Hydroizolačný systém tunela Bikoš

Tunel Bikoš s dĺžkou 1 155 m sa nachádza na rýchlostnej ceste R4 v úseku Prešov, severný obchvat, I. etapa (Prešov-sever – Prešov-západ). Článok približuje jeho hydroizolačný systém, realizovaný spoločnosťou Renesco, a. s.

Hydroizolačný systém predstavuje beztlakovú (dáždnikovú) izoláciu pozostávajúcu z drenážnej vrstvy ako ochrannej geotextílie uchytenej na existujúcom primárnom ostení pomocou nastrelených terčíkov. Hydroizolačná PVC fólia so signálnou vrstvou sa prichytáva horúcim vzduchom bodovo na terčíky a jednotlivé pásy fólie sú navzájom zvárané dvojitými švíkmi do súvislej plochy.

Materiály, zariadenia a skúšky zariadení

• Hydroizolačný systém pozostáva z častí:
• existujúce primárne ostenie tunela;
• podkladová vrstva z geotextílie;
• prichytávacie terčíky – vyrobené sú z identického materiálu ako hydroizolačná fólia, čím je zabezpečená ich zvariteľnosť s fóliou bez narušenia vlastnosti fólie; kotviaci terčík je výrobcom dimenzovaný tak, aby jeho pevnosť v smere namáhania počas pôsobenia bola menšia než pevnosť (pri pretrhnutí) privarovanej fólie, čím sa zabráni jej prípadnému poškodeniu;
• PVC fólia;
• ochranná vrstva z PVC fólie v mieste napojenia blokov so šírkou min. 0,5 m.

Minimálne požadované parametre geotextílie ako ochrannej a drenážnej vrstvy razených častí tunela:

• klasifikácia geotextílie z hľadiska triedy reakcie na oheň minimálne v triede E podľa STN EN 13501-1;
• musí byť na báze čistého nerecyklovaného PP bez obsahu PES (PET);
• plošná hmotnosť je 500 g/m² podľa STN EN ISO 9864 (–10 %/+10 %);
• hrúbka pri 2 kPa je 4,0 mm podľa STN EN ISO 9863-1;
• pozdĺžna a priečna pevnosť je 28 kN/m podľa STN EN ISO 10319;
• pozdĺžne predĺženie je 70 % a priečne 80 % podľa STN EN ISO 10319;
• priepustnosť je 0,037 m/s podľa STN EN ISO 11058;
• skúška CBR je min. 5 kN podľa STN EN ISO 12236;
• plošná hmotnosť je min. 90 g/m² pri použití na priamu ochranu drenážnej rúry;
• chemická odolnosť.

Hydroizolačná fólia musí mať tieto minimálne parametre:

• musí ísť o bezchybný materiál v zmysle STN EN 1850-2: bez bublín, trhlín a cudzích predmetov;
• hrúbka vrátane signálnej vrstvy je ≥ 2 mm podľa STN EN 1849-2;
• menovitá hrúbka je ≥ 2,1 mm podľa STN EN 1849-2;
• hrúbka signálnej vrstvy je ≥ 0,20 mm podľa STN EN 1849-2;
• pevnosť v ťahu pri pretrhnutí je ≥ 12 N/mm² podľa STN EN ISO 527-1,3;
• predĺženie pri pretrhnutí je ≥ 300 % podľa STN EN ISO 527-1,3;
• odolnosť proti nárazu je ≥ 750 mm pri netlakovej vode (pri menovitej hrúbke 2,1 mm) podľa STN EN 12691 (postup A);
• skúška CBR je ≥ 2 kN podľa STN EN ISO 12236;
• odolnosť proti pretrhnutiu je ≥ 42 kN/m podľa ISO 34-1 (metóda B, v = 50 mm/min);
• šmyková odolnosť zvaru – roztrhnutie materiálu mimo zvaru je v súlade s STN EN 12317-2;
• odolnosť zvaru proti odlúpnutiu je ≥ 6 N/mm podľa STN EN 12316-2;
• priepustnosť je ≤ 10-6 m³/m²/deň podľa STN EN 14150;
• odolnosť pri skúške vodným tlakom – fólia je nepriepustná pri tlaku 0,5 MPa po 72 h podľa STN EN 1928;
• správanie pri ohýbaní za studena – žiadne trhliny pri –20 ºC podľa STN EN 495-5;
• trieda reakcie na oheň E podľa STN EN 13501-1 + A1;
• sekundárna ochrana pred účinkami bludných prúdov – použitý materiál musí vykazovať elektrický izolačný merný odpor > 1.1010 Ωm podľa T 03/2014 Základné ochranné opatrenia pre obmedzenie vplyvu bludných prúdov.

Pri realizácii hydroizolačného systému sa využije:

• teplovzdušný zvárací prístroj;
• zvárací automat;
• ručný extrúder;
• nastreľovací prístroj;
• zariadenie pre tlakové skúšky;
• ihIa na odtrhovú skúšku.

Zariadenia na vodotesné spájanie izolačnej fólie (zváracie zariadenia) kontroluje výkonný personál bezprostredne pred zváraním najmenej 1x denne podľa DIN 18195, diel 3, a podľa platných DVS-smerníc. Používané zváracie zariadenia sú vybavené vlastnými kontrolnými prvkami a pri prekročení nastavených hodnôt sa automaticky vypínajú.

Pri tejto skúške nastavujeme predpísané parametre zvárania (hodnoty).
Hydroizolačné práce sa vykonávajú pomocou izolačného voza so strojným pohonom pre pojazd a so zdvíhacím zariadením pre dopravu materiálu. Izolačný voz musí byť vybavený tak, aby bol pracovník bez akéhokoľvek obmedzenia schopný pohodlne a bezpečne vykonávať všetky potrebné pracovné operácie z potrebných pracovných úrovní obidvomi rukami.

Izolačný voz ako lešenie a strojné zariadenie a jeho prevádzka musia spĺňať podmienky dané platnými predpismi BOZP. Izolačný voz musí slúžiť zároveň aj na kontroly vlastných izolatérskych prác.

Postup prác

Príprava podkladu: Podklad pod izoláciu zabezpečuje zhotoviteľ tunela, pričom je potrebné rešpektovať požiadavky na maximálnu prípustnú drsnosť a rovinatosť (tvar podkladovej vrstvy). V zásade musí tvar podkladu umožniť rovnomerné priľnutie izolačnej vrstvy tak, aby nedochádzalo k jeho silovému namáhaniu. Pred ukladaním ochrannej vrstvy a izolačnej fólie sa musí zabezpečiť:

• že podklad nie je znečistený chemikáliami alebo látkami, ktoré by mohli poškodiť izolačnú fóliu,
• že podklad vykazuje dostatočnú pevnosť a tvarovú stálosť na uchytenie izolácie,
• že podklad nesmie vykazovať ostré hrany, cudzie telesá, diery,
• že na ňom nie sú žiadne voľné predmety,
• odstránenie výčnelkov a priehlbín,
• podklad bez stojacej vody,
• odstránenie vyčnievajúcich kovových častí (meračské body, závesy atď.).

Povrch podkladu musí spĺňať tieto požiadavky:

• ide o striekaný betón s použitím kameniva s Ø ≤ 8 mm;
• nerovnosti na povrchu striekaného betónu nesmú prevýšiť pomer dĺžky k hĺbke 10 : 1 a ich minimálny polomer musí byť 200 mm, zároveň musí byť dodržaná dostatočná pevnosť a stálosť tvaru;
• podkladovú vrstvu tvorí SB triedy min. C 20/25, ktorý je zatvrdnutý minimálne 3 týždne a je dostatočne suchý pred uložením izolačnej vrstvy;
• pevnosť a hrúbka primárnej betónovej vrstvy sa musia zosúladiť s predpokladaným kotviacim prvkom – nastreľovacím diskom (typ klincov), pričom minimálna odtrhová pevnosť podkladovej vrstvy musí byť 1,2 MPa a minimálna hrúbka podkladovej vrstvy musí byť 50 mm.

Pred zriaďovaním hydroizolácie je potrebné (v rámci profilovania a vypĺňania nadvýlomov striekaným betónom) realizovať tieto práce:

• odstránenie drevených prvkov, drôtov, závesov, konzol a pod.;
• zastriekanie hláv kotiev alebo podložiek striekaným betónom, detto pri trčiacich spojoch oceľových oblúkov, príp. pri vyčnievajúcej mrežovine;
• vyrovnanie ostrých hrán alebo rýh, odstránenie nečistôt a pod.

Vlhkosť povrchu musí byť v prijateľných medziach, bez priamych výronov horninovej vody. Ak je podklad natoľko vlhký (príp. sa na povrchu primárneho ostenia vyskytujú sústredené výtoky vody), že by boli obmedzované izolačné práce, musí byť voda zachytená a odvedená do pozdĺžneho drénu.

Povrch podkladu (primárne ostenie) na uloženie hydroizolácie musí byť bez ostrých hrán a výčnelkov, musí vykazovať zaoblenie. Prípadné nerovnosti, hrubosť povrchu, ostré hrany a výčnelky je nutné odstrániť brúsením, osekaním a hlbšie lokálne záporné nerovnosti je potrebné upraviť reprofilačnou maltou.

Pred začatím samotného ukladania hydro­izolačného súvrstvia musí byť STD predložený geodetický protokol z vykonanej a zo zameranej profilácie jednotlivých blokov hornej klenby s uvedením prípustných odchýlok.

Následne musí byť povrch primárneho ostenia riadne prevzatý podzhotoviteľom hydroizolačných prác, zhotoviteľom a STD s dodržaním kritérií pre rovinatosť povrchu a prevzatie povrchu potvrdené v preberacom protokole (horná klenba – povrch primárneho ostenia po profilácii).

Realizácia hydroizolácie

Izoláciu klenby realizujeme v dvoch krokoch ako ochrannú vrstvu z geotextílie a izolačnú fóliu. Hydroizolačné práce sa začínajú kladením pozdĺžnych pásov hydroizolačnej PVC fólie na základové pásy, ktoré sú medzi sebou zvarené pomocou dvojstopých zvarov so skúšobným kanálikom a následne odskúšané tlakovou skúškou.

Pozdĺžne pásy hydroizolácie uložené na základových pásoch budú chránené proti fyzickému poškodeniu geotextíliou.

Na vopred upravený a protokolárne prevzatý podklad pre izoláciu podľa predloženého geodetického protokolu o zameranej profilácii v dĺžke približne 2 až 3 bloky sa inštaluje ochranná vrstva geotextílie s projektovanou gramážou 500 g/m² priečne na os tunela (od päty k päte tunela).

Na upevnenie geotextílie a na striekaný betón sa používajú nastreľovacie terčíky (v oblasti hornej klenby 4 kusy terčíkov na m², v bokoch 2,5 ks/m). Vzdialenosť klincov od okraja geotextílie bude 30 až 40 cm a presah pokladanej geotextílie bude poistený proti zvinutiu teplovzdušným zvarom so šírkou min. 5 cm po obvode presahu.

Na geotextíliu bude provizórne zavesená izolačná PVC fólia nastreľovacích terčíkov, ktoré sú v dvoch radoch pre každý fóliový pás. Vzdialenosť radov v bokoch je max. 50 cm a v strope max. 30 cm.

Fóliový pás, ktorý zodpovedá projektovanej dĺžke tunelového oblúka, bude následne postupne privarovaný k jednotlivým nastreleným terčíkom tak, aby hmotnosť tohto pásu bola približne rovnako rozložená po jednotlivých terčíkoch.

Nasleduje prichytenie izolačnej fólie na terčíky horúcim vzduchom a vzájomné spojenie pásov izolačnej fólie pomocou zváracieho automatu dvojitými švíkmi s preložením min. od 75 do 100 mm. Detailné zvarové spoje sa vykonávajú ručnými zváracími prístrojmi, nie automatmi.

Pásy fólie sa ukladajú zásadne priečne na os tunela. Dôležitá je minimalizácia počtu spojov a obmedzenie počtu technologických a opravných záplat v tomto priestore. Z toho dôvodu treba pokladať maximum plochy klenby bez nadstavovania pásov fólie a pri komplikovanom profile používať takú skladbu, pri ktorej sa napojenie pásov a podobné rizikové miesta presúvajú do priestoru bokov tunela.

Zostaviť celoklenbové pásy z viacerých kusov je povolené, ale hlavnou podmienkou je strojné zváranie týchto kusov, tlaková skúška spojov a dodržanie podmienky klenby bez zbytočných spojov. Používanie krížových spojov je zakázané. Ak dôjde k vzájomnému priblíženiu T spojov, musí byť ich vzdialenosť min. 50 cm.

Hydroizolačná fólia musí byť osadená na kotviace terčíky s takou vôľou, aby bol dosiahnutý kontakt s povrchom betónu primárneho ostenia v strope a na bokoch blokov hornej klenby. Kontrola kontaktu hydroizolačného súvrstvia s betónovým povrchom primárneho ostenia sa vykonáva priebežne pracovníkmi zhotoviteľa a STD. V opačnom prípade môže dôjsť k neprípustnému napnutiu hydroizolačnej fólie a pri betonáži hornej klenby až k jej poškodeniu.

Ukončenie hydroizolácie v oblasti portálu sa realizuje jej uchytením pásovinou. Ukončenie hydroizolácie na prechode k razenej časti sa vykoná podľa projektu spätne prebiehajúcim spojením na tupo. V oblasti portálu sa fólia vytiahne nahor a zvarí s vyklopenou fóliou razenej časti. Následne sa izolačná fólia klenby spojí pozdĺžne s izolačnou fóliou, ktorá vedie od základového pásu.

Spoje sa overia skúškami zvarových spojov, dvojitý zvarový švík stlačeným vzduchom a ručný zvarový švík odtrhovou ihlou. Dokumentovanie skúšky švíku je v skúšobnom protokole. Vykoná sa aj optická kontrola celkovej hydroizolačnej zostavy.

V mieste drenážnej rúry je izolačná fólia pripevnená k základovým pásom, drenážna rúra je následne zasypaná filtračným betónom. Na ochránenie fólie sa v mieste napojenia blokov kladie ešte jedna fólia v šírke minimálne 0,5 m.

Pri izolácii výklenkov treba dodržiavať naprojektované detaily prechodov izolácie cez potrubia drenážneho odvodnenia a detailov pri základových pásoch a filterbetóne, detaily prechodov izolácie z razenej časti tunela do hĺbenej časti tunela, detaily prechodov z tunelov do priečnych prepojení.

Metóda zvárania

Zváracie práce bude vykonávať výlučne odborný personál, tzn. zvárač, ktorý má platný certifikát na zváranie v oblasti zvárania plastov na konkrétny typ hydroizolačnej fólie. Odborné certifikáty zváračov predloží zhotoviteľ na schválenie pred začatím izolatérskych prác a STD ich priebežne kontroluje.

Okolie zváraného spoja musí byť počas spájania suché a čisté, prípadné nečistoty je potrebné odstrániť. Zvarový švík vytvorený automatom je dvojitý švík, ktorý je vhodný na dlhé priame zvarové spoje. Pásy fólie sa potom časťou plochy prekrývajú.

Rozhorúčený klin je zavedený medzi pásy takým spôsobom, že na vnútornej strane preloženia dochádza k nahriatiu a nataveniu fólie. Mäkké plochy sú pritom valčekmi automatu stláčané a po ochladnutí sa vzájomne homogénne spoja. Zvárací automat vytvára súčasne dva zvary, každý so šírkou 15 mm. Vzniknutý priestor medzi zvarmi slúži na tlakovú skúšku.

Ručné zváranie horúcim vzduchom sa používa na zváranie detailov a opravy. Teplo z teplovzdušného prístroja (priemyselného fénu) sa vedie špeciálnou dýzou medzi preložené pásy fólie tak, aby dochádzalo k zohriatiu materiálu na vnútornej strane. Horúce plastifikované plochy sa stláčajú dohromady pomocou ručného valčeka, pričom šírka zvarového švíku je približne 30 mm. Po ochladnutí budú plochy homogénne vzájomne spojené.

Voľne uložené pásy hydroizolačnej fólie nesmú byť bez dodatočných opatrení zvárané pri teplote nižšej ako 5 °C a relatívnej vlhkosti vzduchu vyššej ako 80 %. Skúšobné protokoly sú súčasťou preberacích protokolov hydroizolácie. Skúšky sa budú vykonávať podľa kontrolno-skúšobného plánu.

Kontrola, skúšanie, opravy

Preukazné skúšky: Objektívne hodnotenie kvality je možné len na základe vykonania zodpovedajúcich a na to určených preukazných skúšok. Okrem optických a mechanických skúšok, ktoré sú zrejmou povinnosťou izolatéra, sa používa ako základná skúšobná technika tlaková skúška a skúška odtrhovou ihlou podľa smernice DVS 2225.

Ich výsledky uvádzame v skúšobnom protokole. Teplota skúšanej hydroizolácie pri vykonávaní skúšok hydroizolačných systémov z mäkčeného PVC nemá byť nižšia ako 0 °C. Každý zvar je číselne označený, zvarený a odskúšaný.

Všetky informácie o zvare sa zaznamenávajú do protokolu a pri vykonávaných tlakových skúškach dvojstopých zvarov sa zapíšu priamo na fóliu v mieste zvaru s číslom zvaru, dátumom, časom a výsledkom skúšania, s pripojeným podpisom zvárača, zhotoviteľa a STD.

Spôsob značenia je daný postupom prác, to znamená, že číslovanie sa začína od jednotky v príslušnom bloku a každý nasledujúci zvar má označenie o jedno číslo vyššie a jeho umiestnenie sa zaznamená do kladačského plánu.

Na základe protokolov a umiestenia zvarov sa vypracuje kladačský plán hydroizolácie, do ktorého sú zakreslené zvary, záplaty, zosilnenia izolácie, opravy a pod.

Pred začiatkom izolačných prác sa na fólii vykoná deštruktívna skúška na pretrhnutie a odlúpnutie dvojitého zvaru dodaného materiálu. Skúša sa na vzorke pásika fólie so šírkou 2 cm, ktorá je skúšaná trhacím zariadením.

Pred začiatkom každej zmeny urobí zvárač kontrolný dvojstopý zvar automatom na vzorke s rozmerom približne 60 cm a vykoná trhovú skúšku ručným zariadením, aby si overil nastavenie zváracích parametrov zváracích prístrojov. Uvedené pásiky určené na trhové skúšky uschová zvárač jeden týždeň a predloží STD na vyzvanie.

Pri tlakovej skúške sa v kanáliku medzi dvomi paralelne prebiehajúcimi kanálikmi zvyšuje tlak vzduchu. Výsledok je vyhovujúci, keď’ tlak vzduchu (2,0 bar) neklesne po 15 minútach o viac ako 10 %. Pretlakom pôsobiacim na zvarový švík, t. j. tlakom vzduchu v kanáliku, sa kontroluje nielen tesnosť, ale aj mechanická pevnosť zvarových spojov. Povolením uzáveru na opačnom konci dvojstopého spoja (zvaru) sa kontinuálne preverí jeho celková dĺžka a priechodnosť.

Okamžitý pokles tlaku signalizuje veľkú netesnosť, takže je potrebné nájsť prerušený spoj a skúšku zopakovať. Pri zistení netesnosti sa vyhľadáva poloha poruchy úsekovým skúšaním vylučovacou metódou. Zistené miesto netesnosti sa vhodným opatrením opraví technologickou záplatou (min. 20 × 20 cm) a znova skúša po úsekoch.

Pri skúške odtrhovou ihlou (zaoblený skrutkovač) sa použije kontrolná ihla (háčik) na kontrolu ručných spojov, detailov a záplat. Skúška sa vykonáva na jednoduchom teplovzdušnom zváranom spoji na presah bez prídavného materiálu (extrudéra).

Skúša sa odtrhovou ihlou alebo tupým hrotom pohybom a tlakom ruky po celej dĺžke kontrolovaného spoja a súčasne vizuálne. Miesta, kde dôjde k jej vniknutiu do zvarového švíka, sú posúdené ako nevyhovujúce, preto musia byť dodatočne zvarené. Táto skúška sa používa hlavne pri zvarových spojoch škárových pásov.

Optická kontrola sa vykonáva po zriadení celej izolácie (pozri signálnu vrstvu na izolačnej fólii). Pri poškodení signálnej vrstvy sa objaví čierna farba, čo značí, že dané miesto treba skontrolovať a opraviť.

Pri vákuovom testovaní sa extrudované zvary preverujú vákuovou skúškou tesnosti pomocou testovacieho zariadenia. Sleduje sa tvorba bublín naneseného saponátového roztoku pozdĺž testovaného zvaru pri vákuu počas 10 až 15 sekúnd.

Spôsob opravy

Záplaty hydroizolačnej fólie sú štandardné technologické opatrenia, ktorými sa riešia potreby pri kladení hydroizolácie. Prvou kategóriou sú technologické záplaty, ktoré sa používajú napr. v miestach ukončovania dvojstopých zvarov a pod. Druhým typom sú opravné záplaty, ktoré sa používajú v mieste opravy dodatočne poškodenej izolácie, v mieste nevyhovujúcich dvojstopých zvarov a pod.

Záplaty sa vykonávajú zásadne ručne s teplovzdušnou zváračkou s rozmermi min. 20 × 20 cm, pričom šírka zvaru musí byť min. 5 cm a záplata musí byť z rovnakého materiálu ako podklad záplaty.

Opravné záplaty v miestach nevyhovujúceho dvojstopého zvaru sú možné len vo výnimočných prípadoch. Do týchto prác možno zaradiť aj zosilňujúce záplaty v miestach výklenkov, nádrží, na stykoch vodorovných a zvislých plôch, pričom zvary musia byť vodonepriepustné.

Ochrana životného prostredia

Problematiku životného prostredia rieši ako celok zákon č. 17/1992 Zb. o životnom prostredí, ktorý vymedzuje základné pojmy a stanovuje základné zásady ochrany životného prostredia a povinnosti účastníkov výstavby pri ochrane a zlepšovaní stavu životného prostredia a pri využívaní prírodných zdrojov.

Vplyv stavby, činnosti alebo technológie sa posudzujú v období jej prípravy, počas výstavby a pri jej užívaní podľa zákona č. 24/2006 Z. z. Vo všeobecnosti nesmie dochádzať k úniku pohonných hmôt, mazadiel a k nadmernému tvoreniu výfukových splodín. Stroje musia byť vybavené ochranou proti nadmernému hluku a proti tvoreniu prašnosti. Tieto opatrenia musia byť dodržané celý čas. Prípustnú hladinu hluku určuje stavebné povolenie podľa hygienických predpisov v závislosti od prostredia, v ktorom sa práce vykonávajú. Vozidlá vychádzajúce zo stavby musia byť očistené.

TEXT: Ing. Peter Bendík, Ing. arch. Dejan Dimovski, obaja pôsobia v spoločnosti Renesco, a. s.
FOTO: Renesco, a. s.

Článok bol uverejnený v časopise IS 5/2022