Geosyntetické materiály na modernizovaných úsekoch železnice

Modernizácia železničných tratí postupne prechádza z relatívne jednoduchých geologických a geomorfologických pomerov, kde bola prevažná časť modernizovanej trate vedená v pôvodnom koridore, do náročného a členitého územia, kde bude stále viac potrebné budovať vysoké násypové telesá, hlboké zárezy, prípadne tunely. Pri všetkých týchto konštrukciách zohrávajú dôležitú úlohu geosyntetické materiály a s nimi súvisiace vystužené oporné konštrukcie (vystužené strmé svahy a vystužené oporné múry).

Na úsekoch modernizovaných v súčasnosti sa už vo veľkej miere využívajú rôzne typy geosyntetických materiálov, ktoré pomáhajú riešiť problémy s neúnosným podložím, ako aj geosyntetické materiály určené do vystužených oporných konštrukcií. V rámci modernizácie železničných tratí sa tieto materiály využívajú na vystuženie podložia pod násypovými telesami, do podvalového podložia, ale aj v rámci prechodových oblastí. Okrem toho nachádzajú uplatnenie aj pri izoláciách podzemných objektov, ako sú priepusty, prípadne podchody a podjazdy. Vystužené oporné konštrukcie nachádzajú široké uplatnenie pri výstavbe mostných opôr, mostných krídel, ale aj na miestach, kde je nutné minimalizovať zábery pozemkov. Vystužené strmé svahy sa využívajú pri výstavbe strmých násypových telies. Vystužené oporné múry sa môžu budovať s betónovými tvarovkami, prípadne so zváranými gabiónmi gabiónovej stavebnice BLOCK-SK® na líci.

Vybudovaný vystužený oporný múr GEOMUR – TW1 v zastávke Opatová

Modernizácia železničnej trate v úseku Zlatovce – Trenčianska TepláSO 32.32.04 Trenčín – Trenčianska Teplá, zast. Opatová – nástupištia – oporná stena

Pri projektovaní modernizácie železničnej trate na úseku Zlatovce – Trenčianska Teplá bolo potrebné vybudovať nástupište v zastávke Opatová nad Váhom. Navrhnuté sú dve krajné nástupištia pri koľajach č. 1 a 2 s dĺžkou 250 m a minimálnou užitočnou šírkou 3,5 m. Užitočná šírka je ohraničená zábradlím, respektíve protihlukovými stenami. Od km 127,119 po km 127,188 je vľavo od trate navrhnutá oporná stena, a to ako vystužený oporný múr systému GEOMUR® – TW1. Podopiera teleso nástupišťa pri koľaji č. 1 pri cestnej komunikácii s výhľadom na predĺženie komunikácie. Na začiatku je oporný múr navrhnutý rovnobežne s komunikáciou v bezpečnej vzdialenosti 0,5 m od hrany obrubníka. Následne pokračuje rovnobežne s hranou nástupišťa so zabezpečením odskokov v mieste prístreškov a trakčného stožiara.

Jeho celková dĺžka je 71,55 m pri maximálnej výške 2,0 m. Na rozšírených častiach nástupíšť sú osadené prístrešky, ktoré sú vybudované na vlastných základoch. Podlahu prístreškov tvorí zámková dlažba. Certifikovaný oporný systém GEOMUR® – TW1 je zložený z tvaroviek TW1, modrého spojovacieho konektora a tuhých monolitických jednoosových HDPE geomreží Tensar typu RE500. Tvarovky s rozmermi 400 × 210 × 150 mm (d × š × v) sa vyrábajú metódou vibrolisovania a štiepania betónu triedy C 25/30. Pri tomto objekte bol odtieň tvaroviek TW1 žltý. Na uchytenie geomreží a tvaroviek slúži priebežný modrý konektor vyrobený z vysokohustotného polyetylénu (HDPE). Geomreže Tensar RE520 mali na základe statického výpočtu dĺžku 4,0 m s rozstupom 0,45 m. Oporný múr bol ukončený tvarovkami Maclit. Po ukončení výstavby oporného múru prebiehali vrtné práce na osadenie protihlukovej steny a prístreškov.

Uložená pozdĺžna a priečna geomreža pod násypovým telesom

SO 32.32.02 Trenčín – Trenčianska Teplá, železničný spodok

UČS 32 tvorí traťový úsek od nžkm 152,013 po nžkm 129,642 s dĺžkou 4,629 km. Súčasťou daného traťového úseku je aj vybudovanie zastávky Opatová. Zmenou oproti pôvodnému riešeniu je preloženie trate do novej polohy v miestach dvoch smerových oblúkov. Trasa preložky prechádza rovinatým územím, ktoré sa pred výstavbou využívalo ako poľnohospodárske a záhradnícke pozemky. Povrch územia je pokrytý antropogénnymi navážkami (násypy železnice a ciest) a fluviálnymi náplavmi. Hrúbka navážok dosahuje 0,6 až 2,7 m, pričom prevažne ide o štrk hlinitý až hlinu piesčitú a štrkovitú, často s prímesou stavebného odpadu. Fluviálne náplavy dosahujú hrúbku 1,2 až 3,5 m. Zväčša ide o íly so strednou plasticitou, íly a hliny piesčité a piesky ílovité a zle zrnené. Tvoria vzájomné prechody a ich plošné rozšírenie je variabilné. Štrková formácia sa nachádza pod fluviálnymi náplavmi v hĺbkach 0,85 až 3,5 m. Pri základni násypu železničnej trate bola potrebná výmena málo únosného komplexu náplavových sedimentov a založenie násypu na konsolidačnej vrstve.

Po odstránení ornice, podorničných vrstiev a nevhodného podložia na výšku asi 400 – 500 mm sa zemná pláň zarovnala a zhutnila na požadovanú mieru. Na pripravenú základovú škáru násypu sa rozprestrela separačná, filtračná a drenážna netkaná geotextília s plošnou hmotnosťou 350 g/m². Priečne na os násypu sa uložila jednoosová výstužná geomreža s ťahovou pevnosťou 300 kN/m. Po stranách sa nechalo prečnievať 3,5 m na obalenie konsolidačnej vrstvy. Priečne na geomrežu s ťahovou pevnosťou 300 kN/m a paralelne s osou násypu sa uložila jednoosová výstužná geo­mreža s ťahovou pevnosťou 150 kN/m. Na takto uložených vrstvách geosyntetických materiálov sa vybudovala konsolidačná vrstva v hrúbke 0,5 m zo štrkodrvy s frakciou 0 – 63 mm. Teleso nového násypu sa budovalo z nesúdržných zemín triedy G1 – G4, napríklad GW, GP, G-F, G-M s minimálnym uhlom vnútorného trenia j = 33°. Po dosiahnutí úrovne a zhutnení zemnej pláne sa na ňu rozprestrela separačná, filtračná a drenážna mechanicky spevnená netkaná polypropylénová geotextília a budovala sa podkladová vrstva.

Vybudovaná konsolidačná vrstva s ponechaným presahom na spätné obalenie

Modernizácia železničnej trate v úseku Beluša – PúchovSO 42.32.02 Beluša – Púchov, železničný spodok

Na úseku železničnej trate Beluša – Púchov bolo potrebné vybudovať dve preložky trate v nžkm 152,200 – 152,900 a nžkm 154,200 a 155,800. Preložky trate sú vedené na násype, pričom podložie budovaného násypu tvoria náplavové íly so strednou a nízkou plasticitou CI-CL/F6, piesčité íly CS/F4 a hliny MS/F3. Uvedené náplavové íly a hliny s pendulárnym vodným režimom budú tvoriť priame podložie násypového telesa železničnej trate. V prirodzenom súčasnom stave je ich modul pretvárnosti Edef = 3,3 – 10,7 MPa. Z uvedených úsekov sa odstráni humózna vrstva v hrúbke 0,5 m. Na zhutnené a vyspádované podložie sa uložila separačná a filtračná netkaná polypropylénová geotextília a následne vyrovnávacia vrstva štrkodrviny s frakciou 4 – 16 mm. Na takto pripravenú zemnú pláň sa uložila tuhá monolitická dvojosová geomreža s ťahovou pevnosťou 30 kN/m a vybudovala sa konsolidačná vrstva zo štrkodrvy s frakciou 0 – 63 mm a hrúbkou 0,5 m, ktorá sa obalila tuhou monolitickou dvojosovou geomrežou. Na vybudovanej vrstve bolo potrebné dosiahnuť únosnosť 40 MPa – na nej sa realizovalo samotné násypové teleso z materiálu G1-GW s premenlivou hrúbkou.

Záver

Z uvedených realizácií možno usúdiť, že geo­syntetické materiály predstavujú účinný a efektívny prostriedok na riešenie problémov s neúnosným podložím, prípadne pri výstavbe oporných konštrukcií. Základom dlhodobo fungujúcej konštrukcie je správny geotechnický návrh a použitie kvalitných geosyntetických materiálov. Neoddeliteľnou súčasťou je aj správna inštalácia v súlade s požiadavkami projektanta a dodávateľa geo­syntetických materiálov. Spojenie všetkých uvedených požiadaviek je základným predpokladom dlhodobej a bezproblémovej prevádzky všetkých konštrukcií, nielen konštrukcií železničných stavieb.

TEXT: Mgr. Ján Hasenovič
FOTO: CHÉMIA – SERVIS

Ján Hasenovič je vedúci technického oddelenia a geotechnický a projektový manažér vo firme CHÉMIA – SERVIS, a. s.

Článek byl uveřejněn v časopisu Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.