Bečva, jez Hranice – zkapacitnění jezu a rybí přechod

V článku je popsáno zkapacitnění, tj. rozšíření jezu a výměna technologie. Účelem stavby je zlepšení protipovodňové ochrany koryta Bečvy v Hranicích a výstavba rybího přechodu, který umožní migraci vodních živočichů přes výškový rozdíl hladin v nadjezí a podjezí. Zkapacitnění se docílí přistavením třetího jezového pole (s čelním přelivem) na levé straně současného jezu se dvěma poli.

ZÁKLADNÍ ÚDAJE

• Investor: Povodí Moravy, s. p.
• Generální zhotovitel: „Společnost HOCHTIEF CZ – METROSTAV Bečva“ (Metrostav a. s., Divize 6 – lídr sdružení)
• Hlavní dodavatelé: 
  • Dodavatel betonu: Zapa beton a. s.
  • Štětovnice trvalé i dočasné: Zakládání staveb, a. s.
  • Strojní technologie: Ševčík HYDRO s. r. o.

V rámci rozšíření jezu budou u stávajících dvou polí vyměněny ocelové hradící konstrukce včetně pohonů. Stávající zabetonované části hradící konstrukce budou zachovány s potřebnými opravami a úpravami. Nová pohyblivá hradící konstrukce a její pohon bude pak pro všechny tři pole prakticky shodná. Nová hradící konstrukce bude oproti stávajícímu řešení tvarově a konstrukčně změněna – především za účelem minimalizace zadržování vody a plavenin na konstrukci, dopadání vody na těleso segmentu, přimrzání těsnění a namrzání ledu na vzdušné straně jezu.

Zajímavá čísla:

• Šířka jednoho pole (stávajícího i nového): 16 metrů.
• Technologicky se jedná o tři samostatně ovládané segmenty (pole). Na každém segmentu je pro přesnější regulaci běžných průtoků osazena klapka.
• Hladina v kritickém místě nad mostem v hranicích díky rozšíření jezu klesne v případě Q799 m³/s o 59 cm.
• Délka rybího přechodu je 147,9 metru, šířka ve dně tři metry. Vtoková část rybího přechodu je řešena jako železobetonové koryto, druhá polovina potom jako přírodní koryto.

PŘÍPRAVNÉ PRÁCE

Před zahájením zemních prací bylo nutné provést zatěsnění stavební jámy pomocí dočasných a trvalých štětovnic a zajistit stabilitu levého krajního pilíře, za kterým bude vybudováno nové jezové pole. To bude založeno na mikropilotách, nové nábřežní stěny v podjezí a nadjezí jsou založeny na pilotách, které zároveň brání průsakům do podloží.

Po dokončení hlavních výkopů a přípravě základové spáry začaly betonáže jezového pole. Z důvodu omezení vzniku nadměrného hydratačního tepla u masivní konstrukce jezového pole byla speciálně upravena receptura betonu.

Celkový objem betonáží:

• jezové těleso 1 907 m³,
• rybí přechod 829 m³,
• stěny nadjezí a podjezí 3 451 m³.

Současně s pracemi na stavbě aktuálně probíhá příprava výrobní dokumentace strojní technologie (segmentů a klapek).

ZEMNÍ PRÁCE S KOMPLIKACEMI

Při beranění štětových stěn se realizátoři potýkali s problémy. Z důvodů častého výskytu „neberanitelných“ překážek (kameny, betonové kusy), kterými byl nejspíše zasypán objekt jezu při jeho výstavbě v roce 1987, nebylo často možné dosáhnout projektované úrovně.

Aby bylo možné štětovnice „doberanit“, bylo nutné ve velké části trasy štětovnic provádět prohrábky, kameny vytěžit a jámu opět zasypat. Následně se znovu pokusit štětovnici zaberanit. V některých místech se musel tento postup několikrát opakovat.

Stabilizace pilíře
Při výkopu pro jezové těleso bylo zároveň nutné zajistit stabilitu stávajícího pilíře. Zemní práce byly prováděny po úrovních. Před zahájením další úrovně byl vždy pilíř provrtán šikmými jádrovými vrty a „přišpendlen“ do podloží samozávrtnými kotvami. Teprve následně bylo možné pokračovat s další etáží. Stabilitu pilíře po celou dobu provádění prací sledovala společnost Vodní díla – TBD a také provoz Povodí Moravy.

K nevyšším výkyvům došlo právě během první fáze zemních prací. Větší náklon pilíře byl zřejmě způsoben velkou teplotní změnou železobetonových konstrukcí pilíře, které byly po odkopání zeminy vystaveny slunečnímu záření. Během dalšího postupu prací se již pilíř stabilizoval a k dalším výkyvům nedocházelo.

Původní štětová stěna
Během výkopů realizační firmy narazily na původní štětovou stěnu, která sloužila při výstavbě jezu pro převedení vody. Štětovou stěnu, která by procházela nově budovaným krajním pilířem, bylo nutné před dalším pokračováním prací odstranit.

Stávající kanalizace
Velké obavy byly ze stávající kanalizace, která vedla přes řeku na pravý břeh do čistírny odpadních vod. Podle informací od provozovatele kanalizace (VaK Přerov) mohla být kanalizace ve špatném technickém stavu a její provoz nesměl být stavbou přerušen. Navíc kanalizace vede těsně vedle nejhlubšího místa cele stavby – jámy pro založení jezového pole.

Po celou dobu provádění výkopových prací bylo nutné postupovat maximálně obezřetně a zajistit stabilitu kanalizace tak, aby nedošlo k sesuvu, porušení kanalizace a tím k zaplavení stavební jámy splašky. Kolem kanalizace se proto provedly mikropiloty a celá byla obetonována, čímž vznikl tzv. předprsní práh.

NOVÉ HRADICÍ KONSTRUKCE

Nová hradicí konstrukce bude mít stejné základní parametry, základní funkčnost a podobný vnější vzhled jako stávající dvě jezová pole. Ocelovou hradicí konstrukci tvoří tlačený, zdvižný segment s nasazenou klapkou o celkové maximální hrazené výšce 3,2 metru a šířce 16 metrů. Hradící výška nasazené klapky bude 0,8 metru a šířka 14 metrů. Uzávěr bude ovládán elektromechanicky pomocí Gallových řetězů oboustrannými zvedacími mechanismy, umístěnými ve strojovnách se vzájemnou elektronickou synchronizací pohybu.

Většinu částí konstrukce tvoří svařence z plechů a profilových tyčí z materiálu se zaručenou svařitelností o jakosti S355 nebo výjimečně S235. Projektovaná životnost celé ocelové hradící konstrukce včetně pohonů bude 80. let (mimo nátěry a snadno vyměnitelné části).

Ocelová konstrukce včetně jejího pohonu bude navržena pro zadané zatížení maximální provozní hladinou a současně zatížení vlastní hmotností a navíc hmotnosti případných námraz ledu. Hradící konstrukce bude navržena a vyrobena dle příslušných ČSN a EN norem určených pro ocelové konstrukce a ocelové konstrukce vodohospodářských staveb.

Veškerý spojovací materiál mimo beton nebo strojovnu bude do velikosti M12 nerezový (z materiálu A2-70), nad tento rozměr bude spojovací materiál zinkovaný o pevnosti 8.8.

Těleso segmentu
Celý segment se kvůli svým rozměrům bude sestavovat až při montáži na stavbě z několika výrobně samostatných svařenců:

• Střední nosník ze dvou částí.
• Dva krajní díly s bočními štíty klapky.
• Dvě ramena segmentu.

Segment sestává z hradicí stěny zakružené poloměrem sedm metrů, vyztužené jedním skříňovým nosníkem a ramen ukončených náboji s kluznými pouzdry. Ty budou otočně spojeny pomocí čepů s hlavními ložisky segmentu připojených k zabetonovaným ocelovým konzolám. V horní části segmentu bude vytvořen výsek o šířce 14 metrů, ohraničený bočními štíty, který bude hrazen dutou klapkou. Těleso segmentu bude podél svého celého zdvihu vedeno po obou stranách bočními vodícími kladkami (celkem 2+2 ks) vůči zabetonovaným bočním štítům.

Skříňový nosník segmentu bude opatřen výztužnými žebry s takovými otvory, aby byl v celém rozpětí průchozí pro řádné provedení povrchové ochrany a případné provozní kontroly. Tvar skříně bude taktéž takový, aby se na něm nedržela voda ani plaveniny a aby do vnitřního prostoru voda nezatékala. Případně proniklá voda bude z vnitřku odvedena odvodňovacími otvory.

Tvar konstrukce bude také proveden s ohledem na maximální snížení tvorby a narůstání ledových námraz především na její vzdušné straně. Horní plochy ramen segmentu budou vybaveny stupadly pro možnost přístupu na konstrukci k provozním prohlídkám.

Všechny segmentové uzávěry budou mít vyztuženou patní část v oblasti prahového těsnění a dubový odrazný trámec, aby konstrukce lépe odolávala nárazům plavenin a ledových ker ve zdvižené poloze.

Těleso klapky
Klapka je navržena také jako dutá (typ Man) s oboustranným ovládáním a bude svařena ze skružených plechů a vyztužena svislými a podélnými výztuhami.

Dutina klapky bude uzavřená. Horní přelivná hrana bude opatřena osmi rozrážeči vody s dostatečnou šířkou tak, aby přepadající paprsek zůstal viditelně rozdělený minimálně čtyři metry.

Přepadová hrana plně vztyčené klapky (kóta 243,20 m n. m.) bude v takové poloze, aby přepadající paprsek od tloušťky max. 1 cm nedopadal na těleso segmentu, ale až za něj a nedocházelo tak z tohoto důvodu k namrzání ledu na těleso nebo namáhání a poškozování jeho povrchové ochrany.

HARMONOGRAM

• Zahájení stavby 03/2020
• Ukončení stavby 11/2021
• Důležitými milníky jsou tzv. srážky jezu, čili kompletní vyhrazení segmentů a vypuštění nadjezí, v roce 2020 a v roce 2021 (vždy od července do listopadu).

Ing. Lubomír Mik
Metrostav a. s., Divize 6