arrows Betonové konstrukce staveb arrowsK padesátému výročí zahájení výstavby souboru staveb vodního díla Želivka
text Ing. Josef Lepka
číslo: 08/15
K padesátému výročí zahájení výstavby souboru staveb vodního díla Želivka

· Obr. 1. Pohled na přehradu se spodní výpustí a čerpací stanicí surové vody
Poválečná obnova národního hospodářství byla postavena před náročné úkoly, představující návaznost na záměry přerušené válkou a jejich propojení s novými rozvojovými potřebami nastolenými dobou.
odeslat odeslat    tisk tisk
Ing. Josef Lepka
Autor absolvoval Fakultu inženýrského stavitelství ČVUT v Praze. Působil ve vedoucích funkcích investorské organizace na přípravě a realizaci staveb VD Orlík a VD Želivka. Byl členem odborné komise prezidia ČSAV pro přípravu VD Křivoklát. V závěru profesní činnosti projektoval a zabezpečoval výstavbu a rekonstrukce několika rybníků v oblasti Vysočiny. E-mail: josef.lepka@email.cz

V tomto úsilí představovalo nezastupitelnou úlohu odvětví vodního hospodářství. V prvé řadě se záměry soustředily na neodkladné využití vodní energie s cílem doplnit energetickou kapacitu tepelných elektráren a urychleně pokrýt požadované energetické potřeby výrobních podniků a obecně ostatních zájmů společnosti. Na energetických výkonech se podařilo získat cca 1500 MW v převážně špičkovém provozu vodních elektráren.

V prvních poválečných desetiletích bylo zadrženo ve vybudovaných víceúčelových přehradních nádržích bezmála 5 mld. m3 vody. Spolu s tím bylo pomocí vytvořených zásob sledováno získání vodních zdrojů pro zásobení surovou i pitnou vodou, jakož i využití možnosti vyrovnání průtoku v tocích s protipovodňovou ochranou.

Obr. 2. Situace zásobování hlavního města Prahy pitnou vodou

V tomto historicky krátkém období byl účelově ovládnut převážný rozsah území v povodí českých řek, nacházejících se v rozvodí tří moří a tvořících tzv. střechu Evropy. V současné době je většina dosažitelných údolí českých řek exploatována. Jednalo se o období mimořádné konjunktury přehradního stavitelství zahájené v roce 1950 vodním dílem Lipno s prvním použitím hornického způsobu ražby ve vodním stavitelství.

Ve výčtu připravovaných vodních staveb té doby nelze opomenout díla uvažovaná ve studiích řešících energetické využití, respektive splavnění Berounky. Řešily se varianty využití řeky formou Vltavské kaskády, tj. s velkou přehradou, splavnění toku, tedy přehrady a jezy s plavebními komorami, o které usilovala plzeňská Škodovka, a také o vybudování jediné přehrady Křivoklát s krátkým vzdutím v profilu Červený kámen pod Skryjemi. Jednalo by se o přečerpávací systém s podzemní hydroelektrárnou obdobného uspořádání, jako je tomu u VD Dlouhé Stráně v Jeseníkách (600 MW).

Obr. 3. Přehledná situace VD Želivka s oblastmi zásobovanými pitnou vodou

Příprava stavby VD Křivoklát byla ukončena, včetně podrobného geologického průzkumu. Ještě před zahájením územního řízení však bylo v roce 1978 Křivoklátsko vyhlášeno chráněnou krajinnou oblastí. Tím byl záměr vybudování vodního díla zcela potlačen. Lze předpokládat, že dříve nebo později se společnost vrátí k energetickému využití této významné říční lokality nabízející spád kolem 300 m a špičkový výkon přesahující 1000 MW. Toto vodní dílo mělo spolupracovat s jadernými elektrárnami při krytí špiček spotřeby.

Pro tehdejší období je však nutno vzít na vědomí politicko-ekonomickou situaci, která se projevila ihned po válce v důsledku uplatňování zásad Košického vládního programu. Nastalo vyvlastňování a znárodňování, kdy se do rukou státu dostaly stěžejní energetické, stavební, chemické a hutní komplexy včetně dolů a peněžních ústavů. Neuplynula dlouhá doba a únorové události roku 1948 daly podnět k pokračování tohoto záboru i u menších podniků a živností. Začala kolektivizace zemědělství a volný trh byl nahrazen státním plánováním. Tyto události samozřejmě ovlivnily atmosféru společnosti sociálními dopady spolu s uplatňováním tzv. třídního boje, především v podnikatelských, intelektuálních a kulturních vrstvách. Podniky byly přeorganizovány podle oborů do větších celků ovládaných stranickými orgány. Spolu s tím byly sjednoceny i projektové ateliéry a tak došlo k potlačení soutěživosti v koncepčních řešeních. Do nově zřizovaných podniků přecházeli uvolnění pracovníci. Pro stavebnictví byly hlavním zdrojem lidských sil velké prvorepublikové stavební firmy.

Pro potřeby vodohospodářské výstavby byl zřízen n. p. Vodní stavby s pověřením od počátku zabezpečit přehradu vodního díla Lipno. Samostatně byly ustanoveny podniky pro stavbu VD Slapy (1949?1956) a v návaznosti pak n. p. VD Orlík (1955?1963). Ten v závěru prací přešel též do podniku Vodní stavby. Po dokončení VD Orlík přešla výrobní kapacita na vodní dílo Želivka, později na nově vytvořený podnik Metrostav v Praze. Projektovou činnost vesměs zajišťoval Hydroprojekt.

Obr. 4. Zahájení stavby přehrady a sdruženého objektu

Začátky těchto organizačních změn a postupné konsolidace podniků byly poznamenány v důsledku několikaletého výpadku výuky zrušením vysokých škol ve válečném období nedostatkem odborníků, zejména inženýrů. Začínalo se s posilami z rušených stavebních firem využíváním technickoinženýrských profesí. Řada těchto odborníků sice již dosahovala důchodového věku, ale přesto se účinně zapojili. Ve stavebnictví našla útočiště i řada kádrově postižených odborníků.

Realizace vodního díla Želivka

Časové zařazení realizace vodního díla Želivka bylo ovlivněno bilancí potřeby pitné vody pro pražskou aglomeraci. Ta signalizovala požadavek prvních dodávek nejpozději v období kolem roku 1970.

Obr. 5. Celková situace přehrady a úpravny vody

Záměr vodohospodářského využití Želivky byl sledován již za první republiky. Nabízelo se povodí s výhodně tvarovaným říčním údolím, umožňujícím získat nádržní prostor k zachycení nejméně 200 mil. m3 vody, což by ho řadilo mezi největší české nádrže. Původní úvahy směřovaly k nalepšování splavnosti řek Sázavy a Dolní Vltavy. Širší úvahy byly přerušeny válečnými poměry. Poválečné úvahy již směřovaly k víceúčelovému využití. Záměr nalepšovacího a protipovodňového účinku byl převážen zájmem přiřadit Želivce úlohu vodního zdroje pro zásobování hlavního města Prahy pitnou vodou a tak vyřešit dlouhodobě kritickou situaci. Praha byla doposud závislá jednak na dodávce pitné vody jímáním podzemních zdrojů v labských píscích u Káraného s vydatností limitovanou v maximu 1800 l/s. Do doby získání želivského zdroje byla k dispozici rekonstruovaná podolská vodárna, jejíž výkon dosáhl 2200 l/s odběrem surové vody z Vltavy. O dalším zvyšování této kapacity se neuvažovalo, neboť vodárna obtížně zvládala úpravu vody vykazující značné znečištění domovními a průmyslovými odpady, které nabírala v povodí Vltavy a Berounky nad odběrným místem. Po uvedení do provozu úpravny vody na Želivce se dokonce uvažovalo o ukončení její činnosti. Nakonec zůstala začleněna jako záložní zdroj, neboť kvalita vody se zlepšila díky čistírnám vybudovaným v povodí a značný vliv na zvýšení kvality vody měla i dobudovaná Vltavská kaskáda.

Obr. 6. Podélný řez štolovým přivaděčem

Po zpracování řady studijních prací na podkladě vyhodnocení pokusných výzkumů technologie úpravy vody, dopadů na území a posouzení vlivu na životní prostředí se s konečnou platností rozhodlo o bezodkladném vybudování vodního díla Želivka jako hlavního zdroje pro výrobu pitné vody. Povodí řeky se vyznačuje kvalitními klimatickými poměry v přírodním prostředí Vysočiny s malou hustotou osídlení (52 obyvatel na km2) a nezatížením průmyslem.

Přípravná fáze stavby byla zahájena zpracováním investičního úkolu schváleného v roce 1955. O složitosti přípravy stavby svědčí návazné revize uvažované koncepce vodního díla, které si vyžádaly změny zapracované do dalších dvou navazujících investičních úkolů v letech 1958 a 1962. Teprve v červenci 1964 mohlo být rozhodnuto vládním usnesením č. 365 o zpracování zadávacího projektu tak, aby bylo možno zahájit vlastní výstavbu nejpozději v roce 1965 tak, aby se první dodávky pitné vody uskutečnily kolem roku 1970.

Základní uspořádání sledované varianty vodního díla vycházelo z těchto zásad.

  • Z důvodu rozložení nároku na financování stavby byla stanovena etapová výstavba.
  • Upustilo se od myšlenky vytvoření kaskády menších nádrží s cílem zachovat městečka Dolní Kralovice a Zahrádku. Prokázalo se, že zřízení jedné velkoobjemové nádrže vykazuje efektivní přednosti. Především umožňuje víceleté řízení průtoků a uplatnění akumulačního faktoru a zároveň příznivě ovlivňuje kvalitu surové vody.
  • Umístění úpravny vody v blízkosti odběrného místa z přehrady mělo umožnit dodávky pitné vody po celé dopravní trase do hlavního spotřebiště.
  • Výškové usazení úpravny vody bylo zvoleno tak, aby přívod vody do Prahy mohl být provozován tlakově, bez potřeby přečerpávání.
  • Pražské území mělo být zásobováno z velkoobjemových vodojemů umístěných na konci dopravní trasy. Síť pražských vodovodů měla být doplněna přívodními řady napojenými na rozdělovací vodojemy.
  • Zásadní změny v koncepci stavby byly vyvolány u přivaděče vody do Prahy. Jednalo se o dopravní vzdálenost 52 km ve velmi členitém terénu, navíc s křížením přes údolí řek Blanice a Sázavy. Původní řešení spočívalo v povrchovém uložení dvou řad velkoprofilových železobetonových předpínaných trub. Některé úseky trasy by se nevyhnuly tunelovému řešení, aby byl umožněn tlakový provoz bez přečerpávání. Přechody přes řeky byly uvažovány přemostěním. Ještě před vydáním vládního usnesení k zahájení stavby a zpracování projektové dokumentace se v roce 1963 přihlásila Ústřední správa uranového průmyslu s nabídkou vybudování vodovodního tlakového přivaděče tunelovým způsobem. Projektová dokumentace byla připravována tak, aby vlastní výstavba mohla probíhat od roku 1965 tzv. přípravnou etapou (přípojka elektrické energie, zařízení staveniště, příjezdní komunikace). V předstihu byly zahájeny práce na pokusné štole v rámci průzkumných prací na podzim 1964 využitím úseku budoucí štoly.


V průběhu výstavby bylo nutno překonávat řadu závažných potíží poznamenaných politicko-ekonomickými poměry doby. Jednalo se zejména o následující skutečnosti.

Hledání úspor
Vodní dílo Želivka představovalo finančně nejnákladnější investici ve vodním hospodářství (konečné pořizovací náklady odpovídaly přibližně trojnásobku stavby VD Orlík). Vláda tlačila na hledání úspor alespoň rozčleněním stavby na časově oddělené etapy přizpůsobené vývoji požadavků na potřebu dodávek pitné vody. Toto opatření bylo možno plně aplikovat při stavbě úpravny vody. U přehrady byla etapová výstavba možná jen hrubým zásahem do stavby tělesa hráze. Projekt musel být přizpůsoben požadavku tak, že uvažoval dočasné snížení přehrady z 58 m na 40 m. To pochopitelně mělo dopad na objem nádržního prostoru přibližně o dvě třetiny (z 263 mil. m3 na 84 mil. m3). Tím by byl negativně ovlivněn nejen vyrovnávací účinek průtoků, ale hlavně akumulační faktor nádrže zajišťující kvalitu surové vody. Tento zásah by též ovlivnil postup prací v povodí nádrže, související s vysídlením obyvatel a opatření v prvním ochranném pásmu. Odsunutí dostavby na plnou nádržní kapacitu se předpokládalo asi o dvacet roků. Protesty proti tomuto řešení, které již bylo promítnuto do úpravy stavby odběrné věže přehrady, se podařilo podpořit přístupem generálního dodavatele stavby, který nabídl uvolněný počet pracovníků umožňující kompletní dostavbu hráze. Umožnila to úprava termínu zahájení stavby metra, na kterou měl kolektiv stavby VD Želivka přejít. Pokračování v dokončovacích pracích bylo nakonec nadřízenými orgány odsouhlaseno.

Obr. 7. Betonovací souprava a způsob přemisťování bednění

Tak se podařilo překonat původně uvažovanou etapovost výstavby a plynule pokračovat sypáním hráze a tu včas dokončit. Nabídka pracovních sil dodavatele umožnila též dokončit na plnou kapacitu úpravnu vody, jako poslední, třetí etapu výstavby, včetně jesenických vodojemů.

Je otázkou, zda by původně uvažovaný odsun druhé a třetí etapy výstavby umožnil v nastávající ekonomicky složité době dokončit úspěšně kompletní stavbu, jinak by zůstala dlouhou dobu znehodnoceným torzem.

Nabídka Ústřední správy uranového průmyslu
Nabídka Ústřední správy uranového průmyslu umožnila opustit sporný záměr trubního přivaděče, který provázely nejen projektová a stavební, ale i provozní rizika. Tento významný krok byl podepřen výhodnými okolnostmi. V uranovém hornictví se počali hromadit pracovníci, kteří měli v kontaminovaném prostředí odslouženou přípustnou dobu působení. Z toho důvodu pokračování v běžných podmínkách hornické činnosti bylo racionálním přínosem jak pro výrobní podnik, tak pro zvýšení kvality díla.

Práce byly převzaty jako generální dodávka v kompletním zadání hornické i stavební náplně. Pro převzatou zakázku byl zřízen odštěpný závod Podzemní inženýrské stavby (tento nový závod později uplatnil svou profesi na řadě dalších vodních děl, která s výhodou aplikovala různá podzemní řešení, jako tomu bylo např. u VD Dlouhé Stráně, Přísečnice a dalších).

Obr. 8. Příčný řez štolovým přivaděčem

V rámci stavby vodního díla Želivka byl nově zřízený závod postaven před nesmírně náročný úkol: v krátkém čase vybudovat podzemní dílo, které se v té době svou délkou 52 km řadilo mezi nejdelší tunelové stavby světa. Jednalo se o stavbu, s jejíž realizací dosud v tuzemsku nebyly potřebné zkušenosti. Vyžadovalo to zorganizovat početnou partu schopných odborníků i horníků a připravit stavební a technologické zázemí. Projevila se nevýhoda daná tehdejším omezeným kontaktem se zahraničními podzemními díly, kde používaná technologie vykazovala daleko vyšší úroveň. U ražby dodavatel musel vycházet pouze z vlastních nabytých zkušeností. Ražby v podmínkách dobývání nerostných surovin se výrazně lišily od stavby inženýrského díla. Vycházelo se z klasické ražby přizpůsobené daným podmínkám a požadavkům. I když západní technologie překonávaly kvalitou české výrobní poměry, všechna čest nasazeným horníkům, neboť dosahovali výkonů přibližujících se výsledkům strojních ražeb.

Ještě koncem roku 1964 se na začátku navrhované trasy u portálu čelby č. 2 otevřel průzkumný úsek štoly k získání zkušeností, jak pro ražbu a její zabezpečení, tak i pro související stavební práce.

Postupy ražby v profilu tunelové trouby dosahující plochy 9 až 12 m2 se podařilo velmi rychle zvládnout, takže na vlastním díle bylo dosahováno postupu na čelbě až 330 bm za měsíc. Celkem bylo vyraženo 505 000 m3 horniny. Horší situace se však projevovala u betonářských prací na obezdívce. Navrhovaný způsob použití stříkaného betonu se jevil nejen velmi pracný a pomalý, navíc nedosahoval potřebných kvalitativních vlastností u požadované pevnosti a průsakovosti. Pomalý postup vykazovala i volba betonáže za ručně stavěné teleskopické bednění. Přitom před realizátory stavby stálo provedení plochy ostění přes 400 000 m2 o tloušťce cca 250 mm, což představovalo, včetně betonáže šachet, komínů, portálů a dalších potřeb, celkové uložení přibližně 250 000 m3 betonu.

Práce ve štole

Naštěstí se podařilo vytrhnout trn z paty nečekanými okolnostmi. Aniž to bylo v povědomí účastníků výstavby, toto mimořádné dílo sledovala odborná veřejnost v zahraničí. Stalo se tedy, že zprávy o potížích pronikly do světa. Zapracoval západní obchodní duch a od italské firmy došla nabídka k návštěvě našich odborníků, aby se seznámili s tamními pracovními způsoby na tunelových stavbách. Byly předvedeny různé druhy betonovacích souprav pro dálniční, železniční i hydrotechnické štoly. Skupina odborníků stavby VD Želivka se měla možnost s těmito technologiemi seznámit a posléze doporučit nadřízeným orgánům přidělení devizových prostředků k nákupu potřebných betonovacích souprav. Obchodních náležitostí se ujal dodavatel štoly, který měl ve státě potřebné politické postavení ke zvládnutí tohoto úkolu.

Bylo použito celkem osm betonovacích souprav k obsazení všech pracovních čeleb. Použitá technologie betonáže se samozřejmě velmi osvědčila, neboť se podařilo dosáhnout postupů v průměru 400 bm na čelbě za měsíc. Pojízdná betonovací souprava byla plně mechanizována a poskytla služby od výroby betonu, jeho dopravu na místo uložení a osazení i odstranění bednicích prvků. Tak se nakonec podařilo dokončit štolový přivaděč ve stanoveném termínu červen 1972.

Obr. 10. Pohled na dokončenou přehradu VD Želivka

Přesídlení obyvatel v nádržním prostoru a 1. ochranném pásmu
Jeden z důležitých úkolů, se kterými se stavba musela vypořádat, spočíval v přesídlení dotčených obyvatel v nádržním prostoru a 1. ochranném pásmu. Vycházelo se z pečlivého sociologického průzkumu směřujícímu k nejvhodnějšímu řešení. Byly nabídnuty tyto možnosti: výměna byt za byt, výkup nemovitosti, nabídka k umístění v typovém domku s vyrovnáním ceny nebo nájemním vztahem. Pro náhradní bydlení byly vybrány střediskové obce a města v krajích Středočeském, Východočeském a Vysočina v dohodě s krajskými národními výbory. Tak se podařilo celkem bezproblémově vyřešit přesídlení 3650 občanů.

Stalo se však, že tímto postupem se investor dostal do vážného rozporu s ministerstvem financí, které vytýkalo přílišnou benevolenci k požadavkům dotčených občanů. Použitý způsob údajně vedl ke značné roztříštěnosti nabídek volby místa, navíc se vyhovělo požadavkům na poskytnutí náhradního domku, kdy jeho pořízení, dodavatelsky zajištěné v rámci výstavby díla, bylo označováno za nehospodárné. Příslušná vyhláška ministerstva financí však použitý postup umožňovala a investorovi se podařilo jej prosadit. Ukázalo se, že výhrady k použitému řešení přesídlení na stavbě VD Želivka vyplývaly z obav, že by mohl vzniknout precedent pro současný problém přesidlování Mostecka, kde se záležitost převážně řešila poskytováním náhradních bytů v panelových domech.

Vybudování hal filtrace
Pro úpravnu vody o kapacitě výroby 2 x 3000 l/s byly vybudovány dvě rozsáhlé haly filtrace, každá o velikosti zabírající přibližně 1 ha plochy. Návrh projektu předpokládal podepření stropu ocelovou konstrukcí, která uvolňovala prostor pro umístění velkoobjemových nádrží pro filtrační písky. Příděl oceli v množství 2 x 2000 t však nebyl potvrzen a požadovalo se změnit řešení pomocí betonových sloupů. To by však narušilo původně uvažovaný záměr, neboť plocha budovy by byla velmi rozčleněna. Teprve po dlouhém jednání se podařilo docílit požadovaného přídělu, takže haly filtrů v současnosti tvoří architektonický a technický unikát s uvolněným prostorem.



Vybavení úpravny vody technologickým zařízením odhalilo mnoho obtíží způsobených především nedostatkem devizových prostředků pro zakoupení řady přístrojů v zahraničí. Jejich tuzemská výroba byla poznamenána nespolehlivostí a mnohdy výrobní nedostupností. Projektová dokumentace musela situaci s obtížemi řešit. Ještě dlouho po uvedení stavby do provozu byl nucen investor i provozovatel dolaďovat funkčnost zařízení a řešit poruchovost úpravárenských systémů, než bylo dosaženo současné špičkové kvality.

Komplex staveb vodního díla
Vodní dílo Želivka sestává z několika velkých objektů, které samy o sobě představují samostatně lokalizované stavby, vzájemně technologicky propojené.

Štolový přivaděč
Mimořádná délka štoly, navíc se směrově i výškově lomenou trasou, se čtrnácti čelbami ražeb si vyžádala náročné geodetické vyměření, respektující zemské zakřivení s výpočetními redukcemi. Při vytyčovacích pracích se vycházelo z povrchové měřičské sítě, s promítnutím do podzemí buď z portálů, nebo z šachet. Výchozí směrová měřičská základna u šachet činila pouze úsečky v délce 1,2 až 1,6 m. Přesto bylo dosaženo vynikajících výsledků a odchylky prorážek vykazovaly maximální hodnotu směrovou 118 mm, výškovou 24 mm
a délkovou 138 mm. Dosažené odchylky prakticky splynuly s nerovnostmi vyrubaného ostění a nedocházelo k nadvýlomům.

Štola podchází řeky Blanici a Sázavu raženými shybkami, takže se mohlo upustit od použití původně uvažovaného přemostění. Průtoková kapacita štoly dosahuje hodnoty 6,5 m3/s vody při tlakovém provozu.

Technické údaje

  • Délka: 52 000 m.
  • Počet ražených čeleb: 14, z toho 4 čelby z úpadnic, 6 čeleb z portálů, 4 čelby ze šachet a 12 větracích a vstupních komínů.
  • Plocha raženého profilu = 9 až 11 m2, průtočný profil = 2640 mm.
  • Celkový objem vyrubané horniny: 505 522 m3, z toho 28 150 m3 na přidružených objektech.
  • Počet zabudovaných ocelových oblouků TH: 12 812 ks.
  • Počet podchycovacích železobetonových pažnic: 738 000 ks, tj. 79 000 m2.
  • Plocha obezdívek: 410 000 m2, se zabudovaným betonem 250 000 m3.
  • Spotřeba trhavin: 1 176 000 kg Perunitu.
  • Průměrný postup ražby na čelbě = 200 km/měs., dosažené maximum 330 bm/měs.
  • Průměrný postup betonáže obezdívky na čelbě = 400 bm/měs., dosažené maximum 660 bm/měs.


Přehrada s nádrží
Nádržní prostor vyplňuje romantické údolí řeky Želivky začleněné do krajiny podhůří Vysočiny. Leží v blízkosti rodišť skladatelů Zdeňka Fibicha a Gustava Mahlera. Přehradní profil byl vybrán v nejužším místě údolí před ústím do Sázavy, těsně pod zatopenou obcí Švihov, po které nádrž získala jméno.

Hráz je zemní s návodním zemním těsněním. Podle původního záměru etapové výstavby byla postupně sypána ve dvou výškových úrovních: 40 m a po konečném navýšení 58 m. Tomu odpovídá objem nádrže 84 mil. m3 a v konečné velikosti 263 mil. m3. Etapové výstavbě byla přizpůsobena stavba věžového objektu sdružujícího přelivnou a odběrnou funkci. Maximální zatopená plocha nádrže činí 1432 ha, maximální délka vzdutí je 38 km. Průměrný průtok Želivky je 700 l/s, povodí má plochu 1188 km2, průtok Q1000 = 600 m3/s. Dlouhodobě zabezpečený odběr surové vody pro úpravnu je 600 l/s.

Obr. 12. Letecký pohled na přehradu, úpravnu vody a kalovou nádrž

Úpravna vody
Je umístěna v těsné blízkosti hráze s odběrem surové vody pomocí přečerpací stanice, která se nachází pod přehradou. Výškově je areál úpravny umístěn v úrovni umožňující dopravovat pitnou vodu bez přečerpávání tlakově štolovým přivaděčem až do jesenických vodojemů na jeho konci.

Úpravna vody sestává z těchto provozních celků: budova mísičů a flokulace, dvě budovy filtrace (každá s 32 pískovými filtračními jednotkami), regulační vodojem (5000 m3) předávající vodu do štoly, vodojem prací vody (3000 m3) a usazovací nádrž v přilehlém údolí potoka (přehrada 22 m vysoká s objemem vody 1 mil. m3) s odtokem do dolního toku Želivky.

Základní technologií úpravy vody ve dvou samostatných jednotkách je přímá filtrace, zahrnující destabilizaci, agregaci a jednostupňovou separaci na otevřených pískových rychlofiltrech. Surová voda se odebírá z nádrže Švihov a vede se do čerpací stanice. Voda z nádrže je jímána dvěma odběry umístěnými ve sdruženém věžovém objektu přehrady s výškovým uspořádáním (každý do pěti odběrných etáží). Výběr etáže je určen podle průběžně zjišťované kvality vody. Doprava surové vody je vedena výtlačnými řady k úpravárenským linkám. Pro přípravu suspenze je použito dávkování síranu hlinitého s mícháním na rychlomísiči a s pomalým mícháním ve flokulační nádrži. Suspenze se odvádí na filtrační jednotky. Destabilizace je prováděna dávkováním síranu hlinitého s navázáním na agregaci, která je zajištěna rychlým mícháním při průtoku vznášenou vrstvou zrnitého materiálu. Následně dochází k separaci na pískových otevřených rychlofiltrech. Po filtraci odvádí potrubí vodu k ozonizaci a dále k doalkalizaci vápenným hydrátem a k zabezpečení chlorem. Odtud voda protéká do regulačních vodojemů a dále do štolového přivaděče.

Technologie úpravy vody byla v rámci předchozích studijních prací prověřována v poloprovozní úpravně provizorně umístěné u Želivky pod přehradou.

Úpravna vody je největší v ČR a řadí se velikostí mezi nejvýznačnější úpravny v Evropě. Prakticky zpracovává na pitnou vodu celý průtok řeky Želivky a umožňuje výrobu až 600 l/s.

Vodojemy u Jesenice
Nedílnou součástí vodního díla jsou velkoobjemové vodojemy 2 x 100 000 m3
pitné vody, které jsou napojeny na výtok ze štolového přivaděče. Jsou schopny tlakově ovládat značnou část pražského území.

Vodovodní řady
Součástí stavby VD Želivka jsou rovněž trubní rozvody. Z vodojemů je jimi tlakově rozvedena voda do pražských lokalit, a to do vodojemu Ládví (délka 21 km) a na levý břeh Vltavy do vodojemu Vidoule (15 km). Profil ocelového potrubí je 1200 mm s provozními tlaky do 10 atm.

Úpravy ve zdrži a v povodí řeky Želivky
Stavba vodního díla se dotkla celkem 3650 obyvatel (2500 rodin) nacházejících se převážně v městečkách Dolní Kralovice a Zahrádka a také v prostoru zatopení nádrží. Jak již bylo řečeno, přemístění do náhradních lokalit se dělo na základě pečlivého sociologického průzkumu, kdy se každý mohl rozhodnout o volbě místa a způsobu náhradního ubytování. Nejvíce obyvatel bylo umístěno do nově vybudované střediskové obce se zachovaným názvem Dolní Kralovice. Celkem bylo zrušeno 890 stavebních objektů. Použitelný materiál získaný z demolic byl rozprodán zájemcům.

Celé povodí Želivky bylo rozděleno do tří ochranných pásem s řízenými zásadami. Území podél celé nádrže v délce 160 km a o šířce 100 až 200 m tvoří 1. ochranné pásmo. V celé délce bylo zalesněno, se zákazem vstupu. Druhé ochranné pásmo o šířce 2 až 5 km podle členitosti terénu umožňuje osídlení, avšak bez jakékoliv průmyslové činnosti při dodržování předepsaného způsobu zemědělského hospodaření. Zbývající plochu povodí zaujímá 3. ochranné pásmo, kde se předepsaná opatření dotýkají především průmyslové a řemeslné činnosti a zemědělského hospodaření.

Významným přínosem pro ochranu surové vody bylo zřízení představených nádrží na větších přítocích Želivky při jejich ústí do nádrže. Jedná se o nádrž na Trnávce (5,6 mil. m3) a na Strojetickém potoce (1 mil. m3). Jako představená nádrž byla použita i stávající přehrada na Sedlickém potoce (2 mil. m3). Představené nádrže slouží jako biotechnická ochrana spolu s akumulačním faktorem hlavní nádrže. Podle zjištění Výzkumného ústavu vodohospodářského se podílely na znečištění řeky Želivky (z roku 1954) jednotlivé vlivy takto:

  • splachy a smyvy z polí ? 40,6 %;
  • odpadní vody ze zemědělství ? 8,7 %;
  • odpadní vody od obyvatelstva ? 4,4 %;
  • průmysl ? 6,5 %;
  • ostatní vlivy (spad z ovzduší a podzemní voda) ? 39,8 %.

Vznikem nádržního prostoru a stanovením zásad hygienické ochrany došlo k závažným zásahům do komunikační sítě, což si vyžádalo náhradní řešení.

Celkem byly vybudovány náhradní komunikace v délce cca 41 km včetně dvou významných přemostění. Jednalo se o přemostění nádrže Želivky u bývalých Dolních Kralovic a přes údolí potoka u obce Tomice. Vodnímu dílu se musela přizpůsobit i dálnice D1 tím, že opustila část původně uvažované trasy (zůstal zatopený nedokončený betonový most u Borovska). Byl rovněž zrušen koncový úsek železniční tratě z Benešova do Dolních Kralovic v délce 14 km jejím ukončením v Trhovém Štěpánově.

Betonářské práce na VD Želivka
V rámci tohoto pojednání k výročí zahájení stavby je na místě věnovat patřičnou pozornost použití betonových a železobetonových konstrukcí mimořádného rozsahu. Celkové zabudované množství dosáhlo 325 000 m3.
To představuje třetinu spotřeby betonu zabudovaného do gravitační přehrady VD Orlík (1 mil. m3).

Z užitého betonu zaujímá největší objem obezdívka štolového přivaděče, a to 250 000 m3, 50 000 m3 pak sdružený objekt s odpadní a revizní štolou.

Betonářské práce vodního díla byly rozděleny podle pracovišť jednotlivých objektů stavby. Z centrální betonárky, umístěné v bývalém lomu pod přehradou, byly zásobovány objekty hráze přehrady a úpravny vody.
Beton byl rovněž použit na vozovky staveništních komunikací s návaznými úseky v délce cca 10 km.

Samostatnou betonárku měly stavby vodojemů u Jesenice a mostu pro náhradní komunikaci přes řeku Želivku u bývalých Dolních Kralovic, prováděného letmou betonáží. Beton se na místo určení ukládal věžovými, u mostu kabelovými jeřáby.

Betonové směsi třídy HV 4?250 se skládaly ze tří frakcí (na 1 m3):

  • štěrkopísky 0?8 mm ? 1000 kg;
  • kamenivo 8?16 mm ? 565 kg;
  • kamenivo 16?32 mm ? 275 kg;
  • cement železoportlandský ? 350 až 400 kg;
  • voda ? 120 l.
Pro převážnou část železobetonových konstrukcí se využívaly předem svařované armokoše podle zkušeností na předešlých stavbách. Pro vany filtračních písků v úpravně vody byly vyrobeny staveništní prefabrikáty. Použité receptury pro výrobu betonu vyhovovaly předepsanému požadavku na vodotěsnost.

Specifický přístup si vyžádala technologie betonáže obezdívky 52 km dlouhého štolového přivaděče. Betonáži předcházela řada činností v prostoru vyrubané tunelové trouby, kterými byly:

  • likvidace nedolomů a úprava povrchu výrubu do předepsaného profilu;
  • injektáž pro zlepšení geotechnických vlastností horniny;
  • v poruchových úsecích štoly její zabezpečení ocelovými TH oblouky spolu s železobetonovým pažením a přivařenými příčníky;
  • odvodnění průsakových vod drenážemi a kanálky s jejich odčerpáváním po dobu stavby;
  • dodatečná injektáž za rub obezdívky.

V těsné návaznosti na provedené úseky ražby byla štola v rozsahu poruchových lokalit provizorně zajišťována ocelovými TH oblouky v hustotě podle míry narušení. Podle potřeby se zabezpečení doplnilo na rubu obezdívky železobetonovými pažnicemi. Využily se i vysledované zahraniční zkušenosti a uplatnilo se racionalizační opatření zvyšující statickou účinnost betonové obezdívky. Doposud používané zabezpečení vyrubaného profilu končilo svou funkci bez dalšího užitku zabetonováním do obezdívky. Když se však ocelové oblouky vzájemně spojily přivařením ocelových příčníků, vznikl rošt, který po zabetonování staticky výrazně spolupůsobil. Experimentálním výzkumem na modelu i výpočtem ve zkušebním ústavu se prokázalo, že použitý způsob vyztužení podstatně snižuje tahová napětí obezdívky.

Cílem injektáže horniny ještě před zahájením betonáže bylo dosáhnout zlepšení geotechnických vlastností horniny a snížení případných výronů podzemní vody v poruchových partiích. Po vybetonování obezdívky byla podle potřeby injektáž doplněna k potlačení průsaků, které se dříve nepodařilo zachytit. Dalším úkolem této injektáže bylo zajištění dokonalého spojení betonu obezdívky se skalním povrchem.

Před zahájením betonáže se upravilo dno štoly odstraněním uvolněných nánosů a vytvořila se vrstva betonu s osazenými kolejemi.

Způsob vlastní betonáže obezdívky byl dán technologií přizpůsobenou betonovacím soupravám. Ty byly získány od italských firem CIFA a ICOMA. Zařízení bylo plně automatizované. Nadávkovaná suchá směs cementu a kameniva podle předepsané receptury se dopravila vozíkem na rampu a odtud pasem do míchačky o objemu 700 l. Po přidání vody a promíchání betonové směsi se tato vypouštěla do pneumatického čerpadla, odkud byla vytlačena potrubím do záklenku s výtokem zabednění. Bednění sestávalo ze čtyř dílů pro dno, strop a boky štoly, v délce 6 m. Jedna betonovací souprava, která pojížděla po kolejích, sestávala z deseti dílů v celkové délce 60 m, jež odpovídala době zatvrdnutí betonu. Bednění se přikládalo a odstraňovalo mechanicky pomocí stropního jeřábku a postupně se posunovalo.

Uložený beton se hutnil příložnými vibrátory a existovala možnost doplnit vibraci i otvory umístěnými v bednění. Vodní součinitel byl stanoven v rozsahu 0,45 až 0,47 tak, aby se směs dostatečně roztékala a dokonale vyplnila prostor obezdívky a jejího rubu v kontaktu s horninou.

Receptura pro výrobu 1 m3 byla stanovena takto:

  • kamenivo: 0 až 5 mm ? 0,199 m3;
  • 5?15 mm ? 0,386 m3;
  • 15?25 mm ? 0,380 m3;
  • cement: Portland 350 ? 350 kg.

Bylo použito osm betonovacích souprav. Dosahovalo se v průměrných výkonech 400 bm/měsíc. Uloženo bylo celkem 250 000 m3 betonu.

Díky použitým betonovacím soupravám se úspěšně podařilo ukončit práce na štolovém přivaděči v plánované lhůtě červen 1972 tak, aby byl připraven k dopravě pitné vody do Prahy.

Závěr
Vodní dílo Želivka je součástí vodárenské soustavy, která spolu s Káranským vodovodem a Podolskou vodárnou pokrývá dlouhodobě pražské požadavky na pitnou vodu. Rozvody vody míří do dalších odběrných míst v kraji Vysočina a Středočeském kraji, především z těch větších do Benešova, Vlašimi, Kladna, Humpolce, Pelhřimova, Pacova, Zruče nad Sázavou, Světlé nad Sázavou a Havlíčkova Brodu.

Je třeba s povděkem konstatovat, že i ve složitých společenských podmínkách dokázaly kolektivy inženýrů, techniků, horníků a dělníků vytvářet významná stavební díla trvalých hodnot, která po desítkách let úspěšně slouží společnosti. Jistě budou v rukou odpovědných provozovatelů udržována tak, aby i nadále plnila úkoly, pro které byla určena. Díky tomuto vodnímu dílu se podařilo v pražské infrastruktuře dlouhodobě vyřešit jeden ze stěžejních požadavků města. V současné době se pracuje na obnově pražské vodovodní sítě a intenzifikaci ústřední čistírny odpadních vod, jejichž spolehlivost je podmínkou pro vyhovující distribuci pitné vody do míst spotřeby v hlavním městě.

Pro budoucnost přicházejí v úvahu rozvojové možnosti dané propojením vodárenské soustavy Želivka s jihočeskou soustavou (vodní dílo Římov) s posílením vodního zdroje nádrží na řece Nežárce.

Základní údaje o stavbě
Přímý investor: Povodí Vltavy
Výkonný investor: Vodohospodářský rozvoj a výstavba
Generální projektant: Hydroprojekt Praha
Provozovatel přehradní části:
Povodí Vltavy
Provozovatel vodárenské části:
Pražské vodárny
Generální dodavatelé:
Stavební část: Vodní stavby s nástupcem Metrostav
Tunelová část: Ústřední správa uranového průmyslu ?
odštěpný závod Podzemní inženýrské stavby

Technologická část: Sigma Olomouc
Významnější subdodavatelé:
Hutní montáže Ostrava, Vítkovické železárny Ostrava, ČKD Blansko, Závody průmyslové automatizace Čelákovice, Elektromontážní závody, Vzduchotechnické závody Olomouc, Státní lesy Hradec Králové se svými závody, Jihočeské energetické závody, Energovod Praha, Stavby silnic a železnic
Doba výstavby: podzim 1965 (zahájení výstavby), 06/1972 první dodávka pitné vody (ve stanoveném termínu), 1975 úplné dokončení stavby
Počet pracovníků: stavbou prošlo cca 3500 pracovníků

Použitá literatura:
 [1] Chlum, A. a kol.: Vodní dílo Želivka ? Stát. zem. nakladatelství 1974.
 [2] Mácha, J. a kol.: Želivka tunelem do Prahy ? SNTL, 1972.
 [3] Lepka, J.: Vodní dílo Želivka a zásobení Prahy a středočeské oblasti pitnou vodou ? MLVH, 1968.
 [4] Uhlík, M.: Příprava a provádění obezdívky štoly ? sborník Přehradních dnů 1971
replicas de relojes



Licence Creative Commons

www.casopisstavebnictvi.cz podléhá licenci Creative Commons
Uveďte autora | Neužívejte dílo komerčně | Nezasahujte do díla 3.0 Unported
.

RSS
© 2007