Podzemní urbanismus. Přednáška 1. Podzemní stavby - 1. přednáška 1

Podzemní urbanismus Přednáška 1

Podzemní stavby - 1. přednáška

1

Podzemní urbanismus usměrňuje strategii územních plánů k využití podpovrchového prostoru. Programově se začal uplatňovat před 50 lety v Japonsku a později také v Evropě (hlavně Skandinávie). Při urbanizaci sídelních celků nabízí podzemní prostory směr budoucího infrastrukturního vývoje. Podzemní stavby - 1. přednáška

2

Obsah přednášky 1. 2. 3. 4. 5.

Zdroje ke studiu Historie podzemních staveb Typy podzemních staveb Názvosloví Podzemní prostory – čtvrtá dimenze velkoměsta 6. Zahraniční příklady urbanizace podzemního prostoru


3

1 Zdroje ke studiu


4

Doporučená literatura Podzemní stavby, Barták, Pruška ČVUT Praha 2011 Podzemní stavby 10 – pomůcka pro cvičení, Pruška, ČVUT Praha Frankovský M, Klepsatel F., Městské podzemní stavby. Jaga Bratislava 2005 Klepsatel F, Kusý P. Výstavba tunelů ve skalních horninách, Jaga Bratislava 2003

1

Podzemní urbanismus - 1. přednáška

5

Další zdroje informací webové stránky CzTA ITA AITES www.ita-aites.cz

1


6

Další zdroje informací webové stránky ITA AITES www.ita-aites.org

1


7

Další zdroje informací Časopis TUNEL v PDF na www.ita-aites.cz

1


8

2 Historie podzemních staveb


9

Historický vývoj podzemních staveb Babylon tunel pro pěší pod Eufratem 2180 př.n.l, hloubený

2


10

EGYPT •1500 až 1100př.n.l. Hrobky egyptských faraónů vysekané ručně do skály v Údolí králů a Údolí královen v Luxoru, chodby dlouhé až několik 100 m, porušený vápenec (blokovitě), kladivo a klíny


2

11

Blízký východ Především vodohospodářské štoly pro zásobování měst vodou, závlahové systémy a odvodnění •1000 př.n.l. vodovodní štola krále Šalamouna v Meggidě (poblíž Haify), délka 533 m


2

12

•800 př.n.l. vodovodní štola v Jeruzalémě délky 537 m

2


13

ŘECKO •540 až 523 př.n.l. vodovodní štola na řeckém ostrově Samos délky 984 m

2


14

2


15

ITÁLIE •40 – 36 př. n. l. Tunel v pevných tufech mezi Neapolí a Pozzuoli nazývaný Grotto di Possilipo, délka 690m, šířka 6,7 m, výška 7,1 m a u portálů kvůli osvětlení až 27 m, slouží dodnes 2


16

•41 – 52 n. l. vodovodní štola délky 653 m z Fucinského jezera v Itálii, výška 2,9 m, šířka 1,8m, klenutý strop

2


17

Středověk úpadek tunelářství, stavby sklepů a chodeb hradů a klášterů

2


18

Renesance Obnova výstavby podzemních děl, začala obnovou podzemních děl v Itálii a postupně se rozšířila do ostatní Evropy

2


19

Knihy o hornictví GEORGIUS AGRICOLA 1494 –1555 základní díla popisující metody hornictví a hutnictví (De re metallica, 1546) a základní systematiku minerálů (De natura fossilium, 1550). JOHANNES MATHEUS 1504 – 1565 Hornická postila „ SAREPTA“ r, 1564

2


20

Knihy o hornictví Nejznámější je ale dvanáctisvazková encyklopedie De re metallica libri XII (Dvanáct knih ohornictví ahutnictví vydáno posmrtně vBasileji 1556), ilustrovaná dřevorytinami.

2


21

Čechy •1581 – 1593 Rudolfova štola dl. 109,3 m

2

Podzemní urbanismus- 1. přednáška

22

2


23

Stopy na stěnách po způsobu ražby žlábkováním 2


24

Na stěnách štoly je na řadě míst svědectví po provedených opravách. Jsou zde osazeny i pamětní desky.

2


25

Hospodářský rozmach od 17 století, stavba prvních dopravních tunelů ve Francii a Anglii • 1627 Používání střelného prachu Freiberg, Německo • 1813 první použití vrtací techniky • 1825 - 1841 Tunel pod Temží M. Brunel, stavěn v zeminách výška 7 m šířka 12 m na čelbě pracovalo najednou 36 dělníků 2


26

2


27

Problémy s vodou, 6 utopených dělníků

2


28

Hospodářský rozmach od 17 století, stavba prvních dopravních tunelů ve Francii a Anglii • 1627 Používání střelného prachu Freiberg, Německo • 1813 první použití vrtací techniky • 1832 První železniční tunel Edge Hill délky 1006 m na trati Manchaster - Liverpool

2


29

• 1836 Stephenson's Crown Street Tunnel

• 1845 V ČR první železniční tunel Třebovice na trati Praha – Olomouc, délka 512,53m,

2


30

Zlatý věk tunelů – druhá polovina 19. století •30. Léta 19. Stol. Rozvoj tunelování s výstavbou železnic – tzv. Alpské tunely 1857 – 1871 tunel Frejus dlouhý 12 234 m mezi Francií a Itálií, dvoukolejný, průřez 42 m2, ražba střelným prachem

2


31

• 1872 – 1878 14 984 m Gotthardský tunel, Švýcarsko, poprvé použit dynamit, 300 mrtvých • 1889 použití betonu v tunelech • 1880 - 1884 Arlberský tunel v Rakousku, délka 10250 m • 1891 – 1906 Simplonské tunely Simplon I. 19 803 m, 1895 – 1906, kamenné zdivo Simplon II. (Itálie – Francie) 19 825 m., 1912 – 1921, kamenné zdivo 2


32

Druhá ½ 19. stol. výstavba podzemních drah Podzemní dráhy 1863 Londýn 1878 Glasgow, Budapest 1895 Boston 1898 Paříž, Berlín 1935 Moskva 1974 Praha

2


33

Příklady historického využití podzemního prostoru Katakomby v Římě

2


34

Obydlí v jeskyních, údolí řeky Huang, Čína

2


35

Obydlí v jeskyních, Capadoccie, Turecko

2


36

Obydlí v jeskyních, Castello di San Gotterdo, Itálie

2


37

Obydlí v jeskyních, Coober Pady, Austrálie

2


38

3 Typy podzemních staveb


39

ROZDĚLENÍ PODZEMNÍCH STAVEB Vzhledem k tomu, že podzemní díla využívá celá řada oborů, je možno podzemní díla kategorizovat podle mnoha kritérií. S problematikou urbanistického řešení podzemního prostoru nejtěsněji korespondují rozdělení podle hloubkového umístění a podle účelu použití. 3

Rozdělení podzemních staveb • Podle

dispozičního uspořádání

• Podle způsobu provádění • Podle účelu použití • Podle příčin a překážek

3


41

Rozdělení podle dispozičního uspořádání a) Stavby liniové • štoly – příčný profil < 16 m2 • tunely – příčný profil > 16 m2 °sklon max. 10°od vodorovné • úklonové štoly a tunely – sklon 10 – 60°od vodorovné • úklonové šachty - sklon 10 – 60°od vodorovné • svislé šachty

3


42

a) tunel dovrchní; b) tunel úpadní; c) svislá a šikmá šachta 3

Rozdělení podle dispozičního uspořádání b) Stavby plošné • podzemní garáže • skladiště

c) Stavby halové • podzemní kaverny • hangáry • energetické zásobníky 3


44

Rozdělení podzemních staveb podle způsobu provádění je dosti rozšířenou zvyklostí rozlišovat podzemní stavby: ražené prováděné z povrchu.

3

Ražený tunel Mrázovka

3

podzemní stavby prováděné z povrchu. • podzemní stavby hloubené, • přesypávané tenkostěnné tunelové konstrukce - Tubosider - BEBO - Matiére

3

Bednění hloubených tunelů Troja

3

Tubosider – Ostrava, Palackého ulice

3

3

Novosedelský tunel – přesypávaný systém BEBO

3

Tunelu San Jose, Malaga Španělsko (Matiere)

3

Rozdělení podle účelu použití a) Liniové podzemní stavby dopravní • železniční • silniční • pro pěší • podzemní městské dráhy • průplavní a plavební

3


53

Canal du Nord v severní Francii

3

3

b) Liniové podzemní stavby vodohospodářské • vodovodní přivaděče • kanalizační sběrače, kmenové a jiné stoky • přívodní, obtokové a odpadní tunely •šachty tlakové, vyrovnávací,aj. c) Liniové podzemní stavby energetické: • telekomunikační • kabelové • parovody, horkovody, teplovody • kolektory pro společné vedení inženýrských sítí určitých druhů

3


56

d) Halové a plošné podzemní stavby • hydrocentrály vyrovnávací komory, komory kulových a jiných uzávěrů, • energetické zásobníky na ropu, zemní plyn, apod. • skladiště, garáže, výrobny, plošné podchody • objekty zdravotní techniky (nádrže, vodojemy, čistící stanice) • objekty záštitných staveb (správní, skladištní a ochranné) U velkých podzemních děl se kombinuje více druhů staveb do jednoho celku

3


57

Řez Lipenskou podzemní hydrocentrálou

3


58

PVE Reisseck II

3

Rozdělení podle účelu použití - Podzemní stavby dopravní - Podzemní stavby vodohospodářské - Podzemní stavby komunální - Halové a plošné podzemní stavby

3

4. NÁZVOSLOVÍ

Dnes snaha o sjednocení http://www.itaaites.cz/files/Knihovnicka_CzTA/Prehled_ter minologie_OK.pdf

4


4

63

VRTATELNOST • množství práce potřebné k tomu, aby se 1 kubický cm horniny rozdrtil na prach

4

ROZPOJITELNOST • stupeň pracnosti při rozpojování horniny, který je charakterizován použitým náčiním, obtížností rozpojování při použití trhavin nebo rychlostí vrtání

4

RAŽNOST • souhrn vlastností horniny, daný přírodou, který je rozhodující pro míru obtížnosti prací při těžení, dočasném a trvalém vystrojení výrubů a pro stanovení tunelovací metody

4

Složky tunelovacích prací při stavbě podzemního díla 1. Rozpojování (rubání) horniny v podzemí. 2. Vyztužení – konstrukce zajišťující stabilitu výrubu. • Činnost spojená s rozpojením, naložením, odvozem rubaniny a provizorním vyztužením výrubu se nazývá ražba. • Tunelování zahrnuje i vybudování definitivního 4 ostění

S termínem výrub souvisí řada pojmů • dílčí výlom – výrub části průřezu štoly nebo tunelu, • plný výlom – výrub celého (plného) profilu tunelu, • teoretický výrubní profil (teoretický výlom) – je omezen teoretickým rubem ostění, • přerub – vyrubaný prostor ležící za teoretickým (projektovaným) rubem ostění. Dělí se na zvětšený výrub (vícevýlom) a nadměrný výrub (nadvýlom). 4

Typy přerubů

1 – teoretický výlom 2 – vícevýlom (prostor pro rubovou izolaci) 3 a 4 – trvalé nadvýlomy (dočasné, trvalé - zaviněné či nezaviněné) 4

Schema pobírání zachycuje pořadí prováděných výlomů v příčném řezu tunelu, tzv. členění čelby.

4

Části tunelového výrubu v klasickém pojetí

4

Základní horizontální členění výrubu při NRTM

4

Základní vertikální členění výrubu při NRTM

4

Běh prací sled a rozvinutí postupu ražby po délce liniového podzemního objektu

4

a) běh prací; b) schéma pobírání v příčném řezu A – A´ 1 – výlom kaloty 2 – výlom opěří, příčné členění

Vyztužení Vyztužení je druhou zásadní složkou tunelování; zajišťuje se jím prostor vytvořený v podzemí rubáním. Vyztužení nahrazuje původní působení vyrubané horniny na líc výrubu a zabraňuje porušení či nadměrným deformacím horninového masivu v okolí výrubu.

4

Vyhláška Českého báňského úřadu č. 55/1996 Sb. ze dne 7. února 1996 – výztuž (ostění) – soubor stavebních prvků sloužících k zajištění díla v podzemí proti uvolňování horniny, deformaci horskými tlaky – výstroj – veškeré vybavení díla v podzemí potřebné pro jeho výstavbu a provoz.

4

Typy ostění • Dočasné (provizorní ostění, u NRTM zvané primární ostění) • Trvalé (definitivní ostění, u NRTM zvané sekundární ostění)

4

Historická ostění – ražené tunely a) tunelové ostění klasického typu s tuhými opěrami b) ostění hydrotechnické štoly 1 – horní klenba 2 – opěra 3 – základ opěry 4 – spodní klenba

4

Ostění u NRTM

4

5 Podzemní prostory – čtvrtá dimenze velkoměsta


80

Hlavní výhody Odstranění záboru ploch na povrchu Energetická úspora – vlivem stabilních klimatických podmínek Možnost efektivní ochrany proti šíření hluku a prachu z objektů Rozvíjení koncepce nízkoenergetických staveb.

5


81

Hlavní nevýhody • Návrh uspořádání podzemních objektů je obvykle limitován velikostí prostoru, který je při daném investičním záměru k dispozici. Ve většině případů je nutno tento prostor, který je navíc ovlivněn geologickými podmínkami prostředí a možnostmi technologie ražby, využít v maximální možné míře. 5


82

Další výhody ekonomické – umožňuje návrh celistvějších městských struktur; – šetří pozemky pro jiné použití (rekreace, zelené plochy) či pro budoucnost; – podzemních prostor je možné výhodně využít, zejména ve skalním prostředí, pro vytápěné i chlazené objekty; 5


83

Další výhody technické výstavba podzemních děl bez porušení nadloží je technicky velmi dobře zvládnutá i s ohledem na deformace nadloží a povrchové zástavby;

5


84

Další výhody funkční - povrchové dopravní koridory vytvářejí ve městech dělicí bariéry; – spolehlivé vedení dopravy bez převážné většiny negativních povrchových vlivů;

5


85

Další výhody sociální umístění dopravy do tunelů výrazně zlepšuje kvalitu života v městských centrech;

5


86

Další výhody ekologické – podzemní stavby přispívají k ochraně i tvorbě životního prostředí; – podzemní konstrukce neovlivňují přírodní podmínky v dané oblasti (drenážní efekt v přilehlé části horninového masivu je technicky možné po dokončení výstavby eliminovat);

5


87

Další výhody ekologické – nepříznivé funkční projevy staveb na vnější životní prostředí (hluk, prach) jsou u podzemních konstrukcí značně sníženy; – podzemní řešení umožňuje zachovat kulturní hodnoty (např. historická jádra měst, ale též chráněné solitérní objekty).

5


88

Další nevýhody - spojení s povrchem (portály a šachty) je technicky náročnou a pohledově exponovanou součástí podzemního díla s výrazným dopadem na jeho cenu; – propojení s dopravní sítí na povrchu může být velmi komplikovaně uspořádané; – v městské zástavbě bývá obtížné rozhodnout, kam umístit rampy a ostatní druhy vstupů do podzemních objektů; 5


89

Další nevýhody - nedostatek přehledné vnější kontroly je jedním z důvodů pro odmítání podzemních prostor veřejností; – u dispozičně složitých podchodů, vestibulů, podzemních parkovišť a garáží je značná možnost dezorientace uživatelů;

5


90

Další nevýhody - spokojenost s pracovním prostředím v podzemních objektech (bez oken) je obecně menší než u objektů na povrchu; – podzemní konstrukce mohou negativně ovlivnit jak výšku hladiny, tak proudění podzemní vody. Minimalizaci těchto vlivů je třeba zajistit náročnými technickými opatřeními.

5


91

6 Zahraniční příklady urbanizace podzemního prostoru


92

SubTropolis, Kansas City, Missoury, USA Opuštěná podzemní těžba vápence dnes slouží jako technologické a administrativní centgrum. Plocha podzemních prostor je 4.5 km2 vyrubaný prostor 5,060,000 m³ , 11 km osvětlených cest, výška nadloží 50 m, stálá teplota 18 -21°, v současnosti je využito 460,000 m³, ročně přibude 13,000 m2 upravené plochy. 6


93

SubTropolis

6


94

SubTropolis, třídírna FEDEX

6


95

SubTropolis, datové centrum LightEdge

6


96

Double Decker City, Montreal, Kanada RESO Údajně největší podzemní komplex pro civilní využitíat over 11 913 945 m2. Obsahuje obchody a napojeni na veřejnou dopravu, má umožnit městský život při častém špatném počasí – hlavně v zimě. Jedná se propojení podzemních prostor v centru města

6


97

RESO,Kanada

6


98

RESO,Kanada

6


99

RESO,Kanada


6

100

RESO,Kanada

6


101

PATH, Toronto,Kanada Výstavba začala v roce 1900 – podzemní pasáže propojující obchody a hotel Royal York. Roku 1970 začal další rozvoj do okolních oblastí (RichmondAdelaide and Sheraton Centres) a od roku 1987 byla výstavba řízena městskou správou. Dnes 30 km podzemních chodeb má i vlastní obchodní arkády s cca 1200 obchody a službami. 6


102

PATH

6


103

Itäkeskus plavecký bazén, Helsinky, Finsko

6


104

Itäkeskus


6

105

Gjøvik Norsko Sportovní hala vytesaná ve skále největší hala svého druhu na světě, jedno ze sportovišť Olympijských her 1994

6


106

Gjøvik Norsko

6


107

Gjøvik Norsko


6

108

Podzemní urbanismus. Přednáška 1. Podzemní stavby - 1. přednáška 1

Recommend Documents