Załącznik nr 9 do swiz Zakres oceny stanu technicznego wałów na terenie woj małopolskiego



Pobieranie 169.93 Kb.
Data06.05.2016
Rozmiar169.93 Kb.
Załącznik nr 9 do swiz

Zakres oceny stanu technicznego wałów na terenie woj. małopolskiego

Spis treści


I. Zakres oceny stanu technicznego wałów na terenie woj. małopolskiego

1. Organizacja kontroli

2. Dokumentacje kontroli

3. Zakres badań geotechnicznych wałów

3.1. Informacje wstępne

3.2. Zakres badań

II. Kryteria i skala ocen stanu technicznego i bezpieczeństwa wałów

1. Kryteria oceny stanu technicznego

2. Elementy wału wpływające na kategorię jego stanu technicznego

3. Objaśnienie

3.1. Wymagania dotyczące wymiarów geometrycznych wału

3.2. Wymagania dotyczące zagęszczenia gruntu

3.3. Zjawiska filtracyjne

4. Wnioski dotyczące polności modernizacji

5. Literatura do wykorzystania

I. Zakres oceny stanu technicznego wałów na terenie woj. małopolskiego

1. Organizacja kontroli


Okresowe kontrole polegające na sprawdzeniu stanu technicznego i przydatności do użytkowania obiektu budowlanego, wymienione w punkcie 2 art. 62 ust. 1 „Prawa budowlanego” [Ustawa…, 1995], wymagane co najmniej raz na 5 lat, powinny prowadzić zespoły specjalistów w których skład, zgodnie z wymaganiami Głównego Urzędu Nadzoru Budowlanego, musi wchodzić przynajmniej 1 osoba mająca uprawnienia budowlane w specjalizacji obiektów budowlanych melioracji wodnych lub budownictwa hydrotechnicznego [Dz.U. 2006 nr 83 poz. 578]. Ponadto osoba wykonująca ocenę stanu technicznego oprócz uprawnień budowlanych powinna mieć doświadczenie oraz powinna być wyposażona w odpowiedni sprzęt do wykonywania badań i laboratorium.

Kontrole powinny być wykonywane na podstawie:



  1. analizy materiałów archiwalnych, którymi są:

    • dokumentacje poprzednio wykonanych kontroli stanu technicznego wału,

    • dokumentacje geotechniczne i geologiczno-inżynierskie,

    • opinie i ekspertyzy dotyczące przedmiotu badań, dokumentacje projektowe, protokoły z okresowych przeglądów wału, dokumentacje maksymalnego zasięgu wód powodziowych w dolinie,

    • mapy tematyczne (geologiczne, hydrogeologiczne, geologiczno-inżynierskie),

    • mapy topograficzne,

    • literatura;

  2. ewentualnej analizy dostępnych zdjęć lotniczych lub satelitarnych;

  3. wizji lokalnej terenu, obejmującej:

    • ustalenie zgodności map geodezyjnych z faktyczną morfologią terenu,

    • rejestrację obecności wód powierzchniowych,

    • ustalenie ogólnych warunków hydrogeologicznych, orientacyjnej głębokości wody gruntowej w zależności od budowy morfologicznej terenu,

    • ustalenie zagospodarowania terenu i stanu istniejących budowli i budynków zlokalizowanych przy obwałowaniu,

    • sprawdzenie, czy teren podlega ochronie prawnej,

    • ustalenie ewentualnych miejsc występowania szkód górniczych,

    • wstępne określenie nasilenia, przebiegu i rozmiarów ewentualnych zjawisk geodynamicznych (osuwiska, kras, erozja, abrazja, sufozja itp.),

    • sprawdzenie poprawności lokalizacji planowanych punktów badawczych ze względu na dostępność terenu, przebieg linii energetycznych, rurociągów i innych elementów infrastruktury itp.;

  4. innych dostępnych źródeł informacji (np. uzyskanych z urzędów gmin, od mieszkańców wsi i osiedli zlokalizowanych przy obwałowaniu);

  5. specjalistycznych badań terenowych i laboratoryjnych, których zakres dla danego obiektu należy ustalić indywidualnie;

  6. wyników obliczeń stateczności, osiadania i filtracji niezbędnych dla danego obiektu.

Podstawowym źródłem informacji o obwałowaniu powinien być jego właściciel lub zarządca, najczęściej Wojewódzki Zarząd Melioracji i Urządzeń Wodnych, w którego posiadaniu znajdują się dokumentacje ogólne i projektowe, operaty powykonawcze, protokoły kontroli okresowych i doraźnych.

Należy także zasięgnąć informacji w urzędach gmin oraz w czasie wizji terenowych w Ochotniczej Straży Pożarnej (lub innej jednostce reagowania kryzysowego), a także u mieszkańców wsi i osiedli zlokalizowanych przy obwałowaniu.


2. Dokumentacja kontroli


Dokumentacja wymaganej co najmniej raz na pięć lat okresowej kontroli stanu technicznego i przydatności do użytkowania wału przeciwpowodziowego powinna zawierać podane niżej elementy:

  1. podstawa opracowania;

  2. cel i zakres opracowania;

  3. wykorzystane materiały;

  4. podstawowe dane techniczne obiektu, budowli i urządzeń wałowych:

    1. charakterystyka obszaru chronionego,

    2. klasa wału,

    3. przebieg trasy wału,

    4. niweleta korony,

    5. charakterystyczne przekroje poprzeczne wału,

    6. główne budowle wałowe,

    7. budowle towarzyszące;

  5. dane hydrologiczne i hydrauliczne:

    1. poziom wód wielkich miarodajnych i kontrolnych, wody średniej rocznej, poziomy ostrzegawcze i alarmowe,

    2. przepływy miarodajne i kontrolne,

    3. zaobserwowane stany i przepływy wody w okresach wezbrań;

  6. informacje o eksploatacji obiektu ze zwróceniem szczególnej uwagi na okres przejścia fal powodziowych:

    1. okres budowy i rozbudowy wału,

    2. źródła informacji dotyczących dotychczasowej eksploatacji,

    3. podstawowe problemy podczas dotychczasowej eksploatacji:

– analiza protokołów z przeglądów wału,

inwentaryzacja przesiąków, przebić hydraulicznych, odkształceń korpusu i podłoża,

– stosowane doraźne i trwałe sposoby zabezpieczenia przed ujemnymi zjawiskami w czasie piętrzenia wód,

– ocena pracy wału i budowli wałowych w okresie piętrzenia;



  1. informacje o pomiarach oraz badaniach i obliczeniach specjalistycznych:

    1. pomiary geodezyjne,

    2. prace inwentaryzacyjne,

    3. badania geotechniczne,

    4. obliczenia parametrów filtracyjnych i stateczności wału dla charakterystycznych przekrojów,

    5. badania i opis stanu budowli towarzyszących,

    6. opis stanu innych elementów mających wpływ na stan i bezpieczeństwo wałów (erozja koryta, wyrobiska i wysypiska, starorzecza, zadrzewienia i zakrzaczenia, przejścia rurociągów, gazociągów, kabli, dróg dojazdowych itp.);

  2. ocena stanu technicznego i bezpieczeństwa wraz z określeniem zagrożeń:

    1. przebieg trasy wału,

    2. stan międzywala i zawala,

    3. korpus i podłoże wału,

    4. budowle,

    5. urządzenia wałowe (śluzy, przepusty, przejazdy i inne),

    6. urządzenia odwadniające zawale,

    7. podsumowanie oceny i określenie miejsc szczególnego zagrożenia,

    8. określenie kategorii stanu technicznego (wg kryteriów podanych w rozdz. II);

  3. wnioski wynikające z wykonanej kontroli;

  4. dokumentacja fotograficzna ocenianego obiektu.

Część graficzna dokumentacji oceny powinna zawierać m.in.:

  1. plan sytuacyjno-wysokościowy z lokalizacją (skala 1:2000; 1:5000, wyjątkowo 1:10 000):

  • trasy wału z umiejscowieniem budowli,

  • wysięków i przebić hydraulicznych,

  • rejonów erozji koryta, wyrobisk, starorzeczy, zadrzewień i zakrzaczeń,

  • przejść rurociągów, gazociągów, kabli, dróg dojazdowych itp.;

  1. profil podłużny wału z podaniem rzędnych korony i ławy wału, międzywala i zawala, wód miarodajnych i kontrolnych oraz w miarę możliwości dna cieku przy wale; ponadto należy zamieścić lokalizację obiektów związanych z podaniem odpowiednich rzędnych;

  2. przekroje geodezyjne;

  3. profile i przekroje geotechniczne;

  4. profile analityczne wierceń i sondowań (wykonanych i archiwalnych);

  5. wykresy z wynikami badań laboratoryjnych (np. wykresy uziarnienia, wykresy z próby Proctora itd.);

  6. przekroje z wynikami obliczeń stateczności i filtracji dla wybranych charakterystycznych przekrojów;

  7. przekroje budowli wałowych.

Dokumentacja powinna zawierać również tabele z zestawieniami wyników badań laboratoryjnych.

Układ trasy wału oraz stan międzywala i zawala powinny być opisane w sposób ogólny, na podstawie istniejących materiałów oraz wizji terenowej. Należy zwrócić uwagę na następujące elementy:



  • czy obwałowanie odcinkowo powoduje zwężenie szerokości doliny, co może wpływać na utrudnienie przepływu wód wielkich;

  • czy obwałowanie przebiega bezpośrednio przy zabudowaniach na zawalu oraz jaki wpływ mogą mieć przesiąki przez korpus i podłoże na budynki;

  • czy pod trasą wału przechodzą starorzecza oraz jaki jest ich stan;

  • czym międzywale jest porośnięte i jak jego stan może oddziaływać na poziom i kierunki przepływu wód wielkich;

  • czy w międzywalu i na zawalu w odległości mniejszej niż 50 m znajdują się lokalne oczka wodne i zagłębienia oraz ewentualnie czynne lub nieczynne wyrobiska eksploatacji kruszyw;

  • inne czynniki mogące powodować zmniejszenie bezpieczeństwa powodziowego.

W dokumentacji powinny być zamieszczone dane takie jak: wielkości przepływów i poziomy wód wielkich miarodajnych i kontrolnych, wody średniej rocznej, poziomy ostrzegawcze i alarmowe, przepływy miarodajne i kontrolne oraz zaobserwowane stany i przepływy w okresach wezbrań. Jako regułę powinno przyjmować się, że dane hydrologiczne i hydrauliczne pochodzą z opracowań dotyczących ochrony przeciwpowodziowej, jak: programy ochrony, projekty modernizacji urządzeń przeciwpowodziowych, w tym wałów, projekty regulacji rzek i inne opracowania. W wyjątkowych przypadkach, gdy ocenia się długie odcinki wałów, należy uzyskać dane hydrologiczne z Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej.

Plany i przekroje zamieszczone w części graficznej dokumentacji powinny spełniać poniższe kryteria:



  • plan orientacyjny ocenianego odcinka wału w skali 1:25 000;

  • plan sytuacyjno-wysokościowy w skali dostosowanej do długości badanego odcinka wału z zaznaczoną lokalizacją wykonanych i archiwalnych punktów badawczych, przekrojów geotechnicznych oraz innych istotnych danych, np. miejsc obserwacji zjawisk filtracyjnych;

  • profil podłużny odcinka wału w skali dostosowanej do jego długości z zaznaczonymi poziomami wód miarodajnych oraz wynikami rozpoznania geotechnicznego;

  • poprzeczne przekroje charakterystyczne i geotechniczne wału i terenu przyległego w skali 1:100, 1: lub w przypadku długich przekrojów 1:.

Liczba oraz długość przekrojów poprzecznych powinna być zgodna z przewidywanym rozmieszczeniem i zasięgiem badań geotechnicznych i nie może być mniejsza niż 5 na 1 km wału.

Przekroje budowli wałowych (pompowni, śluz, przepustów wałowych i innych konstrukcji znajdujących się w korpusie i podłożu) należy zamieścić w skali 1:100 lub 1:200 wraz z ich możliwie dokładnym opisem oraz wynikami badań terenowych stanu konstrukcji betonowych, stalowych, zamknięć, upustów itp. ze szczególnym zwróceniem uwagi na trudności w odprowadzeniu wód przesiąkających na zawale oraz ze zlewni własnej.


3. Zakres badań geotechnicznych wałów

3.1. Informacje wstępne


Badania geotechniczne, w rozumieniu normy PN-B-02479:1998, obejmują prace terenowe niewywołujące negatywnych zmian w środowisku naturalnym. Do badań tych należą: małośrednicowe wiercenia geotechniczne, sondowania statyczne i dynamiczne, badanie presjometrem i dylatometrem, wykopy badawcze oraz laboratoryjne określanie cech fizycznych, mechanicznych i chemicznych gruntów oraz wód gruntowych itp.

Badania geotechniczne nie podlegają wymaganiom prawa geologicznego i górniczego [Ustawa..., 1994], a ich program nie musi być zatwierdzany przez organa administracji geologicznej.


3.2. Zakres badań


Badania gruntów w korpusie wału i jego podłożu należy wykonywać w punktach rozmieszczonych w przekrojach prostopadłych do osi trasy nasypu I/1.

Rozmieszczenie przekrojów powinno być poprzedzone wstępnym rozpoznaniem, obejmującym prace wymienione w rozdz. 1. Przekroje powinny być zlokalizowane na odcinkach wałów, co do których można przypuszczać, że występują na nich zagrożenia, a więc w miejscach: występowania zjawisk filtracyjnych, przejść trasy wału przez starorzecza, występowania uszkodzeń korpusu nasypu (np. osuwisk, zapadlisk, wyraźnych obniżeń niwelety korony itp.), a także dodatkowo w miejscach lokalizacji budowli wałowych, przecinających korpus nasypu. Liczba przekrojów badawczych zależy od klasy wału i rodzaju podłoża. Rozróżnia się podłoża zbudowane z:



  1. gruntów nośnych - mineralnych niespoistych (sypkich) oraz spoistych o stopniu plastyczności IL < 0,25, tj. w stanie zwartym, półzwartym i twardoplastycznym;

  2. gruntów słabonośnych - mineralnych spoistych w stanie plastycznym, miękkoplastycznym i płynnym, mineralnych makroporowatych oraz organicznych.

Liczba przekrojów badawczych na 1 km długości ocenianego wału nie powinna być mniejsza niż:



Klasa wału

Grunty nośne

Grunty słabonośne

I, II

3

5

III, IV

lub wały ≤ 3 m



2

3

W przypadku, gdy oceniane odcinki wałów są krótsze niż 1 km, należy lokalizować co najmniej 3 przekroje badawcze na odcinkach dłuższych niż 500 m i 2 przekroje na odcinkach krótszych.

W przekrojach należy wykonać badania w minimum 3 punktach badawczych:


  • w osi korpusu wału,

  • w terenie przy stopie korpusu wału od strony odwodnej i odpowietrznej.

Zakres badań geotechnicznych w poszczególnych punktach zależy od lokalizacji punktu (korpus wału, teren przyległy) i rodzaju gruntu.

Badania gruntów w punktach położonych obok korpusu wału należy wykonywać do następujących głębokości H poniżej poziomu terenu:

  • w gruntach nośnych – nie mniej niż dwie wysokości piętrzenia hwm w odniesieniu do przepływu miarodajnego Qwm;

  • w gruntach słabonośnych – co najmniej 1 m poniżej spągu tych gruntów, a w przypadku bardzo głębokich złóż gruntów organicznych do głębokości nie mniejszej niż 2 wysokości nasypu, lecz nie głębiej niż 6 m.

Badania w korpusie wału wykonywane z korony powinny sięgać w podłoże mineralne pod wałem na głębokość minimum 1,0 m w gruntach mineralnych; w gruntach organicznych w podłożu zaleca się osiągnięcie spągu tych gruntów lub nie mniej niż 2 wysokości nasypu, lecz nie głębiej niż 6 m od poziomu terenu obok wału.

W skomplikowanych warunkach gruntowych, zwłaszcza gdy w powierzchniowej warstwie podłoża występują cienkie warstwy gruntu słabo przepuszczalnego o miąższości <1,5 m, narażone na przebicie, w przekrojach badawczych należy zlokalizować co najmniej dwa dodatkowe punkty badawcze - jeden od strony odpowietrznej, drugi od strony odwodnej, w odległościach L od stopy nasypu nie mniejszych niż dwie szerokości jego podstawy B, sięgające podścielającej warstwy przepuszczalnej lub nie mniej niż 2,5 m, gdy miąższość warstwy słabo przepuszczalnej jest mniejsza.

W punktach badawczych wyznaczonych według podanych wyżej zasad należy wykonać wiercenia połączone z pobieraniem próbek gruntu oraz sondowania w celu wydzielenia warstw i określenia parametrów geotechnicznych.



W obwałowaniach zbudowanych z gruntów spoistych lub organicznych zaleca się wykonywanie w przekrojach odkrywek, umiejscowionych na skarpie odwodnej lub odpowietrznej. Umożliwia to stwierdzenie występowania w korpusie szczelin, spękań, zmian strukturalnych gruntu, cienkich warstw uprzywilejowanej filtracji, ocenę stanu gruntu na styku korpusu z podłożem itp. Z odkrywek można także pobrać próbki do badań laboratoryjnych oraz wykonać oznaczenie współczynnika filtracji metodami polowymi.

W poszczególnych punktach badawczych, w zależności od rodzaju gruntu, należy wykonać oznaczenia parametrów geotechnicznych zestawionych w tabeli I.1. dla podłoża obok korpusu nasypu, a w tabeli I.2. dla korpusu nasypu wału. Wymienione parametry geotechniczne należy wyznaczyć dla każdej wydzielonej warstwy.



Tabela I.1. Zakres badań podłoża obok korpusu wału [Borys, Mosiej, 2003]

Rodzaj oznaczenia

Symbol

Grunt nośny

niespoisty

spoisty

Badania makroskopowe



+

+

Skład granulometryczny



+

+

Wilgotność

wn

+

+

Granica plastyczności

wp



+

Granica płynności

wL



+

Zawartość części organicznych

Iom

+

+

Stopień zagęszczenia

ID

+



Wytrzymałość na ścinanie

τf

wg norm

Spójność, kąt tarcia wewnętrznego

c, φ

wg norm

Współczynnik filtracji

k

wg norm

Położenie zwierciadła wody gruntowej



+

+

W obwałowaniach zaliczanych do II, III i IV klasy, o wysokości nieprzekraczającej 4 m, w odniesieniu do gruntów niespoistych w punktach położonych obok wału można wykonać podstawowe badania identyfikacyjne z zastosowaniem metod makroskopowych [PN-EN ISO 14688-1:2006; PN-EN ISO 14688-2:2006], a parametry wyznaczyć na podstawie zależności korelacyjnych.

Tabela I.2. Zakres badań w korpusie wału i w podłożu pod wałem [Borys, Mosiej, 2003]

Rodzaj oznaczenia

Symbol

Rodzaj gruntu

mineralny

niespoisty

spoisty

Badania makroskopowe



+

+

Skład granulometryczny



+

+

Wilgotność

wn

+

+

Granica plastyczności

wp



+

Granica płynności

wL



+

Zawartość części organicznych

Iom

+

+

Gęstość objętościowa

ρ

+

+

Gęstość objętościowa szkieletu gruntowego

ρd

+

+

Maksymalna gęstość objętościowa szkieletu gruntowego

ρdmax

+

+

Wilgotność optymalna

wopt

+

+

Wskaźnik zagęszczenia

Is

+

+

Stopień zagęszczenia

ID

+



Spójność, kąt tarcia wewnętrznego

c, φ

wg norm

Współczynnik filtracji

k

wg norm

Położenie zwierciadła wody gruntowej



+

+

We wszystkich pozostałych przypadkach, tj. w wałach zaliczanych do I klasy, niezależnie od wysokości wału i rodzaju gruntu w podłożu oraz w wałach zaliczanych do II, III i IV klasy o wysokości piętrzenia ponad 4 m, niezależnie od rodzaju gruntu w podłożu, parametry geotechniczne gruntów służące do rozpoznania rodzaju i stanu gruntu we wszystkich punktach należy wyznaczać na podstawie badań laboratoryjnych.

Pozostałe parametry oznacza się następująco:


  • stopień zagęszczenia gruntów niespoistych – z zastosowaniem sondy dynamicznej;

  • wskaźnik zagęszczenia w gruntach spoistych oraz namułach organicznych – na podstawie wyznaczonej wartości maksymalnej gęstości objętościowej i wilgotności optymalnej dla próbek pobranych z korpusu nasypu z każdej wydzielonej warstwy tych gruntów;

  • współczynnik filtracji – za pomocą metod empirycznych, polowych i laboratoryjnych w zależności od rodzaju gruntu.

II. Kryteria i skala ocen stanu technicznego
i bezpieczeństwa wałów przeciwpowodziowych

1. Kategorie oceny stanu technicznego i bezpieczeństwa
wałów przeciwpowodziowych


Wały przeciwpowodziowe na podstawie wyników kontroli przedstawionych w punkcie I należy przyporządkować do następujących kategorii stanu technicznego i bezpieczeństwa:

0 – brak oceny ze względu na brak danych,

1 – stan zagrożenia bezpieczeństwa,

2 – stan mogący zagrażać bezpieczeństwu,

3 – stan techniczny dobry, niezagrażający bezpieczeństwu.

Podjęcie decyzji o przyporządkowaniu wału do podanych wyżej kategorii powinno wynikać z oceny stanu jego zasadniczych elementów opisanych szczegółowo w rozdziale 2.


2. Elementy obwałowania przeciwpowodziowego wpływające na kategoryzację jego stanu technicznego i bezpieczeństwa


Oceną stanu technicznego i bezpieczeństwa powinno się objąć następujące elementy obwałowania przeciwpowodziowego:

  1. korpus wału;

  2. podłoże bezpośrednio pod wałem oraz w terenie przyległym do wału w odległości do 50 m od stopy wału zarówno od strony odwodnej, jak też odpowietrznej, w tym szczególnie na obszarze, na którym w okresie powodzi zachodzą zjawiska filtracyjne;

  3. budowle towarzyszące obwałowaniu, takie jak np.: pompownie, przepusty, śluzy, drenaże, urządzenia odwadniające, odprowadzalniki wód drenażowych, rowy przywałowe, przejazdy wałowe, drogi powodziowe i dojazdowe do obwałowań, urządzenia kontrolno-pomiarowe oraz inne elementy związane z linią ochronną utworzoną przez obwałowanie;

  4. międzywale, zawale oraz obszar chroniony.

Czynniki mogące mieć wpływ na ocenę stanu bezpieczeństwa poszczególnych elementów obwałowania są następujące:

  1. Korpus wału:

    1. wymiary geometryczne niespełniające wymogów, w tym:

  • bezpieczne wzniesienie korony,

  • szerokość korony,

  • nachylenie skarp,

    1. niedostateczne zagęszczenie gruntu w korpusie nasypu,

    2. zjawiska filtracyjne obserwowane w trakcie piętrzenia wody, w tym:

  • przecieki,

  • sufozja,

    1. uszkodzenia korpusu, w tym:

  • zniszczenie korony i skarp przez przejeżdżający sprzęt,

  • lokalne osuwiska skarp,

  • stan ubezpieczeń skarp,

  • dziko rosnąca roślinność krzewiasta i drzewiasta w obrębie samego korpusu, jak też w terenie bezpośrednio przyległym do wału,

  • siedliska zwierząt drążących nory, szczególnie bobrów,

  • przejście przez korpus rurociągów (wodociągowych, kanalizacyjnych, gazowych i innych) i kabli,

  • występowanie w korpusie wału piwnic, bunkrów i innych budowli tego typu;

    1. zagrożenie stateczności,

    2. nadmierne osiadanie.

  1. Podłoże:

  • zjawiska filtracyjne, w tym: przecieki, sufozja, przebicia.

  1. Budowle towarzyszące:

  • uszkodzenie budowli, brak sprawności technicznej,

  • brak dróg powodziowych i dojazdowych do wału;

  1. Międzywale, zawale i obszar chroniony:

  • zamulenie międzywala i jego podwyższenie,

  • zwężenie międzywala, mogące wpływać na utrudnienie przepływu wód,

  • roślinność występująca w międzywalu, mogąca wpływać na poziom i kierunek przepływu wielkich wód,

  • przecięcie trasy obwałowania ze starorzeczami, stan starorzeczy,

  • obecność, w odległości mniejszej niż 50 m od obwałowania, wyrobisk eksploatacji kruszyw, lokalnych zagłębień terenowych, stawów rybnych, oczek wodnych,

  • położenie bezpośrednio przy trasie obwałowania budynków,

  • położenie obwałowania na terenie zagrożonym szkodami górniczymi.

Kryteria oceny stanu obwałowania z uwzględnieniem wymienionych wyżej czynników zestawiono w tablice II/1.

Wskazówki dotyczące prowadzenia ocen stanu technicznego wałów zawierających elementy uszczelniające

Wykonywanie oceny stanu technicznego wałów przeciwpowodziowych zmodernizowanych poprzez wbudowanie różnych elementów uszczelniających, wymaga innego podejścia niż dla wałów o tradycyjnej wyłącznie gruntowej konstrukcji.

Natomiast przy wykonywaniu okresowej kontroli, co najmniej raz na pięć lat, polegającej na sprawdzeniu stanu technicznego i przydatności do użytkowania, w ramach której niezbędne jest wykonanie badań geotechnicznych, konieczna jest modyfikacja w stosunku do wytycznych opracowanych w latach ubiegłych, dotyczących głównie wałów o jednorodnej budowie [Borys M., Mosiej K., 2003; Borys M., Mosiej K., 2008].

W tym przypadku niezmiernie ważne jest dokładne rozpoznanie konstrukcji wału w oparciu o dokumentację archiwalną i na tej podstawie opracowanie dokładnego planu badań, tak aby nie dopuścić do uszkodzenia elementów uszczelniających, a zarazem ocenić najistotniejsze elementy wpływające na stan techniczny danego wału z uwzględnieniem wszystkich istotnych czynników mogących mieć wpływ na ten stan.

Jeśli w obwałowanie wbudowany jest ekran przeciwfiltracyjny, wykonanie badań geotechnicznych jest możliwe tylko w obrębie korpusu poza strefą ekranu, a więc najczęściej tylko od strony skarpy odwodnej. Dla „starych" wałów zmodernizowanych m.in. przez wybudowanie takiego ekranu, parametry zagęszczenia gruntu nie są kryterium decydującym o jego stanie technicznym, tak jak to ma miejsce w przypadku wałów zbudowanych tylko z gruntów. Badania geotechniczne powinny w tym przypadku dostarczyć parametrów niezbędnych do wykonania obliczeń stateczności i wyniki tych obliczeń winny być jednym z kryteriów branych pod uwagę przy ocenie stanu bezpieczeństwa wału.

Powinien być także brany pod uwagę stan gruntowej warstwy ochronnej ułożonej na ekranie od strony odwodnej. Sposób oceny będzie zależeć od jej miąższości. Jeśli miąższość ta jest niewielka, do max. 1,0 m, to biorąc pod uwagę grubość warstwy korzeniowej wierzchniej warstwy nie jest praktycznie możliwe wykonanie jakichkolwiek badań geotechnicznych i ocena jej stanu musi się z konieczności ograniczać do oceny wizualnej, podczas której należy zwrócić szczególną uwagę na jakiekolwiek ślady mogące świadczyć o jej niestabilności (np. pęknięcia, lokalne obsuwy, wgłębienia, nory itp.). Jeśli miąższość tej warstwy jest większa od



Tablica II/1. Kategorie stanu technicznego i bezpieczeństwa wałów przeciwpowodziowych wraz z kryteriami oceny [Kryteria…, 2008]

Elementy
obwałowania

Stan obwałowania przeciwpowodziowego w zależności od stanu poszczególnych jego elementów

stan zagrażający bezpieczeństwu

stan mogący
zagrażać bezpieczeństwu

stan techniczny dobry
niezagrażający bezpieczeństwu

1. Korpus wału

a) wymiary

  • niespełniające wymogów, zbyt mała wysokość

a) wymiary

  • niespełniające wymogów pod względem dopuszczalnych odchyleń, wysokość wystarczająca

a) wymiary

  • regularne, spełniające wymogi

b) zagęszczenie gruntu*

  • znacznie mniejsze od dopuszczalnego

b) zagęszczenie gruntu

  • mniejsze od dopuszczalnego

b) zagęszczenie gruntu

  • odpowiadające wymogom

c) zjawiska filtracyjne w trakcie piętrzenia wody

  • w postaci sufozji lub przebicia hydraulicznego

c) zjawiska filtracyjne w trakcie piętrzenia wody

  • w postaci przecieków

c) zjawiska filtracyjne w trakcie piętrzenia wody

  • brak lub w postaci bardzo małych przecieków

d) uszkodzenia korpusu

  • znaczne

  • siedliska zwierząt drążących nory, w tym bobrów

  • dziko rosnąca roślinność drzewiasta i krzewiasta w obrębie samego korpusu, jak też na terenie bezpośrednio przyległym do wału (w odległości do 3 m od stopy)

  • przejście przez korpus rurociągów (wodociągowych, kanalizacyjnych, gazowych i innych) i kabli w przypadkach ich ułożenia wzdłuż trasy wału

d) uszkodzenia korpusu

  • lokalne

  • siedliska zwierząt drążących nory z wyjątkiem bobrów

  • niezadowalający stan ubezpieczeń biologicznych na skarpach i koronie (słaby porost traw, występowanie miejsc nieporośniętych)

  • dziko rosnąca roślinność krzewiasta w obrębie samego korpusu, jak też na terenie bezpośrednio przyległym do wału

d) uszkodzenia korpusu

  • brak

  • występowanie w korpusie piwnic, bunkrów i innych budowli tego typu

  • przejście przez korpus rurociągów (wodociągowych, kanalizacyjnych, gazowych i innych) i kabli w poprzek do trasy wału




e) stateczność

  • współczynniki pewności niższe od wymaganych

e) stateczność

  • współczynniki pewności równe wymaganym

e) stateczność

  • współczynniki pewności wyższe od wymaganych

f) osiadanie

  • znaczne

  • nierównomierne

f) osiadanie

  • nierównomierne

f) osiadanie

  • niewielkie

  • równomierne

2. Podłoże wału

zjawiska filtracyjne

  • sufozja

  • przebicia hydrauliczne

zjawiska filtracyjne

  • przecieki

zjawiska filtracyjne

  • brak

3. Budowle towarzyszące

  • znaczne uszkodzenia budowli

  • niewielkie uszkodzenia budowli

  • dobry stan budowli

  • brak dróg powodziowych i dojazdowych

  • brak dróg powodziowych

  • wykonane drogi dojazdowe i powodziowe

4. Międzywale, zawale i obszar chroniony

  • występowanie wielu czynników powodujących zagrożenie bezpieczeństwa (wymienionych
    w p. 4)

występowanie pojedynczych czynników powodujących zagrożenie bezpieczeństwa (wymienionych w p. 4)

brak czynników powodujących zagrożenie bezpieczeństwa

  • stan koryta rzeki i ukształtowanie linii brzegowej wskazują na potencjalne zagrożenie dla wału

Uwaga:


* zagęszczenie gruntu nie dotyczy wałów zmodernizowanych posiadających wbudowane elementy filtracyjne.
1,0 m, to można w niej wykonać odkrywkę zachowując szczególną ostrożność, aby nie uszkodzić ekranu uszczelniającego i pobrać próbki gruntu w celu określenia parametrów do obliczeń stateczności tej warstwy.

Ocena samego ekranu wykonanego z geomembrany w okresie eksploatacji wału jest praktycznie niemożliwa. Kluczowe znaczenie w tym przypadku ma kontrola wykonana w trakcie budowy tuż przed przykryciem ekranu warstwą ochronną, która powinna być wykonana ze szczególną starannością zgodnie z opracowanymi zaleceniami [Borys, 2009b], Po oddaniu wału do eksploatacji o stanie ekranu może świadczyć głównie jego praca podczas piętrzenia wody. Należy wówczas zwrócić szczególną uwagę na to, czy nie obserwuje się przesiąków wody od strony odpowietrznej korpusu wału, co wskazywałoby na nieszczelność ekranu. Wszelkie takie miejsca powinny być dokładnie zlokalizowane i opisane, a także wskazane jest wykonanie dokumentacji fotograficznej. Wystąpienie przesiąków wody dla wału z wbudowanym ekranem uszczelniającym świadczy o zagrożeniu bezpieczeństwa na tym odcinku.

W przypadku pionowej przegrody przeciwfiltracyjnej wbudowanej w korpus obwałowania można wykonać wiercenia w korpusie wału z obu stron przegrody bez szkody dla niej. Jednak i w tym przypadku parametry zagęszczenia gruntu nie są kryterium decydującym o jego stanie technicznym, a badania geotechniczne powinny dostarczyć parametrów niezbędnych do wykonania obliczeń stateczności i wyniki tych obliczeń winny być jednym z kryteriów branych pod uwagę przy ocenie stanu bezpieczeństwa wału.

Badania wykonane dla przegród przeciwfiltracyjnych z zawiesin twardniejących wykazały, że w miarę upływu czasu ulegają one stopniowej degradacji. Dlatego takie przegrody powinny być co kilka lat poddawane okresowej kontroli, w celu określenia stopnia tej degradacji. Zmiany te będą najbardziej intensywne w wierzchniej warstwie najbardziej narażonej na wpływ czynników degradujących, więc ocenę można wykonać poprzez wykonanie odkrywek od strony odpowietrznej przegrody, w których można ocenić wizualnie stan przegrody oraz pobrać próbki do laboratoryjnego określenia wytrzymałości na ściskanie i współczynnika filtracji materiału przegrody. Można też ewentualnie wykonać odwierty poziome lub ukośne połączone z pobraniem próbek rdzeniowych. Należy przy tym pamiętać o ponownym uszczelnieniu przegrody w miejscach pobranych próbek. Wyniki badań należy porównać z wynikami kontroli po wykonaniu przegrody wykonanej zgodnie z odpowiednimi wytycznymi [Borys M., 2008c].



Dodatkowe objaśnienia, definicje i wymagania, które mogą być użyteczne podczas klasyfikowania wałów do poszczególnych kategorii podano w punkcie 3.

3. OBJAŚNIENIA DODATKOWE, DEFINICJE, WYMAGANIA

3.1. Wymagania dotyczące wymiarów geometrycznych korpusu wału
przeciwpowodziowego


Najmniejsze dopuszczalne wymiary korpusu wału zależą od:

  • bezpiecznego wzniesienia korony wału ponad zwierciadło wody obliczeniowej (miarodajnej lub kontrolnej),

  • niezbędnej minimalnej szerokości korony wału,

  • wymagań dotyczących nachylenia skarp.

Rzędne korony wału wynikają z położenia zwierciadła wód obliczeniowych ustalonych na podstawie przepływów miarodajnych i kontrolnych oraz wyników obliczeń dla przyjętej rozstawy wałów. Korona wału powinna być bezpiecznie wysoko położona ponad zwierciadłem wody obliczeniowej. Bezpieczne wzniesienie korony wału, według Rozporządzenia Ministra Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać obiekty budowlane gospodarki wodnej i ich usytuowanie, powinno być nie mniejsze niż to podano w tablicy II/2.

Tablica II/2. Bezpieczne wzniesienie korony stałych budowli hydrotechnicznych

Rodzaj
budowli

Warunki eksploatacji

Bezpieczne wzniesienie korony budowli hydrotechnicznych (w m) dla klas I–IV

nad statystycznym poziomem wody

nad poziomem wywołanym falowaniem

I

II

III

IV

I

II

III

IV

Zapory ziemne i obwałowania

Maksymalne lub normalne poziomy wód

2,0

1,5

1,0

0,7

0,7

0,5

0,5

0,5

Miarodajne przepływy wezbraniowe

1,3

1,0

0,7

0,5

0,5

0,3

0,3

0,3

Wyjątkowe warunki eksploatacyjne

0,3

0,3

0,3

0,3

nie uwzględnia się falowania

Obliczeniowe przepływy wezbraniowe wód przyjmuje się zgodnie z tablicą II/3. Wielkości bezpiecznego wzniesienia korony wału traktuje się jako minimalne. Zwiększenie bezpiecznego wzniesienia korony wału należy rozpatrywać szczególnie w przypadku, gdy:



  • obliczenia hydrologiczne są oparte na zbyt krótkich ciągach przepływów maksymalnych lub na niezbyt pewnym materiale,

  • nie są wykluczone zatory lodowe lub śryżowe,

  • między wale może zarastać lub może osadzać się w nim rumowisko,

  • będzie występować falowanie spowodowane wiatrem,

  • po koronie będzie się odbywać ruch kołowy.

Tablica II/3. Prawdopodobieństwo pojawienia się (przewyższenia) przepływów miarodajnych i kontrolnych dla stałych budowli hydrotechnicznych

Rodzaj budowli

Przepływ

Prawdopodobieństwo pojawienia się
(przewyższenia) p% dla klasy:

I

II

III

IV

Budowle nieulegające zniszczeniu przy przelaniu się przez nie wody

miarodajny Om

0,5

1,0

2,0

3,0

kontrolny Qk

0,1

0,3

0,5

1,0


Nachylenie skarp korpusu wału powinno być wyznaczane na podstawie obli­czeń stateczności lub z zaleceń odnoszących się do największych dopuszczalnych nachyleń, przy czym, nachylenia skarp nie powinny być bardziej strome niż podane w tablicy II/4.

Dopuszczalne odchylenia wymiarów nasypów od projektu, z uwzględnieniem poprawek na osiadanie (wg projektu), są następujące:



  • rzędne korony i ławek – od 0 do +10 cm,

  • szerokość korony i ławek – od 0 do +25 cm,

  • szerokość podstawy – od 0 do +100 cm.

Dopuszczalne odchylenia nachyleń skarp i spadków korony oraz ławek powinny odpowiadać wymaganiom dotyczącym wymiarów liniowych, nie powinny jednak przekraczać 10% projektowanego nachylenia.

Tablica II/4. Minimalne nachylenie skarp i wałów przeciwpowodziowych

Klasa wału

Rodzaj gruntu
w korpusie wału

Nachylenie skarpy

odwodnej

odpowietrznej

z drenażem

bez drenażu

I, II

niespoisty

spoisty


1 : 2,5

1 : 2,0


1 : 2,0

1 : 2,0


1 : 2,25

1 : 2,0


III, IV

niespoisty

spoisty


1 : 2,0

1 : 1,75


1 : 1,75

1 :1,50


1 : 2,0

1 : 1,75




3.2. WYMAGANIA DOTYCZĄCE ZAGĘSZCZENIA GRUNTÓW W KORPUSIE WAŁU PRZECIWPOWODZIOWEGO


Zagęszczenie gruntów w nasypach ocenia się wskaźnikiem (IS) lub stopniem zagęszczenia (ID).

W przypadku nowo zbudowanych wałów (z wyjątkiem wykonanych metodą hydromechanizacji) wymagany stopień (IDW) lub wskaźnik (ISW) zagęszczenia gruntów w korpusach można przyjąć na podstawie wartości podanych w tablicy II/5. (PN-B-12095, Wały przeciwpowodziowe – wytyczne instruktażowe projektowania, 1982, Warunki techniczne wykonania i odbioru. Roboty ziemne, 1994).



Tablica II/5. Wymagane wartości wskaźnika zagęszczenia (ISW) lub stopnia zagęszczenia (IDW)

Rodzaj gruntu

Zawartość frakcji > 2mm (%)

Wymagane zagęszczenie

korpusy wałów nowych

I, II klasa

III, IV klasa

Grunty spoista

0–10

ISW ≥ 0,95

ISW ≥ 0,92

10–50

ISW ≥ 0,92

Grunty niespoiste

piaski drobne

IDW ≥ 0,70

IDW ≥ 0,55

piaski średnie

piaski grube i grunty gruboziarniste

IDW ≥ 0,65

W wałach istniejących lub zmodernizowanych parametry zagęszczenia gruntów powinny wynosić minimum:



  • w przypadku gruntów niespoistych – IDW ≥ 0,50,

  • w przypadku gruntów mało spoistych i spoistych – ISW ≥ 0,92.

3.3. ZJAWISKA FILTRACYJNE


Zjawiska filtracyjne w obrębie korpusu i podłoża wału mogą mieć różną intensywność i ogólnie można je podzielić na:

  • przecieki,

  • sufozję,

  • przebicia hydrauliczne.

Przeciekiem nazywane jest zjawisko polegające na sączeniu się niewielkich ilości wody niezawierającej cząstek gruntu, co objawia się optycznie w postaci wypływu czystej wody.

Sufozją nazywane jest zjawisko polegające na unoszeniu przez filtrującą wodę drobnych cząstek gruntu. Cząstki te mogą być wynoszone poza obręb gruntu, co objawia się optycznie w postaci wypływu wody z gruntem. Zjawisko to świadczy o tym, że zostały przekroczone tzw. prędkości lub gradienty krytyczne. W wyniku sufozji w gruncie mogą powstać kawerny lub kanały i zjawisko to przybiera cechy przebicia hydraulicznego.

Przebiciem hydraulicznym nazywane jest zjawisko tworzenia się kanału (przewodu) wypełnionego gruntem o naruszonej strukturze, łączącego miejsca o wyższym i niższym ciśnieniu wody w porach. Na powierzchni terenu przebicie hydrauliczne widoczne jest w postaci źródła z wynoszeniem gruntu z podłoża.

4. Wnioski dotyczące pilności modernizacji


Ocena stanu technicznego i bezpieczeństwa obwałowań przeciwpowodziowych powinna kończyć się wnioskami dotyczącymi pilności modernizacji poszczególnych odcinków wałów oraz sugerowanych sposobów modernizacji. Wnioski powinny być skonsultowane z Inspektoratem Rejonowym.

5. LITERATURA Do WYKORZYSTANiA


Borys M., 2008a. Kryteria i skala ocen stanu technicznego i bezpieczeństwa wałów przeciwpowodziowych. Mater. Instr. Procedury 123/7. Wydaw. IMUZ. Falenty ss. 14.

Borys M., Mosiej K., 2008. Ocena stanu technicznego obwałowań przeciwpowodziowych. Wydaw. IMUZ ss. 82

Borys M., Dąbkowski Sz. L., 2012. O potrzebie nowego spojrzenia na problemy i zakres oceny stanu technicznego obwałowań przeciwpowodziowych. Gospodarka Wodna nr 2.

Borys M., Rycharska J., 2006. Ocena stanu technicznego wałów przeciwpowodziowych i podstawowych budowli wodno-melioracyjnych oraz stworzenie systemu monitorowania urządzeń przeciwpowodziowych. Falenty, IMUZ maszyn.

Dz.U. 1998 nr 126 poz. 839. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 24 września 1998 r. w sprawie ustalenia geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych.

Dz.U. 2007 nr 86 poz. 579. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 20 kwietnia 2007 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać obiekty budowlane gospodarki wodnej i ich usytuowanie.

Ochrona przed powodzią, 1992. Pr. zbior. Red. K. Mosiej, A. Ciepielowski. Falenty: IMUZ ss. 262.



Pisarczyk S., Rymsza B., 1988. Badania laboratoryjne i polowe gruntów. Warszawa: Wydaw. PW.

PN-74/B-04452. Grunty budowlane – Badania polowe.

PN-81/B-03020. Grunty budowlane – Posadowienie budowli – Obliczenia statyczne i projektowanie.

PN-88/B-04481. Grunty budowlane – Badania próbek gruntu.

PN-B-12095, 1997. Urządzenia wodno-melioracyjne. Nasypy. Wymagania i badania przy odbiorze.

PN-B-02479:1998. Geotechnika – Dokumentowanie geotechniczne.

PN-B-02480:1986. Grunty budowlane – Określenia, symbole, podział i opis gruntów.

PN-B-02481:1998. Geotechnika – Terminologia podstawowa, symbole literowe i jednostki miar.

PN-B-04452:2002. Geotechnika – Badania polowe.

PN-B-06050:1999. Geotechnika – Roboty ziemne – Wymagania ogólne.

PN-EN ISO 14688-1:2006. Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów. Cz. 1: Oznaczanie i opis.

PN-EN ISO 14688-2:2006. Badania geotechniczne. Oznaczanie i klasyfikowanie gruntów. Cz. 2: Zasady klasyfikowania.

Rozporządzenie Ministra Ochrony Środowiska, Zasobów Naturalnych i Leśnictwa z dnia 20 grudnia 1996 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać obiekty budowlane gospodarki wodnej i ich usytuowanie. Dz.U. 1997 nr 21 póz. 111. Ustawa z dnia 7.08.1994 r.

Ustawa z dnia 4.02.1994 r. „Prawo geologiczne i górnicze”. Dz.U. 1994 nr 27 poz. 96.

Wały przeciwpowodziowe – wytyczne instruktażowe projektowania, 1982. Oprac. zbiór. pod kier. A. Żbikowskiego. Melior. Rol. nr 2–3 ss. 49.

Warunki techniczne wykonania i odbioru. Roboty ziemne, 1994. Pr. zbior. Warszawa: MOŚZNiL ss. 71.






©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna