Detail předmětu

Podzemní stavby

FAST-BFA007Ak. rok: 2022/2023

Historie, nomenklatura a názvosloví v podzemním stavitelství. Základní projekční prvky podzemních staveb. Geotechnický průzkum pro podzemní stavby, vliv geologie na jejich trasování. Klasifikace prostředí pro podzemní stavby. Teorie horninových tlaků. Tunelové systémy a soustavy pro větší profily: klasické soustavy, prstencová metoda, Nová Rakouská Tunelovací Metoda, strojní ražba TBM, štítování otevřenými, uzavřenými a speciálními štíty. Obvodový vrub, naplavování a vysouvání. Zlepšování prostředí při ražbách. Trhací práce. Vrtání, nakládání a odvoz rubaniny. Hloubení šachet a ražení štol. Deformace povrchu území při ražbách. Větrání a ochrana podzemních staveb proti vodě. Hloubené podzemní stavby. Mikrotunelování.

Jazyk výuky

čeština

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Vladislav Horák, CSc.

Zajišťuje ústav

Ústav geotechniky (GTN)

Výsledky učení předmětu

Student zvládne cíl předmětu "Podzemní stavby" tzn. základní projekční prvky podzemních staveb a základní metody pro návrh podzemních staveb. Seznámí se s geotechnickým průzkumem, vlivem geologie na trasování podzemní stavby a s horninovými klasifikacemi pro podzemní stavby. Bude seznámen s úvodem do teorie horninových tlaků, s tunelovými systémy a soustavami pro větší i menší profily podzemních staveb, trhacími prácemi, hloubením šachet. Bude schopný posoudit deformace povrchu území. Seznámí se s hloubenými podzemními stavbami a s mikrotunelováním.

Prerekvizity

Student má pro zvládnutí disciplíny znát: Základy geologie, mechaniku zemin, mechaniku hornin, zakládání staveb, geodézii, stavební látky, stavební mechaniku, pružnost a plasticitu, základy železničních staveb, pozemních komunikací a vodohospodářských staveb.

Osnovy výuky

1. Historie a vývoj podzemních staveb. Nomenklatura podzemních staveb podle různých kriterií. Názvosloví.
2. Hlavní konstrukční prvky podzemních staveb. Základní projekční prvky pro jednotlivé typy podzemních staveb.
3. Geotechnický průzkum pro podzemní stavby, průzkumné štoly, vliv geotechnických poměrů na trasování podzemních staveb.
4. Stav napjatosti horninového masívu v okolí tunelového výrubu, klenbové teorie, zatížení ostění částí primární napjatosti. Tunelové systémy a soustavy pro větší profily.
5. Klasické a moderní tunelovací soustavy. Prstencová metoda, tybinky, lemované plechy, bet. a želbetonové dílce, lisovaný beton, Bernold systém.
6. Nová Rakouská Tunelovací Metoda.
7. Strojní ražba TBM.
8. Štítování. Štíty s otevřeným a uzavřeným čelem, pneumatické, bentonitové, s pažením čela zeminou, nožový štít. Metoda obvodového vrubu.
9. Zlepšování prostředí při ražbách – jehlování, piloty a mikropiloty, injektáže, TI, zmrazování. Naplavování, vysouvání podzemních staveb.
10. Trhací práce, vrtání, nakládání a odvoz rubaniny. Hloubení šachet.
11. Ochrana podzemních staveb proti vodě. Větrání podzemních staveb. Hloubené podzemní stavby. Mikrotunelování.

Učební cíle

Student zvládne základní projekční prvky podzemních staveb a dále základní metody pro návrh a posouzení primární obezdívky podzemních staveb (tuhé a poddajné ostění apod.). Seznámí se s geotechnickým průzkumem a vlivem geologie na trasování podzemní stavby a s horninovými klasifikacemi pro podzemní stavby. Bude seznámen s úvodem do teorie horninových tlaků, s tunelovými systémy a soustavami pro větší i menší profily podzemních staveb, trhacími prácemi, hloubením šachet. Bude schopný posoudit deformace povrchu území. Seznámí se s hloubenými podzemními stavbami a s mikrotunelováním.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Základní literatura

BICKEL, John O., KUESEL, Thomas R., a KING, Elwyn H. Tunnel Engineering Handbook. Kluwer Academic Publishers, 2004. ISBN-13: 978-1-4613-8053-5 (EN)
KLEPSATEL, František, KUSÝ, Pavol, MAŘÍK, Libor. Výstavba tunelů ve skalních horninách. Jaga group Bratislava, 2003. ISBN 80-88905-43-5. (CS)
KLEPSATEL, František, MAŘÍK, Libor a FRANKOVSKÝ, Miloslav. Městské podzemní stavby. Jaga Group, s.r.o. Bratislava, 2005. ISBN 80-8076-021-7. (CS)
KOLYMBAS, Dimitrios. Tunnelling and Tunnel Mechanics. Springer, 2008. ISBN 978-3-540-25196-5. (EN)

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program BPC-SI bakalářský

    specializace K , 4 ročník, letní semestr, povinný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vladislav Horák, CSc.

Osnova

1. Historie a vývoj podzemních staveb. Nomenklatura podzemních staveb podle různých kriterií. Názvosloví.

2. Hlavní konstrukční prvky podzemních staveb. Základní projekční prvky pro jednotlivé typy podzemních staveb.

3. Geotechnický průzkum pro podzemní stavby, průzkumné štoly, vliv geotechnických poměrů na trasování podzemních staveb.

4. Stav napjatosti horninového masívu v okolí tunelového výrubu, klenbové teorie, zatížení ostění částí primární napjatosti. Tunelové systémy a soustavy pro větší profily.

5. Klasické a moderní tunelovací soustavy. Prstencová metoda, tybinky, lemované plechy, bet. a želbetonové dílce, lisovaný beton, Bernold systém.

6. Nová Rakouská Tunelovací Metoda.

7. Strojní ražba TBM.

8. Štítování. Štíty s otevřeným a uzavřeným čelem, pneumatické, bentonitové, s pažením čela zeminou, nožový štít. Metoda obvodového vrubu.

9. Zlepšování prostředí při ražbách – jehlování, piloty a mikropiloty, injektáže, TI, zmrazování. Naplavování, vysouvání podzemních staveb.

10. Trhací práce, vrtání, nakládání a odvoz rubaniny. Hloubení šachet.

11. Ochrana podzemních staveb proti vodě. Větrání podzemních staveb. Hloubené podzemní stavby. Mikrotunelování.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Vladislav Horák, CSc.

Osnova

1. Úvod, podmínky získání zápočtu, seznámení s problematikou – video. 2. Klasifikace prostředí pro potřeby podzemního stavitelství, klasifikační systémy, klasifikace podle Tesaře. 3. Primární a sekundární napjatost. 4. Klenbové teorie horninového tlaku. 5. Statické řešení tunelových obezdívek. 6. Tuhé tunelové ostění – 1. část. 7. Tuhé tunelové ostění – dokončení. 8. Kruhové pružné ostění vodní tlakové štoly. 9. Poklesy povrchu území nad raženým dílem. 10. Mikrotunelování – protlačování. 11. Kontrola práce a zápočet.