Spis treści: 1.Podstawa, cel i zakres opracowania
Transkrypt
Spis treści: 1.Podstawa, cel i zakres opracowania
EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. Spis treści: 1.Podstawa, cel i zakres opracowania .................................................................................................. 2 2.Lokalizacja obiektu ........................................................................................................................... 2 3.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 .................................................................................................................................................... 7 4.Dokumentacja geotechniczna ........................................................................................................... 8 5.Filtracja ............................................................................................................................................. 8 a.Gradienty kontrolne........................................................................................................................... 8 b.Filtracja nieustalona – wg wzoru Thiema ......................................................................................... 9 c.Obliczanie czasu ustalenia się przepływu filtracyjnego wg Erba ................................................... 10 d.Obliczenie filtracji dla walu bez drenażu z przesłoną przeciwfiltracyjną w podłożu ..................... 10 e.Natężenie przepływu jednostkowego przez korpus wału ............................................................... 11 f.Natężenie przepływu jednostkowego przez podłoże wału .............................................................. 12 g.Stateczność obwałowania ............................................................................................................... 13 6.Wnioski i zalecenia ......................................................................................................................... 14 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. str. 1 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 1. Podstawa, cel i zakres opracowania Niniejsze opracowanie sporządzono w celu określenia stanu technicznego prawego wału przeciwpowodziowego rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 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 0+000-2+200 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. 20-300m. Długość remontowanego wału wynosi 2.2km, a jego wysokość jest zróżnicowana i wynosi 3.0–4.5m. 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 2+170 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 0+636 oraz 1+900. 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 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. 0+000 Istn. rzędna korony wału – 178.91 m n.p.m. Qm = 177.78 m n.p.m. Qm+1m = 178.78 m n.p.m. Qk = 178.1 m n.p.m. Qk+0,3m = 178.4 m n.p.m. Bezpieczne wzniesienie korony wału – 178.78 m n.p.m. km ewid. 2+200 Istn. rzędna korony wału – 179.72 m n.p.m. Qm = 178.43 m n.p.m. Qm+1m = 179.43 m n.p.m. Qk = 179.26 m n.p.m. Qk+0,3m = 179.56 m n.p.m. Bezpieczne wzniesienie korony wału – 179.56 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. L.p Km wału H1 Rzędna istniejącej korony 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 0+000 0+006 0+032 0+057 0+074 0+097 0+197 0+314 0+384 0+425 0+468 0+508 0+559 0+601 0+636 0+694 0+758 0+820 0+876 0+980 1+049 1+089 1+177 1+264 1+356 1+393 1+438 1+482 1+532 1+579 1+628 1+711 1+789 1+903 1+979 2+020 2+082 178,91 178,84 178,62 178,64 178,68 178,59 178,84 178,72 178,76 178,66 178,66 178,65 178,84 178,8 178,75 178,94 178,86 178,79 178,93 178,85 178,85 179,01 179,05 179,18 179,13 179,16 179,23 179,25 179,33 179,33 179,29 179,35 179,32 179,31 179,36 179,53 179,73 H3 H2 Rzędna wymaganego Różnica Rzędna wzniesienia korony wału wysokości zwierciadła Qk H3 - H1 [m] (Qk+0,3m) = rzędna (Q0,3%) remontowanego wału 178,61 178,91 0 178,61 178,91 0,07 178,61 178,91 0,29 178,61 178,91 0,27 178,61 178,91 0,23 178,61 178,91 0,32 178,61 178,91 0,07 178,61 178,91 0,19 178,61 178,91 0,15 178,61 178,91 0,25 178,61 178,91 0,25 178,61 178,91 0,26 178,61 178,91 0,07 178,61 178,91 0,11 178,61 178,91 0,16 178,61 178,94 0 178,63 178,95 0,09 178,65 178,95 0,16 178,68 178,99 0,06 178,75 179,05 0,2 178,77 179,07 0,22 178,79 179,09 0,08 178,82 179,12 0,07 178,84 179,18 0 178,88 179,18 0,05 178,89 179,19 0,03 178,90 179,23 0 178,92 179,25 0 178,94 179,33 0 178,96 179,33 0 178,96 179,29 0 179,01 179,35 0 179,06 179,36 0,04 179,13 179,43 0,12 179,15 179,45 0,09 179,17 179,56 0,03 179,21 179,73 0 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 4 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. L.p Km wału H1 Rzędna istniejącej korony 38 39 2+140 2+200 179,64 179,72 H2 H3 Różnica Rzędna Rzędna wymaganego wysokości zwierciadła Qk wzniesienia korony wału H3 - H1 [m] (Q0,3%) (Qk+0,3m) 179,24 179,26 179,64 179,72 0 0 b. Podstawowe dane techniczne obwałowania Przekrój poprzeczny wału jest w kształcie zbliżonym do trapezu i posiada następujące parametry geometryczne: L.p. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Szerokość Km wału korony (m) 0+000 0+006 0+032 0+057 0+074 0+097 0+197 0+314 0+384 0+425 0+468 0+508 0+559 0+601 0+636 0+694 0+758 0+820 0+876 0+980 1+049 1+089 1+177 1+264 1+356 1+393 1+438 Nachylenie skarpy odwodnej (1:n) - 3,2 2,8 3,3 3,0 4,0 2,6 2,7 3,0 3,2 3,5 3,1 3,2 2,7 2,9 3,6 2,7 2,7 2,8 2,8 2,9 2,6 2,4 2,6 2,8 2,7 3,0 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 2,6 2,7 2,7 2,7 2,3 2,6 2,4 2,7 2,4 2,4 2,5 2,5 2,5 2,7 2,9 2,6 2,7 2,6 2,7 2,6 2,6 2,7 2,7 2,7 2,3 2,6 Nachylenie skarpy odpowietrznej (1:n) 2,1 2,4 2,2 2,2 1,9 2,2 2,0 2,2 2,1 2,1 2,1 2,0 2,2 1,9 2,7 2,0 2,1 2,0 2,4 2,1 2,1 2,1 2,1 1,9 2,0 5 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. L.p. 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 Szerokość Km wału korony (m) 1+482 1+532 1+579 1+628 1+711 1+789 1+903 1+979 2+020 2+082 2+140 2+200 Nachylenie skarpy odwodnej (1:n) 2,8 2,6 2,8 2,8 2,8 2,8 3,0 3,1 3,0 2,9 2,8 2,7 Nachylenie skarpy odpowietrznej (1:n) 2,5 2,6 2,4 2,6 2,4 2,6 2,2 2,5 2,4 2,4 2,5 2,2 2,1 2,0 2,0 2,1 2,1 2,1 2,2 2,4 2,1 2,2 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 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 1 2 3 4 5 6 0+071 0+500 0+900 1+300 1+700 2+100 Głębokość zw. wody na zawalu Głębokość zw. wody na (ustalona/nawiercona) międzywalu (ustalona/nawiercona) 2,4 / 2,4 2,8 / 2,4 2,3 / 2,2 2,5 / 2,2 3,1 / 2,8 4,8 / 4,5 2,7 / 2,6 3,1 / 2,8 1,4 / 2,2 2,9 / 2,7 2,1 / 2,2 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 IS = 0.95 do 0.97. 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 = 0.32-0.36), 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. Numer Kilometraż przekroju P1 P2 P3 P4 P5 P6 0+071 0+500 0+900 1+300 1+700 2+100 H1 Lrz m L0 0.4H T=0.5L 3,67 4,40 3,77 3,88 4,37 3,79 22,02 23,30 20,52 21,22 22,47 20,33 2,7 2,4 2,6 2,7 2,1 2,0 12,11 12,74 10,72 10,75 13,29 12,75 1,47 1,76 1,51 1,55 1,75 1,52 11,01 11,65 10,26 10,61 11,23 10,17 Numer 0.88T L0+0.4H L+0.88T Jk=H/(L0+0.4H) Jp=H/(L+0.88T) przekroju P1 P2 P3 P4 P5 P6 9,69 10,25 9,03 9,34 9,88 8,95 13,58 14,50 12,23 12,30 15,04 14,27 31,70 33,55 29,55 30,56 32,35 29,28 0,12 0,13 0,13 0,13 0,14 0,13 0,12 0,13 0,13 0,13 0,14 0,13 Średnia 1.2Jk 1.2Jp 0,14 0,16 0,15 0,15 0,16 0,16 0,15 0,14 0,16 0,15 0,15 0,16 0,16 0,15 Gradienty kontrolne zarówno dla korpusu jak i dla podłoża są mniejsze od przyjętych granicznych. b. Filtracja nieustalona – wg wzoru Thiema Numer H1 Kilometraż przekroju [m] P1 P2 P3 P4 P5 P6 0+071 0+500 0+900 1+300 1+700 2+100 3,67 4,40 3,77 3,88 4,37 3,79 Lrz [m] n L1 [m] k [m/s] np. T [s] T [h] T [d] 22,02 23,30 20,52 21,22 22,47 20,33 0,21 0,22 0,24 0,24 0,24 0,24 21,62 22,83 20,06 20,75 21,94 19,88 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,08 0,08 0,10 0,09 0,09 0,09 62578 58222 64400 66089 63702 60803 17,4 16,2 17,9 18,4 17,7 16,9 0,7 0,7 0,7 0,8 0,7 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. L1 – zastępcza długość podstawy korpusu wału k – współczynnik filtracji Czas trwania fali powodziowej wynosi około 10-14 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. c. Obliczanie czasu ustalenia się przepływu filtracyjnego wg Erba Numer H1 Kilometraż [m] przekroju P1 0+071 3,67 P2 0+500 4,40 P3 0+900 3,77 P4 1+300 3,88 P5 1+700 4,37 P6 2+100 3,79 Lrz [m] 22,02 23,30 20,52 21,22 22,47 20,33 n 0,21 0,22 0,24 0,24 0,24 0,24 L1 [m] 21,62 22,83 20,06 20,75 21,94 19,88 k [m/s] np. T [s] T [h] T [d] 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,08 0,08 0,10 0,09 0,09 0,09 187734 174666 193200 198267 191107 182408 52,1 48,5 53,7 55,1 53,1 50,7 2,2 2,0 2,2 2,3 2,2 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 P1 0+071 P2 0+500 P3 0+900 P4 1+300 P5 1+700 P6 2+100 H1 k [m/s] np. L0 Lp1 Lp2 Lp3 Lp4 3,67 4,40 3,77 3,88 4,37 3,79 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,08 0,08 0,10 0,09 0,09 0,09 12,1 12,7 10,7 10,7 13,3 12,8 30,1 30,7 28,7 28,7 31,3 30,8 36,1 36,7 34,7 34,7 37,3 36,8 42,1 42,7 40,7 40,7 43,3 42,8 48,1 48,7 46,7 46,7 49,3 48,8 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 9 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 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 Numer Kilometraż przekroju P1 0+071 P2 0+500 P3 0+900 P4 1+300 P5 1+700 P6 2+100 6m 8m 10 m 12 m T1 [d] T2 [d] T3 [d] T4 [d] 9 7 9 9 9 10 12 11 14 13 13 15 17 14 19 18 17 20 22 19 25 24 23 26 Założono, iż czas trwania fali powodziowej wynosi 10-14 dni. Przy zastosowaniu przesłony 8m czas trwania przesiąków zostanie dostatecznie wydłużony, a względy ekonomiczne zostaną zachowane. e. Natężenie przepływu jednostkowego przez korpus wału q k =k k H √ 2 2 L0 + L ( mH ) 2 0 1 β = ------------------------2+1/m gdzie: kk - współczynnik filtracji w korpusie wału H - głębokość wody przy stopie wału m – nachylenie skarpy odwodnej ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 10 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. Lp H m β L0 d Lo Lo = L0 + d Lo q P1 3,67 2,7 0,42 12,11 1,55 14 0,4 P2 4,40 2,4 0,41 12,74 1,82 15 0,7 P3 3,77 2,6 0,42 10,72 1,58 12 0,5 P4 3,88 2,7 0,42 10,75 1,64 12 0,4 P5 4,37 2,4 0,41 13,29 1,81 P6 3,79 2,4 0,41 12,75 1,57 15 14 0,2 0,3 W związku z powyższym widać że przepływ jednostkowy przez korpus wału jest niższy od dopuszczalnego tj. od 5 m3/d/m. f. Natężenie przepływu jednostkowego przez podłoże wału Do obliczeń wykorzystano wzór: gdzie: kp - 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 20 15 10 5 4 3 2 1 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 P6 3,79 5,00 29,4 5,88 1,18 8,3 1,4 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 11 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. g. Stateczność obwałowania Stateczność prawego wału rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 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: Współczynnik Fs wg danej metody Numer Kilometraż przekroju Fellenius/Petterson Bishop Spencer Janbu Morgenstern-Price P1 0+071 26,07 26,15 26,13 26,14 P2 0+900 19,36 19,25 19,35 19,36 1+300 15,74 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 6. Wnioski i zalecenia Skarpy odwodne i odpowietrzne wału w większości spełniają warunek min. nachylenia 1:2,0 Zagęszczenie korpusu wału jest wystarczające i wynosi średnio IS = 0,96-0,97 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 stateczność inne filtracja zagęszcze nie gruntu 1.Korpus wału skarp odwodnych i odpwietrznyc wysokość wałów 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 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. stateczność obwałowania spełnia wymagania 13 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. osiadanie Elementy obwałowania Stan obwałowania przeciwpowodziowego w zależności od stanu poszczególnych jego elementów stan mogący stan techniczny dobry stan zagrażający zagrażać niezagrażający bezpieczeństwu bezpieczeństwu bezpieczeństwu 2.Podłoże wału Nie zaobserwowano osiadania terenu Lokalnie zaobserwowano przecieki przez podłoże wału Dojazd do wału drogami publicznymi jest wystarczający 3.Budowle towarzyszące - Rzeka w odległości ok. 20-500m od stopy wału - Zadrzewienia i zakrzaczenia na międzywalu, wysokie trawy 4.Międzywale, zawale i obszar chroniony 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 0+000-2+200 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. Spis treści: 1.Podstawa, cel i zakres opracowania .................................................................................................. 2 2.Lokalizacja obiektu ........................................................................................................................... 2 3.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 .................................................................................................................................................... 7 4.Dokumentacja geotechniczna ........................................................................................................... 8 5.Filtracja ............................................................................................................................................. 8 a.Gradienty kontrolne........................................................................................................................... 8 b.Filtracja nieustalona – wg wzoru Thiema ......................................................................................... 9 c.Obliczanie czasu ustalenia się przepływu filtracyjnego wg Erba ................................................... 10 d.Obliczenie filtracji dla walu bez drenażu z przesłoną przeciwfiltracyjną w podłożu ..................... 10 e.Natężenie przepływu jednostkowego przez korpus wału ............................................................... 11 f.Natężenie przepływu jednostkowego przez podłoże wału .............................................................. 12 g.Stateczność obwałowania ............................................................................................................... 13 6.Wnioski i zalecenia ......................................................................................................................... 14 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. str. 1 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 1. Podstawa, cel i zakres opracowania Niniejsze opracowanie sporządzono w celu określenia stanu technicznego prawego wału przeciwpowodziowego rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 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 0+000-2+200 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. 20-300m. Długość remontowanego wału wynosi 2.2km, a jego wysokość jest zróżnicowana i wynosi 3.0–4.5m. 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 2+170 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 0+636 oraz 1+900. 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 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. 0+000 Istn. rzędna korony wału – 178.91 m n.p.m. Qm = 177.78 m n.p.m. Qm+1m = 178.78 m n.p.m. Qk = 178.1 m n.p.m. Qk+0,3m = 178.4 m n.p.m. Bezpieczne wzniesienie korony wału – 178.78 m n.p.m. km ewid. 2+200 Istn. rzędna korony wału – 179.72 m n.p.m. Qm = 178.43 m n.p.m. Qm+1m = 179.43 m n.p.m. Qk = 179.26 m n.p.m. Qk+0,3m = 179.56 m n.p.m. Bezpieczne wzniesienie korony wału – 179.56 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. L.p Km wału H1 Rzędna istniejącej korony 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 0+000 0+006 0+032 0+057 0+074 0+097 0+197 0+314 0+384 0+425 0+468 0+508 0+559 0+601 0+636 0+694 0+758 0+820 0+876 0+980 1+049 1+089 1+177 1+264 1+356 1+393 1+438 1+482 1+532 1+579 1+628 1+711 1+789 1+903 1+979 2+020 2+082 178,91 178,84 178,62 178,64 178,68 178,59 178,84 178,72 178,76 178,66 178,66 178,65 178,84 178,8 178,75 178,94 178,86 178,79 178,93 178,85 178,85 179,01 179,05 179,18 179,13 179,16 179,23 179,25 179,33 179,33 179,29 179,35 179,32 179,31 179,36 179,53 179,73 H3 H2 Rzędna wymaganego Różnica Rzędna wzniesienia korony wału wysokości zwierciadła Qk H3 - H1 [m] (Qk+0,3m) = rzędna (Q0,3%) remontowanego wału 178,61 178,91 0 178,61 178,91 0,07 178,61 178,91 0,29 178,61 178,91 0,27 178,61 178,91 0,23 178,61 178,91 0,32 178,61 178,91 0,07 178,61 178,91 0,19 178,61 178,91 0,15 178,61 178,91 0,25 178,61 178,91 0,25 178,61 178,91 0,26 178,61 178,91 0,07 178,61 178,91 0,11 178,61 178,91 0,16 178,61 178,94 0 178,63 178,95 0,09 178,65 178,95 0,16 178,68 178,99 0,06 178,75 179,05 0,2 178,77 179,07 0,22 178,79 179,09 0,08 178,82 179,12 0,07 178,84 179,18 0 178,88 179,18 0,05 178,89 179,19 0,03 178,90 179,23 0 178,92 179,25 0 178,94 179,33 0 178,96 179,33 0 178,96 179,29 0 179,01 179,35 0 179,06 179,36 0,04 179,13 179,43 0,12 179,15 179,45 0,09 179,17 179,56 0,03 179,21 179,73 0 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 4 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. L.p Km wału H1 Rzędna istniejącej korony 38 39 2+140 2+200 179,64 179,72 H2 H3 Różnica Rzędna Rzędna wymaganego wysokości zwierciadła Qk wzniesienia korony wału H3 - H1 [m] (Q0,3%) (Qk+0,3m) 179,24 179,26 179,64 179,72 0 0 b. Podstawowe dane techniczne obwałowania Przekrój poprzeczny wału jest w kształcie zbliżonym do trapezu i posiada następujące parametry geometryczne: L.p. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Szerokość Km wału korony (m) 0+000 0+006 0+032 0+057 0+074 0+097 0+197 0+314 0+384 0+425 0+468 0+508 0+559 0+601 0+636 0+694 0+758 0+820 0+876 0+980 1+049 1+089 1+177 1+264 1+356 1+393 1+438 Nachylenie skarpy odwodnej (1:n) - 3,2 2,8 3,3 3,0 4,0 2,6 2,7 3,0 3,2 3,5 3,1 3,2 2,7 2,9 3,6 2,7 2,7 2,8 2,8 2,9 2,6 2,4 2,6 2,8 2,7 3,0 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 2,6 2,7 2,7 2,7 2,3 2,6 2,4 2,7 2,4 2,4 2,5 2,5 2,5 2,7 2,9 2,6 2,7 2,6 2,7 2,6 2,6 2,7 2,7 2,7 2,3 2,6 Nachylenie skarpy odpowietrznej (1:n) 2,1 2,4 2,2 2,2 1,9 2,2 2,0 2,2 2,1 2,1 2,1 2,0 2,2 1,9 2,7 2,0 2,1 2,0 2,4 2,1 2,1 2,1 2,1 1,9 2,0 5 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. L.p. 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 Szerokość Km wału korony (m) 1+482 1+532 1+579 1+628 1+711 1+789 1+903 1+979 2+020 2+082 2+140 2+200 Nachylenie skarpy odwodnej (1:n) 2,8 2,6 2,8 2,8 2,8 2,8 3,0 3,1 3,0 2,9 2,8 2,7 Nachylenie skarpy odpowietrznej (1:n) 2,5 2,6 2,4 2,6 2,4 2,6 2,2 2,5 2,4 2,4 2,5 2,2 2,1 2,0 2,0 2,1 2,1 2,1 2,2 2,4 2,1 2,2 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 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 1 2 3 4 5 6 0+071 0+500 0+900 1+300 1+700 2+100 Głębokość zw. wody na zawalu Głębokość zw. wody na (ustalona/nawiercona) międzywalu (ustalona/nawiercona) 2,4 / 2,4 2,8 / 2,4 2,3 / 2,2 2,5 / 2,2 3,1 / 2,8 4,8 / 4,5 2,7 / 2,6 3,1 / 2,8 1,4 / 2,2 2,9 / 2,7 2,1 / 2,2 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 IS = 0.95 do 0.97. 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 = 0.32-0.36), 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. Numer Kilometraż przekroju P1 P2 P3 P4 P5 P6 0+071 0+500 0+900 1+300 1+700 2+100 H1 Lrz m L0 0.4H T=0.5L 3,67 4,40 3,77 3,88 4,37 3,79 22,02 23,30 20,52 21,22 22,47 20,33 2,7 2,4 2,6 2,7 2,1 2,0 12,11 12,74 10,72 10,75 13,29 12,75 1,47 1,76 1,51 1,55 1,75 1,52 11,01 11,65 10,26 10,61 11,23 10,17 Numer 0.88T L0+0.4H L+0.88T Jk=H/(L0+0.4H) Jp=H/(L+0.88T) przekroju P1 P2 P3 P4 P5 P6 9,69 10,25 9,03 9,34 9,88 8,95 13,58 14,50 12,23 12,30 15,04 14,27 31,70 33,55 29,55 30,56 32,35 29,28 0,12 0,13 0,13 0,13 0,14 0,13 0,12 0,13 0,13 0,13 0,14 0,13 Średnia 1.2Jk 1.2Jp 0,14 0,16 0,15 0,15 0,16 0,16 0,15 0,14 0,16 0,15 0,15 0,16 0,16 0,15 Gradienty kontrolne zarówno dla korpusu jak i dla podłoża są mniejsze od przyjętych granicznych. b. Filtracja nieustalona – wg wzoru Thiema Numer H1 Kilometraż przekroju [m] P1 P2 P3 P4 P5 P6 0+071 0+500 0+900 1+300 1+700 2+100 3,67 4,40 3,77 3,88 4,37 3,79 Lrz [m] n L1 [m] k [m/s] np. T [s] T [h] T [d] 22,02 23,30 20,52 21,22 22,47 20,33 0,21 0,22 0,24 0,24 0,24 0,24 21,62 22,83 20,06 20,75 21,94 19,88 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,08 0,08 0,10 0,09 0,09 0,09 62578 58222 64400 66089 63702 60803 17,4 16,2 17,9 18,4 17,7 16,9 0,7 0,7 0,7 0,8 0,7 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. L1 – zastępcza długość podstawy korpusu wału k – współczynnik filtracji Czas trwania fali powodziowej wynosi około 10-14 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. c. Obliczanie czasu ustalenia się przepływu filtracyjnego wg Erba Numer H1 Kilometraż [m] przekroju P1 0+071 3,67 P2 0+500 4,40 P3 0+900 3,77 P4 1+300 3,88 P5 1+700 4,37 P6 2+100 3,79 Lrz [m] 22,02 23,30 20,52 21,22 22,47 20,33 n 0,21 0,22 0,24 0,24 0,24 0,24 L1 [m] 21,62 22,83 20,06 20,75 21,94 19,88 k [m/s] np. T [s] T [h] T [d] 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,08 0,08 0,10 0,09 0,09 0,09 187734 174666 193200 198267 191107 182408 52,1 48,5 53,7 55,1 53,1 50,7 2,2 2,0 2,2 2,3 2,2 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 P1 0+071 P2 0+500 P3 0+900 P4 1+300 P5 1+700 P6 2+100 H1 k [m/s] np. L0 Lp1 Lp2 Lp3 Lp4 3,67 4,40 3,77 3,88 4,37 3,79 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,08 0,08 0,10 0,09 0,09 0,09 12,1 12,7 10,7 10,7 13,3 12,8 30,1 30,7 28,7 28,7 31,3 30,8 36,1 36,7 34,7 34,7 37,3 36,8 42,1 42,7 40,7 40,7 43,3 42,8 48,1 48,7 46,7 46,7 49,3 48,8 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 9 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 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 Numer Kilometraż przekroju P1 0+071 P2 0+500 P3 0+900 P4 1+300 P5 1+700 P6 2+100 6m 8m 10 m 12 m T1 [d] T2 [d] T3 [d] T4 [d] 9 7 9 9 9 10 12 11 14 13 13 15 17 14 19 18 17 20 22 19 25 24 23 26 Założono, iż czas trwania fali powodziowej wynosi 10-14 dni. Przy zastosowaniu przesłony 8m czas trwania przesiąków zostanie dostatecznie wydłużony, a względy ekonomiczne zostaną zachowane. e. Natężenie przepływu jednostkowego przez korpus wału q k =k k H √ 2 2 L0 + L ( mH ) 2 0 1 β = ------------------------2+1/m gdzie: kk - współczynnik filtracji w korpusie wału H - głębokość wody przy stopie wału m – nachylenie skarpy odwodnej ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 10 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. Lp H m β L0 d Lo Lo = L0 + d Lo q P1 3,67 2,7 0,42 12,11 1,55 14 0,4 P2 4,40 2,4 0,41 12,74 1,82 15 0,7 P3 3,77 2,6 0,42 10,72 1,58 12 0,5 P4 3,88 2,7 0,42 10,75 1,64 12 0,4 P5 4,37 2,4 0,41 13,29 1,81 P6 3,79 2,4 0,41 12,75 1,57 15 14 0,2 0,3 W związku z powyższym widać że przepływ jednostkowy przez korpus wału jest niższy od dopuszczalnego tj. od 5 m3/d/m. f. Natężenie przepływu jednostkowego przez podłoże wału Do obliczeń wykorzystano wzór: gdzie: kp - 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 20 15 10 5 4 3 2 1 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 P6 3,79 5,00 29,4 5,88 1,18 8,3 1,4 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 11 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. g. Stateczność obwałowania Stateczność prawego wału rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 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: Współczynnik Fs wg danej metody Numer Kilometraż przekroju Fellenius/Petterson Bishop Spencer Janbu Morgenstern-Price P1 0+071 26,07 26,15 26,13 26,14 P2 0+900 19,36 19,25 19,35 19,36 1+300 15,74 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 6. Wnioski i zalecenia Skarpy odwodne i odpowietrzne wału w większości spełniają warunek min. nachylenia 1:2,0 Zagęszczenie korpusu wału jest wystarczające i wynosi średnio IS = 0,96-0,97 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 stateczność inne filtracja zagęszcze nie gruntu 1.Korpus wału skarp odwodnych i odpwietrznyc wysokość wałów 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 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. stateczność obwałowania spełnia wymagania 13 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. osiadanie Elementy obwałowania Stan obwałowania przeciwpowodziowego w zależności od stanu poszczególnych jego elementów stan mogący stan techniczny dobry stan zagrażający zagrażać niezagrażający bezpieczeństwu bezpieczeństwu bezpieczeństwu 2.Podłoże wału Nie zaobserwowano osiadania terenu Lokalnie zaobserwowano przecieki przez podłoże wału Dojazd do wału drogami publicznymi jest wystarczający 3.Budowle towarzyszące - Rzeka w odległości ok. 20-500m od stopy wału - Zadrzewienia i zakrzaczenia na międzywalu, wysokie trawy 4.Międzywale, zawale i obszar chroniony 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 0+000-2+200 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. Spis treści: 1.Podstawa, cel i zakres opracowania .................................................................................................. 2 2.Lokalizacja obiektu ........................................................................................................................... 2 3.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 .................................................................................................................................................... 7 4.Dokumentacja geotechniczna ........................................................................................................... 8 5.Filtracja ............................................................................................................................................. 8 a.Gradienty kontrolne........................................................................................................................... 8 b.Filtracja nieustalona – wg wzoru Thiema ......................................................................................... 9 c.Obliczanie czasu ustalenia się przepływu filtracyjnego wg Erba ................................................... 10 d.Obliczenie filtracji dla walu bez drenażu z przesłoną przeciwfiltracyjną w podłożu ..................... 10 e.Natężenie przepływu jednostkowego przez korpus wału ............................................................... 11 f.Natężenie przepływu jednostkowego przez podłoże wału .............................................................. 12 g.Stateczność obwałowania ............................................................................................................... 13 6.Wnioski i zalecenia ......................................................................................................................... 14 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. str. 1 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 1. Podstawa, cel i zakres opracowania Niniejsze opracowanie sporządzono w celu określenia stanu technicznego prawego wału przeciwpowodziowego rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 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 0+000-2+200 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. 20-300m. Długość remontowanego wału wynosi 2.2km, a jego wysokość jest zróżnicowana i wynosi 3.0–4.5m. 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 2+170 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 0+636 oraz 1+900. 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 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. 0+000 Istn. rzędna korony wału – 178.91 m n.p.m. Qm = 177.78 m n.p.m. Qm+1m = 178.78 m n.p.m. Qk = 178.1 m n.p.m. Qk+0,3m = 178.4 m n.p.m. Bezpieczne wzniesienie korony wału – 178.78 m n.p.m. km ewid. 2+200 Istn. rzędna korony wału – 179.72 m n.p.m. Qm = 178.43 m n.p.m. Qm+1m = 179.43 m n.p.m. Qk = 179.26 m n.p.m. Qk+0,3m = 179.56 m n.p.m. Bezpieczne wzniesienie korony wału – 179.56 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. L.p Km wału H1 Rzędna istniejącej korony 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 0+000 0+006 0+032 0+057 0+074 0+097 0+197 0+314 0+384 0+425 0+468 0+508 0+559 0+601 0+636 0+694 0+758 0+820 0+876 0+980 1+049 1+089 1+177 1+264 1+356 1+393 1+438 1+482 1+532 1+579 1+628 1+711 1+789 1+903 1+979 2+020 2+082 178,91 178,84 178,62 178,64 178,68 178,59 178,84 178,72 178,76 178,66 178,66 178,65 178,84 178,8 178,75 178,94 178,86 178,79 178,93 178,85 178,85 179,01 179,05 179,18 179,13 179,16 179,23 179,25 179,33 179,33 179,29 179,35 179,32 179,31 179,36 179,53 179,73 H3 H2 Rzędna wymaganego Różnica Rzędna wzniesienia korony wału wysokości zwierciadła Qk H3 - H1 [m] (Qk+0,3m) = rzędna (Q0,3%) remontowanego wału 178,61 178,91 0 178,61 178,91 0,07 178,61 178,91 0,29 178,61 178,91 0,27 178,61 178,91 0,23 178,61 178,91 0,32 178,61 178,91 0,07 178,61 178,91 0,19 178,61 178,91 0,15 178,61 178,91 0,25 178,61 178,91 0,25 178,61 178,91 0,26 178,61 178,91 0,07 178,61 178,91 0,11 178,61 178,91 0,16 178,61 178,94 0 178,63 178,95 0,09 178,65 178,95 0,16 178,68 178,99 0,06 178,75 179,05 0,2 178,77 179,07 0,22 178,79 179,09 0,08 178,82 179,12 0,07 178,84 179,18 0 178,88 179,18 0,05 178,89 179,19 0,03 178,90 179,23 0 178,92 179,25 0 178,94 179,33 0 178,96 179,33 0 178,96 179,29 0 179,01 179,35 0 179,06 179,36 0,04 179,13 179,43 0,12 179,15 179,45 0,09 179,17 179,56 0,03 179,21 179,73 0 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 4 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. L.p Km wału H1 Rzędna istniejącej korony 38 39 2+140 2+200 179,64 179,72 H2 H3 Różnica Rzędna Rzędna wymaganego wysokości zwierciadła Qk wzniesienia korony wału H3 - H1 [m] (Q0,3%) (Qk+0,3m) 179,24 179,26 179,64 179,72 0 0 b. Podstawowe dane techniczne obwałowania Przekrój poprzeczny wału jest w kształcie zbliżonym do trapezu i posiada następujące parametry geometryczne: L.p. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Szerokość Km wału korony (m) 0+000 0+006 0+032 0+057 0+074 0+097 0+197 0+314 0+384 0+425 0+468 0+508 0+559 0+601 0+636 0+694 0+758 0+820 0+876 0+980 1+049 1+089 1+177 1+264 1+356 1+393 1+438 Nachylenie skarpy odwodnej (1:n) - 3,2 2,8 3,3 3,0 4,0 2,6 2,7 3,0 3,2 3,5 3,1 3,2 2,7 2,9 3,6 2,7 2,7 2,8 2,8 2,9 2,6 2,4 2,6 2,8 2,7 3,0 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 2,6 2,7 2,7 2,7 2,3 2,6 2,4 2,7 2,4 2,4 2,5 2,5 2,5 2,7 2,9 2,6 2,7 2,6 2,7 2,6 2,6 2,7 2,7 2,7 2,3 2,6 Nachylenie skarpy odpowietrznej (1:n) 2,1 2,4 2,2 2,2 1,9 2,2 2,0 2,2 2,1 2,1 2,1 2,0 2,2 1,9 2,7 2,0 2,1 2,0 2,4 2,1 2,1 2,1 2,1 1,9 2,0 5 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. L.p. 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 Szerokość Km wału korony (m) 1+482 1+532 1+579 1+628 1+711 1+789 1+903 1+979 2+020 2+082 2+140 2+200 Nachylenie skarpy odwodnej (1:n) 2,8 2,6 2,8 2,8 2,8 2,8 3,0 3,1 3,0 2,9 2,8 2,7 Nachylenie skarpy odpowietrznej (1:n) 2,5 2,6 2,4 2,6 2,4 2,6 2,2 2,5 2,4 2,4 2,5 2,2 2,1 2,0 2,0 2,1 2,1 2,1 2,2 2,4 2,1 2,2 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 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 1 2 3 4 5 6 0+071 0+500 0+900 1+300 1+700 2+100 Głębokość zw. wody na zawalu Głębokość zw. wody na (ustalona/nawiercona) międzywalu (ustalona/nawiercona) 2,4 / 2,4 2,8 / 2,4 2,3 / 2,2 2,5 / 2,2 3,1 / 2,8 4,8 / 4,5 2,7 / 2,6 3,1 / 2,8 1,4 / 2,2 2,9 / 2,7 2,1 / 2,2 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 IS = 0.95 do 0.97. 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 = 0.32-0.36), 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. Numer Kilometraż przekroju P1 P2 P3 P4 P5 P6 0+071 0+500 0+900 1+300 1+700 2+100 H1 Lrz m L0 0.4H T=0.5L 3,67 4,40 3,77 3,88 4,37 3,79 22,02 23,30 20,52 21,22 22,47 20,33 2,7 2,4 2,6 2,7 2,1 2,0 12,11 12,74 10,72 10,75 13,29 12,75 1,47 1,76 1,51 1,55 1,75 1,52 11,01 11,65 10,26 10,61 11,23 10,17 Numer 0.88T L0+0.4H L+0.88T Jk=H/(L0+0.4H) Jp=H/(L+0.88T) przekroju P1 P2 P3 P4 P5 P6 9,69 10,25 9,03 9,34 9,88 8,95 13,58 14,50 12,23 12,30 15,04 14,27 31,70 33,55 29,55 30,56 32,35 29,28 0,12 0,13 0,13 0,13 0,14 0,13 0,12 0,13 0,13 0,13 0,14 0,13 Średnia 1.2Jk 1.2Jp 0,14 0,16 0,15 0,15 0,16 0,16 0,15 0,14 0,16 0,15 0,15 0,16 0,16 0,15 Gradienty kontrolne zarówno dla korpusu jak i dla podłoża są mniejsze od przyjętych granicznych. b. Filtracja nieustalona – wg wzoru Thiema Numer H1 Kilometraż przekroju [m] P1 P2 P3 P4 P5 P6 0+071 0+500 0+900 1+300 1+700 2+100 3,67 4,40 3,77 3,88 4,37 3,79 Lrz [m] n L1 [m] k [m/s] np. T [s] T [h] T [d] 22,02 23,30 20,52 21,22 22,47 20,33 0,21 0,22 0,24 0,24 0,24 0,24 21,62 22,83 20,06 20,75 21,94 19,88 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,08 0,08 0,10 0,09 0,09 0,09 62578 58222 64400 66089 63702 60803 17,4 16,2 17,9 18,4 17,7 16,9 0,7 0,7 0,7 0,8 0,7 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. L1 – zastępcza długość podstawy korpusu wału k – współczynnik filtracji Czas trwania fali powodziowej wynosi około 10-14 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. c. Obliczanie czasu ustalenia się przepływu filtracyjnego wg Erba Numer H1 Kilometraż [m] przekroju P1 0+071 3,67 P2 0+500 4,40 P3 0+900 3,77 P4 1+300 3,88 P5 1+700 4,37 P6 2+100 3,79 Lrz [m] 22,02 23,30 20,52 21,22 22,47 20,33 n 0,21 0,22 0,24 0,24 0,24 0,24 L1 [m] 21,62 22,83 20,06 20,75 21,94 19,88 k [m/s] np. T [s] T [h] T [d] 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,08 0,08 0,10 0,09 0,09 0,09 187734 174666 193200 198267 191107 182408 52,1 48,5 53,7 55,1 53,1 50,7 2,2 2,0 2,2 2,3 2,2 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 P1 0+071 P2 0+500 P3 0+900 P4 1+300 P5 1+700 P6 2+100 H1 k [m/s] np. L0 Lp1 Lp2 Lp3 Lp4 3,67 4,40 3,77 3,88 4,37 3,79 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,00005264 0,08 0,08 0,10 0,09 0,09 0,09 12,1 12,7 10,7 10,7 13,3 12,8 30,1 30,7 28,7 28,7 31,3 30,8 36,1 36,7 34,7 34,7 37,3 36,8 42,1 42,7 40,7 40,7 43,3 42,8 48,1 48,7 46,7 46,7 49,3 48,8 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 9 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 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 Numer Kilometraż przekroju P1 0+071 P2 0+500 P3 0+900 P4 1+300 P5 1+700 P6 2+100 6m 8m 10 m 12 m T1 [d] T2 [d] T3 [d] T4 [d] 9 7 9 9 9 10 12 11 14 13 13 15 17 14 19 18 17 20 22 19 25 24 23 26 Założono, iż czas trwania fali powodziowej wynosi 10-14 dni. Przy zastosowaniu przesłony 8m czas trwania przesiąków zostanie dostatecznie wydłużony, a względy ekonomiczne zostaną zachowane. e. Natężenie przepływu jednostkowego przez korpus wału q k =k k H √ 2 2 L0 + L ( mH ) 2 0 1 β = ------------------------2+1/m gdzie: kk - współczynnik filtracji w korpusie wału H - głębokość wody przy stopie wału m – nachylenie skarpy odwodnej ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 10 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. Lp H m β L0 d Lo Lo = L0 + d Lo q P1 3,67 2,7 0,42 12,11 1,55 14 0,4 P2 4,40 2,4 0,41 12,74 1,82 15 0,7 P3 3,77 2,6 0,42 10,72 1,58 12 0,5 P4 3,88 2,7 0,42 10,75 1,64 12 0,4 P5 4,37 2,4 0,41 13,29 1,81 P6 3,79 2,4 0,41 12,75 1,57 15 14 0,2 0,3 W związku z powyższym widać że przepływ jednostkowy przez korpus wału jest niższy od dopuszczalnego tj. od 5 m3/d/m. f. Natężenie przepływu jednostkowego przez podłoże wału Do obliczeń wykorzystano wzór: gdzie: kp - 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 20 15 10 5 4 3 2 1 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 P6 3,79 5,00 29,4 5,88 1,18 8,3 1,4 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. 11 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. g. Stateczność obwałowania Stateczność prawego wału rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 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: Współczynnik Fs wg danej metody Numer Kilometraż przekroju Fellenius/Petterson Bishop Spencer Janbu Morgenstern-Price P1 0+071 26,07 26,15 26,13 26,14 P2 0+900 19,36 19,25 19,35 19,36 1+300 15,74 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 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. 6. Wnioski i zalecenia Skarpy odwodne i odpowietrzne wału w większości spełniają warunek min. nachylenia 1:2,0 Zagęszczenie korpusu wału jest wystarczające i wynosi średnio IS = 0,96-0,97 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 stateczność inne filtracja zagęszcze nie gruntu 1.Korpus wału skarp odwodnych i odpwietrznyc wysokość wałów 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 ATEiRI „mkm PERFEKT” sp. z o.o. stateczność obwałowania spełnia wymagania 13 EKSPERTYZA GEOTECHNICZNA Usuwanie szkód powodziowych – Prawy wał rzeki Dunajec w km 0+000-2+200 w msc. Ujście Jezuickie, Okręg, Bieniaszowice, gm. Gręboszów pow. dąbrowski. Etap I - sporządzenie dokumentacji. osiadanie Elementy obwałowania Stan obwałowania przeciwpowodziowego w zależności od stanu poszczególnych jego elementów stan mogący stan techniczny dobry stan zagrażający zagrażać niezagrażający bezpieczeństwu bezpieczeństwu bezpieczeństwu 2.Podłoże wału Nie zaobserwowano osiadania terenu Lokalnie zaobserwowano przecieki przez podłoże wału Dojazd do wału drogami publicznymi jest wystarczający 3.Budowle towarzyszące - Rzeka w odległości ok. 20-500m od stopy wału - Zadrzewienia i zakrzaczenia na międzywalu, wysokie trawy 4.Międzywale, zawale i obszar chroniony 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 0+000-2+200 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