Ekspertyza techniczna
Obiekt
Wał przeciwpowodziowy
Temat
„Wykonanie ekspertyzy technicznej wału
przeciwpowodziowego rzeki Nysa Łużycka
od km 79,990 do km 80,960”
Adres
Łęknica, województwo lubuskie, powiat żarski Wał przeciwpowodziowy – rz. Nysa Łużycka
Nr umowy
Me/2/2013
Inwestor
Lubuski Zarząd Melioracji i
Urządzeń Wodnych w Zielonej Górze ul. Ptasia 2B 65-514 Zielona Góra
Biuro projektowe
HPC Polska Sp. z o. o. tel./fax 71 364 30 31 ul. Solskiego 44 www.hpc-polska.pl 52-416 Wrocław [email protected]
Wrocław, październik 2013 r.
2
BUDOWNICTWO
kompleksowa obsługa inwestycji:
- inwestorstwo zastępcze - organizacja przetargów - nadzory - kierownik projektu
projektowanie wielobranżowe
- architektura - konstrukcje - instalacje
OCHRONA ŚRODOWISKA
wnioski o wydanie pozwoleń: - zintegrowanych - na emisję substancji do
powietrza - na wytwarzanie odpadów - wodnoprawnych
oceny oddziaływania na środowisko
naliczanie opłat za gospodarcze korzystanie ze środowiska
ewidencja odpadów
konsulting w zakresie prawa ochrony środowiska
audyt ekologiczny
BHP
szkolenia: - wstępne i okresowe pracowników i pracodawców
- ochrony przeciw pożarowej - pierwszej pomocy
analiza ryzyka zawodowego
instrukcje bhp
analiza stanu bhp – audyt
obsługa BHP
GEOLOGIA
dokumentacje i opracowania:
- geologiczne - geologiczno-inżynierskie - hydrogeologiczne - geotechniczne
badania i nadzory geotechniczne w ramach obsługi inwestycji budowlanej:
- badania zagęszczenia gruntu
- badania nośności gruntu
i podłoży podatnych
- badania przydatności
gruntów rodzimych
i nasypowych
Inwestor: Lubuski Zarząd Melioracji i Urządzeń Wodnych w Zielonej Górze ul. Ptasia 2B 65-514 Zielona Góra
"Ekspertyza techniczna stanu wału
przeciwpowodziowego Nysy Łużyckiej od
km 79+990 do km 80+960 w miejscowości
Łęknica”.
Autorzy:
Doman Panek
Upr. geolog. Nr VI-0380
Agnieszka Borgowska
Upr. geolog. XI/37/2012
Maciej Płatkowski
Upr. budowlane 290/DOŚ/09
3
SPIS TREŚCI
1 Wstęp ............................................................................................................................. 5
1.1 Podstawa formalna ................................................................................................. 5
1.2 Cel i zakres opracowania ........................................................................................ 5
2 Charakterystyka terenu badań...................................................................................... 5
2.1 Lokalizacja terenu badań ........................................................................................ 5
2.2 Położenie geograficzne, opis terenu badań ............................................................. 6
3 Zakres wykonywanych prac i badań ............................................................................ 6
3.1 Lokalizacja otworów i przekrojów geotechnicznych ................................................. 6
3.2 Realizacja otworów geotechnicznych i pobór próbek gruntu ................................... 6
3.3 Sondowanie geotechniczne .................................................................................... 7
3.4 Prace geodezyjne ................................................................................................... 7
3.5 Badania laboratoryjne ............................................................................................. 7
4 Wydzielenie warstw geotechnicznych ......................................................................... 8
4.1 Warunki geotechniczne ........................................................................................... 8
4.2 Obliczenia stateczności wału .................................................................................. 9
5 Charakterystyka wału przeciwpowodziowego ............................................................10
5.1 Wyniki obserwacji stanu całego wału .....................................................................10
5.2 Ekspertyza geologiczna gruntów korpusu wału przeciwpowodziowego i jego
podłoża ...........................................................................................................................11
5.3 Warunki hydrogeologiczne .....................................................................................12
5.4 Klasa wału .............................................................................................................12
5.5 Poziom wód miarodajnych .....................................................................................12
6 Kryteria oceny stanu technicznego wału ....................................................................12
7 Ocena stanu technicznego wału ..................................................................................13
7.1 Wyniesienie rzędnej korony wału ponad zwierciadło wody miarodajnej .................13
7.2 Ocena jakości zagęszczenia gruntu w wale ...........................................................14
7.3 Parametry techniczne obwałowania. .....................................................................14
7.4 Stateczność wału ...................................................................................................15
8 Wnioski z oględzin i badań ..........................................................................................19
9 Wykaz wykorzystanych materiałów ............................................................................21
4
ZAŁĄCZNIKI TEKSTOWE
1. Opis terenowy wału
2. Podstawowe parametry wału w przekrojach poprzecznych
3. Ocena stanu technicznego i bezpieczeństwa wału
4. Wnioski z oględzin i badań wraz z zaleceniami koniecznych napraw
DOKUMENTACJA RYSUNKOWA I FOTOGRAFICZNA
1. Mapa lokalizacyjna
2. Mapa dokumentacyjna – skala 1:1500
3. Karty otworów badawczych
4. Karty sondowań
5. Przekroje poprzeczne
6. Przekrój podłużny
7. Objaśnienia do przekrojów
8. Badania laboratoryjne
9. Tabela średnich wartości parametrów warstw geotechnicznych
10. Dokumentacja fotograficzna
5
1 Wstęp
1.1 Podstawa formalna
Niniejszą ekspertyzę techniczną wału przeciwpowodziowego wykonano w ramach umowy nr
Me/2/2013 dla zadania „Wykonanie ekspertyzy technicznej wału przeciwpowodziowego rzeki
Nysa Łużycka od km 79,990 do km 80,960” w ramach umowy pomiędzy HPC Polska Sp. z
o.o., a Lubuskim Zarządem Melioracji i Urządzeń Wodnych w Zielonej Górze.
1.2 Cel i zakres opracowania
Celem niniejszego opracowania jest ekspertyza techniczna wału przeciwpowodziowego rz.
Nysa Łużycka od km 79+990 do km 8+960, położonego w Łęknicy, województwie lubuskim,
powiecie żarskim. Na podstawie ekspertyzy oceniono stan techniczny wału
przeciwpowodziowego i przedstawiono zalecenia dotyczące koniecznych napraw,
wzmocnień wału wraz z opisem wykonania tych napraw.
Prace geotechniczne i badania, przeprowadzone w dniach 30.09 - 01.10.2013, dotyczyły 1
odcinka wałów rz. Nysa Łużycka, o skorygowanej, łącznej długości 1+037 km.
W toku prac geotechnicznych odwiercono 15 otworów badawczych, o łącznej długości 35 m,
oraz wykonano 15 sondowania geotechniczne sondą dynamiczną, o długości 35 m. Łącznie
więc przeanalizowano 15 profili oraz 15 sondowań. Z profili pobrano i przebadano
laboratoryjnie 10 próbek gruntu. Na tej podstawie wykonano 5 poprzecznych przekrojów oraz
1 podłużny przekrój geotechniczny.
Prace kameralne obejmowały analizę wyników przeprowadzonych prac geotechnicznych i
badań laboratoryjnych.
2 Charakterystyka terenu badań
2.1 Lokalizacja terenu badań
Badany wał przeciwpowodziowy zlokalizowany jest wzdłuż rzeki Nysa Łużycka w
miejscowości Łęknica. Administracyjnie jest to województwo lubuskie, powiat żarski. Łęknica
położona jest w południowo – zachodniej części województwa lubuskiego przy granicy
Polsko - Niemieckiej. W bezpośrednim sąsiedztwie po niemieckiej stronie leży miasto Bad
Muskau.
Teren badanego odcinka wału przeciwpowodziowego objęty jest miejscowym planem
zagospodarowania przestrzennego z dnia 28 lipca 2005 roku. Teren wału został określony
jako jednostka KDW czyli drogi dojazdowe wewnętrzne KDW o minimalnej szerokości w
liniach rozgraniczających od 8,0 – 5,0 m.
Obszar zawala określony jest w planie jako strefa bezpośredniego zagrożenia powodzią
rzeki Nysy Łużyckiej dla której zabrania się wykonywanie robót oraz czynności , które mogą
utrudnić ochronę przed powodzią a w szczególności m.in.:
1) wykonywania urządzeń wodnych oraz wznoszenia innych obiektów budowlanych.
Obszar międzywala określony jest w planie jako tereny zagrożone wezbraniami
powodziowymi ( 1% woda powodziowa ) rzeki Nysy Łużyckiej.
6
Lokalizacja terenu badań przedstawiona jest na mapie lokalizacyjnej – Zał. nr 1, a mapa
dokumentacyjna stanowi Zał. nr 2.
2.2 Położenie geograficzne, opis terenu badań
Łęknica położony jest w południowo – zachodniej części województwa lubuskiego.
Miasto leży w obszarze makroregionu Wzniesienia Łużyckiego. W związku z tym, iż dla
badanego odcinka wału Zleceniodawca podał kilometraż rzeki (km 79+990 do km 80+960),
przyjęto że początek badanych wałów, tj. most łączący Łęknice z niemieckim miastem Bad
Muskau będzie miał kilometraż roboczy km 0+000. Kilometraż ten w końcowym odcinku
badanych wałów, tj. przy ul. Ogrodowej wyniósł 1+037. Badany odcinek wałów znajduje się
na działkach o numerach ewidencyjnych: 182, 191, 306 oraz 332.
Badany odcinek wału stanowi wał przeciwpowodziowy rzeki Nysa Łużycka. Nysa Łużycka
jest drugim co do wielkości lewobrzeżnym dopływem II rzędu Odry. Całkowita długość rzeki
wynosi 251,8 km, w tym 197,6 km na obszarze Polski. Dno doliny Nysy Łużyckiej na odcinku
około 135 km (od Zgorzelca do Gubina) obniża się od rzędnej około 180 m n.p.m. do rzędnej
około 60 m n.p.m., tj. prawie o 120 m. Głębokość rzeki jest bardzo zmienna i waha się od
kilkudziesięciu centymetrów do kilku metrów w podmyciach i przy stopniach wodnych. Rzeka
ta zaliczana jest pod względem reżimu hydrologicznego do cieków o charakterze górskim i
podgórskim, cechującym się gwałtownymi przyborami wód wskutek wysokich opadów, czy
szybkiego topnienia pokrywy śnieżnej w zlewni.
3 Zakres wykonywanych prac i badań
3.1 Lokalizacja otworów i przekrojów geotechnicznych
Otwory badawcze lokalizowane były w wytypowanych przez uprawionego geologa punktach.
W przekrojach poprzecznych wału przeciwpowodziowego wykonywano po 3 otwory
badawcze.
Dla poszczególnych otworów przyjęto następujące oznaczenia: k - ( korona wału), o -
(zawale, strona odpowietrzna), w - (międzywale, strona odwodna).
Dla wału wykonano:
5 przekrojów geotechnicznych (15 otworów i 15 sondowań dynamicznych), 35 m.b.
wiercenia i 35 m.b. sondowań.
3.2 Realizacja otworów geotechnicznych i pobór próbek gruntu
Celem minimalizacji perforacji korpusu i podłoża wałów wszystkie otwory wiertnicze zostały
wykonane sondą RKS.
Po odwierceniu otworów geotechnicznych w danym przekroju, ich opróbowaniu i pomiarze
położenia zwierciadła wód podziemnych, otwory były likwidowane przez zasypanie urobkiem,
z możliwym zachowaniem kolejności przewiercanych warstw. Wszystkie otwory zostały
pomierzone w nawiązaniu do mapy sytuacyjno – wysokościowej z państwowego zasobu
geodezyjnego.
7
Roboty wiertnicze prowadzono pod stałym dozorem uprawnionego geologa. Do obowiązku
dozoru należało:
- sprawdzenie lokalizacji wierceń,
- nadzorowanie prowadzenia wierceń i sondowań,
- ustalenie głębokości i ilości otworów w przekroju,
- opis geotechniczny przewiercanych gruntów zgodnie z normą PN-86/B-02480,
- badania makroskopowe gruntów wg normy PN-88/B-04481,
- kontrola poboru próbek do badań laboratoryjnych.
Po nawierceniu zwierciadła wody podziemnej wiercenie było przerwane i przeprowadzony
był pomiar zwierciadła wody.
W trakcie wierceń pobierane były, zgodnie z normą PN-88/B-04481, próbki do badań
laboratoryjnych.
Pobrane próbki poddawane były wstępnej selekcji, a następnie próbki reprezentatywne dla
poszczególnych przekrojów geotechnicznych oraz dla danego odcinka wału, wytypowane
przez geologa nadzorującego zostały przekazane do badań laboratoryjnych.
3.3 Sondowanie geotechniczne
Dla oceny stopnia zagęszczenia gruntów niespoistych w rejonach lokalizacji otworów
badawczych zostały wykonane sondowania geotechniczne lekką sondą dynamiczną typu
SD-10. Ich lokalizacja w przekrojach geotechnicznych pokrywa się z lokalizacją otworów
badawczych, przedstawionych w zał. nr 5 i 6. Karty z wynikami sondowań przedstawia zał. nr
4.
3.4 Prace geodezyjne
W trakcie badań stanu wału wykonano następujące prace geodezyjne, w nawiązaniu do
mapy sytuacyjno – wysokościowej pozyskanej ze Starostwa Powiatowego w Żarach:
- wytyczenie miejsc przekrojów geotechnicznych,
- pomiar niwelacyjny korony wału w wykonanych przekrojach geotechnicznych (3 pomiary
korony wału – krawędź odwodna, środek, krawędź odpowietrzna),
- pomiary wysokościowe otworów wiertniczych,
Ich wyniki stanowią m.in. przekroje geotechniczne wału (zał. nr 5,6), karty otworów
badawczych (zał. nr 3) oraz ich lokalizacja (zał. nr 1).
3.5 Badania laboratoryjne
Badania laboratoryjne gruntów, zostały wykonane łącznie dla 10 reprezentatywnych
próbek: na podstawie normy PN-88/B-04481, i objęły swym zakresem oznaczenia
następujących właściwości fizycznych:
gęstość właściwa
wilgotność naturalna
8
granica plastyczności
granica płynności
stopień plastyczności
wskaźnik plastyczności
zawartość części organicznych
analiza sitowa
analiza areometryczna
4 Wydzielenie warstw geotechnicznych
Na podstawie wyników prac badawczych oraz badań laboratoryjnych, wydzielono warstwy
geotechniczne w gruntach nasypowych korpusu wałów oraz w gruntach rodzimych
mineralnych podłoża wałów. Wydzielono warstwy jednorodne pod względem cech fizycznych
i mechanicznych. Parametry geotechniczne poszczególnych warstw (Zał. nr 9) określono
metodą A, zgodnie z PN-81/B-04452 i PN-88/B-04481, oraz metodą B zgodnie z PN-81/B-
03020, a także danych literaturowych. Opis i symbole gruntów przyjęto na podstawie PN-
86/B-02480. Występujące w podłożu grunty organiczne w postaci namułów i torfu (O1, O2,
O3), zawierających 10,53% - 46,94% części organicznych, potraktowano jako grunty spoiste.
Charakterystykę wydzielonych warstw geotechnicznych wałów i ich podłoża przedstawiono w
formie tabelarycznej w zał. nr 9. Przebieg warstw przedstawiono na kartach otworów
badawczych (Zał. Nr 3) oraz na przekrojach (Zał. nr 5, 6). Skróty, symbole i oznaczenia
dotyczące charakterystyki warstw geotechnicznych podano w objaśnieniach do przekrojów
geotechnicznych (Zał. nr 7).
4.1 Warunki geotechniczne
Analiza wyników wierceń, sondowań oraz badań laboratoryjnych pozwoliła na wydzielenie w
korpusie wału 2 warstw geotechnicznych o zróżnicowanych parametrach: warstwa wI i
warstwa wII. Ich geotechniczną charakterystykę przedstawiono w Zał. nr 9. Grunty niespoiste
znajdują się w stanie średnio zagęszczonym. Współczynnik filtracji „k” piasku średniego
warstwy wI wynosi 1,260x10-4 cm/s, piasku gliniastego warstwy wII wynosi 2,246x10-5 cm/s,.
Kąt tarcia wewnętrznego piasku gliniastego wynosi 13o, a jego spójność 30 kPa.
Analiza wyników wierceń, sondowań oraz badań laboratoryjnych pozwoliła na wydzielenie w
podłożu wału 12 warstw geotechnicznych o zróżnicowanych parametrach: 6 warstw dla
gruntów spoistych – C1, C2, C3, O1, O2, O3, 1 warstwa dla gruntów antropogenicznych: nN
oraz 5 warstwy dla gruntów niespoistych – Ia, Ib, IIa, IIb, III. Ich geotechniczna
charakterystykę przedstawiono w Zał. nr 9. Grunty niespoiste znajdują się w stanie średnio
zagęszczonym. Grunty spoiste są w stanie od miękkoplastycznego do twardoplastycznego.
Współczynnik filtracji „k” piasków drobnych i pylastych z warstwy Ia i Ib wynosi 1x10-5 cm/s,
piasków średnich i grubych z warstwy IIa i IIb wynosi 1x10-4 cm/s, pospółek z warstwy III
wynosi 1,044*10-3 - 7,250*10-4 cm/s. Natomiast współczynnik filtracji pyłów wynosi 1x10-6,
piasków gliniastych 1,x10-5 cm/s, dla namułów gliniastych 1x10-7 cm/s, dla gliny piaszczystej i
9
gliny 1x10-7 cm/s, a dla torfu <1x10-7 cm/s. Współczynniki filtracji obliczone zostały wzorami
Hazena i USBSC oraz przyjęte z literatury.
Kąt tarcia wewnętrznego pyłu i pyłu piaszczystego plastycznego wynosi 11o, przy spójności
10 kPa. Kąt tarcia wewnętrznego piasku gliniastego półzwartego wynosi 13o, przy spójności
30 kPa. Kąt tarcia dla gliny piaszczystej i gliny wynosi 8,50o, a jego spójność 8 kPa.
Grunty spoiste organiczne w postaci namułów gliniastych zawierają 10,53 % części
organicznych, a torf 46,94%.
4.2 Obliczenia stateczności wału
Dane do analizy stateczności stanowią aktualne przekroje geologiczne, określające
geometrię wałów oraz parametry geotechniczne gruntów budujących wały.
Do obliczeń przyjęto parametry geotechniczne zgodnie z wynikami badań laboratoryjnych
(tabel 9) Obliczenia przeprowadzono dla 5 przekrojów, które są charakterystyczne dla
wydzielonych kilometrów:
0+970 - przekrój 1-1
0+760 - przekrój 2-2
0+458 - przekrój 3-3
0+303 - przekrój 4-4
0+148 - przekrój 5-5
Do sprawdzenia warunków stateczności stosuje się zależność, której ogólna postać
w metodzie stanów granicznych jest następująca:
p * Edestab. Estab.
gdzie:
E stab.- charakterystyczne oddziaływania stabilizującego, którymi są:
charakterystyczny opór graniczny podłoża gruntowego,
suma rzutów na płaszczyznę ścięcia wszystkich sił od obciążeń charakterystycznych,
przeciwdziałających przesunięciu,
moment wszystkich sił charakterystycznych przeciwdziałających obrotowi,
E destab. - charakterystyczne oddziaływania destabilizującego, którymi są:
wartość obciążenia charakterystycznych (ciężar własny, obciążenie zewnętrzne),
moment wszystkich sił charakterystycznych powodujących obrót,
charaktetystyczna wartość składowej stycznej wszystkich obciążeń powodujących
przesunięcie w płaszczyźnie ścięcia,
p - współczynnik pewności niezależny od klasy budowli hydrotechnicznej i wynosi:
1,50m – dla podstawowego układu obciążeń
1,30m – dla wyjątkowego układu obciążeń
10
Przyjęta w opracowaniu metoda sprawdzenia warunków stateczności to klasyczna metoda
BISHOPA. Algorytm tej metody jest podstawą programu obliczeń numerycznych "GGU
Stability". Program służy rozwiązaniom problemów praktyki inżynierskiej takim jak
stateczność obciążonych skarp i zboczy z uwzględnieniem wpływów wody, spękań oraz
wzmocnień. Wynikiem obliczeń programem GGU Stability są miary stateczności globalnej
wału i lokalnej poszczególnych skarp, którymi są wskaźniki stateczności F. Wskaźnik
stateczności wyznaczany jest jako iloraz sił: F= p = E stab /E destab. Spośród wszystkich Fi (dla
tysięcy potencjalnych powierzchni poślizgu, które wymienione są na wydruku) automatycznie
wyszukiwana jest potencjalna powierzchnia poślizgu na której F osiąga minimum.
F min jest podane na wydruku tuż po danych wejściowych (pasek z prawej strony) a ponadto
potencjalna powierzchnia zniszczenia zaznaczona jest na schemacie analizowanego profilu.
Opcje programu pozwalają dodatkowo na schemacie analizowanego profilu nanosić
potencjalne powierzchnie zniszczenia z odpowiadającymi im wartościami Fi. Graficzne
przedstawienie wyników analizy ułatwia formułowanie wniosków odnośnie stateczności
lokalnej oraz stateczności globalnej skarp i zboczy.
Analiza stateczności stanowi element oceny stanu technicznego wałów
przeciwpowodziowych wymaganych zgodnie z Rozporządzeniem Mistra Środowiska z dnia
20.04.2007 r.
Do analizy stateczności przyjęto wody wezbraniowe na wysokości 0,50 m poniżej korony
wału. W obliczeniach nie uwzględniano obciążeń zewnętrznych na koronie wału.
5 Charakterystyka wału przeciwpowodziowego
5.1 Wyniki obserwacji stanu całego wału
W opisie wałów przeciwpowodziowych brano pod uwagę oprócz ogólnego stanu
technicznego wałów również lokalne warunki, które mogą wpływać niekorzystnie na
bezpieczeństwo powodziowe, oraz stanowić przyczynę zagrożenia wału np.:
brak właściwie ukształtowanych skarp - zaobserwowano na początkowym odcinku
wału zdeformowaną koronę i skarpę od strony odwodnej, km 0+000 – 0+013.
skarpy wału od strony odwodnej nie schodzą bezpośrednio do brzegów rzeki tzn., że
nie są narażone na uszkodzenie przy normalnym przepływie wody lub przy
pochodzie lodów. Zagrożeniem mogą być również zwierzęta wodne drążące swoje
kanały spod lustra wody – nie zaobserwowano takich zjawisk.
Oczka wodne, tereny podmokłe, wyrobiska, starorzecza wypełniane wodą u podnóża
skarpy mogą prowadzić do rozluźnienia gruntu w korpusie wału oraz zwiększenia
filtracji wody przez podłoże w czasie powodzi – nie zaobserwowano takich zjawisk,
występują lokalne podmokłości na zawalu.
Budowle w korpusie wału stwarzają zagrożenia nie tylko z powodu występujących w
ich rejonie przesiąków, ale mogą się zdarzyć wokół nich przypadki rozkopywania
wałów – budowle w korpusie wału stwierdzono na jego początkowym odcinku.
Rzędna terenu międzywala powyżej rzędnej terenu zawala świadczy o możliwości
tworzenia się podsiąków w rejonie zawala – zaobserwowano w nielicznych
przypadkach.
11
Uszkodzenia wału spowodowane przez ścieżki prowadzące w poprzek wału,
spowodowane przez ludzi lub zwierzęta prowadzić może do uszkodzenia wału i
obniżenia jego parametrów poprzez obniżenie korony wału lub uszkodzenie
zadarnienia – zaobserwowano wąską ścieżkę wydeptaną przez dzikie zwierzęta w
km 0+920-0+923 oraz zjazd na międzywale na km 0+483 (przy nieczynnym
wiadukcie kolejowym)
Uszkodzenia wału spowodowane aktywnością gryzoni dzieją się za sprawą głównie
kretów i nornic. Krety i nornice powodują spulchnienie wału oraz poprzez drążenie
kanałów doprowadzają do przesiąków wody przez wał w trakcie podniesienia się
wody w rzece do wysokości powyżej stopy wału i w dalszej kolejności poważnych
uszkodzeń – zaobserwowano na początkowym odcinku wału, oprócz tego wał jest w
licznych miejscach zryty przez dziki.
W ramach oceny stanu technicznego wału przeprowadzono wizję lokalną i oględziny stanu
wału. Wykonano również dokumentację fotograficzną, z której wybrane zdjęcia
zamieszczono na Zał. nr 10 (w opisie wskazano kierunek wykonywania zdjęcia). Wszystkie
wykonane zdjęcia zamieszczono na płycie CD.
Opis stanu wału poszczególnych badanych odcinków zawarto w załączniku tekstowym nr 1.
5.2 Ekspertyza geologiczna gruntów korpusu wału przeciwpowodziowego i
jego podłoża
Budowę geologiczną korpusu wałów i ich podłoża przedstawiono na podłużnym profilu
geotechnicznym wału (Zał. nr 6) oraz na przekrojach poprzecznych (Zał. nr 5), których
lokalizację pokazano na mapie dokumentacyjnej (Zał. nr 2). Szczegółowe wyniki rozpoznania
zawierają karty otworów wiertniczych (Zał. nr 3) oraz karty sondowań geotechnicznych (Zał.
nr 4).
Wał rozpoznano 5 przekrojami poprzecznymi.
Korpus wału zbudowany jest z jednorodnych nasypowych gruntów mineralnych:
niespoistych. Korona wału nie wykazuje znaczących deniwelacji poprzecznych i podłużnych.
W budowie korpusu przeważają grunty niespoiste, gdzie dominuje piasek średni i piasek
średni ze żwirem (przekroje S-3, S-4, S-5). Lokalnie w korpusie występują grunty określone
jako piaski gliniaste. Piaski te, mimo iż laboratoryjnie opisane zostały jako piaski gliniaste (ze
względu na zawartość frakcji ilastej), makroskopowo wykazują typowe cechy gruntów
niespoistych - nie dawały się wałeczkować, w stanie suchym nie wykazywały kształtu bryłek,
a w stanie wilgotnym nie wykazywały cechy plastyczności. Potwierdzają to również wyniki
sondowania dynamicznego w tych gruntach z występującymi dużymi oporami na stożku
sondy. Piaski gliniaste budują część korpusu wałów w przekrojach S-1 i S-2.
Podłoże wału zbudowane jest głównie z gruntów niespoistych, lokalnie występują grunty
spoiste, a także gruntów antropogenicznych (nasypy niebudowlane). Grunty niespoiste
występują w postaci piasków pylastych, drobnych, średnich, grubych oraz pospółek. Grunty
12
spoiste wykształcone są jako gliny, gliny piaszczyste, piaski gliniaste, pyły, pyły piaszczyste,
namuły gliniaste oraz torfy.
5.3 Warunki hydrogeologiczne
Warunki hydrogeologiczne w korpusie wału i jego podłożu przedstawiono na przekrojach
poprzecznych (Zał. nr 5), których lokalizację pokazano na mapie dokumentacyjnej (Zał.
nr 2). Położenie zwierciadła wód gruntowych odnosi się do września 2013 r.
W korpusie wału nie stwierdzono występowania zwierciadła wody. W podłożu wału występuje jeden poziom wodonośny, którego zwierciadło nawiercono w utworach niespoistych – w piaskach, zalegających poniżej gruntów spoistych i niespoistych. Zwierciadło jest o charakterze swobodnym, lokalnie tylko ma charakter napięty. Poziom zwierciadła swobodnego występuje na głębokościach 0,40- 1,50. Poziom wody stabilizuje się generalnie na poziomie zbliżonym do zwierciadła wody w Nysie Łużyckiej.
5.4 Klasa wału
Według informacji uzyskanych od Zamawiającego dla wałów na tym odcinku rzeki nie
określono klasy ważności budowli hydrotechnicznej.
5.5 Poziom wód miarodajnych
Według informacji otrzymanych od Zamawiającego, Lubuski Zarząd Melioracji nie dysponuje
danymi odnośnie poziomu wód miarodajnych dla tego odcinka rzeki. Jedyną informacją na
temat przepływów miarodajnych Nysy Łużyckiej są dane z opracowania niemieckiego
„HWSK-Nr. 39 Gefahrenkarte Lausitzer Neifle Gemeinde Bad Muskau” - Dresden,
28.01.2005. Według tego opracowania przepływu Nysy Łużyckiej kształtują się następująco:
Dla przekroju rzeki w km 79+928 poziom przepływu 2% wynosi 105,65 m npm., a dla
przepływu 2% w km 80+748 wynosi 107,00 m npm.
Dla przekroju rzeki w km 79+928 poziom przepływu 1% wynosi 106,90 m npm., a dla
przepływu 1% w km 80+748 wynosi 107,93 m npm.
Dane te jednak trzeba traktować bardzo orientacyjne.
6 Kryteria oceny stanu technicznego wału
W celu przeprowadzenia oceny stanu technicznego obwałowania rzeki Nysy Łużyckiej na
analizowanym odcinku, posłużono się analizą jego aktualnych parametrów technicznych,
oraz wynikami badań, co do jakości i struktury gruntów z jakich zostały wykonane wały.
Uzyskane dane skonfrontowano z aktualnie obowiązującymi wymaganiami dotyczącymi
jakości zagęszczenia gruntów w korpusie wału oraz wymogami co do parametrów przekroju
poprzecznego, jakim wg stosownych przepisów powinny odpowiadać wały
przeciwpowodziowe.
Podstawowe parametry charakteryzujące stan techniczny wałów oraz stanowiące o jego
przydatności, dla przeprowadzenia wód miarodajnych zgodnie z obowiązującymi przepisami,
są następujące:
13
I) Wyniesienie rzędnej korony wału ponad zwierciadło wody przy przepływach ustalonych
jako miarodajne dla danej klasy wałów.
II) Stopień zagęszczenia oraz rodzaj gruntu w korpusie i podłożu wału, który ma bardzo
istotne znaczenie dla warunków filtracji wody przez korpus i podłoże jak również dla
zachowania stateczności budowli wałowych.
III) Parametry techniczne korpusu wału takie jak:
• szerokość korony wału (komunikacja i dojazd w razie remontów i akcji
przeciwpowodziowej),
• nachylenie skarpy odwodnej i odpowietrznej wału,
• stan budowli wałowych (przepusty, itp.),
• stopień zarastania budowli wałowych krzewami lub drzewami, oraz zniszczenie wałów
spowodowane przez innego rodzaju czynniki zewnętrzne takie jak: zwierzęta budujące nory,
rozmycia wału, dewastacja w miejscach przejazdów itp.
IV) Stateczność wału.
7 Ocena stanu technicznego wału
7.1 Wyniesienie rzędnej korony wału ponad zwierciadło wody miarodajnej
Bezpieczne wyniesienie korony wałów ponad miarodajne przepływy wezbraniowe wynosi dla
III klasy wałów 0,7 m ponad wodę miarodajną, a dla klasy II wałów 1,0 m.
Poniżej przedstawiono tabelę z danymi odnośnie wyniesienia korony wału ponad wodę
miarodajną przyjętą z opracowania „HWSK-Nr. 39 Gefahrenkarte Lausitzer Neifle Gemeinde
Bad Muskau” - Dresden, 28.01.2005.
km rzeki
rzędne wody miarodajnej wyniesienie
korony wału ponad
wodę 1% dla wału klasy II
wyniesienie korony
wału ponad wodę 2% dla wału klasy III
klasa wału II III
przepływ 1% 2%
nr przekroju rzędna korony wału
79+928 V 106,94 106,9 105,65 0,04 1,29
80+158 IV 107,1 107,22 106,1 -0,12 1
80+373 III 107,56 107,41 106,4 0,15 1,16
80+842 II 107,22 107,7 106,77 -0,48 0,45
80+748 I 107,87 107,93 107 -0,06 0,87
Należy jednak zaznaczyć, że powyższe dane nie mogą stanowić żadnej podstawy do
ewentualnych prac projektowych. Są to tylko szacunki oparte na niezweryfikowanych
danych niemieckich. Aktualne przepływy miarodajne Nysy Łużyckiej dla prac
projektowych należy uzyskać z IMiGW. Również dla oceny właściwej wysokości
korony wału należy określić jego klasę ważności jako budowli hydrotechnicznej.
14
7.2 Ocena jakości zagęszczenia gruntu w wale
Podstawowym kryterium dla oceny stanu technicznego wałów przeciwpowodziowych jest
jakość zagęszczenia gruntu budującego korpus obwałowania i jego podłoża. Jakość
zagęszczonego gruntu określana jest przez wskaźnik zagęszczenia lub stopień
zagęszczenia gruntu (IS lub ID) w korpusie wału. Powinny one spełniać następujące warunki
minimalne dla wałów istniejących:
• W przypadku gruntów spoistych - IS > 0,92
• W przypadku gruntów niespoistych - ID ≥ 0,50
Stopień zagęszczenia i wskaźnik zagęszczenia gruntów w korpusie wału odpowiada
wymaganiom stawianym dla tego typu urządzeń. Pod tym względem stan wału należy ocenić
jako dobry.
7.3 Parametry techniczne obwałowania.
Istotne znaczenie dla zachowania stateczności wału w warunkach powodziowych ma
również jego przekrój poprzeczny, tj. szerokość korony, nachylenie skarp, wysokość wału.
Omawiane parametry przekroju poprzecznego obwałowań mają bardzo istotny wpływ nie
tylko na warunki i wielkość filtracji przez wał, a zatem na jego stateczność. Mają one również
duże znaczenie dla warunków eksploatacji i konserwacji obwałowań. Poniżej omówiono
podstawowe wymagania, zawarte w przepisach, dotyczące parametrów przekroju
poprzecznego obwałowań.
• Szerokość korony wałów i ławki ma duże znaczenie zarówno dla warunków stateczności
jak i komunikacji po wale. Z tych względów szerokość korony wału i ławki nie może być
mniejsza od 3,0 m, tak aby był zapewniony dojazd nie tylko w czasie wystąpienia wezbrań
powodziowych lecz również dla umożliwienia konserwacji budowli wałowych.
• Wymagane jest bezpieczne minimalne wyniesienie korony wału ponad wody miarodajne,
jak również brak lokalnych zaniżeń korony lub miejsc w których nastąpiła jej dewastacja i
zniszczenie oraz występują ubytki w pokryciu darniną.
• Nachylenie skarp ma decydujące znaczenie dla stateczności skarp. Generalnie wały
zbudowane z gruntów niespoistych winny posiadać skarpy odwodne o nachyleniu nie
większym niż 1:2,5 a skarpy odpowietrzne z drenażem o nachyleniu 1: 2, natomiast bez
drenażu o nachyleniu maksymalnym 1:2,25. Wały zbudowane z gruntów spoistych powinny
mieć nachylenie skarp nie większe niż 1:2 we wszystkich przypadkach.
Na podstawie analizy sporządzonych przekrojów poprzecznych ocenianego odcinka
obwałowania oraz profilu podłużnego, określono jego podstawowe parametry i ich zgodność
z wymogami stawianymi dla klasy III ziemnych budowli hydrotechnicznych. Przyjęto III klasę
ważności budowli hydrotechnicznej jako najbardziej prawdopodobną dla tego wału.
Ocena poszczególnych parametrów wału.
Na całej długości badane wały posiadają zmienne parametry. Przedstawiają się one
następująco:
15
• szerokość korony wału: od 2,70 do 8,43 m.
• nachylenie skarpy odwodnej: od 1:1,66 do 1: 3,27
• nachylenie skarpy odpowietrznej: od 1:1,43 do 1:3,73
• wysokość wału: minimalna = 1,27 m do maksymalnej = 2,25 m.
• nierówna niweleta korony wału.
Uwagi:
• zbyt duże nachylenie skarpy odwodnej i odpowietrznej na niektórych odcinkach,
• zaniżone parametry korony wału – zbyt mała szerokość korony wału - poniżej 3,0 m na
odcinku wału znajdującego się przy moście łączącym Łęknicę z Bad Muskau,
• stwierdzono występowanie drzew i krzewów w międzywalu i na zawalu tuż u podnóża
skarpy wału praktycznie na całej długości wału.
• zaobserwowano ślady „ zrycia” korpusu przez dzikie zwierzęta praktycznie na całej długości
oraz pojedyncze miejsca działalności drobnych gryzoni na koronie i skarpach wału
(kretowiska i jamy nornic).
Wymienione wyżej elementy nie stanowią jednak bezpośrednio zagrożenia dla
bezpieczeństwa wału.
7.4 Stateczność wału
Obliczenia stateczności wału dla poszczególnych przekrojów geotechnicznych przedstawiono poniżej.
W obliczeniach uwzględniono teoretyczny przebieg krzywej depresji wody gruntowej przez wał na
podstawie wzorów Dupui [Vademecum ochrony przeciwpowodziowej].
Wskaźnik stateczności skarpy wału w przekroju 1-1 po stronie odpowietrznej wynosi F=2,78.
Rys.1. Przekrój 1-1. Wskaźnik stateczności skarpy wału po stronie odpowietrznej wynosi F=2,78.
16
Obliczenia wskaźnika stateczności skarpy wału w przekroju 2-2 po stronie odpowietrznej
przedstawiono poniżej. Wskaźnik stateczności wynosi F=2,99.
Rys.2. Przekrój 2-2. Wskaźnik stateczności skarpy wału po stronie odpowietrznej F=2,99.
Obliczenia wskaźnika stateczności skarpy wału w przekroju 3-3 po stronie odpowietrznej
przedstawiono poniżej. Zgodnie z wzorami obliczeniowymi Dupui może pojawić się wypływ wody
gruntowej na skłonie skarpy wału po stronie odpowietrznej na wysokości około 0,20 m. Wskaźnik
stateczności wynosi F= 2,15.
Rys.3. Przekrój 3-3. Wskaźnik stateczności skarpy wału po stronie odpowietrznej F=2,15.
17
Obliczenia wskaźnika stateczności skarpy wału w przekroju 4-4 po stronie odpowietrznej
przedstawiono poniżej. Zgodnie z wzorami obliczeniowymi Dupui może pojawić się wypływ wody
gruntowej na skłonie skarpy wału po stronie odpowietrznej na wysokości około 0,20 m. Wskaźnik
stateczności wynosi F= 1,45.
Rys.4. Przekrój 4-4. Wskaźnik stateczności skarpy wału po stronie odpowietrznej F=1,45.
Obliczenia wskaźnika stateczności skarpy dla lokalnej powierzchni zniszczenia wału w przekroju 5-5
po stronie odpowietrznej przedstawiono poniżej. Zgodnie z wzorami obliczeniowymi Dupui może
pojawić się wypływ wody gruntowej na skłonie skarpy wału po stronie odpowietrznej na wysokości
około 1,20 m. Wskaźnik stateczności lokalnej wynosi F= 0,72.
Rys.5. Przekrój 5-5. Lokalny wskaźnik stateczności skarpy wału po stronie odpowietrznej F=0,72.
18
Oznacza to, że skarpa po stronie odpowietrznej nie posiada wymaganego wskaźnika stateczności
skarpy i w czasie podwyższonego poziomu wody w rzece może dojść do lokalnej i globalnej utraty
stateczności skarpy (rys. 6).
Rys.6. Przekrój 5-5. Globalny wskaźnik stateczności skarpy wału po stronie odpowietrznej F=0,93.
W związku z powyższym konieczna będzie zmiana nachylenia skarp wału zarówno po stronie
odwodnej oraz odpowierznej do nachylenia min: skarpa odwodna 1:3, skarpa odpowietrzna 1:2,5.
Dodatkowo konieczne będzie uszczelnienie wału w jego koronie za pomocą przesłony
przeciwfiltracyjnej. Wyniki stateczności skarpy po zmiana kątów nachylenia skarp przedstawiono
poniżej (rys. 7). Wskaźnik stateczności globalnej wynosi F= 1,34.
Rys.7. Przekrój 5-5. Globalny wskaźnik stateczności skarpy wału po stronie odpowietrznej F=1,34.
19
W załączniku tekstowym (tab. nr 3) przeprowadzono zbiorczą ocenę stanu technicznego
wału na podstawie opracowania „Ocena stanu technicznego obwałowań
przeciwpowodziowych” - IMUZ w Falentach, 2008 r. W tabeli (zał. tekstowy nr 2) zestawiono określone na podstawie przekrojów poprzecznych
nachylenia skarp, szerokość korony, wysokości wału, oraz charakterystyczne rzędne.
W załączniku tekstowym nr 4 przedstawiono wnioski z oględzin i badań wału wraz z
zaleceniami dotyczącymi koniecznych napraw, wzmocnień oraz z opisem sposobu
wykonania tych napraw.
8 Wnioski z oględzin i badań
1. Teren przyległy do wałów stanowią głównie tereny zielone porośnięte drzewami i
krzewami, oprócz początkowego odcinka z targowiskiem.
2. Znaczną część międzywala na odcinku od wiaduktu kolejowego w stronę ul. Ogrodowej
porastają drzewa i krzewy.
3. Od strony odpowietrznej bezpośrednio przy wale występują lokalnie podmokłości.
4. U podstawy skarp wału w wielu miejscach rosną krzewy i drzewa. W jednym miejscu
drzewa rosną w skarpie odwodnej. Przy budynkach targowych (na początkowym
odcinku wału) drzewa rosną praktycznie na koronie wału.
5. Przy moście łączącym Łęknicę z niemieckim miastem Bad Muskau, po stronie
odpowietrznej stoją budynki „blaszaki”. Są one częściowo wbudowane w wał, a wzdłuż
nich wbudowany jest w koronę wału niski murek z cegieł.
6. Z dachów budynków targowych wody opadowe odprowadzane są bezpośrednio na
koronę wału.
7. Praktycznie brak jest możliwości dojazdu do wału zarówno od strony odpowietrznej jak i
po koronie wału na tym odcinku gdzie budynki targowiska przylegają bezpośrednio do
wału.
8. Z uwagi na to, że wzdłuż większości trasy biegnącej od mostu kolejowego do ulicy
ogrodowej (km 0+513 – 1+037) porastają drzewa i krzewy, brak jest możliwości
bezpośredniego dojazdu do wałów od strony odpowietrznej (możliwość dojazdu tylko
koroną).
9. Na wałach stwierdzono brak oznaczeń kilometrażu (słupków hektametrycznych).
10. Stwierdzono, że wały zbudowane są z gruntów niespoistych (piaski).
11. Nie stwierdzono występowania w korpusie wałów gruntów słabonośnych i organicznych.
12. Stopień zagęszczenia i wskaźnik zagęszczenia gruntów w korpusie wałów odpowiada
wymaganiom stawianym dla tego typu urządzeń.
13. Wysokość samych wałów jest zmienna w zależności od poziomu terenu zawala i
międzywala.
14. Powierzchnia korony wałów jest nierówna, z wyjeżdżonymi koleinami, miejscami z
brakiem zadarnienia.
15. W wielu miejscach na wale występuje słabe zadarnienie.
20
16. Nie zaobserwowano istnienia nachylenia poprzecznego korony wału (w kierunku skarpy
odwodnej) w celu jej odwodnienia.
17. Szerokość korony wału wynosi od 2,70 do 8,43 m.
18. W większości skarpy wałów ukształtowane są prawidłowo, brak prawidłowego
nachylenia skarp stwierdzono w przekroju IV i V. Dotyczy to początkowego odcinka wału
wału. W przekrojach wału nr IV i V skarpy po stronie odpowietrznej i odwodnej są zbyt
strome.
19. Wał kończy się przy ul. Ogrodowej.
20. Nie stwierdzono występowania uszkodzeń wałów w stopniu zagrażającym ich
bezpieczeństwu takich jak:
poważniejszych zmienności geometrii wału spowodowanych uszkodzeniami,
mechanicznymi lub osiadaniem,
poważniejszych uszkodzeń wału w formie wyrw, szczelin i spękań,
uszkodzeń spowodowanych przez duże zwierzęta (jak bobry i lisy) - (jamy).
21. Zaobserwowano w kilku miejscach po stronie odpowietrznej stare pozostałości worków z
piaskiem. Jest możliwe, że w tych miejscach występowały przesiąki przez wał i został on
tam wzmocniony workami.
22. Zaobserwowano wysypywanie gruzu na skarpę odwodną wału, jak również
występowanie nasypów niebudowlanych u podnóża skarpy odwodnej.
23. Miejscami zaobserwowano występowanie na koronie wału i skarpach miejsc bez
zadarnienia (widoczny jest czysty piasek). Być może było to uzupełnienie lokalnych
ubytków w wale.
24. Ślady „zrycia” wału przez dzikie zwierzęta (dziki) zaobserwowano praktycznie na całej
długości badanych wałów, ponadto zaobserwowano pojedyncze miejsca świadczące o
działalności drobnych gryzoni na koronie i skarpach wału.
25. Występowanie drzew i krzewów w międzywalu i zawalu. Porośnięte jest międzywale i
zawale, a drzewa i krzewy występują w większości tuż u podnóża skarpy wału.
26. Stateczność skarp wału w większości przekrojów jest wystarczająca, za wyjątkiem
skarpy po stronie odpowietrznej w przekroju V, która nie posiada wymaganego
wskaźnika stateczności.
27. Na wale widoczny jest brak jego systematycznej pielęgnacji, co doprowadziło do
zachwaszczenia i zadrzewienia głównie podstawy skarp oraz miejscowych zaników
darni na wale.
28. Aby wały prawidłowo spełniały swoją funkcję, wymagana jest ich właściwa eksploatacja.
W jej ramach konieczne jest prowadzenie systematycznej, starannej i pełnej konserwacji
wałów, koszenie skarp i korony nasypu, wyrównywanie powstałych deformacji,
uzupełnianie ubytków, zasypywanie - likwidowanie nor zwierząt.
29. Niezależnie od obowiązku usuwania powstałych zniszczeń i awarii, niezbędne jest
prowadzenie robót pielęgnacyjnych zadarnienia na skarpach wałów. Niezbędne jest
także usuwanie samosiewów drzew i krzewów rosnących w strefie ochronnej wałów.
30. Wnioski z oględzin i badań wraz z oceną stanu obiektu budowlanego i zaleceniami
dotyczącymi koniecznych napraw zawarte są w Zał. tekstowym nr 4.
21
9 Wykaz wykorzystanych materiałów
Materiały robocze i archiwalne
dane z wizji terenowych
wyniki badan terenowych i laboratoryjnych
mapa sytuacyjno-wysokościowa w skali 1:1 000
Materiały pomocnicze
Zarys Geotechniki. Zenon Wiłun, Warszawa 2000 r.
Grunty nasypowe. Właściwości geotechniczne i metody ich badania. Stanisław
Pisarczyk. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa 2004 r.
Grunty organiczne i laboratoryjne metody ich badania. Elżbieta Myślińska. PWN.
Warszawa 2001 r.
Podstawy hydrogeologii stosowanej. Praca zbiorowa. PWN Warszawa 2006 r.
PN-B-03020:1981 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli.
Obliczenia statyczne i projektowanie.
PN-B-02480:1986 Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów.
PN-B-04481:1988 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu.
PN-B-02481:1998 Geotechnika. Terminologia podstawowa, symbole literowe i
jednostki miar.
Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie warunkót technicznych, jakimi
powinny odpowiadać budowle hydrotechniczne i ich usytuowanie z dnia 20 kwietnia
2007
Top Related