Specyficzne problemy śląskiej sieci drogowej wynikające z zagrożeń geodynamicznych terenu górniczego i po-górniczego oraz intensywnych obciążeń ruchem drogowym Katedra Dróg i Mostów Politechniki Śląskiej Prof.nzw. dr hab.inż. Kazimierz KŁOSEK kazklo@onet.eu
Zakres prezentacji: > Genius loci śląskiej sieci drogowej > Synteza wyników GPR2010 obciążenie ruchem > Zagrożenia geodynamiczne terenu górniczego i po-górniczego > Monitoring i profilaktyka budowlana Podsumowanie
Genius loci, łac: duch opiekuńczy danego miejsca duch lub demonwładający albo opiekujący się jakimś miejscem. Według mitologii rzymskiej opiekuńcza siła, coś, co sprawia, że dana przestrzeń jest jedyna w swoim rodzaju (tam też często przedstawiana w postaci węża). Duchy opiekuńcze miejsc lub poszczególnych osób powszechnie występują również w innych wierzeniach (równieżsłowiańskich czy chrześcij ańskich).
Lokalizacja obszaru woj.śląskiego w III i VI korytarzu transportowym
Synteza wyników GPR 2010
Synteza wyników GPR 2010
Synteza wyników GPR 2010
Synteza wyników GPR 2010 Śląskie Forum Drogowe Piekary Śląskie, 8-10 maja 2013
Motto: Natura nie wybacza błędów
Polska zaplecze węglowe Europy Lokalizacja głównych transeuropejskich autostrad A-1 i A-4 na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego
Archiwalne mapy górnicze
I Polski Kongres Drogowy Lepsze drogi - lepsze życie Kazimierz KŁOSEK Zmiana wydobycia węgla w latach 1850-2010
Według Decyzji Prezesa Urzędu Mieszkalnictwa i Rozwoju Miast z dnia 30.06.1998r.: (...) Obiekty autostradowe muszą być odpowiednio zaprojektowane, a teren w ich rejonie nie powinien przekroczyć II kategorii szkód górniczych. (...) Wybrane przez projektantów obiekty inżynierskie, projektować i zabezpieczyć należy na wpływy III kategorii terenu górniczego. Wymienione kryteria ochrony autostrady zastosowano do pasa autostrady, którym jest pas terenu ograniczony liniami rozgraniczającymi, najczęściej o szerokości 70 170m. Kryteria ochrony autostrad na terenach górniczych
Górnicza niecka obniżeniowa Podstawowe wskaźniki deformacji powierzchni terenu górniczego dla niecki statycznej i dynamicznej
System unormowań prawnych w ochronie terenów górniczych (stan na 2008r.)
Podstawy prawne Podstawowe zasady ochrony terenu górniczego i po-górniczego Ochrona terenów górniczych polega na: - zapobieganiu powstawania szkód w środowisku, w obiektach i urządzeniach położonych na tych terenach przez stosowanie odpowiedniej profilaktyki, - naprawianiu szkód górniczych, -rekultywacji terenów górniczych. Zasady ochrony terenów górniczych stosuje się we wszystkich fazach działalności inwestycyjnej i eksploatacyjnej zakładu górniczego. W szczególności należy stosować: - środki profilaktyki górniczej i budowlanej, - zasady ochrony złoża, -maksymalną koncentrację wydobycia złoża oraz minimalizację zajmowania terenów - rolnych i leśnych pod zabudowę przemysłową i zwały skały płonej, - metody eksploatacji ograniczające jej uciążliwość dla otoczenia, - rejestrację przeobrażeń powierzchni typowych szkód górniczych i zmian w środowisku. Obowiązek ochrony terenu górniczego ciąży na przedsiębiorstwie górniczym prowadzącym eksploatację kopaliny w granicach obszaru górniczego. Nadzór nad właściwym stosowaniem zasad ochrony terenu górniczego spoczywa na okręgowych urzędach górniczych. Instytucją odwoławczą i ustalającą kierunkowe zasady ochrony terenu górniczego jest Wyższy Urząd Górniczy i działająca przy nim Komisja ds. Ochrony Powierzchni przed Szkodami Górniczymi.
Najważniejsze stwierdzenia: Zapewnienie autostradzie spełnienia odpowiednich parametrów geometrycznych będzie wymagało ograniczenia deformacji powierzchni do II kategorii terenu górniczego, w czasie budowy i po jej wybudowaniu, co będzie wiązać się z ograniczeniami eksploatacji górniczej. W założonym dla celów projektowych filarze ochronnym dla autostrady A4 (obiekt II kategorii ochrony), zalegało 551,7 mln ton zasobów operatywnych węgla kamiennego. Konsekwencją ograniczenia eksploatacji dla ochrony autostrady, aby zachować II kategorię, byłoby zaniechać około 350 mln ton (ok. 100 mln ton). Największe skutki w ograniczeniu eksploatacji będą występować w kopalniach: Halemba, Zabrze-Bielszowice, Makoszowy i Polska-Wirek. Ograniczenie eksploatacji w tych kopalniach będzie generować skutki społeczne i ekonomiczne. Problem autostrad na terenach górniczych
Zdegradowane podłoże terenu po-górniczego
Zapadlisko po-górnicze (Niemcy)
Zapadlisko krasowe pogórnicze (Salwador)
Zapadlisko w rejonie szybu górniczego (Szczygłowice)
Uszkodzenia nawierzchni w rejonie krawędzi zapadliska
Uszkodzenia nawierzchni na krawędzi zapadliska
Istota wzmocnienia podłoża górniczego zagrożonego deformacjami nieciągłymi
Rejon powstawania deformacji nieciągłych
teren nasyp punkty kontrastowe pokład Front eksploatacji Model nasypu drogowego posadowionego na terenie górniczym. Ośrodek analogowy Taylor a Schneebeli ego.
Modelowanie deformacji ciągłych terenu górniczego
Podłoże górnicze nasyp bez wzmocnienia geosyntetycznego
Uplastycznienie rozluźnianej poprzecznie nawierzchni i podłoża drogowego bez wzmocnień na terenie górniczym
Podłoże górnicze zbrojenie geosyntetyczne w podstawie nasypu
Piekary Śląskie, 8-10 maja 2013 NAPRAWA NAWIERZCHNI NA TERENACH GÓRNICZYCH (GDDKiA :Katalog Wzmocnień i Remontów Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych, W-wa 2012)
NAPRAWA NAWIERZCHNI NA TERENACH GÓRNICZYCH (GDDKiA :Katalog Wzmocnień i Remontów Nawierzchni Podatnych i Półsztywnych, W-wa 2012)
Izolinie naprężeń pionowych w nawierzchni i podłożu podłoże nie górnicze (K=1,5) <> podłoże górnicze (K=0,1)
USTALENIE KOREKTY PRZEBIEGU OSI AUTOSTRADY A1 W REJONACH EKSPLOATACJI GÓRNICZEJ WĘZEŁ SOŚNICA KWK ŚOŚNICA OBSZAR GLIWICKIEJ SPÓŁKI WĘGLOWEJ EKSPLOATACJA GÓRNICZA W REJONIE PASA AUTOSTRADY A1 W LATACH 2011-DOCELOWO I KATEGORIA WPŁYWÓW EKSPLOATACJI GÓRNICZEJ WĘZEŁ KNURÓW II KATEGORIA WPŁYWÓW EKSPLOATACJI GÓRNICZEJ KWK KNURÓW III KATEGORIA WPŁYWÓW EKSPLOATACJI GÓRNICZEJ IV KATEGORIA WPŁYWÓW EKSPLOATACJI GÓRNICZEJ OŚ AUTOSTRADY A1 WEDŁUG WSKAZANIA LOKALIZACYJNEGO OŚ AUTOSTRADY A1 DO PROJEKTU BUDOWLANEGO KWK BUDRYK WĘZEŁ DĘBIEŃSKO 5 Korekty przebiegu autostrady A1 na terenie górniczym
MAPA DEFORMACJI POWIERZCHNI 2006-2008 Ekstremalne w czasie odkształcenia główne- nie wymaga profilaktyki górniczej 19 Izolinie prognozowanych odkształceń głównych podłoża dla A1
I Polski Kongres Drogowy Lepsze drogi - lepsze życie Kazimierz KŁOSEK MAPA DEFORMACJI POWIERZCHNI 2013-docelowo Ekstremalne w czasie odkształcenia główne- bez profilaktyki górniczej 20 Izolinie ekstremalnych,docelowych odkształceń poziomych dla A1
MAPA DEFORMACJI POWIERZCHNI 2013-docelowo Ekstremalne w czasie odkształcenia główne- z profilaktyką górniczą 23 Docelowe odkształcenia powierzchni z profilaktyką górniczą
Wzmocnienie konstrukcji podłoża i nawierzchni autostrady A1 na terenie górniczym
Autostrada A1 Węzeł Piekary w rejonie uskoku radzionkowskiego (Lokalizacja anomalii pochodzenia geologicznego i górniczego : szyby i szybiki historycznej płytkiej eksploatacji rud Zn i Pb) Zlokalizowane anomalie pochodzenia geologicznego, górniczego, szyby i szybiki historycznej eksploatacji rud
Specyfikacja Funkcjonalna Dwa oddzielne systemy monitorujące: 1. monitorowanie przemieszczeń pionowych - wykrywanie osiadań, uskoków, deformacji nieciągłych, itp. 2. monitorowanie pracy zbrojenia geosyntetycznego. W momencie wykrycia zagrożenia przez system nr 1 - - aktywacja systemu monitorującego nr 2
Przekrój przez konstrukcje nr 4
Monitoring przemieszczeń pionowych na A1
Czujnik monitorujący wydłużenia geosiatki
Zabudowa warstw nawierzchni
Monitoring Przemieszczeń Pionowych Zasada działania systemu Przemieszczenia pionowe podłoża górniczego spowodują rozciąganie cięgna pomiarowego www.inora.pl www.neostrain.pl
Budowa Węzła Piekarskiego na A1
KWK Bielszowice Śląskie Forum Drogowe KWK Pokój KWK Polska-Wirek początek odcinka 325.2 325.5 WD 10 326.0 326.5 327.0 MOP III MOP II 327.5 KP 11 44 47 328.0 27 29 31 33 328.5 329.0 329.5 330.0 KP 15 WD 14 330.5 331.0 koniec odcinka 331.5 WA 17 KWK Halemba WA 12 WA 13 KWK Śląsk - rejony powstałych nieciągłości terenowych Zakres dokonanej eksploatacji górniczej w rejonie powstałych deformacji nieciągłych pod autostradą A4
. Śląskie Forum Drogowe W n i o s k i: Śląska sieć drogowa stanowi najbardziej obciążony rejon sieci krajowej, co wynika ze swoistego genius loci tego obszaru, zwłaszcza zaś jego lokalizacji w obrębie głównych transeuropejskich korytarzy transportu, Budowa i utrzymanie nawierzchni drogowych w wielu rejonach sieci musi dodatkowo uwzględniać wpływ oddziaływań geodynamicznych o specyfice terenu górniczego i po-górniczego, co wymaga odpowiedniej wiedzy oraz stosowania sprawdzonych metod profilaktyki budowlanej i monitoringu, Za niezbędne należy uznać dalsze badania i obserwacje tych złożonych zjawisk, konieczna jest tu zwłaszcza ściślejsza współpraca jednostek administracji drogowej regionu z lokalnymi ośrodkami badawczymi w zakresie identyfikacji problemów i poszukiwaniu efektywnych metod ich rozwiązywania ; Śląskie Forum Drogowe to właściwe miejsce artykułowania tych opinii i podejmowania konstruktywnych działań.