Sanácia skalných brál na cestách I/18 v Strečne a III/2082 v Hričovskom Podhradí
Cieľom článku je poukázať na možnosti riešenia ochrany cestnej a železničnej infraštruktúry proti podaniu skál. Príspevok ukazuje konkrétne prípady riešenia tejto problematiky na ceste I/18 v Strečne a III/2082 v Hričovskom Podhradí, kde sa v súčasnosti dokončila realizácia opatrení na zaistenie bezpečnej prevádzky. Použili sa najmä dynamické bariéry doplnené o ochranné oceľové siete.
Mnohé úseky ciest a železničných tratí sa nachádzajú v blízkosti skalných stien a zárezov, pri ktorých je potenciálne riziko pádu bloku na komunikáciu.
Na základe zaznamenaných problémov, priameho ohrozenia vozovky a cestujúcich sa na vybraných úsekoch pristúpilo k sanačných opatreniam.
Pred samotnými sanačnými prácami bolo potrebné vykonať v prvom kroku geodetický fotogrametrický 3D model, slúžiaci ako podklad pre terénne a projekčné práce. Terénne práce pozostávali z inžiniersko-geologického mapovania skalného brala a vytvárania modelu, ktorý opisuje geologickú stavbu, inžiniersko-geologické a hydrogeologické pomery skúmaného územia a systém a mieru rozvoľnenia masívu.
Príspevok sa venuje bližšie úsekom nad cestou III/2082 v k. ú. Hričovské Podhradie a cestou I/18 v k. ú. Strečno.
SANÁCIA SKALNÉHO BRALA NA CESTE III/2082 V K. Ú. HRIČOVSKÉ PODHRADIE
V obci Hričovské Podhradie znemožnili zrútené skalné bloky prejazd cestou a priamo ohrozovali rodinné domy. V nadväznosti na to bola dňa 9. 1. 2024 o 11.00 hod. vyhlásená mimoriadna situácia.
Zhotoviteľom sanačných prác bola spoločnosť En Libre, s.r.o. Hlavným projektantom a autorským dozorom bola spoločnosť Geotechnik SK, s.r.o., a dodávateľom technických riešení sanácie svahov a ochrany proti padaniu skál spoločnosť MACCAFERRI CENTRAL EUROPE s.r.o.
Skutkový stav
Skúmané územie sa nachádza v tesnej blízkosti cesty, ktorá predstavuje jedinú prístupovú cestu do obcí Paštiná Závada a Peklina. V smere „pádovej“ priamky (podľa obr. 1) sa pod zónou č. I nachádzajú dva rodinné domy. Pod zónou
č. II je prístupová cesta smerom k zástavbe rodinných domov a pod zónou č. III sa nachádza stavba rodinného domu.
Najväčšie nebezpečenstvo predstavoval blok nachádzajúci sa v zóne I, ktorý je potenciálne vysoko nestabilný, a hrozilo ušmyknutie smerom do vozovky. Pilier má hranolovitý tvar s rozmermi 8 × 5 × 4 m. Táto zóna je najviac porušená a predstavuje najväčšie nebezpečenstvo pádu blokov do priestoru cesty.
Miera porušenie masívu je daná prítomnosťou puklín, ich orientáciou, vyplnením a zvodnením.
Zo záverov inžiniersko-geologického prieskumu vyplynula potreba vykonať zabezpečovanie práce vo forme aktívnej (ochranných sietí) a pasívnej ochrany (dynamických bariér).
Sanačné opatrenia
Vzhľadom na tvar terénu bola navrhnutá sanácia v podobe ochranných sietí a dynamických bariér. Konštrukcia dynamickej bariéry musí byť schopná odolať kinetickej energii padajúceho bloku požadovanej veľkosti. Na realizovanom úseku bola použitá trojpoľová dynamická bariéra RB 9000 energetickej triedy 9 000 kJ s výškou 7,0 m a bariéra RB100 energetickej triedy 100 kJ s výškou 2,0 m. Bariéry boli
dodané po komponentoch, ktoré sa vzájomne zostavili do ucelenej konštrukcie.
Dynamické bariéry sú záchytné konštrukcie, ktoré musia byť v zmysle smernice
EAD 340059-00-0106 certifikované ako systém. Smernica definuje spôsob testovania bariéry, základné požiadavky na jej konštrukciu a jej zakladanie pre rôzne energetické triedy.
SANÁCIA SKALNÉHO BRALA NA CESTE I/18 V K. Ú. STREČNO
Dôvodom riešenia vzniknutej situácie bolo zrútenie skalného bloku na cestu I/18. Skalný blok spadol povedľa existujúcej dynamickej bariéry a poškodil zvodidlo a kryt vozovky, kde zostal kráter s hĺbkou 20 cm a priemerom približne 2 – 3 m. Následne bola vyhlásená mimoriadna situácia, pretože existovalo riziko pádu nestabilných blokov z nezaistených úsekov v dĺžke 1 000 m v km 471,400 – 472,400.
Generálnym zhotoviteľom predmetného úseku sanácie bola spoločnosť Swietelsky-Slovakia spol. s r.o. Hlavným projektantom a autorským dozorom bola spoločnosť Geotechnik SK s.r.o. a dodávateľom technických riešení sanácie svahov a ochrany proti padaniu skál spoločnosť MACCAFERRI CENTRAL EUROPE s.r.o.
Skúmaný úsek bol rozdelený na tri zóny.
Skutkový stav
Zóna I
V tejto zóne sa nachádzali pôvodné dynamické zábrany, v prevažnej miere zaplnené. Skalné steny sú porušené výraznými eróznymi ryhami a depresiami, ktoré sú vyplnené ílovito-kamenitými a kamenitými sutinami. V horných polohách permanentne opadávali skalné úlomky a bloky s veľkosťou od 5 × 5 cm cez 10 × 10 cm, 30 × 30 cm, 70 × 70 cm až po 1 m3. V dôsledku tohto javu dochádza aj k tvorbe osypov a proluviálnych kužeľov pri päte svahu, resp. môžu vznikať kamenné múry.
Zóna II
V zóne II je morfológia svahu premenná. Nad skalnou stenou v päte svahu sa nachádza svah s miernejším sklonom a prítomnosťou sutín na povrchu. Zdrojovú oblasť pre tvorbu sutín tvoria skalné steny-útesy. Svah je tektonicky porušený, rozvoľnený. V minulosti boli v danej zóne umiestnené ochranné siete a ploty.
Zóna III
V tejto zóne je svah premenný, rozčlenený priebežnými hlbokými eróznymi ryhami, s akumuláciou sutín, ktoré sú najmä v období jarného oteplenia zdrojom kamenitoílovitých prúdov so snehom.
Boli tu inštalované ochranné konštrukcie, ktoré boli vo veľkej miere poškodené, takže ich bolo potrebné nahradiť novými ochrannými prvkami.
Informácie z inžiniersko-geologického mapovania slúžili spolu s „pádovou“ štúdiou priamo z terénu v porovnaní so softvérovým modelom ako podklad pre návrh sanačných opatrení. Úlohou bolo stanoviť rizikové miesta, trajektóriu pohybu a vymedziť priestor pádu.
Návrh zabezpečenia skalného masívu po odstránení náletovej vegetácie a uvoľnených skalných blokov spočíval vo výmene, resp. v oprave existujúcich zabezpečovacích prvkov a v osadení nových dynamických bariér v kombinácii s oceľovými vysokopevnostnými sieťami s kotevnými prvkami. Jestvujúce sanačné konštrukcie bolo potrebné očistiť od lístia, náletových drevín a skalných blokov. Následne boli opravené a ich poškodené časti vymenené.
Sanačné opatrenia
Zóna I
Navrhnuté vysokoenergetické dynamické bariéry RB 2000 (energetická trieda 2 000 kJ) v zóne I zabezpečujú voľný svah približne do výšky 60 – 70 m nad vozovkou. V danej výške je morfologicky tvarovaná terénna lavička, ktorá predstavuje odrazovú zónu v prípade aktivácie uvoľnených skalných blokov. V mieste terénnej lavičky boli bariéry doplnené o nízkoenergetické dynamické bariéry RB 70 (energetická trieda 70 kJ) s výškou 2,0 m v celkovej dĺžke približne 240 m, ktoré zabezpečujú priestor vo vyšších polohách svahu.
Zóna II
V zóne II boli nainštalované ochranné ploty a nízkoenergetická dynamická bariéra RB 70. Umiestnené boli pod skalnou vežičkou a suťovým poľom, ktoré predstavovali potencionálne nebezpečenstvo pádu na vozovku.
Zóna III
V danom úseku sa nachádzali už nefunkčné ochranné konštrukcie, ktoré boli vo veľkej miere poškodené a nahradené novými ochrannými konštrukciami, umiestnenými pozdĺž vozovky.
V päte svahu sú umiestnené nízkoenergetické dynamické bariéry RB 70 s výškou 2,0 m, doplnené vysokoenergetickymi bariérami RB 1 000 s výškou 3,5 m a RB 1 500 s výškou 4,0 m. Voľne porušené svahy v blízkosti vozovky boli zastabilizované kotvenými ochrannými sieťami, uchytenými sústavou zemných klincov.
Vzhľadom na tvar terénu bola navrhnutá značná časť sanácie v podobe dynamických bariér. Konštrukcia dynamickej bariéry musí byť schopná odolať príslušnej kinetickej energii padajúceho bloku požadovanej veľkosti. Na realizovanom úseku bolo použitých viacero energetických tried bariér, ktorých návrh vychádzal z posúdenia v kritickom profile. Priestorovo sú umiestnené v závislosti od morfológie terénu a okrajových podmienok výrobcu bariér.
Dlhodobý monitoring
Pre včasné varovanie ohľadom pohybu skalných blokov a zabezpečenie rýchlej intervencie boli na dynamické bariéry inštalované inovatívne systémy geotechnického monitoringu, ktoré pozostávajú z nasledujúcich prvkov:
Monitorovací systém HELLOMAC
Na stĺpy dynamických bariér boli osadené senzory HELLOMAC, vyvinuté spoločnosťou MACCAFERRI. Tieto senzory predstavujú systém včasného varovania vyvinutý na monitoring opatrení a systémov na ochranu proti padaniu kameňov. Detekčný systém je napájaný batériami, preto si nevyžaduje externé napájanie z elektrickej siete. Monitorovacie zariadenie v tvare kruhového disku je umiestnené na stĺpoch bariéry.
Každé zariadenie obsahuje osem pohybových senzorov schopných súčasne detegovať nárazy dvoch rôznych polí bariéry. Pri zásahu a následnej deformácii bariéry dochádza k aktivácii snímačov v kruhovom disku, ktorý okamžite zasiela informáciu o zásahu bariéry na centrálny zberač. Ten zasiela správcovi notifikáciu vo forme SMS a e-mailu. Následne možno okamžite včas informovať o potrebe obhliadky a prípadnej opravy zasiahnutej bariéry.
Vďaka svojej kompaktnej a robustnej konštrukcii, vyrobenej zo špeciálnej kovovej zliatiny, je senzor schopný odolávať vysokej agresivite okolitého prostredia a veľkému zaťaženiu.
Senzory náklonu IOTIN
Po inštalácii kotvenej siete (inštalácia kotevných tyčí, následne montáž ochrannej siete) sa na stĺpy dynamických bariér osadili snímače na meranie náklonu IOTIN. Každý snímač monitoruje približne 45 m2.
Monitorovanie výšky „cudzieho“ materiálu pomocou teplomerov a inteligentných fotopascí
Okolo stĺpov dynamických bariér sú osadené tepelne nevodivé tyče, na ktorých sa osadili snímače (teplomery a fotopasce). Nimi sa sleduje priťaženie sietí od snehu alebo lístia, resp. možno rozlíšiť krátkodobé a dlhodobé priťaženie od týchto materiálov.
ZÁVER
Zdokumentované geodynamické javy typu opadávania a rútenia skalných úlomkov poukázali na ich vysoký potenciál ohroziť bezpečnosť dopravy. Skalné úlomky, balvany a bloky dosahujú rozmery aj viac ako 1 m3. Vzhľadom na to bolo potrebné zabezpečiť bezpečnosť cestujúcich, t. j. zabrániť pádu skalných blokov do priestoru vozovky.
Použité boli materiály určené pre špeciálne zakladanie a geotechniku. Tým sa dosiahlo optimálne riešenie sanácie predmetných skalných blokov s efektívnym využitím ekonomických prostriedkov a zabezpečila sa požadovaná miera bezpečnosti.
Literatúra
1. Ing. Boris Vrábel, PhD.: Projektová dokumentácia: Sanácia I/18 ZA Strečno km 471,400 – 472,400.
2. Technické podklady MACCAFERRI CENTRAL EUROPE s. r. o.
3. TP 114 Ochranné a stabilizujúce konštrukcie skalných svahov a zárezov na dopravných stavbách, 04/2020.
4. TKP 31 Zvláštne zemné konštrukcie, 02/2023.
5. Fotodokumentácia, Geotechnik SK, Swietelsky-Slovakia
T → Ing. Boris Vrábel PhD., geotechnik spoločnosti Geotechnik SK, s.r.o., Ing. Juraj Pagáč, projektant spoločnosti Geotechnik SK, s.r.o., Ing. Jaroslav Adamec, technický riaditeľ spoločnosti MACCAFERRI CENTRAL EUROPE s.r.o.
F → MACCAFERRI CENTRAL EUROPE s.r.o.
