Instructions for continuous observation of built features located in post-mining areas

Podobne dokumenty
OCENA ZAISTNIAŁYCH WPŁYWÓW EKSPLOATACJI GÓRNICZEJ Z UWAGI NA PRZYDATNOŚĆ TERENU DO DALSZEJ ZABUDOWY

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE M INNE ROBOTY MOSTOWE CPV

Wykorzystanie wyników obserwacji wiaduktu podczas ujawniania się wpływów górniczych do analizy sposobu podparcia jego przęsła

Ekspertyza techniczna

PROJEKT TECHNOLOGICZNY

Łożyska i urządzenia dylatacyjne uwagi wprowadzające do tematyki konferencji

Dostosowanie konstrukcji obiektu mostowego do przejęcia wpływów podziemnej eksploatacji górniczej

EKSPERTYZA TECHNICZNA

WARUNKI WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH M Próbne obciążenie obiektu mostowego

RAPORT Z PRZEGLĄDU SZCZEGÓŁOWEGO OBIEKTU MOSTOWEGO

Fundamenty na terenach górniczych

VII Ogólnopolska Konferencja Mostowców Konstrukcja i Wyposażenie Mostów Wisła, maja 2015 r.

65 2. Czas powstania:

KSIĄŻKA OBIEKTU MOSTOWEGO

KSIĄŻKA OBIEKTU MOSTOWEGO dla mostu, wiaduktu, estakady, kładki dla pieszych

WARUNKI WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH

M Obciążenie próbne 1. WSTĘP 1.1. Przedmiot STWiORB 1.2. Zakres stosowania STWiORB 1.3. Zakres robót objętych STWiORB

INWENTARYZACJA OBIEKTU. dla zadania

CHARAKTERYSTYKA WYBRANYCH OBIEKTÓW INŻYNIERSKICH WRAZ ZE SFORMUŁOWANIEM WYMAGAŃ DO MONITORINGU

OPIS TECHNICZNY MOSTU PROJEKT ODBUDOWY MOSTU W CIĄGU DROGI GMINNEJ DZ. NR 347 W M.TRZEBINA NA POTOKU GRANICZNYM

WPŁYW ODLEGŁOŚCI PUNKTÓW W LINIACH OBSERWACYJNYCH NA WARTOŚCI OBLICZANYCH Z POMIARÓW ODKSZTAŁCEŃ POZIOMYCH

WPŁYW ODDZIAŁYWAŃ GÓRNICZYCH NA STAN TECHNICZNY BUDYNKÓW O KONSTRUKCJI WIELKOPŁYTOWEJ

Gmina Wieprz Wieprz Wieprz. Egzemplarz nr 1

ROZBIÓRKA ŚRODKOWYCH SEGMENTÓW DŁUGICH CIĄGÓW ZABUDOWY JAKO SPOSÓB PROFILAKTYKI BUDOWLANEJ NA TERENACH GÓRNICZYCH

EKSPERTYZA TECHNICZNA

Ekspertyzy obiektów mostowych i nadzór nad przejazdami ponadnormatywnymi na trasie Nagnajów Leżajsk

DROGI lądowe, powietrzne, wodne 10/2008

WYZNACZENIE WARTOŚCI PARAMETRÓW TEORII PROGNOZOWANIA WPŁYWÓW W PRZYPADKU EKSPLOATACJI GÓRNICZEJ PROWADZONEJ W DWÓCH POKŁADACH

BADANIA SYMULACYJNE PROCESU HAMOWANIA SAMOCHODU OSOBOWEGO W PROGRAMIE PC-CRASH

KARTA PRZEGLĄDU SZCZEGÓŁOWEGO OBIEKTU MOSTOWEGO. Nr 10 ciąg drogi powiatowej Nr 1156N ulica Nowodworska JNI

ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA

Spis treści Wykaz ważniejszych pojęć Wykaz ważniejszych oznaczeń Wstęp 1. Wprowadzenie w problematykę ochrony terenów górniczych

WYBURZENIE 25 BUDYNKÓW MIESZKALNYCH SPOWODOWANE INTENSYWNYMI WPŁYWAMI EKSPLOATACJI GÓRNICZEJ

Tramwaje Śląskie S.A. ul. Inwalidzka Chorzów

Obiekty budowlane na terenach górniczych

Obserwacja i naprawa dwuprzęsłowego stalowego mostu kolejowego położonego na terenach górniczych

D Roboty Pomiarowe Przy Liniowych Robotach Ziemnych

konstrukcji mostu kolejowego poddanego oddziaływaniu eksploatacji górniczej

III. ZALĄCZNIKI - CZĘŚĆ RYSUNKOWA K01 Rzut dachu 1:100

PRZEDMIOT OPRACOWANIA. 2 PODSTAWA OPRACOWANIA. 2 OPIS OBIEKTU. 3 ROZWIĄZANIA PROJEKTOWE. 3 INWENTARYZACJA ISTNIEJĄCEGO OZNAKOWANIA.

PROJEKT TECHNICZNY OPRACOWANIE UPROSZCZONE

Badanie wpływu plastyczności zbrojenia na zachowanie się dwuprzęsłowej belki żelbetowej. Opracowanie: Centrum Promocji Jakości Stali

Geodezja Inżynieryjno-Przemysłowa

WYBRANE ZAGADNIENIA POSADOWIENIA OBIEKTÓW BUDOWLANYCH NA TERENACH SZKÓD GÓRNICZYCH

ZESTAW BEZPRZEWODOWYCH CZUJNIKÓW MAGNETYCZNYCH DO DETEKCJI I IDENTYFIKACJI POJAZDÓW FERROMAGNETYCZNYCH

ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA

Ć w i c z e n i e K 4

Część 2 a Wpływ projektowania i wykonawstwa na jakość murowanych ścian

NIE SZKODA CZASU NA SZKODY

Zasady stosowania na terenach górniczych nawierzchni utwardzonych drobnowymiarowymi elementami, na przykładzie kostki brukowej

WYSZCZEGÓLNIENIE. Kładka dla pieszych. Przepust pod drogą wojewódzką nr 515

OCENA TECHNICZNA. Opis stanu istniejącego

PROJEKT NOWEGO MOSTU LECHA W POZNANIU O TZW. PODWÓJNIE ZESPOLONEJ, STALOWO-BETONOWEJ KONSTRUKCJI PRZĘSEŁ

DOKUMENTACJA TECHNICZNA

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT BUDOWLANYCH M

Mirosław CHUDEK, Piotr STRZAŁKOWSKI, Roman ŚCIGAŁA Politechnika Śląska, Gliwice

Szczególne warunki pracy nawierzchni mostowych

MODELOWANIE POŁĄCZEŃ TYPU SWORZEŃ OTWÓR ZA POMOCĄ MES BEZ UŻYCIA ANALIZY KONTAKTOWEJ

PROBLEM IDENTYFIKACJI SZKÓD GÓRNICZYCH NA PRZYKŁADZIE WIADUKTU DROGOWEGO RAMOWEGO

8. Przejazd Witkowo Pierwsze-Agrofirma km 166,297

Wpływ zanieczyszczenia torowiska na drogę hamowania tramwaju

INWENTARYZACJA OPINIA TECHNICZNA ROZWIĄZANIA PROJEKTOWE

PROFIL STUDIO ARCHITEKTONICZNE, REALIZACJA INWESTYCJI UL. ŚWIĘTOJAŃSKA 5, GLIWICE OPINIA BUDOWLANA

D a NAWIERZCHNIA Z PŁYT BETONOWYCH PROSTOKĄTNYCH

POMIARY GEODEZYJNE JAKO FORMA WERYFIKACJI BADAŃ POLIGONOWYCH RUROCIĄGU Z PVC W WARUNKACH GÓRNICZEJ DEFORMACJI TERENU

LKA /2013 K/13/006 WYSTĄPIENIE POKONTROLNE

7. Przejazd Szczecin Sławociesze km 193,298

MB-L2-Z /I/02 OCENA STANU BUDYNKÓW W STREFACH WPŁYWU BUDOWY METRA CZĘŚĆ I STACJA C8, TUNEL SZLAKOWY D9. ZESZYT nr 15 BUDYNEK UL.

Roboty pomiarowe (odtworzenie punktów trasy) M

wraz z obsługą komunikacyjną

Doświadczenia w utrzymaniu łożysk i urządzeń dylatacyjnych na obiektach administrowanych przez GDDKiA Oddział w Krakowie

DOKUMENTACJA PROJEKTOWA. NAZWA ZADANIA: Remont nawierzchni asfaltobetonowej drogi krajowej DK-94 w Sosnowcu (fragmenty- II etap).

KATASTROFY BUDOWLANE ZAISTNIAŁE W POLSCE W 2013 r.

Badania porównawcze belek żelbetowych na ścinanie. Opracowanie: Centrum Promocji Jakości Stali

PROJEKT TECHNICZNY OPRACOWANIE UPROSZCZONE

INŻYNIERÓW I TECHNIK SZY T S

Przerwy dylatacyjne w utwardzonych kostką betonową powierzchniach na terenach górniczych

SZCZEGÓŁOWA SPECYFIKACJA TECHNICZNA D ODTWORZENIE TRASY I PUNKTÓW WYSOKOŚCIOWYCH

KSIĄŻKA OBIEKTU MOSTOWEGO dla mostu, wiaduktu, estakady, kładki dla pieszych

SPECYFIKACJA TECHNICZNA WYKONANIA I ODBIORU ROBÓT D POMIAROWY SYTUACYJNO-WYSOKOŚCIOWE ELEMENTÓW DRÓG

WPŁYW OSIADANIA KANAŁU WENTYLACYJNEGO NA STAN TECHNICZNY BUDYNKU NADSZYBIA

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2018 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

PROJEKTY PRZEBUDOWY NIENORMATYWNYCH OBIEKTÓW MOSTOWYCH NA SIECI DRÓG WOJEWÓDZKICH WOJEWÓDZTWA ŚLĄSKIEGO, ZADANIE 1

Opracowanie prototypowego dylatometru 3D. Badanie jego właściwości metrologicznych

EKSPERTYZA O STANIE TECHNICZNYM

BUDOWNICTWO I KONSTRUKCJE INŻYNIERSKIE. dr inż. Monika Siewczyńska

SZCZEGÓŁOWE SPECYFIKACJE TECHNICZNE D ODTWORZENIE TRASY I PUNKTÓW WYSOKOŚCIOWYCH

Identyfikacja i lokalizacja procesu powstawania i rozwoju rys w betonie metodą AE

BADANIA WPŁYWU PODATNOŚCI PODPÓR NA NOŚNOŚĆ SPRĘŻONYCH PŁYT KANAŁOWYCH

INWENTARYZACJA ORAZ PROJEKT REMONTU OBIEKTÓW. IV. Przedmiar robót remontowych

PORÓWNANIE WYNIKÓW OBLICZEŃ WYTRZYMAŁOŚCI KONSTRUKCJI Z BADANIAMI STANOWISKOWYMI

STAŁA ORGANIZACJA RUCHU

PODSTAWOWE MODELE OBICIĄŻENIA RUCHOMEGO WG PN-85/S i PN-EN

PROGRAM KONFERENCJI OBIEKTY BUDOWLANE NA TERENACH GÓRNICZYCH - termin IX 2014

Wnioski z awarii łożysk mostowych

2. Badania doświadczalne w zmiennych warunkach otoczenia

STANY GRANICZNE KONSTRUKCJI BUDOWLANYCH

OPINIA TECHNICZNA dotycząca stanu technicznego muru oporowego, zlokalizowanego przy Urzędzie Pocztowym Kraków 60, os. Na Stoku 1.

ZABEZPIECZENIA BUDYNKÓW NA TERENACH GÓRNICZYCH DEFORMACJE CIĄGŁE WYKŁADOWCA DR INŻ.KRZYSZTOF MICHALIK

ADRES : Łososina Dolna, działki nr 445/29, 445/28 445/3 w obr. Łososina Dolna BRANŻA : Drogi

Transkrypt:

78 UKD 622.333: 622.2-045.43: 622.333-047.36 Wytyczne obserwacji ciągłej obiektów zlokalizowanych na terenach górniczych Instructions for continuous observation of built features located in post-mining areas Dr inż. Marta Kadela* ) Dr inż. Łukasz Bednarski** ) Treść: Proces monitorowania obiektów budowlanych, poprzez pomiar i analizę wybranych wielkości fizycznych, pozwala na śledzenie i ocenę stanu technicznego obiektów, a przez to eliminację potencjalnych zagrożeń. Obserwowane wielkości fizyczne należy dobrać tak, by wyniki mogły być w sposób łatwy i jednoznaczny powiązane z czynnikami mającymi wpływ na zachowanie się obiektów. Prawidłowo pomierzone i zinterpretowane wyniki stanowią bowiem podstawę oceny zachowania się obiektów na terenach górniczych oraz co najważniejsze pozwalają na uniknięcie sytuacji niebezpiecznych, wystąpienia awarii bądź katastrofy budowlanej. Przedstawiono możliwości zastosowania stałego monitorowania zmian wybranych wielkości fizycznych, do kontroli stanu technicznego obiektu w trakcie oddziaływań eksploatacji górniczej. Doświadczenia z ciągłych obserwacji oraz wynikające z tego zalecenia oparte są na prowadzonych obserwacjach dwóch wiaduktów w Rudzie Śląskiej poddanych wpływom eksploatacji górniczej. Abstract: The process of built features monitoring by measurement and analysis of selected physical quantities allows to track and evaluate their technical condition thereby eliminate potential hazards. The observed physical quantities should be selected so that the results are simply and unequivocally connected with factors affecting the buildings behaviour. Properly measured and interpreted results are essential for the object s behaviour evaluation in post-mining area and, more importantly, allow to avoid hazards such as the occurrence of breakdown or construction disaster. This paper presents the possibilities for implementation of the continuous monitoring of the changes of selected physical quantities in order to control the object s technical condition during mining influences. The presented experiments from continuous observations and the resulting recommendations are based on observation of two viaducts in Ruda Śląska which were subjected to mining influences. Key words: eksploatacja górnicza, monitoring, obiekty mostowe Słowa kluczowe: mining exploitation, monitoring, bridge structures 1. Wprowadzenie Przedsiębiorca górniczy, podejmując eksploatację pod terenami zabudowanymi. powinien spełniać odpowiednie warunki, w tym również przewidywać skutki tej eksploatacji w istniejącej na powierzchni zabudowie. Na skutek uszkodzeń wywołanych prowadzoną eksploatacją górniczą [1] odżywa problem prowadzenia bieżącej oceny stanu technicznego obiektów poddanych wpływom eksploatacji górniczej w aspekcie oceny bezpieczeństwa ich użytkowania. * ) Instytut Techniki Budowlanej Oddział Śląski ** ) AGH w Krakowie Ciągły monitoring obiektów budowlanych jest procesem, który poprzez pozyskiwanie, przetwarzanie i analizę informacji pozwala na przewidywanie i unikanie potencjalnych zagrożeń. Przy wykorzystaniu dostępnych systemów pomiarowych można określać zmiany w pracy konstrukcji spowodowane m.in. obciążeniami stałymi, zmiennymi, w tym obciążeniem śniegiem, tłumem ludzi i pojazdami, a także oddziaływaniami sejsmicznymi, parasejsmicznymi i górniczymi. Podstawowym zadaniem systemu monitorowania jest przede wszystkim ocena bezpieczeństwa obiektu budowlanego, co wiąże się zawsze z istnieniem dwóch podstawowych podsystemów: obserwacyjnego - odpowiedzialnego za zbieranie informacji,

Nr 8 PRZEGLĄD GÓRNICZY 79 ostrzegawczego odpowiedzialnego za analizę pozyskiwanych informacji oraz informowanie o nadchodzących zagrożeniach [2]. W przypadku obiektów mostowych zlokalizowanych na terenach górniczych bardzo ważne jest bezwzględne położenie poszczególnych brył w trakcie deformacji podłoża, ponieważ najbardziej niekorzystny układ brył może zdarzyć się w jakimś etapie niekoniecznie pokrywającym się z wartościami ekstremalnymi czy końcowymi. Poza tym wpływy z poszczególnych etapów sumują się w postaci przyrastających lub malejących przemieszczeń w łożyskach i przerwach dylatacyjnych [3]. Ciągłe obserwowanie zmian odpowiednio wybranych wielkości fizycznych, może dać sporą bazę informacji, o odpowiedzi elementów konstrukcji obiektów na oddziaływania górnicze. Największy problem stanowi jednak dobór takich wielkości fizycznych, przykładowo liniowych przemieszczeń i/lub odkształceń, które mogą być monitorowane za pomocą odpowiedniej aparatury pomiarowej [4,5] oraz, które mogą być w łatwy i jednoznaczny sposób powiązane z działającym czynnikiem. Gdyż dopiero prawidłowo pomierzone i zinterpretowane wyniki stanowią podstawę prawidłowej oceny zachowania się obiektów na terenach górniczych, a tym samym pozwalają na uniknięcie wystąpienia sytuacji niebezpiecznej, awarii lub katastrofy budowlanej. Ma to ogromne znaczenie w przypadku obiektów w szczególnej sytuacji górniczej (obiekty wielobryłowe, obiekty zlokalizowane w sposób szczególny względem frontu eksploatacji lub poddawanych wielokrotnym oddziaływaniom wpływów górniczych), wymagającej w niektórych przypadkach dogłębnej analizy ich zachowania pod wpływem dodatkowego oddziaływania, jak również w przypadku obiektów złożonych, przy których analiza kinematyczna dostarcza wielu trudności. Celem pracy jest przedstawienie możliwości zastosowania stałego pomiaru zmian wybranych wielkości fizycznych elementów konstrukcyjnych, z użyciem aparatury strunowej, do kontroli ich stanu technicznego w trakcie oddziaływań eksploatacji górniczej. Przedstawione doświadczenia z ciągłych obserwacji oraz wynikające z tego zalecenia oparte są o prowadzone obserwacje zmiany przemieszczeń, zachodzących w czasie, elementów konstrukcyjnych dwóch wiaduktów w Rudzie Śląskiej poddanych wpływom eksploatacji górniczej [6]. 2. Informacje ogólne o obiekcie poddanym wpływom deformacji terenu 2.1. Charakterystyka obiektu Wiadukt drogowy i tramwajowy zlokalizowane w ciągu ulicy Niedurnego w Rudzie Śląskiej stanowią przejście nad przeszkodzą w postaci torów linii kolejowych i tym samym zapewniają ciągłość transportu drogi ruchu kołowego oraz szynowego (linia tramwajowa) rys. 1. Wiadukty zostały wzniesione w latach 70. XX wieku, a w 2010 roku przeprowadzona została ich modernizacja w celu dostosowania konstrukcji obiektu do przejęcia wpływów od eksploatacji górniczej odpowiadających III kategorii deformacji terenu. W kwietniu i maju 2013 r. wiadukty zostały poddane działaniom naprawczym (udrożnienie dylatacji, naprawa spękania ściany zaplecznej), mającym na celu umożliwienie przejęcia wpływów od prowadzonej eksploatacji górniczej prowadzonej ścianą 226. Wymiary gabarytowe wiaduktów wynoszą odpowiednio: 13,5 x 18,1 m i 9,8 x 18,0 m. Przęsła wiaduktów zostały wykonane w konstrukcji płytowo-belkowej i rozdzielone przerwą dylatacyjną o projektowanej szerokości wynoszącej ok. 4 cm. Dla oparcia każdego z przęseł wiaduktów wykonano masywne, żelbetowe przyczółki posadowione w sposób bezpośredni, które rozdzielono przerwą dylatacyjną o projektowanej szerokości ok. 30 cm. Dokładny opis konstrukcji został przedstawiony w [6]. 2.2. Warunki górnicze i pomiary geodezyjne Podczas obserwacji (lata 2011-2014) wiadukty znajdowały się w zasięgu wpływów eksploatacji: ściany 423 w pokładzie 504 o miąższości 2,1 m, prowadzonej od czerwca do grudnia 2011 r. systemem z zawałem stropu na głębokości 520 m rys. 2 a, ściany 226 w pokładzie 502 w.g. o miąższości 2,7 m, prowadzonej od listopada 2012 r. do lipca 2013 r. systemem z zawałem stropu na głębokości 510 m rys. 2 b. Podczas prowadzenia eksploatacji, teren w rejonie lokalizacji obiektów był objęty okresowymi pomiarami geodezyjnymi od 24.06.2011r. do 18.10.2013 r. [7]. Rys. 1. Wiadukty tramwajowy i drogowy a) widok od strony południowo-zachodniej, b) widok od strony północno- -wschodniej Fig. 1. Tram and road viaducts a) southwest view, b) northeast view

80 Rys. 2. Sytuacja górnicza terenu w rejonie lokalizacji obserwowanego wiaduktu według [7] na dzień a) 24.08.2011 r. [6], b) 17.05.2013 r. Fig. 2. Mining area condition close to the observed viaduct according to [7] data from a) 24 August 2011. [6] b) 17 May 2013 Rys. 3. Obniżenia punktów pomiarowych po zakończeniu I i II eksploatacji (pkt 164 zastabilizowany na konstrukcji wiaduktu) Fig. 3. Subsidence of measurement points after I and II exploitation (p. 164 stabilized on the viaduct s structure) W okresie od 30.08. 2011 r. do 18.10.2013 r. w skutek prowadzonych eksploatacji wykształciła się regularna niecka o największym obniżeniu w południowym rejonie obserwowanych wiaduktów (punkt 165 na rys. 2 3). Dla pierwszej eksploatacji największe obniżenie terenu było równe ok. 0,66 m, a całkowite obniżenie terenu wywołane obydwoma eksploatacjami wyniosło 1,12 m. 3. System pomiarowy System obserwacji ciągłej dwóch wiaduktów w Rudzie Śląskiej został założony w sierpniu 2011 r. przez mgr inż. Beatę Parkasiewicz [6]. Początkowo system pomiarowy składał się z 12 czujników (rys. 4), w tym z: 8 czujników (Geokon 4420) do pomiaru przemieszczeń płyty pomostu względem przyczółków na kierunku y W i P j (i=1 dla wiaduktu drogowego, 2 tramwajowego; j=1 4 nr czujnika), 4 czujników (Geokon 6350) do pomiaru wychyleń brył przyczółków w dwóch prostopadłych płaszczyznach W i K j (i, j jw.) oraz 16-kanałowego rejestratora, zbierającego dane pomiarowe. Dane pomiarowe były zczytywane bezpośrednio z rejestratora średnio co 30 dni. Dokładny opis systemu pomiarowego został przedstawiony w [6]. Z uwagi na prowadzony front eksploatacji (rys. 2) oraz celem obserwacji pełnego obrazu zachowania obiektów mostowych poddanych wpływom eksploatacji górniczej, system pomiarowy został zmodyfikowany w maju 2013 r. przez autorów artykułu. Dodano 4 czujniki pomiaru przemieszczeń płyty pomostu względem przyczółków na kierunku x W i P j (j=5 6) oraz zmieniono system rejestracji i przetwarzania danych.

Nr 8 PRZEGLĄD GÓRNICZY 81 Rys. 4. Rozmieszczenie czujników na wytypowanych obiektach po modernizacji systemu obserwacji. Oznaczenia: czujniki do pomiaru przemieszczeń WP; kątomierze WK [8] Fig. 4. Arrangement of sensors on selected objects after the monitoring system renovation. Symbols: sensors for dislocation measurements WP; protractors WK [8] 4. Wyniki 4.1. Wyniki pomiarów ciągłych W płaskim stanie odkształcenia terenu przy ocenie wpływu prognozowanej deformacji terenu na obiekt mostowy, projektanta interesują dwa zasadnicze parametry mogące stanowić zagrożenie dla bezpieczeństwa konstrukcji przemieszczenia w obrębie łożysk i przerw dylatacyjnych oraz różnice osiadań podpór [3]. Dzięki systemowi obserwacji ciągłej zaobserwowano, że w miarę zbliżania się frontu eksploatacyjnego do danego wiaduktu dochodzi do przemieszczania brył, co jest obrazowane zmianami w obrębie przerw dylatacyjnych oraz wychyleniem przyczółków, rejestrowanymi na czujnikach w latach 2011-2013. Przykładowo na rys. 5 i 6 przedstawiono przebieg rozkładu odpowiednio przemieszczeń i wychyleń elementów budowlanych wiaduktów w czasie rzeczywistym rejestrowany dla wiaduktu drogowego. Stan początkowy określono dla pierwszej eksploatacji na dzień 24.08.2011r. (rozpoczęcie pomiarów), a dla drugiej na dzień 17.05.2013 r. (jako ostatni dzień, w którym nie uwidaczniają się wpływy eksploatacji górniczej na elementach wiaduktów). Osiadanie podpór było mierzone przez służby górnicze (rys. 3). Z uwagi na usytuowanie obiektów względem początku frontu eksploatacji wpływ w przypadku pierwszej eksploatacji uwidacznia się od razu, natomiast przy eksploatacji ścianą 226 dopiero po ok. 6 miesiącach (w bardzo małym zakresie rys. 5 i 6). Intensyfikacja wartości przemieszczeń i wychyleń zachodziła w ciągu czterech miesięcy dla eksploatacji ścianą 423 oraz dwóch dla eksploatacji ścianą 226. Jest to związane z usytuowaniem wiaduktów względem prowadzonych eksploatacji (rys. 2). Dla obydwu eksploatacji otrzymano taki sam charakter odpowiedzi elementów wiaduktów. Większe przemieszczenia zaobserwowano dla przyczółków południowych, a większe wychylenia dla przyczółków północnych (rys. 5 i 6, tabl. 1). Jest to zgodne z pomierzonym obniżeniem terenu i świadczy o możliwości zauważenia powtarzalności zjawisk zachodzących w warunkach in situ w czasie rzeczywistym. Tablica 1. Sumaryczne wartości trwałych zmian odległości pomiędzy przyczółkami Table 1. Total lasting values of changes in the distance between bridgeheads Lokalizacja pomiaru Eksploatacja ścianą [mm/m] oś wzdłuż czujników (rys. 4) 423 [6] 226 WIADUKT DROGOWY W2P2 i W2P3-73,8-18,6 W2P1 i W2P4-71,7-20,6 WIADUKT TRAMWAJOWY W1P1 i W1P4-94,3-28,6 W1P2 i W1P3-96,7-28,7 4.2. Wiarygodność wyników obserwacji ciągłych 4.2.1. Wartości prognozowane Powyższe potwierdza również przeprowadzona przybliżona analiza kinetyczna obiektów mostowych, na podstawie której dla przyjętej rozpiętości przęsła w osiach podpór L t =17,42 m oraz wysokości podpory od spodu fundamentu h t =7 m, otrzymano przemieszczenia o wartości: Δs 75,5 mm wzdłuż osi wiaduktów od ściany 423 (ε=3,0 mm/m, R=27,5 km), Δs 20 mm wzdłuż wiaduktu oraz Δs 58 mm w poprzek płyt pomostu od ściany 226 (ε=0,8 mm/m, R=125 km wzdłuż osi wiaduktów i ε=3,5 mm/m, R=26,3 km prostopadle do osi wiaduktów).

82 Rys. 5. Zmiana szerokości szczelin dylatacyjnych w zależności od czasu, zmierzona na wiadukcie drogowym (wyniki dla I eksploatacji na podstawie [6]) Fig. 5. Change in the width of expansion joints depending on time measured on the road viaduct (results for I exploitation according to [6]) Rys. 6. Przyrost wychyleń brył przyczółków na wiadukcie drogowym (wyniki dla I eksploatacji na podstawie [6]) Fig. 6. Increase of solid bridgehead deflections on the road viaduct (results for I exploitation according to [6]) Dla wiaduktu drogowego wartości przemieszczeń przyczółków otrzymane na podstawie pomiarów w warunkach rzeczywistych (tab. 3) są bardzo zbliżone do wartości prognozowanych. Natomiast wartości przemieszczeń dla wiaduktu tramwajowego, znacznie różnią się od wartości prognozowanych. Jest to związane z niewłaściwą pracą tego ustroju [6]. Dla eksploatacji ścianą 423 otrzymano znacznie większe przemieszczenie brył przyczółków niż dla eksploatacji drugiej, co jest zgodne z przeprowadzoną prognozą. Jednocześnie na różnicę między wynikami ma wpływ sytuacja górnicza, która w przedmiotowym przypadku jest dosyć szczególna (rys. 2) i wymaga dogłębnej analizy.

Nr 8 PRZEGLĄD GÓRNICZY 83 4.2.2. Wizja lokalna Podczas prowadzonej obserwacji od II połowy 2011r. na wiaduktach zachodziły zmiany w stanie konstrukcji, związane głównie z wpływami eksploatacji górniczych, prowadzonych bezpośrednio pod obiektami. W wyniku prowadzenia eksploatacji ścianą 423 zaobserwowano zaciskanie się szczelin dylatacyjnych obiektów w obrębie podpór. Do najpoważniejszych uszkodzeń zaliczono zarysowanie zaplecznej ścianki przyczółka północnego, spękanie fragmentu gzymsu, w okolicy południowo-zachodniej podpory wiaduktu drogowego, wraz z przemieszczeniem, który z czasem uległ odspojeniu, ścięcie spoin łączących górne blachy łożysk z markami belek, szczególnie widocznie na podporze stałej wiaduktu tramwajowego [6]. Od lipca 2012 r. do marca 2013 r. stan konstrukcji obiektów nie uległ dalszym zmianom, co potwierdza zanik wpływu eksploatacji na konstrukcję. W kwietniu i maju 2013 r. wiadukty zostały poddane działaniom naprawczym, mającym na celu umożliwienie przejęcia wpływów od prowadzonej eksploatacji górniczej ścianą 226. W okresie maj-październik 2013 r. zaobserwowano spękania poprzeczne górnej wartswy nawierzchni na dojeździe do wiaduktu (rys. 7 a), lokalne wybrzuszenia nawierzchni oraz kostki brukowej znajdującej się na dojeździe do wiaduktu, spękania podłużne płyty betonowej przy dylatacji, spękanie gzymsu płyt pomostowych, wykrzywienie płyt zabezpieczających dylatacje (rys. 7 b), wykrzywienie torów tramwajowych. 5. Podsumowanie Przemieszczenia i wychylenia uzyskane za pomocą systemu pomiarowego są zgodne z wynikami pomiarów tradycyjnych oraz obserwacjami wykonywanymi na obiekcie. Zastosowanie systemu monitoringu pozwoliło na bieżącą ocenę stanu konstrukcji [8] oraz pozwoliło trafnie wskazać konieczność przeprowadzenia działań naprawczych, celem przeniesienia dalszych wpływów eksploatacji górniczej udrożnienia dylatacji z uwagi na przekroczenie dopuszczalnych przemieszczeń na podporach przegubowych. Uzyskana wartość przemieszczeń przyczółków wiaduktu drogowego otrzymana na podstawie pomiarów w warunkach rzeczywistych jest bardzo zbliżona do wartości prognozowanej. Natomiast wartość ta dla wiaduktu tramwajowego znacznie różni się od wartości prognozowanej, co jest związane z niewłaściwą pracą tego ustroju [6]. Ciągły monitoring może zatem stanowić podstawę do prawidłowej oceny zachowania się obiektów na terenach górniczych (w trakcie i po zakończeniu eksploatacji górniczej) oraz co najważniejsze, pozwolić na uniknięcie wystąpienia sytuacji niebezpiecznej, awarii bądź katastrofy budowlanej. Dodatkowo wyniki monitoringu dostarczają nowych informacji odnośnie zachowania elementów obiektów. Jest to bardzo ważne przy szczególnym usytuowaniu obiektu względem frontu eksploatacji. W przypadku rozważania wpływu eksploatacji na monitorowany obiekt interpretację wyników należy prowadzić w nawiązaniu do sytuacji górniczej z uwzględnieniem zaleceń opisanych. Po pierwsze, tworząc system monitorowania, nadrzędnym zadaniem jest dostosowanie go do wcześniej zdefiniowanego zagrożenia (warunek monitoringu). Kontroli powinny być poddane parametry istotne dla bezpieczeństwa konstrukcji, takie jak: przemieszczenia (np. zmiany szerokości rozwarcia rys w obrębie elementów konstrukcyjnych lub szerokości przerw dylatacyjnych), odkształcenia i naprężenia w konstrukcji, przy jednoczesnym zapewnieniu bezpieczeństwa użytkowania. Parametry te powinno się w łatwy sposób interpretować i powinny pozwolić na rzeczywistą ocenę pracy danej konstrukcji. W przypadku rozpatrywanych wiaduktów poddanych wpływom eksploatacji górniczej zdecydowano się na pomiar zmiany szerokości dylatacji oraz wychylenie przyczółków. Każdorazowo liczba czujników oraz miejsca ich lokalizacji muszą być odpowiednio dobrane do typu monitorowanego obiektu, mierzonych wielkości, oczekiwanych wyników pomiaru i frontu eksploatacji górniczej (szczególnie ważne przy pomiarze szerokości przerw dylatacyjnych). Czujniki powinny być tak umieszczone na obiekcie, aby zapewniały możliwość zmierzenia określonych parametrów, nie uległy zniszczeniu podczas montażu i pomiarów oraz aby w miarę możliwości był do nich dostęp. W przypadku obiektów mostowych optymalny zakres oraz miejsca lokalizacji czujników w zależności od kierunku frontu eksploatacji oraz oczekiwanych informacji zostały przedstawione w punkcie 3. Proces przemieszczania się powierzchni i wytwarzania ostatecznej niecki obniżeń, w przypadku eksploatacji pokładów węgla kamiennego, charakteryzuje się opóźnieniem równym około 3 6 miesięcy (dla określonego obszaru górniczego okres ten jest cechą indywidualną). Potwierdzają to również przeprowadzone pomiary, wskazujące na późniejsze uwidocznienie się wpływów deformacji górniczej występujące na obiektach mostowych. Wynika z tego, że: w celu wiarygodnej oceny zachowania danego obiektu montaż czujników może odbywać się w momencie prowadzenia eksploatacji pod danym obiektem, jednak nie później niż występuje możliwość ich ujawnienia się na obiektach, Rys. 7. Uszkodzenia wiaduktu Fig. 7. Viaduct damage

84 Rys. 8. Rozkład przemieszczeń wraz z rozkładem zmierzonej temperatury dla czujnika W2P1 w przykładowym okresie dokonywania pomiarów Fig. 8. Distribution of dislocations along with distribution of the measured temperature for W2P1 sensor in the exemplary period of measurements demontaż czujników może nastąpić po całkowitym wygaśnięciu wpływów na monitorowanym obiekcie w przybliżeniu po upływie okresu opóźnienia od zakończenia prowadzenia eksploatacji pod obiektami. Przedstawione wskazania są bardzo ważne w przypadku podjęcia konieczności monitorowania obiektów istniejących z uwagi na ich stan techniczny oraz w przypadku planowania terminu zakończenia obserwacji obiektów, np. w celu wykorzystania systemu do monitorowania innego obiektu. Z uwagi na sposób ujawniania się wpływów eksploatacji górniczej na obiektach oraz możliwą nadmierną ilość danych pomiarowych trudnych do zinterpretowania zaleca się pomiar w 2-godzinnych interwałach czasu z uśrednieniem do 1 doby. Przy czym interwał pomiaru uzależnia się od możliwości sprzętu rejestrującego oraz rejestrowanych wielkości (np. zmiany od wstrząsów górniczych nie mogą być rejestrowane co 2 godziny). W przypadku częstszych pomiarów na obrazie rejestrowanych wielkości mogą zostać uwidocznione lokalne zakłócenia, np. zmiany szerokości przerwy dylatacyjnej z uwagi na przyrost długości płyty pomostu pod wpływem temperatury (rys. 7). Średnio wahania te wynoszą ±1,0 mm, stąd zalecane w ciągu dnia uśrednianie wartości do 1 doby. Literatura 1. Kawulok M., Chomacki L., Parkasiewicz B., Słowik L.: Wyburzenie 25 budynków mieszkalnych spowodowane intensywnymi wpływami eksploatacji górniczej. Materiały XXVI Konferencji Naukowo Technicznej Awarie budowlane, Międzyzdroje 2013. 2. Instrukcja ITB 443/2009: System kompleksowego zarządzania jakością w budownictwie. Bezdotykowe metody obserwacji i pomiarów obiektów budowlanych. Wydawnictwo ITB, Warszawa, 2009. 3. Bednarski Ł., Sieńko R.: Z monitoringiem bezpieczniej. Inżynier Budownictwa 2013, nr 10 s. 104 108 4. Sieńko R.: Monitorowanie konstrukcji budowlanych a wzrost ich bezpieczeństwa. Przegląd budowlany, 2007 nr 4. 5. Parkasiewicz B.: Monitoring przemieszczeń elementów budowlanych w warunkach prowadzenia eksploatacji górniczej na przykładzie obserwacji wiaduktu w Rudzie Śląskiej. Przegląd Górniczy, 2012, nr 8. 6. Wyniki pomiarów geodezyjnych terenu linii wzdłuż ul. Niedurnego. Materiały uzyskane z działu DMG KW Oddział KWK Pokój, Ruda Śląska 2011-2014 r. 7. www.shmsystem.pl 8. Kadela M.: Systemy monitorowania obiektów liniowych na terenach górniczych. Materiały z konferencji naukowo-technicznej zorganizowanej w ramach XII Dni Miernictwa Górniczego i Ochrony Terenów Górniczych, Brenna 2013, s. 163-172.