asb-portal.cz - Odborný portál pro profesionály v oblasti stavebnictví
Partneři kategorie

Požární vodovod v tunelu

12.11.2012
K požárům v tunelu dochází velmi zřídka. Když k nim však dojde, situace je velmi vážná. Teplota snadno stoupne nad 1 000 °C, prostor je zakouřen a rychle vzniká panika mezi uživateli tunelu. Proto jsou tunely vybaveny požárně bezpečnostním zařízením. Jedním z nich je i požární vodovod.
U tunelů delších než 300 m se zřizuje požární vodovod vždy. V současné době je již také připuštěn suchovod, který však musí splňovat speciální podmínky. Například potrubí nesmí být vlivem požáru poškozeno po dobu 120 minut. Hydranty se zřizují v tunelech vlevo ve směru jízdy ve vzdálenosti od 60 do 125 m. V bezprostřední blízkosti portálů vně tunelů delších než 300 m musejí být navíc zřízena další odběrná místa vybavená hydranty. Pro pravidel­ný odběr vody pro mytí tunelu je však hydrant z konstrukčních důvodů nevhodný. Musí zde být proto zřízen samostatný odběrný kohout.

Vodovod se umisťuje buď v nezámrzné hloubce pod vozovkou, nebo vytápěný a izolovaný v chodníku. Tunelové hydranty se zpravidla umisťují do samostatných, co nejmenších výklenků. Umístění ve velkém výklenku u propojky nebo vzduchových klapek je z tepelných a bezpečnostních důvodů velmi nevýhodné. Systém vodovodu se v tunelech navíc doplňuje nezavodněným požárním potrubím DN 80, umístěným v propojkách. Toto potrubí umožňuje v případě mimořádné události snadné nouzové propojení obou vodovodních řadů v tunelových troubách a zároveň vedení požárního zásahu při uzavřených dveřích v propojkách.

Umístění vodovodu pod vozovkou nebo v chodníku?
V případě, že tunel má v převážném rozsahu své délky spodní klenbu, je nejvýhodnější varianta umístění vodovodu pod vozovkou. Potrubí je třeba podrobně sledovat a kontrolovat pouze při realizaci stavebních prací v tunelové troubě. V době provozu nevyžaduje žádné další výrazné provozní náklady a kontroly. Provedení je stejné jako pod vozovkou mimo tunel. Připojení tunelových hydrantů a umístění uzavíracích ventilů u hydrantů ve výšce je snadné a podstatně jednodušší než u připojení tunelových hydrantů na vodovodní řad umístěný v chodníku.

Pokud je totiž vodovod umístěn v chodníku, nastává mnoho problémů. Především jsou to náklady na izolaci potrubí (proti teplotě a vlhkosti) a jeho vytápění v zimním období. Topné kabely mají omezenou životnost (maximálně 20 let), jejich opakovaná výměna (obnova) je velmi problematická, neboť v chodníku je mimo vodovod vedeno velké množství silnoproudých a slaboproudých kabelů. Prostorové problémy se řeší často zmenšením dimenze vodovodního potrubí, takže vytápění připojovacího potrubí pro hydranty je složité.
Prostorové osazení hydrantů a uzavíracích šoupat, zejména ve výšce, je také obtížné. Tlakové podmínky jsou složitější a je nutno realizovat více tlakových pásem. Proto se stává, že hydrant je osazen výše, než je předepsáno výrobcem, a pak ho nelze řádně vypustit. Tím následně dochází k zamrzání a porušení tělesa hydrantu. V zimním období vytéká voda na vozovku a je narušena bezpečnost provozu.

První problémy začínají již při pokládce a upevnění potrubí ve stísněných podmínkách budoucího chodníku. Také provádění příslušných tlakových zkoušek (před zabetonováním potrubí) je z hlediska bezpečnosti velmi problematické.


Vzorový příčný řez

Zdroje vody pro tunelový vodovod
Nejlépe fungujícím zdrojem je akumulační nádrž umístěná přímo na portále tunelu. Toto řešení splní veškeré požadavky zasahujících jednotek HZS a dobře slouží i pro údržbu tunelů. V případě poruch čerpacího systému tunelového vodovodu lze čerpat vodu pomocí mobilní techniky HZS. Díky tomu bylo například možné při nehodě nákladního auta s nebezpečným nákladem na dálnici D5 u portálu tunelu Valík chladit požár nebezpečného nákladu touto vodou po dobu více než 12 hodin. Voda z požární akumulační nádrže dále může sloužit pro mytí tunelu a vytápění vodovodu pomocí cirkulace.

Jako zdroj vody pro nádrž může sloužit upravená drenážní voda, voda z blízké studně či z městské vodovodní sítě. Poslední varianta je ale nejdražší. Pro informaci uvádíme, že pro jedno pravidelné mytí tunelu je spotřeba vody u tunelu délky 1,8 km 180 m3 v ceně asi 15 000 Kč.

THP + THL
kotvení - vodovod v chodníku


Poruchy tunelových hydrantů
Nejčastější poruchou je protékání hydrantů (nelze je řádně uzavřít), případně zamrznutí hydrantu při neodborné manipulaci nebo chybném výškovém osazení v prostoru tunelu. Uzavřený hydrant musí být vypuštěný a žádná voda nesmí zůstat nejen v něm, ale ani v připojovacím potrubí nad zemí, které vystupuje do vnitřního profilu tunelu. V tunelu, zejména v zimním období, silně proudí vzduch (komínový efekt) a naměřená teplota je hluboko pod bodem mrazu (uprostřed silničního tunelu délky 2 km byla během roku naměřena maximální letní teplota +15 °C a minimální zimní teplota –15 °C). Připojovací potrubí by mělo být při průchodu obezdívkou tunelu izolované nebo vytápěné. Rovněž by mělo umožnit mikropohyby během tepelných změn v tunelu. Dalším zdrojem poruch je znečištěná tunelová voda ve vodovodu, zejména ze stavby, nebo zbytky stavebního materiálu ve vodovodním systému. Proto musí před uvedením do provozu proběhnout důkladné vyčištění celého systému, včetně akumulačních nádrží. Pravidelný odběr vody z hydrantu pro mytí tunelu je naprosto chybný. Hydrant je konstruován pouze na odběry při požáru.

Hydranty v tunelu – půdorys a řez

Výklenek pro hydrant

Porucha vodovodu na stavbě
514 SOKP

Největší porucha tunelového vodovodu byla zaznamenána na provozovaném tunelu Lochkov, který je součástí silničního okruhu kolem Prahy. V průběhu provozních zkoušek vodovodu (tunelová trouba byla pro dopravu uzavřena) byl v noci z 15. na 16. 8. 2011 porušen vodovodní distribuční řad DN 200 a nastal silný výtok vody až na vozovku. Vodovod je zde umístěn pod vozovkou v nezámrzné hloubce. V místě porušení vodovodu byly následkem vysokého tlaku unikající vody a zvýšeného tlaku vlivem nahromadění vody pod deskami betonové vozovky porušeny vozovkové vrstvy a zdvižen betonový kryt. Dříve než bylo možné vodovod vyřadit z činnosti, uniklo asi 400 m3 vody. Po provedení průzkumů byly nejprve rozřezány tři betonové desky, obnaženo potrubí a poté vše opraveno. Porušený úsek potrubí z tvárné litiny DN 200 byl následně předán k odborné expertíze jak do České republiky, tak do Francie. Následně bylo osazeno nové potrubí do výřezu TLT DN 200, PN 16 a provedena zkouška opravy provozním tlakem. V místě poruchy bylo provedeno podrobné zaměření betonové vozovky v délce 25 m, které potvrdilo, že desky jsou zdviženy až o 39 mm. Dále byly provedeny jádrové vrty pro ověření dutin ve vozovkovém souvrství a také byl nasazen georadar. Po vyhodnocení bylo rozhodnuto rekonstruovat vozovku v rozsahu 10 nových desek betonové vozovky včetně podkladových vrstev.

Dne 5. 9. 2011 se konala závěrečná mimořádná prohlídka příslušného tunelového úseku s tím, že klasifikační stupeň stavu tunelu zůstává č. 2 – velmi dobrý stav

Ukázalo se, že oprava je relativně snadná. Nejvíce času si vyžádalo rozhodování, jak opravu provést. Vlastní stavební práce trvaly v součtu pouze asi 14 dní včetně nutných technologických přestávek. Po celou dobu opravy a i nyní po opravě je vozovka v tunelu podrobně geodeticky sledována, zejména metodou přesné nivelace. Expertízy následně potvrdily výrobní vadu potrubí.

Optimální řešení troubového vodovodu
Zdroj vody
Akumulační nádrž na portále zásobovaná samostatnou studní nebo upravenou drenážní vodou.

Hydranty
Umístěné v co nejmenších samostatných výklencích chráněných proti nárazu vozidla a proti mrazu. Uzavírací ventil je umístěn svisle před hydrantem v chodníku.

Rozvod vody
Nejvhodnější je zavodněný vodovod pod vozovkou. Další přiměřenou variantou by byl suchovod umístěný v chodníku, s automatickým napouštěním potrubí a s odvzdušněním přes hydranty. Do příjezdu a rozvinutí sil a prostředků HZS lze zavodnit potrubí v délce asi 500 m, například z malých akumulačních nádrží umístěných v propojkách. Zavodněný vodovod v chodníku je nutné vytápět.

Materiál potrubí
Pro zavodněný i nezavodněný vodovod – suchovod je optimálním materiálem tvárná litina s výstelkou. Současné předpisy zatím neumožňují použít například vysokotlaký polyetylen, který by byl nejlepší, zejména pro suchovod.

Vytápění vodovodu
Pokud je to nutné, pak cirkulací vody z akumulační podzemní nádrže. Lze také navrhnout klasický elektrokotel umístěný například v PTO, který se dá při obnově zařízení snadno vyměnit. Instalovat topné tyče či kabely do potrubí či vně je z důvodů relativně časté a složité obnovy značně nevýhodné.

Provozování vodovodu
Udržování statického trvalého tlaku ve vodovodu z důvodu častých malých úniků vody je velmi obtížné. Tlak vlivem čerpací stanice během krátkého časového okamžiku velmi rychle stoupne a postupně (asi 5 hodin) klesá. Tato pulzace vody, případně spojená s dalšími rázy v potrubí (například rychlé uzavření hydrantu), působí technické obtíže a poruchy těsnosti celého systému. Dochází k únikům vody a porušení těsnosti uzávěrů a hydrantů. Nejjednodušší řešení, jak kolísání tlaku odstranit, je trvale netlakovat zavodněné potrubí. Natlakování potrubí na provozní tlak by bylo provedeno automaticky řídicím systémem, ale až po vyhlášení mimořádné události, tj. do příjezdu jednotek Integrovaného záchranného systému (IZS). To se v současné době řeší se složkami IZS a bude zapracováno do provozní dokumentaci tunelu.


Závěr
Cílem optimálního návrhu je výrazně omezit náklady na údržbu a opravu vodovodu v tunelu a technické řešení navrhovat tak, aby opravy bylo možné realizovat za provozu tunelu minimálně v jedné tunelové troubě.

TEXT: Ing. Jiří Svoboda
FOTO: PRAGOPROJEKT

Jiří Svoboda je vedoucí skupiny podzemních staveb ve společnosti PRAGOPROJEKT, a. s.

Článek byl uveřejněn v časopisu Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.

Komentáře

Prepíšte text z obrázku do poľa. Ak nedokážete text rozoznať, kliknite na obrázok.

Další z Jaga Media