1. Podstawa, cel i zakres opracowania

Transkrypt

1 Spis treści: EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA 1.Podstawa, cel i zakres opracowania Lokalizacja obiektu Charakterystyka ogólna oraz podstawowe dane techniczne obiektu... 3 a.rzędna bezpiecznego wzniesienia korony wału... 3 b.podstawowe dane techniczne obwałowania... 6 c.główne i towarzyszące budowle wałowe... 7 d.drogi technologiczne... 7 e.inne Dokumentacja geotechniczna Filtracja... 8 a.gradienty kontrolne... 8 b.filtracja nieustalona wg wzoru Thiema... 9 c.obliczanie czasu ustalenia się przepływu filtracyjnego wg Erba d.obliczenie filtracji dla walu bez drenażu z przesłoną przeciwfiltracyjną w podłożu e.natężenie przepływu jednostkowego przez korpus wału f.natężenie przepływu jednostkowego przez podłoże wału g.stateczność obwałowania Wnioski i zalecenia ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. str. 1

2 1. Podstawa, cel i zakres opracowania Niniejsze opracowanie sporządzono w celu określenia stanu technicznego prawego wału przeciwpowodziowego rzeki Dunajec w km w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Stanowi ono część składową dokumentacji projektowej pn.: Usuwanie szkód powodziowych Prawy wał rzeki Dunajec w km w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji i posłuży jako podstawa do przyjęcia rozwiązań projektowych. 2. Lokalizacja obiektu Przedmiotowy wał przeciwpowodziowy rzeki Dunajec zlokalizowany jest w miejscowościach Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, w gminie Gręboszów, w północno-zachodniej części powiatu dąbrowskiego, w województwie małopolskim, na obszarze Niziny Nadwiślańskiej. Odległość istniejącego wału od koryta rzeki Dunajec wynosi ok m. Długość remontowanego wału wynosi 2.2km, a jego wysokość jest zróżnicowana i wynosi m. Nachylenie skarp waha się w granicach 1:1.9 1:2.8. Powierzchnia istniejącego wału przeciwpowodziowego wynosi ok. 5ha. Początek opracowania znajduje się na rampie wałowej w miejscowości Ujście Jezuickie (dojazd do promu), a kończy się 30m za przejazdem wałowym zlokalizowanym w km w miejscowości Okręg. Korona wału na całej długości omawianego odcinka jest utwardzona i porośnięta trawą. Na omawianym odcinku znajdują się trzy przejazdy wałowe (w km 0+694, 1+864, 2+170) oraz dwie śluzy wałowe (w km 0+127, 1+393). W międzywalu dominują liczne zakrzaczenia wraz z lokalnie występującymi drzewami oraz wysoką roślinnością trawiastą. Od strony odpowietrznej zlokalizowana jest ławeczka przywałowa, na której znajduje się zaniedbana droga powodziowa. Ławeczka zanika lokalnie w km ok oraz W stanie istniejącym teren zawala wykorzystywany jest jako teren rolniczy, część stanowią nieużytki, występują tu również zabudowania mieszkalne miejscowości Ujście Jezuickie i Okręg. Podczas wizji w terenie zaobserwowano obecność worków z piaskiem po stronie odpowietrznej wału, które są dowodem na niedostateczną szczelność korpusu wału na wysokie stany wód rzeki Dunajec. ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 2

3 3. Charakterystyka ogólna oraz podstawowe dane techniczne obiektu a. Rzędna bezpiecznego wzniesienia korony wału Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 20 kwietnia 2007r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle hydrotechniczne i ich usytuowanie (Dz. U. 2007, nr 86 poz. 579) przedmiotowy wał posiada II klasę budowli. Stanem charakterystycznym dla w/w klasy jest stan o prawdopodobieństwie występowania p=1% (przepływ miarodajny Qm) oraz stan o prawdopodobieństwie występowania p=0.3% (przepływ kontrolny Qk). Zgodnie z ustaleniami z Inwestorem, do wyznaczenia bezpiecznego wzniesienia korony obwałowania, przyjęto obliczenia wody miarodajnej i kontrolnej z opracowania IMGW Ocena stanu technicznego i stanu bezpieczeństwa wałów przeciwpowodziowych. Zgodnie z w/w Rozporządzeniem, rzędna bezpiecznego wzniesienia korony obwałowania powinna wynosić 1.0m powyżej rzędnej stanu o prawdopodobieństwie p=1% lub 0,3m powyżej rzędnej stanu o prawdopodobieństwie p=0,3%. Zgodnie z powyższym, w oparciu o opracowanie IMGW wyznaczono w/w rzędne na początku i końcu opracowania, tj.: km ewid Istn. rzędna korony wału m n.p.m. Qm = m n.p.m. Qk = m n.p.m. Qm+1m = m n.p.m. Qk+0,3m = m n.p.m. Bezpieczne wzniesienie korony wału m n.p.m. km ewid Istn. rzędna korony wału m n.p.m. Qm = m n.p.m. Qk = m n.p.m. Qm+1m = m n.p.m. Qk+0,3m = m n.p.m. Bezpieczne wzniesienie korony wału m n.p.m. W związku z powyższym stwierdzić można, iż omawiany wał przeciwpowodziowy spełnia wymogi odnośnie wymaganej wysokości wzniesienia. Należy jedynie przewidzieć wyrównanie korony, poprzez likwidację ubytków i odcinkowych zapadlisk. Poniżej przedstawiono rzędne korony istniejącej oraz porównano je do wymaganych rzędnych bezpiecznego wzniesienia (interpolacja danych przyjętych z opracowania IMGW). ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 3

4 L.p EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Km wału H1 Rzędna istniejącej korony H2 Rzędna zwierciadła Qk (Q0,3%) H3 Rzędna wymaganego wzniesienia korony wału (Qk+0,3m) = rzędna remontowanego wału Różnica wysokości H3 - H1 [m] ,91 178,61 178, ,84 178,61 178,91 0, ,62 178,61 178,91 0, ,64 178,61 178,91 0, ,68 178,61 178,91 0, ,59 178,61 178,91 0, ,84 178,61 178,91 0, ,72 178,61 178,91 0, ,76 178,61 178,91 0, ,66 178,61 178,91 0, ,66 178,61 178,91 0, ,65 178,61 178,91 0, ,84 178,61 178,91 0, ,8 178,61 178,91 0, ,75 178,61 178,91 0, ,94 178,61 178, ,86 178,63 178,95 0, ,79 178,65 178,95 0, ,93 178,68 178,99 0, ,85 178,75 179,05 0, ,85 178,77 179,07 0, ,01 178,79 179,09 0, ,05 178,82 179,12 0, ,18 178,84 179, ,13 178,88 179,18 0, ,16 178,89 179,19 0, ,23 178,90 179, ,25 178,92 179, ,33 178,94 179, ,33 178,96 179, ,29 178,96 179, ,35 179,01 179, ,32 179,06 179,36 0, ,31 179,13 179,43 0, ,36 179,15 179,45 0, ,53 179,17 179,56 0, ,73 179,21 179,73 0 ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 4

5 L.p Km wału H1 Rzędna istniejącej korony H2 Rzędna zwierciadła Qk (Q0,3%) H3 Rzędna wymaganego wzniesienia korony wału (Qk+0,3m) Różnica wysokości H3 - H1 [m] ,64 179,24 179, ,72 179,26 179,72 0 b. Podstawowe dane techniczne obwałowania Przekrój poprzeczny wału jest w kształcie zbliżonym do trapezu i posiada następujące parametry geometryczne: L.p. Km wału Szerokość korony (m) Nachylenie skarpy odwodnej (1:n) Nachylenie skarpy odpowietrznej (1:n) ,2 2, ,8 2,7 2, ,3 2,7 2, ,0 2,7 2, ,0 2,3 2, ,6 2,6 1, ,7 2,4 2, ,0 2,7 2, ,2 2,4 2, ,5 2,4 2, ,1 2,5 2, ,2 2,5 2, ,7 2,5 2, ,9 2,7 2, ,6 2,9 1, ,7 2,6 2, ,7 2,7 2, ,8 2,6 2, ,8 2,7 2, ,9 2,6 2, ,6 2,6 2, ,4 2,7 2, ,6 2,7 2, ,8 2,7 2, ,7 2,3 1, ,0 2,6 2,0 ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 5

6 L.p. Km wału Szerokość korony (m) Nachylenie skarpy odwodnej (1:n) Nachylenie skarpy odpowietrznej (1:n) ,8 2,5 2, ,6 2,6 2, ,8 2,4 2, ,8 2,6 2, ,8 2,4 2, ,8 2,6 2, ,0 2,2 2, ,1 2,5 2, ,0 2,4 2, ,9 2,4 2, ,8 2,5 2, ,7 2,2 1,9 c. Główne i towarzyszące budowle wałowe Na przedmiotowym odcinku obwałowania zinwentaryzowano: - istniejący przejazdy wałowe szt. 3 (w km 0+694, 1+864, 2+170) w dobrym stanie wymaga jedynie utwardzenia, - istniejące śluzy wałowe szt. 2 (w km 0+127, 1+393) wymagające remontu. d. Drogi technologiczne Trasa dróg dojazdowych do remontowanego odcinka wału przebiegać będzie po trasie istniejących dróg gminnych i powiatowych utwardzonych tłuczniem lub asfaltem. Odcinki tych dróg, po których będzie odbywał się bezpośredni transport materiałów do wału, przewidziano do remontu, które po wykonaniu inwestycji Wykonawca zgłosi do odbioru po zakończeniu robót. e. Inne Podczas inwentaryzacji zaobserwowano sporadyczne zadrzewienia i zakrzaczenia po stronie odwodnej obwałowania. ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 6

7 4. Dokumentacja geotechniczna W ramach opracowania przedmiotowej dokumentacji wykonano badania podłoża gruntowego i korpusu obwałowania w czterech przekrojach geotechnicznych. Wodę gruntową nawiercono na głębokości: L.p. Km przekroju Głębokość zw. wody na zawalu (ustalona/nawiercona) Głębokość zw. wody na międzywalu (ustalona/nawiercona) ,4 / 2,4 2,7 / 2, ,8 / 2,4 3,1 / 2, ,3 / 2,2 1,4 / 2, ,5 / 2,2 2,9 / 2, ,1 / 2,8 2,1 / 2, ,8 / 4,5 4,9 / 4,7 Wykazano, iż korpus wału zbudowany jest z materiałów jednorodnych, spoistych z glin pylastych zwięzłych glin pylastych i pyłów, których konsystencja przechodzi od twardoplastycznej (korona wału) do twardoplastycznej i plastycznej (podstawa wału). Wskaźnik zagęszczenia korpusu wału spełnia wymagania dla II klasy obwałowania wynosi I S = 0.95 do Grunty w korpusie wału stanowią dobrą barierę przeciwfiltracyjną przy wysokich stanach wód rzeki Dunajec. Podłoże wału zbudowane jest z gruntów spoistych i sypkich - gliny pylaste (IL = ), pyły, piaski średnie. Warstwy glin pylastych w stropie otworów wiertniczych mogą posiadać okna, przez które wody powodziowe z międzywala będą podtapiać tereny przywala. Również cienka warstwa glin pylastych rozmięknie i będzie przepuszczać wodę pod korpusem wału. Występujące pod glinami piaski średnie i grube są dobrze wysortowane, nie zawierają części pylastych i dobrze przewodzą wodę. 5. Filtracja a. Gradienty kontrolne Gradient kontrolny dopuszczalny dla II klasy obwałowania dla korpusu wału Jk zawiera się w granicach 1,15-1,65 (do obliczeń przyjęto wartość 1,15), natomiast gradient kontrolny dla podłoża Jp zawiera się w granicach 0,33-0,50 (do obliczeń przyjęto wartość 0.33). Obliczenia gradientów przedstawiono w tabeli poniżej: ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 7

8 Numer przekroju Kilometraż H1 Lrz m L0 0.4H T=0.5L P ,67 22,02 2,7 12,11 1,47 11,01 P ,40 23,30 2,4 12,74 1,76 11,65 P ,77 20,52 2,6 10,72 1,51 10,26 P ,88 21,22 2,7 10,75 1,55 10,61 P ,37 22,47 2,1 13,29 1,75 11,23 P ,79 20,33 2,0 12,75 1,52 10,17 Numer przekroju 0.88T L0+0.4H L+0.88T Jk=H/(L0+0.4H) Jp=H/(L+0.88T) 1.2Jk 1.2Jp P1 9,69 13,58 31,70 0,12 0,12 0,14 0,14 P2 10,25 14,50 33,55 0,13 0,13 0,16 0,16 P3 9,03 12,23 29,55 0,13 0,13 0,15 0,15 P4 9,34 12,30 30,56 0,13 0,13 0,15 0,15 P5 9,88 15,04 32,35 0,14 0,14 0,16 0,16 P6 8,95 14,27 29,28 0,13 0,13 0,16 0,16 Średnia 0,15 0,15 Gradienty kontrolne zarówno dla korpusu jak i dla podłoża są mniejsze od przyjętych granicznych. b. Filtracja nieustalona wg wzoru Thiema Numer przekroju Kilometraż H1 [m] Lrz [m] n L1 [m] k [m/s] np. T [s] T [h] T [d] P ,67 22,02 0,21 21,62 0, , ,4 0,7 P ,40 23,30 0,22 22,83 0, , ,2 0,7 P ,77 20,52 0,24 20,06 0, , ,9 0,7 P ,88 21,22 0,24 20,75 0, , ,4 0,8 P ,37 22,47 0,24 21,94 0, , ,7 0,7 P ,79 20,33 0,24 19,88 0, , ,9 0,7 T czas po którym przesiąki osiągną spód skarpy n porowatość gruntu np objętość porów wypełnionych powietrzem Lrz długość podstawy korpusu wału ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 8

9 L1 zastępcza długość podstawy korpusu wału k współczynnik filtracji Czas trwania fali powodziowej wynosi około dni. We wszystkich rozpatrywanych przypadkach czas przesiąkania wody przez podłoże i korpus wału jest zbyt krótki (poniżej 1 dnia). Wiąże się to z niebezpieczeństwem utraty stateczności obwałowania oraz wystąpieniem lokalnych przebić wody przez wał. Numer przekroju Kilometraż c. Obliczanie czasu ustalenia się przepływu filtracyjnego wg Erba H1 [m] Lrz [m] n L1 [m] k [m/s] np. T [s] T [h] T [d] P ,67 22,02 0,21 21,62 0, , ,1 2,2 P ,40 23,30 0,22 22,83 0, , ,5 2,0 P ,77 20,52 0,24 20,06 0, , ,7 2,2 P ,88 21,22 0,24 20,75 0, , ,1 2,3 P ,37 22,47 0,24 21,94 0, , ,1 2,2 P ,79 20,33 0,24 19,88 0, , ,7 2,1 T czas po którym przesiąki osiągną spód skarpy n porowatość gruntu np objętość porów wypełnionych powietrzem Lrz długość podstawy korpusu wału L1 zastępcza długość podstawy korpusu wału k współczynnik filtracji d. Obliczenie filtracji dla walu bez drenażu z przesłoną przeciwfiltracyjną w podłożu Obliczenia przeprowadzono dla odpowiednio przyjętych długości przesłon: 6m, 8m, 10m i 12m. Do dalszych obliczeń przyjęto wzór Erba, w którym do długości drogi filtracji dodano długość drogi wynikającej z zastosowania przesłony. Numer Kilometraż przekroju H1 k [m/s] np. L0 Lp1 Lp2 Lp3 Lp4 P ,67 0, ,08 12,1 30,1 36,1 42,1 48,1 P ,40 0, ,08 12,7 30,7 36,7 42,7 48,7 P ,77 0, ,10 10,7 28,7 34,7 40,7 46,7 P ,88 0, ,09 10,7 28,7 34,7 40,7 46,7 P ,37 0, ,09 13,3 31,3 37,3 43,3 49,3 P ,79 0, ,09 12,8 30,8 36,8 42,8 48,8 ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 9

10 Lp1 całkowita długość drogi filtracji dla przesłony 6m Lp2 całkowita długość drogi filtracji dla przesłony 8m Lp3 całkowita długość drogi filtracji dla przesłony 10m Lp4 całkowita długość drogi filtracji dla przesłony 12m PRZESŁONA 6 m 8 m 10 m 12 m Numer Kilometraż przekroju T1 [d] T2 [d] T3 [d] T4 [d] P P P P P P Założono, iż czas trwania fali powodziowej wynosi dni. Przy zastosowaniu przesłony 8m czas trwania przesiąków zostanie dostatecznie wydłużony, a względy ekonomiczne zostaną zachowane. e. Natężenie przepływu jednostkowego przez korpus wału gdzie: k k - współczynnik filtracji w korpusie wału H - głębokość wody przy stopie wału m nachylenie skarpy odwodnej H 2 q k =k k L 0 + L 2 ( mh ) β = /m ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 10

11 Lp H m β L0 d Lo Lo = L0 + d Lo q P1 3,67 2,7 0,42 12,11 1, ,4 P2 4,40 2,4 0,41 12,74 1, ,7 P3 3,77 2,6 0,42 10,72 1, ,5 P4 3,88 2,7 0,42 10,75 1, ,4 P5 4,37 2,4 0,41 13,29 1, ,2 P6 3,79 2,4 0,41 12,75 1, ,3 W związku z powyższym widać że przepływ jednostkowy przez korpus wału jest niższy od dopuszczalnego tj. od 5 m 3 /d/m. f. Natężenie przepływu jednostkowego przez podłoże wału Do obliczeń wykorzystano wzór: gdzie: k p - współczynnik filtracji gruntu w podłożu H - maksymalna głębokość wody przy stopie wału T- miąższość przepuszczalnego podłoża L- szerokość stopy wału α współczynnik zależny od stosunku L:T L/T α 1,15 1,16 1,17 1,18 1,23 1,3 1,44 1,87 Lp H T L L/T α q P1 3,67 6,00 18,8 3,13 1,30 6,8 P2 4,40 6,00 23,6 3,93 1,23 11,1 P3 3,77 6,00 25,5 4,25 1,23 7,5 P4 3,88 6,00 23,2 3,87 1,23 7,0 P5 4,37 6,00 24,1 4,02 1,23 8,3 P6 3,79 5,00 29,4 5,88 1,18 1,4 ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 11

12 g. Stateczność obwałowania Stateczność prawego wału rzeki Dunajec w km w miejscowości Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice wyznaczono w trzech przekrojach zgodnie z wykonaną dokumentacją geotechniczną. Obliczenia przeprowadzono w programie GEO5 posługując się pięcioma metodami. Wyniki przedstawiono poniżej: Numer przekroju Kilometraż Współczynnik Fs wg danej metody Fellenius/Petterson Bishop Spencer Janbu Morgenstern-Price P ,07 26,15 26,13-26,14 P ,36 19,25 19,35-19, ,74 15,85 15,83-15,83 Zgodnie z otrzymanymi wynikami według wszystkich metod stateczność obwałowania spełnia wymagania w każdym przekroju, gdyż otrzymane wartości współczynników Fs są większe od współczynnika bezpieczeństwa wynoszącego 1,50. ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 12

13 6. Wnioski i zalecenia Elementy obwałowania Stan obwałowania przeciwpowodziowego w zależności od stanu poszczególnych jego elementów stan mogący stan techniczny dobry stan zagrażający zagrażać niezagrażający bezpieczeństwu bezpieczeństwu bezpieczeństwu Rzędna istniejącej korony nie spełnia wymagania bezpiecznego wzniesienia ponad poziom wody miarodajnej wymaga tylko wyrównania oraz uzupełnienia lokalnych ubytkówc wysokość wałów 1.Korpus wału skarp odwodnych i odpwietrznyc Skarpy odwodne i odpowietrzne wału w większości spełniają warunek min. nachylenia 1:2,0 zagęszcze nie gruntu Zagęszczenie korpusu wału jest wystarczające i wynosi średnio I S = 0,96-0,97 filtracja W podłożu wału występują piaski, w większości nawodnione, doskonale przewodzące wodę, co może skutkować lokalnymi przebiciami wody na zawale; czas przesiąków wynosi około 1 dzień inne stateczność stateczność obwałowania spełnia wymagania ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 13

14 Elementy obwałowania Stan obwałowania przeciwpowodziowego w zależności od stanu poszczególnych jego elementów stan mogący stan techniczny dobry stan zagrażający zagrażać niezagrażający bezpieczeństwu bezpieczeństwu bezpieczeństwu osiadanie Nie zaobserwowano osiadania terenu 2.Podłoże wału 3.Budowle towarzyszące 4.Międzywale, zawale i obszar chroniony Lokalnie zaobserwowano przecieki przez podłoże wału - Rzeka w odległości ok m od stopy wału - Zadrzewienia i zakrzaczenia na międzywalu, wysokie trawy Dojazd do wału drogami publicznymi jest wystarczający STWIERDZONA KATEGORIA STANU TECHNICZNEGO I BEZPIECZEŃSTWA 1 stan zagrożenia bezpieczeństwa 2 stan mogący zagrażać bezpieczeństwu 3 stan techniczny dobry, niezagrażający bezpieczeństwu Zalecenia: Utrzymanie prawego wału rzeki Dunajec w km w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów we właściwym stanie technicznym bezpieczeństwa wymagać będzie: Wykonania projektu remontu wału obejmującego: wyrównanie korony obwałowania (likwidacja ubytków i odcinkowych zapadlisk) wraz z jej utwardzeniem zaleca się utrzymanie szerokości korony (3.0m) oraz nachyleń skarp: odwodnej (1:2,5) i odpowietrznej (1:2); wykonanie przesłony przeciwfiltracyjnej w stopie obwałowania na całej długości przedmiotowego wału na głębokości średniej około 8.0m; w ramach doszczelnienia korpusu obwałowania zaleca się zastosowanie bentomaty na skarpie odwodnej. ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 14

15 Spis treści: EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA 1.Podstawa, cel i zakres opracowania Lokalizacja obiektu Charakterystyka ogólna oraz podstawowe dane techniczne obiektu... 3 a.rzędna bezpiecznego wzniesienia korony wału... 3 b.podstawowe dane techniczne obwałowania... 6 c.główne i towarzyszące budowle wałowe... 7 d.drogi technologiczne... 7 e.inne Dokumentacja geotechniczna Filtracja... 8 a.gradienty kontrolne... 8 b.filtracja nieustalona wg wzoru Thiema... 9 c.obliczanie czasu ustalenia się przepływu filtracyjnego wg Erba d.obliczenie filtracji dla walu bez drenażu z przesłoną przeciwfiltracyjną w podłożu e.natężenie przepływu jednostkowego przez korpus wału f.natężenie przepływu jednostkowego przez podłoże wału g.stateczność obwałowania Wnioski i zalecenia ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. str. 1

16 1. Podstawa, cel i zakres opracowania Niniejsze opracowanie sporządzono w celu określenia stanu technicznego prawego wału przeciwpowodziowego rzeki Dunajec w km w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Stanowi ono część składową dokumentacji projektowej pn.: Usuwanie szkód powodziowych Prawy wał rzeki Dunajec w km w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji i posłuży jako podstawa do przyjęcia rozwiązań projektowych. 2. Lokalizacja obiektu Przedmiotowy wał przeciwpowodziowy rzeki Dunajec zlokalizowany jest w miejscowościach Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, w gminie Gręboszów, w północno-zachodniej części powiatu dąbrowskiego, w województwie małopolskim, na obszarze Niziny Nadwiślańskiej. Odległość istniejącego wału od koryta rzeki Dunajec wynosi ok m. Długość remontowanego wału wynosi 2.2km, a jego wysokość jest zróżnicowana i wynosi m. Nachylenie skarp waha się w granicach 1:1.9 1:2.8. Powierzchnia istniejącego wału przeciwpowodziowego wynosi ok. 5ha. Początek opracowania znajduje się na rampie wałowej w miejscowości Ujście Jezuickie (dojazd do promu), a kończy się 30m za przejazdem wałowym zlokalizowanym w km w miejscowości Okręg. Korona wału na całej długości omawianego odcinka jest utwardzona i porośnięta trawą. Na omawianym odcinku znajdują się trzy przejazdy wałowe (w km 0+694, 1+864, 2+170) oraz dwie śluzy wałowe (w km 0+127, 1+393). W międzywalu dominują liczne zakrzaczenia wraz z lokalnie występującymi drzewami oraz wysoką roślinnością trawiastą. Od strony odpowietrznej zlokalizowana jest ławeczka przywałowa, na której znajduje się zaniedbana droga powodziowa. Ławeczka zanika lokalnie w km ok oraz W stanie istniejącym teren zawala wykorzystywany jest jako teren rolniczy, część stanowią nieużytki, występują tu również zabudowania mieszkalne miejscowości Ujście Jezuickie i Okręg. Podczas wizji w terenie zaobserwowano obecność worków z piaskiem po stronie odpowietrznej wału, które są dowodem na niedostateczną szczelność korpusu wału na wysokie stany wód rzeki Dunajec. ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 2

17 3. Charakterystyka ogólna oraz podstawowe dane techniczne obiektu a. Rzędna bezpiecznego wzniesienia korony wału Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 20 kwietnia 2007r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle hydrotechniczne i ich usytuowanie (Dz. U. 2007, nr 86 poz. 579) przedmiotowy wał posiada II klasę budowli. Stanem charakterystycznym dla w/w klasy jest stan o prawdopodobieństwie występowania p=1% (przepływ miarodajny Qm) oraz stan o prawdopodobieństwie występowania p=0.3% (przepływ kontrolny Qk). Zgodnie z ustaleniami z Inwestorem, do wyznaczenia bezpiecznego wzniesienia korony obwałowania, przyjęto obliczenia wody miarodajnej i kontrolnej z opracowania IMGW Ocena stanu technicznego i stanu bezpieczeństwa wałów przeciwpowodziowych. Zgodnie z w/w Rozporządzeniem, rzędna bezpiecznego wzniesienia korony obwałowania powinna wynosić 1.0m powyżej rzędnej stanu o prawdopodobieństwie p=1% lub 0,3m powyżej rzędnej stanu o prawdopodobieństwie p=0,3%. Zgodnie z powyższym, w oparciu o opracowanie IMGW wyznaczono w/w rzędne na początku i końcu opracowania, tj.: km ewid Istn. rzędna korony wału m n.p.m. Qm = m n.p.m. Qk = m n.p.m. Qm+1m = m n.p.m. Qk+0,3m = m n.p.m. Bezpieczne wzniesienie korony wału m n.p.m. km ewid Istn. rzędna korony wału m n.p.m. Qm = m n.p.m. Qk = m n.p.m. Qm+1m = m n.p.m. Qk+0,3m = m n.p.m. Bezpieczne wzniesienie korony wału m n.p.m. W związku z powyższym stwierdzić można, iż omawiany wał przeciwpowodziowy spełnia wymogi odnośnie wymaganej wysokości wzniesienia. Należy jedynie przewidzieć wyrównanie korony, poprzez likwidację ubytków i odcinkowych zapadlisk. Poniżej przedstawiono rzędne korony istniejącej oraz porównano je do wymaganych rzędnych bezpiecznego wzniesienia (interpolacja danych przyjętych z opracowania IMGW). ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 3

18 L.p EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Km wału H1 Rzędna istniejącej korony H2 Rzędna zwierciadła Qk (Q0,3%) H3 Rzędna wymaganego wzniesienia korony wału (Qk+0,3m) = rzędna remontowanego wału Różnica wysokości H3 - H1 [m] ,91 178,61 178, ,84 178,61 178,91 0, ,62 178,61 178,91 0, ,64 178,61 178,91 0, ,68 178,61 178,91 0, ,59 178,61 178,91 0, ,84 178,61 178,91 0, ,72 178,61 178,91 0, ,76 178,61 178,91 0, ,66 178,61 178,91 0, ,66 178,61 178,91 0, ,65 178,61 178,91 0, ,84 178,61 178,91 0, ,8 178,61 178,91 0, ,75 178,61 178,91 0, ,94 178,61 178, ,86 178,63 178,95 0, ,79 178,65 178,95 0, ,93 178,68 178,99 0, ,85 178,75 179,05 0, ,85 178,77 179,07 0, ,01 178,79 179,09 0, ,05 178,82 179,12 0, ,18 178,84 179, ,13 178,88 179,18 0, ,16 178,89 179,19 0, ,23 178,90 179, ,25 178,92 179, ,33 178,94 179, ,33 178,96 179, ,29 178,96 179, ,35 179,01 179, ,32 179,06 179,36 0, ,31 179,13 179,43 0, ,36 179,15 179,45 0, ,53 179,17 179,56 0, ,73 179,21 179,73 0 ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 4

19 L.p Km wału H1 Rzędna istniejącej korony H2 Rzędna zwierciadła Qk (Q0,3%) H3 Rzędna wymaganego wzniesienia korony wału (Qk+0,3m) Różnica wysokości H3 - H1 [m] ,64 179,24 179, ,72 179,26 179,72 0 b. Podstawowe dane techniczne obwałowania Przekrój poprzeczny wału jest w kształcie zbliżonym do trapezu i posiada następujące parametry geometryczne: L.p. Km wału Szerokość korony (m) Nachylenie skarpy odwodnej (1:n) Nachylenie skarpy odpowietrznej (1:n) ,2 2, ,8 2,7 2, ,3 2,7 2, ,0 2,7 2, ,0 2,3 2, ,6 2,6 1, ,7 2,4 2, ,0 2,7 2, ,2 2,4 2, ,5 2,4 2, ,1 2,5 2, ,2 2,5 2, ,7 2,5 2, ,9 2,7 2, ,6 2,9 1, ,7 2,6 2, ,7 2,7 2, ,8 2,6 2, ,8 2,7 2, ,9 2,6 2, ,6 2,6 2, ,4 2,7 2, ,6 2,7 2, ,8 2,7 2, ,7 2,3 1, ,0 2,6 2,0 ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 5

20 L.p. Km wału Szerokość korony (m) Nachylenie skarpy odwodnej (1:n) Nachylenie skarpy odpowietrznej (1:n) ,8 2,5 2, ,6 2,6 2, ,8 2,4 2, ,8 2,6 2, ,8 2,4 2, ,8 2,6 2, ,0 2,2 2, ,1 2,5 2, ,0 2,4 2, ,9 2,4 2, ,8 2,5 2, ,7 2,2 1,9 c. Główne i towarzyszące budowle wałowe Na przedmiotowym odcinku obwałowania zinwentaryzowano: - istniejący przejazdy wałowe szt. 3 (w km 0+694, 1+864, 2+170) w dobrym stanie wymaga jedynie utwardzenia, - istniejące śluzy wałowe szt. 2 (w km 0+127, 1+393) wymagające remontu. d. Drogi technologiczne Trasa dróg dojazdowych do remontowanego odcinka wału przebiegać będzie po trasie istniejących dróg gminnych i powiatowych utwardzonych tłuczniem lub asfaltem. Odcinki tych dróg, po których będzie odbywał się bezpośredni transport materiałów do wału, przewidziano do remontu, które po wykonaniu inwestycji Wykonawca zgłosi do odbioru po zakończeniu robót. e. Inne Podczas inwentaryzacji zaobserwowano sporadyczne zadrzewienia i zakrzaczenia po stronie odwodnej obwałowania. ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 6

21 4. Dokumentacja geotechniczna W ramach opracowania przedmiotowej dokumentacji wykonano badania podłoża gruntowego i korpusu obwałowania w czterech przekrojach geotechnicznych. Wodę gruntową nawiercono na głębokości: L.p. Km przekroju Głębokość zw. wody na zawalu (ustalona/nawiercona) Głębokość zw. wody na międzywalu (ustalona/nawiercona) ,4 / 2,4 2,7 / 2, ,8 / 2,4 3,1 / 2, ,3 / 2,2 1,4 / 2, ,5 / 2,2 2,9 / 2, ,1 / 2,8 2,1 / 2, ,8 / 4,5 4,9 / 4,7 Wykazano, iż korpus wału zbudowany jest z materiałów jednorodnych, spoistych z glin pylastych zwięzłych glin pylastych i pyłów, których konsystencja przechodzi od twardoplastycznej (korona wału) do twardoplastycznej i plastycznej (podstawa wału). Wskaźnik zagęszczenia korpusu wału spełnia wymagania dla II klasy obwałowania wynosi I S = 0.95 do Grunty w korpusie wału stanowią dobrą barierę przeciwfiltracyjną przy wysokich stanach wód rzeki Dunajec. Podłoże wału zbudowane jest z gruntów spoistych i sypkich - gliny pylaste (IL = ), pyły, piaski średnie. Warstwy glin pylastych w stropie otworów wiertniczych mogą posiadać okna, przez które wody powodziowe z międzywala będą podtapiać tereny przywala. Również cienka warstwa glin pylastych rozmięknie i będzie przepuszczać wodę pod korpusem wału. Występujące pod glinami piaski średnie i grube są dobrze wysortowane, nie zawierają części pylastych i dobrze przewodzą wodę. 5. Filtracja a. Gradienty kontrolne Gradient kontrolny dopuszczalny dla II klasy obwałowania dla korpusu wału Jk zawiera się w granicach 1,15-1,65 (do obliczeń przyjęto wartość 1,15), natomiast gradient kontrolny dla podłoża Jp zawiera się w granicach 0,33-0,50 (do obliczeń przyjęto wartość 0.33). Obliczenia gradientów przedstawiono w tabeli poniżej: ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 7

22 Numer przekroju Kilometraż H1 Lrz m L0 0.4H T=0.5L P ,67 22,02 2,7 12,11 1,47 11,01 P ,40 23,30 2,4 12,74 1,76 11,65 P ,77 20,52 2,6 10,72 1,51 10,26 P ,88 21,22 2,7 10,75 1,55 10,61 P ,37 22,47 2,1 13,29 1,75 11,23 P ,79 20,33 2,0 12,75 1,52 10,17 Numer przekroju 0.88T L0+0.4H L+0.88T Jk=H/(L0+0.4H) Jp=H/(L+0.88T) 1.2Jk 1.2Jp P1 9,69 13,58 31,70 0,12 0,12 0,14 0,14 P2 10,25 14,50 33,55 0,13 0,13 0,16 0,16 P3 9,03 12,23 29,55 0,13 0,13 0,15 0,15 P4 9,34 12,30 30,56 0,13 0,13 0,15 0,15 P5 9,88 15,04 32,35 0,14 0,14 0,16 0,16 P6 8,95 14,27 29,28 0,13 0,13 0,16 0,16 Średnia 0,15 0,15 Gradienty kontrolne zarówno dla korpusu jak i dla podłoża są mniejsze od przyjętych granicznych. b. Filtracja nieustalona wg wzoru Thiema Numer przekroju Kilometraż H1 [m] Lrz [m] n L1 [m] k [m/s] np. T [s] T [h] T [d] P ,67 22,02 0,21 21,62 0, , ,4 0,7 P ,40 23,30 0,22 22,83 0, , ,2 0,7 P ,77 20,52 0,24 20,06 0, , ,9 0,7 P ,88 21,22 0,24 20,75 0, , ,4 0,8 P ,37 22,47 0,24 21,94 0, , ,7 0,7 P ,79 20,33 0,24 19,88 0, , ,9 0,7 T czas po którym przesiąki osiągną spód skarpy n porowatość gruntu np objętość porów wypełnionych powietrzem Lrz długość podstawy korpusu wału ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 8

23 L1 zastępcza długość podstawy korpusu wału k współczynnik filtracji Czas trwania fali powodziowej wynosi około dni. We wszystkich rozpatrywanych przypadkach czas przesiąkania wody przez podłoże i korpus wału jest zbyt krótki (poniżej 1 dnia). Wiąże się to z niebezpieczeństwem utraty stateczności obwałowania oraz wystąpieniem lokalnych przebić wody przez wał. Numer przekroju Kilometraż c. Obliczanie czasu ustalenia się przepływu filtracyjnego wg Erba H1 [m] Lrz [m] n L1 [m] k [m/s] np. T [s] T [h] T [d] P ,67 22,02 0,21 21,62 0, , ,1 2,2 P ,40 23,30 0,22 22,83 0, , ,5 2,0 P ,77 20,52 0,24 20,06 0, , ,7 2,2 P ,88 21,22 0,24 20,75 0, , ,1 2,3 P ,37 22,47 0,24 21,94 0, , ,1 2,2 P ,79 20,33 0,24 19,88 0, , ,7 2,1 T czas po którym przesiąki osiągną spód skarpy n porowatość gruntu np objętość porów wypełnionych powietrzem Lrz długość podstawy korpusu wału L1 zastępcza długość podstawy korpusu wału k współczynnik filtracji d. Obliczenie filtracji dla walu bez drenażu z przesłoną przeciwfiltracyjną w podłożu Obliczenia przeprowadzono dla odpowiednio przyjętych długości przesłon: 6m, 8m, 10m i 12m. Do dalszych obliczeń przyjęto wzór Erba, w którym do długości drogi filtracji dodano długość drogi wynikającej z zastosowania przesłony. Numer Kilometraż przekroju H1 k [m/s] np. L0 Lp1 Lp2 Lp3 Lp4 P ,67 0, ,08 12,1 30,1 36,1 42,1 48,1 P ,40 0, ,08 12,7 30,7 36,7 42,7 48,7 P ,77 0, ,10 10,7 28,7 34,7 40,7 46,7 P ,88 0, ,09 10,7 28,7 34,7 40,7 46,7 P ,37 0, ,09 13,3 31,3 37,3 43,3 49,3 P ,79 0, ,09 12,8 30,8 36,8 42,8 48,8 ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 9

24 Lp1 całkowita długość drogi filtracji dla przesłony 6m Lp2 całkowita długość drogi filtracji dla przesłony 8m Lp3 całkowita długość drogi filtracji dla przesłony 10m Lp4 całkowita długość drogi filtracji dla przesłony 12m PRZESŁONA 6 m 8 m 10 m 12 m Numer Kilometraż przekroju T1 [d] T2 [d] T3 [d] T4 [d] P P P P P P Założono, iż czas trwania fali powodziowej wynosi dni. Przy zastosowaniu przesłony 8m czas trwania przesiąków zostanie dostatecznie wydłużony, a względy ekonomiczne zostaną zachowane. e. Natężenie przepływu jednostkowego przez korpus wału gdzie: k k - współczynnik filtracji w korpusie wału H - głębokość wody przy stopie wału m nachylenie skarpy odwodnej H 2 q k =k k L 0 + L 2 ( mh ) β = /m ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 10

25 Lp H m β L0 d Lo Lo = L0 + d Lo q P1 3,67 2,7 0,42 12,11 1, ,4 P2 4,40 2,4 0,41 12,74 1, ,7 P3 3,77 2,6 0,42 10,72 1, ,5 P4 3,88 2,7 0,42 10,75 1, ,4 P5 4,37 2,4 0,41 13,29 1, ,2 P6 3,79 2,4 0,41 12,75 1, ,3 W związku z powyższym widać że przepływ jednostkowy przez korpus wału jest niższy od dopuszczalnego tj. od 5 m 3 /d/m. f. Natężenie przepływu jednostkowego przez podłoże wału Do obliczeń wykorzystano wzór: gdzie: k p - współczynnik filtracji gruntu w podłożu H - maksymalna głębokość wody przy stopie wału T- miąższość przepuszczalnego podłoża L- szerokość stopy wału α współczynnik zależny od stosunku L:T L/T α 1,15 1,16 1,17 1,18 1,23 1,3 1,44 1,87 Lp H T L L/T α q P1 3,67 6,00 18,8 3,13 1,30 6,8 P2 4,40 6,00 23,6 3,93 1,23 11,1 P3 3,77 6,00 25,5 4,25 1,23 7,5 P4 3,88 6,00 23,2 3,87 1,23 7,0 P5 4,37 6,00 24,1 4,02 1,23 8,3 P6 3,79 5,00 29,4 5,88 1,18 1,4 ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 11

26 g. Stateczność obwałowania Stateczność prawego wału rzeki Dunajec w km w miejscowości Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice wyznaczono w trzech przekrojach zgodnie z wykonaną dokumentacją geotechniczną. Obliczenia przeprowadzono w programie GEO5 posługując się pięcioma metodami. Wyniki przedstawiono poniżej: Numer przekroju Kilometraż Współczynnik Fs wg danej metody Fellenius/Petterson Bishop Spencer Janbu Morgenstern-Price P ,07 26,15 26,13-26,14 P ,36 19,25 19,35-19, ,74 15,85 15,83-15,83 Zgodnie z otrzymanymi wynikami według wszystkich metod stateczność obwałowania spełnia wymagania w każdym przekroju, gdyż otrzymane wartości współczynników Fs są większe od współczynnika bezpieczeństwa wynoszącego 1,50. ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 12

27 6. Wnioski i zalecenia Elementy obwałowania Stan obwałowania przeciwpowodziowego w zależności od stanu poszczególnych jego elementów stan mogący stan techniczny dobry stan zagrażający zagrażać niezagrażający bezpieczeństwu bezpieczeństwu bezpieczeństwu Rzędna istniejącej korony nie spełnia wymagania bezpiecznego wzniesienia ponad poziom wody miarodajnej wymaga tylko wyrównania oraz uzupełnienia lokalnych ubytkówc wysokość wałów 1.Korpus wału skarp odwodnych i odpwietrznyc Skarpy odwodne i odpowietrzne wału w większości spełniają warunek min. nachylenia 1:2,0 zagęszcze nie gruntu Zagęszczenie korpusu wału jest wystarczające i wynosi średnio I S = 0,96-0,97 filtracja W podłożu wału występują piaski, w większości nawodnione, doskonale przewodzące wodę, co może skutkować lokalnymi przebiciami wody na zawale; czas przesiąków wynosi około 1 dzień inne stateczność stateczność obwałowania spełnia wymagania ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 13

28 Elementy obwałowania Stan obwałowania przeciwpowodziowego w zależności od stanu poszczególnych jego elementów stan mogący stan techniczny dobry stan zagrażający zagrażać niezagrażający bezpieczeństwu bezpieczeństwu bezpieczeństwu osiadanie Nie zaobserwowano osiadania terenu 2.Podłoże wału 3.Budowle towarzyszące 4.Międzywale, zawale i obszar chroniony Lokalnie zaobserwowano przecieki przez podłoże wału - Rzeka w odległości ok m od stopy wału - Zadrzewienia i zakrzaczenia na międzywalu, wysokie trawy Dojazd do wału drogami publicznymi jest wystarczający STWIERDZONA KATEGORIA STANU TECHNICZNEGO I BEZPIECZEŃSTWA 1 stan zagrożenia bezpieczeństwa 2 stan mogący zagrażać bezpieczeństwu 3 stan techniczny dobry, niezagrażający bezpieczeństwu Zalecenia: Utrzymanie prawego wału rzeki Dunajec w km w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów we właściwym stanie technicznym bezpieczeństwa wymagać będzie: Wykonania projektu remontu wału obejmującego: wyrównanie korony obwałowania (likwidacja ubytków i odcinkowych zapadlisk) wraz z jej utwardzeniem zaleca się utrzymanie szerokości korony (3.0m) oraz nachyleń skarp: odwodnej (1:2,5) i odpowietrznej (1:2); wykonanie przesłony przeciwfiltracyjnej w stopie obwałowania na całej długości przedmiotowego wału na głębokości średniej około 8.0m; w ramach doszczelnienia korpusu obwałowania zaleca się zastosowanie bentomaty na skarpie odwodnej. ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 14

29 Spis treści: EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA 1.Podstawa, cel i zakres opracowania Lokalizacja obiektu Charakterystyka ogólna oraz podstawowe dane techniczne obiektu... 3 a.rzędna bezpiecznego wzniesienia korony wału... 3 b.podstawowe dane techniczne obwałowania... 6 c.główne i towarzyszące budowle wałowe... 7 d.drogi technologiczne... 7 e.inne Dokumentacja geotechniczna Filtracja... 8 a.gradienty kontrolne... 8 b.filtracja nieustalona wg wzoru Thiema... 9 c.obliczanie czasu ustalenia się przepływu filtracyjnego wg Erba d.obliczenie filtracji dla walu bez drenażu z przesłoną przeciwfiltracyjną w podłożu e.natężenie przepływu jednostkowego przez korpus wału f.natężenie przepływu jednostkowego przez podłoże wału g.stateczność obwałowania Wnioski i zalecenia ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. str. 1

30 1. Podstawa, cel i zakres opracowania Niniejsze opracowanie sporządzono w celu określenia stanu technicznego prawego wału przeciwpowodziowego rzeki Dunajec w km w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Stanowi ono część składową dokumentacji projektowej pn.: Usuwanie szkód powodziowych Prawy wał rzeki Dunajec w km w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji i posłuży jako podstawa do przyjęcia rozwiązań projektowych. 2. Lokalizacja obiektu Przedmiotowy wał przeciwpowodziowy rzeki Dunajec zlokalizowany jest w miejscowościach Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, w gminie Gręboszów, w północno-zachodniej części powiatu dąbrowskiego, w województwie małopolskim, na obszarze Niziny Nadwiślańskiej. Odległość istniejącego wału od koryta rzeki Dunajec wynosi ok m. Długość remontowanego wału wynosi 2.2km, a jego wysokość jest zróżnicowana i wynosi m. Nachylenie skarp waha się w granicach 1:1.9 1:2.8. Powierzchnia istniejącego wału przeciwpowodziowego wynosi ok. 5ha. Początek opracowania znajduje się na rampie wałowej w miejscowości Ujście Jezuickie (dojazd do promu), a kończy się 30m za przejazdem wałowym zlokalizowanym w km w miejscowości Okręg. Korona wału na całej długości omawianego odcinka jest utwardzona i porośnięta trawą. Na omawianym odcinku znajdują się trzy przejazdy wałowe (w km 0+694, 1+864, 2+170) oraz dwie śluzy wałowe (w km 0+127, 1+393). W międzywalu dominują liczne zakrzaczenia wraz z lokalnie występującymi drzewami oraz wysoką roślinnością trawiastą. Od strony odpowietrznej zlokalizowana jest ławeczka przywałowa, na której znajduje się zaniedbana droga powodziowa. Ławeczka zanika lokalnie w km ok oraz W stanie istniejącym teren zawala wykorzystywany jest jako teren rolniczy, część stanowią nieużytki, występują tu również zabudowania mieszkalne miejscowości Ujście Jezuickie i Okręg. Podczas wizji w terenie zaobserwowano obecność worków z piaskiem po stronie odpowietrznej wału, które są dowodem na niedostateczną szczelność korpusu wału na wysokie stany wód rzeki Dunajec. ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 2

31 3. Charakterystyka ogólna oraz podstawowe dane techniczne obiektu a. Rzędna bezpiecznego wzniesienia korony wału Zgodnie z Rozporządzeniem Ministra Środowiska z dnia 20 kwietnia 2007r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle hydrotechniczne i ich usytuowanie (Dz. U. 2007, nr 86 poz. 579) przedmiotowy wał posiada II klasę budowli. Stanem charakterystycznym dla w/w klasy jest stan o prawdopodobieństwie występowania p=1% (przepływ miarodajny Qm) oraz stan o prawdopodobieństwie występowania p=0.3% (przepływ kontrolny Qk). Zgodnie z ustaleniami z Inwestorem, do wyznaczenia bezpiecznego wzniesienia korony obwałowania, przyjęto obliczenia wody miarodajnej i kontrolnej z opracowania IMGW Ocena stanu technicznego i stanu bezpieczeństwa wałów przeciwpowodziowych. Zgodnie z w/w Rozporządzeniem, rzędna bezpiecznego wzniesienia korony obwałowania powinna wynosić 1.0m powyżej rzędnej stanu o prawdopodobieństwie p=1% lub 0,3m powyżej rzędnej stanu o prawdopodobieństwie p=0,3%. Zgodnie z powyższym, w oparciu o opracowanie IMGW wyznaczono w/w rzędne na początku i końcu opracowania, tj.: km ewid Istn. rzędna korony wału m n.p.m. Qm = m n.p.m. Qk = m n.p.m. Qm+1m = m n.p.m. Qk+0,3m = m n.p.m. Bezpieczne wzniesienie korony wału m n.p.m. km ewid Istn. rzędna korony wału m n.p.m. Qm = m n.p.m. Qk = m n.p.m. Qm+1m = m n.p.m. Qk+0,3m = m n.p.m. Bezpieczne wzniesienie korony wału m n.p.m. W związku z powyższym stwierdzić można, iż omawiany wał przeciwpowodziowy spełnia wymogi odnośnie wymaganej wysokości wzniesienia. Należy jedynie przewidzieć wyrównanie korony, poprzez likwidację ubytków i odcinkowych zapadlisk. Poniżej przedstawiono rzędne korony istniejącej oraz porównano je do wymaganych rzędnych bezpiecznego wzniesienia (interpolacja danych przyjętych z opracowania IMGW). ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 3

32 L.p EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Km wału H1 Rzędna istniejącej korony H2 Rzędna zwierciadła Qk (Q0,3%) H3 Rzędna wymaganego wzniesienia korony wału (Qk+0,3m) = rzędna remontowanego wału Różnica wysokości H3 - H1 [m] ,91 178,61 178, ,84 178,61 178,91 0, ,62 178,61 178,91 0, ,64 178,61 178,91 0, ,68 178,61 178,91 0, ,59 178,61 178,91 0, ,84 178,61 178,91 0, ,72 178,61 178,91 0, ,76 178,61 178,91 0, ,66 178,61 178,91 0, ,66 178,61 178,91 0, ,65 178,61 178,91 0, ,84 178,61 178,91 0, ,8 178,61 178,91 0, ,75 178,61 178,91 0, ,94 178,61 178, ,86 178,63 178,95 0, ,79 178,65 178,95 0, ,93 178,68 178,99 0, ,85 178,75 179,05 0, ,85 178,77 179,07 0, ,01 178,79 179,09 0, ,05 178,82 179,12 0, ,18 178,84 179, ,13 178,88 179,18 0, ,16 178,89 179,19 0, ,23 178,90 179, ,25 178,92 179, ,33 178,94 179, ,33 178,96 179, ,29 178,96 179, ,35 179,01 179, ,32 179,06 179,36 0, ,31 179,13 179,43 0, ,36 179,15 179,45 0, ,53 179,17 179,56 0, ,73 179,21 179,73 0 ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 4

33 L.p Km wału H1 Rzędna istniejącej korony H2 Rzędna zwierciadła Qk (Q0,3%) H3 Rzędna wymaganego wzniesienia korony wału (Qk+0,3m) Różnica wysokości H3 - H1 [m] ,64 179,24 179, ,72 179,26 179,72 0 b. Podstawowe dane techniczne obwałowania Przekrój poprzeczny wału jest w kształcie zbliżonym do trapezu i posiada następujące parametry geometryczne: L.p. Km wału Szerokość korony (m) Nachylenie skarpy odwodnej (1:n) Nachylenie skarpy odpowietrznej (1:n) ,2 2, ,8 2,7 2, ,3 2,7 2, ,0 2,7 2, ,0 2,3 2, ,6 2,6 1, ,7 2,4 2, ,0 2,7 2, ,2 2,4 2, ,5 2,4 2, ,1 2,5 2, ,2 2,5 2, ,7 2,5 2, ,9 2,7 2, ,6 2,9 1, ,7 2,6 2, ,7 2,7 2, ,8 2,6 2, ,8 2,7 2, ,9 2,6 2, ,6 2,6 2, ,4 2,7 2, ,6 2,7 2, ,8 2,7 2, ,7 2,3 1, ,0 2,6 2,0 ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 5

34 L.p. Km wału Szerokość korony (m) Nachylenie skarpy odwodnej (1:n) Nachylenie skarpy odpowietrznej (1:n) ,8 2,5 2, ,6 2,6 2, ,8 2,4 2, ,8 2,6 2, ,8 2,4 2, ,8 2,6 2, ,0 2,2 2, ,1 2,5 2, ,0 2,4 2, ,9 2,4 2, ,8 2,5 2, ,7 2,2 1,9 c. Główne i towarzyszące budowle wałowe Na przedmiotowym odcinku obwałowania zinwentaryzowano: - istniejący przejazdy wałowe szt. 3 (w km 0+694, 1+864, 2+170) w dobrym stanie wymaga jedynie utwardzenia, - istniejące śluzy wałowe szt. 2 (w km 0+127, 1+393) wymagające remontu. d. Drogi technologiczne Trasa dróg dojazdowych do remontowanego odcinka wału przebiegać będzie po trasie istniejących dróg gminnych i powiatowych utwardzonych tłuczniem lub asfaltem. Odcinki tych dróg, po których będzie odbywał się bezpośredni transport materiałów do wału, przewidziano do remontu, które po wykonaniu inwestycji Wykonawca zgłosi do odbioru po zakończeniu robót. e. Inne Podczas inwentaryzacji zaobserwowano sporadyczne zadrzewienia i zakrzaczenia po stronie odwodnej obwałowania. ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 6

35 4. Dokumentacja geotechniczna W ramach opracowania przedmiotowej dokumentacji wykonano badania podłoża gruntowego i korpusu obwałowania w czterech przekrojach geotechnicznych. Wodę gruntową nawiercono na głębokości: L.p. Km przekroju Głębokość zw. wody na zawalu (ustalona/nawiercona) Głębokość zw. wody na międzywalu (ustalona/nawiercona) ,4 / 2,4 2,7 / 2, ,8 / 2,4 3,1 / 2, ,3 / 2,2 1,4 / 2, ,5 / 2,2 2,9 / 2, ,1 / 2,8 2,1 / 2, ,8 / 4,5 4,9 / 4,7 Wykazano, iż korpus wału zbudowany jest z materiałów jednorodnych, spoistych z glin pylastych zwięzłych glin pylastych i pyłów, których konsystencja przechodzi od twardoplastycznej (korona wału) do twardoplastycznej i plastycznej (podstawa wału). Wskaźnik zagęszczenia korpusu wału spełnia wymagania dla II klasy obwałowania wynosi I S = 0.95 do Grunty w korpusie wału stanowią dobrą barierę przeciwfiltracyjną przy wysokich stanach wód rzeki Dunajec. Podłoże wału zbudowane jest z gruntów spoistych i sypkich - gliny pylaste (IL = ), pyły, piaski średnie. Warstwy glin pylastych w stropie otworów wiertniczych mogą posiadać okna, przez które wody powodziowe z międzywala będą podtapiać tereny przywala. Również cienka warstwa glin pylastych rozmięknie i będzie przepuszczać wodę pod korpusem wału. Występujące pod glinami piaski średnie i grube są dobrze wysortowane, nie zawierają części pylastych i dobrze przewodzą wodę. 5. Filtracja a. Gradienty kontrolne Gradient kontrolny dopuszczalny dla II klasy obwałowania dla korpusu wału Jk zawiera się w granicach 1,15-1,65 (do obliczeń przyjęto wartość 1,15), natomiast gradient kontrolny dla podłoża Jp zawiera się w granicach 0,33-0,50 (do obliczeń przyjęto wartość 0.33). Obliczenia gradientów przedstawiono w tabeli poniżej: ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 7

36 Numer przekroju Kilometraż H1 Lrz m L0 0.4H T=0.5L P ,67 22,02 2,7 12,11 1,47 11,01 P ,40 23,30 2,4 12,74 1,76 11,65 P ,77 20,52 2,6 10,72 1,51 10,26 P ,88 21,22 2,7 10,75 1,55 10,61 P ,37 22,47 2,1 13,29 1,75 11,23 P ,79 20,33 2,0 12,75 1,52 10,17 Numer przekroju 0.88T L0+0.4H L+0.88T Jk=H/(L0+0.4H) Jp=H/(L+0.88T) 1.2Jk 1.2Jp P1 9,69 13,58 31,70 0,12 0,12 0,14 0,14 P2 10,25 14,50 33,55 0,13 0,13 0,16 0,16 P3 9,03 12,23 29,55 0,13 0,13 0,15 0,15 P4 9,34 12,30 30,56 0,13 0,13 0,15 0,15 P5 9,88 15,04 32,35 0,14 0,14 0,16 0,16 P6 8,95 14,27 29,28 0,13 0,13 0,16 0,16 Średnia 0,15 0,15 Gradienty kontrolne zarówno dla korpusu jak i dla podłoża są mniejsze od przyjętych granicznych. b. Filtracja nieustalona wg wzoru Thiema Numer przekroju Kilometraż H1 [m] Lrz [m] n L1 [m] k [m/s] np. T [s] T [h] T [d] P ,67 22,02 0,21 21,62 0, , ,4 0,7 P ,40 23,30 0,22 22,83 0, , ,2 0,7 P ,77 20,52 0,24 20,06 0, , ,9 0,7 P ,88 21,22 0,24 20,75 0, , ,4 0,8 P ,37 22,47 0,24 21,94 0, , ,7 0,7 P ,79 20,33 0,24 19,88 0, , ,9 0,7 T czas po którym przesiąki osiągną spód skarpy n porowatość gruntu np objętość porów wypełnionych powietrzem Lrz długość podstawy korpusu wału ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 8

37 L1 zastępcza długość podstawy korpusu wału k współczynnik filtracji Czas trwania fali powodziowej wynosi około dni. We wszystkich rozpatrywanych przypadkach czas przesiąkania wody przez podłoże i korpus wału jest zbyt krótki (poniżej 1 dnia). Wiąże się to z niebezpieczeństwem utraty stateczności obwałowania oraz wystąpieniem lokalnych przebić wody przez wał. Numer przekroju Kilometraż c. Obliczanie czasu ustalenia się przepływu filtracyjnego wg Erba H1 [m] Lrz [m] n L1 [m] k [m/s] np. T [s] T [h] T [d] P ,67 22,02 0,21 21,62 0, , ,1 2,2 P ,40 23,30 0,22 22,83 0, , ,5 2,0 P ,77 20,52 0,24 20,06 0, , ,7 2,2 P ,88 21,22 0,24 20,75 0, , ,1 2,3 P ,37 22,47 0,24 21,94 0, , ,1 2,2 P ,79 20,33 0,24 19,88 0, , ,7 2,1 T czas po którym przesiąki osiągną spód skarpy n porowatość gruntu np objętość porów wypełnionych powietrzem Lrz długość podstawy korpusu wału L1 zastępcza długość podstawy korpusu wału k współczynnik filtracji d. Obliczenie filtracji dla walu bez drenażu z przesłoną przeciwfiltracyjną w podłożu Obliczenia przeprowadzono dla odpowiednio przyjętych długości przesłon: 6m, 8m, 10m i 12m. Do dalszych obliczeń przyjęto wzór Erba, w którym do długości drogi filtracji dodano długość drogi wynikającej z zastosowania przesłony. Numer Kilometraż przekroju H1 k [m/s] np. L0 Lp1 Lp2 Lp3 Lp4 P ,67 0, ,08 12,1 30,1 36,1 42,1 48,1 P ,40 0, ,08 12,7 30,7 36,7 42,7 48,7 P ,77 0, ,10 10,7 28,7 34,7 40,7 46,7 P ,88 0, ,09 10,7 28,7 34,7 40,7 46,7 P ,37 0, ,09 13,3 31,3 37,3 43,3 49,3 P ,79 0, ,09 12,8 30,8 36,8 42,8 48,8 ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 9

38 Lp1 całkowita długość drogi filtracji dla przesłony 6m Lp2 całkowita długość drogi filtracji dla przesłony 8m Lp3 całkowita długość drogi filtracji dla przesłony 10m Lp4 całkowita długość drogi filtracji dla przesłony 12m PRZESŁONA 6 m 8 m 10 m 12 m Numer Kilometraż przekroju T1 [d] T2 [d] T3 [d] T4 [d] P P P P P P Założono, iż czas trwania fali powodziowej wynosi dni. Przy zastosowaniu przesłony 8m czas trwania przesiąków zostanie dostatecznie wydłużony, a względy ekonomiczne zostaną zachowane. e. Natężenie przepływu jednostkowego przez korpus wału gdzie: k k - współczynnik filtracji w korpusie wału H - głębokość wody przy stopie wału m nachylenie skarpy odwodnej H 2 q k =k k L 0 + L 2 ( mh ) β = /m ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 10

39 Lp H m β L0 d Lo Lo = L0 + d Lo q P1 3,67 2,7 0,42 12,11 1, ,4 P2 4,40 2,4 0,41 12,74 1, ,7 P3 3,77 2,6 0,42 10,72 1, ,5 P4 3,88 2,7 0,42 10,75 1, ,4 P5 4,37 2,4 0,41 13,29 1, ,2 P6 3,79 2,4 0,41 12,75 1, ,3 W związku z powyższym widać że przepływ jednostkowy przez korpus wału jest niższy od dopuszczalnego tj. od 5 m 3 /d/m. f. Natężenie przepływu jednostkowego przez podłoże wału Do obliczeń wykorzystano wzór: gdzie: k p - współczynnik filtracji gruntu w podłożu H - maksymalna głębokość wody przy stopie wału T- miąższość przepuszczalnego podłoża L- szerokość stopy wału α współczynnik zależny od stosunku L:T L/T α 1,15 1,16 1,17 1,18 1,23 1,3 1,44 1,87 Lp H T L L/T α q P1 3,67 6,00 18,8 3,13 1,30 6,8 P2 4,40 6,00 23,6 3,93 1,23 11,1 P3 3,77 6,00 25,5 4,25 1,23 7,5 P4 3,88 6,00 23,2 3,87 1,23 7,0 P5 4,37 6,00 24,1 4,02 1,23 8,3 P6 3,79 5,00 29,4 5,88 1,18 1,4 ATEiRI mkm PERFEKT sp. z o.o. 11