Vodní dílo Hněvkovice – aktuální stav
Stavební firma Metrostav, a. s., přesněji Divize 6 a její oblastní zastoupení pro Jihočeský kraj, zahájila na jaře roku 2020 práce na dalším projektu, který částečně souvisí se zlepšením parametrů vltavské vodní cesty, ale hlavně by měl ochránit vodní dílo Hněvkovice (při případné nadmíru vysoké povodni) zvýšením průtokové kapacity.
Stávající realizace proto povede k zajištění bezpečného převedení průtoku až desetitisícileté vody přes vodní dílo. Jde o akci nazvanou Zabezpečení vodního díla před účinky velkých vod. Jde již o druhou akci na vltavské vodní cestě za posledních pár let. V roce 2017 totiž Metrostav realizoval Plavební komoru na Hněvkovickém jezu, přímo v obci Hněvkovice, která tehdy prodloužila délku splavného toku řeky o 13 km a po desetiletích obnovila provoz menších lodí po Vltavě z Českých Budějovic do Prahy. Vodní dílo VD Hněvkovice, o kterém bude tento článek, je vzdálené cca 1,5 km proti proudu od Hněvkovického jezu.
ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA DÍLA
Vodní dílo Hněvkovice se nachází zhruba 5 km jižně od Týna nad Vltavou a bylo vybudováno v souvislosti s výstavbou jaderné elektrárny Temelín, pro kterou bylo nutné zabezpečit spolehlivý odběr technologické vody.
Specifikem této zakázky je tedy fakt, že její realizace nesmí ohrozit bezproblémové dodávky chladicí vody do jaderné elektrárny Temelín. Tedy hlavně provoz čerpací stanice a malé vodní elektrárny, která je součástí tohoto vodního díla. Hladina vody na vodním díle Hněvkovice by neměla klesnout pod určitou úroveň, kdy začíná být voda z nádrže pro odběr za účelem chlazení méně kvalitní a je nutné ji v jaderné elektrárně upravovat náročnějším čištěním, než tomu bývá za běžného stavu.
Vodní dílo Hněvkovice patří spolu s Kořenskem mezi nejmladší stupně vltavské kaskády. Přestože se zde o přehradě uvažovalo už před sto lety, hrubá stavba pravého a středního pole bezpečnostních přelivů byla postavena během první etapy výstavby v roce 1988, vodní dílo bylo uvedeno do provozu v roce 1991. Tehdy se ještě hrubá stavba plavební komory dočkala dokončení v roce 2010.
Bezpečnostní přeliv je řešen jako korunový o třech polích světlosti 12 metrů, vzájemně oddělenými pilíři šířky pět metrů hrazený ocelovými segmenty. Bezpečnostní přeliv je situován v ose toku, tzn. zhruba uprostřed délky hráze. Ocelové segmenty mají hradící výšku 7 metrů. Pod segmenty vytéká voda po přelivné ploše skluzu do vývaru délky 44 metrů a hloubky 5 metrů. Dno vývaru je na kótě 349,10 m n. m.
Vodní dílo tvoří přímá betonová tížná hráz se třemi korunovými bezpečnostními přelivy hrazenými segmenty. Profil hráze se nachází na Vltavě v říční kilometráži 210,390. Celková délka koruny hráze je 191 metrů, výška koruny hráze nade dnem 23,5 metru. Přes korunu hráze vede veřejná komunikace.
U pravého břehu je umístěna plavební komora pro lodě do nosnosti 300 tun. U levého břehu je vodní elektrárna se dvěma Kaplanovými turbínami. Na levém břehu v blízkosti hráze je umístěna čerpací stanice, včetně přívodního potrubí technologické vody do areálu jaderné elektrárny Temelín. Nádrž délky 18,65 kilometru sahá svým vzdutím pod jez v Hluboké nad Vltavou a zaujímá plochu 276,67 hektaru.
ROZSAH PRACÍ
Pro zajištění bezpečnosti VD při převádění povodňových průtoků budou na stávajícím VD Hněvkovice provedeny úpravy přelivných ploch pravého a středního pole bezpečnostního přelivu a úpravy horních a dolních vrat plavební komory. Spolu s tím došlo k výměně uzávěrů a ovládacích mechanismů pro bezpečné převedení povodně Q10 000 přes vodní dílo. Rekonstrukce bezpečnostního přelivu spočívá ve snížení dvou přelivných hran pravého a středního pole a osazení nových segmentových uzávěrů.
V rámci rekonstrukce plavební komory bude provedeno ubourání dolního záporníku horních vrat. „Dojde přitom k ubourání horního záporníku dolních vrat o tři metry. Tím se zvýší otvor. O 1,5 metru se sníží hrana u bezpečnostních přelivů,“ vysvětlil stavbyvedoucí Ing. Otto Hrodek z Divize 6 společnosti Metrostav. S těmito stavebními úpravami souvisí i výměna segmentových uzávěrů plavební komory. Horní vrata budou doplněna o dolní vráteň a dolní vrata budou kompletně vyměněna za nová. V další části článku krátce představujeme technická řešení několika vybraných stavebních řešení.
KOORDINAČNÍ SITUACE
SO 01 – Stavební úpravy bezpečnostního přelivu
Tento stavební objekt spočívá ve zkapacitnění stávajícího korunového bezpečnostního přelivu vodního díla, sestávajícího ze tří přelivných polí, pro převod příslušné části povodňového průtoku Q10 000. Nově navrhovaná kapacita bezpečnostního přelivu je 1 975 m3/s. Pro zajištění dostatečné kapacity bezpečnostního přelivu bude nutné v rámci navrhované stavební úpravy provést snížení úrovně přelivné hrany 2 přelivných polí.
Úprava se bude týkat pravostranného pole (blok č. 7 hráze) a prostředního pole (blok č. 9 hráze) bezpečnostního přelivu. Levostranné pole (blok č. 11 hráze) zůstane beze změny. V souvislosti se snížením přelivné hrany bude rovněž nutné provést kompletní výměnu technologie provozních segmentových uzávěrů obou upravovaných polí.
V rámci této výměny budou provedeny stavební úpravy v místě dělících pilířů respektive stěny plavební komory, které zajistí uložení nové technologie. Dále bude rovněž provedena úprava provizorního hrazení a systému ochrany segmentů čeřením (bublinkováním).
SO 01 je rozdělen do tří základních stavebních objektů SO 01.1 a SO 01.2, týkajících se úpravy pravostranného a středního pole přelivu, dále SO 01.3 sestávající se ze zastřešení pohonů nových segmentů pravého a středního pole, a také stávajícího segmentu v levém přelivném poli.
SO 02 – Stavební úpravy horních vrat plavební komory
Horní vrata plavební komory jsou jednokřídlá desková vrata otevíraná proti vodě do výklenku v pravé zdi ohlaví pomocí hydraulického lineárního motoru.
Stavební úpravy v prostoru horních vrat pro možnost převádění povodňových průtoků spočívají především v ubourání dolního záporníku horního ohlaví plavební komory o 6 metrů. Toto výrazné snížení úrovně dna je spojeno s nutností statického zajištění svislých konstrukcí stěn plavební komory, aby byla zajištěna jejich statická stabilita, včetně stability celého dilatačního bloku. Na návodní straně bude konstrukce v horním ohlaví ubourána v celé délce 20,20 metru.
Zajištění statické stability stěn plavební komory bude řešeno pomocí trvalých pramencových kotev provedeno ještě před začátkem bouracích prací v plavební komoře.
Levá stěna dilatačního bloku horního ohlaví je zajištěna celkem 13 ks kotev. Z toho 9 ks osazených v prostoru ohlaví ve vzdálenosti 0,85 m od vnějšího líce zdi v rozteči 2,0 m a 4 ks v prostoru plavební komory ve vzdálenosti 0,50 m od vnějšího líce zdi v rozteči 1,25 m.
SO 03 – Stavební úpravy dolních vrat plavební komory
Stavební objekt SO 03 spočívá ve zkapacitnění otvoru dolních vrat pro možnost převádění příslušné části povodňového průtoku Q10 000 plavební komorou. Dále pak ve výměně stávajících dolních vrat plavební komory za nová, se kterými bude možné provádět manipulace do nevyrovnaných hladin. Kompletní výměna stávajících stavidlových opěrných vrat za vyšší vyžaduje provedení stavebních úprav souvisejících s požadavky na jejich nové uložení. V rámci tohoto objektu tak bude provedena stavební úprava bočních drážek a dosedacího prahu vrat, zvýšení konstrukce horního záporníku, zřízení nové revizní lávky. Pohony nového uzávěru budou chráněny montovanou ocelovou konstrukcí strojovny. Objekt SO 03 bude osazen zámečnickými prvky – jako jsou například lávky, žebříky a ochranná zábradlí.
SO 04 – Stavební jímky
Tento stavební objekt tvoří trojice ochranných stavebních jímek pro zajištění potřebného pracovního prostoru v místě realizace SO 01 a SO 02 (Stavební úpravy horních vrat plavební komory), tedy v místě pravého a středního pole bezpečnostního přelivu a horního ohlaví plavební komory. Stavební jímku pro SO 03 není nutno navrhovat, neboť bude po dobu rekonstrukce dolního ohlaví využito stávajícího revizního povodního hrazení.
„Pro tyto práce bude možné částečně využít zkušeností střediska železobetonových konstrukcí, které je součástí divize 6. Speciální práce pro vybudování hrazení a statických zajištění železobetonových konstrukcí vodního díla by se prováděly za pomoci společnosti Zakládání staveb,“ uvedl O. Hrodek.
Nosná konstrukce jímek bude ocelová. V průběhu výstavby jímek bude hladina v nádrži dočasně krátkodobě snížena na kótu 368,90. Po dobu existence jímek a provádění prací pod jejich ochranou bude hladina v nádrži udržována na kótě 370,10 m n. m. Pro stavbu jímek mimo plavební sezónu, tj. v období listopad – březen lze dočasně snížit hladinu v nádrži až na kótu 368,50.
Jímkování jednotlivých stavebních prostorů bude prováděno po etapách tak, aby byl co nejméně narušen provoz a bezpečnost VD Hněvkovice. To znamená, že budou vždy ponechány v plném provozu dvě pole bezpečnostního přelivu. V době existence jímek v místě bezpečnostního přelivu bude možné provozovat plavbu v plavební komoře. Po uzavření horního ohlaví plavební komory jímkou bude nutné plavbu po dobu existence této jímky přerušit. Předpokladem je, že stavební práce v plavební komoře budou probíhat v zimní plavební přestávce. V průběhu existence jímek bude zajištěn odběr technologické vody pro Jadernou elektrárnu Temelín a bude umožněn provoz MVE Hněvkovice.
SVAŘOVÁNÍ POD VODOU
Při budování ochranných jímek bude potřeba neustále sledovat průtoky vody. V případě jímek před plavební komorou a dvěma segmenty přehrady jde o atypickou konstrukci prováděnou z plavidla a za stálé účasti potápěčů při svařování pod vodou.
Na základě projektu musí svařovací technolog vypracovat technologický postup. Na základě toho se zvolí správný typ elektrody. Vždy je třeba vědět předem, kde a jaký materiál se bude svařovat. Potápěč je vybaven oblekem a svařovacím zařízením přizpůsobeným pro práce pod vodou. Osoby vykonávající práce a svařování pod vodou musí mít oprávnění pro tyto činnosti, přičemž v Česku jich je jen několik.
ZÁVĚR
Průběh stavby závisí na průtoku Vltavy. S dokončením se počítá v létě roku 2022. V první etapě proběhne odstavení prvního segmentu přehrady a jeho přestavbu do jara 2021. V této fázi proběhne také úprava horní části komory, ale tam je možné začít po ukončení plavební sezony až v říjnu. Dolní část komory se bude opět v období mimo sezonu opravovat během odstavení druhého segmentu. Skutečný termín dokončení může podle manažera projektu ovlivnit řada faktorů. Kromě klimatických podmínek, kdy se mohou práce na plavební komoře zdržet kvůli nepříznivému zimnímu počasí, to mohou být i zvýšené srážky.
Průtok vody je sice řešen popsaným ochranným hrazením (resp. jímkami) na bezpečnou kótu vodní hladiny, ovšem při povodních nebo zvýšení nad tento limit musejí být práce z bezpečnostních důvodů přerušeny.
Kromě prací pro běžnou mechanizaci budou v Hněvkovicích probíhat práce za pomoci speciálního řezání a jádrového vrtání. Konstrukce budou vyhotoveny z betonů C30/37 XC4 XF3 XA1 a samozhutnitelného SCC30/37 XC4 XF3 XA1. Půjde tedy o betony do střídavě mokrého a suchého prostředí, chemicky lehce agresivního, a s dostatečnou odolností vůči mrazu.
Z podkladů Metrostav a. s.
