Charakteristika

Pro vybudování jednokolejných traťových tunelů v úseku mezi Vypichem (staveniště BRE1) a stanicí Dejvickou na trase V.A pražského metra byla navržena ražba pomocí dvou plnoprofilových razících mechanismů, označovaná souhrnně jako technologie TBM (Tunnel Boring Machine). V našem konkrétním případě se jednalo o dva zeminové štíty EPB (Earth Pressure Balance), kde se k vyrovnání tlaků během ražby využívá rozpojená zemina v odtěžovací komoře na čele štítu. Tato technologie dokáže ve složitých geologických a hydrogeologických podmínkách zajistit maximální bezpečnost a stabilitu nadloží i zástavby nad tunely. Ražba levého traťového tunelu probíhala v celkové délce 4172 m a pravého tunelu 4147 m. Kruhové ostění jednokolejných traťových tunelů o profilu 5,3/5,8 m bylo navrženo montované ze železobetonových segmentů tloušťky 250 mm. Každý prstenec sestává ze tří segmentů základních, dvou segmentů sousedních a jednoho segmentu zámkového. Segmenty ostění byly při ražbě v ložných i styčných dočasně sešroubovány. Šroubové otvory mají ve styčné spáře po obvodu prstence rozteč 22,5°, což umožňuje při ražbě vzájemné pootáčení sousedních prstenců o násobky tohoto úhlu. Jednotné klínové prstence mají střední šířku 1500 mm a kónicitu 30 mm. Navržené řešení umožnilo vedení tunelů ve směrových i výškových obloucích. Prefabrikované ostění je ve styčných i ložných spárách opatřeno gumovým těsněním proti průsakům vody. Prstence ostění se při ražbě štítem technologií EPB montují pod ochranou štítu a při jeho posunu se lisy opírají o čelo předchozího, již zabudovaného prstence ostění tunelu. Pro minimalizaci deformací v nadloží tunelu se musí okamžitě vyplnit prostor mezi rubem nově smontovaného prstence lícem výrubu.
Start štítů byl realizován z hloubené kruhové šachty průměru 23,6 m a hloubky 35,5 m na staveništi BRE1 na Vypichu. Na montážní šachtu navazovala podzemní montážní komora (budoucí dvoukolejný tunel trasy metra), která byla s povrchem spojena úpadní přístupovou štolou. Dopravu rubaniny zajišťovaly pásové dopravníky přes tuto štolu na mezideponii na staveništi. Dílce montovaného ostění se dopravovaly do podzemí jeřábem přes montážní šachtu. Prostřednictvím této šachty bylo také řešeno větrání, zásobování elektrickou energií, dodávka injekčních směsi a chemických přísad a napojovala se všechna technologická vedení. Pro vlastní start štítů byla ze šachty v předstihu předražena dvojice kruhových startovacích komor délky cca 9 m. Pro zahájení ražby byl za každým štítem zřízen ocelový opěrný rám s roznášecím prstencem, kotvený do dna jámy. V prvním úseku ražby od startu do stanice Petřiny se razilo v poměrně komplikovaných hydrogeologických poměrech. Spodní část výrubu byla v pevných jílovitých břidlicích, horní část v silně zvodnělých pískovcích. Ražba probíhala převážně v přechodovém módu s přetlakem stlačeného vzduchu v odtěžovací komoře. Tím se docílilo snížení přítoků podzemní vody do výrubu.
V době vjezdu štítů do jednolodní ražené stanice Petřiny byl plně vyraženy oba boční dílčí výruby a kalota středního výrubu. Na začátku stanice se tyto výruby propojily do plného tvaru jednolodního profilu na délku cca 20 m. Původní přístupové tunely k bočním výrubům stanice byly před příjezdem štítů zrušeny, po vrstvách zaplněny štěrkem a zality popílkovým stabilizátem. Pro vjezd štítů do stanice se musela rovněž v předstihu upravit čelní stěna a musela se vybudovat lůžka pro protažení štítů bočními výruby. Na konci bočních výrubů stanice bylo nutné vyrazit kruhové komory pro další start štítů směrem ke stanici Nádraží Veleslavín. Z prostorových důvodů nebylo možné instalovat již jednou použitý ocelový opěrný rám. Místo toho byl ve startovací komoře navržen železobetonový věnec, spřažený s vnitřním ocelovým pláštěm ve tvaru polygonu. Věnec byl do okolního horninového prostředí zakotven pomocí radiálních tyčových kotev namáhaných střihem a tahových kotev orientovaných šikmo dopředu. Poté, co štít zajel do komory, se k ocelovému plášti věnce přivařily ocelové konzoly podpírající ocelový roznášecí prstenec. Ten umožnil opření lisů a další start štítů.
V druhém úseku ražby ze stanice Petřiny do stanice Nádraží Veleslavín se traťové tunely postupně zanořily do jílovitých břidlic přerušených pouze krátkou polohou křemenců. Ražba probíhala převážně v otevřeném módu s výjimkou podcházení bytového komplexu Hvězda a železniční trati u stanice Veleslavín. Z důvodů minimalizace deformací na povrchu zde probíhala ražba v uzavřeném módu, tj. se zaplněnou a natlakovanou odtěžovací komorou na čele štítu. V další etapě následovalo vjetí do hloubené části stanice Nádraží Veleslavín a protažení štítů stanicí. Pro protažení štítů raženou částí trojlodní stanice se v bočních tunelech vybudovala železobetonová lůžka, obdobně jako ve stanici Petřiny. V hloubené části stanice byly na dno jámy vybetonovány podélné železobetonové pasy, na které se osadila montovaná ocelová lůžka s kolejnicemi. Pro další rozjezd štítů byly na koncích bočních staničních tunelů vyraženy startovací komory s kotveným opěrným věncem obdobně, jako tomu bylo ve stanici Petřiny.
Následovala ražba tunelů převážně v uzavřeném módu, pod hladinou podzemní vody, pod nízkým nadložím s povrchovou zástavbou a v prostředí s různorodými geotechnickými typy hornin. Po téměř dvousetmetrovém úseku vjely štíty do hloubené stavební jámy na staveništi E2 (v blízkosti dnešní tramvajové smyčky a povrchového větracího objektu metra), zapažené kotvenými pilotovými stěnami. Pro protažení štítů jámou byla na již hotovou základovou desku budoucí strojovny hlavního větrání osazena montovaná ocelová lůžka s kolejnicemi, která byla použita již v hloubené části stanice Nádraží Veleslavín. Pro start další ražby směrem ke stanici Bořislavka se u výjezdového portálu z jámy použily stejné opěrné rámy s roznášecím prstencem jako v montážní šachtě na staveništi BRE1. Po zajetí razících komplexů do horninového masívu se ražby přerušily, lůžka pro přesun se odstranila, opěrné rámy se demontovaly a instalovala se nově pásová doprava pro odtěžování rubaniny na meziskládku na staveništi E2. Po obnovení ražeb zeminovými štíty byla ze staveniště E2 plně zajišťována jejich obsluha, tj. odtěžování rubaniny, zásobování železobetonovými dílci, dodávka injekčních směsí a chemických přísad a napojení všech technologických vedení. Ražba ze stavební jámy probíhala v jílovitých břidlicích šáreckého souvrství, s přechodem do dobrotivského souvrství před stanicí Bořislavka. Vzhledem ke geologickým poměrům a výšce nadloží probíhala ražba převážně v otevřeném módu, případně s částečným přítlakem čela, při podcházení výškových povrchových objektů v oblasti sídliště Červený Vrch v uzavřeném módu.
V další etapě následovalo protažení štítů stanicí Bořislavka. Tato jednolodní stanice byla již v době vjezdu štítů v délce cca 100 m zcela vyražena, ve zbývající části byly vyraženy pouze oba boční výruby. Na konci stanice byly v předstihu vyraženy startovací komory kruhového profilu s kotvenými železobetonovými věnci, podobně jako ve stanici Petřiny a Nádraží Veleslavín. Lůžka pro protažení štítů stanicí byla zjednodušena a byla vytvořena z ocelové montované konstrukce osazené na vodorovný podkladní beton.
Po protažení razících štítů stanicí Bořislavka pokračovala ražba nejdelšího a z hlediska hydrogeologických poměrů i nejnáročnějšího traťového úseku. Zpočátku, v délce cca 250 m, se ražba odehrávala v dobrotivském souvrství, kde se střídaly zvětralé až navětralé jílovité břidlice s vrstvami křemenců. V tomto úseku postupovala ražba s částečnou, případně plnou podporou čela. Postupně však začaly do profilu tunelů zasahovat pokryvné útvary deluviálních a deluviofluviálních zvodnělých sedimentů. Po trase se tak střídaly silně zvětralé, až rozložené jílovité břidlice, svahové hlíny, spraše a před stanicí Dejvickou říční terasové sedimenty se zaklesnutou hladinou podzemní vody do podloží. Situaci ještě více zkomplikoval propad vozovky na ulici Evropské, bez zavinění a souvislostí s ražbou tunelů. Z bezpečnostních důvodů se potom zhotovitel rozhodl kontrolovat stav kanalizačních stok pod ulicí Evropskou a geofyzikálními metodami prověřovat, zda se pod vozovkou nenacházejí dutiny neznámého původu. Poruchová místa kanalizace byla následně před ražbou opravena a oslabená místa pod vozovkou v nadloží budoucích tunelů byla sanována nízkotlakými injektážemi. Za těchto zvýšených bezpečnostních opatření, při trvalém sledování stavu a deformací vozovky a tramvajové trati, pokračovala ražba v uzavřeném módu. Ražba obou traťových tunelů byla úspěšně ukončena prorážkou do prostoru provozované stanice Dejvické dne 26. listopadu 2012.