení pomocí štětovnicových stěn a začít s odtěžováním druhé
poloviny původního náspu tak, aby bylo možné zasunout druhou polovinu mostu.V této části výstavby bylo nutné část kolejového lože ve směru od kolejnice ke středu
mostu polohově dočasně stabilizovat. Vzhledem k rychlosti aplikace a následnému
rychlému zatížení a vzhledem k omezenému manipulačnímu prostoru byla použita
metoda chemické stabilizace pomocí nástřiku reakční pryskyřicí MC-Ballastbond
(obr. 12 a 13).Zpevnění štěrkových ploch před tunely pod Vítkovem
Součástí projektu Nové spojení v Praze jsou také dva tunely pod Vítkovem. Z důvodu
možnosti efektivního zásahu požární techniky v případě nutného zásahu v tunelech
byla požadována zlepšená pojížditelnost štěrkových ploch před oběma portály tunelů.
Již ve fázi projektu byla navržena trvalá stabilizace těchto ploch metodou nástřiku
reakční pryskyřicí. Tato stabilizace byla jedna z posledních stavebních prací
před uvedením tunelů do provozu a byla provedena během 3 pracovních dnů v srpnu
roku 2008 na ploše cca 500 m2 (obr. 14 a 15).

Závěr
Do dnešního dne jsme realizovali na tratích v ČR 6 samostatných projektů
bez jakýchkoliv následných problémů. Dále máme k dispozici celou řadu dalších
referenčních objektů v Belgii, Německu, Maďarsku, Rakousku nebo Švýcarsku.
Spektrum možných použití je velice rozmanité a metoda chemické stabilizace se
během jejího používání ukázala jako velice efektivní a časově i finančně výhodná.
Literatura a použité materiály:
[1] Interní materiály společnosti MC-Bauchemie,
[2] Szabó, J. sen.; Szabó, J. jun.: Možnosti použití technologie lepení štěrku... Část I,
2008

Obr. 1 Fyzikální kontakt mezi lepidlem a štěrkem

Obr. 3 Geometrické těleso vytvořené lepením štěrkového lože