Využitie geosyntetických materiálov pri ochrane brehov vodných tokov

Každoročne sa opakujúce záplavy predstavujú ľudské nešťastie a zároveň so sebou prinášajú obrovské ekonomické škody. Veľké škody môžu napáchať aj extrémne prietoky vo vodných tokoch, ktoré môžu porušiť nespevnené brehy riek najmä v oblastiach výstavby nových infraštruktúrnych projektov v blízkosti vodných tokov. Predkladaný príspevok prezentuje možnosti využitia geosyntetických materiálov pri ochrane brehov riek proti erózii a zároveň možnosti riešenia izolácií pri výstavbe záchytných nádrží.

Voda predstavuje surovinu, ktorá okrem nevyhnutnosti pre život prináša aj veľké technické a ekonomické problémy – záplavy, nákladné zakladanie pod úrovňou podzemnej vody, vodnú eróziu. Erózia sa vyskytuje najmä v oblastiach postihnutých technickými zásah­mi, kde je porušená prirodzená rovnováha. Na takýchto miestach je potrebné zabezpečiť dočasnú alebo trvalú protieróznu ochranu pomocou protieróznych georohoží, ktoré umožnia uchytenie vegetácie a zároveň pomôžu ochrániť svah v čase zvýšených zrážok alebo prietokov. V hornatých oblastiach predstavujú účinný spôsob akumulácie vôd a zároveň ochrany pred povodňami záchytné nádrže. Tieto môžu slúžiť aj na sekundárne účely – ako požiarne alebo zasnežovacie nádrže. Pri výstavbe takýchto nádrží nachádzajú široké uplatnenie izolačné fólie a bentonitové rohože, ktoré zabezpečia dokonalé utesnenie zemných nádrží.

Púchov – dobudovanie a preložka pravostrannej ochrannej hrádze Váhu

V rámci výstavby viacúčelovej haly, priľahlých tenisových kurtov a parkovacích plôch bolo potrebné zabezpečiť ochranu brehov. Súčasťou navrhovanej ochrany bolo dobudovanie a preložka pravostrannej ochrannej hrádze Váhu v kombinácii s ochrannými múrmi. Výstavba ochrannej hrádze mala zabezpečiť ochranu areálu nových tenisových kurtov pred hladinou Q20r prietoku Váhu, respektíve ochranu samotného objektu viacúčelovej haly a priľahlého parkoviska pred hladinou Q1000r, respektíve Q100r prietoku Váhu. Samotný objekt viacúčelovej haly je zo strany tenisových kurtov chránený pred hladinou Q100r prietoku Váhu protipovodňovými odnímateľnými zábranami. Trasa navrhovanej pravostrannej ochrannej hrádze Váhu sa začína v km 0,000 00 napojením na jestvujúcu pravostrannú ochrannú hrádzu Váhu (asi v rkm 203,340). Potom pokračuje pravostrannou inundáciou Váhu a končí v km 0,361 50 napojením na jestvujúcu pravostrannú ochrannú hrádzu Váhu (asi v rkm 203,615). Celková dĺžka dobudovania a preložky pravostrannej ochrannej hrádze Váhu je 361,50 m.

Povrch územia tvoril v prevažnej miere neupravený terén s trávnatým porastom, miestami sa vyskytovalo krovie. Čiastočne bude kamenná stabilizačná pätka opevnenia hrádze zasahovať do okraja koryta Váhu.

V priečnom profile je ochranná hrádza rozdelená do šiestich úsekov v závislosti od konštrukcie ochrannej hrádze.

V km 0,000 00 – 0,051 85 je sklon vzdušného svahu 1 : 2. Upravený svah je spevnený protieróznou georohožou Enkamat 7010 a následne zahumusovaný na hrúbku 200 mm a opatrený hydroosevom.
V km 0,051 85 – 0,085 92 je priečny profil navrhnutý so sklonom vzdušného svahu 1 : 1,5 až 1 : 2,5. Vzdušný svah hrádze je opevnený kamennou rovnaninou v minimálnej hrúbke 400 mm s vyklinovaním a vyplnením škár menšou frakciou kameniva, ktorá sa ukladala na protieróznu georohož Enkamat 7010. Kamenná rovnanina svahu je opretá do návodnej stabilizačnej pätky z lomového kameňa, ktorá sa ukladala na protieróznu georohož Enkamat 7010.

V km 0,085 92 – 0,192 85 je priečny profil na­vrhnutý so sklonom vzdušného svahu 1 : 2 až 1 : 2,5. Vzdušný svah hrádze je spevnený proti­eróznou georohožou Enkamat 7010, násled­ne zahumusovaný na hrúbku 200 mm a osiaty pomocou hydroosevu. Návodná stabilizačná pätka a opevnenie návodného svahu na dĺžku 1,00 m sú z lomového kameňa, ukladaného na protieróznu georohož Enkamat 7010.

V km 0,192 85 – 0,305 89 je pravostranná ochranná hrádza budovaná súbežne so športovou halou a parkovacími plochami so sklonom vzdušného svahu 1 : 2 až 1 : 2,5. Vzdušný svah hrádze je spevnený protieróznou georohožou Enkamat 7010, zahumusovaný na hrúbku 200 mm a osiaty pomocou hydroosevu. Návodná stabilizačná pätka a opevnenie návodného svahu na dĺžku 1,00 m sú z lomového kameňa ukladaného na protieróznu georohož.

V km 0,305 89 – 0,361 50 je priečny profil navrhnutý v lichobežníkovom tvare so sklonom vzdušného a návodného svahu 1 : 2. Vzdušný svah hrádze je spevnený protieróznou georohožou Enkamat 7010 a následne zahumusovaný na hrúbku 200 mm. Vo finále bol svah osiaty pomocou hydroosevu.

Koruna hrádze na celom úseku je navrhnu­tá so šírkou 4,00 m a spevnená drveným kamenivom s frakciou 0 až 16 mm a s hrúbkou 150 mm.

Nováky – Otvárka 11. ťažobného úseku – povrch, SC 06 Prekládka vodných tokov

Otváraný 11. ťažobný úsek sa nachádza na severozápadnom okraji dobývacieho priestoru. Nadväzuje na vydobyté a dobývané priestory 8. ťažobného úseku v línii asi v polovici medzi cestnou komunikáciou a železničnou traťou medzi obcou Nováky – miestna časť Laskár a obcou Koš. Hlbinná ťažba 11. ťažobného úseku hnedouhoľného sloja na úrovni asi –50 až –130 m n. m. (295 až 375 m pod terénom) si vyžiadala preložky komunikácií, inžinierskych sietí, riek Nitra a Handlovka.
Celková dĺžka navrhovanej prekládky rieky Nitra je 1 850,00 m a rieky Handlovka 750,00 m. Priečny profil prekládky oboch korýt je navrhnutý v lichobežníkovom tvare, pričom šírka koryta je navrhnutá tak, aby hladina Q100r prietoku bola v koryte s bezpečnostným prevýšením brehov minimálne 0,50 m nad touto hladinou.

Trasa prekládky rieky Nitra sa začínala v km 0,000 00 napojením na pôvodné koryto tesne pod sútokom s potokom Trebianka, potom pokračovala križovaním novej železničnej vlečky vedúcej do vojenského areálu (v km 0,415 58), ďalej bola situovaná v súbehu s preloženou železničnou traťou a končila sa v km 1,850 00 napojením na pôvodné koryto rieky Nitra nad jej sútokom s riekou Handlovka. Trasa prekládky koryta rieky Handlovka sa začínala v km 0,000 00 napojením na preložené koryto rieky Nitra (v rkm 1,578 69 staničenia prekládky rieky Nitra), pokračovala križovaním pôvodného koryta rieky Nitra a končila sa v km 0,750 00 napojením na pôvodné koryto rieky Handlovka tesne pod jej sútokom s potokom Cíglianka.

Sklon nivelety prekládky koryta rieky Nitra je v celom úseku jednotný asi 3,14 ‰, takisto sklon nivelety prekládky rieky Handlovka je asi 3,53 ‰.

Priečny profil prekládky koryta rieky Nitra má lichobežníkový tvar so šírkou dna 15,00 m, respektíve 11,00 m (nad sútokom s Handlovkou) a sklonom svahov 1 : 2. Priečny profil prekládky koryta rieky Handlovka má lichobežníkový tvar so šírkou dna 13,00 m a sklonom svahov 1 : 2. Obojstranne sú osadené pätky z lomového kameňa s prevýšením 0,50 m nad upraveným dnom, ktoré sú široké 2,00 m, respektíve 1,50 m (nad sútokom s Handlovkou) a hrubé 1,00 m. Dno je opevnené kamennou rozprestierkou z prírodných okruhliakov s frakciou 63 až 125 mm, s hrúbkou 0,20 m.

Svahy opreté do kamennej pätky sú do výšky 1,50 m nad dnom opevnené kamennou rovnaninou s hrúbkou 0,50 m, uloženou na filtračnej geotextílii Fibertex F-45M. Osadená geotextília zabraňuje vyplavovaniu jemnozrnných frakcií spod kamenného opev­nenia pri rýchlejšom poklese hladín, čím sa zabráni jeho zosuvom do koryta. Ostatná časť svahov je zahumusovaná na hrúbku 0,15 m a osiata trávnolúčnou zmesou pomocou hydroosevu. Pred samotným zahumusovaním svahov sa na vyrovnaný podklad uložila protierózna georohož Enkamat 7010.

Požiarna nádrž v katastrálnom území Veľký Bysterec

V súlade s Programom rozvoja vidieka v rokoch 2007 až 2013 a v súvislosti s preventívnymi opatreniami na ochranu lesného pôdneho fondu pred požiarmi bola navrhnutá požiarna nádrž Kubínska hoľa. Nádrž spolu s ďalšími objektmi vytvorila potrebný zásobný objem vody slúžiacej na protipožiarny zásah. Ako zdroj vody na zásobovanie nádrže slúžia dva pramene (Mišove studne) z lokality Jariabková. Z prameňov Mišove studne s výdatnosťou 1,5 l/s sa voda gravitačne privádza cez medzistupeň do požiarnej nádrže. Požiarna nádrž sa vybudovala v lokalite Zbojnícke jamy v prírodnej depresii s objemom akumulovanej vody asi 17 000 m³.

Geologickú stavbu záujmového územia tvoria paleogénne flyšové horniny oravsko-magurskej jednotky vonkajších Karpát. Kvartérny pokryv podložných hornín s premenlivou mocnosťou 5 až 12 m tvoria svahové íly, sute a zosuvné delúviá s rovnakým zložením.

Úroveň hladiny podzemnej vody je viazaná na suťové polohy. Existujúca depresia býva v zrážkových obdobiach vždy suchá, keďže priepustnosť suťových zemín je značná (kf ≥ 7.10–4 m/s v prípade ílovitých a ílovito-kamenitých sutí, respektíve kf > 7.10–2 m/s v prípade kamenitých sutí).
S ohľadom na geologické podmienky v danom mieste sa navrhol a zrealizoval tesnia­ci systém, ktorý tvorila primárna a sekundárna izolačná vrstva. Primárna izolačná vrstva, ktorá sa ukladala priamo na upravené zhutnené podložie, bola vybudovaná z bentonitovej rohože Bentomat AS50 P100.

Bentonitová rohož je zložená z vrstvy tkanej a netkanej geotextílie, medzi ktorými je bentonitový prášok. Všetky tieto vrstvy sú spojené prešitím. Na takto vybudovanú vrstvu sa nainštalovala primárna izolačná vrstva v podobe VFPE izolačnej fólie GSE UltraFlex s hrúbkou 2,0 mm. Na ochranu izolačnej fólie sa použila netkaná vpichovaná geotextília Fibertex F-50. Ako finálna povrchová vrstva na ochranu svahov a zároveň na ochranu izolačných vrstiev boli použité polovegetačné tvarovky.

Záver

Problematika protipovodňovej ochrany a protieróznej ochrany predstavuje celospoločenský problém, ktorý sa začína jednoduchým dodržiavaním pravidiel pri obhospodarovaní pôdy a končí sa budovaním protipovodňových hrádzí a nádrží na zachytávanie vôd. Špecifickou oblasťou sú svahy a brehy novovybudovaných inžinierskych stavieb, ktoré bez vegetácie predstavujú veľmi náchylné prostredie na eróznu činnosť. Protierózne georohože poskytujú dostatočnú ochranu a podporu na uchytenie vegetácie, ktorá následne zabezpečí trvalú protieróznu ochranu svahov. V rámci budovania záchytných nádrží predstavujú geosyntetické materiály rýchly a účinný spôsob zabezpečenia vodotesnosti nádrží. Aj napriek tomu, že použitie geosyntetických materiálov znamená mierne zvýšenie vstupných nákladov pri realizácii inžinierskych stavieb, v porovnaní s následkami, ktoré dokáže napáchať voda, je to zanedbateľná cena.

TEXT: Mgr. Ján Hasenovič, Mgr. Anton Meľo
FOTO: CHÉMIA – SERVIS

Ján Hasenovič je vedúci technického oddelenia vo firme CHÉMIA – SERVIS, a. s.

Anton Meľo je geotechnický a projektový manažér vo firme CHÉMIA – SERVIS, a. s.

Literatúra
1.    H.E.E. CONSULT, s. r. o., Púchov: Dobudovanie a preložka pravostrannej ochrannej hrádze Váhu. Dokumentácia na stavebné povolenie, 2011.
2.    Hydroconsult Bratislava: Protipožiarna nádrž v KÚ Veľký Bysterec, realizačný projekt, 2008.
3.    Banské Projekty, s. r. o., Bratislava, H.E.E. CONSULT,
s. r. o., Trenčín: Otvárka 11. ťažobného úseku – povrch, SC 06 Prekládka vodných tokov. Dokumentácia skutočného vyhotovenia stavby, 2009.

Článok bol uverejnený v časopise Inžinierske Stavby/Inženýrské stavby.