Vodní dílo Šance - převedení extrémních povodní

Po třech letech rozsáhlé rekonstrukce a částečného omezení provozu je vodní dílo Šance připraveno k plnění své funkce.

Vodní dílo Šance se nalézá v Moravskoslezských Beskydech v malebném horském údolí řeky Ostravice. Sypaná hráz byla vybudována v letech 1965 až 1969 a s výškou 60 m byla ve své době nejvyšší sypanou hrází v Československé republice.

Nádrž vodního díla Šance je klíčovým zdrojem pro zásobování moravskoslezského regionu pitnou vodou. K dalším, neméně důležitým úkolům patří zajištění požadovaných průtoků v profilu řeky Ostravice a současně, v případě potřeby, snížení povodňových průtoků v území až po Ostravu. Vodní dílo (VD) Šance je také využíváno k výrobě elektrické energie, a to nejen pro provoz vodního díla pomocí dvojice vodních turbín – Francisovy 0,84 MW a Bánkiho turbíny 0,23 MW.

Rekonstrukce vodního díla probíhala v prostoru hráze, v jejím bezprostředním okolí a na území blízkého, již dlouhodobě sledovaného sesuvu na pravém svahu údolí přítoku Řečice do nádrže Šance. Práce byly zahájeny v září roku 2015 a ukončeny v říjnu 2018 i přes komplikace a nové skutečnosti, které v průběhu projektu vyvstaly.

VYŠŠÍ TECHNICKOBEZPEČNOSTNÍ STANDARDY VODNÍHO DÍLA
Projekt rekonstrukce VD Šance byl od počátku koncipován na zvýšení technickobezpečnostních standardů přehrady. Práce byly soustředěny převážně v okolí hráze a v podhrází. Nově vzniklá opatření slouží proti extrémním povodním, jakým musela přehrada čelit například v roce 1997. Aby přehrada zadržela projektovaný objem odpovídající až desetitisícileté povodni, tj. 390 m3/s, muselo dojít k navýšení koruny hráze a samotné těleso hráze muselo být celkově zpevněno kamenným materiálem ze sesuvné ho území Řečice, který nádrž dlouhodobě ohrožuje.

Současně byly zcela vybourány a nově vybudovány hlavní bezpečnostní prvky vodního díla – přeliv, skluz a vývar. Tyto klíčové stavební objekty jsou provedeny jako masivní betonové konstrukce s důrazem na geometrickou přesnost, rovinatost, trvanlivost a pohledovost. Monolitické konstrukce jsou kotveny ve dně do podloží tyčovými kotvami a jsou založeny na přirozeně zazubené základové spáře skalního výlomu ošetřenou vrstvou stříkaného betonu a monolitickými prahy pro vyrovnání sklonu. Následně byla betonována konstrukce vany, tvořena železobetonovou deskou tloušťky 0,8 m a stěnami o tloušťce 1 m. Z technických důvodů a dostupnosti byla betonáž prováděna pomocí tří stacionárních jeřábů a bádií. Ukládání a hutnění konstrukčního betonu pak bylo prováděno speciálně upravenou pojízdnou vibrační lištou, která se pohybovala ve směru proti spádu budovaného skluzu. Ukládání betonu probíhalo po zhruba 300- až 400milimetrových vrstvách. Tímto způsobem bylo uloženo přes 14,5 tisíce m3 betonu z podhrází až k přelivu v zátopě na pravostranném zavázání hráze.

Modernizaci byla podrobena i zařízení řídicích, měřicích a pozorovacích systémů sběru a vyhodnocování vodohospodářských dat s dálkovým přenosem na centrální dispečink. Technické zázemí provozu přehrady se nachází v nově vybudovaném středisku třípatrové budovy, ve kterém bude kromě provozního zázemí také informační centrum státního podniku Povodí Odry.

ŽULOVÝ OBKLAD NOVÉ PŘELIVNÉ HRANY
Technicky náročnou částí byla výroba a instalace žulového obkladu nového bezpečnostního přelivu s pevnou přelivnou hranou členěnou do dvou výškových úrovní. Náročnost spočívala ve složitosti výroby geometrického tvaru tvořeného průnikem navzájem spojených zborcených ploch každého prvku obkladu, který byl projektem navržen. Výsledkem je ztvárnění pohledově celistvé přelivné hrany, která je jednou z dominantních konstrukcí v rámci rekonstrukce VD Šance.

BUDOVÁNÍ BEZPEČNOSTNÍHO PŘÍSYPU HRÁZE
Dalším hlavním objektem bylo vybudování stabilizačního přísypu hráze. Jeho účelem je zvýšení stability tělesa sypané hráze pomocí vytěženého a následně pečlivě separovaného kamenitého materiálu ukládaného do konstrukce hráze. Celkem bylo uloženo přibližně 137 tisíc m3 materiálu. Těžba probíhala v aktivním sesuvném území Řečice. Tímto byl nejen získán vhodný materiál pro přísyp hráze, ale zároveň došlo k plošnému odlehčení a zpomalení sesuvu, který je pečlivě monitorován již od roku 1967.

Sanace sesuvu spočívala v odtěžení hornin až na kluznou smykovou vrstvu, následně byl vytěžený materiál tříděn na materiál vhodný pro přísyp hráze a na materiál vhodný pro ukládání v patě sesuvu za účelem jeho přitížení a stabilizování. Tento selektivní způsob těžby kladl nelehký úkol na efektivní využití a koordinaci těžké stavební mechanizace.

Pro kontrolu míry vlivu odtěžení části materiálu sesuvu Řečice byla stávající síť monitorovacích bodů doplněna o nové prvky, včetně instalace zařízení pro monitorování a měření relativních posunů konvergence a extensometrie s dálkovým přenosem dat.

HRÁZ – NEJSLEDOVANĚJŠÍ ČÁST REKONSTRUKCE
V rámci rekonstrukce koruny hráze bylo její těleso navýšeno o zhruba 0,5 m, což vyvolalo potřebu zvýšit i úroveň stávajícího těsnicího jádra. Po odstranění a vybourání stávajících konstrukcí vlnolamů, zpevněné cesty a měřicích prvků byla zahájena oprava koruny hráze. Tato část výstavby probíhala řízeně po etapách, aby bylo minimalizováno riziko vlivu nepříznivých klimatických podmínek a zavedení případné nežádoucí srážkové vody do obnažené koruny hráze. Do provedené rýhy byly uloženy a zafixovány sedmiúrovňové horizontální extenzometry, které mají za úkol monitorovat veškeré případné pohyby, resp. deformace v samotném tělese pod úrovní koruny hráze. Poté byla instalována hydroizolační PE fólie vyvěšená na pomocnou konstrukci s následným napojením na nový vlnolam. Vše bylo prováděno vodotěsně s důraznou kontrolou svárů a navázání na okolní prvky. Vlastní suspenze těsnící zálivky byla vyráběna přímo na stavbě a pomocí soustavy čerpadel rozváděna k místu dané etapy zalívání. Vzhledem k tomu, že proces tuhnutí jílocementu je relativně citlivý na změny vlhkosti uvedeného materiálu, bylo nutné pečlivě chránit horní vzdušní líc proti nadměrnému vysychání. Nový prvek vlnolamu s kamenným pískovcovým obkladem z repasovaných, resp. nových pískovcových bloků tvoří olemování koruny hráze mezi levobřežním a pravobřežním zavázáním.

Nepropustnost podloží hráze pod těsnicím jádrem je zajištěna injekční clonou, a proto bylo cílem rekonstrukce i obnovení injekční clony, fortifikační injektáže a sanace horninového prostředí, které po téměř půlstoletí provozu vykazovaly četné známky lokální degradace. Délky injekčních vrtů se pohybují od 15 do 32 m. Celkově bylo do podloží hráze vyvrtáno více než 300 vrtů s délkou přes 4,5 km, vše prováděno ve stísněných podmínkách injekční chodby. Jednotlivé vrty byly injektovány speciální bentonitovou směsí pod různými tlaky vypočtenými pro příslušnou etáž a aktuální úroveň hladiny v přehradní nádrži. V nových vztlakoměrných vrtech byla instalována čidla monitoringu tlaků na návodní i vzdušné straně hráze.

NOVÝ DOMEK HRÁZNÉHO
Zvýšení kapacity nového přelivu a skluzu si vyžádalo demolici původní provozní budovy a výstavbu nové. Z pohledu provozního se jedná o moderní řídicí centrum celé přehrady. Do objektu provozní budovy byl instalován moderní řídicí systém provozu vodního díla včetně softwarové podpory. Budova zároveň tvoří zázemí pro techniky a technické vybavení provozu. Třípodlažní protáhlý objekt s plochou střechou má moderní, částečně prosklenou fasádu s dřevěným obkladem. Z pohledu architektury tato moderně pojatá budova znázorňuje vyplavený kmen na břehu vodní plochy. Tohoto efektu bylo docíleno kombinací dřevěného obkladu fasády s podélně členěným prosklením a instalací hliníkových prvků slunolamů. Vytápění je řešeno tepelným čerpadlem s napojením na šestici hlubinných vrtů, čímž je dosaženo velmi úsporného provozu vytápění celého objektu. Součástí vnitřní instalace je i nadzemní čistírna odpadních vod.

Druhým provozním objektem, který byl součástí celkové rekonstrukce vodního díla, je odběrná věž umístěná ve vodní ploše, spojená s břehem pomocí visuté ocelové lávky délky 187 m. Jedná se o objekt s technologickou funkcí pro měření kvality a odběru vody určené pro další zpracování na vodu pitnou. Rekonstrukce objektu věže spočívala v demontáži stávajícího obkladu z boletických panelů všech stěn a sanaci stávajících betonových konstrukcí věžových pylonů a výztužných žeber, která musela probíhat z konzolové plošiny založené pomocí horolezecké techniky. Současně z této plošiny probíhala montáž nového opláštění z hliníkového fasádního systému. Stavebně-montážní práce tohoto objektu byly pod přísným dohledem nejen ze strany vedení stavby, ale i provozu a obsluhy vodního díla. Bylo provedeno opatření za účelem zabránění jakéhokoliv znečištění vody v nádrži a současně zabránění možného poškození ovládání spodních výpustí na dně přehrady.

Dokumentace projektu VD Šance – převedení extrémních povodní byla zpracována společností Pöyry Enviroment, a. s., zhotovitelem stavby byla stavební společnost OHL ŽS, a. s. Projekt byl spolufinancován z dotačního programu Podpora prevence před povodněmi III Ministerstva zemědělství ČR a z prostředků stavebníka státního podniku Povodí Odry. Náklady projektu včetně finančních prostředků na vynucené změny a technické úpravy během realizace dosáhly celkové hodnoty 468 milionů korun. Díky velkému úsilí všech pracovníků a účastníků výstavby byla stavba provedena v požadované kvalitě a parametrech ke spokojenosti stavebníka a je kladně hodnocena širokou laickou a odbornou veřejností.

Článek původně vyšel v časopise Střechy-Fasády-Izolace č. 5/2019.