Použitie drôtokamenných konštrukcií pri úpravách vodných tokov a ochrane pozemných komunikácii

Článok sa venuje vhodnému použitiu drôtokamenných konštrukcií vo vodohospodárskych a pozemných stavbách realizovaných v poslednom období. Chceme tak nadviazať na doterajšiu tradíciu používania drôtokamenných konštrukcií v tomto sektore, ktoré u nás zaznamenalo výrazný rozmach hlavne koncom 90. rokov, keď sa s použitím drôtokamenných prvkov realizovali veľké vodohospodárske projekty ako priehrada Gabčíkovo, Liptovská Mara, Orava a Málinec.

Aj keď nami prezentované stavby nemožno, čo sa týka rozsahu, porovnávať s projektmi realizovanými v 90. rokoch, radi by sme poukázali na to, že použitie drôtokamenných konštrukcií vo vodohospodárskom sektore a pozemných komunikáciách je stále vhodné a opodstatnené.

Drôtokamenné konštrukcie pri úpravách vodných tokov

Najčastejšie používaným prvkom pri úpravách vodných tokov sú Reno matrace. Tieto konštrukcie sú v zmysle SNT EN 10223-3 vyrobené z dvojzákrutovej šesťuholníkovej oceľovej siete s veľkosťou oka 6 × 8 cm a priemerom drôtu 2,2 mm. Konštrukcia matracu je delená priečkami, ktoré sú vzdialené 1 m. Dôležité je, aby bol matrac vyhotovený s dvojitými priečkami, ktoré mu poskytujú lepšiu stabilitu a zabezpečujú jednoduchšiu inštaláciu.

Dôležitým aspektom je aj povrchová úprava. S výnimkou dočasných stavieb sú povolené len produkty s plastovou povrchovou úpravou, metalické ochrany sa používajú len pri dočasných stavbách. Matrace sa môžu použiť na opevnenie svahov alebo môžu tvoriť základy pre gabiony. Ďalej sa používajú na vývary prehrádzok alebo na ochranu mostných pilierov.

Ďalším veľmi často používaným prvkom sú gabiony, ktoré sú vyrobené z dvojzákrutovej oceľovej siete. Gabiony sa používajú na oporné múry, môžu sa použiť aj na vytvorenie päty svahu. Na ľahké opevnenie svahov pri miernej rýchlosti prúdenia vody sa môže použiť georohož MacMat, tvorená oceľovou sieťou, na ktorú je extrudovaná polypropylénová 3D rohož.

Medzi hlavné typy aplikácií týchto prvkov pri stabilizácii brehov, korýt a svahov patria:
• opevnenie svahov Reno matracmi,
• opevnenie svahov gabionmi alebo gabionový oporný múr,
• opevnenie protieróznou georohožou MacMat.

Drôtokamenné konštrukcie možno použiť aj na priečnych stavbách. Gabiony sa používajú na budovanie stupňov a prehrádzok, ktoré slúžia na zmiernenie pozdĺžneho sklonu toku a zníženie transportu splavenín. Drôtokamenné prvky majú svoje využitie aj pri systémoch protipovodňových opatrení v čase nebezpečenstva (systém FlexMac DT).

Reno matrace – blok a uloženie na svah

Príklady z praxe

Uplatnenie drôtokamenných konštrukcií pri výstavbe vodnej elektrárne Brežice

Vhodným príkladom použitia drôtokamenných konštrukcií v poslednom období je výstavba VE Brežice a súvisiacich objektov na rieke Sáva v Slovinsku. Súčasťou projektu je vybudovanie akumulačnej nádrže nad VE Brežice, ktorej hlavným účelom je zachytávať povodňové prietoky. Aby sa znížili celkové náklady a dosiahli požadované parametre, padlo rozhodnutie opevniť návodné svahy Reno matracmi, ktoré budú zároveň riešiť problém s eróziou brehov nádrže. Podobne ako kamenná nahádzka, aj matrace vytvárajú vhodné podmienky na zachytenie splaveninového materiálu, avšak pri výrazne menšej hrúbke. Vytvárajú sa tým žiaduce podmienky na rast vegetácie, pretože nádrž má byť aj domovom a hniezdiskom rôznych druhov vtáctva.

Návodný svah hrádze je pozdĺžne rozdelený stabilizačnou lavičkou. Sklon svahu po lavičku je 1 : 2,2, na jeho opevnenie sa použilo približne 15 000 m² Reno matracov s hrúbkou 30 cm, vyrobených z dvojzákrutovej šesťuholníkovej oceľovej siete s povrchovou ochranou drôtu zliatinou Galmac a poplastovaním PA6. Pod matracmi je položená filtračná geotextília, prípadne aj ílová tesniaca rohož v tých úsekoch, kde treba zabezpečiť vodotesnosť. Nad lavičkou je zatrávnený neopevnený svah so sklonom 1 : 2,5, a to až do výšky koruny hrádze.

Výstavba hrádzí akumulačnej nádrže VE Brežice

Ochrana mostných kužeľov a priľahlých častí

Na základe technologického obmedzenia výstavby v zimných mesiacoch sa na rýchlostnej ceste R1 Banská Bystrica – severný obchvat, križovatka Rudlovská nahradili pôvodne navrhnuté opevnenia svahových kužeľov kamennou dlažbou do betónu pod mostnými objektmi riešením s použitím Reno matracov. Keďže sa toto riešenie ukázalo po technickej aj finančnej stránke ako najefektívnejšie, riešili sa komplexne úpravy pod všetkými mostnými objektmi na Rudlovskej križovatke.

Svahy pri mostných oporách, ako aj v celom tieni pod mostnými objektmi sú spevnené prostredníctvom Reno matracov s hrúbkou 230 mm, ktoré sú z dvojzákrutovej oceľovej siete typu 6 × 8 s priemerom drôtu 2,2 mm a jeho povrchovou ochranou Galmac (Zn + 5 % Al). Ako výplň do Reno matracov sa v tomto prípade použil kameň andezit z miestneho lomu. Z dôvodu premenného sklonu svahov bolo treba niektoré matrace kotviť pomocou zemných klincov, v spodnej časti je päta svahu spevnená kameňom do suchého betónu.

Reno matrace sú mechanicky pripravené ako spojitý prvok so všetkými komponentami (dno, bočné steny, priečky a čelá) priamo vo výrobe (okrem veka, ktoré sa dodáva osobitne v roliach). Matrace sa dodávajú v zloženej forme skladané a balené do balíkov na lepšiu manipuláciu.

Opevnenie svahových kužeľov pod mostmi matracmi na R1 Banská Bystrica – severný obchvat

Použitie matracov pri ochrane telies pozemných komunikácií

Na zabezpečenie protieróznej ochrany železničného telesa, ktoré sa nachádzalo v inundačnej oblasti rieky Váh, v rámci modernizácie železničnej trate na úseku Púchov – Žilina, sa za najvhodnejšie riešenie zvolilo použitie drôtokamenných matracov v kombinácii s gabionovými košmi. Celková dĺžka úseku bola 240 m, železničný násyp dosahoval maximálnu výšku 7,5 m. Podobné riešenie sa zvolilo aj na priľahlej diaľnici D1 Sverepec – Vrtižer, kde sa týmto spôsobom chránilo diaľničné teleso na úseku s dĺžkou 1,5 km, ktoré sa zrealizovalo v roku 2009.

Použitie drôtokamenných matracov na D1 Sverepec – Vrtižer

Význam použitia prvkov z dvojzákrutovej siete pre vodné stavby

Použitie drôtokamenných konštrukcií má pri úpravách vodných tokov svoje významné postavenie. Matrace a gabiony vytvárajú priepustné stabilizačné konštrukcie, schopné prispôsobiť sa výmoľovej činnosti a deformáciám, ktoré prirodzene vznikajú vo vodnom prostredí. Matrace tvoria flexibilné jednotky, prispôsobujúce sa členitému korytu, ktoré sa vyžaduje pri revitalizáciách tokov. Gabionový múr je schopný absorbovať prípadné deformácie bez porušenia – aj pri deformáciách v rozsahu niekoľkých desiatok centimetrov si zachováva svoju funkčnosť.

Prirodzenou vlastnosťou dvojzákrutovej šesťhrannej oceľovej siete je, že v prípade poškodenia oka sa porucha nešíri sieťou ďalej. Pri dodržaní hlavných zásad návrhu drôtenej konštrukcie sa vytvára trvanlivé opevnenie, ktoré je schopné rokmi splynúť s okolitým prírodným prostredím. Vďaka možnosti poplastovania oceľového drôtu možno v zmysle normy STN EN 10223-3 dosiahnuť životnosť konštrukcie až 120 rokov. Pri použití metalických ochrán je životnosť výrazne nižšia, tieto ochrany sa používajú len pri dočasných aplikáciách.

Opevnenie svahu železničnej trate drôtokamennými matracmi pri modernizácii trate na úseku Púchov – Žilina

Záver

Vodohospodárske konštrukcie treba chápať individuálne, podporovať ich prirodzenú mnohotvárnosť a využívať pestrú paletu technicky overených prvkov, ktoré zachovajú prirodzenú funkciu toku a zároveň zabezpečia zvýšenú ochranu územia pred veľkými vodami. Z týchto dôvodov sa ďalší vývoj v oblasti vodného hospodárstva nemôže orientovať na jednostranné a univerzálne využitie akéhokoľvek opevňovacieho materiálu.

Treba poukázať na prednosti, ale aj nedostatky jednotlivých druhov opevňovacích materiálov, ktoré vymedzia priestor na ich účelnú aplikáciu. Spoločnosť Maccaferri vydala v spolupráci s STU publikáciu určenú do projektovej praxe a vodohospodárskeho sektora, v ktorej zohľadňuje predpisy a sprostredkúva najnovšie poznatky o drôtokamenných prvkoch i metodiku ich navrhovania.

Use of gabion structures in river training works

The article focuses on optimal application of products such as mattresses and gabions, made of double twisted wire mesh used for hydraulic and transport infrastructure. In second part the article describes selected reference structures, where these solutions were applied.

TEXT: Ing. Jaroslav Adamec
FOTO A OBRÁZKY: MACCAFERRI CENTRAL EUROPE, s. r. o.

Jaroslav Adamec je technický riaditeľ MACCAFERRI CENTRAL EUROPE, s. r. o.

Literatúra
1. Macura, V.: Návrh optimálnych parametrov habitatu revitalizovaného toku. Acta Horticulturae et Regiotecturae, 2001, 4 , s. 43 – 46.
2. Raplík, M. – Výbora, P. – Mareš, M.: Úpravy tokov. Alfa 1987, str. 416.
3. Gualandi, P. – Macura, V. – Škrinár, A.: Použitie drôtokamenných konštrukcií v úpravách tokov.
4. Horňáková, T. – France, K.: Drôtokamenné konštrukcie používané na úpravu vodných tokov. In: Inžinierske stavby č. 2, 2016.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske stavby/Inženýrske stavby 2/2018.