Geosyntetika v tunelech

Při vyslovení pojmu geosyntetika nebo geosyntetické materiály se asi málokomu napoprvé vybaví tunely. Geosyntetické výrobky máme spíše spojené se zemními, vodohospodářskými nebo ekologickými stavbami, popřípadě s výstavbou pozemních komunikací nebo železnic. Pokud nás ale přece jenom napadnou tunely, bude to nejspíše kvůli geotextiliím, které se v těchto stavbách již poměrně dlouhou dobu používají jako ochranné prvky v rámci realizací izolačních souvrství.

Co se týká geosyntetických izolací, tak například ty polyetylenové se nepoužívají pouze na skládkách tuhých a kapalných odpadů, při výstavbě nádrží, hrází nebo kanálů, v nezanedbatelné míře našly tyto výrobky (zejména jejich vícevrstvé flexibilnější varianty) uplatnění také jako hydroizolace v tunelech a podzemních stavbách. Kromě geosyntetických izolací a geotextilií se při výstavbě tunelů můžeme ještě setkat s různými typy geosyntetických drenážních kompozitů.

Harmonizované evropské normy
Geosyntetické izolace a geotextilie a výrobky podobné geotextiliím jsou stavební výrobky a jako takové musejí splňovat jistá kritéria. Aby mohly být tyto výrobky prodávány v rámci zemí EU, musí být vyhověno požadavkům směrnice Rady 89/106/EHS (Construction Products Directive), která definuje harmonizované technické specifikace a určuje postupy prokazování shody stavebních výrobků s těmito specifikacemi.

Jak pro geosyntetické izolace, tak pro geo­textilie a výrobky podobné geotextiliím, které se mají použít při výstavbě tunelů a podzemních staveb, existují harmonizované evropské normy definující důležité vlastnosti pro dané použití a k nim příslušné zkušební metody. Pro geosyntetické izolace platí norma EN 13491, pro geotextilie a výrobky podobné geotextiliím se pak jedná o normy EN 13256 („geotextilie pro tunely a podzemní stavby“) a EN 13252 („geotextilie v odvodňovacích systémech“).

Všichni výrobci a distributoři dodávající izolace a geotextilie na evropský trh musejí zkoušet jednotně v souladu s těmito harmonizovanými normami, výrobky jsou pak mezi sebou snadno porovnatelné (změna oproti minulosti, kdy se v každém státě testovalo podle jiných zkušebních norem).

Zásadní je ale informace, že v příslušných harmonizovaných normách se nedefinují požadavky na konkrétní hodnoty pro dané vlastnosti, „pouze“ se v nich určuje, jakými postupy zkoušet. Po splnění všech podmínek uvedených v harmonizovaných normách je výrobce oprávněn označit výrobky označením CE a vydat příslušná prohlášení o shodě.

V návaznosti na výše uvedené je tedy třeba u stavebních výrobků rozlišovat princip volného pohybu zboží a vzájemného uznávání výrobků v zemích EU (požadavky na uvedení daných vlastností v souladu s příslušnou harmonizovanou normou, označení CE) od národních předpisů v jednotlivých členských státech týkajících se zabudování stavebních výrobků do konkrétních staveb (požadavky na konkrétní hodnoty u daných vlastností).

Národní předpisy
Silniční tunely – Česká republika
Technické kvalitativní podmínky staveb pozemních komunikací, kapitola 24 Tunely, 2006
V dokumentu jsou mimo jiné definovány požadavky na izolační fólie, materiálově jsou v jeho rámci rozlišovány fólie z polyolefinů (polyetylen PE, termoplastické polyolefiny TPO) a z měkčeného polyvinylchloridu (PVC-P). Byl vydán v roce 2006 a vychází ze zahraničních předpisů (zejména německých). U jednotlivých vlastností je vyžadováno splnění konkrétních hodnot, nicméně nejsou jednoznačně stanoveny zkušební metody pro dané vlastnosti, respektive je odkazováno na již v Německu pro tyto účely nepoužívanou normu DIN 16726. Hydroizolační fólie musejí splnit zejména definované fyzikální (tloušťka), mechanické (pevnost, tažnost, dynamické proražení) a hydraulické (namáhání vodním tlakem) parametry a dále pak musejí vykazovat jistou chemickou odolnost a trvanlivost. Z pohledu hořlavosti je požadována třída B2 podle německé DIN 4102, která již v dnešní době není uváděna v revidovaných zahraničních předpisech pro výrobky určené do izolačního souvrství v tunelových stavbách.

Předpis není v souladu s platnou harmonizovanou normou EN 13491 (vydaná v roce 2005), kterou musejí respektovat výrobci hydroizolačních materiálů, a bylo by třeba jej podrobit revizi.

Co se týká ostatních výrobků určených do izolačního souvrství, definuje se v dokumentu geosyntetická vrstva s drenážní a ochrannou funkcí, která se má umístit mezi lícem upraveného primárního stříkaného ostění a fóliovou hydroizolací. Tato vrstva musí být vyrobena výlučně z umělohmotných surovin (polyolefinová primární vlákna mechanicky zpevněná) bez příměsi organických hmot a musí odolávat agresivnímu prostředí (pH 2 až 13). V dokumentu se uvádí, že pro výše uvedené funkce se zpravidla používají netkané geotextilie o plošné hmotnosti 500 až 1200 g/m2 nebo drenážní geokompozity. Také pro tyto výrobky je požadována požární odolnost B2. Mnoho konkrétních hodnot pro geotextilie zde ale v porovnání s německým vzorem nenalezneme, a jak již bylo naznačeno, i v tomto ohledu by si předpis zasloužil revidovat.

Silniční tunely – Německo
TL/TP-ING Teil 5 (Tunnelbau), Abschnitt 5 (Abdichtung)
TL/TP KDB „izolační fólie a spárové pásy“, 2007
Výše uvedený předpis pro německé silniční tunely, respektive jeho díl týkající se požadavků na izolační fólie, byl revidován v roce 2007 a zkušební postupy pro jednotlivé vlastnosti v něm stanovené jsou již v souladu s harmonizovanou evropskou normou EN 13491. Dokument platí pro izolační materiály určené k použití jak v ražených, tak i v hloubených tunelech. Jednotlivé požadavky respektují materiálovou podstatu izolačních fólií (odlišně pro výrobky na bázi polyolefinů a měkčeného polyvinylchloridu) a jejich rozsah je v porovnání s českou variantou větší – například u tloušťky je stanoven požadavek na minimální střední hodnotu spolu s maximálními možnými odchylkami pro jednotlivá měření, respektive na maximální tloušťku signální vrstvy. Samozřejmostí jsou jednoznačné požadavky na mechanické vlastnosti, chemickou odolnost, životnost. Z hlediska hořlavosti již není v revidované verzi vyžadována třída B2 podle DIN 4102, ale třída reakce na oheň E v souladu s harmonizovanou evropskou normou EN 13501-1.

Systém posuzování shody je v porovnání s harmonizovanou normou přísnější, v místě výroby se konají pravidelné audity spojené s odběry vzorků, které se následně testují v nezávislých externích laboratořích. Pokud je vše splněno, výrobce obdrží protokol prokazující shodu s daným předpisem a výrobek může být použit v konkrétní stavbě.

TL/TP SD „ochranné a drenážní vrstvy z geosyntetických materiálů“, 2007
Tato část předpisu se soustředí na ochranné a drenážní geosyntetické materiály pro po­užití v obou konstrukčních typech tunelů, je opět v souladu s příslušnými harmonizovanými evropskými normami pro geotextilie. Vyžadovány jsou fyzikální, mechanické a odolnostní charakteristiky. Pro ražené tunely nemá kupříkladu minimální plošná hmotnost ochranné geotextilie klesnout pod 900 g/m², u hloubených tunelů pod 450 g/m². Pevnost a tažnost musejí dosahovat hodnot 30 kN, respektive 40 % a odolnost vůči statickému protržení 7 kN. V souladu s EN 13501-1 je vyžadována třída reakce na oheň E.

Ochranné geotextilie pro použití v tunelech musejí být vyrobeny výhradně z nerecyklovaných vláken na bázi polyolefinů (nejčastěji se jedná o polypropylenová vlákna). Výrobky na bázi polyesteru nelze po­užít pro jejich vyšší citlivost na alkalické prostředí (z dlouhodobějšího hlediska podléhají hydrolýze).

Železniční tunely
Pro železniční tunely platí v Německu samostatný předpis pod označením RIL 853.4101 Abdichtung und Entwässerung, vydaný v roce 2007. V dokumentu je řešena problematika izolací pro různé okrajové podmínky v závislosti na hydrofyzikálním namáhání – od prosakující vody až po tlakovou vodu s různými výškami vodního sloupce. Pro vodu prosakující horninovým prostředím předepisuje v případě použití polymerní izolační fólie tloušťku minimálně 2,0 mm, pro nejpříznivější namáhání tlakovou vodou (do 30 m vodního sloupce) pak fólii o tloušťce minimálně 3,0 mm. Ve všech případech se jedná o fólie s takzvanou signální vrstvou. Kromě jednoznačných požadavků na vlastnosti polymerních izolací (zvlášť pro výrobky na bázi PVC-P a polyolefinů) nejsou v předpisu opomenuty ani spárové pásy a jsou v něm stanoveny také parametry, které musejí splňovat ochranné geotextilie.

V České republice existuje pro železniční tunely rovněž zvláštní předpis, a to Technické kvalitativní podmínky staveb Českých drah, kapitola 20 Tunely, z roku 2001. Požadavky týkající se izolačních fólií i v tomto případě vychází z německých vzorů, ale jak již uvedený rok vydání napovídá, nejsou nejčerstvější a dokument by si v tomto ohledu zasloužil revizi.

Pro doplnění ještě uvádím předpis platný u našeho jižního rakouského souseda – RVS 8T z roku 2004.

Závěr
Všechny geosyntetické izolace a geotextilie a výrobky podobné geotextiliím (ať už určené „pouze k prodeji“ nebo „k zabudování“ v zemích EU) musejí být dodávány s příslušnými dokumenty – Certifikát FPC (Factory Production Control), ES prohlášení o shodě, CE dokument – a výrobky musejí být označeny značkou CE. Značka CE však sama o sobě ještě není zárukou, že výrobek také vykazuje parametry, které jsou pro danou aplikaci důležité (mechanické vlastnosti, chemická odolnost, životnost v daných podmínkách stavby), a že bude moci být v daném státě do konkrétní stavby také zabudován. To mu může zajistit až splnění požadavků konkrétního národního předpisu (pokud tedy existuje). Společnost JUTA, a. s., vyrábí pro tunelové stavby polyetylenové izolační fólie JUNIFOL® T a polypropylenové netkané geotextilie geoNETEX®. Výrobky splňují požadavky jak harmonizovaných evropských norem, tak i celé řady evropských národních předpisů.

TEXT: Ing. Jan Valášek
FOTO: JUTA

Jan Valášek je aplikační technik ve společnosti JUTA, a. s.

Literatura
1.    ČSN EN 13491: 2005 Geosyntetické izolace – Vlastnosti požadované pro použití jako hydroizolace při stavbě tunelů a podzemních staveb
2.    ČSN EN 13252: 2001 Geotextilie a výrobky podobné geotextiliím – Vlastnosti požadované pro použití v odvodňovacích systémech
3.    ČSN EN 13256: 2001 Geotextilie a výrobky podobné geotextiliím – Vlastnosti požadované pro použití při stavbě tunelů a podzemních staveb.
4.    Technické kvalitativní podmínky staveb pozemních komunikací, kapitola 24 Tunely. Praha, 2006.
5.    Technické kvalitativní podmínky staveb Českých drah, kapitola 20 Tunely. Praha, 2001.
6.    TL/TP-ING Teil 5 Abschnitt 5, TL/TP KDB, 2007.
7.    TL/TP-ING Teil 5 Abschnitt 5, TL/TP SD, 2007.

Článek byl uveřejněn v časopisu Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.