Stavba roku 2013 - Silnice I/42 Brno, VMO Dobrovského B

Funkce stavby

V rámci řešení městské i tranzitní dopravní infrastruktury v krajském městě Brně stavba představuje severní úsek Velkého městského okruhu (VMO) o celkové délce 1,8 km (měřeno v trase VMO).

Charakteristika stavby

Hlavní součástí stavby je Královopolský tunel se dvěma tunelovými troubami délky 1 260 m a 1 239 m. Součástí stavby je na západním předpolí tunelu mimoúrovňové křížení (MÚK) Hradecká – VMO a MÚK Hradecká – Královopolská. Na východním předpolí tunelu je to pak část MÚK VMO – Svitavská radiála. Větší část tohoto MÚK tvoří samostatnou bezprostředně navazující stavbu. Součástí stavby je 435 stavebních objektů a 33 provozních souborů, jejichž výčet by zabral podstatnou část textové prezentace, proto nejsou v tomto dokumentu všechny stavební objekty a provozní soubory jmenovitě uváděny.

Hlavní stavební objekt představuje Královopolský tunel, který představuje 24 dílčích stavebních objektů a 22 technologických provozních souborů. Z důvodu velké nadzemní zástavby a snahy o minimalizaci počtu poruch staveb při poklesu území byla ražba a vystrojení výrubu členěna na šest dílčích výrubů.

Základním vstupem pro celé dopravní a technické řešení stavby je osa prvního tunelu vedeného pod ulicí Dobrovského. Osa směřuje z okruhu na ulici Žabovřeské ke Svitavské radiále. Oba tunely jsou projektovány na možnost obousměrného provozu. Dvě mimoúrovňové křižovatky na žabovřeském předpolí tunelů jsou v minimální vzdálenosti, a proto byly pojaty jako jedna útvarová křižovatka.

Základním principem řešení ulice Hradecké bylo oddělení tranzitní dopravy do horní bezkolizní úrovně a městské dopravy do spodní úrovně s potlačením vjezdu do města nejprve světelně řízenou křižovatkou a poté rondelem. V křižovatce ulic Žabovřeská – Hradecká bylo využito velkého zakružovacího oblouku nivelety před portály tunelů k vytvoření třípatrové křižovatky. VMO klesá do tunelů, odštěpené větve stoupají galeriemi na ulici Hradeckou do směru na Svitavy a rampy se napojují na městskou síť prostřednictvím velkého rondelu v meziúrovni.

V mimoúrovňové křižovatce (MÚK) Hradecká – Královopolská je rehabilitována městská křižovatka ve výškové úrovni dřívějšího podchodu. Propojení obou ulic zajišťuje středová obousměrná rampa na ulici Hradecké ve směru na Svitavy s omezením odbočného pohybu přes čerpací stanici. Současně toto výškové řešení přineslo možnost výstavby křižovatky bez přerušení průjezdu po ulici Královopolské. MÚK Dobrovského – Svitavská radiála (SR) na královopolském předpolí tunelů je již další samostatnou stavbou.

Význam stavby

Stavba je do soutěže přihlašována z důvodu jejího mimořádného regionálního významu. Řeší současně mimoměstské vnější, tranzitní a cílové, a vnitroměstské dopravní vztahy. Samotnými tunely projede denně více než 24 000 motorových vozidel.

Při stavbě celého úseku bylo nutné se vyrovnat s nepříznivým horninovým podložím, které bylo tvořeno neogenními jíly (brněnskými tégly) o mocnosti několika desítek metrů, a minimalizovat dopady stavby na stávající zástavbu. Městská část Královo Pole výstavbou tunelu získala nejlepší možnou ochranu před hlukem a exhalacemi. Cenný urbanismus a plochy zeleně městských částí Žabovřesky a Královo Pole nejsou jakýmkoliv vlivem rychlostní komunikace postiženy.

Bezpečnostní vybavení tunelů je řešeno na špičkové evropské úrovni. Mimo vysoce nadstandardního, automaticky řízeného systému odvětrávání s odsáváním znečištěného vzduchu je součástí stavby rovněž plně automatické osvětlení, proměnné dopravní značení propojené s dopravním značením navazujících úseků VMO s možností odklonu dopravy v případě mimořádné události, systém skříní SOS propojený s Centrálním technickým dispečinkem umožňující přímé spojení se složkami záchranného systému, zařízení na měření rychlosti, počtu vozidel v tunelu a videodohled s více než 40 televizními kamerami, elektronická požární signalizace, doplněná videodetekcí požáru a stojících vozidel a bezdrátové spojení s jedoucími vozidly s možností vstupu operátora do vysílání dopravních informací rozhlasové stanice v prostorách tunelů.

Skutečnost, že se především v ulici Hradecké podařilo vyřešit oddělení tranzitní dopravy do horní bezkolizní úrovně a městské dopravy do spodní úrovně ve spojení s rondelem, značně napomohla trvalé plynulosti dopravy. Celá stavba pak především ve spojení s plynulým provozem v obou tunelech napomáhá výraznému snížení dopravně-energetické náročnosti.

Stavba kromě snížení hluku a exhalací v dotčených městských částech zkrátila dobu průjezdu severní částí města Brna o 12 – 15 minut.

Zvláštní přednosti stavby

Nejdůležitější při návrhu raženého tunelu bylo navrhnout optimální způsob ražby s minimálními účinky na povrch především z důvodu nadměrné nadzemní zástavby. Výsledný návrh ražby a vystrojení výrubu s členěním na šest dílčích výrubů není příliš často používaný pro svoji časovou a materiálovou náročnost a zejména pro nutnost provádění prací v malých prostorách s nasazením malé a tudíž méně výkonné mechanizace. Při použití klasické cyklické metody ražby je však bezpečnou a osvědčenou metodou, zajišťující dostatečnou stabilitu dílčích čeleb a způsobující relativně nejmenší poklesy terénu.

Podélné větrání s odsáváním kouře klapkami v mezistropu á 80 m představuje proudové ventilátory v dopravním prostoru při portálech, centrální strojovnu se čtyřmi axiálními ventilátory á 150 m3/s a dvěma výdechovými komíny výšky 25 m, které byly architektonicky upraveny tak, aby vhodně i při své nutné výšce zapadly do stávající zástavby. Maximální kapacita odsávání vzduchu z kteréhokoliv místa dopravního prostoru obou tunelů činí 265 m3/s a je dostatečná pro odvod kouře při požáru nebo provoz bez výnosu znečištěného vzduchu z portálů.

Popis stavby včetně lokalizace

Trasa Velkého městského okruhu (VMO) v Brně je v Králově Poli již dlouhou dobu pevně zafixovaná v územním plánu. Rovněž v sídlišti Žabovřesky, postaveném v 60. a 70. letech s rezervou pro VMO je trasa již dlouho definitivní. Čtyřpruhová komunikace zde byla již dávno postavena, ale bohužel končí na hranici městské části Královo Pole. Rozložení sídliště není pro tuto vysokokapacitní komunikaci příliš příznivé, což logicky vyvolává zvýšené náklady na ochranu proti hluku, emisím a prašnosti.

Navazující úsek přes Královo Pole, hustě zastavěnou a obydlenou oblast, tvořil vždy jeden z největších problémů VMO. V 70. a 80. letech bylo zpracováno několik studií vedení trasy přes Královo Pole – povrchová varianta s rozsáhlými demolicemi a celkovou reurbanizací Králova Pole, nadzemní estakáda ve stylu Pražské magistrály a podpovrchová tunelová varianta. Byla schválena varianta raženého tunelu se dvěma tunelovými troubami, který výrazně minimalizoval demolice a dopady stavby do území. Dále byly doplněny galerie a další stavební úpravy, snižující negativní vlivy na obyvatelstvo.

Královopolský tunel

Tento hlavní stavební objekt tvoří dva paralelní dvoupruhové ražené tunely značené jako Královopolský tunel I a II, dlouhé 1 239 a 1 258 metrů. Tunel I je trasován v ose Žabovřeské a Dobrovského ulice a tunel II paralelně asi šedesát metrů jižněji v ose Pešinovy ulice. Portál tunelů je na žabovřeském předpolí umístěn mezi most přes VMO na Korejské a mimoúrovňové křižovatky na Hradecké ulici. Královopolský portál je umístěn mezi Poděbradovou a Košínovou ulicí. Plocha výrubu tunelů je cca 130 metrů čtverečních, v místech nouzových zálivů cca 150 metrů čtverečních. Průjezdný normový prostor tunelů je 8,5 × 4,5 metru. Dopravní prostor je 57,95 metrů čtverečních. Průzkumné štoly o profilu cca 14 metrů čtverečních byly vyraženy v letech 2001až 2003 v délce 835 metrů v tunelu II a 365 metrů v profilu tunelu I. Bezpečnostní vybavení tunelů je řešeno na špičkové evropské úrovni. Královopolské tunely jsou vybaveny vysoce nadstandardním, automaticky řízeným systémem odvětrávání s odsáváním znečištěného vzduchu. Plně automatické je osvětlení, a to včetně nouzových režimů s možností přizpůsobit se konkrétním podmínkám v tunelu a jeho nejbližším okolí. Na okamžité podmínky, jak na VMO, tak i v celém Brně, reaguje proměnné dopravní značení propojené s dopravním značením navazujících úseků VMO s možností odklonu dopravy v případě mimořádné události. Nouzově je umožněn obousměrný provoz v každé tunelové rouře, a to v případě oprav a odstávek jedné z nich. Systém skříní SOS propojený s CTD umožňuje přímé spojení se složkami záchranného systému.

V tunelu je osazeno zařízení na měření rychlosti, počtu vozidel v tunelu a videodohled s více než 40 televizními kamerami. Samozřejmostí je rovněž elektronická požární signalizace, doplněná videodetekcí požáru a stojících vozidel a bezdrátové spojení s jedoucími vozidly, navíc s možností vstupu operátora do vysílání dopravních informací rozhlasové stanice v prostorách tunelů. Systémy napájení a řízení tunelů jsou navrženy jako plně nezávislé s možností vzájemného propojení, ovládání a zálohování vedení.

Mosty a estakády na předpolích tunelu

Při příjezdu ke stavbě VMO Dobrovského nás uvítá most Korejská, elegantním tvarem připomínajícím písmeno T. Nad ním se vypíná oblouková lávka Korejská, tvořící pomyslnou bránu před vjezdem do tunelu. Zdařilý prvek přemostění VMO obloukovou lávkou se opakuje ještě jednou přímo nad samotným tunelovým portálem Krajní pole čtyřpolového mostu Korejská navazují na galerie zastřešující krajní pruhy VMO až nad vjezd do tunelového portálu. Tyto galerie kromě své dopravní funkce zajišťují i protihlukovou funkci a v neposlední řadě i zvětšují prostor pro osazení městské zeleně nad galeriemi.

Dominantní směr jízdy ve směru ze Žabovřesk představuje průjezd Královopolským tunelem. Výjezd z tunelu v Králově Poli lemují vysoké opěrné zdi protivztlakové vany. Dále se už rozplétají jednotlivé komunikace tvořící systém mimoúrovňového křížení navazující stavby Svitavská radiála, charakteristické množstvím mostů z předpjatého betonu ve výrazném půdorysném oblouku. Po průjezdu tunelem do Králova Pole lze tak pokračovat ven z města směrem na Svitavy, pokračovat po VMO směrem na Olomouc nebo odbočit do centra města.

Další možností jízdy v Žabovřeskách je projet galerií na úrovňovou okružní křižovatku a odtud dále v podstatě kamkoliv, nebo odbočit na obloukovou větev mostu Hradecká a pokračovat k dalším nepřehlédnutelným mostním stavbám VMO Dobrovského – ke dvojici předpjatých betonových mostů přemosťujícím ul. Královopolskou. Nejzajímavějším prvkem rondelu je jeho překlenutí předpjatým mostem Hradecká rozštěpeným na přímou a obloukovou větev. Tento most tvoří třetí patro mimoúrovňové křižovatky. Samotný rondel se totiž rozprostírá přímo nad oběma tunelovými troubami.

Mostní objekty žabovřeského předpolí jsou propojeny opěrnými zdmi ohraničujícími jednotlivé větve pozemních komunikací. Architektonické řešení zahrnuje i množství gabiónových a kamenných zídek, které stavbě dodávají městský charakter. Neposlední a chvílemi spíše hlavní součástí výstavby byly a jsou protihlukové stěny lemující prakticky celou stavbu. Jsou umístěny jednak na opěrných zdech či galeriích i na zemních valech.

Most Korejská

Předpjatý deskový betonový most Korejská přemosťuje VMO a sjízdnou rampou je současně s VMO propojen. Spodní líc hlavní konstrukce je v jednostranném spádu, který plynule navazuje na podélný spád sjízdné rampy a dodává tak mostu elegantní tvar.

Lávky pro pěší

Tato mostní dvojčata jsou navržena jako obloukové mosty nad VMO a nad ulicí Dobrovského a vytváří tak zajímavé architektonické prvky celé stavby. Nosná konstrukce je navržena jako oblouková deska ze železového betonu o rozpětí 30,6m, která se směrem k opěrám rozděluje na horní a spodní oblouk. Zaoblený tvar monolitických betonových říms dotváří zaoblení konzol nosné konstrukce a tento oblý tvar je přenesen i do konstrukce zábradlí z perforovaného plechu. Obě lávky se staly po dokončení oblíbeným místem k procházkám i k zastavením, neboť nabízí unikátní výhled na tento úsek VMO.

Most Hradecká

Předpjatý dvoukomorový most Hradecká je charakteristický rozštěpem na přímou rampu a rampu v oblouku. Tento most přemosťuje silniční rondel Hradecká a podzemní tunelové roury a vytváří tak třetí patro této mimoúrovňové křižovatky. Most Hradecká je novou dominantou městské části Žabovřesky a svým tvarem symbolizuje hlavní dopravní tahy v této oblasti.

Mosty přes Královopolskou

V místě křížení ulice Hradecké (tranzit) a Královopolské byla postavena dvojice totožných předpjatých dvoukomorových mostů tvořících druhé patro městské mimoúrovňové křižovatky. Charakteristickým prvkem obou třípolových mostů je výškový oblouk nosných konstrukcí nad podcházejícím úrovňovým křížením místní dopravy. Mosty přes Královopolskou se svým městským charakterem bezproblémově začleňují do sídlištní zástavby a s navazujícími opěrnými zdmi, protihlukovými valy a gabionovými konstrukcemi současně vytváří nový výrazný architektonický prvek.

Další údaje o stavbě

Tunelové trouby jsou realizovány vzhledem k množství nadzemních objektů nad tunelem ve velmi stavebně náročném prostředí. Minimální nadloží tunelu činilo u provizorních portálů cca 6 m. Minimální rozdíl mezi obrysem výrubu a podlahou sklepa objektu Poděbradova 28 činil pouhých 2,80 m. Nově přeložená kanalizační stoka na ulici Veleslavínova je v dolní části ulice uložena prakticky přímo na tunelové klenbě primárního ostění.

Při ražbě byla poprvé v ČR použita tuhá svařovaná výztuž stříkaného betonu. Pro eliminaci poklesů byla použita tzv. kompenzační injektáž v nebývale velkém rozsahu. Celkem bylo řízenou injektáží během ražby přizvedáváno 26 nadzemních objektů.

Pro kontrolu negativních vlivů ražby bylo před zahájením stavby pasportizováno 262 nadzemních objektů a po celou dobu stavby bylo trvale sledováno a měřeno 160 objektů. Na 110 objektech bylo navrženo a realizováno dodatečné statické vyztužení. Použitý variabilní systém větrání kombinuje podélné větrání v tunelech s možným odsáváním škodlivin a kouře při požáru po celé délce tunelů do výdechových komínů. V průběhu zkušebního provozu se tento systém ladí z pohledu výnosu emisí z tunelu a související hlukové zátěže na takový stav, kdy nebudou překročeny přípustné denní ani noční hygienické limity, a to při maximální ekonomické efektivitě provozu.

Přestože došlo k výraznému rozšíření pojížděných komunikačních ploch, byly rozšířeny pro obyvatelstvo využitelné ozeleněné plochy s parkovými úpravami na obou předportálích.

V rámci ochrany obyvatelstva proti hluku během stavby a následně i po jejím uvedení do provozu byly provedeny kromě výstavby rozsáhlých protihlukových stěn a valů i výměny cca 1 500 oken u hlukem ohrožených objektů v rozsahu cca 5 600 m2 na téměř 100 objektech.

Technologické centrum (TC) je situováno mezi tunelovými rourami na ul. Dobrovského nedaleko jejího křížení s ul. Chodskou. Zahrnuje sedmipodlažní podzemní část, tj. od úrovně tunelů až na povrch, a nadzemní část. Jedná se o technologickou stavbu ve stabilizovaném zastavěném území s převahou obytné nízké a středně vysoké zástavby. Při návrhu TC byla zohledněna skutečnost, že se jedná o technologickou stavbu, která však současně reflektuje charakter okolní zástavby a svým výrazem a měřítkem nebude její dominantou ale její co možná nejpřirozenější součástí. Z těchto důvodů bylo TC architektonicky sjednoceno v jeden stavební celek.

Původně volně stojící kruhové výdechové komíny o viditelné výšce cca 27 m byly půdorysně upraveny na kónické obdélníky, které byly vzájemně propojeny „transparentní“ – částečně průhlednou – ocelovou konstrukcí zajišťující přístup provozní obsluhy. Pro jejich výškové „zkrácení“ byly situovány mezi dva nadzemní objekty technologického centra.

Vlastní nadzemní objekty technologického centra byly vzájemně propojeny oběhovou předsazenou konstrukcí ze sloupů a průvlaků s atikovou nadezdívkou členěnou vodorovnou kanelurou.

Tímto prostorovým, tvarovým a barevným řešením nebyl potlačen technologický charakter stavby, který byl promítnut do vnějšího výrazu stavby a zároveň bylo dosaženo přiměřeného měřítka stavby a jejího začlenění do stávajícího zastavěného území.

Soutěž Stavba rokuSoutěže se mohou zúčastnit stavby dokončené v období mezi 1. červnem předchozího a 31. květnem aktuálního roku bez rozlišení kategorií. Stavbu může přihlásit kterýkoliv partner realizačního týmu: dodavatel stavby, autor projektového řešení nebo investor. Průběh soutěže je řízen Radou nadačního programu soutěže Stavba roku za účasti všech spoluvypisovatelů. Ta každoročně schvaluje soutěžní podmínky, vypisuje soutěž, jmenuje porotu, schvaluje její závěry a uděluje ceny. Vítězné stavby jsou veřejně označovány plaketou a jsou široce publikovány.

Výsledky Stavby roku 2013 najdete ZDE.

Více informací najdete na www.stavbaroku.cz.