Ekspertyza techniczna

Obiekt

Wał przeciwpowodziowy

Temat

„Wykonanie ekspertyzy technicznej wału

przeciwpowodziowego rzeki Nysa Łużycka

od km 79,990 do km 80,960”

Adres

Łęknica, województwo lubuskie, powiat żarski Wał przeciwpowodziowy – rz. Nysa Łużycka

Nr umowy

Me/2/2013

Inwestor

Lubuski Zarząd Melioracji i

Urządzeń Wodnych w Zielonej Górze ul. Ptasia 2B 65-514 Zielona Góra

Biuro projektowe

HPC Polska Sp. z o. o. tel./fax 71 364 30 31 ul. Solskiego 44 www.hpc-polska.pl 52-416 Wrocław biuro@hpc-polska.pl

Wrocław, październik 2013 r.

2

BUDOWNICTWO

kompleksowa obsługa inwestycji:

- inwestorstwo zastępcze - organizacja przetargów - nadzory - kierownik projektu

projektowanie wielobranżowe

- architektura - konstrukcje - instalacje

OCHRONA ŚRODOWISKA

wnioski o wydanie pozwoleń: - zintegrowanych - na emisję substancji do

powietrza - na wytwarzanie odpadów - wodnoprawnych

oceny oddziaływania na środowisko

naliczanie opłat za gospodarcze korzystanie ze środowiska

ewidencja odpadów

konsulting w zakresie prawa ochrony środowiska

audyt ekologiczny

BHP

szkolenia: - wstępne i okresowe pracowników i pracodawców

- ochrony przeciw pożarowej - pierwszej pomocy

analiza ryzyka zawodowego

instrukcje bhp

analiza stanu bhp – audyt

obsługa BHP

GEOLOGIA

dokumentacje i opracowania:

- geologiczne - geologiczno-inżynierskie - hydrogeologiczne - geotechniczne

badania i nadzory geotechniczne w ramach obsługi inwestycji budowlanej:

- badania zagęszczenia gruntu

- badania nośności gruntu

i podłoży podatnych

- badania przydatności

gruntów rodzimych

i nasypowych

Inwestor: Lubuski Zarząd Melioracji i Urządzeń Wodnych w Zielonej Górze ul. Ptasia 2B 65-514 Zielona Góra

"Ekspertyza techniczna stanu wału

przeciwpowodziowego Nysy Łużyckiej od

km 79+990 do km 80+960 w miejscowości

Łęknica”.

Autorzy:

Doman Panek

Upr. geolog. Nr VI-0380

Agnieszka Borgowska

Upr. geolog. XI/37/2012

Maciej Płatkowski

Upr. budowlane 290/DOŚ/09

3

SPIS TREŚCI

1 Wstęp ............................................................................................................................. 5

1.1 Podstawa formalna ................................................................................................. 5

1.2 Cel i zakres opracowania ........................................................................................ 5

2 Charakterystyka terenu badań...................................................................................... 5

2.1 Lokalizacja terenu badań ........................................................................................ 5

2.2 Położenie geograficzne, opis terenu badań ............................................................. 6

3 Zakres wykonywanych prac i badań ............................................................................ 6

3.1 Lokalizacja otworów i przekrojów geotechnicznych ................................................. 6

3.2 Realizacja otworów geotechnicznych i pobór próbek gruntu ................................... 6

3.3 Sondowanie geotechniczne .................................................................................... 7

3.4 Prace geodezyjne ................................................................................................... 7

3.5 Badania laboratoryjne ............................................................................................. 7

4 Wydzielenie warstw geotechnicznych ......................................................................... 8

4.1 Warunki geotechniczne ........................................................................................... 8

4.2 Obliczenia stateczności wału .................................................................................. 9

5 Charakterystyka wału przeciwpowodziowego ............................................................10

5.1 Wyniki obserwacji stanu całego wału .....................................................................10

5.2 Ekspertyza geologiczna gruntów korpusu wału przeciwpowodziowego i jego

podłoża ...........................................................................................................................11

5.3 Warunki hydrogeologiczne .....................................................................................12

5.4 Klasa wału .............................................................................................................12

5.5 Poziom wód miarodajnych .....................................................................................12

6 Kryteria oceny stanu technicznego wału ....................................................................12

7 Ocena stanu technicznego wału ..................................................................................13

7.1 Wyniesienie rzędnej korony wału ponad zwierciadło wody miarodajnej .................13

7.2 Ocena jakości zagęszczenia gruntu w wale ...........................................................14

7.3 Parametry techniczne obwałowania. .....................................................................14

7.4 Stateczność wału ...................................................................................................15

8 Wnioski z oględzin i badań ..........................................................................................19

9 Wykaz wykorzystanych materiałów ............................................................................21

4

ZAŁĄCZNIKI TEKSTOWE

1. Opis terenowy wału

2. Podstawowe parametry wału w przekrojach poprzecznych

3. Ocena stanu technicznego i bezpieczeństwa wału

4. Wnioski z oględzin i badań wraz z zaleceniami koniecznych napraw

DOKUMENTACJA RYSUNKOWA I FOTOGRAFICZNA

1. Mapa lokalizacyjna

2. Mapa dokumentacyjna – skala 1:1500

3. Karty otworów badawczych

4. Karty sondowań

5. Przekroje poprzeczne

6. Przekrój podłużny

7. Objaśnienia do przekrojów

8. Badania laboratoryjne

9. Tabela średnich wartości parametrów warstw geotechnicznych

10. Dokumentacja fotograficzna

5

1 Wstęp

1.1 Podstawa formalna

Niniejszą ekspertyzę techniczną wału przeciwpowodziowego wykonano w ramach umowy nr

Me/2/2013 dla zadania „Wykonanie ekspertyzy technicznej wału przeciwpowodziowego rzeki

Nysa Łużycka od km 79,990 do km 80,960” w ramach umowy pomiędzy HPC Polska Sp. z

o.o., a Lubuskim Zarządem Melioracji i Urządzeń Wodnych w Zielonej Górze.

1.2 Cel i zakres opracowania

Celem niniejszego opracowania jest ekspertyza techniczna wału przeciwpowodziowego rz.

Nysa Łużycka od km 79+990 do km 8+960, położonego w Łęknicy, województwie lubuskim,

powiecie żarskim. Na podstawie ekspertyzy oceniono stan techniczny wału

przeciwpowodziowego i przedstawiono zalecenia dotyczące koniecznych napraw,

wzmocnień wału wraz z opisem wykonania tych napraw.

Prace geotechniczne i badania, przeprowadzone w dniach 30.09 - 01.10.2013, dotyczyły 1

odcinka wałów rz. Nysa Łużycka, o skorygowanej, łącznej długości 1+037 km.

W toku prac geotechnicznych odwiercono 15 otworów badawczych, o łącznej długości 35 m,

oraz wykonano 15 sondowania geotechniczne sondą dynamiczną, o długości 35 m. Łącznie

więc przeanalizowano 15 profili oraz 15 sondowań. Z profili pobrano i przebadano

laboratoryjnie 10 próbek gruntu. Na tej podstawie wykonano 5 poprzecznych przekrojów oraz

1 podłużny przekrój geotechniczny.

Prace kameralne obejmowały analizę wyników przeprowadzonych prac geotechnicznych i

badań laboratoryjnych.

2 Charakterystyka terenu badań

2.1 Lokalizacja terenu badań

Badany wał przeciwpowodziowy zlokalizowany jest wzdłuż rzeki Nysa Łużycka w

miejscowości Łęknica. Administracyjnie jest to województwo lubuskie, powiat żarski. Łęknica

położona jest w południowo – zachodniej części województwa lubuskiego przy granicy

Polsko - Niemieckiej. W bezpośrednim sąsiedztwie po niemieckiej stronie leży miasto Bad

Muskau.

Teren badanego odcinka wału przeciwpowodziowego objęty jest miejscowym planem

zagospodarowania przestrzennego z dnia 28 lipca 2005 roku. Teren wału został określony

jako jednostka KDW czyli drogi dojazdowe wewnętrzne KDW o minimalnej szerokości w

liniach rozgraniczających od 8,0 – 5,0 m.

Obszar zawala określony jest w planie jako strefa bezpośredniego zagrożenia powodzią

rzeki Nysy Łużyckiej dla której zabrania się wykonywanie robót oraz czynności , które mogą

utrudnić ochronę przed powodzią a w szczególności m.in.:

1) wykonywania urządzeń wodnych oraz wznoszenia innych obiektów budowlanych.

Obszar międzywala określony jest w planie jako tereny zagrożone wezbraniami

powodziowymi ( 1% woda powodziowa ) rzeki Nysy Łużyckiej.

6

Lokalizacja terenu badań przedstawiona jest na mapie lokalizacyjnej – Zał. nr 1, a mapa

dokumentacyjna stanowi Zał. nr 2.

2.2 Położenie geograficzne, opis terenu badań

Łęknica położony jest w południowo – zachodniej części województwa lubuskiego.

Miasto leży w obszarze makroregionu Wzniesienia Łużyckiego. W związku z tym, iż dla

badanego odcinka wału Zleceniodawca podał kilometraż rzeki (km 79+990 do km 80+960),

przyjęto że początek badanych wałów, tj. most łączący Łęknice z niemieckim miastem Bad

Muskau będzie miał kilometraż roboczy km 0+000. Kilometraż ten w końcowym odcinku

badanych wałów, tj. przy ul. Ogrodowej wyniósł 1+037. Badany odcinek wałów znajduje się

na działkach o numerach ewidencyjnych: 182, 191, 306 oraz 332.

Badany odcinek wału stanowi wał przeciwpowodziowy rzeki Nysa Łużycka. Nysa Łużycka

jest drugim co do wielkości lewobrzeżnym dopływem II rzędu Odry. Całkowita długość rzeki

wynosi 251,8 km, w tym 197,6 km na obszarze Polski. Dno doliny Nysy Łużyckiej na odcinku

około 135 km (od Zgorzelca do Gubina) obniża się od rzędnej około 180 m n.p.m. do rzędnej

około 60 m n.p.m., tj. prawie o 120 m. Głębokość rzeki jest bardzo zmienna i waha się od

kilkudziesięciu centymetrów do kilku metrów w podmyciach i przy stopniach wodnych. Rzeka

ta zaliczana jest pod względem reżimu hydrologicznego do cieków o charakterze górskim i

podgórskim, cechującym się gwałtownymi przyborami wód wskutek wysokich opadów, czy

szybkiego topnienia pokrywy śnieżnej w zlewni.

3 Zakres wykonywanych prac i badań

3.1 Lokalizacja otworów i przekrojów geotechnicznych

Otwory badawcze lokalizowane były w wytypowanych przez uprawionego geologa punktach.

W przekrojach poprzecznych wału przeciwpowodziowego wykonywano po 3 otwory

badawcze.

Dla poszczególnych otworów przyjęto następujące oznaczenia: k - ( korona wału), o -

(zawale, strona odpowietrzna), w - (międzywale, strona odwodna).

Dla wału wykonano:

5 przekrojów geotechnicznych (15 otworów i 15 sondowań dynamicznych), 35 m.b.

wiercenia i 35 m.b. sondowań.

3.2 Realizacja otworów geotechnicznych i pobór próbek gruntu

Celem minimalizacji perforacji korpusu i podłoża wałów wszystkie otwory wiertnicze zostały

wykonane sondą RKS.

Po odwierceniu otworów geotechnicznych w danym przekroju, ich opróbowaniu i pomiarze

położenia zwierciadła wód podziemnych, otwory były likwidowane przez zasypanie urobkiem,

z możliwym zachowaniem kolejności przewiercanych warstw. Wszystkie otwory zostały

pomierzone w nawiązaniu do mapy sytuacyjno – wysokościowej z państwowego zasobu

geodezyjnego.

7

Roboty wiertnicze prowadzono pod stałym dozorem uprawnionego geologa. Do obowiązku

dozoru należało:

- sprawdzenie lokalizacji wierceń,

- nadzorowanie prowadzenia wierceń i sondowań,

- ustalenie głębokości i ilości otworów w przekroju,

- opis geotechniczny przewiercanych gruntów zgodnie z normą PN-86/B-02480,

- badania makroskopowe gruntów wg normy PN-88/B-04481,

- kontrola poboru próbek do badań laboratoryjnych.

Po nawierceniu zwierciadła wody podziemnej wiercenie było przerwane i przeprowadzony

był pomiar zwierciadła wody.

W trakcie wierceń pobierane były, zgodnie z normą PN-88/B-04481, próbki do badań

laboratoryjnych.

Pobrane próbki poddawane były wstępnej selekcji, a następnie próbki reprezentatywne dla

poszczególnych przekrojów geotechnicznych oraz dla danego odcinka wału, wytypowane

przez geologa nadzorującego zostały przekazane do badań laboratoryjnych.

3.3 Sondowanie geotechniczne

Dla oceny stopnia zagęszczenia gruntów niespoistych w rejonach lokalizacji otworów

badawczych zostały wykonane sondowania geotechniczne lekką sondą dynamiczną typu

SD-10. Ich lokalizacja w przekrojach geotechnicznych pokrywa się z lokalizacją otworów

badawczych, przedstawionych w zał. nr 5 i 6. Karty z wynikami sondowań przedstawia zał. nr

4.

3.4 Prace geodezyjne

W trakcie badań stanu wału wykonano następujące prace geodezyjne, w nawiązaniu do

mapy sytuacyjno – wysokościowej pozyskanej ze Starostwa Powiatowego w Żarach:

- wytyczenie miejsc przekrojów geotechnicznych,

- pomiar niwelacyjny korony wału w wykonanych przekrojach geotechnicznych (3 pomiary

korony wału – krawędź odwodna, środek, krawędź odpowietrzna),

- pomiary wysokościowe otworów wiertniczych,

Ich wyniki stanowią m.in. przekroje geotechniczne wału (zał. nr 5,6), karty otworów

badawczych (zał. nr 3) oraz ich lokalizacja (zał. nr 1).

3.5 Badania laboratoryjne

Badania laboratoryjne gruntów, zostały wykonane łącznie dla 10 reprezentatywnych

próbek: na podstawie normy PN-88/B-04481, i objęły swym zakresem oznaczenia

następujących właściwości fizycznych:

gęstość właściwa

wilgotność naturalna

8

granica plastyczności

granica płynności

stopień plastyczności

wskaźnik plastyczności

zawartość części organicznych

analiza sitowa

analiza areometryczna

4 Wydzielenie warstw geotechnicznych

Na podstawie wyników prac badawczych oraz badań laboratoryjnych, wydzielono warstwy

geotechniczne w gruntach nasypowych korpusu wałów oraz w gruntach rodzimych

mineralnych podłoża wałów. Wydzielono warstwy jednorodne pod względem cech fizycznych

i mechanicznych. Parametry geotechniczne poszczególnych warstw (Zał. nr 9) określono

metodą A, zgodnie z PN-81/B-04452 i PN-88/B-04481, oraz metodą B zgodnie z PN-81/B-

03020, a także danych literaturowych. Opis i symbole gruntów przyjęto na podstawie PN-

86/B-02480. Występujące w podłożu grunty organiczne w postaci namułów i torfu (O1, O2,

O3), zawierających 10,53% - 46,94% części organicznych, potraktowano jako grunty spoiste.

Charakterystykę wydzielonych warstw geotechnicznych wałów i ich podłoża przedstawiono w

formie tabelarycznej w zał. nr 9. Przebieg warstw przedstawiono na kartach otworów

badawczych (Zał. Nr 3) oraz na przekrojach (Zał. nr 5, 6). Skróty, symbole i oznaczenia

dotyczące charakterystyki warstw geotechnicznych podano w objaśnieniach do przekrojów

geotechnicznych (Zał. nr 7).

4.1 Warunki geotechniczne

Analiza wyników wierceń, sondowań oraz badań laboratoryjnych pozwoliła na wydzielenie w

korpusie wału 2 warstw geotechnicznych o zróżnicowanych parametrach: warstwa wI i

warstwa wII. Ich geotechniczną charakterystykę przedstawiono w Zał. nr 9. Grunty niespoiste

znajdują się w stanie średnio zagęszczonym. Współczynnik filtracji „k” piasku średniego

warstwy wI wynosi 1,260x10-4 cm/s, piasku gliniastego warstwy wII wynosi 2,246x10-5 cm/s,.

Kąt tarcia wewnętrznego piasku gliniastego wynosi 13o, a jego spójność 30 kPa.

Analiza wyników wierceń, sondowań oraz badań laboratoryjnych pozwoliła na wydzielenie w

podłożu wału 12 warstw geotechnicznych o zróżnicowanych parametrach: 6 warstw dla

gruntów spoistych – C1, C2, C3, O1, O2, O3, 1 warstwa dla gruntów antropogenicznych: nN

oraz 5 warstwy dla gruntów niespoistych – Ia, Ib, IIa, IIb, III. Ich geotechniczna

charakterystykę przedstawiono w Zał. nr 9. Grunty niespoiste znajdują się w stanie średnio

zagęszczonym. Grunty spoiste są w stanie od miękkoplastycznego do twardoplastycznego.

Współczynnik filtracji „k” piasków drobnych i pylastych z warstwy Ia i Ib wynosi 1x10-5 cm/s,

piasków średnich i grubych z warstwy IIa i IIb wynosi 1x10-4 cm/s, pospółek z warstwy III

wynosi 1,044*10-3 - 7,250*10-4 cm/s. Natomiast współczynnik filtracji pyłów wynosi 1x10-6,

piasków gliniastych 1,x10-5 cm/s, dla namułów gliniastych 1x10-7 cm/s, dla gliny piaszczystej i

9

gliny 1x10-7 cm/s, a dla torfu <1x10-7 cm/s. Współczynniki filtracji obliczone zostały wzorami

Hazena i USBSC oraz przyjęte z literatury.

Kąt tarcia wewnętrznego pyłu i pyłu piaszczystego plastycznego wynosi 11o, przy spójności

10 kPa. Kąt tarcia wewnętrznego piasku gliniastego półzwartego wynosi 13o, przy spójności

30 kPa. Kąt tarcia dla gliny piaszczystej i gliny wynosi 8,50o, a jego spójność 8 kPa.

Grunty spoiste organiczne w postaci namułów gliniastych zawierają 10,53 % części

organicznych, a torf 46,94%.

4.2 Obliczenia stateczności wału

Dane do analizy stateczności stanowią aktualne przekroje geologiczne, określające

geometrię wałów oraz parametry geotechniczne gruntów budujących wały.

Do obliczeń przyjęto parametry geotechniczne zgodnie z wynikami badań laboratoryjnych

(tabel 9) Obliczenia przeprowadzono dla 5 przekrojów, które są charakterystyczne dla

wydzielonych kilometrów:

0+970 - przekrój 1-1

0+760 - przekrój 2-2

0+458 - przekrój 3-3

0+303 - przekrój 4-4

0+148 - przekrój 5-5

Do sprawdzenia warunków stateczności stosuje się zależność, której ogólna postać

w metodzie stanów granicznych jest następująca:

p * Edestab. Estab.

gdzie:

E stab.- charakterystyczne oddziaływania stabilizującego, którymi są:

charakterystyczny opór graniczny podłoża gruntowego,

suma rzutów na płaszczyznę ścięcia wszystkich sił od obciążeń charakterystycznych,

przeciwdziałających przesunięciu,

moment wszystkich sił charakterystycznych przeciwdziałających obrotowi,

E destab. - charakterystyczne oddziaływania destabilizującego, którymi są:

wartość obciążenia charakterystycznych (ciężar własny, obciążenie zewnętrzne),

moment wszystkich sił charakterystycznych powodujących obrót,

charaktetystyczna wartość składowej stycznej wszystkich obciążeń powodujących

przesunięcie w płaszczyźnie ścięcia,

p - współczynnik pewności niezależny od klasy budowli hydrotechnicznej i wynosi:

1,50m – dla podstawowego układu obciążeń

1,30m – dla wyjątkowego układu obciążeń

10

Przyjęta w opracowaniu metoda sprawdzenia warunków stateczności to klasyczna metoda

BISHOPA. Algorytm tej metody jest podstawą programu obliczeń numerycznych "GGU

Stability". Program służy rozwiązaniom problemów praktyki inżynierskiej takim jak

stateczność obciążonych skarp i zboczy z uwzględnieniem wpływów wody, spękań oraz

wzmocnień. Wynikiem obliczeń programem GGU Stability są miary stateczności globalnej

wału i lokalnej poszczególnych skarp, którymi są wskaźniki stateczności F. Wskaźnik

stateczności wyznaczany jest jako iloraz sił: F= p = E stab /E destab. Spośród wszystkich Fi (dla

tysięcy potencjalnych powierzchni poślizgu, które wymienione są na wydruku) automatycznie

wyszukiwana jest potencjalna powierzchnia poślizgu na której F osiąga minimum.

F min jest podane na wydruku tuż po danych wejściowych (pasek z prawej strony) a ponadto

potencjalna powierzchnia zniszczenia zaznaczona jest na schemacie analizowanego profilu.

Opcje programu pozwalają dodatkowo na schemacie analizowanego profilu nanosić

potencjalne powierzchnie zniszczenia z odpowiadającymi im wartościami Fi. Graficzne

przedstawienie wyników analizy ułatwia formułowanie wniosków odnośnie stateczności

lokalnej oraz stateczności globalnej skarp i zboczy.

Analiza stateczności stanowi element oceny stanu technicznego wałów

przeciwpowodziowych wymaganych zgodnie z Rozporządzeniem Mistra Środowiska z dnia

20.04.2007 r.

Do analizy stateczności przyjęto wody wezbraniowe na wysokości 0,50 m poniżej korony

wału. W obliczeniach nie uwzględniano obciążeń zewnętrznych na koronie wału.

5 Charakterystyka wału przeciwpowodziowego

5.1 Wyniki obserwacji stanu całego wału

W opisie wałów przeciwpowodziowych brano pod uwagę oprócz ogólnego stanu

technicznego wałów również lokalne warunki, które mogą wpływać niekorzystnie na

bezpieczeństwo powodziowe, oraz stanowić przyczynę zagrożenia wału np.:

brak właściwie ukształtowanych skarp - zaobserwowano na początkowym odcinku

wału zdeformowaną koronę i skarpę od strony odwodnej, km 0+000 – 0+013.

skarpy wału od strony odwodnej nie schodzą bezpośrednio do brzegów rzeki tzn., że

nie są narażone na uszkodzenie przy normalnym przepływie wody lub przy

pochodzie lodów. Zagrożeniem mogą być również zwierzęta wodne drążące swoje

kanały spod lustra wody – nie zaobserwowano takich zjawisk.

Oczka wodne, tereny podmokłe, wyrobiska, starorzecza wypełniane wodą u podnóża

skarpy mogą prowadzić do rozluźnienia gruntu w korpusie wału oraz zwiększenia

filtracji wody przez podłoże w czasie powodzi – nie zaobserwowano takich zjawisk,

występują lokalne podmokłości na zawalu.

Budowle w korpusie wału stwarzają zagrożenia nie tylko z powodu występujących w

ich rejonie przesiąków, ale mogą się zdarzyć wokół nich przypadki rozkopywania

wałów – budowle w korpusie wału stwierdzono na jego początkowym odcinku.

Rzędna terenu międzywala powyżej rzędnej terenu zawala świadczy o możliwości

tworzenia się podsiąków w rejonie zawala – zaobserwowano w nielicznych

przypadkach.

11

Uszkodzenia wału spowodowane przez ścieżki prowadzące w poprzek wału,

spowodowane przez ludzi lub zwierzęta prowadzić może do uszkodzenia wału i

obniżenia jego parametrów poprzez obniżenie korony wału lub uszkodzenie

zadarnienia – zaobserwowano wąską ścieżkę wydeptaną przez dzikie zwierzęta w

km 0+920-0+923 oraz zjazd na międzywale na km 0+483 (przy nieczynnym

wiadukcie kolejowym)

Uszkodzenia wału spowodowane aktywnością gryzoni dzieją się za sprawą głównie

kretów i nornic. Krety i nornice powodują spulchnienie wału oraz poprzez drążenie

kanałów doprowadzają do przesiąków wody przez wał w trakcie podniesienia się

wody w rzece do wysokości powyżej stopy wału i w dalszej kolejności poważnych

uszkodzeń – zaobserwowano na początkowym odcinku wału, oprócz tego wał jest w

licznych miejscach zryty przez dziki.

W ramach oceny stanu technicznego wału przeprowadzono wizję lokalną i oględziny stanu

wału. Wykonano również dokumentację fotograficzną, z której wybrane zdjęcia

zamieszczono na Zał. nr 10 (w opisie wskazano kierunek wykonywania zdjęcia). Wszystkie

wykonane zdjęcia zamieszczono na płycie CD.

Opis stanu wału poszczególnych badanych odcinków zawarto w załączniku tekstowym nr 1.

5.2 Ekspertyza geologiczna gruntów korpusu wału przeciwpowodziowego i

jego podłoża

Budowę geologiczną korpusu wałów i ich podłoża przedstawiono na podłużnym profilu

geotechnicznym wału (Zał. nr 6) oraz na przekrojach poprzecznych (Zał. nr 5), których

lokalizację pokazano na mapie dokumentacyjnej (Zał. nr 2). Szczegółowe wyniki rozpoznania

zawierają karty otworów wiertniczych (Zał. nr 3) oraz karty sondowań geotechnicznych (Zał.

nr 4).

Wał rozpoznano 5 przekrojami poprzecznymi.

Korpus wału zbudowany jest z jednorodnych nasypowych gruntów mineralnych:

niespoistych. Korona wału nie wykazuje znaczących deniwelacji poprzecznych i podłużnych.

W budowie korpusu przeważają grunty niespoiste, gdzie dominuje piasek średni i piasek

średni ze żwirem (przekroje S-3, S-4, S-5). Lokalnie w korpusie występują grunty określone

jako piaski gliniaste. Piaski te, mimo iż laboratoryjnie opisane zostały jako piaski gliniaste (ze

względu na zawartość frakcji ilastej), makroskopowo wykazują typowe cechy gruntów

niespoistych - nie dawały się wałeczkować, w stanie suchym nie wykazywały kształtu bryłek,

a w stanie wilgotnym nie wykazywały cechy plastyczności. Potwierdzają to również wyniki

sondowania dynamicznego w tych gruntach z występującymi dużymi oporami na stożku

sondy. Piaski gliniaste budują część korpusu wałów w przekrojach S-1 i S-2.

Podłoże wału zbudowane jest głównie z gruntów niespoistych, lokalnie występują grunty

spoiste, a także gruntów antropogenicznych (nasypy niebudowlane). Grunty niespoiste

występują w postaci piasków pylastych, drobnych, średnich, grubych oraz pospółek. Grunty

12

spoiste wykształcone są jako gliny, gliny piaszczyste, piaski gliniaste, pyły, pyły piaszczyste,

namuły gliniaste oraz torfy.

5.3 Warunki hydrogeologiczne

Warunki hydrogeologiczne w korpusie wału i jego podłożu przedstawiono na przekrojach

poprzecznych (Zał. nr 5), których lokalizację pokazano na mapie dokumentacyjnej (Zał.

nr 2). Położenie zwierciadła wód gruntowych odnosi się do września 2013 r.

W korpusie wału nie stwierdzono występowania zwierciadła wody. W podłożu wału występuje jeden poziom wodonośny, którego zwierciadło nawiercono w utworach niespoistych – w piaskach, zalegających poniżej gruntów spoistych i niespoistych. Zwierciadło jest o charakterze swobodnym, lokalnie tylko ma charakter napięty. Poziom zwierciadła swobodnego występuje na głębokościach 0,40- 1,50. Poziom wody stabilizuje się generalnie na poziomie zbliżonym do zwierciadła wody w Nysie Łużyckiej.

5.4 Klasa wału

Według informacji uzyskanych od Zamawiającego dla wałów na tym odcinku rzeki nie

określono klasy ważności budowli hydrotechnicznej.

5.5 Poziom wód miarodajnych

Według informacji otrzymanych od Zamawiającego, Lubuski Zarząd Melioracji nie dysponuje

danymi odnośnie poziomu wód miarodajnych dla tego odcinka rzeki. Jedyną informacją na

temat przepływów miarodajnych Nysy Łużyckiej są dane z opracowania niemieckiego

„HWSK-Nr. 39 Gefahrenkarte Lausitzer Neifle Gemeinde Bad Muskau” - Dresden,

28.01.2005. Według tego opracowania przepływu Nysy Łużyckiej kształtują się następująco:

Dla przekroju rzeki w km 79+928 poziom przepływu 2% wynosi 105,65 m npm., a dla

przepływu 2% w km 80+748 wynosi 107,00 m npm.

Dla przekroju rzeki w km 79+928 poziom przepływu 1% wynosi 106,90 m npm., a dla

przepływu 1% w km 80+748 wynosi 107,93 m npm.

Dane te jednak trzeba traktować bardzo orientacyjne.

6 Kryteria oceny stanu technicznego wału

W celu przeprowadzenia oceny stanu technicznego obwałowania rzeki Nysy Łużyckiej na

analizowanym odcinku, posłużono się analizą jego aktualnych parametrów technicznych,

oraz wynikami badań, co do jakości i struktury gruntów z jakich zostały wykonane wały.

Uzyskane dane skonfrontowano z aktualnie obowiązującymi wymaganiami dotyczącymi

jakości zagęszczenia gruntów w korpusie wału oraz wymogami co do parametrów przekroju

poprzecznego, jakim wg stosownych przepisów powinny odpowiadać wały

przeciwpowodziowe.

Podstawowe parametry charakteryzujące stan techniczny wałów oraz stanowiące o jego

przydatności, dla przeprowadzenia wód miarodajnych zgodnie z obowiązującymi przepisami,

są następujące:

13

I) Wyniesienie rzędnej korony wału ponad zwierciadło wody przy przepływach ustalonych

jako miarodajne dla danej klasy wałów.

II) Stopień zagęszczenia oraz rodzaj gruntu w korpusie i podłożu wału, który ma bardzo

istotne znaczenie dla warunków filtracji wody przez korpus i podłoże jak również dla

zachowania stateczności budowli wałowych.

III) Parametry techniczne korpusu wału takie jak:

• szerokość korony wału (komunikacja i dojazd w razie remontów i akcji

przeciwpowodziowej),

• nachylenie skarpy odwodnej i odpowietrznej wału,

• stan budowli wałowych (przepusty, itp.),

• stopień zarastania budowli wałowych krzewami lub drzewami, oraz zniszczenie wałów

spowodowane przez innego rodzaju czynniki zewnętrzne takie jak: zwierzęta budujące nory,

rozmycia wału, dewastacja w miejscach przejazdów itp.

IV) Stateczność wału.

7 Ocena stanu technicznego wału

7.1 Wyniesienie rzędnej korony wału ponad zwierciadło wody miarodajnej

Bezpieczne wyniesienie korony wałów ponad miarodajne przepływy wezbraniowe wynosi dla

III klasy wałów 0,7 m ponad wodę miarodajną, a dla klasy II wałów 1,0 m.

Poniżej przedstawiono tabelę z danymi odnośnie wyniesienia korony wału ponad wodę

miarodajną przyjętą z opracowania „HWSK-Nr. 39 Gefahrenkarte Lausitzer Neifle Gemeinde

Bad Muskau” - Dresden, 28.01.2005.

km rzeki

rzędne wody miarodajnej wyniesienie

korony wału ponad

wodę 1% dla wału klasy II

wyniesienie korony

wału ponad wodę 2% dla wału klasy III

klasa wału II III

przepływ 1% 2%

nr przekroju rzędna korony wału

79+928 V 106,94 106,9 105,65 0,04 1,29

80+158 IV 107,1 107,22 106,1 -0,12 1

80+373 III 107,56 107,41 106,4 0,15 1,16

80+842 II 107,22 107,7 106,77 -0,48 0,45

80+748 I 107,87 107,93 107 -0,06 0,87

Należy jednak zaznaczyć, że powyższe dane nie mogą stanowić żadnej podstawy do

ewentualnych prac projektowych. Są to tylko szacunki oparte na niezweryfikowanych

danych niemieckich. Aktualne przepływy miarodajne Nysy Łużyckiej dla prac

projektowych należy uzyskać z IMiGW. Również dla oceny właściwej wysokości

korony wału należy określić jego klasę ważności jako budowli hydrotechnicznej.

14

7.2 Ocena jakości zagęszczenia gruntu w wale

Podstawowym kryterium dla oceny stanu technicznego wałów przeciwpowodziowych jest

jakość zagęszczenia gruntu budującego korpus obwałowania i jego podłoża. Jakość

zagęszczonego gruntu określana jest przez wskaźnik zagęszczenia lub stopień

zagęszczenia gruntu (IS lub ID) w korpusie wału. Powinny one spełniać następujące warunki

minimalne dla wałów istniejących:

• W przypadku gruntów spoistych - IS > 0,92

• W przypadku gruntów niespoistych - ID ≥ 0,50

Stopień zagęszczenia i wskaźnik zagęszczenia gruntów w korpusie wału odpowiada

wymaganiom stawianym dla tego typu urządzeń. Pod tym względem stan wału należy ocenić

jako dobry.

7.3 Parametry techniczne obwałowania.

Istotne znaczenie dla zachowania stateczności wału w warunkach powodziowych ma

również jego przekrój poprzeczny, tj. szerokość korony, nachylenie skarp, wysokość wału.

Omawiane parametry przekroju poprzecznego obwałowań mają bardzo istotny wpływ nie

tylko na warunki i wielkość filtracji przez wał, a zatem na jego stateczność. Mają one również

duże znaczenie dla warunków eksploatacji i konserwacji obwałowań. Poniżej omówiono

podstawowe wymagania, zawarte w przepisach, dotyczące parametrów przekroju

poprzecznego obwałowań.

• Szerokość korony wałów i ławki ma duże znaczenie zarówno dla warunków stateczności

jak i komunikacji po wale. Z tych względów szerokość korony wału i ławki nie może być

mniejsza od 3,0 m, tak aby był zapewniony dojazd nie tylko w czasie wystąpienia wezbrań

powodziowych lecz również dla umożliwienia konserwacji budowli wałowych.

• Wymagane jest bezpieczne minimalne wyniesienie korony wału ponad wody miarodajne,

jak również brak lokalnych zaniżeń korony lub miejsc w których nastąpiła jej dewastacja i

zniszczenie oraz występują ubytki w pokryciu darniną.

• Nachylenie skarp ma decydujące znaczenie dla stateczności skarp. Generalnie wały

zbudowane z gruntów niespoistych winny posiadać skarpy odwodne o nachyleniu nie

większym niż 1:2,5 a skarpy odpowietrzne z drenażem o nachyleniu 1: 2, natomiast bez

drenażu o nachyleniu maksymalnym 1:2,25. Wały zbudowane z gruntów spoistych powinny

mieć nachylenie skarp nie większe niż 1:2 we wszystkich przypadkach.

Na podstawie analizy sporządzonych przekrojów poprzecznych ocenianego odcinka

obwałowania oraz profilu podłużnego, określono jego podstawowe parametry i ich zgodność

z wymogami stawianymi dla klasy III ziemnych budowli hydrotechnicznych. Przyjęto III klasę

ważności budowli hydrotechnicznej jako najbardziej prawdopodobną dla tego wału.

Ocena poszczególnych parametrów wału.

Na całej długości badane wały posiadają zmienne parametry. Przedstawiają się one

następująco:

15

• szerokość korony wału: od 2,70 do 8,43 m.

• nachylenie skarpy odwodnej: od 1:1,66 do 1: 3,27

• nachylenie skarpy odpowietrznej: od 1:1,43 do 1:3,73

• wysokość wału: minimalna = 1,27 m do maksymalnej = 2,25 m.

• nierówna niweleta korony wału.

Uwagi:

• zbyt duże nachylenie skarpy odwodnej i odpowietrznej na niektórych odcinkach,

• zaniżone parametry korony wału – zbyt mała szerokość korony wału - poniżej 3,0 m na

odcinku wału znajdującego się przy moście łączącym Łęknicę z Bad Muskau,

• stwierdzono występowanie drzew i krzewów w międzywalu i na zawalu tuż u podnóża

skarpy wału praktycznie na całej długości wału.

• zaobserwowano ślady „ zrycia” korpusu przez dzikie zwierzęta praktycznie na całej długości

oraz pojedyncze miejsca działalności drobnych gryzoni na koronie i skarpach wału

(kretowiska i jamy nornic).

Wymienione wyżej elementy nie stanowią jednak bezpośrednio zagrożenia dla

bezpieczeństwa wału.

7.4 Stateczność wału

Obliczenia stateczności wału dla poszczególnych przekrojów geotechnicznych przedstawiono poniżej.

W obliczeniach uwzględniono teoretyczny przebieg krzywej depresji wody gruntowej przez wał na

podstawie wzorów Dupui [Vademecum ochrony przeciwpowodziowej].

Wskaźnik stateczności skarpy wału w przekroju 1-1 po stronie odpowietrznej wynosi F=2,78.

Rys.1. Przekrój 1-1. Wskaźnik stateczności skarpy wału po stronie odpowietrznej wynosi F=2,78.

16

Obliczenia wskaźnika stateczności skarpy wału w przekroju 2-2 po stronie odpowietrznej

przedstawiono poniżej. Wskaźnik stateczności wynosi F=2,99.

Rys.2. Przekrój 2-2. Wskaźnik stateczności skarpy wału po stronie odpowietrznej F=2,99.

Obliczenia wskaźnika stateczności skarpy wału w przekroju 3-3 po stronie odpowietrznej

przedstawiono poniżej. Zgodnie z wzorami obliczeniowymi Dupui może pojawić się wypływ wody

gruntowej na skłonie skarpy wału po stronie odpowietrznej na wysokości około 0,20 m. Wskaźnik

stateczności wynosi F= 2,15.

Rys.3. Przekrój 3-3. Wskaźnik stateczności skarpy wału po stronie odpowietrznej F=2,15.

17

Obliczenia wskaźnika stateczności skarpy wału w przekroju 4-4 po stronie odpowietrznej

przedstawiono poniżej. Zgodnie z wzorami obliczeniowymi Dupui może pojawić się wypływ wody

gruntowej na skłonie skarpy wału po stronie odpowietrznej na wysokości około 0,20 m. Wskaźnik

stateczności wynosi F= 1,45.

Rys.4. Przekrój 4-4. Wskaźnik stateczności skarpy wału po stronie odpowietrznej F=1,45.

Obliczenia wskaźnika stateczności skarpy dla lokalnej powierzchni zniszczenia wału w przekroju 5-5

po stronie odpowietrznej przedstawiono poniżej. Zgodnie z wzorami obliczeniowymi Dupui może

pojawić się wypływ wody gruntowej na skłonie skarpy wału po stronie odpowietrznej na wysokości

około 1,20 m. Wskaźnik stateczności lokalnej wynosi F= 0,72.

Rys.5. Przekrój 5-5. Lokalny wskaźnik stateczności skarpy wału po stronie odpowietrznej F=0,72.

18

Oznacza to, że skarpa po stronie odpowietrznej nie posiada wymaganego wskaźnika stateczności

skarpy i w czasie podwyższonego poziomu wody w rzece może dojść do lokalnej i globalnej utraty

stateczności skarpy (rys. 6).

Rys.6. Przekrój 5-5. Globalny wskaźnik stateczności skarpy wału po stronie odpowietrznej F=0,93.

W związku z powyższym konieczna będzie zmiana nachylenia skarp wału zarówno po stronie

odwodnej oraz odpowierznej do nachylenia min: skarpa odwodna 1:3, skarpa odpowietrzna 1:2,5.

Dodatkowo konieczne będzie uszczelnienie wału w jego koronie za pomocą przesłony

przeciwfiltracyjnej. Wyniki stateczności skarpy po zmiana kątów nachylenia skarp przedstawiono

poniżej (rys. 7). Wskaźnik stateczności globalnej wynosi F= 1,34.

Rys.7. Przekrój 5-5. Globalny wskaźnik stateczności skarpy wału po stronie odpowietrznej F=1,34.

19

W załączniku tekstowym (tab. nr 3) przeprowadzono zbiorczą ocenę stanu technicznego

wału na podstawie opracowania „Ocena stanu technicznego obwałowań

przeciwpowodziowych” - IMUZ w Falentach, 2008 r. W tabeli (zał. tekstowy nr 2) zestawiono określone na podstawie przekrojów poprzecznych

nachylenia skarp, szerokość korony, wysokości wału, oraz charakterystyczne rzędne.

W załączniku tekstowym nr 4 przedstawiono wnioski z oględzin i badań wału wraz z

zaleceniami dotyczącymi koniecznych napraw, wzmocnień oraz z opisem sposobu

wykonania tych napraw.

8 Wnioski z oględzin i badań

1. Teren przyległy do wałów stanowią głównie tereny zielone porośnięte drzewami i

krzewami, oprócz początkowego odcinka z targowiskiem.

2. Znaczną część międzywala na odcinku od wiaduktu kolejowego w stronę ul. Ogrodowej

porastają drzewa i krzewy.

3. Od strony odpowietrznej bezpośrednio przy wale występują lokalnie podmokłości.

4. U podstawy skarp wału w wielu miejscach rosną krzewy i drzewa. W jednym miejscu

drzewa rosną w skarpie odwodnej. Przy budynkach targowych (na początkowym

odcinku wału) drzewa rosną praktycznie na koronie wału.

5. Przy moście łączącym Łęknicę z niemieckim miastem Bad Muskau, po stronie

odpowietrznej stoją budynki „blaszaki”. Są one częściowo wbudowane w wał, a wzdłuż

nich wbudowany jest w koronę wału niski murek z cegieł.

6. Z dachów budynków targowych wody opadowe odprowadzane są bezpośrednio na

koronę wału.

7. Praktycznie brak jest możliwości dojazdu do wału zarówno od strony odpowietrznej jak i

po koronie wału na tym odcinku gdzie budynki targowiska przylegają bezpośrednio do

wału.

8. Z uwagi na to, że wzdłuż większości trasy biegnącej od mostu kolejowego do ulicy

ogrodowej (km 0+513 – 1+037) porastają drzewa i krzewy, brak jest możliwości

bezpośredniego dojazdu do wałów od strony odpowietrznej (możliwość dojazdu tylko

koroną).

9. Na wałach stwierdzono brak oznaczeń kilometrażu (słupków hektametrycznych).

10. Stwierdzono, że wały zbudowane są z gruntów niespoistych (piaski).

11. Nie stwierdzono występowania w korpusie wałów gruntów słabonośnych i organicznych.

12. Stopień zagęszczenia i wskaźnik zagęszczenia gruntów w korpusie wałów odpowiada

wymaganiom stawianym dla tego typu urządzeń.

13. Wysokość samych wałów jest zmienna w zależności od poziomu terenu zawala i

międzywala.

14. Powierzchnia korony wałów jest nierówna, z wyjeżdżonymi koleinami, miejscami z

brakiem zadarnienia.

15. W wielu miejscach na wale występuje słabe zadarnienie.

20

16. Nie zaobserwowano istnienia nachylenia poprzecznego korony wału (w kierunku skarpy

odwodnej) w celu jej odwodnienia.

17. Szerokość korony wału wynosi od 2,70 do 8,43 m.

18. W większości skarpy wałów ukształtowane są prawidłowo, brak prawidłowego

nachylenia skarp stwierdzono w przekroju IV i V. Dotyczy to początkowego odcinka wału

wału. W przekrojach wału nr IV i V skarpy po stronie odpowietrznej i odwodnej są zbyt

strome.

19. Wał kończy się przy ul. Ogrodowej.

20. Nie stwierdzono występowania uszkodzeń wałów w stopniu zagrażającym ich

bezpieczeństwu takich jak:

poważniejszych zmienności geometrii wału spowodowanych uszkodzeniami,

mechanicznymi lub osiadaniem,

poważniejszych uszkodzeń wału w formie wyrw, szczelin i spękań,

uszkodzeń spowodowanych przez duże zwierzęta (jak bobry i lisy) - (jamy).

21. Zaobserwowano w kilku miejscach po stronie odpowietrznej stare pozostałości worków z

piaskiem. Jest możliwe, że w tych miejscach występowały przesiąki przez wał i został on

tam wzmocniony workami.

22. Zaobserwowano wysypywanie gruzu na skarpę odwodną wału, jak również

występowanie nasypów niebudowlanych u podnóża skarpy odwodnej.

23. Miejscami zaobserwowano występowanie na koronie wału i skarpach miejsc bez

zadarnienia (widoczny jest czysty piasek). Być może było to uzupełnienie lokalnych

ubytków w wale.

24. Ślady „zrycia” wału przez dzikie zwierzęta (dziki) zaobserwowano praktycznie na całej

długości badanych wałów, ponadto zaobserwowano pojedyncze miejsca świadczące o

działalności drobnych gryzoni na koronie i skarpach wału.

25. Występowanie drzew i krzewów w międzywalu i zawalu. Porośnięte jest międzywale i

zawale, a drzewa i krzewy występują w większości tuż u podnóża skarpy wału.

26. Stateczność skarp wału w większości przekrojów jest wystarczająca, za wyjątkiem

skarpy po stronie odpowietrznej w przekroju V, która nie posiada wymaganego

wskaźnika stateczności.

27. Na wale widoczny jest brak jego systematycznej pielęgnacji, co doprowadziło do

zachwaszczenia i zadrzewienia głównie podstawy skarp oraz miejscowych zaników

darni na wale.

28. Aby wały prawidłowo spełniały swoją funkcję, wymagana jest ich właściwa eksploatacja.

W jej ramach konieczne jest prowadzenie systematycznej, starannej i pełnej konserwacji

wałów, koszenie skarp i korony nasypu, wyrównywanie powstałych deformacji,

uzupełnianie ubytków, zasypywanie - likwidowanie nor zwierząt.

29. Niezależnie od obowiązku usuwania powstałych zniszczeń i awarii, niezbędne jest

prowadzenie robót pielęgnacyjnych zadarnienia na skarpach wałów. Niezbędne jest

także usuwanie samosiewów drzew i krzewów rosnących w strefie ochronnej wałów.

30. Wnioski z oględzin i badań wraz z oceną stanu obiektu budowlanego i zaleceniami

dotyczącymi koniecznych napraw zawarte są w Zał. tekstowym nr 4.

21

9 Wykaz wykorzystanych materiałów

Materiały robocze i archiwalne

dane z wizji terenowych

wyniki badan terenowych i laboratoryjnych

mapa sytuacyjno-wysokościowa w skali 1:1 000

Materiały pomocnicze

Zarys Geotechniki. Zenon Wiłun, Warszawa 2000 r.

Grunty nasypowe. Właściwości geotechniczne i metody ich badania. Stanisław

Pisarczyk. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej. Warszawa 2004 r.

Grunty organiczne i laboratoryjne metody ich badania. Elżbieta Myślińska. PWN.

Warszawa 2001 r.

Podstawy hydrogeologii stosowanej. Praca zbiorowa. PWN Warszawa 2006 r.

PN-B-03020:1981 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli.

Obliczenia statyczne i projektowanie.

PN-B-02480:1986 Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów.

PN-B-04481:1988 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu.

PN-B-02481:1998 Geotechnika. Terminologia podstawowa, symbole literowe i

jednostki miar.

Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie warunkót technicznych, jakimi

powinny odpowiadać budowle hydrotechniczne i ich usytuowanie z dnia 20 kwietnia

2007