ANALIZA PREDNOSTI IN POMANJKLJIVOSTI …ANALIZA PREDNOSTI IN POMANJKLJIVOSTI IZVEDBE GRADBENIH JAM...

UNIVERZA V MARIBORU

FAKULTETA ZA GRADBENIŠTVO

Aleš GRMŠEK

ANALIZA PREDNOSTI IN POMANJKLJIVOSTI

IZVEDBE GRADBENIH JAM NA

HIDROELEKTRARNAH ARTO - BLANCA IN

BREŽICE

Magistrsko delo

Maribor, marec 2015

I

Smetanova ulica 17 2000 Maribor, Slovenija

Magistrsko delo na študijskem programu 2. stopnje UM

ANALIZA PREDNOSTI IN POMANJKLJIVOSTI IZVEDBE GRADBENIH JAM NA

HIDROELEKTRARNAH ARTO - BLANCA IN BREŽICE

Študent: Aleš GRMŠEK

Študijski program: 2. stopnja, Gradbeništvo

Smer: Gradbeni management

Mentor: izr. prof. dr. Stanislav ŠKRABL, univ. dipl. inž. grad.

Somentor: doc. dr. Borut MACUH, univ. dipl. inž. grad.

Lektorica: Alenka Cizel, prof. slov. in angl.

Maribor, marec 2015

III

ZAHVALA

Za strokovno vodstvo, nasvete ter pomoč pri izdelavi

magistrskega dela se iskreno zahvaljujem mentorju izr.

prof. dr. Stanislavu Škrablu, univ. dipl. inž. grad., in

somentorju doc. dr. Borutu Macuhu, univ. dipl. inž. grad.

Najlepša hvala družbi Kostak, d. d., Krško za sofinanciranje

študija, še posebej iskrena zahvala g. Miljenku Muhi za

spodbudo in podporo tekom celotnega študija. Zahvala tudi

podjetjema HESS, d. o. o., Brežice in HSE Invest, d. o. o. –

PE Brežice, da sta mi omogočili uporabo projektne

dokumentacije in g. Andreju Unetiču za strokovne nasvete.

Zahvala tudi ženi Karmen, sinu Galu in hčerki Maši, ki so

me potrpežljivo in z veliko podpore spremljali na poti do

cilja.

IV

ANALIZA PREDNOSTI IN POMANJKLJIVOSTI IZVEDBE GRADBENIH JAM

NA HIDROELEKTRARNAH ARTO - BLANCA IN BREŽICE

Ključne besede: analiza, gradbena jama, hidroelektrarna, hidrotehnični objekt

UDK: 624.131:624.152(043.2)

Povzetek

V magistrskem delu sta podrobneje obravnavana različna načina oziroma pristopa

izvedbe gradbene jame na že zgrajeni hidroelektrarni Arto - Blanca, v primerjavi z

bodočo hidroelektrarno Brežice, ki se pravkar izvaja.

Kljub umestitveni podobnosti v prostor imata predmetni hidroelektrarni različna

načina izvedbe gradbene jame, zato je cilj in namen magistrskega dela, da se

opisno in grafično prikažejo vsi potrebni konstrukcijski elementi za njuno izvedbo

in analizirajo ugotovljene prednosti in pomanjkljivosti pri posamezni izvedbi.

Z analizo prednosti in pomanjkljivosti obeh projektov je dokazano, da se pri izvedbi

gradbene jame z obtočnim kanalom pojavlja manj kritičnih aktivnosti v primerjavi z

izvedbo gradbene jame v strugi reke, slednja je hkrati namenjena tudi evakuaciji

visokih voda ob kritičnih pretokih, ki se ob izvedbi objekta lahko zagotovo večkrat

pojavijo.

Prav zato predlagamo, da se tudi pri gradnji HE Mokrice predvidi izvedbo

gradbene jame in jezovne zgradbe po tehnologiji z obtočnim kanalom, ki ima po

naši oceni številne prednosti tako z vidika kritičnih tehnologij in pričakovanih

stroškov kot tudi z vidika varnosti, zlasti pri pričakovanih velikih pretokih reke Save

med izvedbo projekta.

V prikazani analizi in sklepu magistrskega dela so podana nekatera nova

spoznanja, ki se lahko uporabijo pri nadaljnjih podobnih gradbenih projektih.

V

ANALYSIS OF ADVANTAGES AND DISADVANTAGES OF EXCAVATION PIT

CONSTRUCTION ON HYDRO POWER PLANTS ARTO - BLANCA AND

BREŽICE

Key words: analysis, excavation pit, hydroelectric power plant, hydro technical structure

UDK: 624.131:624.152(043.2).

Abstract

The master's thesis introduces in details two different types or approaches in

excavation pit completion. The already built hydroelectric power plant

Arto - Blanca is compared to the one which is being built in Brežice.

Despite similarities in the land placement, these two hydroelectric power plants

use two different types of excavation pit completion. The goal and purpose of the

thesis is to present in words and graphically all the construction elements needed

for their completion and to analyze advantages and disadvantages at each

completion.

The analysis of advantages and disadvantages of both constructions is a proof

that the excavation pit completion with bypass channel needs fewer critical

activities in comparison to the construction in the river bed which serves also as

evacuation of high waters at critical rates of discharge that can often occur while

the building completion.

My suggestion is that at completion of excavation pit and dam at HE Mokrice

bypass channel technology is used for it has advantages both in terms of critical

technologies and expected costs as well as in terms of safety, especially when

taking into account high flows of the Sava River during the project.

The presented analysis and the conclusion of the thesis provide some new

findings that can be used in further similar construction projects.

VI

VSEBINA

1 UVOD .............................................................................................................. 1

1.1 Opredelitev problema ................................................................................ 1

1.2 Cilji in namen magistrskega dela ............................................................... 2

1.3 Predpostavke in omejitve magistrskega dela ............................................ 3

1.4 Predvidene metode raziskovanja .............................................................. 4

2 IZVEDBA GRADBENE JAME HE ARTO - BLANCA ..................................... 5

2.1 Uvod in obseg del ..................................................................................... 5

2.1.1 Splošno o HE Arto - Blanca ................................................................ 5

2.1.2 Splošni podatki o gradbeni jami .......................................................... 6

2.1.3 Obseg del ........................................................................................... 7

2.2 Podatki o lokaciji ....................................................................................... 8

2.3 Inženirsko geološke in hidrološke razmere ............................................... 9

2.3.1 Inženirsko geološke razmere v gradbeni jami ..................................... 9

2.3.2 Hidrološke razmere ........................................................................... 10

2.4 Tehnični opis konstrukcijskih elementov ................................................. 12

2.4.1 Izkopi v gradbeni jami ....................................................................... 12

2.4.2 Zaščitni betonski obodni zid, ojačan z betonskimi vodnjaki .............. 15

2.4.3 Gorvodni in dolvodni zaščitni zid....................................................... 20

2.4.4 Gorvodni in dolvodni zaščitni nasip ................................................... 22

2.4.5 Zavarovanje izkopa pod obodnim zaščitnim zidom........................... 24

2.4.6 Zavarovanja brežin ........................................................................... 26

2.4.7 Črpanje vode iz gradbene jame ........................................................ 27

2.4.7.1 Kontrolirano poplavljanje gradbene jame ................................... 27

2.5 Organizacija gradbišča ............................................................................ 30

2.6 Ukrepi varovanja okolja ter opazovanja med gradnjo .............................. 31

VII

3 IZVEDBA GRADBENE JAME – HE BREŽICE ............................................ 33

3.1 Uvod in obseg del ................................................................................... 33

3.1.1 Splošno o HE Brežice ....................................................................... 33

3.1.2 Splošni podatki o gradbeni jami ........................................................ 34

3.1.3 Obseg del ......................................................................................... 34

3.2 Podatki o lokaciji ..................................................................................... 36

3.3 Inženirsko geološke in hidrološke razmere ............................................. 37

3.3.1 Inženirsko geološke razmere na območju gradbene jame

(IBE 2014) ....................................................................................... 37

3.3.2 Hidrološke razmere ........................................................................... 38

3.4 Tehnični opis konstrukcijskih elementov ................................................. 40

3.4.1 Izkopi v gradbeni jami ....................................................................... 40

3.4.2 Nasipi gradbene jame ....................................................................... 43

3.4.3 Obtočni kanal .................................................................................... 47

3.4.4 Zaščita struge dolvodno od gradbene jame in zaščita mostnega

opornika .......................................................................................... 50

3.4.5 Zaščita avtoceste .............................................................................. 51

3.4.6 Črpanje vode iz gradbene jame ........................................................ 52

3.4.6.1 Kontrolirana polnitev gradbene jame (IBE 2014) ........................ 53

3.5 Organizacija gradbišča ............................................................................ 55

3.6 Ukrepi varovanja okolja ter opazovanja med gradnjo .............................. 56

4 ANALIZA PREDNOSTI IN POMANJKLJIVOSTI IZVEDBE GRADBENIH

JAM ............................................................................................................. 59

5 SKLEP .......................................................................................................... 67

6 VIRI, LITERATURA ...................................................................................... 70

7 PRILOGE ...................................................................................................... 72

7.1 Seznam slik ............................................................................................. 72

VIII

7.2 Seznam tabel .......................................................................................... 77

7.3 Naslov študenta ...................................................................................... 77

7.4 Kratek življenjepis.................................................................................... 78

7.5 Izjava o avtorstvu .................................................................................... 78

IX

UPORABLJENI SIMBOLI

k – prepustnost vode

km – kilometer

l/s – litrov na sekundo

m – meter

m/s – metrov na sekundo

m3/s – kubični meter na sekundo

nQn – najnižji pretok

Q2 – dvoletna visoka voda

Q5 – petletna visoka voda

Q10 – desetletna visoka voda

Q20 – dvajsetletna visoka voda

Q50 – petdesetletna visoka voda

Q100 – stoletna visoka voda

Q1000 – tisočletna visoka voda

Q10000 – desettisočletna visoka voda

sQn – srednje nizki pretok

sQs – srednji pretok

sQv – srednje visoki pretok

vQv – najvišji pretok

Ø – premer

X

UPORABLJENE KRATICE

AB – armiran beton

cca – približno

GWh – gigawattna ura

HE – hidroelektrarna

JZ – jugozahod

m n. m. – metrov nad morjem

MW – megawatt

SV – severovzhod

TP – transformatorska postaja

Grmšek, A. 2015. Analiza prednosti in pomanjkljivosti izvedbe gradbenih jam na hidroelektrarnah

Arto - Blanca in Brežice Stran 1

1 UVOD

1.1 Opredelitev problema

Verigo hidroelektrarn (HE) na spodnji Savi sestavlja šest hidroelektrarn. Prva v

verigi: HE Vrhovo je bila zgrajena že leta 1991, medtem ko so bile HE Boštanj, HE

Arto - Blanca in HE Krško zgrajene v obdobju 2002–2013. Izvedba pripravljalnih

del za peto hidroelektrarno v verigi – HE Brežice – se je začela v letu 2014,

medtem ko se pričetek del za zadnjo HE Mokrice predvideva v letu 2016.

Slika 1.1: Prikaz verige hidroelektrarn na spodnji Savi [IBE, 2013]



V magistrskem delu sta podrobneje obravnavana različna načina oziroma pristopa

izvedbe gradbene jame na že zgrajeni HE Arto - Blanca v primerjavi z bodočo HE

Brežice, katere gradnja oz. pripravljalna dela so se pričela v začetku leta 2014.

1.2 Cilji in namen magistrskega dela

Namen magistrskega dela je prikazati in primerjati vsa potrebna pripravljalna dela

in načine varovanja gradbene jame, ki so bili potrebni pred izgradnjo jezovne

zgradbe na že zgrajeni HE Arto - Blanca, in sicer v primerjavi s potrebnimi

pripravljalnimi deli in načini varovanja na bodoči HE Brežice.

Kljub umestitveni podobnosti v prostor imata predmetni hidroelektrarni različna

načina izvedbe gradbene jame, zato sta cilj in namen predlaganega magistrskega

dela opisno in grafično prikazati vse potrebne konstrukcijske elemente na

posamezni HE za njeno izvedbo ter analizirati prednosti in pomanjkljivosti

posameznih načinov na podlagi dveh različnih načinov varovanja gradbene jame

pred izgradnjo jezovne zgradbe hidroelektrarne.

Slika 1.2: Prikaz umestitve v prostor HE Arto - Blanca [HESS, 2014]

Slika 1.3: Prikaz umestitve v prostor HE Brežice [HESS, 2014a]



Cilji magistrskega dela so:

prikaz in opis konstrukcijskih elementov in pomembnejših spremljajočih

objektov, potrebnih za zaščito gradbene jame na obeh hidroelektrarnah,

prikaz in opis geoloških, geomehanskih in hidroloških razmer na območju

obeh hidroelektrarn,

opis potrebnih pogojev za izvedbo del z organizacijo gradbišča na obeh

hidroelektrarnah,

opis potrebnih pogojev za varovanje okolja ter opazovanja med gradnjo na

območju obeh hidroelektrarn,

analiza prednosti in pomanjkljivosti posameznih načinov izvedbe.

1.3 Predpostavke in omejitve magistrskega dela

Pri izdelavi magistrskega dela veljajo naslednje predpostavke in omejitve:

opisne in grafične primerjave bodo prikazane tako s projektantskega kot

operativnega vidika izvedbe;

za opisni in grafični prikaz HE Arto - Blanca se upošteva izvedeno stanje –

objekt izveden;

za opisni in grafični prikaz HE Brežice se upoštevajo projektirano stanje in

razpoložljivi podatki izvedenega stanja – objekt v fazi izvedbe;

pri primerjavah in analizah se omejujem predvsem na operativni vidik

izvedbe – s strani izvajalca;

kandidat magistrskega dela je sodeloval oz. še sodeluje kot udeleženec pri

gradnji obeh hidroelektrarn (izvajalec del);

nekateri podatki zaradi poslovne skrivnosti niso javno dostopni.



1.4 Predvidene metode raziskovanja

Magistrsko delo temelji na spoznanjih, analizah, stališčih, razpoložljivih virih in

javno dostopni dokumentaciji, ki je bila oz. bo uporabljena pri izgradnji obeh

hidroelektrarn.

Struktura magistrskega dela je zgrajena iz opisnega in grafičnega dela, za

izdelavo le-tega je uporabljena strokovna literatura in viri.

Posebnih oz. specifičnih metod raziskovanja za predmetni naslov magistrskega

dela ni, so pa uporabljene čim bolj praktične in razumevajoče pisne in grafične

metode primerjave za razumevanje namena in cilja magistrskega dela.



2 IZVEDBA GRADBENE JAME HE ARTO - BLANCA

2.1 Uvod in obseg del

2.1.1 Splošno o HE Arto - Blanca

HE Arto - Blanca je tretja hidroelektrarna v verigi šestih HE na spodnji Savi.

Gradnja se je pričela oktobra leta 2005, tehnični pregled objekta je bil uspešno

izveden v oktobru leta 2009, novembra leta 2010 pa je bilo pridobljeno uporabno

dovoljenje za jezovno zgradbo. Nazivna moč HE je 39 MW, je pretočno

akumulacijskega tipa, z nameščenimi tremi vertikalnimi agregati z nazivnim

pretokom 500 m3/s, s petimi pretočnimi polji in povprečno letno proizvodnjo

približno 140 GWh. HE Arto - Blanca v slovenski elektroenergetski sistem prispeva

približno en odstotek trenutne letne proizvodnje električne energije v Sloveniji

(HESS 2014).

Slika 2.1: Pogled na izvedeno HE Arto - Blanca [HESS, 2014]



2.1.2 Splošni podatki o gradbeni jami

Izgradnja jezovne zgradbe HE Arto - Blanca (prelivna polja, strojnica, priključna

zgradba, krilni zidovi) je razen priključnega nasipa na levem bregu potekala v eni

gradbeni jami. Ker je gradbena jama deloma zapirala strugo reke Save, se je pri

visoki vodi ustvarjala dodatna zajezitev na gorvodnem delu, čemur je bila višinsko

prilagojena zaščitna konstrukcija (IBE 2005).

Na desni strani struge reke Save je bila gradbena jama zavarovana s sestavljeno

sidrano podporno konstrukcijo, ojačano z vodnjaki (zaščitni betonski obodni zid), ki

so jo na gorvodnem in dolvodnem delu zapirali AB-zaščitni zid na utrjeni podlagi iz

jet-grouting pilotov in zaščitna nasipa, tesnjena s jet-grouting tesnilno zaveso in

obložena s kamnito oblogo na vodnih straneh.

Slika 2.2: Gradbena situacija gradbene jame HE Arto - Blanca [IBE, 2005a]



Gradbena jama je bila povprečnih dimenzij cca 200 m × 202 m, kar znaša cca

40.400 m2 površine (merjeno od osi nasipov), največja globina je bila dosežena na

območju izkopov za strojnico – cca 25 m, medtem ko so povprečne globine na

območju prelivnih polj dosegale cca 16 m pod koto obstoječega terena.

Slika 2.3: Zračni posnetek gradbene jame HE Arto - Blanca [HESS, 2006]

2.1.3 Obseg del

Za potrebe izvedbe gradbene jame in nadaljevalnih del izvedbe jezovne zgradbe

je bilo potrebni izvesti naslednji obseg objektov in naprav:

izkopi v gradbeni jami do kote glavnih objektov,

zaščitni betonski obodni zid, ojačan z vodnjaki v strugi reke Save, vključno

s sidrno gredo in konzolnim zidom,

gorvodni in dolvodni zaščitni zid z utrjevanjem temeljnih tal pod zaščitnim

zidom in sidranjem,

gorvodni in dolvodni zaščitni nasip,



zavarovanje izkopa pod obodnim zaščitnim zidom s sidranjem,

zavarovanja brežin pri izkopu gradbene jame,

črpanje vode iz gradbene jame,

zaščita levega brega reke Save na vplivnem območju zaščitnega zidu

gradbene jame,

ostala dela v sklopu organizacije gradbišča (platoji, uvozne in dostopne poti

za potrebe gradbišča, oskrba z električno energijo, črpališča …).

2.2 Podatki o lokaciji

Glavni del gradbišča HE Arto - Blanca se je nahajal na desnem bregu reke Save v

neposredni bližini glavne ceste G1-5, ki povezuje Sevnico in Krško. Manjše

delovišče je bilo tudi na levem bregu Save, kjer se je izvajala zaščita levega brega

nasproti gradbene jame (IBE 2005).

Slika 2.4: Lokacija HE Arto - Blanca [Google zemljevidi, 2014]

Slika 2.5: Mikro lokacija HE Arto - Blanca [PISO, 2014]



2.3 Inženirsko geološke in hidrološke razmere

V tem poglavju so navedeni povzetki inženirsko geološke zgradbe hribinske

podlage v izkopu gradbene jame, in sicer na podlagi inženirsko geoloških kartiranj

brežin v času izkopov gradbene jame, ter hidrološke razmere.

2.3.1 Inženirsko geološke razmere v gradbeni jami

Zgornje plasti izkopov so sestavljali humusni, peščeno meljasti in prodnati

materiali z lokalnimi lečami konglomerata, medtem ko so bile spodnje plasti hribine

sestavljene v flišnih plasteh zgornje krede, ki so zgrajene iz kalkarenitnih plasti,

plasti lapornatega apnenca in plasti meljasto glinastega laporja in glinovca.

Ločene so bile naslednje horizontalne flišne plasti, in sicer:

menjavanje plasti rjavo sivega kalkarenita, lapornatega apnenca in

meljastega laporja z vložki, v katerih se menjavata siv lapornat apnenec in

temno siv glinasti lapor in

menjavanje plasti tanko plastovitega ploščastega lapornatega apnenca,

glinastega laporja in glinovca.

Slika 2.6: Prikaz plasti hribine v gradbeni jami [lasten vir, 2006]



Hribina je bila heterogena in močno tektonizirana. Široke tektonske cone so

posledica intenzivnih narivnih deformacij, ki so povzročile tudi gubanje plasti.

Flišne plasti sta deformirali dve močni tektonski coni prečno dinarske smeri JZ–SV

v severnem delu prelivnih polj in srednjem delu strojnice in dinarski prelom v

zahodnem delu strojnice. Brežine in temeljna tla prelivnih polj in strojnice so bila z

geotehničnega vidika slabo grajena – razpokana hribina do zelo slaba

tektonizirana hribina, neenotni vpadi plastovitosti hribine in tektonskih elementov

pa so še poslabšali stabilnostne razmere v brežinah gradbene jame (Kostak

2006).

Močni dotoki zalednih vod iz kontakta kvartarni peščeni prod – zgornjekredna

flišna hribina – so v območju strojnice močno erodirali brežine. V območju brežin

strojnice in na nekaterih brežinah prelivnih polj je zaradi navedenih razmer

prihajalo do zruškov, tako da je bilo potrebno izvesti dodatne podporne ukrepe s

kamnitimi zložbami (Kostak 2006).

Slika 2.7: Pritoki zalednih vod in podporni ukrepi v gradbeni jami

[lasten vir, 2006]

2.3.2 Hidrološke razmere

Hidrološki podatki visoke vode so bili za potrebe projektiranja povzeti po hidrološki

študiji Save na odseku HE Boštanj, HE Blanca, HE Krško, HE Brežice in HE

Mokrice (Inštitut za vode 2002).



Karakteristični pretoki reke Save na območju profila HE Arto - Blanca v

hidrološkem obdobju 1971–2000 so (Inštitut za vode 2002):

nQn = 41 m3/s najnižji pretok

sQn = 58 m3/s srednje nizki pretok

sQs = 215 m3/s srednji pretok

sQv = 1817 m3/s srednje visoki pretok

vQv = 3037 m3/s najvišji pretok

Sava HE BLANCA

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

pre

tok

(m

3/s

)

1926 - 2000 598,3 547,3 696,7 693,5 665,8 681,1 540,1 509,2 716,5 931,1 1156 790,7

1926 - 1975 572,2 599,8 735,9 716,2 706,3 710,3 553,0 507,9 778,4 940,1 1162,5 757,9

1951 - 2000 633,9 554,6 713,6 744,3 679,5 704,1 574,4 490,9 692,9 958,6 1132,6 852,9

JAN FEB MAR APR MAJ JUN JUL AVG SEP OKT NOV DEC

sQv

Slika 2.8: Mesečna razporeditev srednjih visokih pretokov (sQv) na reki Savi, HE

Blanca, za obdobja 1926–2000, 1926–1975 in 1951–2000 [Inštitut za vode, 2002]

Visoke vode (pretoki – profil HE Blanca, obdobje 1971–2000) (Inštitut za vode

2002):

Q2 = 1670 m3/s dvoletna visoka voda

Q5 = 2150 m3/s petletna visoka voda

Q10 = 2440 m3/s desetletna visoka voda



Q20 = 2710 m3/s dvajsetletna visoka voda

Q50 = 3030 m3/s petdesetletna visoka voda

Q100 = 3270 m3/s stoletna visoka voda

Q1000 = 4020 m3/s tisočletna visoka voda

Q10000 = 4770 m3/s desettisočletna visoka voda

Končne višine v celoti izvedenih konstrukcijskih elementov naj bi varovale

gradbeno jamo proti visoki vodi do pretoka s povratno dobo 20 let

(Q20 = 2710 m3/s), kar se je pri izvedbi tudi izkazalo za ustrezno – ni prišlo do

poplavitve gradbene jame, čeprav se je med izvedbo del meseca septembra 2007

pretok oz. vodostaj kritično približal projektirani koti.

Slika 2.9: Visoka voda reke Save na HE Arto - Blanca – september 2007

[lasten vir, 2007]

2.4 Tehnični opis konstrukcijskih elementov

2.4.1 Izkopi v gradbeni jami

Izkopi so se izvajali delno v rečni strugi, delno na zemljiščih, ki so bila v

določenem delu opredeljena kot kmetijska. Vse zemljine so bile uporabljene oz.

vgrajene v območju gradbišča HE za izvedbo nasipov, zasipa objekta, agregata za

betone in končne ureditve.



V prvi fazi del so se izkopi v gradbeni jami izvedli do predvidenih nivojev ureditve

iztočnih in natočnih delov jezovne zgradbe. Vsi izkopi do omenjenih nivojev so

potekali v peščeno-meljastih in prodnih zemljinah. Izkopi so se izvajali selektivno

po ustreznosti za nadaljnjo rabo. Izkopi druge faze gradbene jame so se izvajali do

hribinske podlage v območju strojnice prelivnih polj. Projektirani nakloni brežin

izkopov (večina v naklonu 1 : 1,5) so se potrdili ob izkopu oz. so se po potrebi

spremenili glede na dejanske geomehanske razmere z dodatnimi varovalni ukrepi.

Slika 2.10: Gradbena situacija izkopov gradbene jame [IBE, 2005a]

Slika 2.11: Karakteristični prečni profil izkopov gradbene jame – območje strojnice

[IBE, 2005a]



Slika 2.12: Karakteristični prečni profil izkopov gradbene jame – območje prelivnih

polj [IBE, 2005a]

Slika 2.13: Karakteristični vzdolžni profil izkopov gradbene jame [IBE, 2005a]

Izkope pod koto izvedene sestavljene sidrane podporne konstrukcije, ojačane z

vodnjaki, je bilo potrebno izvajati posebej previdno, brez razstreljevanja, da niso

nastale poškodbe v temeljni hribini pod obodno steno, ki je bila predhodno utrjena

oz. ojačana z injektiranjem približno v liniji brežine izkopa. Način izkopa v kritičnih

območjih, predvsem zadnjih 0,5 m nad temeljno ploskvijo, se je izvedel s

frezanjem ali pikiranjem hribine.



Slika 2.14: Zračni posnetek izvedenih izkopov v gradbeni jami [HESS, 2006]

2.4.2 Zaščitni betonski obodni zid, ojačan z betonskimi vodnjaki

Zaščitni betonski obodni zid so sestavljali betonski vodnjaki, premera 6 m, ki so

skupaj z betonskimi vmesnimi zidovi enake širine tvorili masivno betonsko

monolitno konstrukcijo.

Izvedenih je bilo 8 vodnjakov na osni razdalji 12 m in 7 vmesnih zidov, tako da je

skupna dolžina konstrukcije znašala 90 m. Globina obodnega zidu (vodnjakov in

vmesnih zidov) je znašala od 5,7 do 6,7 m.



Slika 2.15: Gradbena situacija – zaščitni sidrani AB-zid, temeljen na vodnjakih

Ø 6 m [Kostak, 2006]

Slika 2.16: Vzdolžni in prečni prerez – zaščitni sidrani AB-zid, temeljen na

vodnjakih Ø 6 m [Kostak, 2006]

Slika 2.17: Pogled na delno izveden zaščitni betonski obodni zid

[lasten vir, 2006]



Temeljenje je bilo izvedeno pod nivojem trdne hribinske podlage v strugi reke

Save, pri tem se je v največji možni meri odstranil zgornji slabši material, dodatno

čiščenje dna pred izvedbo betoniranja pa se je izvedlo s pomočjo posebnega

podvodnega sesalca in potapljačev. Betoniranje pod gladino vode se je izvajalo

kontraktorsko.

Slika 2.18: Opaž vodnjaka in vmesnega zidu [lasten vir, 2006]

Slika 2.19: Čiščenje dna vodnjakov in kontraktorsko betoniranje [lasten vir, 2006]



Za zagotovitev nepropustnosti stika med obodnim zidom in hribinsko podlago je

bilo izvedeno kontaktno injektiranje, ki se je izvajalo z nivoja vrha vodnjakov skozi

vrtine na osni razdalji 3 m in cca 2 m v hribinsko podlago.

Ob zunanjem robu masivnega zidu je bila izvedena armiranobetonska greda,

višine 1,0 m, za potrebe izvedbe in prednapenjanja geotehničnih sider, hkrati pa je

omogočala tudi sodelovanje in raznos sile pri sidranju zidu. Greda predstavlja tudi

spodnji del konzolne stene.

Nad masivnim zidom je bila izvedena armiranobetonska konzolna stena, višine

5 m, na celotni dolžini. Nivo krone konzolne stene sledi nivoju masivnega zidu.

Slika 2.20: Prečni prerez in pogled na zaščitni betonski obodni zid

[IBE, 2005a in lasten vir, 2006]

Zaradi potrebne stabilnosti obodnega zidu pri maksimalnem vodnem pritisku je

bilo po celotni dolžini zaščitnega zidu na vodni strani izvedeno sidranje z

vertikalnimi prednapetimi sidri na osni razdalji 1,20 m.



Vsa prednapeta sidra so imela vezno dolžino 12,00 m, medtem ko se je prosta

dolžina spreminjala – od 10,50 do 18,30 m. Skupaj je bilo na obodnem zidu

vgrajenih 70 kosov geomehanskih sider.

Slika 2.21: Sidranje obodnega zidu z vertikalnimi prednapetimi sidri

[lasten vir, 2006]

Zaradi slabe geološke sestave temeljnih tal je na celotni dolžini obodnega zidu

izvedeno tudi utrjevanje temeljnih tal pod notranjim robom obodnega zidu, kjer so

se pri polni obremenitvi pojavljale največje koncentracije napetosti. Utrjevanje tal

je bilo izvedeno po tehnologiji injektiranja jet-grouting, in sicer z dvofaznim

postopkom, kjer se je v 1. fazi izvajalo vrtanje z vodnim izpiranjem, v naslednji fazi

pa injektiranje. Vrtine oz. injektiranje je potekalo na osnem razmaku 60 cm v

naklonu 3 : 1, kar je sovpadalo z naklonom kasnejših izkopov za prelivna polja.

Slika 2.22: Izvedba utrjevanja temeljnih tal pod obodnim zidom [lasten vir, 2006]



2.4.3 Gorvodni in dolvodni zaščitni zid

Gorvodni in dolvodni zaščitni zid sta bila izvedena na predhodno utrjenih temeljnih

tleh iz jet-grouting pilotov ø 160 cm, izvedenih v rastru 130 cm (5 vzdolžnih linij) v

skupni izvedeni dolžini 115,00 m, in sta služila kot nadomestitev podporne

konstrukcije z vodnjaki na gorvodnem in dolvodnem delu.

Slika 2.23: Gradbena situacija – gorvodni in dolvodni zaščitni zid

[Kostak, 2006]

Slika 2.24: Vzdolžni profil – gorvodni in dolvodni zaščitni zid [Kostak, 2006]

Enako kot na zaščitnem betonskem obodnem zidu je bila tudi na tem delu

izvedena AB konzolna stena na celotni dolžini (gorvodno in dolvodno), zaradi

potrebne stabilnosti zaščitnega zidu pri maksimalnem vodnem pritisku po celotni

dolžini pa na vodni strani še vertikalno sidranje s prednapetimi sidri na različnih

osnih razdaljah. Dolžina posameznega od skupno 50 vgrajenih prednapetih sider



je bila 25,50 m, od tega je vezna dolžina znašala 12,00 m, prosta dolžina pa

13,50 m.

Slika 2.25: Prečni prerez, utrjevanje temeljnih tal in izveden zaščitni zid

[Kostak, 2006]

Slika 2.26: Zračni posnetek gradbene jame s prikazom zaščitnih zidov

[HESS, 2006]



Na dolvodnem delu zaščitnega zidu je bila v konzolni steni vgrajena jeklena

tablasta zapornica, dimenzij 4,0 m x 2,0 m, za polnjenje oz. praznjenje gradbene

jame. Poleg nje pa sta bila za praznjenje oziroma polnjenje vgrajena še dva cevna

propusta, premera 60 cm, s podaljšanim vretenom, tako da je bilo možno

manipuliranje s podesta.

Slika 2.27: Pogled na tablasto zapornico in cevna propusta [lasten vir, 2006]

2.4.4 Gorvodni in dolvodni zaščitni nasip

Gorvodna in dolvodna zaščitna nasipa sta potekala od konca zaščitnega zidu do

izteka pri glavni cesti G1-5. Krona gorvodnega nasipa je bila zaradi varnosti proti

morebitnem prelivanju 40 cm nad krono gorvodnega dela zaščitnega zidu (IBE

2005). V območjih, kjer podlaga ni bila relativno vodoravna ali zelo blago

nagnjena, je bilo potrebno podlago pripraviti z zasekanjem stopnic v območju stika

podlage in nasipa. Na tako izveden spodnji del nasipa in stopničeno podlago je bil

izveden nasip iz meljasto peščenega in gramoznega materiala, ki je bil pridobljen

iz izkopa gradbene jame.

Vodna stran brežine priključnih nasipov, ki so bili izvedeni v naklonu 1 : 2, je bila

obložena s kamnito oblogo s kamni večjih dimenzij, saj so se na tem delu

pojavljaje najvišje hitrosti vode pri obtekanju zidu.



Slika 2.28: Zračni posnetek gradbene jame s prikazom zaščitnih nasipov

[HESS, 2006]

Na kroni nasipa je bila vzdolž celotnih nasipov (gorvodno in dolvodno) izvedena

tesnilna zavesa iz jet-grouting pilotov. Piloti so bili izvedeni na osni razdalji 50 cm,

z dejanskim premerom izvedenih pilotov cca 80 cm. Vrstni red izvedbe je bil

takšen, da se je za potrebe zgoščevanja tesnilne zavese najprej izvedel vsak drugi

ali tretji pilot, nato pa še vmesni piloti. Za zagotavljanje tesnosti se je bilo potrebno

prilagoditi globini hribinske podlage, tako da sta se vrtanje in injektiranje izvedli še

vsaj 1 m v hribinsko podlago.

Slika 2.29: Izvedba tesnilne zavese zaščitnih nasipov [lasten vir, 2006]



2.4.5 Zavarovanje izkopa pod obodnim zaščitnim zidom

Zavarovanje izkopa pod obodnim zaščitnim zidom za potrebe izvedbe prelivnih

polj se je izvedlo na naslednji način:

na spodnjem masivnem delu obodnega zidu sta bila izdelana utor in

armiranobetonska sidrna greda za pritrditev poševnih prednapetih sider,

vgrajenih in napetih je bilo 20 začasnih prednapetih geomehanskih sider s

prosto dolžino 10,50 m in vezno dolžino 12,00 m,

dodatno je bila zaradi slabih geoloških razmer v gradbeni jami izvedena še

zaščita zavarovanja gradbene jame oz. izkopa pod obodnim vodnjaškim

zidom (izvedba s kombinacijo betona in kamna v betonu) v globini od 5,5 do

11,8 m.

Slika 2.30: AB sidrna greda pod obodnim sidranim zidom, temeljenim na vodnjakih

[IBE, 2006]



Slika 2.31: Pogled na izvedeni utor v obodnem zidu in izvedba AB sidrne grede

[lasten vir, 2006]

Slika 2.32: Pogled na izvedeno AB sidrno gredo pod obodnim zidom

[lasten vir, 2006]



2.4.6 Zavarovanja brežin

Zaradi slabih geološko-geomehanskih lastnosti hribine je bilo potrebno izvesti

dodatne varovalne ukrepe varovanja gradbene jame, predvsem na območju

strojnice, kjer so močni dotoki zalednih vod iz kontakta peščeni prod – flišna

hribina v območju strojnice močno erodirali brežine. Izvedli so se dodatni podporni

ukrepi z izvedbo kamnitih zložb v betonu.

Slika 2.33: Pogled na izvedene varovalne ukrepe na območju strojnice

[lasten vir, 2006]

Slika 2.34: Pogled na izvedene varovalne ukrepe v gradbeni jami

[lasten vir, 2006]



2.4.7 Črpanje vode iz gradbene jame

Bistveni element pri izvedbi gradbene jame je predstavljalo črpanje podtalnice,

dotokov zalednih ter meteornih vod iz gradbene jame, zato je bilo potrebno izvesti

učinkovit in predvsem ustrezen črpalni sistem, da se je obvladovalo dotoke vode v

gradbeno jamo in omogočilo kontinuirano delo.

Voda iz gradbene jame se je prečrpavala v umetno izvedeni površinski vodotok, ki

je bil opremljen z usedalnikom in merskim prelivom za merjenje pretoka. Med

celotnim časom izgradnje je bilo potrebno skrbeti za dežurstvo in rezervni vir

električne energije za črpalke z agregati, da se je v primeru izpada električnega

omrežja zagotavljala neprekinjenost delovanja črpališč.

Slika 2.35: Začasna črpališča v gradbeni jami in umetno izvedeni površinski

vodotok z usedalnikom [lasten vir, 2006]

2.4.7.1 Kontrolirano poplavljanje gradbene jame

Kontrolirano poplavljanje gradbene jame bi se izvajalo v primeru napovedi pojava

velikih pretokov, višjih od 20-letne visoke vode (nad 2700 m3/s). S kontroliranim

polnjenjem gradbene jame se preprečuje prekomerne erozije priključnih nasipov

pregrade in ustvarjanje zadostne globine vodne blazine pred končnim zalivanjem

preko zaščitnega zidu (IBE 2005). Kontrolirano prelivanje je bilo predvideno preko

zapornice v steni po predhodnem odpiranju zasunov na izpustih, vgrajenih na

spodnji del obodne stene gradbene jame.



Slika 2.36: Pogled na tablasto zapornico in cevna propusta [lasten vir, 2006]

Za ustrezno informiranost, usklajenost in predvsem sprejemanje odločitve o

poplavitvi gradbene jame je bil pred izvedbo gradbene jame izdelan elaborat

postopkov in odgovornosti za primer visokih voda reke Save, ki je določal:

postopke za primer nastopa visokovodnega vala,

navodila v primeru napovedi nastopa katastrofalnih pretokov,

ukrepe pred, med in po poplavi,

način spremljanja in opazovanja pretokov,

ukrepe in procedure v primeru poplavne ogroženosti,

stopnje pripravljenosti v povezavi s stopnjo ogroženosti,

ukrepe za zavarovanje ljudi, mehanizacije in opreme ter objektov,

dodatna zaščitna dela za zmanjšanje škode in

ukrepe za čimprejšnjo praznitev gradbene jame ter nadaljevanje del.

Na spodnji sliki so prikazane tri označbe (linije), ki so označevale stopnjo

ogroženosti v primeru nastopa visoke vode reke Save na konzolnem zidu (vrh na

koti 170,60 m n. m.) med izvajanjem del v gradbeni jami.



1. stopnja ogroženosti – zelena črta – kota

vode: 167,00 m n. m.

Ukrep: intenzivnejše spremljanje

vodostaja reke Save.

2. stopnja ogroženosti – modra črta – kota

vode: 168,00 m n. m.

Ukrep: aktiviranje posebne službe za

opazovanje, obveščanje odgovorne

osebe konzorcija HE Blanca.

3. stopnja ogroženosti – rdeča črta – kota

vode: 169,10 m n. m.

Ukrep: izvajanje ukrepov za reševanje in

evakuacijo ter sprejemanje odločitve o

kontroliranem polnjenju gradbene jame.

Slika 2.37: Označbe stopnje ogroženosti v primeru visoke vode [lasten vir, 2006]

Slika 2.38: Spremljanje pretokov in vodostaja v času visoke vode – september

2007 [lasten vir, 2007]



2.5 Organizacija gradbišča

Izvajalec del je moral tekom gradnje izvesti in skrbeti za normalno obratovanje in

vzdrževanje vseh gradbiščnih infrastrukturnih objektov na celotnem območju

gradbišča.

V okviru izvedbe so bili zgrajeni naslednji objekti gradbiščne infrastrukture:

utrjen gradbiščni plato z glavnimi gradbiščnimi cestami,

ograditev gradbišča in vratarnica z rampo,

gradbiščni priključek in razširitev glavne ceste G1-5 (tretji pas) s prometno

signalizacijo, razsvetljavo in pralno ploščadjo z oljnim lovilcem,

gradbiščna TP s priključkom na elektroenergetsko omrežje,

pisarniški objekti vodstva gradbišča, garderobe, sanitarije, delilnica hrane z

jedilnico ter tehnološki obrati in naprave, kot so žerjavi, tesarska in

železokrivska lopa, začasna črpališča, skladišča materiala in opreme.

Pri načrtovanju poteka del, organizacije gradbišča in deponij izkopanega materiala

je bilo potrebno upoštevati, da se izkopani materiali v čim večji meri vgrajujejo ali

odlagajo na za to predvidenih končnih deponijah direktno iz izkopov brez

vmesnega odlaganja.

Slika 2.39: Situacija sheme organizacije gradbišča [Kostak, 2006]



2.6 Ukrepi varovanja okolja ter opazovanja med gradnjo

Za vse vplive na okolje, ki jih je pri svojih aktivnostih povzročil izvajalec del (hrup,

prah, izpusti tekočin ...), je bilo potrebno poskrbeti, da le-ti niso presegali

dovoljenih mejnih vrednosti.

Namen opazovanj med izgradnjo je spremljanje tistih vplivov izgradnje, ki

predstavljajo potencialno nevarnost za okolje. V primeru prekoračitve mejnih

vrednosti vplivov je moral izvajalec del bodisi izvajati zaščitne ukrepe bodisi

prilagoditi tehnologijo izvedbe tako, da so se vplivi zmanjšali.

Izvajalec je moral organizirati in izvajati delo, izvajati vse ukrepe za varovanje

okolja ter varstvo in zdravje ljudi, vsa opazovanja in meritve vplivov izgradnje na

okolje v času izvajanja del na naslednjih segmentih (IBE 2005):

vpliv na vodotoke in na podtalnico – zmanjšanje ali preprečevanje

onesnaževanja voda,

vpliv na tla – posegi v tla se izvedejo tako, da bodo prizadete čim manjše

površine,

vplivi na zrak – zmanjšanje ali preprečevanje prašenja ob izvedbi gradbenih

del in emisij izpušnih plinov transportnih vozil in mehanizacije,

hrup – med izvedbo del je izvajalec dolžan spoštovati z zakonom določene

mejne vrednosti obremenitve s hrupom,

vpliv na biosfero – poleg zgoraj navedenih vplivov je bilo med gradnjo

potrebno vsa gradbena dela izvajati tako, da se je prizadelo čim manj

naravnih površin,

ravnanje z odpadki v času izgradnje – potrebno skrbeti tako za odpadke, ki

bodo nastali v tehnološkem procesu izgradnje, kot tudi za komunalne in

druge odpadke, ki bodo nastali pri koriščenju gradbiščnih infrastrukturnih

objektov,

opazovanja posedkov objektov med izvedbo – opazovati posedanje

posameznih objektov, ki so v obsegu del,



opazovanje gladine in pretokov reke Save – za spremljanje vodostajev so

bile postavljene vodomerske letve, ki so se dnevno registrirale ob isti uri, v

kritičnih fazah izvedbe del in visokih vodostajih tudi večkrat dnevno.



3 IZVEDBA GRADBENE JAME – HE BREŽICE

3.1 Uvod in obseg del

3.1.1 Splošno o HE Brežice

HE Brežice bo peta hidroelektrarna v verigi šestih HE na spodnji Savi z nazivno

močjo 45 MW. Predvidena HE je pretočno akumulacijskega tipa z nameščenimi

tremi vertikalnimi agregati z nazivnim pretokom 500 m3/s, petimi pretočnimi polji in

povprečno letno proizvodnjo 161 GWh. HE Brežice bo v slovenski

elektroenergetski sistem prispevala približno en odstotek trenutne letne

proizvodnje električne energije v Sloveniji (HESS 2014a).

Slika 3.1: Pogled na bodočo HE Brežice [HESS, 2014a]



3.1.2 Splošni podatki o gradbeni jami

Jezovna zgradba bo zgrajena v eni gradbeni jami v strugi Save, ki jo zapirata

gorvodna in dolvodna pomožna pregrada s stranskima varovalnima nasipoma na

levem in desnem bregu reke Save, ki je v času gradnje preusmerjena v obtočni

kanal na desnem bregu.

Slika 3.2: Gradbena situacija z opisom glavnih konstrukcijskih elementov

[IBE, 2014]

Gradbena jama je povprečnih dimenzij cca 196 m × 213 m (merjeno od osi

nasipov), kar znaša cca 41.748 m2 površine, največja globina je predvidena na

območju izkopov za strojnico – cca 28 m, medtem ko najgloblji del na območju

prelivnih polj dosega približno 11,5 m pod koto obstoječega terena.

3.1.3 Obseg del

Za potrebe gradnje jezovne zgradbe se v okviru pripravljalnih del izvede naslednje

(IBE 2014):

zatesnjena gradbena jama v strugi reke Save, zavarovana pred visoko

vodo reke Save, z izvedbo glavnih izkopov za jezovno zgradbo, nasipi,

dostopi in nepremičnim delom sistema za prečrpavanje vode iz gradbene

jame,



obtočni kanal na desnem bregu za začasno preusmeritev reke Save v času

izgradnje gradbene jame in jezovne zgradbe,

zaščita brežine levega brega struge reke Save in obstoječega mostnega

opornika jeklenega mostu na območju iztoka obtočnega kanala,

začasna zaščita avtoceste pred vplivi dviga gladine zaradi vpliva gradbene

jame ob morebitnih poplavah reke Save,

gradbiščna infrastruktura (predhodna rušitev objekta klavnice, gradbiščni

platoji, ceste, dostopi, oskrba z vodo, električno energijo, kanalizacijo ...).

Slika 3.3: Gradbena situacija z opisom obsega pripravljalnih del [IBE, 2014]



Slika 3.4: Zračni posnetek izvedbe pripravljalnih del – stanje oktober 2014

[Video Ivanšek, 2014]

3.2 Podatki o lokaciji

Gradbena jama in bodoča hidroelektrarna se nahajata na jugovzhodnem obrobju

mesta Brežice, cca 1 km gorvodno od sotočja reke Save in reke Krke. Gradbišče

je v času pripravljalnih del na levem in desnem bregu reke Save.

Slika 3.5: Lokacija in mikro lokacija HE Brežice [Google zemljevidi, 2014]



3.3 Inženirsko geološke in hidrološke razmere

Za potrebe projektne dokumentacije so bile izvedene predhodne in dodatne

geološko-geomehanske raziskave ter hidrološka študija reke Save na odseku HE

Brežice.

3.3.1 Inženirsko geološke razmere na območju gradbene jame (IBE 2014)

Morfološko gledano, bo jezovna zgradba HE Brežice umeščena na stabilnostno

neproblematičnem terenu. Na podlagi predhodnih geološko-geomehanskih

raziskav bo spodnji masivni blok strojnice temeljen na dobro nosilnih, slabo

prepustnih miocenskih laporjih in peščenjakih. Temeljno hribino prelivnih polj,

podobno kot pri strojnici, sestavljajo menjavajoče se plasti laporja, glinastega in

peščenega laporja ter apnenčastega peščenjaka.

Glede na ugotovljene geološke razmere se na območju pregrade in akumulacije

pojavljajo štiri značilne plasti, in sicer:

meljasto glinaste in meljasto peščene plasti

peščeno prodne plasti

močno zaglinjene prodne plasti in

peščeno glinasti melji, laporji, in peščenjaki

Slika 3.6: Karakteristični inženirsko geološki profil v območju gradbene jame

jezovne zgradbe [IBE, 2014]



3.3.2 Hidrološke razmere

Na podlagi izdelane hidrološke študije reke Save na odseku HE Boštanj, HE

Blanca, HE Krško, HE Brežice in HE Mokrice, ki je bila izdelana v letu 2002, so za

rečni profil HE Brežice značilni naslednji osnovni karakteristični podatki (Inštitut za

vode 2002):

nQn = 42 m3/s najnižji pretok

sQn = 63 m3/s srednje nizki pretok

sQs = 231 m3/s srednji pretok

sQv = 1828 m3/s srednje visoki pretok

vQv = 3055 m3/s najvišji pretok

Sava HE BREŽICE

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1200

pre

tok

(m

3/s

)

1926 - 2000 612,8 561,1 712,1 711,1 682,3 698,6 553,2 519,9 732,4 953,1 1182 810,4

1926 - 1975 589,6 618,4 756,7 739,5 728,3 733,9 570,7 521,8 799,3 968,3 1196,3 782,7

1951 - 2000 649,1 566,7 728,3 763,0 695,6 720,2 586,2 500,5 707,2 980,1 1154,4 872,2

JAN FEB MAR APR MAJ JUN JUL AVG SEP OKT NOV DEC

sQv

Slika 3.7: Mesečna razporeditev srednjih maksimalnih pretokov (sQv) na reki Savi,

HE Brežice, za obdobja 1926–2000, 1926–1975 in 1951–2000 [IBE, 2014]

Agencija Republike Slovenije za okolje je v letu 2009 na osnovi dopolnitve

verjetnostne analize spremenjenih vrednosti visokih vod reke Save vodomerne

postaje Radeče posredovala in potrdila dokončne podatke za visoke vode v profilu

HE Brežice, ki so se uporabili za potrebe projektne dokumentacije.



V naslednji tabeli so podani rezultati obeh študij za visoke vode za različne

povratne dobe (IBE 2014):

Tabela 3.1: Pretoki reke Save pri HE Brežice – primerjava študij

Pretoki po hidrološki

študiji reke Save – 2002

( m3/s)

Pretoki po dopolnitvi verjetnostne

analize spremenjenih vrednosti

visokih vod reke Save – 2009

( m3/s)

Q2 = 1685 1675

Q5 = 2170 2190

Q10 = 2470 2560

Q20 = 2730 2900

Q50 = 3060 3365

Q100 = 3290 3750

Q1000 = 4040 4840

Q10000 = 4790 6000

Gradbena jama jezovne zgradbe HE Brežice je pred visokimi vodami Save po

obodu zaščitena z začasnimi zemeljskimi nasipi, ki naj bi ščitili gradbeno jamo

pred visoko vodo do pretoka Q20 = 2900 m3/s.

Slika 3.8: Pogled na suho gradbeno jamo HE Brežice pri pretoku ~ 2300 m3/s –

november 2014 [Video Ivanšek, 2014a]



3.4 Tehnični opis konstrukcijskih elementov

3.4.1 Izkopi v gradbeni jami

Izkopi za strojnico in prelivna polja so se izvedli v plasteh meljastega peska in

peščenega proda s pojavi plasti ali posameznih leč konglomerata – naklon brežin

1 : 1,7. V hribinski podlagi, ki jo sestavljajo heterogene miocenske plasti laporja in

pretrt peščenjak, so se izkopi izvedli v naklonu 1 : 0,7 z vmesno bermo. Glede na

ugotovljeno, so se izkopi do kote temeljenja lahko izvedli v celoti brez

razstreljevanja hribine.

Slika 3.9: Gradbena situacija gradbene jame HE Brežice [IBE, 2014]



Slika 3.10: Pogled na gradbeno jamo v fazi izkopov [lasten vir, 2014]

Slika 3.11: Karakteristični prečni profil gradbene jame – strojnica [IBE, 2014]

Slika 3.12: Pogled na gradbeno jamo v fazi izkopov – strojnica [lasten vir, 2014]



Slika 3.13: Karakteristični prečni profil gradbene jame – prelivna polja

[IBE, 2014]

Slika 3.14: Pogled na gradbeno jamo v fazi izkopov – prelivna polja

[lasten vir, 2014]

Ob izvedbi izkopov sta bili ugotovljeni neobstojnost in neugodna plastovitost

sestave hribine, predvsem v smeri sever–jug, zato so bili nujno potrebni ukrepi

izvedbe zaščite strmih brežin izkopa z armaturno mrežo, pritrjeno na podlago s

sidri iz rebrastih armaturnih palic, vtisnjenih v predhodno izvrtano in z injekcijsko

maso zapolnjeno vrtino in zaščitno oblogo iz brizganega betona, debeline 8 ± 2 cm

(IBE 2014). Na kritičnih mestih so se vgradila IBO-sidra, dolžine do 12 m, oziroma

izvedle kamnite zložbe v betonu.



Slika 3.15: Pogled na sestavo in plastovitost hribine ter izvedbo zaščite brežin –

strojnica [lasten vir, 2014]

3.4.2 Nasipi gradbene jame

Varovalni nasip gradbene jame sestavljajo:

gorvodna in dolvodna pomožna pregrada in

stranska varovalna zaščitna nasipa

Slika 3.16: Gradbena situacija s prikazom zaščitnih nasipov in pomožnih pregrad

[IBE, 2014]



Višina nasipov je s projektom določena tako, da je gradbena jama varovana pred

visoko vodo Save s povratno dobo 20 let. Kota krone gorvodne pomožne pregrade

je 0,50 m višja od dolvodne, širina krone je 4 m, naklon brežin nasipov pa 1 : 1,7

(IBE 2014).

Zaradi visokega vodnega toka ob visokih vodah so se zunanje brežine nasipov in

pomožnih pregrad v večjem delu zaščitile pred erozijo s kamnito oblogo, na najbolj

izpostavljenem odseku pa z oblogo iz brizganega betona – območje preliva.

Slika 3.17: Karakteristični prerez stranskega nasipa – levi breg [IBE, 2014]

Slika 3.18: Karakteristični prerez dolvodne pomožne pregrade [IBE, 2014]



Varovalna stranska nasipa in pomožni pregradi gradbene jame so se izvedli kot

homogen nasip iz mešanice gramozne in meljasto peščene zemljine, pri čemer je

smela biti največja prepustnost vode k ≤ 10-6 m/s. To je dovolj majhna prepustnost,

da dodatna tesnitev ni potrebna (IBE 2014).

Za dosego tega pogoja je bilo potrebno določiti ustrezno težnostno mešalno

razmerje meljasti peski : prod, da se je krivulja zrnavosti mešanice pri izvedbi del

nahajala vzporedno z mejnima krivuljama, ki označujeta zgornjo in spodnjo mejo

zrnavosti, ugotovljeno s predhodnimi laboratorijskimi preiskavami (IBE 2014).

Slika 3.19: Mejne vrednosti zrnavosti mešanice zemljine za izvedbo nasipov

[IBE, 2014]

Glede na projektne zahteve je bilo ugotovljeno, da je ustrezno težnostno mešalno

razmerje meljasti peski : prod približno 20 : 80. Nasipi so se izvajali po principu

gradnje klasičnih konstrukcijskih nasipov iz nevezljivih kamnitih materialov, z

utrjevanjem v plasteh debeline največ 40 cm.



Izvedlo se je le tesnjenje spodnjega dela pomožnih pregrad, ki se je nasipavalo v

vodi in ga ni bilo možno ustrezno zgostiti in doseči ustrezno majhno prepustnost.

Prav tako se je tesnila prepustna gramozna plast pod stranskimi nasipi do manj

prepustne hribinske podlage. Tesnitev se je izvedla s tesnilno zaveso iz sklenjenih

jet-grouting kolov, ki so bili izvedeni v premi liniji na medosni razdalji 50 oz. 60 cm

s končnim premerom kolov 70 do 80 cm. Na tak način naj bi bil dosežen dovolj

neprepusten medsebojni stik kolov, ki tvorijo kontinuirano tesnilno zaveso.

Tesnitev je sklenjena po celem obodu gradbene jame (IBE 2014).

Slika 3.20: Karakteristični prerez izvedbe tesnitve na stranskem nasipu

[IBE, 2014]

Slika 3.21: Izvedba jet-grouting kolov na stranskem nasipu [lasten vir, 2014]



3.4.3 Obtočni kanal

Obtočni kanal se je izvedel na desnem bregu reke Save in je v celoti izveden v

meljastih peskih in gramozu, pri čemer so se lokalno pojavile tanjše plasti in leče

konglomerata. Služi kot preusmeritveni kanal celotne struge reke Save, v času

izgradnje jezovne zgradbe. Obtočni kanal meri v dolžino po osi skoraj 600 m,

širina dna kanala je v povprečju približno 60 m, naklon brežin pa 1 : 2.

Slika 3.22: Gradbena situacija obtočnega kanala [IBE, 2014]

Slika 3.23: Pogled na obtočni kanal v fazi izvedbe [lasten vir, 2014]



V odsekih s hitrostmi toka ≤ 2 m/s se je brežina kanala nad vodno gladino zaščitila

s filtrom iz geotekstila, fiksiranim z armaturno mrežo, pritrjeno na tla s sidri iz

rebrastega betonskega železa (IBE 2014).

Slika 3.24: Karakteristični prečni prerez obtočnega kanala – območje malih hitrosti

vodnega toka [IBE, 2014]

V odsekih, kjer je hitrost toka večja in erozijska moč vodnega toka velika, se je

zaščita brežine nad vodno gladino izvedla iz brizganega betona in armaturne

mreže, v kateri so izvedene odprtine za precejanje zaledne vode.

Slika 3.25: Karakteristični prečni prerez obtočnega kanala – območje večjih hitrosti

vodnega toka [IBE, 2014]

Obloge pod vodno gladino se izvedejo iz lomljenca, položenega na filter iz

netkanega geotekstila. Linija razmejitve med zgornjim delom obloge, ki se izvaja v

suhem in spodnjim, ki se izvaja pod vodo, je bila odvisna od hidroloških razmer –

pretoka in vodostaja reke Save v času izvedbe del (IBE 2014).



Slika 3.26: Pogled na izvedbo obtočnega kanala – dolvodni del [lasten vir, 2014]

Slika 3.27: Pogled na poplavljen obtočni kanal – dolvodni del (november 2014)

[Video Ivanšek, 2014a]

Slika 3.28: Poškodbe obtočnega kanala – dolvodni del (november 2014)

[lasten vir, 2014]



3.4.4 Zaščita struge dolvodno od gradbene jame in zaščita mostnega opornika

Zaradi preusmeritve reke Save skozi obtočni kanal je bilo potrebno dodatno

zavarovanje brežine levega brega reke Save nasproti iztoka obtočnega kanala

zaradi dodatne izpostavljenosti povečani eroziji. Zavarovanje se je izvedlo kot

skalometna zaščita, debeline 50 cm, s filtrom iz netkanega geotekstila,

položenega na predhodno poravnano brežino. Peta obloge se je izvedla iz

kamnov, velikosti do 1 m, dodatno zavarovanih z železniškimi tirnicami, zabitimi v

podlago na določenem rastru.

Slika 3.29: Pogled na izvedbo zavarovanja brežine levega brega struge reke Save

[lasten vir, 2014]

Zaradi delne spodkopanosti stebra jeklenega mostu in zaradi izpostavljenosti

močnemu toku je bilo potrebno dodatno zavarovati mostni opornik s kamnitim

materialom, ki se ga je dodatno zavarovalo s tirnicami, zabitimi v podlago.



Slika 3.30: Pogled na izvedbo zavarovanja mostnega opornika [lasten vir, 2014]

3.4.5 Zaščita avtoceste

V odseku avtoceste Krška vas–Obrežje je niveleta sredine vozišča levega

voznega pasu v smeri Obrežja le približno 0,2 m nad gladino visoke vode pri

pretoku Save Q100 = 3750 m3/s in pretoku Krke Q20 = 453 m3/s.

V času izgradnje HE Brežice se poplavna varnost v omejenem območju začasno

nekoliko poslabša, saj gradbena jama zapira del odtočnega profila visokih voda

reke Save med Brežicami in avtocesto, kar bi v primeru nastopa stoletnih

pretokov reke Save povzročilo dvig gladine ob avtocesti do cca 0,3 m nad gladino

pri sedanjem stanju. To pomeni, da bi v odseku avtoceste voda poplavila tudi več

kot polovico levega vozišča. Globina vode bi bila sicer razmeroma majhna – v

najbolj potopljenih profilih od 0,00 m na robu prehitevalnega pasu do cca 0,25 m

na robu odstavnega pasu (IBE 2014).

Zaradi povečanja poplavne ogroženosti v času izgradnje HE Brežice je bilo

potrebno izvesti naslednje začasne ukrepe za zaščito avtoceste:

vzdolžni visokovodni nasip,

nadvišanje varovalnega nasipa podvoza,



ureditev meteorne kanalizacije za preprečevanje poplavljanja vozišča skozi

kanalizacijo z začasnim črpališčem za meteorno vodo, ki bi v času poplav

lahko poplavila vozišče.

Slika 3.31: Karakteristični prečni prerez izvedbe visokovodnega nasipa ob AC

[IBE, 2014]

3.4.6 Črpanje vode iz gradbene jame

Za potrebe izvedbe del v gradbeni jami je bilo potrebno izvesti črpalni sistem za

odvodnjavanje gradbene jame, ki prečrpava pronicajočo vodo v reko Savo.

Dimenzioniran je tako, da obvladuje dotoke vode v gradbeno jamo in omogoči

kontinuirano delo. Predvideni povprečni dotok v gradbeno jamo je ocenjen na 100

do 300 l/s pri normalnih letnih pretokih reke Save in ugodnih vremenskih razmerah

(IBE 2014).

Črpalni sistemi za prečrpavanje pronicajoče in meteorne vode iz gradbene jame:

začasni sistem za prečrpavanje vode iz posameznih delovišč v času

izvedbe pripravljalnih del in

glavni sistem, prečrpavanje v reko, ki bo služil ves čas izgradnje jezovne

zgradbe do porušitve gradbene jame.

Za prečrpavanje vode iz gradbene jame v času izvedbe glavnih gradbenih del sta

izvedeni dve glavni črpališči, za usedanje suspendiranih snovi iz izčrpane vode

pred izlivom v Savo pa sta izvedena dva usedalna bazena, opremljena s sistemom

za meritev pretoka.



Slika 3.32: Gradbena situacija s prikazom glavnih črpališč v gradbeni jami

[IBE, 2014]

3.4.6.1 Kontrolirana polnitev gradbene jame (IBE 2014)

Gradbena jama jezovne zgradbe HE Brežice je pred visokimi vodami Save po

obodu zaščitena z začasnimi zemeljskimi nasipi, ki varujejo gradbeno jamo pred

visoko vodo do pretoka Q20 = 2900 m3/s. Pri tem pretoku dolvodni stranski nasip

gradbene jame zagotavlja minimalno 1 m varnostne višine nad gladino pretoka

Q20.

Nekontrolirano prelivanje pomožnih pregrad in stranskih nasipov ob visoki vodi

Save bi povzročilo porušitev le-teh, zato se je na dolvodni pregradi izvedel preliv

za kontrolirano polnjenje gradbene jame v širini 10 m z drčo, zaščiteno z brizganim

betonom.

Preliv je zasut do kote krone pregrade z nasipom, izvedenim enako kot osnovni

nasip, in zagotavlja prehodnost krone pomožne pregrade in nasipa po celotnem

obodu brez prekinitve, ki se ga v primeru potrebe po polnitvi gradbene jame

odstrani.



Gladina vode v Savi doseže koto visokovodnega preliva (146,00 m n. m.) pri

pretoku približno 2000 m3/s in koto krone gradbene jame (148,10 m n. m.) pri

pretoku cca 4100 m3/s.

Slika 3.33: Tloris in prečni prerez preliva za kontrolirano polnjenje gradbene jame

[IBE, 2014]

Prostornina gradbene jame do kote preliva (146,0 m n. m.) je cca 310.000 m3. Pri

gladini reke Save na koti 147,10 m n. m. (1 m pod krono nasipa) teče preko preliva

v gradbeno jamo cca 30 m3/s. Pri tem pretoku se gradbena jama do kote

146,00 m n. m. napolni v približno treh urah.

Za opazovanje pretokov in gladin ter pravočasno obveščanje in opozarjanje je

organizirana posebna služba, katere delovanje je definirano v elaboratu o ukrepih

v primeru visokih voda, kjer je še posebej določeno:

organizacija spremljanja in napovedovanja pretokov,

vsi ukrepi in procedure v primeru poplavne ogroženosti,

stopnje pripravljenosti v povezavi s stopnjo ogroženosti oz. velikosti

napovedanih pretokov,

vsi ukrepi za zavarovanje ljudi, mehanizacije in opreme ter objektov,

morebitna dodatna zaščitna dela za zmanjševanje škode,



ukrepi za čimprejšnjo praznitev gradbene jame ter nadaljevanje del

(zagotovitev dodatnih črpalnih kapacitet in ureditev dodatnih črpališč),

imenovane odgovorne osebe za posamezne aktivnosti ter za sprejemanje

odločitve o kontrolirani polnitvi.

3.5 Organizacija gradbišča

Poleg gradbene jame z obtočnim kanalom, nasipavanja gradbiščnih platojev,

izvedbe gradbiščnih cest in dostopov je v obsegu del tudi postavitev naslednjih

gradbiščnih objektov in naprav:

gradbiščne ceste na levem in desnem bregu reke Save, ograje in vratarnica

z rampo,

objekt – kontejnerska zloženka s priključki na infrastrukturo za potrebe

vodstva gradbišča in nadzora,

gradbiščna komunalna infrastruktura in priključki,

oskrba z električno energijo,

mobilna pralnica za tovorna vozila in mehanizacijo.

Izvajalec si je v skladu s svojimi potrebami uredil deponije opreme in materialov,

delovne platoje in dostope v okviru projektne organizacije gradbišča. Pri

načrtovanju poteka del, organizacije gradbišča in deponij izkopanega materiala je

bilo potrebno upoštevati, da se izkopani materiali v čim večji meri vgrajujejo ali

odlagajo na za to predvidenih končnih deponijah direktno iz izkopov brez

vmesnega odlaganja.



Slika 3.34: Shema organizacije gradbišča [Kostak, 2014]

3.6 Ukrepi varovanja okolja ter opazovanja med gradnjo

Splošna obveznost izvajalcev je izvajanje del in vseh potrebnih ukrepov tako, da

se v skladu z veljavnimi predpisi prepreči onesnaženje okolja (voda, zrak, hrup,

tla) ter izvaja ustrezen monitoring vplivov na okolje ves čas izvedbe del.

Namen opazovanj med izgradnjo je spremljanje tistih vplivov izgradnje, ki

predstavljajo potencialno nevarnost za okolje. V primeru prekoračitve mejnih



vrednosti vplivov mora izvajalec del bodisi izvajati zaščitne ukrepe bodisi

prilagoditi tehnologijo izvedbe tako, da se vplivi zmanjšajo.

Pri izvajanju del je potrebno izvajati vse ukrepe za varovanje okolja, varstvo in

zdravje ljudi in vsa opazovanja ter meritve vplivov izgradnje na okolje v času

izvajanja del na naslednjih segmentih (IBE 2014):

vpliv na vodotoke – med izvedbo del je potrebno izvajati preventivne ukrepe in v

primeru onesnaženja tudi sanacijske ukrepe,

vpliv na tla – posegi v tla se izvedejo tako, da bodo prizadete čim manjše

površine,

vpliv na zrak – z ukrepi zagotoviti, da na območjih v okolici gradbišča ne bodo

presežene mejne vrednosti prašnih usedlin v zraku in upoštevanje emisijskih

norm pri uporabljeni gradbeni mehanizaciji in transportnih sredstvih,

hrup – med izvedbo del je izvajalec dolžan spoštovati z zakonom določene

mejne vrednosti obremenitve s hrupom,

svetlobno onesnaženje – osvetljevanje gradbišča izvajati skladno z Uredbo o

mejnih vrednostih svetlobnega onesnaževanja okolja,

vpliv na biosfero – vsa gradbena dela izvajati tako, da se prizadene čim manj

naravnih površin,

opazovanja površinske vode – monitoring kvalitete vode reke Save pri izvajanju

izpustov in prečrpavanju vode iz gradbene jame,

opazovanje morfološkega stanje struge reke Save z občasnimi ogledi stanja

brežin v prizadetem odseku Save po vsaki visoki vodi,

opazovanje podtalnice – redne meritve gladine podtalnice v piezometru,

vzpostaviti opazovanje ekosistema, rastlinstva in živalstva ter njihovi habitati

opazovanje vpliva razstreljevanja – meritve vplivov gradnje na stanovanjske in

ostale objekte, meritev tresljajev in zračnih udarov pri razstreljevanju,

opazovanje raztrosa razstreljenega materiala,

vzpostaviti je potrebno opazovanje posedkov objektov med izvedbo,



opazovanje gladine in pretoka reke Save – spremljanje in registriranje vodostaja

na vodomerski lati minimalno enkrat dnevno ob isti uri, v kritičnih fazah izvedbe

del in visokih vodostajih tudi večkrat dnevno,

upoštevati določila poročila o vplivih na okolje in okoljevarstvenega soglasja.



4 ANALIZA PREDNOSTI IN POMANJKLJIVOSTI IZVEDBE

GRADBENIH JAM

V tem poglavju je predstavljena primerjalna analiza prednosti in pomanjkljivosti

posamezne izvedbe gradbenih jam na HE Arto - Blanca in HE Brežice po

naslednjih primerjalnih elementih:

lokacija umestitve gradbene jame,

inženirsko geološke in hidrološke razmere,

glavni konstrukcijski elementi, potrebni za izvedbo gradbene jame,

čas trajanja izvedbe in kritična pot,

vrednost posameznih del izvedbe gradbene jame in gradbiščne

infrastrukture.

Analiza temelji predvsem na operativnih spoznanjih, ki so bila ugotovljena do časa

izdelave magistrskega dela, saj dokončne analize zaradi poteka izvedbe HE

Brežice še ni mogoče izdelati.



Primerjalni element: LOKACIJA UMESTITVE GRADBENE JAME

Tabela 4.1: Analiza prednosti in pomanjkljivosti lokacije umestitve gradbene jame

HE

AR

TO

- B

LA

NC

A

Delno v strugi reke Save – zožitev struge reke Save med izvedbo gradbene jame

Prednosti:

Manjša zasedba prostora za izgradnjo.

Dela se izvajajo na enem bregu, ni daljših transportnih poti za potrebe premikov zemeljskih materialov.

Pomanjkljivosti:

Zoženje struge reke Save med izvedbo gradbene jame → večja verjetnost poplavitve gradbene jame v času izvedbe v primeru visokih voda.

HE

BR

EŽ

ICE

V strugi reke Save – popolna preusmeritev struge reke Save preko obtočnega kanala pred izvedbo gradbene jame

Prednosti:

V primeru visokih voda oz. ob visokih pretokih se del toka reke Save v novi umetni strugi – obtočnem kanalu razlije preko obtočnega kanala po bližnjem polju – ni direktnega udara na brežine gradbene jame.

Začasna deponija izkopnega materiala iz obtočnega kanala služi kot protipoplavni nasip.

Del gradbene jame (izkopi, nasipi in pregrade) se lahko delno izvajajo že pred dokončno preusmeritvijo struge reke Save.

Pomanjkljivosti:

Večja zasedba potrebnih površin oz. prostora za izgradnjo (predvsem zaradi izgradnje obtočnega kanala).

Daljše transportne poti prevozov potrebnega zemeljskega materiala z levega na desni breg.



Primerjalni element: INŽENIRSKO GEOLOŠKE IN HIDROLOŠKE RAZMERE

Tabela 4.2: Analiza prednosti in pomanjkljivosti inženirsko geoloških in hidroloških

razmer

HE

AR

TO

- B

LA

NC

A

Zgornje plasti izkopov: humusni, peščeno meljasti in gramozni materiali z lokalnimi lečami konglomerata

Spodnje plasti hribine: flišne plasti zgornje krede, zgrajene iz kalkarenitnih plasti, plasti lapornatega apnenca in plasti meljasto-glinastega laporja in glinovca

Projektirano varovanje gradbene jame proti visoki vodi do pretoka: Q20 = 2710 m

3/s

Prednosti:

Dobro nosilna tla.

Kvalitetna in zadostna količina peščeno meljastega in gramoznega materiala iz izkopov za izvedbo nasipov ter kasnejših zasipov objekta ter proizvodnje betonskih mešanic.

Pomanjkljivosti:

Slaba do zadovoljiva hribina → dodatna izvedba kontaktnega injektiranja na stiku temeljnih tal in blokov iz armiranega betona (zaradi razpokanosti).

Močni dotoki zalednih vod → večje število vmesnih začasnih črpališč.

HE

BR

EŽ

ICE

Zgornje plasti izkopov: meljasti peski in peščen prod s pojavi plasti ali posameznih leč konglomerata

Spodnje plasti hribine: heterogene miocenske plasti laporja in pretrtega peščenjaka

Projektirano varovanje gradbene jame proti visoki vodi do pretoka: Q20 = 2900 m

3/s

Prednosti:

Dobro nosilna tla.

Manjši dotoki zalednih vod in posledično lažje kontroliranje dotokov le-teh.

Pomanjkljivosti:

Težko izvedljivo fino odkopavanje temeljnih tal (lomljenje plasti) → povečane količine podložnega betona in hidrotehničnega betona pri kontaktnem betoniranju.

Na območju izkopa gradbene jame nezadostna količina gramoznega materiala za izvedbo kasnejših zasipov objekta → potreben dodatni material iz območja deponije izkopnega materiala iz obtočnega kanala.



Primerjalni element: GLAVNI KONSTRUKCIJSKI ELEMENTI, POTREBNI ZA

IZVEDBO GRADBENE JAME

Tabela 4.3: Analiza prednosti in pomanjkljivosti glavnih konstrukcijskih elementov,

potrebnih za izvedbo gradbene jame

HE

AR

TO

- B

LA

NC

A

Izkopi v gradbeni jami

Zaščitni betonski obodni zid s sidrno gredo in konzolnim zidom (sestavljena sidrana podporna konstrukcija, ojačana z vodnjaki)

Gorvodni in dolvodni zaščitni zid s sidrno gredo in konzolnim zidom

Gorvodni in dolvodni zaščitni nasip s tesnitvijo – jet grouting

Zavarovanje izkopa pod obodnim zaščitnim zidom s sidranjem

Zavarovanje brežin in zaščita levega brega reke Save

Prednosti: Masivna betonska in armiranobetonska

konstrukcija na območju obstoječe struge reke Save.

Pomanjkljivosti:

Veliko število različnih konstrukcijskih elementov → vsi elementi morajo biti kakovostno projektirani in izvedeni za zagotavljanje stabilnosti oz. varovanje gradbene jame.

Izvedba vseh konstrukcijskih elementov mora slediti fazam izvedbe, zato je potreben daljši čas zagotavljanja protipoplavne zaščite gradbene jame.

Večja verjetnost pronicanja zalednih vod v gradbeno jamo – več kritičnih stikov med posameznimi konstrukcijskimi elementi.

HE

BR

EŽ

ICE

Izkopi v gradbeni jami

Stranska varovalna zaščitna nasipa

Nasip gorvodne in dolvodne pomožne pregrade

Zatesnitev gradbene

jame – jet grouting

Obtočni kanal

Zaščita struge dolvodno od gradbene jame in zaščita mostnega opornika

Zaščita avtoceste

Prednosti:

Zaščitni nasipi gradbene jame se lahko skoraj v celoti izvedejo z materialom iz

izkopa – razen brizganih betonov in

kamnolomskega materiala ni potrebnih dodatnih gradbenih proizvodov.

Zaradi predhodne preusmeritve reke Save čez obtočni kanal je manjša verjetnost poplavitve gradbene jame v času izvedbe.

Pomanjkljivosti:

Tesnilna zavesa po obodu gradbene jame ni izvedena po celotni višini → možnost pronicanja oz. erodiranja zaledne vode skozi brežine nasipov oz. pregrad.

Dodatno varovanje bližnjega avtocestnega odseka zaradi spremembe struge reke Save.



Primerjalni element: ČAS TRAJANJA IZVEDBE IN KRITIČNA POT 1

Prikaz časa trajanja operativne izvedbe posamezne gradbene jame s prikazanimi

glavnimi konstrukcijskimi elementi ter prikazanimi aktivnostmi na kritični poti:

Slika 4.1: Terminski načrt izvedbe gradbene jame HE Arto – Blanca [Kostak, 2006]

Slika 4.2: Terminski načrt izvedbe gradbene jame HE Brežice [Kostak, 2014]

1 Čas trajanja je približek dejanskemu trajanju izvedbe del



Kritična pot je veriga povezanih aktivnosti, ki neposredno vplivajo na končni rok

izvedbe projekta. Če katerakoli aktivnost na kritični poti zamuja, ima celoten

projekt zamudo.

Tabela 4.4: Analiza prednosti in pomanjkljivosti časa trajanja izvedbe

HE

AR

TO

- B

LA

NC

A

Čas izvedbe

Prednosti: Del gradbene jame (izkop in nasip) se

lahko delno izvaja tudi v fazi izvedbe obodne stene gradbene jame.

Pomanjkljivosti:

Čas izvedbe gradbene jame približno 11,5 mesecev – daljši čas izvedbe zaradi velikega števila različnih konstrukcijskih elementov, ki si morajo fazno slediti.

Aktivnost izvedbe zaščitnega obodnega zidu je najbolj pomembna na kritični poti projekta, saj zaradi svoje kompleksnosti najbolj vpliva na končni rok realizacije projekta.

HE

BR

EŽ

ICE

Čas izvedbe

Prednosti:

Krajši čas izvedbe gradbene jame, približno 7,5 mesecev (od tega cca 3 mesece obtočni kanal).

Del gradbene jame (izkopi, nasipi in pregrade) se lahko delno izvaja že pred dokončno preusmeritvijo struge reke Save.

Kritično pot predstavljajo manj kompleksni elementi izvedbe gradbene jame.

Pomanjkljivosti:

V primeru neugodnih hidroloških razmer pri izvedbi obtočnega kanala lahko ta aktivnost na kritični poti bistveno vpliva na končni rok izvedbe.



Primerjalni element: VREDNOST POSAMEZNIH DEL IZVEDBE GRADBENE

JAME IN GRADBIŠČNE INFRASTRUKTURE

Primerjava je izdelana na podlagi približka vrednosti dejansko izvedenih del, pri

kateri so upoštevana samo gradbena dela za izvedbo spodaj navedenih

konstrukcijskih elementov in potrebne gradbiščne infrastrukture.

Tabela 4.5: Primerjava vrednostnega deleža posameznih del izvedbe gradbene

jame in gradbiščne infrastrukture na HE Arto - Blanca in HE Brežice1

Vrsta del Vrednostni delež posameznih del

1

HE

AR

TO

- B

LA

NC

A

Izkop gradbene jame 26 %

Obodna stena gradbene jame s priključnima nasipoma in tesnitvami

61 %

Zavarovanje levega brega Save 2 %

Gradbiščna infrastruktura 11 %

Skupaj: 100 %

Vrsta del Vrednostni delež posameznih del

1

HE

BR

EŽ

ICE

Izkop gradbene jame 29 %

Nasip in tesnitev gradbene jame z gradbiščnimi platoji 29 %

Obtočni kanal 28 %

Zaščita struge dolvodno od gradbene jame (zavarovanje mostnega opornika in levega brega)

3 %

Zaščita avtoceste 3 %

Gradbiščna infrastruktura 8 %

Skupaj: 100 %

1 Vrednostni delež je približek dejanski vrednosti izvedbe posameznih del



Slika 4.3: Primerjava vrednostnega deleža posameznih del izvedbe gradbene

jame in gradbiščne infrastrukture na HE Arto - Blanca1 [lasten vir, 2015]


jame in gradbiščne infrastrukture na HE Brežice2 [lasten vir, 2015]





5 SKLEP

V magistrskem delu je predstavljena primerjalna analiza prednosti in

pomanjkljivosti posameznih primerjalnih elementov izvedbe gradbenih jam na

HE Arto - Blanca in HE Brežice.

Gradbena jama na HE Arto - Blanca je bila izvedena v delno zajezeni strugi reke

Save in je bila ograjena z zaščitnim sidranim betonskim in armiranobetonskim

obodnim zidom, dodatno utrjenima in tesnjenima zaščitnima nasipoma, ter pod

obodno steno dodatno zavarovana s sidranim zaščitnim zidom. Notranji del

gradbene jame se je na kritičnih mestih še dodatno varoval s kamnitimi zložbami v

betonu.

Navedeni pristop izvedbe je pomenil večjo verjetnost poplavitve gradbene jame v

času njene izvedbe v primeru visokih voda, saj so si morali vsi različni

konstrukcijski elementi do celotnega zaprtja gradbene jame v sami strugi reke

Save operativno slediti po natančno določenih fazah izvedbe, da se je dosegla

kakovostna izvedba, ki je zagotavljala stabilnost oz. varno nadaljevanje del v

gradbeni jami.

Pri izvedbi gradbene jame za HE Brežice se je uporabil drugačen pristop in način

izvedbe. Pred pričetkom glavnih izkopov za gradbeno jamo se je izvedla celotna

preusmeritev reke Save v obtočni kanal, kar je pomenilo, da se je obstoječa struga

reke Save v fazi preusmeritve pregradila s pomožno pregrado, ki je hkrati služila

kot gorvodna zaščita pred visokimi vodami. Konstrukcijske elemente gradbene

jame sestavljajo tesnjeni gorvodni in dolvodni pomožni pregradi in tesnjena

stranska varovalna nasipa na levem in desnem bregu. Zavarovanje notranjega

dela gradbene jame se je izvedlo z zaščitno oblogo iz brizganega betona, na

lokalnih mestih pa še s kamnitimi zložbami v betonu.



Navedeni pristop izvedbe gradbene jame HE Brežice je pomenil bistveno manj

kompleksnih in različnih konstrukcijskih elementov, saj je bilo za ograditev

gradbene jame potrebno pravilno in kakovostno izvesti samo tesnjene stranske

nasipe in pomožne pregrade, brez kakršnih koli betonskih oz. armiranobetonskih

konstrukcij. Hkrati je tak pristop pomenil tudi večjo ekonomičnost gradnje, saj je

bila kvalitetno načrtovana tudi izravnava mas – izkoristek izkopnih zemeljskih

materialov za potrebe nasipov.

Na podlagi vseh analiziranih primerjalnih elementov, predvsem operativnega

(izvajalskega) vidika, ugotavljamo, da je pri načinu izvedbe gradbene jame za HE

Brežice več prevladujočih prednosti, a bistveno manj »negativnih« pomanjkljivosti

pri prikazanih primerjalnih elementih kot pri izvedbi za HE Arto - Blanca, kar se

verjetno izkazuje tudi s tem, da se s strani vseh udeležencev pri gradnji z vsako

izgradnjo objektov upoštevajo prednosti in pomanjkljivosti le-teh, tudi pri naslednjih

gradbenih projektih.

Poglavitna prednost pri izvedbi gradbene jame za HE Brežice so predvsem

»manj« kompleksni konstrukcijski elementi v primerjavi s HE Arto - Blanca, katerih

posledica je tudi bistveno krajši čas izvedbe z manj tvegano kritično potjo

projektnih aktivnosti ter posledično nižjimi stroški izgradnje.

Zavedati pa se je potrebno, da izvedbe gradbenih jam za tako kompleksne in

zahtevne objekte, kot so HE na spodnji Savi, ni enostavna ter tudi ne povsem

primerljiva med posameznimi objekti. Izbor tipa zavarovanja in umestitve

mikrolokacije HE v prostor je ne nazadnje odvisen od številnih lokalnih pogojev na

sami lokaciji jezovne zgradbe. Zavedati pa se je potrebno tudi dejstva, da so bile

pri izboru varovanja gradbene jame HE Brežice že upoštevane izkušnje pri

gradnjah HE Boštanj, HE Arto - Blanca in HE Krško ter je bil verjetno to poglavitni

razlog za izvedbo gradbene jame z obtočnim kanalom.

Na osnovi analize primerjalnih prednosti in pomanjkljivosti izvedbe gradbenih jam

za HE na spodnji Savi menimo, da bo tudi za HE Mokrice smiselno predvideti

izvedbo gradbene jame z obtočnim kanalom. Slednja ima z vidika kritičnih

tehnologij in tudi z vidika varnosti pred visokimi vodami številne prednosti pred



gradnjo v strugi vodotoka, ki je hkrati namenjena evakuaciji visokih voda ob

kritičnih pretokih med izvedbo projekta.

Prednosti in pomanjkljivosti, predstavljene v tem delu, niso obravnavane kot

pohvale oziroma kritike na način izvedbe, ampak kot določena spoznanja, ki

upamo, da bodo v pomoč pri nadaljnjih podobnih gradbenih projektih.



6 VIRI, LITERATURA

[1] HE Arto - Blanca – splošno, 2014, HESS, d. o. o. Brežice. Dostopno na:

http://www.he-ss.si/he-blanca-splosno.html [2. 5. 2014].

[2] HE Brežice – splošno, 2014a, HESS, d. o. o. Brežice. Dostopno na:

http://www.he-ss.si/he-brezice-splosno.html [2. 5. 2014].

[3] IBE, d. d. Ljubljana, 2005, Projekt za razpis – Pripravljalna dela LOT A1 za

HE Blanca.

[4] IBE, d. d. Ljubljana, 2005a, Projekt za izvedbo – Pripravljalna dela LOT A1

za HE Blanca.

[5] IBE, d. d. Ljubljana, 2006, Projekt za izvedbo – Jezovna zgradba LOT A2 za

HE Blanca.

[6] Inštitut za vode Ljubljana, 2002, Hidrološka študija Save na odseku

HE Boštanj, HE Blanca, HE Krško, HE Brežice in HE Mokrice.

[7] IBE, d. d. Ljubljana, 2013, Projekt za razpis – Pripravljalna dela LOT A1 za

HE Brežice.

[8] IBE, d. d. Ljubljana, 2014, Projekt za izvedbo – Pripravljalna dela LOT A1 za

HE Brežice.

[9] Kostak komunalno stavbno podjetje, d. d., Krško, 2006, Tehnična

dokumentacija projekta HE Blanca.

[10] Kostak komunalno stavbno podjetje, d. d., Krško, 2014, Tehnična

dokumentacija projekta HE Brežice.

[11] Posnetek iz zraka HE BREŽICE, oktober 2014 – Video Ivanšek. Dostopno

na: https://www.youtube.com/watch?v=6tkaPQlyvfk [27. 12. 2014].

http://www.he-ss.si/he-blanca-splosno.html

http://www.he-ss.si/he-brezice-splosno.html

https://www.youtube.com/watch?v=6tkaPQlyvfk



[12] Posnetek iz zraka narasle Save pri HE Brežice, november 2014a – Video

Ivanšek. Dostopno na: https://www.youtube.com/watch?v=F-YhuOHEFYM

[27. 12. 2014].

[13] Google zemljevidi, december 2014. Dostopno na:

https://www.google.si/maps/ [27. 12. 2014].

[14] Prostorski informacijski sistem občin – PISO, december 2014. Dostopno na:

http://www.geoprostor.net/piso/ewmap.asp?obcina=SEVNICA [27. 12. 2014]

[15] HE Arto – Blanca – fotodokumentacija, 2006, HESS, d. o. o. Brežice.

https://www.youtube.com/watch?v=F-YhuOHEFYM

https://www.google.si/maps/

http://www.geoprostor.net/piso/ewmap.asp?obcina=SEVNICA



7 PRILOGE

7.1 Seznam slik

Slika 1.1: Prikaz verige hidroelektrarn na spodnji Savi [IBE, 2013] ........................ 1

Slika 1.2: Prikaz umestitve v prostor HE Arto - Blanca [HESS, 2014] .................... 2

Slika 1.3: Prikaz umestitve v prostor HE Brežice [HESS, 2014a] ........................... 2

Slika 2.1: Pogled na izvedeno HE Arto - Blanca [HESS, 2014] .............................. 5

Slika 2.2: Gradbena situacija gradbene jame HE Arto - Blanca [IBE, 2005a] ......... 6

Slika 2.3: Zračni posnetek gradbene jame HE Arto - Blanca [HESS, 2006] ........... 7

Slika 2.4: Lokacija HE Arto - Blanca [Google zemljevidi, 2014] .............................. 8

Slika 2.5: Mikro lokacija HE Arto - Blanca [PISO, 2014] ......................................... 8

Slika 2.6: Prikaz plasti hribine v gradbeni jami [lasten vir, 2006] ............................ 9

Slika 2.7: Pritoki zalednih vod in podporni ukrepi v gradbeni jami

[lasten vir, 2006] ................................................................................ 10

Slika 2.8: Mesečna razporeditev srednjih visokih pretokov (sQv) na reki Savi, HE

Blanca, za obdobja 1926–2000, 1926–1975 in 1951–2000 [Inštitut za

vode, 2002]......................................................................................... 11

Slika 2.9: Visoka voda reke Save na HE Arto - Blanca – september 2007

[lasten vir, 2007] ................................................................................ 12

Slika 2.10: Gradbena situacija izkopov gradbene jame [IBE, 2005a] ................... 13

Slika 2.11: Karakteristični prečni profil izkopov gradbene jame – območje strojnice

[IBE, 2005a] ....................................................................................... 13



Slika 2.12: Karakteristični prečni profil izkopov gradbene jame – območje prelivnih

polj [IBE, 2005a] ................................................................................ 14

Slika 2.13: Karakteristični vzdolžni profil izkopov gradbene jame [IBE, 2005a] .... 14

Slika 2.14: Zračni posnetek izvedenih izkopov v gradbeni jami [HESS, 2006] ..... 15

Slika 2.15: Gradbena situacija – zaščitni sidrani AB-zid, temeljen na vodnjakih

Ø 6 m [Kostak, 2006] ......................................................................... 16

Slika 2.16: Vzdolžni in prečni prerez – zaščitni sidrani AB-zid, temeljen na

vodnjakih Ø 6 m [Kostak, 2006] ......................................................... 16

Slika 2.17: Pogled na delno izveden zaščitni betonski obodni zid

[lasten vir, 2006] ................................................................................ 16

Slika 2.18: Opaž vodnjaka in vmesnega zidu [lasten vir, 2006] ............................ 17

Slika 2.19: Čiščenje dna vodnjakov in kontraktorsko betoniranje [lasten vir, 2006]

.......................................................................................................... 17

Slika 2.20: Prečni prerez in pogled na zaščitni betonski obodni zid

[IBE, 2005a in lasten vir, 2006] .......................................................... 18

Slika 2.21: Sidranje obodnega zidu z vertikalnimi prednapetimi sidri

[lasten vir, 2006] ................................................................................ 19

Slika 2.22: Izvedba utrjevanja temeljnih tal pod obodnim zidom [lasten vir, 2006] 19

Slika 2.23: Gradbena situacija – gorvodni in dolvodni zaščitni zid

[Kostak, 2006] ................................................................................... 20

Slika 2.24: Vzdolžni profil – gorvodni in dolvodni zaščitni zid [Kostak, 2006] ....... 20

Slika 2.25: Prečni prerez, utrjevanje temeljnih tal in izveden zaščitni zid

[Kostak, 2006] ................................................................................... 21

Slika 2.26: Zračni posnetek gradbene jame s prikazom zaščitnih zidov

[HESS, 2006] ..................................................................................... 21

Slika 2.27: Pogled na tablasto zapornico in cevna propusta [lasten vir, 2006] .... 22

Slika 2.28: Zračni posnetek gradbene jame s prikazom zaščitnih nasipov

[HESS, 2006] ..................................................................................... 23



Slika 2.29: Izvedba tesnilne zavese zaščitnih nasipov [lasten vir, 2006] .............. 23

Slika 2.30: AB sidrna greda pod obodnim sidranim zidom, temeljenim na vodnjakih

[IBE, 2006]......................................................................................... 24

Slika 2.31: Pogled na izvedeni utor v obodnem zidu in izvedba AB sidrne grede

[lasten vir, 2006] ................................................................................ 25

Slika 2.32: Pogled na izvedeno AB sidrno gredo pod obodnim zidom

[lasten vir, 2006] ................................................................................ 25

Slika 2.33: Pogled na izvedene varovalne ukrepe na območju strojnice

[lasten vir, 2006] ................................................................................ 26

Slika 2.34: Pogled na izvedene varovalne ukrepe v gradbeni jami

[lasten vir, 2006] ................................................................................ 26

Slika 2.35: Začasna črpališča v gradbeni jami in umetno izvedeni površinski

vodotok z usedalnikom [lasten vir, 2006] ........................................... 27

Slika 2.36: Pogled na tablasto zapornico in cevna propusta [lasten vir, 2006] ..... 28

Slika 2.37: Označbe stopnje ogroženosti v primeru visoke vode [lasten vir, 2006]

.......................................................................................................... 29

Slika 2.38: Spremljanje pretokov in vodostaja v času visoke vode – september

2007 [lasten vir, 2007] ....................................................................... 29

Slika 2.39: Situacija sheme organizacije gradbišča [Kostak, 2006] ...................... 30

Slika 3.1: Pogled na bodočo HE Brežice [HESS, 2014a] ..................................... 33

Slika 3.2: Gradbena situacija z opisom glavnih konstrukcijskih elementov

[IBE, 2014]......................................................................................... 34

Slika 3.3: Gradbena situacija z opisom obsega pripravljalnih del [IBE, 2014] ...... 35

Slika 3.4: Zračni posnetek izvedbe pripravljalnih del – stanje oktober 2014

[Video Ivanšek, 2014] ........................................................................ 36

Slika 3.5: Lokacija in mikro lokacija HE Brežice [Google zemljevidi, 2014] .......... 36

Slika 3.6: Karakteristični inženirsko geološki profil v območju gradbene jame

jezovne zgradbe [IBE, 2014] ............................................................. 37



Slika 3.7: Mesečna razporeditev srednjih maksimalnih pretokov (sQv) na reki Savi,

HE Brežice, za obdobja 1926–2000, 1926–1975 in 1951–2000 [IBE,

2014] ................................................................................................. 38

Slika 3.8: Pogled na suho gradbeno jamo HE Brežice pri pretoku ~ 2300 m3/s –

november 2014 [Video Ivanšek, 2014a] ............................................ 39

Slika 3.9: Gradbena situacija gradbene jame HE Brežice [IBE, 2014] ................. 40

Slika 3.10: Pogled na gradbeno jamo v fazi izkopov [lasten vir, 2014] ................. 41

Slika 3.11: Karakteristični prečni profil gradbene jame – strojnica [IBE, 2014] ..... 41

Slika 3.12: Pogled na gradbeno jamo v fazi izkopov – strojnica [lasten vir, 2014] 41

Slika 3.13: Karakteristični prečni profil gradbene jame – prelivna polja

[IBE, 2014]......................................................................................... 42

Slika 3.14: Pogled na gradbeno jamo v fazi izkopov – prelivna polja

[lasten vir, 2014] ................................................................................ 42

Slika 3.15: Pogled na sestavo in plastovitost hribine ter izvedbo zaščite brežin –

strojnica [lasten vir, 2014] .................................................................. 43

Slika 3.16: Gradbena situacija s prikazom zaščitnih nasipov in pomožnih pregrad

[IBE, 2014]......................................................................................... 43

Slika 3.17: Karakteristični prerez stranskega nasipa – levi breg [IBE, 2014] ........ 44

Slika 3.18: Karakteristični prerez dolvodne pomožne pregrade [IBE, 2014] ......... 44

Slika 3.19: Mejne vrednosti zrnavosti mešanice zemljine za izvedbo nasipov

[IBE, 2014]......................................................................................... 45

Slika 3.20: Karakteristični prerez izvedbe tesnitve na stranskem nasipu

[IBE, 2014]......................................................................................... 46

Slika 3.21: Izvedba jet-grouting kolov na stranskem nasipu [lasten vir, 2014] ..... 46

Slika 3.22: Gradbena situacija obtočnega kanala [IBE, 2014] .............................. 47

Slika 3.23: Pogled na obtočni kanal v fazi izvedbe [lasten vir, 2014] .................... 47



Slika 3.24: Karakteristični prečni prerez obtočnega kanala – območje malih hitrosti

vodnega toka [IBE, 2014] .................................................................. 48

Slika 3.25: Karakteristični prečni prerez obtočnega kanala – območje večjih hitrosti

vodnega toka [IBE, 2014] .................................................................. 48

Slika 3.26: Pogled na izvedbo obtočnega kanala – dolvodni del [lasten vir, 2014] 49

Slika 3.27: Pogled na poplavljen obtočni kanal – dolvodni del (november 2014)

[Video Ivanšek, 2014a] ...................................................................... 49

Slika 3.28: Poškodbe obtočnega kanala – dolvodni del (november 2014)

[lasten vir, 2014] ................................................................................ 49

Slika 3.29: Pogled na izvedbo zavarovanja brežine levega brega struge reke Save

[lasten vir, 2014] ................................................................................ 50

Slika 3.30: Pogled na izvedbo zavarovanja mostnega opornika [lasten vir, 2014]

.......................................................................................................... 51

Slika 3.31: Karakteristični prečni prerez izvedbe visokovodnega nasipa ob AC

[IBE, 2014]......................................................................................... 52

Slika 3.32: Gradbena situacija s prikazom glavnih črpališč v gradbeni jami

[IBE, 2014]......................................................................................... 53

Slika 3.33: Tloris in prečni prerez preliva za kontrolirano polnjenje gradbene jame

[IBE, 2014]......................................................................................... 54

Slika 3.34: Shema organizacije gradbišča [Kostak, 2014] .................................... 56

Slika 4.1: Terminski načrt izvedbe gradbene jame HE Arto – Blanca [Kostak, 2006]

.......................................................................................................... 63

Slika 4.2: Terminski načrt izvedbe gradbene jame HE Brežice [Kostak, 2014] .... 63


jame in gradbiščne infrastrukture na HE Arto - Blanca [lasten vir, 2015]

.......................................................................................................... 66


jame in gradbiščne infrastrukture na HE Brežice [lasten vir, 2015] ... 66



7.2 Seznam tabel

Tabela 3.1: Pretoki reke Save pri HE Brežice – primerjava študij ........................ 39

Tabela 4.1: Analiza prednosti in pomanjkljivosti lokacije umestitve gradbene jame

.......................................................................................................... 60

Tabela 4.2: Analiza prednosti in pomanjkljivosti inženirsko geoloških in hidroloških

razmer ............................................................................................... 61

Tabela 4.3: Analiza prednosti in pomanjkljivosti glavnih konstrukcijskih elementov,

potrebnih za izvedbo gradbene jame ................................................ 62

Tabela 4.4: Analiza prednosti in pomanjkljivosti časa trajanja izvedbe ................ 64

Tabela 4.5: Primerjava vrednostnega deleža posameznih del izvedbe gradbene

jame in gradbiščne infrastrukture na HE Arto - Blanca in HE Brežice 65

7.3 Naslov študenta

Aleš Grmšek

Vojsko 14a

8282 Koprivnica

Tel.: 041 721 030

e-pošta: [email protected]

mailto:[email protected]



7.4 Kratek življenjepis

Rojen: 3. oktober 1978 v Slovenj Gradcu

Šolanje: 1985–1993 – Osnovna šola Koprivnica

1993–1997 – Poklicna in tehnična gradbena in lesarska šola Novo mesto

1997–2004 – Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo v Ljubljani

2010–2015 – Fakulteta za gradbeništvo Maribor

7.5 Izjava o avtorstvu

ANALIZA PREDNOSTI IN POMANJKLJIVOSTI …ANALIZA PREDNOSTI IN POMANJKLJIVOSTI IZVEDBE GRADBENIH JAM...

Documents

Transcript of ANALIZA PREDNOSTI IN POMANJKLJIVOSTI …ANALIZA PREDNOSTI IN POMANJKLJIVOSTI IZVEDBE GRADBENIH JAM...