142PPVD - Přehrady a provoz vodních děl - Teorie ke zkoušce [DONE]

Created by Nikol Vypior (osobní/personal)

Příprava ke zkoušce z předmětu 142PPVD Přehrady a provoz vodních děl na ČVUT FSv v LS21/22

#povodí, #provoz vodních děl, #přehrady, #stavební povolení, #vodní díla, #vodní zákon

ORP - obce s rozšířenou působností

Vodoprávními úřady jsou obecní úřady → ORP

zatřídění TBD

co má hráz vydržet

Povodňové plány

Kraje

TBD - Technicko bezpečnostní dohled

• více či méně kontrol apod. dle kategorie
• jednou za 10 let prohlídka → zápis
  • Popis, účastníci, nějaké rozhodnutí
  • vybavenost, zásahy, přehled odstraňování závad
  • závažnost závad
  •  
• externí dohled - 

abrazní sruby

protiabrazní opatření na nádržích

oprava, ne investice → náklady

• jako pláž
• opatření proti abrazním srubům
• rovnanina → spíš zához 
  • vlastnosti kamene

usmyknutí, vytečení materiálu ze sypané hráze

neudrží vnitřní úhel tření

Přerpávání

ve vodním zákoně jako převádění povrchové vody

Záplavové území

• správce si nechá zpracovat, dodá kraji, ten stanoví → stanovené záplavové území
  • omezení co tam můžu a nemůžu dělat
  • pojišťovny si hlídají
•  

Ing. Ladislav Novák

novak@novaqua.cz

Novaqua

• příprava investic - spíše pro soukromé investory - lepší domluva
• rybníky, úpravy toků, MVE
• MČOV
• obce, vodárenské společnosti, developeři, soukromí investoři

můžeme se dostat na cizí pozemky

254/2001 Sb. Vodní zákon

• bezpečnost vodních děl
• vztahy k povrchovým a podzemních vodám - nejsou předmětem vlastnictví, ani příslušenstvím pozemků
• vymezení pojmů
•  

obecné nákladání s vodami

112 (hasiči) → hasiči prvosledový

Sledování sypaných přehrad

• průsaky tělesem
• sedání materiálu
  • rovnoměrnost
  • sedání v okolí objektů v hrázi (výpusti)
  • stálost konstrukce skluzu, spadiště, přelivu

Sledování betonových přehrad

• průsaky pod tělesem kvůli vztlaku (tlak před a za injekční clonou)
• vodorovný posun tělesa hráze
• naklonění hráze
• průsaky svislým těsněním

Normy

Návrhové řízení

my navrhujeme, vodoprávní úřad rozhodne, nedomýšlí si

oprávněný = ten s povolením

havárie znečištění

Manipulační a provozní řád

• MANIPULAČNÍ ŘÁD
  • zpracovává majitek, provozovatel
  • vodoprávní úřad schvaluje
  • co za povodní, za znečištění, za poruchy
• Povolení k nakládání s vodami - akumulace
  • oprávnění k manipulaci
  • max. hladina
  • provozní hladina
• PROVOZNÍ ŘÁD
  • Jak se to opravuje, kdy se seká, měření se průsaků
  • manuál jak provozovat
  • není povinností, může úřad nařídít ho mít
  • vodoprávní úřad to neschvaluje → nemusí ho vidět, spíš nechceme aby ho viděl

Vodoprávní úřad

Jaká je právní povaha vod, jaké stavby jsou vodními díly, vydávání stavebního povolení k vodním dílům?

• Povrchové a podzemní vody nejsou předmětem vlastnictví a nejsou ani součástí příslušenství pozemku, na němž nebo pod nímž se vyskytují o
  • práva k těmto vodám upravuje zákon o vodách
• Za povrchové a podzemní vody se nepovažují vody, které byly z těchto vod odebrány.
• V pochybnostech o tom, zda se jedná nebo nejedná o povrchové nebo podzemní vody, rozhoduje vodoprávní úřad.

VODNÍ DÍLA

• slouží k nakládání s vodami: ke vzdouvání a zadržování vod, k umělému usměrňování odtokového režimu povrchových vod, k ochraně a užívání vod, k nakládání s vodami, k ochraně před škodlivými účinky vod, k úpravě vodních poměrů, nebo k jiným účelům sledovaným zákonem o vodách
• zejména tyto: přehrady, hráze, vodní nádrže, jezy a zdrže, stavby, jimiž se upravují, mění nebo zřizují koryta vodních toků, stavby vodovodních řadů a vodárenských objektů včetně úpraven vody, kanalizačních stok, kanalizačních objektů, ČOV, stavby k čištění odpadních vod před jejich vypouštěním do kanalizací, stavby na ochranu před povodněmi, stavby k vodohospodářským melioracím (závlaha a odvodnění pozemků, ochrana před erozní činností vody), zavlažování a odvodňování pozemků, stavby, které se k plavebním účelům zřizují v korytech vodních toků nebo na jejich březích, stavby k využití vodní energie a energetického potenciálu, stavby odkališť, stavby sloužící k pozorování stavu povrchových nebo podzemních vod, studny, stavby k hrazení bystřin a strží, pokud zvláštní zákon nestanoví jinak, jiné stavby potřebné k nakládání s vodami povolovanému podle § 8
• Za vodní díla se nepovažují jednoduchá zařízení mimo koryta vodních toků na jednotlivých pozemcích a stavbách k zachycení vody, žumpy, vodovodní a kanalizační přípojky, pokud zvláštní právní předpisy nestanoví jinak. Za vodní díla se také nepovažují průzkumné hydrogeologické vrty.
• V pochybnostech rozhoduje místní vodoprávní úřad.

Stavební povolení

• Vodoprávní úřad vykonává působnost speciálního stavebního úřadu podle zvláštního zákona.
• K provedení vodních děl, k jejich změnám a změnám jejich užívání, jakož i k jejich zrušení a odstranění je třeba povolení vodoprávního úřadu.
• Povolení k provedení nebo změně vodního díla, které má sloužit k nakládání s vodami povolovanému podle § 8, může být vydáno jen v případě, že je povoleno odpovídající nakládání s vodami nebo se nakládání s vodami povoluje současně s povolením k provedení nebo změně vodního díla
• Stavební povolení ani ohlášení nevyžadují stavební úpravy vodovodů a kanalizací, pokud se nemění jejich trasa.
• Při povolování vodních děl, jejich změn, změn jejich užívání a jejich odstranění musí být zohledněna ochrana vodních a na vodu vázaných ekosystémů. Tato vodní díla nesmějí vytvářet bariéry pohybu ryb a vodních živočichů v obou směrech vodního toku
• Vodoprávní úřad ve stavebním povolení stanoví povinnosti, popřípadě podmínky, za kterých je vydává, a účel, kterému má vodní dílo sloužit. Vodoprávní úřad může ve stavebním povolení uložit předložení provozního řádu vodního díla nejpozději spolu s žádostí o vydání kolaudačního souhlasu.

Manipulační a provozní řády přehrad

Manipulační řád schvaluje vodoprávní úřad rozhodnutím.

Vyhlášky

věcně usměrňovaný poplatek

za původcem náklady

hl. povinnosti vlastníků VD

• dodržet podmínky a povinnosti, za kterých bylo dílo povoleno, zejména schválený provozní a manipulační řád
• udržovat dílo v řádném stavu, aby nedošlo k ohrožení osob a majetku
• provádět na vlastní náklady TBD

Legislativa

povolení k nakládání s povrch. vodou

na časově omezenou dobu

odběr, povolení k nakládání

odběr vody

přestane být, ztratí charakter povrchové vody

Hydrogeolog

• na vše chci jeho kulaté razítko
• drahý jako my :)
• vsak od čistírny: 6-15k
• jinak posudky, chceme geologickou skladbu
•  

Retenční nádrže

VSAK

Geotechnický výzkum

Cílem je hlavně získat k vám tita tivní údaje a informace o vlastnostech a chování zemin a skalních hornin– měření v terénu a vzorce neporušené

měření přetvoření a navrhl v podloží a ve stavební konstrukci

Průzkum zátopy

• snahou je nalézt možné průsakové cesty a účinně se proti nim bránit nebo se jim vyhnout
• průzkumy průmyslu – těžené kovy z barvení skla
• zajistit odlesnění zátopy
• zajistit přeložky vedení IS (inženýrských sítí)
• vyřešit majetkoprávní vztahy a vystěhování obyvatel
• zabránit styku vody s nežádoucími objekty a materiály – skládky, ekologické zátěže, hřbitovy, rašelina (dochází k produkci plynů => okyselují vodu => je nutné jí vytěžit)
• rašelina v létě vylézá na hladinu a v zimě jde ke dnu (ostrovy na Lipně)

Dohled nad bezpečností vodních děl, sledování sypaných a betonových přehrad, jak se kontrolují zatopené části objektů?

• Posudky pro zařazení do kategorie I. až IV. z hlediska TBD mohou zpracovávat jen odborně způsobilé osoby pověřené MZe (nyní pouze VODNÍ DÍLA - TBD a.s.) - dle metodického postupu 
• nutný po celou dobu výstavby i funkci objektu – povinnost vlastníka či správce vodního díla, popř. stavebníka
• u děl I. až III. kategorie správce musí pověřit příslušné organizace (pověřená osoba), u IV. kategorie může sám (jeden pověřený pracovník – osobní zodpovědnost)
• Prohlídky
  • přizvat vodoprávní úřad, komunikovat změny programu
  • zápis o prohlídce
  • I. kat jedenkrát ročně, II. kat. jedenkrát za 2 roky, III. jedenkrát za 4 roky, IV. jedenkrát za 10 let
• soustavné pozorování, měření a porovnávání s předpoklady projektu → nivelace, měření a pozorování v kontrolních chodbách
• objednávka s technickými podklady → průvodní dopis a posudek o potřebě, případně návrhu podmínek provádění, dohledu s návrhem na zařazení VD do kategorie včetně programu TBD

Správa vodních toků

• Povodí, Lesy ČR, obce
• Centrální evidence vodních toků - uvedeni všichni správci
• Povinnosti správců

vypouštění odpadní vody

• stává se z ní povrchová voda
• nemůže být vydáno na dobu delší než 10 let
• se zvlášť nebezpečnými látkami - ne na déle než 4 roky
• → požádat o prodloužení povolení
• pokroky ve způsobech čištění vod
• ukazatelé pro vypouštění

Artézské studny - podzemní voda

TBD ve Vodním zákoně

Povodí

• ředitelství (generální ředitel) a závody (ředitel závodu)
• dříve zástupci ředitelů
• technické skupiny - odborníci, partneři → vyjádření 
•  

Vodoprávní úřad

• povolení na životnost vodního díla - třeba rybník, ale ne na MVE
• zřizují obce, obecní úřady obcí s rozšířenou působností, kraje a ministerstva (= ústřední vodoprávní úřady) → MZe, MŽP (ústřední), MD (plavba), MO (vojenské újezdy)
• speciální stavbení úřad - pro vodní díla

Operativní řešení

• nové cedulky
• kruhy s lanem - ukradnou to

Geologický průzkum

• V přehradním místě, okolí přehrady do vzdálenosti několika set metrů, nádražní pánev do výšky asi 10m nad vzutou vodu a i výše
• naleziště stavebních hmot
• Podklad se zkoumá z hlediska únosnosti a stálosti a z hlediska vodotěsnosti
• předběžný průzkum
  • Sondy tak aby se daly sestavit geologické profily– výskyt a chemické složení podzemní vody
• Podrobný geologický průzkum
  • Sondy, rýhy, štoly a šachty
• zkoušky injektovatelnosti, tlakové vodní zkoušky (těsnící vlastnosti)
• v v průběhu výstavby probíhá zpřesňující geologický průzkum– zakreslení geologických poměrů a ověření správnosti původních předpokladů

Minimální zůstakový průtok

• průtok povrchových vod, který umožňuje obecné nákladání (=kbelík) a ekologické funkce vodního toku
• Metodický pokyn MŽP - nikdy nebyl odsouhlasen

Hydrogeologický průzkum

• zkoumání režimu a bilance podzemních vod– změna a pohyb podzemních vod v závislosti na srážkách, na podmínkách infiltrace, teploty a výparu
• Zkoumání pohybu podzemních vod v aluviálních pokryvu i ve skalním podloží a na jejich styku
  • průsakové dráhy, plnění a prázdnění zvodní
• Zkoumání vlivu prosakující vody na okolní prostředí
• Výskyt a pohyb minerálních vod
• Byli v podzemních vod na stabilitu břehu
• Zpětné posouzení změn po výstavbě na HPV
• pozor na krasové oblasti (vápenec, sádrovec)
• nejsložitější průzkum

Průzkum pod přehradou

• stanovit míru ochrany pod hrází dle charakteru území (zastavěné/nezastavěné)
• vyřešit případné majetkoprávní vztahy
• prozkoumat studnu (z důvodu poklesu HPV díky zrovnoměrnění průtoku pod hrází)
• posoudit vliv na faunu a flóru (úbytek vodnatosti prostředí)
• zajistit informovanost obyvatel prostřednictvím obecních úřadů, vývěsek apod.

Podle jakých dokumentů se manipuluje na vodním díle a provozuje vodní dílo, kdo zajišťuje běžný provoz na přehradách? Jaké činnosti spadají do náplně práce obsluhy přehrad?

1. Provozní a manipulační řád a Vodní zákon
2. Správce / správcem pověřený pracovník
3. Regulace průtoků vypouštěných dolní výpustí a Udržovat dílo v řádném stavu, aby nedošlo k ohrožení osob a majetku

Provoz vodních děl

stavební řízení

dotčené orgány

ochranné pásmo může být v CHKO

Potápěčský průzkum

problematická viditelnost

provzdušněná voda

Režim pohotovosti

omezená časová možnost

3 lidi na dílo → dovolená apod.

Využití vodní energie

• ne na dobu kratší než 30 let → nepříznivě nakloněno k provozovatelům MVE → legislativec, aby úředník nedal jen na 5 let
• prodlužuje se návratnost MVE

Povodí může nesouhlasit - není dotčeným orgánem, rozhoduje vodoprávní úřad

koncepce a vybavení

Mapové, hydrologické a geologické podklady pro navrhování přehrad,

• Hlediska racionální výstavby– morfologické geologické a geotechnické poměry přehradního místa
• přirozené poměry se dají zpravidla uměle zlepšit– injektování, zpevněním, konstrukčními prvky a podobně– značně nákladné
• Geodetické podmínky → Morfologie
  • tvar údolí– šířka, hloubka, sklon dna → ovlivňuje typ přehrady
    • úzké sklanaté → betonové, popř. klenbové
    • nížinné, široké → zemní
  • výhodné když se nad profilem otevírá údolí– velký objem nádrže
  • Ovlivňuje vedení přivaděčů do nádrže, trasování komunikací, rozmístění zařízení staveniště
  • topografické mapy - bývá rozhodující pro koncepci příslušenství přehrady a pro umístění ostatních staveb
    • ČÚZAK
    • situace, souhrnné situace, zátopa vodní nádrže, vojnksé mapy, ZM 1:10 000
  • Výškový systém: Balt po vyrovnání (Bpv) nebo Jadran (Balt o 41 cm výše)
• Geologický průzkum– doplňuje se hydrogeologickým průzkumem– výskyt a vlastnosti podzemní vody, filtrační vlastnosti hornin, fyzikální a stavebně technické vlastnosti hornin v podloží nádrži a přehrad → možnost abraze břehů a sesuvů zatopení hospodářsky cenných přírodnin, naleziště stavebních hmot – zemin štěrkopísků, kamene
  • GEOFOND = úřad shrnující veškeré geologické průzkumy
• hydrologie a klimatologie
  • čerpáme z dat ČHMÚ - nejzákladnější m-denní a N-leté průtoky → vliv na dimenzování
    • nejlépe 5xN údaj (pro správnost Q10 alespoň 50 let měření)
  • povodňové poměry, Charakter a období nízkých průtoků, Zimní režim toku - důležité i pro výstavbu → Ovlivňuje harmonogram výstavby a prací
  • první plnění nádrže

Hydrogeologický průzkum, průzkum zátopy, průzkum oblastí pod přehradou

Rozbor a zhodnocení rizik připravovaného díla, vyplývajících z podmínek údolí níže na toku, z charakteristik přehradního místa a konstrukce přehrady

Jaké jsou hlavní povinnosti vlastníků vodních děl, co znamená TBD a jak se vodní díla rozdělují podle TBD a jaká hlavní hlediska rozhodují o zařazení vodního díla do kategorie?

TBD = technickobezpečnostní dohled nad vodními díly => sleduje technický stav VD

• Právně zakotven ve Vodním zákoně jako povinnost správce VD – důležitá je osobní zodpovědnost
• Soustavné pozorování a měření na VD – posuny, sedání
• Dohled již ve fázi projektové dokumentace, výstavby, trvalého provozu
• Pro I až III kategorii sleduje technický stav VD správcem pověřená organizace
• Pro IV správce
• Nejdůležitější je předpoklad stability a bezpečnosti díla
• Ověřování provozu postupným plněním, pokud se předtím nevyskytly jakékoli závady
• Předepsány maximální denní přírůstky vody

Účel TBD:

• Předvídat vznik poruch
• Včas odhalit příčiny poruch a navrhnout hospodárnou úpravu
• Volit včas nouzové opatření (proti protržení přehrady)

kategorizace VD dle TBD

• zařazení VD do kategorie je založeno výhradně na kvantifikaci potencionálního nebezpečí vyplývajícího z pouhé existence díla (bez ohledu na jeho stav)
• existují 4 kategorie VD dle TBD
• I. kategorie - ztráty na životech, velké škody, nákladná oprava (většina přehrad)
• II. kategorie – jezy, plavební komory, odkaliště, přivadeče apod.
• III. kategorie – ochranné hráze a některé rybníky (MVN)
• IV. kategorie - malé škody, oprava proveditelná (rybníky; MVN)

povolení vodního díla

Ekonomické hledisko

• Odpisy vs. náklady
  • rekonstrukce → modernizace, investice
  • oprava = oprava

Dokumentace

• skutečného provedení se málo kdy dochovala
•  

úroveň hladiny

Tlaková čidla

převodníky pro hloubky

legislativa

• Manipulační řád (schválený Vodoprávním úřadem)

• Vodní zákon 254/2001 Sb.
• Vyhláška 471/2001 Sb. o TBD (MZe)
• Stavební zákon 183/2006 Sb.

• Normy
• Metodické pokyny

Funkce

Vodní díla

ke vzdouvání, zadržování, ochrana, nakládání, úpravy poměrů

Může řešit i jiný stavební úřad

• když je součástí většího celku
• dešťová kanalizace - součástí komunikace
• vodovod, splašková komunikace, retenční nádrže
• vyjádření Vodoprávního úřadu - dává stanoviska

Možná konstrukční uspořádání spodních výpustí, uzávěry spodních výpustí

Vždy navrhujeme min. 2 spodní výpustě, přičemž jedna je schopna převést návrhový průtok

Vkládáme je do tělesa hráze (jako ocelové potrubí)

Betonové přehrady -> zabetonované ocelové potrubí

Sypané přehrady -> nachází se v betonovém objektu spodních výpustí

nebo mimo, jako kanály (podélné otvory)

obtokový tunel na konci opatřený spodní výpustí

Uzávěry:

• 1 revizní + 2 provozní (návodní a vzdušní)
• Celkově min. 3
• Revizní se spouští do vyrovnaných tlaků (ne do průtoku)
• Provozní se spouští do průtoku
  • Jeden je regulační (obvykle na VS) -> regulace průtoku
  • Druhý pouze polohy otevřeno/zavřeno

Typy uzávěrů volíme podle:

• Požadavků na regulaci průtoku
• Provozních podmínek
• Dovolené netěsnosti
• hydraulických parametrů
• koncepce vtokového a výtokového objektu

Druhy uzávěrů:

1.  klínový uzávěr – neregulační
2.  brýlový - neregulační
3.  stavidlový – neregulační
4.  segmentový – koncový regulační
5.  rozstřikový – koncový regulační
6.  jehlový – regulační na konci potrubí
7.  kuželový – regulační s mezi kruhovým průřezem

Nejčastější potíže:

• netěsnost uzávěrů
• zavzdušnění potrubí

Materiály

chceme dlouhou životnost materiálu

• koroze
  • výztuž konstrukcí - aby beton vydržel tah a ohyb - problém s korodováním - ochrana alkalickým prostředím betonu
    • institut korozovního matariálství
    • korozivzdorné oceli - ČSN EN 10088-1
    • chromniklová ocel - více než 18% Cr, 10% Ni a uhlík 4-3%
  • vnější konstrukce - smáčené nebo povětrnostní vliv 
    • které nelze jednoduše vyměnit, smáčené či pod vodou - snažit se je dělat z nereu - nekorodující ocel
    • kde se nevyplatí nerez - jednoduše vyměnitelné + ochrana (žárový pozink, nátěr) → až 50 let, u špatně provedených 10-20 let
      • měřič tloušťky nátěru - nedestruktivní
• námraza
• abraze

Plovákový limnigraf

trubka s hladinou → odečítání hladiny

Vliv nádrží na životní prostředí

• vesměs pozitivní vliv
• nevýhody: zhoršení prostředí stavby na několik let, významný zásah do přirozeného režimu (přerušení migrace živočichů v podélném profilu toku)
• hnízdění vodního ptactva
• vnik vodní flóry
• chov ryb

fyzikální

• změna režimu toku pod nádrží
• ovlivnění mikroklimatu
• vliv nádrže na režim HPV
• abraze a sesuvy půdy
• seismicita při výstavbě

biologické

• změna kyslíkového režimu
• tvorba biomasy

Odkaliště - účel a specifika v porovnání s přehradami

• hydraulicky naplavované skládky odpadních hmot, které často plní funkci čistíren odpadních vod
• přírodní nebo uměle ohraničený prostor
• vliv na ŽP - hrozí znečištění těžkými kovy, 
• kalovod se ukládá na korunu hráze, odběrné zařízení se buduje v prostoru nádrže
• nutné řešit drenážní prvky

MVE

• tlak proti stavbám nových
• není nutné mít všechno napsáno (:
• shrabky → stane se odpadem po vytažení - snaha poslat dál (odvést do kanálu ve vodě)
• chceme zisk, minimalizovat náklady
• přístupnost
• investiční podpora při výstavbách?
• nesmí se tvořit nová migrační překážka → ichtyologický průzkum

provoz rybníků

• spodní výpusti musí být funkční!
• nejčastěji požeráky - pro m-denní vody
  • povodňové průtoky → BP, nejčastěji na 100 letý průtok
• MVN - norma
• většinou 4. kategorie
  • dokumentace - typ hráze, těsnění, zátopa
• vhodné aby měli přelivy či jiná možnost nouzového přelití
• jakou povodeň má takové dílo vydržet?
• Pokud je vhodný materiál, chceme jej použít na stavbu hráze
  • drahé ukládání, rozbor složení (nakládání s odpady)

novela Občanského zákoníků

Přehrady – účel, základní legislativní a další předpisy pro provozování vodních děl

přehrady jsou příčnou stavbou na toku → tvoří nádrž

účely:

• Zásobování vodou (obyvatele, průmysl, zemědělství)
• Rekreace
• Výroba elektrické energie (MVE)
• Kompenzace klimatických změn
• Estetika
• Transformace povodňové vlny (ochrana před škodlivými účinky povrchových vod)
• Ekologie (nalepšování Q)
• Retence vody

Jednoúčelové (náhony MVE, poldry, ...) vs. víceúčelové (kombinace)

Tuhnický jez, KV

• odběr vody, ale nebyl jiný zdroj
• velmi nebezpečný
• vodní skok jako vodníválec - velmi provzdušněná voda - nelze plavat, nenadnáší
• propust pro vodáky jako rybí přechod se štětinami

Jezy

ochranná pásma

• ČOV, i DČOV - říká se 5 m - neměla by být tak blízko u domu (v praxi se to moc neřeší)
• vodovod, stoka - vodní dílo
•  

historické objekty - jejich zátopa běžně na cizích pozemcích

kde končí hráz a kde pozemek, původní terén

zemní hráz je součastí pozemků, majitel hráze je vlastníkem pozemku

zpětné legalizace staveb, nedořešené majetkoprávní vztahy

Otevření a zajištění staveniště přehrady, zařízení staveniště

• Zajištění staveniště přehrady obsahuje: zařízení staveniště, přístup ke staveništi, přívod energie, dodávku materiálu
• Vysídlení prostoru nádrže
• Zařízení staveniště – pro zaměstnance (dělníky), jídlo, WC, ubytování, voda
• Přístup
  • pro lidi i stroje
  • pevné cesty – silniční panely
  • uvnitř staveniště – odbahnění, aby nezapadly bagry a buldozery (používají se speciální bagry při odbahnění – cena se zvyšuje např. o 70 mil.)
• Energie
  • u nás není problém, trafostanice
  • elektřina a voda – v rozpočtu (někdy i úpravna vody),
  • plyn (ohřev vody v zimě)
• Materiály
  • písky a štěrkopísky, kámen, železo – výztuž
  • buď se vyrobí na stavbě – blízko betonárka nebo lom, nebo se doveze
• Vlivy na okolí
  • voda – nesmí se do ní nic vypouštět
  • hluk – vesnice, protihlukové stěny, odklon dopravy
  • ovzduší – prach a bahno
• Otevření staveniště
  • skrývka humusu – odstranit a nesmíme ho zničit (nabídnout třetí straně)
  • lze vyhrabat do hloubky i přes štěrk a doplnit vhodným materiálem z okolí
  • hloubení až na skalní podloží – vyčištění do hladka
• Ochrana staveniště
  • na dvojnásobný průtok během výstavby, záleží především na horní vodě při převádění propustky, kdy nechceme, aby došlo k zatopení propustku

Převedení vody za stavby prostorem staveniště nebo obtokovým tunelem

Přes staveniště

• Přes objekty stavby
• Zvláštními objekty - žlaby
• Nejčastěji propustkem s nezatopeným koncem nebo zvláštními objekty
• Postupem výstavby, kdy se nechá jedno pole, které se dostaví nakonec
• Vybudování spodních výpustí (jako první), které dočasně slouží k převádění průtoků

Mimo staveniště

• Podzemní objekty – následně využít, tlakové podmínky v tunelech převodů vody
  • Obtokovým tunelem - podzemní objekt, následně možné použít jako spodní výpust, upřednostňovat tlakové podmínky v tunelech při převodu vody
• Nadzemní objekty – pomocí žlabů, ale u nás se nepoužívá

Účel a návrhové parametry spodních výpustí

• kapacitu určuje funkce nádrže (požadovaná doba prázdnění, na zlepšování průtoků, vypouštění vody za povodně, vypouštění zaručeného minimálního odtoku a podobně)

Účel:

• Prázdnění nádrže
• Převádění vody za stavby nebo při opravách
• Vypouštění neškodného průtoku za povodně
• Nalepšování průtoku pod přehradou

Zásady navrhování

• Počet:
  • Min. 2 spodní výpusti (plnění účelu i při poloviční kapacitě či počtu)
  • Výjimečně 1 ks (suché nádrže)
    • Nádrž do 1 mil. m3
    • Výška do 9 m
    • Není požadavek na udržování průtoku pod VD
  • VE či odběr se mohou považovat za 1 výpust
    • Pokud mají dostatečnou kapacitu a uzávěry
• Min. DN
  • 300 mm
  • 800 mm u suchých nádrží
• Uzávěry
  • 1 revizní + 2 provozní (návodní a vzdušní)
  • Celkově min. 3
  • Revizní se spouští do vyrovnaných tlaků (ne do průtoku)
  • Provozní se spouští do průtoku
    • Jeden je regulační (obvykle na VS) -> regulace průtoku
    • Druhý pouze polohy otevřeno/zavřeno
•  Česle

Dimenzování

• Prázdnění nádrže – doba prázdnění T
  • Rychlost poklesu hladiny limitována kvůli abrazi břehů (sypané přehrady)
  • T musí být schopno provést ½ všech výpustí
• Neškodný odtok – úroveň v nádrži, polovina Hz
• Nalepšování průtoku -> na úrovní Hs

Návrhové parametry přelivů; hrazené a nehrazené bezpečnostní přelivy

• Pojistné zařízení na každé přehradě
• Slouží pro převádění povodňových průtoků.
• Přeliv v blízkosti úrovně maximální hladiny vody v nádrži

Navrhují se:

• na Q100, kontrola povodně na Q10 000 (pokud Q10 000 > 100m3/s tak je hrazený)
• podle typu, výšky a objemu nádrže
• podle charakteru obydlení pod přehradou
• podle geologické stavby podloží
• podle seismicity

Hrazené přelivy:

• pokud Q10 000 > 100m3/s
• zvyšujeme s ním ovladatelný prostor nádrže
• podle výšky přepadového paprsku si volíme hradící výšku a tím druh hradící konstrukce:
• klapka - do 4 m
• segment - do 18m (zdvižný a spustný)
• stavidlo - do 5 m (zdvižné a spustné)

Nehrazené přelivy:

• pokud Q10 000 < 100m3/s
• minimální údržba a konstrukčně jednoduší
• fungují v závislosti na poloze hladiny
• zvětšením přelivné hrany zvyšujeme kapacitu přelivu

Zvláštní způsoby převádění povodňových průtoků (kromě přelivů)

• Pomocí spodních výpustí
• Pomocí středných výpustí
• Pomocí násoskových přelivů nebo výpustí – sdružené do skupin pro větší průtoky
• Pomocí tunelového přelivu při vhodných morfologických podmínkách (možno ho hradit)

reverzní čerpadla

čerpadla v turbinovém režimu

správní řízení

• aktualizace, platnosti (prodloužení)
• lze vnášet nové požadavky
  • vždy se chce navyšovat MZP
    • většina jej nespracovává
  • jemnost česlí na nátoku
    • běžné 2 cm

dovybudování BP u jezu

• nechat si zaplatit náklady na velké změny
•  

rybí přechod

• pokud souvisí překážka → chtějí vyřešit průchodnost
• ryby se orientují dle provzdušněnosti
•  

AOPK ČR - Agentura ochrany přírody a krajiny ČR

• dotační programy k ochraně přírody
• pravidelně se schází a řeknou co a jak 

Technologie betonáže na betonových přehradách

vrtané piloty pažené ocelovou pažnicí

piloty:  vzhledem k velkým hloubkám založení nevíme přesně charakter podloží, které nám může hloubkový základ narušovat – volit pasy, patky

technologický postup:

3a) zahájení vrtání, vkládání pažnice do vrtu

3b) dovrtání nezapažené části vrtu pod pažnicí

3c) vkládání armokoše do vyčištěného a zapaženého vrtu

3d) betonáž piloty

3e) odpažování vybetonovaného vrtu

Tížné přehrady

Skluzy bezpečnostních přelivů a tlumení energie vody od přelivů

Skluzy bezpečnostních přelivů:

• Navazují na spadiště
• Sklony cca 10% -> nerovnoměrné bystřinné proudění
• Voda se musí provzdušňovat
• Skluz se zužuje směrem po proudu => menší rozměry skluzu nebo naopak (rozšiřování) => menší hladina vody na konci
• Na skluz navazuje vývar
• Abychom zabránili vzniku translačních vln, tak zvyšujeme hladinu (zmenšujeme šířku dna skluzu) nebo zvětšujeme drsnost

Tlumení energie vody od přelivů:

• Velké kinetické energie dopadajícího paprsku nutno tlumit, protože je ohrožena stabilita koryta a bezpečnost přehrady
• Pro výpočty používáme modely – vycházíme z hydraulických charakteristik protékajícího proudu a koryta pod přelivem
• Pro zlepšení účinků tlumení vodního skoku prostého a povrchového můžeme navrhnout stupeň ve dne, nebo navrhnout rozražeče, případně odrazový můstek s odražeči
• Pomocí lyžařských můstků – intenzívní provzdušnění paprsku -> snížení namáhání jeho dopadem

Pilířové přehrady

Základová spára sypaných, betonových a zděných přehrad, piloty v hydrotechnice

Nebezpečné základové podmínky

• spraše a jíly
• spraše – sdružené hlíny – namrzavé a prosedavé, namrznou do hloubky 30 cm, nasytí se vodou a sednou
• jíly – namrzavé, smrštitelné – objemově nestálé

Zatížení sypaných a betonových přehrad

Dělení zatížení

• Stálé
• Nahodilé (krátkodobé, dlouhodobé, mimořádné)
• Kombinace zatížení – součinitele

Zatížení sypaných přehrady

• od vody: hydrostatický tlak, hydrodynamický tlak
• průsak tělesem hráze
• vztlak od HPV
• výběh vlny – dle hloubky nádrže a charakteru zátopy, díky větru
  • větrové, translační, od plavidel, rázové, průlomové
• vlastní tíhou
• zatížení od ledu – od celiny jak statický tak dynamický
• zemní tlak – při hlubokém založení, obsypu přehrady, překonsolidované zeminy
• seismické účinky – zemětřesení, dle stupně seismicity určuji zatížení

Zatížení betonových přehrad

• dle typu konstrukce
  • klenby -> roznášení zatížení do pilířů
  • tížná –> usmyknutí, pootočení kolem paty
    • pozitivní přitížení návodního líce
• vliv objemových změn (teplotní výkyvy)
• vlastní tíha
• hydrostatický a hydrodynamický tlak + vztlak od vody
• vlny – větrové, translační, od plavidel, rázové, průlomové
• zemní tlak (hornin při založení), překonsolidované zeminy
• tlak ledu (statický či dynamický účinek)
• tlak nánosů
• seismické zatížení
• vnesené - předpětí betonu

Svislé a vodorovné prvky pro prodloužení průsakové dráhy

Svislé – Larsenové stěny, injekční clony, těsnící stěny, štětové stěny

injekční clony

• rozsah clony včetně zavázání do boků, struktura (počet řad, rozteče vrtů) a technologie injektáže včetně vhodné injekční směsi se stanoví na podkladě výsledků průzkumných prací
• poměrně časté dodatečné doplňování injekčních clon
• u betonových přehrad lze při injektování využít vlastní tíhy rozestavěného přehradního tělesa, což umožňuje dokonalé utěsnění zóny bezprostředně pod základovou spárou
• injektuje se z injekční chodby, z plošiny, z částečně vybetonovaného přehradního bloku
• několikařadé clony do hloubek 45-150m

těsnící stěny

• u neskalního podloží, pokud je povrch skalního podkladu v dostupné hloubce, max. desítky metrů
• u betonových přehrad je možno použít těsnících stěn s nosnou funkcí

vodorovné těsnící prvky – prodlužují těsnění přehrady směrem proti vodě

předložené těsnící koberce

• horší účinnost než svislé
• mohou být postačujícím a velmi hospodárným opařením pro zmenšení průsaku
• délka koberce se rovná 5x – 15x hloubky vody v nádrži

těsnící prvky se mohou i kombinovat

Čelní, postranní, boční a šachtový přeliv

Čelní:

• voda volně přetéká přes těleso
• pokud Q10 000 > 100m3/s tak je hrazený
• nejčastěji u betonových přehrad

Postranní:

• Vybudovaný mimo těleso přehrady -> nákladný
• Vhodný i pro sypané přehrady
  • Nebezpečná návaznost betonového bloku na sypaninu => potenciální průsaková cesta

Boční:

• Přelivná hrana není kolmá na směr přitékající vody
• Složitý návrh
• Velké obtoky umožňuje spadiště
  • musí se navrhovat tak, aby přepad přes přelivné těleso byl dokonalý při nejvyšších průtocích
  • Na spadiště pak navazuje skluz, který musí mít sklon cca 10% a nerovnoměrné bystřinné proudění.

Šachtový:

• Vhodný pro menší návrhové průtoky, kdy je obtížné vytvořit horní přeliv nebo skluz
• Výhodné je spojovat ho do sdruženého objektu
• Možno ho využít pro obtok pomocí tunelu
• Pokud není zatopený => rce přepadu
• Pokud je zatopený => rce výtoku otvorem

na koci potrubí z výšky - pro provzdušnění

vzduch více láká ryby

RCC - Roller-Compacted Concrete

Zkracuje dobu výstavby a snižuje náklady - ukládání betonu jako zeminy sypané hráze → zhutňuje se, konsoliduje se pomocí válců

• popílek a cement (portlandský, nejčasteji typ II → nepraská teplem; možné nahrazení pucolánem) většinou v poměru 1:1
• vhodné vlastnosti kameniva - velký vliv na finální vlastnosti, max 25mm, může obsahovat prachová zrna
• příměsi nejčastěji pro snižování obsahu vodya  pro zadržování vzduchu → zpracovatelnost RCC a

  delší dobu tuhnutí

• nepoužívá se u pilířových a tenkých klenbových přehrad
• hutnění po vrtvách 0,3m - hodně pracovních spár (hlavní problém), často se hutní 2 vrstvy v návaznosti, aby došlo ke spojení betonu bez spáry
• další možný problém – dilatační spáry mezi bloky – aby mohla být konstrukce monolitická, vytváří se řízené trhliny ve vnitřním betonu zavibrováním plastových lišt

kontrola teploty, minimalizovat hydratační teplo při hydrataci cementových materiálů → tepelné trhliny VS. potřebný nárust pevnosti kombinací pucolánu a cementu

další možná úspora - uvnitř tělesa méně cementu → nízká napětí, minimální požadavky na trvanlivost

24/7 výstavba

Klasický přehradní beton a přehrady z válcovaného betonu

Hlavní požadavky:

• Vodotěsnost
• Trvanlivost - mrazuvzdornost
  • značí se podle počtu zmrazovacích cyklů při normové zkoušce, např. T50
  • nejvyšší nároky na kvalitu – při splnění trvanlivosti splněny i ostatní požadavky
• Pevnost
  • není primární pro projektování, splněna při splnění trvanlivosti
• Odolnost proti chemickým účinkům vody
  • na návodním líci mohou být negativní účinky např. hladové vody – použití vhodného druhu cementu

Hydratační teplo

• Proces tvrdnutí betonu v masivních objektech způsobuje velké teplotní namáhání mladého betonu.
• Z toho pramení riziko vzniku trhlin, proto je snaha omezit hydratační teplo na minimum.

Prostředky pro snížení hydratačního tepla:

• vhodné složení betonové směsi – co nejmenší množství cementu
  • lícní (obalové) betony 200 kg cementu na 1 m3 betonu
  • vnitřní (jádrové) betony pod 150 kg cementu na 1 m3 betonu
• pucolánové příměsi - elektrárenský popílek, mleté tufy; nahrazují 20 – 40% cementu
• speciální přehradní cementy – pucolány jsou součástí výrobku, cementy nejsou jemně mleté
• regulace teplotního režimu betonu – pravidelné kropení, předchlazování složek betonové směsi (část vody nahrazena drceným ledem)
• omezení lícních zón na funkční minimum (3 – 5 m, válcovaný beton i pod 1 m)

Složení betonové směsi

• cement – vysokopecní, struskoportlandský
  • jemné mletí => vyšší hydratační teplo
  • prodloužená doba tuhnutí a tvrdnutí
  • objemová stálost
• kamenivo
  • těžené a drcené
  • nutno vyloučit prachová zrna kvůli přilnavosti – materiál se pere
  • hrubá frakce obvykle do 150 mm
  • snaha o co nejplynulejší zrnitostní křivku
  • pozor na alkalickou reakci kameniva
  • nárůst objemu => roztrhání betonu
• záměsová voda
  • vodní součinitel v/c obvykle 0,45 – 0,65
  • nadbytek vody způsobuje horší mrazuvzdornost

Výstavba probíhá po vrstvách o tloušťce 0,4 – 0,7 m, které jsou hutněny vibrováním. Vyšší vrstva musí být uložena v době, kdy nepokročilo tuhnutí betonu, aby se vrstvy dobře spojily.

Tížné přehrady z betonu a zdiva, pilířové přehrady

Pilířové přehrady

• sklon návodního líce 1:0,4 jako kompenzace vylehčení dutinami
• poměr délky a šířky zhlaví pilířů < 15:1, při výšce nad 100 m dvojitý pilíř
• výše na údolních svazích přechod na plné bloky – nižší náklady
• úspora betonu oproti tížné přehradě 10 – 30 %
• větší objem stavebních prací a složitější bednění
• λ = 0,9 – 1,0 (štíhlostní poměr)

Tížné přehrady

• trojúhelníkový příčný profil, NL svislý nebo mírně skloněný 1:0,05 – 1:0,1
• štíhlostní poměr λ = 0,75
• jednotlivé bloky působí samostatně
• nutná opatření proti vztlaku, kvůli velké ploše základové spáry – těsnění, drenáž
• uplatnění technologie RCC (válcovaný beton) – podmínkou je omezení atypických konstrukčních prvků
• dilatační spáry - těsnění

Základová spára betonových přehrad

• zakládá se na skalním podloží
• odtěžit pokryvné útvary
• pozor na možnost vzniku trhlin při nevhodné úpravě základové spáry
• zajistit zazubení horninového podkladu (spolupůsobení)
• rozpukané podloží injektovat
• zvětrávání lze zabránit vrstvou stříkaného betonu
• odstřely základové spáry (poslední 0,5 – 1 m ručně)
• základová spára je plynulá nebo stupňovitá
• skalní povrch se před betonáží omyje tlakovou vodou a vzduchem
• první vrstva betonu obsahuje malou frakci a velkou dávku cementu

zlepšování vlastností podloží

• injektáž – zlepšit vlastnosti skalního materiálu, zmenšení nevrtaného přetvoření
• sanace poruchových pásem
• zajištění stability skalního masívu pomocí předpjatých kotev

vibroflotace

= technologie hloubkového zhutnění zrnité nesoudržné zeminy za použití vibrační jehly, která vyvozuje při hutnění horizontální vibrace do okolní zeminy

technologický postup:

1a) penetrace vibrační jehly do zeminy; jehla je do zeminy penetrována pomocí horizontálního vibračního účinku, výplachu a vlastní hmotností

1b) hloubkové hutnění s plněním přídavného materiálu k ústí vpichu

1c) zhutněný sloupec zeminy

Utěsnění mělkého propustného podloží a hlubokého propustného podloží

Mělké podloží

• nejčastěji pomocí těsnících stěn, předběžných těsnících koberců, a štětových stěn
• do max. hloubek 10m

Hluboké podloží

• nejčastěji pomocí injekčních clon (potřeba časem obnovit)
• injektáž se provádí ze štol, které kopírují povrch základové spáry
• provádí se sestupně z povrchu podloží
• lze řešit i pomocí betonových membrán
• v hlubších vrstvách jsou clony prakticky jedinou možností zmenšení propustnosti podloží
• materiály používané pro injektování:
• bentonitová suspenze
• cementová suspenze (tvrdý beton)
• cementobentonitové suspenze
• roztoky polyuretanu (snižují tlakovou únosnost)
• jílovitocementové materiály

Trysková injektáž, injekční a revizní chodby v tělese hráze

Injekční chodba

• slouží pro přístup k provádění údržby (obnovení nebo vytvoření injekční clony)
• dimenzovat tak, aby rozměry splňovaly přísun techniky a její pohyb

Revizní chodba

• vodorovné chodby, nad sebou po X metrech, svisle jsou skrz šachty
• kontrola průsaků, sedání, posunů hrází
• k pozorování poruch hráze
• počítat s dostatečným množstvím, aby se pokryla potřebná část tělesa hráze
• dimenzování s podobným účelem jako u injekčních
• obecně chodby přístupné z tělesa hráze nebo mimo těleso
• chodby sledují povrch základové spáry
• u nevýznamných sypaných přehrad lze od výstavby štoly upustit a nahradit jej injekčním bločkem

Napětí v základové spáře betonových přehrad - výstavba, provozní režimy

• Napětí má vždy nepravidelný průběh
• U prázdné nádrže je extrém tlaku na NL (dáno tvarem tělesa hráze – poloha těžiště)
• Po napuštění se přidá hydrostatické zatížení od vody a zvětší se tlak. Výslednice sil získá jiný směr a excentricitu. Extrém tlaku se přesouvá na vzdušní líc.
• Při provozních stavech se v důsledku manipulace nádrže mění výška hladiny (např. rozdíl mezi letní a zimní úrovní hladiny, naplnění retenčního prostoru při povodni)
  • Mění se tedy i napětí v základové spáře.
    • Je vhodné ji tlakoměry monitorovat

Klenbové přehrady a členěné přehrady

Klenbové přehrady

• větší využití pevnosti betonu v tlaku než u jiných typů přehrad
• díky klenbovému účinku úspora až 20 % objemu oproti tížné hrázi
• vhodná tloušťka klenby min. 2 – 3 m
• hlavní nevýhody – nutné relativně sevřené údolí a stabilní skalní opěry
• λ = 0,1 – 0,3 max. 0,6
• od koruny ke dnu se plynule zvětšuje křivost i tloušťka
• od vrcholu k patkám prstenců křivost klesá a tloušťka se zvětšuje – zavázání do svahů
• specifické pro klenbové přehrady je jejich zmonolitnění pomocí zainjektování spár mezi přehradními bloky, a to v době, kdy je beton nejvíce ochlazen (konec zimního období) – posílení klenbového účinku

Členěné přehrady

• složeny ze samostatně působících bloků, zatížení se přenáší do podloží
• úspora materiálu (vylehčení)
• velké množství spár a tenká konstrukce (problém s průsaky)
• nízká odolnost pilířů proti usmýknutí, proto vyšší sklon návodního líce (1:1)
• λ = 1,0 (rozhoduje výška)

Základová spára sypaných přehrad

• zjistit charakter základové půdy a horniny (pozor na síranové vody z uhelnatých vyvřelin)
• značné vlivy negativních základových podmínek na kce (hladová voda, síranová voda, kyselá voda z rašelinišť, tekuté písky, jemné písky, spraše)
• zajistit možnou míru sedání (až 0,5% z výšky tělesa hráze)
• odstranit nepravidelnosti v základové spáře, vybagrovat na zdravé podloží bez porostů
• vyplnit pukliny ve skalním podloží
• neodvodňovat jílovité podklady (seschnou a ztratí tak své přirozené vlastnosti)
• na neskalním podloží po odstranění povrchové vrstvy humusu, kořenů, bahna a rašeliny

Založení na málo únosném podloží nebo odstranění nevhodných vrstev: 

• zhutnění, vyplnění trhlin a sanace poruch, pozor na vývěry vody
• injekční štola, na ní je vyrovnávací beton a na ní je zemní těsnění

Z hlediska únosnosti lze provést opatření:

• výměna nevhodných zemin
• hloubkové zhutnění – vibrace, vibroflotace, zhutňování
• předběžné zatížení – předběžná konsolidace
• injektování
• vyztužování zemin v oblasti základové spáry
• odvodnění drenáží

Sypané hráze - koncepce

• Umístění všech manipulačních objektů a vedení vody spojené s jejich funkcí a také objektů pro převádění vody ze stavby mimo vlastní přehradní těleso
• Návrh bočního či postranního přelivu, kde kontakt se sypaným tělesem je jen zavázání korunové zóny do údolního svahu
• Využití vhodného typu sdružené ho manipulačního objektu běžného typu, umístěného při návodní patě přehrady ve dně údolí, s odvedením vody buď mraženou štolou nebo betonovou štolou vhodně umístěnou případě údolního svahu
• Vhodným řešením je betonová sekce vzdouvací stavby navazující na sypané části tak
• Převážně využívat materiály v bezprostřední blízkosti staveniště 

Trysková injektáž

• moderní metoda vytváření speciálních základových prvků v zeminách nebo poloskalních horninách
• pomocí cementového mléka či pryskyřic (která se nevyplavuje jako beton) nebo tekutého asfaltu
• podstatou technologie je injektáž z vrtu do okolní zeminy, prováděná vysokým tlakem 30-55 MPa s použitím cementových a jílocementových směsí
• paprsek injekční směsi proudící přes trysky rozpojuje horninu na jednotlivé úlomky nebo jednotlivá zrna, přičemž dochází k jejich vzájemnému mísení a po zatuhnutí k vytvoření požadovaných prvků a požadovanému zlepšení vlastností injektovaného prostředí.
• pevnosti jsou od 0,5 do 15 MPa
• pokud se injekční soutyčí otáčí, vzniká základový prvek – sloup
• pokud se při vytahování injekční soutyčí neotáčí, vzniká – stěna

1a) injekční směs 1b) stlačený vzduch 1c) vyplavený materiál 1d) paprsek injekční směsi 1e) paprsek injekční směsi a stlačeného vzduchu 1f) proinjektovaný sloup zeminy

3a) Realizace středně profilového vrtu pro tryskovou injektáž Vrtná souprava vyhloubí vrt na patu budoucího sloupu tryskové injektáže. Vrtné a injekční soutyčí je opatřeno vrtným nástrojem a monitorem.

3b) Realizace sloupu tryskové injektáže Přechod z vrtného režimu na tryskání se provede přesměrováním injekční směsi z výplachového režimu na injekční tak, že se do vrtné kolony vhodí ocelová kulička, která uzavře vtok na výplachové otvory a směs začne proudit do monitoru vybaveného tryskami. Vrtná souprava je vybavena cyklovacím a monitorovacím systémem, který udržuje a kontroluje parametry nastaveného injekčního tlaku směsi při metodě M1 (jednofázové), parametry tlaku vzduchu při metodě M2 (dvojfázové vzduchové), dávkování injekční směsi, rychlost otáčení a postupné vytahování monitoru.

3c) Dokončování sloupu tryskové injektáže Automatizovaný postup vysokotlakého tryskání je zastaven při dosažení horní projektované úrovně injekčního sloupu. Vrtná souprava se pak přestaví na nový vrt a popsaný technologický postup se opakuje.

Člěněné přehrady

Klenbová přehrada

Homogenní

• Z „jednoho“ typy materiálu (ve skutečnosti cca 3 => nehomogenní oblasti homog. hrází)
  • o NL - Návodní opevnění proti účinkům vln (záhozy, rovnanina, betonové prefabrikáty, kamenné dlažby do betonu nebo na sucho)
  • K - Koruna hráze – pozemní komunikace
  • VL - Vzdušní líc – zatravnění svahu
• budují se z místních zemin, málo pracné oproti jiným typům
• nutno použít vhodný materiál
  • málo propustné hlinité písky, písčité hlíny k=0,2-5cm/den, spraše
  • musí zajistit stabilitu a vodotěsnost
  • musí být zhutnitelný
  • musí umožnit vytvoření depresní křivky (průsakové křivky)
    • měla by procházet v nezámrzné hloubce (0,8 - 1,5m)
  • plynulá zrnitostní křivka s obsahem jemných jílovitých částic
• nevhodné jsou zeminy s vysokým obsahem jílu a jíly
• spíše u melioračních zařízení a rybníků (lokální vodní díla menších rozměrů)
• opatřeny drény a filtry ve vzdušní patě hráze z důvodu průsaků
• výhody: vše se hutní stejně
• nevýhody: nedostatek zemin pro homogenní těleso

Nehomogenní

• snaha o maximální využití místních zemin
• použití kombinace méně propustných zemin a těsnění
• kombinace profilů s návodními těsněními, svislými, lomenými
• zaměřit pozornost na drenáže a filtry (usměrňují proudění vody)
• použití prodloužených koberců
• využití PVC a AB materiálů při návodním líci
• vhodné navrhovat materiály sypaných přehrad tak, aby u návodního líce byly materiály s co nejmenší hydraulickou vodivostí K a směrem od NL k VL se vršily zeminy s větší hydraulickou vodivostí K
  • vlastní těleso hráze funguje do určité míry jako drén

Deskové

• nejčastější je prosté uložení desky na zhlaví pilířů
• min. tloušťka desek 0,3 – 0,5 m, směrem ke dnu se zvětšuje o 2 – 5 % svislé vzdálenosti
• pro založení je vhodné únosné skalní podloží
• dnes se tento typ buduje výjimečně – velká pracnost

Klenbové

• vzdálenost pilířů min. 50 m u přehrad nad 50 m výšky, u nižších poloviční vzdálenost
• sklon na obou stranách 1:0,6 – 1:1
• výztuž na návodním líci
• dnes nahrazeny méně pracnou technologií válcovaného betonu

Průsak sypanými hrázemi

• liší se dle charakteru sypané přehrady
• vychází z mechanických vlastností zemin (K - nasycená hydraulická vodivost)
• průsak je nutné sledovat
• závisí na:
  • druhu těsnění, (návodní/střední, zemní jílovité/AB)
  • materiálu hráze či filtrů,
  • výšce H, (hloubka vody v nádrži)
  • délce L, (délka průsakové dráhy)
  • sklonu α výronové plochy,
  • druhu podloží (propustné, nepropustné),

průběhy průsaků

• překročení dovolené meze průsaku vede k vyplavování materiálu hráze a následně až k deformacím
• průběh po parabolických křivkách
• možnost využití MKP (přesné, ale časově náročné, dnes pomocí výpočetních technik)

Homogenní sypané hráze a nehomogenní sypané hráze

Drény a filtry v homogenních a nehomogenních sypaných hrázích

• Problém nastává zejména u výronové plochy
  • Zima –> namrzání
  • Léto – sucho -> drolení
• Drény = Slouží k odvádění prosakované vody hrází
  • Nejčastěji hrubozrnné zeminy (štěrky)
  • beztlakové proudění
  • jsou obaleny filtry pro zamezení transportu částic
  • návrh drenážního potrubí
    • návrh se zdvojnásobí => 200%
    • zajištění bezpečnosti,
    • z důvodů možnosti zanášení drénu
      • jemnými zrny zemin
      • sloučeninami Fe => uzavírání pórů
      • zarůstání kořeny rostlin
• Filtry = Slouží k zajištění stability hráze
  • Zabránění vymývání a odnosu jemnozrnných částic zemin do drénů (zanášení drénů)
  • Filtry z geotextilií z PVC, PE – pouze u MVN
• Umístění drénů nejen v patě VL, ale např. i za středním zemním těsněním (nehomogenní h.)
• Při použití patních drénů se provádí měření průsaků

Rekonstrukce starých VN

• Dodatečné budování drenážní patky na VL s drény a filtry
  • Slouží k ochraně výronové plochy
  • Složena z hrubé frakce 32/125
  • Filtrační materiál (písek) frakce 0/8 nebo 8/16
• Patní drén u důležitých VN, použití i u rekonstrukcí
  • Uvnitř tělesa hráze
  • Pod dodatečně vybudovanou drenážní patkou
• Nedoporučuje se provádět zásahy do starých sypaných hrází

Umělé těsnění sypaných přehrad

Beton

• desky – dřívější způsob - nenáročné na materiál (vyhovuje běžný vodostavební beton)
  • problém s nadměrnými průsaky kvůli velkému množství spár
• stříkaný beton – použití výjimečně, různé požadavky na těsnící beton a beton, který lze použít jako stříkaný a z toho plynoucí nízká kvalita těsnění
• „nekonečné“ betonové pásy – nejmodernější způsob - betonáž po spádnici bez vodorovných dilatačních a pracovních spár
  • vysoké požadavky na minimalizaci hydratačního tepla, smršťování a dotvarování

Asfaltobeton - AB

• větší množství pojiva než u silniční směsi – nízká hydraulická vodivost, vyšší plasticita
• špatné vlastnosti za vysokých teplot, proto byl vyvinut bílý AB v celé tloušťce (ne nátěr)
• při koncentraci zatížení se chová jako viskózní kapalina – musí být vhodně navrženy detaily napojení na pevné části konstrukce

Plastové folie

• měkčené PVC s výztužnou mřížkou nebo tkaninou
• vhodné za předpokladu větší deformace stabilizační části hráze
• časté použití při rekonstrukcích objektů
• průtažnost 400 %
• vydrží i extrémní klimatické podmínky bez změny vlastností (20 – 30 let dle materiálu)

Návodní a vzdušní svah sypané hráze, koruna přehrady

Návodní svah

• Návodní svah je třeba bránit proti účinkům vody (větrové vlny atd.)
• Vhodná úprava návodního svahu
  • Kamenný pohoz tl. min. 1,5 násobek největšího rozměru kameniva (opt. 2x)
  • Rovnanina, kamenná dlažba, prefabrikované bet. Desky
  • Travní porosty

Vzdušní svah

• Vzdušní svah je třeba chránit proti dešti
• Vhodná úprava vzdušního svahu
  • Ohumusování a osetí

Koruna přehrady (hráze)

• Vyvýšena proti výběhu větrových vln
• Může být chráněna vlnolamy (brání také přelití vody na VL)
• Na koruně přehrady může vést pozemní komunikace pro motorová vozidla, pěší nebo cyklisty

Sypání násypů přehrad

Technologie betonáže na přehradách:

• Velké potřeby betonové směsi => betonárka v těsné blízkosti staveniště včetně lomu na kamenivo
• Ekologicky vhodné jsou co nejjednodušší tvary kcí a využívání prefabrikací
• Skládky kameniva na 15 dní dopředu
• Doprava cementu speciálním automobilem, případně vagóny
• Záměsová voda z toku
• Tesařská dílna
• Kompresorovna a provoz veškerého vybavení
• Betonáž po vrstvách 0,4-0,7 m, hutnění vibrováním. Následující vrstva ještě před zatuhnutím první vrstvy => spojení vrstev bez vodorovných pracovních spár
• Válcovaný beton – hutnění vibračními válci po vrstvách 0,3 m

Sypání násypu přehrad:

• Práce v lomu (těžba materiálu), výkopy materiálu, je třeba řešit dopravu obrovských objemů materiálů (železnice)
• Velice komplikovaná stavební činnost – možnost zpracování materiálu pouze za optimálních podmínek, hrozí vážné poškození stavby případnou povodní (chráníme na větší povodeň, než betonovou), ochranné prvky staveniště konstruované tak, aby při větší povodni než, na kterou byli dimenzovány, bylo možné řízeně zaplavit staveniště (snížení škod).
• Vlastní výstavba - efektivní technologie s nižším nárokem na kvalifikaci dělníků
• Velká závislost na počasí - musí být pokud možno přesně dodržen časový plán
• Efektivnější budovat s využitím jedné technologie pro co největší část stavby (např. celá stabilizační část a poté těsnění, než sypat zároveň stabilizační část a střední zemní těsnění)
• Sypeme po vrstvách a hutníme ježkovými válci

Střední a návodní těsnění sypaných přehrad - aspekty výstavby a zatížení

Střední těsnění sypaných přehrad

• mohou být zemní (jílovité, hlinité), AB, plastové folie
• zemní – prakticky nestárnou, časem konsolidují (zpevnění), neztrácejí těsnící fci, nejčastější
• mají dosahovat na nepropustné podloží (zavázání)
• budujeme kontrolní štoly
• u vysokých přehrad můžeme vrstvit těsnění (zónování)

Návodní těsnění sypaných přehrad

• mohou být zemní, betonové, ŽB, AB, plastové folie
• zavázání do podkladu pomocí – betonového kotevního bloku, injektážní štoly, podzemní stěny
• u plášťových těsnění výhodou možnost sypat vše najednou, tím zabraňujeme nežádoucím vlivům (jako opevnění)
• předpokladem je dobré zhutnění podkladní vrstvy
• u ŽB tloušťka 0,2-0,45m, délek 10-18m
• rizika v místech spár