Hydroizolace tunelů: Komplexní přehled natavovaných systémů a technologií

Hydroizolační systémy pro tunelové stavby musí splňovat velmi přísné požadavky, pokud jde o trvanlivost, podmínky vystavení vnějším vlivům a namáhání, náročné stavební postupy a sekvence, snadnou aplikovatelnost a řízení celkových nákladů. Provozovatelé dnes požadují životnost podzemních staveb přesahující 100 let. Nedostatečná vodotěsnost však výrazně snižuje dlouhodobou životnost tunelové konstrukce a má negativní dopad na její plánované využití, neboť pronikání vody a další vlivy prostředí vedou k mechanickému poškození a zhoršování stavu betonu. Výběr vhodného hydroizolačního řešení, projektově specifický návrh zvoleného hydroizolačního systému a jeho bezpečná aplikace na stavbě jsou klíčovými prvky pro minimalizaci provozních nákladů. Hydroizolační systém obvykle představuje pouze zlomek celkových stavebních nákladů na stavební konstrukci.

Typy tunelových konstrukcí a specifické požadavky na hydroizolace

Tunely jsou vystaveny celé řadě vlivů a zatížení, včetně pronikání vody, dynamických sil, teplotních výkyvů, chemického působení a dokonce i pronikání plynů. Všechny tyto faktory, spolu s polohou, geologickými podmínkami a stavem podzemní vody, určují vhodný přístup k návrhu tunelu.

Ražené tunely

Mezi ražené tunely patří všechny stavby vyražené pod zemí konvenčními metodami nebo pomocí tunelových vrtacích strojů (TBM). Izolace staveb tunelového typu, mezi které patří tunely železniční, silniční a dálniční a trasy podzemních drah, se řeší v mnoha případech zcela individuálně podle místních podmínek. Používají se zde vodonepropustné betonové nebo ocelové konstrukce, speciální těsnění na bázi makromolekulárních a silikátových hmot, případně jejich kombinace nebo v nejnáročnějších případech jejich kombinace s povlakovými izolacemi.

Tunely typu „cut-and-cover“

Stavby typu „cut-and-cover“, často používané pro stanice hromadné dopravy, představují stavby vybudované v otevřeném výkopu a následně opět zakryté zeminou. U tunelových konstrukcí budovaných v otevřené jámě, kde hydroizolace je kladena z vnější strany konstrukce, lze uplatnit i cenově výhodnější systém z natavitelných asfaltovaných pásů. Příkladem této aplikace je dálniční tunel u Lipníka nad Bečvou, kde byla použita technologie spol. Dehtochema Bitumat - BITUMELIT. Hydroizolační vrstva musí být provedena před zhotovením základové desky a po zhotovení horní desky.

Přetlakové tunely

Přetlakové tunely jsou vystaveny vysokému tlaku vody, což je třeba zohlednit při návrhu konstrukce.

Čtěte také: Materiály pro sokl

Propojovací chodby

Propojovací chodby jsou důležitým bezpečnostním prvkem velkých tunelů.

Diafragmové stěny (D-walls)

Diafragmové stěny (D-walls) se budují jako trvalé konstrukce a představují velmi účinný způsob zajištění stability zeminy a ochrany proti vodě, zejména v náročných podmínkách.

Hydroizolační materiály a systémy

V oblasti hydroizolační techniky zaujímají asfaltované izolační pásy významné postavení. Použití asfaltů oxidovaných je dnes běžné již jen v méně náročných případech izolací proti zemní vlhkosti nebo vodě stékající. Modifikované asfalty jsou základním izolačním materiálem pro inženýrské stavby.

Natavované asfaltové pásy

Klasickým materiálem pro izolace staveb, které nejsou založeny pod hladinou spodní vody, jsou izolační lepenky a pásy na bázi oxidovaného asfaltu, v poslední době pak pásy natavitelné. I zde je patrná tendence přechodu k výrobkům s nenasákavými nosnými vložkami, v místech výskytu půdního radonu s nosnou vložkou kovovou.

Nejpoužívanějším materiálem pro pásové izolace jsou v současné době v České republice výrobky spol. Dehtochema Bitumat a.s. BITUMELIT PR 4 a BITUMELIT PR 5, které jsou schváleny v kombinaci s penetračním nátěrem modifikovaným asfaltovým lakem nebo základním příp. i uzavíracím nátěrem epoxidovými pryskyřicemi a s ochrannou vrstvou z litého asfaltu nebo asfaltového betonu. Na trhu se rovněž vyskytují technicky podobné technologie z tuzemských i dovážených materiálů.

Čtěte také: Demontáž cihel při opravě hydroizolace komína

Fóliové systémy

Zejména při budování velkoplošných průmyslových nebo obchodních objektů se v široké míře uplatňují fóliové systémy, zejména na bázi měkčeného PVC nebo polyetylenu. Jejich výhodou je nízká cena, jednoduchá a rychlá montáž, což platí zejména u velkoplošných fólií z PE. Asfaltované izolační pásy bývají v posledních desetiletích v náročných případech izolací proti spodní vodě nahrazovány systémy fóliovými, zejména systémy z měkčeného PVC.

Výhody a nevýhody fóliových systémů

Jejich výhodou je nespolupůsobení izolace s konstrukcí, která může při svých pohybech poškodit plnoplošně lepené nebo natavované systémy. V případě netěsnosti fóliové izolace, kupř. mechanického poškození před jejím zabudováním, se však tato výhoda stává příčinou poruchy celého systému. Z tohoto důvodu byly vyvinuty zdvojené izolační systémy, umožňující lokalizaci případné poruchy a její dodatečnou opravu injektáží.

Pokročilé fóliové systémy

• Samolepicí izolační pásy (fólie): Kombinací výhod fóliového izolačního systému a systému plnoplošně spojeného s konstrukcí je technologie samolepicích izolačních pásů (fólií) z vysoce elastické asfaltokaučukové směsi nanesené na nosné fólii z plastů. Izolační systém tohoto druhu - BITUTHENE - se používá na celém světě již asi 40 let a na českém trhu jej realizuje specializovaná firma IZOMEX Brno.
• Systém PREPRUFE: Výrobce technologie BITUTHENE uvedl v 90. letech na světový trh revoluční novinku v oblasti hydroizolací - systém PREPRUFE. Vícevrstvé izolační fólie zajišťují plnoplošné spojení s izolovanou konstrukcí v celé její ploše díky reakci aktivní povrchové úpravy fólie s betonovou směsí. Je to jediný v současnosti známý systém, u kterého spodní voda svým tlakem dotlačuje hydroizolační vrstvu k povrchu konstrukce a neumožňuje jakýkoliv pohyb vody mezi konstrukcí a izolací. Mechanická odolnost izolační fólie přitom vylučuje její poškození při běžných dilatačních pohybech konstrukce. PREPRUFE byl v České republice poprvé realizován v roce 2001 a spol. Dehtochema Bitumat rozšířila svou nabídku pro rok 2002 o tento vysoce spolehlivý izolační systém, který lze v současné době považovat za vrchol vývoje v této oblasti. Jeho výhodou je rovněž malá náročnost na přípravu izolovaného podkladu, značná rychlost pokládky a příznivá cena. V náročných případech se základovou spárou hluboko pod hladinou spodní vody, při budování staveb v sousedství stávajících objektů apod. bude pravděpodobně nadále upřednostňován některý z fóliových systémů, příp. speciální systémy, jako kupř. výše zmiňovaný PREPRUFE.
• Zemní hydroizolační fólie na bázi PVC (polyvinylchlorid): Hydroizolační fólie je určena pro izolace staveb proti zemní vlhkosti a tlakové vodě, včetně izolace základů, stěnových konstrukcí, podlah nebo základové desky, k zabránění průniků hydrostatickým tlakem nebo z jedné části konstrukce do druhé. Fólie se vyrábí v různých tloušťkách.
• Zemní hydroizolační fólie se signální vrstvou: Fólie umožňuje rychle detekovat případnou perforaci a na svém povrchu má výraznou barvu. Využití signalizační vrstvy zvyšuje celkovou bezpečnost hydroizolačního systému, protože umožňuje okamžitou reakci na možné komplikace. To snižuje riziko úniků nebo prosakování, jež by mohly způsobit poškození stavební konstrukce nebo znečištění prostředí.
• HDPE a LDPE hydroizolační fólie IZOVIL: HDPE (vysokohustotní polyetylen) a LDPE (nízkohustotní polyetylen) hydroizolační fólie IZOVIL jsou polymerní geosyntetické izolace, vyráběné v souladu s danými harmonizovanými evropskými normami se značkou CE. Obě provedení jsou vyráběna v maximálních šířích 5,30 m s možností řezání na 2,65 m a tloušťkách od 0,15 do 2,50 mm s možností výroby nejen hladkého povrchu, ale i s texturovaným povrchem. Výroba je jednovrstvá nebo KO extrudovaná (vícevrstvá) v černém i barevném provedení.
• LLDPE izolační fólie GSE TunnelLiner: Na základě zkušeností firmy GSE s polyetylenovými fóliemi byla vyvinuta LLDPE izolační fólie GSE TunnelLiner. Vyrábí se v tloušťkách od 2,0 do 3,0 mm. GSE tunelové fólie mají signální vrstvu o tloušťce 0,2 mm, která slouží pro optickou identifikaci možného poškození. Tloušťka signální vrstvy je přidaná k celkové požadované tloušťce fólie a její barva je zřetelně odlišitelná od základní barvy materiálu. Důležitým parametrem tunelové izolační fólie je odolnost materiálu vůči hoření, resp. průběh hoření samotného materiálu. Vyrábí se modifikace B1, B2 a B3. GSE tunelová fólie úspěšně prošla všemi požadovanými testy v laboratořích v Institutu na Testování Plastických Látek SKZ ve Würzburgu (Süddeutsche Kunstoffzentrum) a má i certifikát ze Státní zkušebny ITC - Zlín a certifikát z VVUÚ Radvanice, posuzující nehořlavost.

Nátěrové a stříkané systémy

Výjimečně se setkáváme s nátěrovými izolačními systémy asfaltovými, v odůvodněných případech se používají stříkané systémy metakrylátové a polyuretanové.

Tabulka: Přehled hydroizolačních systémů pro různé typy konstrukcí

Speciální komponenty a příslušenství

• GSE LLDPE Disky: Jsou vyráběny ze stejné základní suroviny jako GSE izolační tunelová fólie. Slouží k uchycení tunelové fólie k primárnímu ostění tunelu a zároveň jako kotvicí prvek pro podkladovou ochrannou geotextilii.
• GSE Waterstops: Jde o těsnění do dilatačních a pracovních spár tunelu. V závislosti na šířce dilatační a pracovní spáry, předpokládaném tlaku, působícím na těsnicí prvek a počtu kotvicích výstupků se používají různé typy waterstopů. Vyrábí se v šířkách od 8,5 cm (ws 80/30) až do šířky 60 cm (ws 600/30) s počty výstupků od 2 do 6. Je možná varianta se středním kanálkem, kterým vede hadička injektážního systému.
• Jednovrstvá 3D drenážní geomříž: Z všesměrně prostorově orientovaných monofilament vláken jako jediný výrobek plně nahrazuje materiál PetexDren včetně totožné gramáže. Je charakteristický svou vysokou propustností vody a nízkou hmotností.

Aplikační postupy hydroizolace tunelů

Příkladem aplikace hydroizolačního systému je ražba tunelu Panenská, prováděná novou rakouskou tunelovací metodou. Celkové množství použité izolace bude činit 100.000 m². Tunel je v současné době ve stavbě. Izolace je prováděna po obvodě tunelu, typ „deštník“. Izolace tunelové roury je prováděna ve dvou fázích: 1. část (do výšky asi 1,5 m) při montáži drenáže, 2. část probíhá následně. Práce jsou prováděny z pojízdného lešení.

Čtěte také: Hydroizolace spodní stavby: Novostavby a rekonstrukce

Příprava podkladu

Povrch podkladu pro hydroizolaci - tzv. primér - musí být rovný, čistý, suchý, bez ostrých hran a výčnělků, bez výskytu „hnízd“. Případné nerovnosti a výčnělky je nutné odstranit, a to broušením, eventuálně odsekáním.

Instalace ochranné vrstvy

Na předem upravený a protokolárně převzatý podklad pro izolace - primér - je instalována ochranná vrstva geotextilie. Pruhy, široké 2,5 m, jsou pomocí nastřelovacích hřebů s podložkami přistřelovány k podkladu.

Pokládka a kotvení fólie

Na takto připravený podklad lze pokládat fólii. Fólie je provizorně zavěšena na nastřelovacích terčích, které jsou ve dvou řadách pro každý fóliový pás přistřeleny pomocí nastřelovacích hřebů k priméru. Nyní se fóliový pás, který svou délkou odpovídá projektované délce tunelového oblouku, postupně přivařuje k jednotlivým nastřeleným terčům tak, aby byla váha tohoto pásu rovnoměrně rozložena po jednotlivých terčích. Kotvicí LLDPE GSE terče jsou vyrobeny z identického materiálu jako izolační fólie GSE TunnelLiner, čímž je zabezpečena jejich svařitelnost s fólií bez narušení vlastností fólie. Kotevní terč je výrobcem dimenzován tak, aby jeho pevnost ve směru namáhání po dobu působení byla menší, než je pevnost (při přetržení) přivařované fólie. Tím se zabrání případnému poškození fólie.

Svařování fólií

Spojování fólií je prováděno strojně dvoustopým svarem se zkušebním kanálkem na principu horkého klínu nebo horkého vzduchu. Detaily, krátké spoje a záplaty jsou prováděny ručně horkovzdušnou svářečkou.

Podmínky pro izolační práce

Izolační práce jsou prováděny v suchu, v bezprašném prostředí, v teplotách od +5 do +35°C s vyloučením souběžných činností v prostoru izolačních prací, ohrožujících jak požadovanou čistotu spojovaných materiálů, tak pracovníky, a s vyloučením škod od následných operací na předaném díle.

tags: #hydroizolace #tunelu #natavovane

Oblíbené příspěvky:

• Kdy musí být stavbyvedoucí na stavbě
• Vše o tepelných izolacích: Otázky a odpovědi s Romanem Šubrtem
• Průvodce nátěry a povrchovými úpravami lezeckých stěn
• elegantní vinylová podlaha v dekoru topol kávový
• Ekonomické řešení střechy