Załącznik nr 5 OPIS PRZEDMIOTU ZAMÓWIENIA Wykonanie ekspertyzy dla zadania pn.: Przebudowa (modernizacja) zapory zbiornika Kozłowa Góra Opracował: Janusz Krzempek Sprawdziła: Agnieszka Gawęda Katowice, styczeń 2017 r.
SPIS TREŚCI: I. Lokalizacja II. Zakres przedmiotu zamówienia III. Opis stanu istniejącego 1. Informacje ogólne 2. Charakterystyka techniczna zapory czołowej IV. Ogólne wytyczne do ekspertyzy 1. Stan techniczny zapory czołowej oraz warunki geotechniczne budowli i jej podłoża 2. Przebudowa zapory czołowej V. Wymagania Zamawiającego VI. Dokumenty do wglądu i wykorzystania w opracowaniu ekspertyzy VII. Załącznik graficzny 2
I. Lokalizacja Zbiornik Kozłowa Góra Adres obiektu: Wymysłów, ul. Leśna gmina: Dobieszowice, powiat: będziński II. Zakres przedmiotu zamówienia Przedmiotem zamówienia jest wykonanie ekspertyzy dotyczącej zapory czołowej zbiornika Kozłowa Góra określającej: stan techniczny oraz warunki geotechniczne budowli i jej posadowienia, ze szczególnym uwzględnieniem oceny stateczności i szczelności obiektu, zakres koniecznej przebudowy zapory bocznej umożliwiającej dalsze, bezpieczne funkcjonowanie obiektu zgodnie z jego przeznaczeniem. III. Opis stanu istniejącego 1. Informacje ogólne Zbiornik Kozłowa Góra został wybudowany na rzece Brynicy w ramach robót publicznych w latach 1935 1938 z przeznaczeniem magazynowania wody dla celów obronnych kraju. Zbiornik włączony został w system wojskowej linii fortyfikacji obronnych przebiegających wzdłuż doliny rzeki Brynicy. Z uwagi na powojenną zmianę granic Polski, zbiornik utracił znaczenie wojskowe i został przeznaczony na cele zaopatrzenia w wodę oraz ochrony terenów poniżej zapory przed powodzią. Zbiornik ogranicza od południa zapora czołowa, od strony zachodniej (rejon Świerklańca) zapora boczna, a od strony północnej, w strefie cofkowej (miejscowość Niezdara) wał ochronny. Zapora boczna jest typu ziemnego, o długości w koronie 2750 m, maksymalnej wysokości 3,6 m i szerokości w koronie 7 m oraz nachyleniu skarp: 1:3 skarpa odwodna i 1:2 skarpa odpowietrzna. Wał ochronny, również typu ziemnego, o długości w koronie 500 m i szerokości w koronie 3 m, stanowi ochronę zabudowań wsi Niezdara przed powodzią. Przy wysokich stanach wód w zbiorniku woda z zawala przepompowywana jest do zbiornika. Charakterystyczne poziomy piętrzenia wody w zbiorniku i odpowiadające im pojemności wody wynoszą: minimalny poziom piętrzenia (MinPP): 275,03 m n.p.m. 1,630 hm 3, normalny poziom piętrzenia (NPP): 278,08 m n.p.m. 12,389 hm 3, 3
roboczy poziom piętrzenia (RPP): 277,80 m n.p.m. 10,958 hm 3, maksymalny poziom piętrzenia (MaxPP): 278,58 m n.p.m. 15,175 hm 3, nadzwyczajny poziom piętrzenia (NadPP): 278,99 m n.p.m. Powierzchnia zbiornika przy maksymalnym poziomie piętrzenia wynosi 6,32 km 2. Na podstawie przyjętych wskaźników, zbiornik, w znaczeniu głównej budowli hydrotechnicznej, zakwalifikowany został do II klasy ważności. Pozwolenie wodnoprawne na piętrzenie wód rzeki Brynicy w km 28+000 czołową zaporą ziemną i retencjonowanie wód w zbiorniku Kozłowa Góra, zostało wydane decyzją Wojewody Śląskiego z dnia 30.01.2016 r. (znak: ŚR-I-6811/2/06), na czas oznaczony do 30.01.2026 r. 2. Charakterystyka techniczna zapory czołowej Przedmiotem ekspertyzy jest zapora czołowa zbiornika o następujących parametrach technicznych: długość całkowita: 1300 m, wysokość: 8,0 m, szerokość korony: 8,0 m, nachylenie skarp: 1:2,5, rzędna korony: 280,07 m n.p.m.. korpus zapory: budowla ziemna z gruntu mineralnego, przepuszczalnego, w przewadze piaszczystego lokalnie z domieszką żwiru i frakcji rumoszowokamienistej (okruchy piaskowca i wapienia) i podrzędnie frakcji ilastej, powodującej nieznaczne zaglinienie nasypu zapory, urządzenia przeciwfiltracyjne: ekran iłowy o zmiennej grubości: od 18 cm części górnej (na rzędnej 279,19 m n.p.m.), do 70 cm u podstawy, przykryty warstwą gruntu żwirowego o grubości 1,6 m, połączony jest z drewnianą ścianką szczelną wbitą w podłoże zapory na długości ok. 600 m (przepona wodoszczelna) w celu zamknięcia (ograniczenia) przepływu wód podziemnych poziomu wodonośnego czwartorzędu, skarpa odwodna: zabezpieczona brukiem kamiennym o grubości 30-35 cm, skarpa odpowietrzna z ławeczką o szerokości 4 m: obsiana trawą. Zabezpieczenie korony zapory od strony wody górnej stanowi parapet pełniący funkcję falochronu, wykonany z prefabrykowanych elementów żelbetowych i połączonych 4
z iłowym ekranem szczelnym. Po koronie zapory czołowej poprowadzona jest droga publiczna o nawierzchni asfaltowej. Woda z przesiąków przez korpus zapory przechwytywana jest przez drenaż rurowy w obsypce filtru odwrotnego, poprowadzonego wzdłuż ławeczki i odpływa do rowu otwartego biegnącego w odległości 6 m od osi rurociągu drenażowego. W odległości ok. 15 m równolegle do rowu drenażowego, poprowadzony jest dodatkowo rów odwadniający przedpole zapory. Zapora czołowa zbiornika w km 0+550 wyposażona jest w 6 otworów upustowych dennych o wysokości 1,85 m i szerokości: 2,00 i 2,25 m; dwa otwory po lewej stronie upustu stanowią ujęcie wód dla Stacji Uzdatniania Wody Kozłowa Góra. Bezpośrednim podłożem zapory czołowej są grunty mineralne młodszego czwartorzędu w postaci pyłów, pyłów piaszczystych i glin pylastych o genezie zastoiskowej, w stanie plastycznym i twardoplastycznym i miąższości do 1,4 m, które w głębszych partiach doliny rzecznej podścielone są plejstoceńskim kompleksem piaszczysto-żwirowym o zmiennej miąższości (maks. do 10 11 m w osi doliny), determinowanej ukształtowaniem starszego, górnokarbońskiego podłoża, wykształconego w serii nieprzepuszczalnych utworów ilastych. Pod względem geotechnicznym z uwagi na lokalizację zapory bocznej w obszarze doliny rzecznej, warunki gruntowe posadowienia obiektu można przyjąć jako skomplikowane, a sam obiekt hydrotechniczny zakwalifikować do III kategorii obiektu budowlanego, przy czym ostateczne ustalenia w odniesieniu do kategorii geotechnicznej obiektu podejmuje projektant na podstawie badań geotechnicznych gruntów. Z uwagi na wysokość piętrzenia, zbiornik Kozłowa Góra należy do przedsięwzięć (obiektów) mogących potencjalnie znacząco oddziaływać na środowisko. Stan techniczny i bezpieczeństwo zapory czołowej wraz z blokiem urządzeń upustowych oraz zapory bocznej, ograniczającej zbiornika od strony zachodniej, jest kontrolowany na zlecenie Zamawiającego przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej-Państwowy Instytut Badawczy w Warszawie, Ośrodek Technicznej Kontroli Zapór z siedzibą w Katowicach w ramach prowadzonej rocznej oceny obiektów hydrotechnicznych zbiornika Kozłowa Góra. Ocena ta w odniesieniu do zapory czołowej oparta jest w szczególności o dane z wykonanych pomiarów piezometrycznych i pomiarów natężenia odpływu wody z urządzeń drenażowych oraz analizie przemieszczeń elementów konstrukcyjnych zapory czołowej przeprowadzona w oparciu o pomiary pionowych przemieszczeń kontrolowanych reperów zniwelowanych w korpusie zapory. 5
Na podstawie dotychczas przeprowadzonych ocen stanu technicznego i bezpieczeństwa zapory czołowej oraz wykonanej w 2006 r. dokumentacji geotechnicznej tej zapory ustalono, że: ekran iłowy w górnej części zapory czołowej (powyżej rzędnej 277,80 m n.p.m.) posiada ograniczoną skuteczność zabezpieczenia przed filtracją wody w korpusie zapory o czym świadczą znaczące przyrosty ciśnień piezometrycznych (rozkład krzywej filtracji) w kilku (5) przekrojach piezometrycznych, co przekłada się na skokowy przyrost natężenia przepływu wody w systemie drenażowym zapory, przy poziomie piętrzenia wody w zbiorniku powyżej rzędnej 278 m n.p.m., ścianka szczelna przegradzająca dolinę rzeki prawdopodobnie nie sięga stropu górnokarbońskiej, nieprzepuszczalnej serii ilastej i pozostaje zawieszona w plejstoceńskim kompleksie przepuszczalnych utworów piaszczystożwirowych, czym tłumaczy się osiągany wysoki poziom wody podziemnej po stronie odpowietrznej zapory, powodujący lokalne podmokłości na przedpolu zapory oraz niekorzystny rozkład krzywej filtracji w kilku (3) przekrojach piezometrycznych; w warunkach przepływu wód powodziowych, w przekrojach prawej części zapory, poziom wody po stronie odpowietrznej przekracza napełnienie rowu drenażowego i układa się powyżej stopy skarpy odpowietrznej, na poziomie występowania krzywej filtracji korpus zapory jest w stanie luźnym (ID<0,33), na skutek procesów sufozyjnych, charakterystycznych dla gruntów o zróżnicowanym składzie ziarnowym; proces ten mógł wpłynąć na wyniki kontrolnych pomiarów geodezyjnych przemieszczeń elementów konstrukcyjnych zapory, wykazując powolny, stały proces osiadania w tempie 1 1,5 mm/rok w okresie wieloletniej obserwacji; szczególnie niekorzystne warunki geotechniczne zostały potwierdzone badaniami geotechnicznymi (sondowanie dynamiczne) w obrębie szerokiej ławeczki uformowanej w skarpie odpowietrznej zapory czołowej, co może być związane z wadliwie działającym systemem drenażowym, W związku z przedstawionymi powyżej okolicznościami, normalny poziom piętrzenia zbiornika (NPP=278,08 m n.p.m.) został ograniczony do poziomu roboczego na rzędnej 277,80 m n.p.m. 6
3. Stan terenowo-prawny Zapora czołowa posadowiona jest w granicy jednostki rejestrowej G.1301, obrębu 0003 Świerklaniec, prowadzonej przez Starostwo Tarnogórskie, na działkach o numerach ewidencyjnych: 92, 93, 94/1, 550/19, 565/222, 939/19, 941/217, 943/222, 280/1, 282/2, 282/1. Teren w granicach ww. działek jest własności Skarbu Państwa, w użytkowaniu Śląskiego Zarządu Melioracji i Urządzeń Wodnych z siedzibą w Katowicach. IV. Ogólne wytyczne do ekspertyzy 1. Stan techniczny zapory czołowej oraz warunki geotechniczne budowli i jej podłoża: 1.1 Ocena stanu technicznego winna obejmować inwentaryzację uszkodzeń i technicznego zużycia poszczególnych elementów zapory bocznej, w tym m.in.: korony zapory, skarp: odwodnej i odpowietrznej, ubezpieczeń skarpy odwodnej i falochronu, śluz wałowych, urządzeń drenażowych, urządzeń przeciwfiltracyjnych. 1.2 Ustalenie warunków geotechnicznych w stopniu umożliwiającym sprawdzenie stateczności skarp zapory czołowej i podłoża wraz z analizą gradientów ciśnień filtracyjnych w korpusie zapory i oceną wynikających stąd zagrożeń w warunkach normalnego (NPP) i maksymalnego (MaxPP) poziomu piętrzenia wody w zbiorniku Kozłowa Góra. Warunki geotechniczne należy ustalić według metod określonych w Polskich Normach: PN-EN 1997-1: Eurokod 7: Projektowanie geotechniczne Część 1: Zasady ogólne oraz PN-EN 1997-2: Eurokod 7: Projektowanie geotechniczne Część 2: Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego. Rzeczowy oraz ilościowy zakres niezbędnych badań geotechnicznych dla potrzeb opracowania ekspertyzy ustali Wykonawca w nawiązaniu do istniejących warunków gruntowych korpusu zapory czołowej i jej podłoża oraz przyjętej kategorii geotechnicznej obiektu budowlanego, wykorzystując w tym celu m.in. wykonaną w 2006 r. dokumentację geotechniczną nasypu zapory czołowej zbiornika Kozłowa Góra. 7
2. Przebudowa zapory czołowej W tym zakresie, ekspertyza, na podstawie przeprowadzonej oceny stanu technicznego oraz wyników badań geotechnicznych, winna określać zakres przebudowy - wzmocnienia korpusu zapory czołowej oraz modernizację urządzeń drenażowych i przeciwfiltracyjnych, stanowiący podstawę do opracowania projektu budowlanego oraz dokumentacji projektowej dla robót budowlanych, zapewniających dalsze bezawaryjne i bezpieczne funkcjonowanie obiektu hydrotechnicznego.. Przebudowa winna zapewnić stateczność zapory czołowej i jej podłoża w każdych warunkach pracy i przyjętych warunkach obciążeń, w całości i poszczególnych jej elementach: korpusu, skarp, umocnień, uszczelnień i drenażu. Podłoże i korpus zapory ziemnej winny być zabezpieczone przed skutkami filtracji, przebicia hydraulicznego, sufozji i wypieraniem gruntu. W ekspertyzie należy ponadto ustalić niezbędny zakres monitoringu zapory czołowej i podłoża; zainstalowane w tym celu urządzenia kontrolno-pomiarowe winny uwzględniać w szczególności strefy podwyższonego zagrożenia powstania awarii. V. Wymagania Zamawiającego 1. Ekspertyzę należy opracować w oparciu o niniejszy Opis przedmiotu zamówienia z uwzględnieniem m.in. niżej wymienionych przepisów prawa i Polskich Norm. Ustawa z dnia 27 kwietnia 2001 r. Prawo ochrony środowiska (t.j. Dz. U. z 2016 r. poz. 672). Ustawa z dnia 16 kwietnia 2004 r. o ochronie przyrody (t.j. Dz. U. z 2015 r. poz. 1651 z późn. zm.). Ustawa z dnia 7 lipca 1994 r. Prawo budowlane (t.j. Dz. U. z 2016 r. poz. 290 z późn. zm.). Ustawa z dnia 9 czerwca 2011 r. Prawo geologiczne i górnicze (t.j. z 2016 r., poz. 1131). Ustawa z dnia 18 lipca 2001 r. Prawo wodne (Dz. U. z 2015 r. poz. 469). Ustawa z dnia 8 lipca 2010 r. o szczególnych zasadach przygotowania do realizacji inwestycji w zakresie budowli przeciwpowodziowych (t.j. Dz. U. z 2015 r. poz. 966 z późn. zm.). Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 20 kwietnia 2007 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać budowle hydrotechniczne i ich usytuowanie (Dz. U. z 2007 r. Nr 86 poz. 579). 8
Rozporządzenie Ministra Transportu, Budownictwa i Gospodarki Morskiej z dnia 25 kwietnia 2012 r. w sprawie ustalania geotechnicznych warunków posadawiania obiektów budowlanych (Dz. U. z 2012 r. poz. 463). Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 18 listopada 2016 r. w sprawie dokumentacji hydrogeologicznej i dokumentacji geologiczno-inżynierskiej (Dz. U. z 2016 r. poz. 2033). Rozporządzenie Rady Ministrów z dnia 9 listopada 2010 r. w sprawie przedsięwzięć mogących znacząco oddziaływać na środowisko (t.j. Dz. U. 2016 r. poz. 71). PN-EN 1997-1: Eurokod 7: Projektowanie geotechniczne Część 1: Zasady ogólne. PN-EN 1997-2: Eurokod 7: Projektowanie geotechniczne Część 2: Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego. 2. Zamawiający przekaże Wykonawcy pełnomocnictwo do działania w imieniu i na rzecz Zamawiającego, w celu prawidłowego wykonania przedmiotu zamówienia. 3. Termin realizacji przedmiotu zamówienia ustala się w terminie 6 miesięcy od daty podpisania umowy. 4. Zamawiający otrzyma od Wykonawcy, za protokołem przekazania, ekspertyzę i opracowania w zakresie geotechniki, w pięciu egzemplarzach w wersji papierowej oraz 2 szt. na nośniku elektronicznym. Zamawiające zastrzega sobie termin do 14 dni na zapoznanie się z treścią otrzymanych opracowań i wniesienie ewentualnych uwag. Dokumentem potwierdzającym wykonanie przedmiotu umowy będzie protokół zdawczo-odbiorczy, stanowiący podstawę rozliczenia zleconego zadania. 5. Wykonawca zostanie zobowiązany do współpracy z Zamawiającym na etapie przygotowania i prowadzenia postępowania o udzielenie zamówienia na wykonanie dokumentacji projektowo-kosztorysowej obejmującej m.in. przygotowanie ewentualnych wyjaśnień i odpowiedzi na zapytania oferentów odnoszących się do zakresu niniejszej Ekspertyzy. 6. Osobami do kontaktu z ramienia Zamawiającego w sprawach związanych z opracowaniem przedmiotu umowy są: Andrzej Siudy Kierownik Zbiorników Wodnych Goczałkowice i Kozłowa Góra GPW S.A. (tel. 32/2107070), Janusz Krzempek Inspektor w Wydziale Koordynacji Inwestycji i Remontów GPW S.A. (32/2597139 wew. 359). 9
VI. Dokumenty w posiadani Zamawiającego do wglądu i wykorzystania w opracowaniu ekspertyzy 1. Decyzja Wojewody Śląskiego z dnia 30.01.2016 r. (znak: ŚR-I-6811/2/06) dotycząca pozwolenia wodnoprawnego na piętrzenie i retencjonowanie wód w zbiorniku Kozłowa Góra. 2. Operat wodnoprawny na piętrzenie i retencjonowanie wód w zbiorniku Kozłowa Góra Przedsiębiorstwo Inżynierskie CERMET-BUD Sp. z o.o., Kraków, 2006 r. 3. Zbiornik wodny Kozłowa Góra w Wymysłowie. Instrukcja utrzymania i eksploatacji Przedsiębiorstwo Inżynierskie CERMET-BUD Sp. z o.o., Kraków, III 2004 r. 4. Orzeczenie w sprawie szczelności zapory wodnej na rzece Brynicy w Kozłowej Górze inż. Konrad Witt, Katowice, 1957 r. (mat. arch. GPW S.A.). 5. K. Kilar (2006 r.) Dokumentacja geotechniczna. Zapora czołowa zbiornika wodnego Kozłowa Góra badania gruntów rodzimych podłoża oraz nasypów wbudowanych w korpus obiektu Zakład Prac Geologicznych mgr Krzysztof Kilar w Tychach, Tychy. 6. Ocena stanu technicznego i bezpieczeństwa zapory Kozłowa Góra za okres 5-letni: 2000 2005 Ośrodek Technicznej Kontroli Zapór z siedzibą w Katowicach, IMGW, Warszawa, V 2005 r. 7. Ocena stanu technicznego i bezpieczeństwa zapory Kozłowa Góra za okres 5-letni: 2005 2010 Ośrodek Technicznej Kontroli Zapór z siedzibą w Katowicach, IMGW, Warszawa, IX 2010 r. 8. Zapora Kozłowa Góra. Ocena stanu technicznego i bezpieczeństwa budowli hydrotechnicznych za okres 5-letni 2010-2015 Ośrodek Technicznej Kontroli Zapór z siedzibą w Katowicach, IMGW-PIB, Warszawa, V 2015 r. 9. Kompleksowa ocena stanu technicznego zapory czołowej zbiornika retencyjnego Kozłowa Góra. Raport ser. SPR nr 9/2010 Politechnika Wrocławska, Instytut Geotechniki i Hydrotechniki, Wrocław, X 2010 r. 10. Raport o stanie bezpieczeństwa zapory Kozłowa Góra, jesień 2016 r. Ośrodek Technicznej Kontroli Zapór z siedzibą w Katowicach, IMGW-PIB, Warszawa, XII 2016 r. 11. Zapora Kozłowa Góra. Ocena stanu technicznego i bezpieczeństwa budowli hydrotechnicznych w roku 2016 Ośrodek Technicznej Kontroli Zapór z siedzibą w Katowicach IMGW-PIB, Warszawa, V 2016 r. 12. Wyniki pomiarów piezometrycznych w korpusie zapory czołowej oraz wartości sumarycznych dopływów do drenażu zapory czołowej wykonanych do X 2016 r. 10
VII. Załącznik graficzny szkic sytuacyjny zbiornika Kozłowa Góra 11