Drietoma – havarijný zosuv po páde skalných blokov na ceste I/9

V dôsledku zrútenia skalných blokov na cestnú komunikáciu I/9 za križovatkou do obce Horná Súča pri Drietome (Trenčiansky kraj) začiatkom roka 2021 došlo k ohrozeniu bezpečnosti cestnej premávky a bola vyhlásená mimoriadna situácia.

Tá si vyžadovala v prvom rade uzavretie cestnej komunikácie na zhruba 270 metrov dlhom úseku, kým nebolo vylúčené riziko ďalšieho odpadávania, zosypávania či odvaľovania skalných blokov. Po zabezpečení stavu bol nutný návrh technického riešenia, ktorému predchádzal inžinierskogeologický prieskum na stanovenie potrebných parametrov k návrhu

Zhotoviteľom inžinierskogeologického prieskumu a zároveň projektantom sanácie a zabezpečenia cestnej komunikácie proti padaniu skál bol Geotechnik SK, s. r. o. Zhotoviteľom sanačných prác bola spoločnosť En Libre, s. r. o., a dodávateľom technických riešení bola spoločnosť Maccaferri Central ­Europe, s. r. o.

Inžinierskogeologický prieskum

Mapovacie práce sa realizovali s cieľom zistiť rozsah zvetrania skalných výčnelkov svahu a skalného masívu nad cestou I/9. Inžinierskogeologické mapovanie záujmového územia bolo okrem geologickej stavby zamerané predovšetkým na zhodnotenie vyskytujúcich sa geodynamických javov/procesov a na možnosti ohrozenia bezpečnosti cestnej premávky.

Po vytvorení fotogrametrického 3D modelu bol vyhotovený plán so sieťovým rozdelením skalného útvaru do kvadrantov. Model bol vytvorený pre jednoduchšiu orientáciu v teréne pri meraní diskontinuít.

Svah nad cestou tvoria obnažené skalné bloky a sutinový materiál tvorený hlinou, kamenivom a lesnou pôdou s rastlinným substrátom. Na povrchu sa nachádza krovinatý porast a porast z dospelých listnatých stromov.

Skalné bloky majú geometrické usporiadanie v tvare doskovitých blokov. Diskontinuity sú priebežné a čiastočne priebežné s množstvom puklinových nárezov. Plochy diskontinuít sú rovinné, hladké, často vyplnené piesčitým ílom sivohnedej až červenkastej farby, v prípade zamokrenia mäkkej a tuhej konzistencie.

Povrch diskontinuít je často vlhký až mokrý.
Bloky s veľkosťou približne 20 × 30 × 20 cm sa dajú pomerne ľahko vyberať rukou. V prípade mechanického pôsobenia (údery geologického kladiva) sa aktivujú puklinové nárezy a čiastočné priebežné pukliny a dochádza k uvoľňovaniu väčších blokov horniny s rozmermi približne až 50 × 50 × 30 cm a väčšími.

K uvoľňovaniu menších úlomkov s veľkosťou približne 10 × 10 × 10 cm dochádzalo miestami pri kontakte s pevnou obuvou.

Záverom inžinierskogeologického prieskumu a zmapovania územia bolo jednoznačné stanovisko, že je potrebné vykonať zabezpečovacie práce. Odporúčaná bola forma pasívnej ochrany, čiže závojových systémov z vysokopevnostných oceľových sietí v kombinácii s dynamickou bariérou umiestnenou v korune brala.

Sanačné práce

Ako sme uviedli vyššie, jednotlivé časti skúmaného úseku vykazujú vysokú mieru porušenia, ktoré je charakterizované procesmi chemického a mechanického zvetrávania. To spôsobuje tvorbu blokov, ktoré sa odlamujú a opadávajú, iné sa postupne dostávajú saltáciou na okraj skalného zárezu, k čomu prispieva aj mechanická sila koreňov a kmeňov od spadnutých a vyvrátených stromov.

Na základe inžinierskogeologického a dendrologického prieskumu a skúšok „in situ“ boli na vyšetrovanom území navrhnuté a posúdené potrebné sanačné opatrenia. Návrh zabezpečenia svahu spočíval v prvej fáze v odstránení náletovej vegetácie a uvoľnených skalných blokov.

Následne prebehli samotné sanačné opatrenia formou dynamických bariér MACCAFERRI RB 1000 v kombinácii s ochrannými plotmi a plošným opláštením z vysokopevnostnej oceľovej siete SteelGrid HR 50. Celková sanácia bola rozdelená na jednotlivé zóny podľa miery porušenia masívu.

Opláštenie systémom vysokopevnostných oceľových sietí (závojový systém)

Plošné zaistenie nestabilných úsekov je navrhnuté systémom vysokopevnostných oceľových sietí ako závojový systém – sieť je kotvená len v korune a slúži na usmernenie trajektórie padania uvoľnených skalných blokov. Sieť je lokálne v celej ploche doplnená o prídavné kotevné prvky.

Na zaistenie bol na základe výpočtu navrhnutý výstužný geokompozit ­SteelGrid HR50, ktorý je tvorený oceľovou dvojzákrutovou šesťuholníkovou sieťou s pozdĺžne vpletenými vysokopevnostnými lanami. Ide o typ dvojzákrutovej oceľovej siete 8×10 s priemerom drôtu 2,7 mm a protikoróznou ochranou Galmac podľa STN EN 10223-3. Vpletené vysokopevnostné oceľové laná majú nominálny priemer 8,0 mm a v zmysle EN 12385-2 ide o typ 6×7 WC-WSC.

Oceľové laná sú vpletené do dvojzákrutovej siete priamo pri jej výrobe, aby sa zabezpečilo čo najlepšie prepojenie oboch prvkov geokompozitu. Vzdialenosť medzi jednotlivými lanami je 500 mm. Ťahová pevnosť výstužnej siete je 122 kN/m a únosnosť v pretlačení 125 kN.

Jednotlivé rolky geokompozitu sú upevnené v korune a päte svahu pomocou kotviaceho lana s ø 12 mm, resp. 16 mm, typu 6×19, uchyteného do svahu kotevnými klincami s dĺžkou 3,0 m.

Samotný geokompozit má v tomto prípade (závojový systém kotvený len v korune a päte svahu) v systémoch ochrany proti padaniu skál pasívnu funkciu. Pri komplikovanej morfológii sa lokálne dopĺňa z dôvodu kopírovaniu tvaru masívu prídavnými klincami.

Dynamická bariéra

Na základe inžinierskogeologického prieskumu je v korune zárezu navrhnuté zaistenie v podobe dynamickej bariéry, ktorá slúži na zachytenie potenciálnych padajúcich skalných blokov. Bariéra pohlcuje kinetickú energiu skalného bloku prostredníctvom svojej deformácie. Je inštalovaná kolmo na predpokladanú trajektóriu pádu bloku s výškou minimálne 3,5 m.

Pred jej realizáciou bolo potrebné očistiť, odkopať a upraviť povrch do približnej vodorovnej línie a ďalej ju kotviť podľa technického predpisu certifikovanej bariéry.

Bariéra sa dodáva ako zostava po komponentoch, ktoré sa vzájomne spájajú na stavbe. Na základe výpočtových analýz potenciálnych padajúcich skalných blokov bola navrhnutá bariéra s výškou minimálne 3,5 m s energetickou triedou 1 000 kJ (typ RB 1000, MACCAFERRI).

Kombinácia dynamickej bariéry a opláštenia svahu ochrannými sieťami je ideálnym riešením na zaistenie bezpečnosti a plynulosti dopravnej premávky. Ochranné siete uložené priamo na svahu zabezpečujú stabilitu a ochranu v bezprostrednej blízkosti komunikácie a dynamická bariéra v pozadí chráni komunikáciu pred pádom skalných blokov z väčšej vzdialenosti svahu.

Záver

Zdokumentované geodynamické javy typu opadávania a rútenia skalných úlomkov majú potenciál ohroziť bezpečnosť dopravnej infraštruktúry. Preto bolo na základe uvedených skutočností potrebné vytvoriť efektívny spôsob zaistenia nestabilného skalného brala. Použitím materiálov určených pre špeciálne zakladanie a geotechniku sa dosiahlo optimálne riešenie sanácie predmetných skalných blokov a ochrany proti padaniu skál.

Na území Slovenska je množstvo podobných rizikových oblastí s potenciálom padania skál. Potvrdzuje to každý vyhlásený havarijný stav a kolaps skalného masívu. Tieto situácie ohrozujú životy ľudí, ktorí využívajú dopravnú infraštruktúru, alebo bývajú v blízkosti rizikových oblastí, a v neposlednom rade majú negatívny dosah na ekonomiku v prípade potreby uzavretia komunikácie.

Je preto potrebná systematická pasportizácia rizikových oblastí, ktorou by sa havarijné stavy zmenili na úseky s preventívnou ochranou dopravnej infraštruktúry.

TEXT: Ing. Juraj Pagáč, Ing. Jaroslav Adamec
FOTO: autori

Juraj Pagáč pôsobí v spoločnosti Geotechnik SK, s. r. o. Jaroslav Adamec pôsobí v spoločnosti Maccaferri Central Europe, s. r. o.

Literatúra
1. Ing. Boris Vrábel, PhD.: Projektová dokumentácia: Drietoma, havarijný zosuv na ceste I/9.
2. Katalóg produktov spoločnosti Maccaferri.
3. STN EN 14490 Vykonávanie špeciálnych geotechnických prác: Klincovanie zemín.
4. STN EN 1997-1 Navrhovanie geotechnických konštrukcií. Časť 1: Všeobecné pravidlá.
5. STN EN 1992-1-1 Navrhovanie betónových konštrukcií. Časť 1-1: Všeobecné pravidlá a pravidlá pre budovy.