Rekonstrukce Staroměstského jezu v Praze

Staroměstský jez v centru Prahy na Vltavě je součástí vodního díla Smíchov. Šikmý, téměř 320 m dlouhý jez pochází ze 13. století a leží mezi Sovovými mlýny a Novotného lávkou na ř. km 53,18 Vltavy. Konstrukce jezu tzv. pražského typu je tvořena dřevěnou roštovou konstrukcí s kamennou výplní, která vyčnívá nad dřevěné trámy. Kameny tak chrání dřevo před poškozením při průchodu ledů. Přelivná plocha jezu je založena na dřevěných pilotách. Těsnění jezu zajišťovala dřevěná štětová stěna.

Historické stavební úpravy

Vzhledem k tomu, že jezy pražského typu jsou konstruovány zejména ze dřeva, probíhalo na nich historicky velké množství oprav. Staroměstský jez není výjimkou. O způsobu oprav máme povědomí z historické literatury a z archivů stavebníka – Povodí Vltavy, státního podniku. Při opravách se uhnilé piloty neodstraňovaly, nýbrž se vedle nich zarážely piloty nové. V případě průtrží jezu probíhalo hrazení vodorovnými trámy. Tyto úpravy jsou zřejmé i z historických kreseb a fotografií, zejména z období výstavby smíchovské plavební komory. Mimo těchto lokálních oprav proběhla v šedesátých letech komplexní rekonstrukce, která příznivě stabilizovala těleso jezu vytvořením těsnicí ocelové štětové stěny s betonovým předprsím a zřízením dolní štětové stěny. Během stavebních úprav však došlo také k výměně původní kamenné výplně přelivné plochy jezu za výplň betonovou.

Cíle současné rekonstrukce

Projektant Ing. Daniel Vaclík v projektové dokumentaci pro provádění stavby definoval cíle rekonstrukce jako „návrat do čistější podoby jezu pražského typu“.

Byly určeny tři základní body, díky kterým bylo tohoto cíle dosaženo:

• obnova vyhnilé dřevěné roštové konstrukce do původní podoby a rozsahu, včetně vnějšího viditelného provedení tesařských spojů;
• obnova kamenné výplně oken roštové konstrukce, přičemž betonová výplň dřevěné roštové konstrukce je nahrazena kamennou výplní;
• korunu a odtrhovou hranu v místě dolní štětovnicové stěny tvoří namísto betonu tvarové kameny.

Projektované technické řešení

IO 01 – Obnova dřevěné roštové konstrukce jezu

Objekt řeší náhradu za poškozenou a vyhnilou původní roštovou konstrukci. V rámci projektové dokumentace pro provádění stavby bylo navrženo po vybourání původních konstrukcí, včetně betonové výplně, provést železobetonovou desku a na ni položit novou roštovou konstrukci tvořenou dubovými trámy o průřezu 300 × 300 mm. Velikost oken roštové konstrukce je 1,25 × 1,3 m. Všechny roštové konstrukce měly být tesařsky spojovány na rybinové a plátové spoje. Původní čepové spojení trámů s dřevěnými pilotami bylo nahrazeno nerezovou závitovou tyčí vlepenou do původní piloty.

IO 02 – Rekonstrukce přelivné plochy jezu

Objekt řeší podrobněji vybourání původních konstrukcí, realizaci železobetonové desky a žulové výplně. Původní konstrukce byly podle projektové dokumentace vybourány do hloubky – 0,65 m pod líc navržené roštové konstrukce. Během bourání bylo navrženo seříznutí ocelové štětové stěny v dolní vodě a dále odříznutí dřevěné štětové stěny v nadjezí. Hlavní funkcí ŽB desky je spojení původního betonového předprsí v nadjezí s ocelovou štětovnicí v podjezí. To bylo zajištěno vlepovanou výztuží do betonového předprsí a navařením trnů ke stávající štětovnici. Výplň dřevěného roštu byla navržena ze žulových desek tl. 350 mm. Tyto desky jsou kotveny ocelovým pozinkovaným trnem k železobetonové desce. Jedno pole roštu bylo podle projektové dokumentace vyplněno dvěma nebo třemi kameny. Povrch lámaných žulových kvádrů byl uvažován jako bosírovaný.

IO 03 – Provizorní hrazení jezu

Pro případné budoucí opravy a kontroly bylo navrženo provizorní hrazení jezu. Součástí objektu je dodání a zabudování kotevních patek do koruny jezu, dodání veškerých atypických dílů a 60 bm hrazení (slupic a hradidel).

IO 04 – Stabilizace podjezí

Pro stabilizaci podjezí byl navržen těžký kamenný zához v délce 5 m od odtrhové hrany.

Přípravné práce před realizací

Projekt byl velice náročný na zajištění dvou hlavních materiálů – dřeva a kamene. V zadávací dokumentaci bylo totiž přesně specifikováno, jaké typy dřeva a kamene se mají použít.

Pro dřevěné prvky konstrukce bylo specifikováno dubové dřevo s minimem suků, rovně rostlé, nikoliv točivého vzrůstu. Při zahájení výběru dodavatele na výrobu řeziva bylo zjištěno, že ne každé dubové dřevo lze použít pod vodní hladinu. Například dřevo dubu červeného, které měli dodavatelé možnost zajistit v dostatečném množství, protože se nejedná o původní dřevinu a jakožto invazivní se hojně kácí, vhodné k tomuto účelu není. Před výběrem finálního dodavatele proběhlo mnoho konzultací s tesaři, dodavateli dřeva a dalšími odborníky v oboru dřevěných konstrukcí. Z těchto jednání vyplynulo, že nejvhodnější pro stálé uložení pod vodou bude dřevo z dubu letního nebo zimního.

Dalším parametrem výběru byla vlhkost použitého dřeva. Pro stabilizaci dřeva, tedy aby se v konstrukcích dále nekroutilo a nepracovalo, bylo nutné zajistit po kácení co nejrychlejší pořez na pile a takřka okamžité uložení do vody. Podle projektové dokumentace mělo máčení stavebního dřeva probíhat minimálně měsíc před uložením do konstrukce Staroměstského jezu. Při montáži bylo dřevo dále zkrápěno, aby nedocházelo k jeho vysychání a případnému popraskání vlivem objemových změn. V přípravné fázi se rovněž řešilo použití spojovacího materiálu. Po dalších konzultacích bylo zjištěno, že pozinkování nezajistí dostatečnou protikorozní ochranu oceli před agresivní tříslovinou, kterou dubové dřevo vylučuje. Další možností byly nerezové vruty, nicméně po dalších konzultacích a schválení od autorského dozoru a stavebníka bylo rozhodnuto, že tesařské spoje budou zajištěny šestihrannými kolíky z tvrdého suchého dřeva.

Kámen využitý pro rekonstrukci byl rovněž konkretizován. Desky pro přelivnou plochu jsou žulové, vrchní strana lámaná a bosírovaná, zbytek povrchu je tryskaný broky. Veškeré kusy kamene měly navíc přesně specifikovaný rozměr tak, aby vytvořily dokonalou výplň dřevěného roštu. Atypické kusy se připravovaly v kamenolomu až po zaslání jejich šablony na základě skutečného tvaru konstrukce dřevěného roštu. Z výše uvedených specifikací vyplynulo, že bude nutné využít kámen z blokové těžby. Vzhledem k tomu, že do poslední chvíle navíc nebylo jisté, zda půjde použít na každé pole stejné pravoúhlé rozměry a kameny nařezat předem, bylo nutné zajistit alespoň dva závody s dostatečnou kapacitou řezání. Před započetím stavebních prací byla v lomech zahájena těžba vhodných bloků a dělení na deskový materiál o dostatečných rozměrech, ze kterého bylo poté možno začít jeho přesné formátování.

Zahájení a průběh stavebních prací

Práce na každé ze čtyř etap rekonstrukce byly zahájeny vybudováním ochranných jímek. V nadjezí se jednalo o betonové bloky uložené na původní betonové předprsí přibližně 1 m před korunou jezu. Tyto bloky byly mezi sebou utěsněny geotextilií. Spodní jímku tvořilo dočasné ohrázkování ze štěrkopísku. Po vyčerpání vody z prostoru jímky byly zahájeny práce na samotné rekonstrukci.

Nejprve byla vybourána původní přelivná plocha, tedy dřevěná roštová konstrukce včetně betonové výplně. Z historických údajů vyplývalo, že betonová výplň bude o mocnosti 600–700 mm. To se však nepotvrdilo – pod původními trámy a betonovou výplní byly piloty ze všech oprav, které na jezu v historii proběhly. Z těchto pilot bylo nutné vybrat ty, jež byly umístěny na vhodném místě a byly v dobrém stavu, aby se mohly využít pro kotvení nového dubového roštu. Nevyužité piloty bylo nutno zkrátit pod úroveň podkladního betonu. Zbylá místa se dotěžila na základovou spáru. Vhodné piloty byly následně očištěny a ponechány na svém místě, což umožnilo určit velikost polí nové roštové konstrukce a tím i zahájit formátování žulových kamenů z hrubého deskového materiálu.

Na základovou spáru byla následně vybetonována podkladní betonová vrstva. Na ni pak byla vyvázána výztuž pro základovou desku ze železobetonu tloušťky 0,3 m a ta byla následně vybetonována. Ponechané dřevěné piloty prostupují skrze základovou ŽB desku a byly seříznuty zároveň s horní hranou této desky.

Po dokončení základové desky probíhalo osazování výše zmíněných dubových trámů profilu 0,3 × 0,3 m do roštu. Trámy byly postupně kotveny nerezovou celozávitovou kotevní tyčí primárně do ponechaných původních pilot. V místech, kde se vhodné piloty nenacházely, byl rošt ukotven do nové ŽB desky. Rošt se skládal z podélných trámů spojených převážkami, které byly spojeny s krajními podélnými trámy rybinovým spojem a ve středu křížovým spojem. Podélné trámy na sebe byly napojeny plátovým spojem délky 0,60 m. Veškeré tyto spoje roštové konstrukce byly zajištěny osmihrannými dubovými kolíky, které po namočení zvětšily svůj objem a vyplnily celý vyvrtaný otvor v trámu. Do oken dubového roštu byly postupně osazovány žulové desky tloušťky 350 mm tak, aby v každém pravidelném okně roštu byly umístěny dva až tři kusy kamene. Tyto desky byly do předem připravených otvorů ukotveny nerezovou celozávitovou tyčí zajištěnou chemickou kotvou. Dlažba byla následně podlita a vyspárována cementovou maltou. Povrch desek byl ponechán lámaný, a to především z důvodu ochrany trámů proti plovoucím předmětům a zpomalení rychlosti vody přepadající přes jezovou konstrukci, s cílem snížení účinků vody na kamenný zához v podjezí. Historicky měl lámaný povrch ještě jeden účel, a to rozbíjet v zimním období ledové kry plavící se po Vltavě. V současnosti však již vlivem vltavské kaskády tato funkce není prioritní.

V další části rekonstrukce každé etapy přišla na řadu koruna jezu, která byla vytvořena z žulových kopáků profilu 0,4 × 0,5 m o délce 0,5–1 m, ukládaných na sraz. Obdobně byla provedena také odtrhová hrana jezu. V uvedeném případě byly využity žulové kopáky profilu 0,4 × 0,4 m, délky 0,5–1 m, jednotlivě ukotvené hmoždíkem o průměru 25 mm a délce 400 mm. Kopáky odtrhové hrany byly zároveň usazeny na ocelový L profil 250/250 mm tl. 22 mm, a to z důvodu zajištění lepší stability odtrhové hrany a možnosti přemostění původní povodní štětovnicové stěny, která místy výrazně vybočuje.

Poslední fází rekonstrukce bylo vytvoření nového kamenného záhozu v podjezí. Ten byl proveden vytříděním materiálů původního a navezeného na spodní jímku. Byly vybrány kameny o hmotnosti cca 200 kg, ze kterých byl vytvořen zához o mocnosti 0,5 m a šířce cca 6,5 m. Tento kamenný zához slouží jako ochrana podjezí proti vymílání v prostoru působení vodního skoku a nahrazuje v současnosti používaný pevný betonový vývar.

V rámci rekonstrukce lze uvést i jednu novinku. V původním betonovém předprsí byly na chemické kotvy namontovány ocelové patky pro provizorní hrazení. Na ty lze v případě potřeby přikotvit třemi šrouby sloupky, mezi něž se shora nasunou a srazí vodorovné slupice. Takto vzniklým provizorním hrazením lze zatarasit 70 m jezu a usnadnit tak jeho případné budoucí revize či opravy. Demontovatelné díly jsou uloženy u Modřanského jezu.

Specifika výstavby

Vzhledem k tomu, že celá stavba probíhala v korytě řeky téměř přes celou jeho šíři, byly požadavky na dodávky materiálu na staveniště velmi specifické. Veškerý materiál, stroje, osoby i součásti zařízení staveniště bylo nutné do prostoru staveniště dopravit po vodě. Z toho důvodu bylo využito velké množství pontonů a tlačných člunů a bylo třeba rovněž zajistit tlačné remorkéry s posádkou.

Betonáž základové železobetonové desky probíhala například následovně: autodomíchávače s betonem byly naloďovány na Smíchovské náplavce na tlačnou soupravu. Na jeden tlačný člun bylo možno nalodit jednu pumpu na beton a dva autodomíchávače. Tato sestava se při betonáži jednoho záběru základové desky otočila i čtyřikrát. Vzhledem k tomu, že jedna tato otočka trvala přibližně hodinu, bylo zapotřebí betonovou směs opatřit zpomalovačem tuhnutí. Beton pro celou rekonstrukci dodávala betonárna TBG Metrostav na Rohanském ostrově.

Další faktor ovlivňující rychlost průběhu výstavby byl průtok korytem Vltavy. Při stavebních pracích byl na základě povodňového plánu neustále v platnosti 1. stupeň povodňové aktivity. To znamenalo udržovat ne­ustálý kontakt s dispečinkem Povodí ­Vltavy a hlídat předpovědi průtokových stavů. Staveniště sice proti vodě chránila jímka, avšak při překročení průtoku 250 m³/s došlo k jejímu přelití a zaplavení staveniště. Dlouhodobý průměrný průtok Qa je přitom v daném profilu 143 m³/s. Při narůstajících hodnotách průtoku v korytě Vltavy byl tedy postupně vyhlašován i druhý a následně třetí stupeň povodňové aktivity (SPA). Při vyhlášení 3. SPA muselo vždy dojít k zabezpečení a vyklizení staveniště včetně odvozu objektů zařízení staveniště do ochranných přístavů. Návrat na stavbu byl možný až po opětovném poklesu průtoků a pouze za předpokladu, že kulminace již proběhla a průtok nebude znovu narůstat nad rizikové hodnoty. V průběhu výstavby byl 3. SPA vyhlášen celkem pětkrát, přičemž celková doba přerušení prací činila 82 dní. Nejdéle bylo staveniště vyklizeno 24 dní, a to při zvýšených průtocích v dubnu a květnu letošního roku.

Závěr

Projekt byl komplikovaný nejen z důvodu složité přípravy, ale i náročných požadavků na tesařské a kamenické práce a na lodní dopravu. Díky zkušenostem celého týmu a vynikající součinnosti stavebníka – Povodí Vltavy, státní podnik, byla celá rekonstrukce letos úspěšně dokončena, a to s dostatečným časovým předstihem.