Hodnocení skalního řícení a jeho sanace na silnici I/44 Červenohorské sedlo

Příspěvek informuje o dalším případu skalního řícení, které se událo na území Severní Moravy. Tentokrát hodnotí skalní řícení a návrh jeho sanace na silnici I/44 Červenohorské sedlo. I tento případ byl detailně zmapován, posouzen z hlediska míry rizika skalního řícení a také byla navržena adekvátní sanační opatření.

Pro účely určení míry rizika skalního řícení je ve světě nejvíce používán systém RHRS (Rockfall Hazard Rating Systém) – dle Pierson et al., 1990. Tento systém umožňuje, po provedení rekognoskace a jednoduchého výpočtu, urychlené zhodnocení míry rizika daného skalního řícení podle [15] a dle tab. 1. V rámci prohlídky místa skalního řícení je nutno posoudit výšku svahu, sklon svahu, procento zachycení kamenů v příkopě, míru rizika ohrožení vozidel, vzdálenost místa skalního řícení od místa prvního zahlédnutí, šířku komunikace včetně okrajů, geologickou stavbu, vrstevnatost, puklinatost, stupeň zvětrání, velikost padajících kamenů, objem spadlého kamení, počasí, přítomnost vody v lokalitě a historii skalního řícení v místě. Každé z těchto hodnotících kritérií ovlivňuje míru rizika skalního řícení, také však dochází ke vzájemnému vlivu kritérií, například sklon svahu předurčuje druh pádu kamenů a také vzdálenost dopadu (obr. 1) a [15]. Typy zajištění skalního řícení jsou na obr. 2 [17].

Obr. 1  Skalní řícení na svazích podle FHWA Manual Rock Slopes (XI/1991)

Silnice I/44 Červenohorské sedlo – skalní řícení

Zájmová oblast se nachází na západním úbočí strmě exponované hory – Červená hora (1333 m n. m.) – na silnici I/44 mezi Jeseníkem a Šumperkem asi 1,0 km severně od Červenohorského sedla. Horský svah je zde strmě exponován východním směrem pod generelním sklonem přibližně 40° až do údolí Červenohorského potoka. Délka skalního odřezu dosahuje asi 500,0 m a výška se pohybuje od 3,0 m do maximálně 5,5 m. Tento odřez je postižen skalním řícením, které ohrožuje provoz na silnici. V celém rozsahu přibližně 500 m dlouhého výchozu krystalinických hornin se vyskytují foliace poměrně konzistentních hodnot směru a velikosti úklonů. Foliace upadají cca k SZ, tj. do masívu pod průměrným sklonem 45°. Generální směr a velikost úklonů foliací je asi 298/45. Hodnoty směru a velikosti úklonů se pohybují mezi 237° až 328° a hodnoty velikosti úklonů se pohybují v intervalu od 32° do 59°. Plochy foliací jsou v dané oblasti dobře viditelné (měřitelné) v litologických typech, které jsou zastoupeny svory, rulami. Naopak obtížněji jsou viditelné v oblastech masivních poloh rul a bazických hornin.

Obr. 2  Typy zajištění skalního řícení podle Fookes and Sweeney (1976)

Horninový masív je v zájmové oblasti prostoupen celkem třemi puklinovými systémy, které oslabují stabilitu navětralého až slabě zvětralého obnaženého horninového masívu a spolu se podílejí na velikosti a četnosti nestabilních a opadavých bloků hornin. Generelně se dá kon­statovat, že se jedná o pukliny přibližně Z – V směru (systém SP1 – 8/83, respektive 185/82), SZ – JV směru (systém SP2 – 42/73, respektive 216/74) a S – J směru (systém SP3 – 105/62). V zájmové oblasti se vyskytují metamorfované horniny devonského patra složitého tektonického styku okraje keprnické a desenské klenby. V průběhu terénních prací byly ověřeny převážně navětralé ruly, slabě až silně zvětralé svory a svorové ruly, dále poloha navětralých metabazických hornin. Na základě vyhodnocení výsledků terénních mapovacích prací bylo, pro účely vypracování návrhu sanačních opatření, vyčleněno pět tříd litologických typů – LT I až LT V (pozn: litologický typ LT IV byl dále rozdělen na LT IVa a LT IVb, a to z důvodu rozdílného stupně tektonické alterace).

Rozdělení zájmového území do kvazihomogenních bloků

Zájmové území se rozdělilo do kvazihomogenních bloků z hlediska potenciálních rizik velikosti a četnosti opadů rozvolněných bloků hornin takto:

I – maximální riziko
staničení 18,0 m – 65,0 m; 150,0 m – 430,0 m; 460,0 m – 487,0 m
Maximální riziko je vázáno na oblast s výskytem litologického typu LT II (navětralé polohy rul, lokálně se mohou vyskytovat polohy slabě zvětralých svorů, oblast je prostoupená vysokou četností sekundárních puklin, tj. puklin zvětrávání) a na oblast s lit. typem LT IVb – silně rozvolněné a minimálně slabě zvětralé svory (masív je intenzivně prostoupen sekundárními puklinami). Průměrná velikost potenciálně uvolněných bloků hornin je přibližně;  0,3 m × 0,4 m × 0,4 m. V rozsahu staničení; 210,0 m – 230,0 m se v celé délce vyskytuje převis hloubky 1,0 m – 2,5 m. Předpokládaná hloubka rozvolnění masívu je asi 1,0 m až 1,2 m.  Celkový objem osypů u paty svahu je asi 40 m³.

II – vysoké riziko
staničení 65,0 m – 150,0 m
Oblast s výskytem litologického typu LT III – kompaktnější zdravé až navětralé polohy rul, v horních partiích se mohou lokálně vyskytovat navětralé až slabě zvětralé svory, na rozdíl od kvazihomogenního bloku I se zde nevyskytuje tak vysoká četnost sekundárních puklin. Průměrná velikost potenciálně uvolněných bloků hornin je cca 0,2 m × 0,2 m × 0,1 m. Předpokládaná hloubka rozvolnění masívu je cca 0,5 m. Celkový objem osypů u paty svahu je cca 8 m³.

III – střední riziko
staničení 0,0 m – 18,0 m; 430,0 m – 460,0 m
Oblast s výskytem litologického typu LT I – deluviální zeminy charakteru písků jílovitých, symbol SC až štěrků jílovitých, symbol GC a také s lit. typem LT IVa – silně rozvolněné a minimálně slabě zvětralé svory (masív je intenzivně prostoupen sekundárními puklinami, v důsledku výskytu méně odolnějších hornin se zde u paty odřezu vyskytují osypy). Průměrná velikost potenciálně uvolněných bloků hornin ve staničení 430,0 m až 460,0 m je přibližně 0,2 m × 0,3 m × 0,3 m. Předpokládaná hloubka rozvolnění masívu je asi 1,2 m. Celkový objem osypů u paty svahu je přibližně 12 m³.

IV – minimální riziko
staničení 487,0 m – 500,0 m
Jedná se o oblast s výskytem litologického typu LT V – kompaktní/celistvé polohy bazických hornin. Předpokládaná hloubka rozvolnění masívu je cca 0,3 m – a to pouze lokálně. Maximální velikost potenciálně uvolněných bloků hornin je přibližně 0,2 m × 0,2 m × 0,1 m. Rozvolněné bloky se vyskytují cca v jedné čtvrtině plochy odřezu.

Navrhovaná sanační opatření

Na základě provedených a vyhodnocených terénních prací navrhujeme, pro účely zajištění bezpečného provozu na silnici I/44 v rozsahu staničení 46,610 km – 47,110 km, realizovat následující činnosti:

• Odtěžit nejrozvolněnější část horninového masívu do hloubky minimálně 0,25 m a od­stranit zcela rozvolněné horninové bloky.
• Zpevnit svah hřebíkováním a překrýt očištěný horninový masív ocelovou sítí.
• Instalovat záchytnou dynamickou bariéru, a to přibližně 5,0 m od horní hrany odřezu.
• Odstranit nevhodné stromy do průměru 300,0 mm.
• Lokalizovat a kvantifikovat lokální výchozy zvětralých hornin v prostoru nad horní hranou výchozu. Z důvodů větší energie dopadů bloků hornin z vyšších částí svahu bude nutné tato potenciální ohniska vysledovat po očištění svahu a následně je zajistit kotvením a překrytím sítěmi (obr. 4).
• S ohledem na nepříznivý úklon diskontinuit, ve spodní části svahu nad výchozem, zvýšit stabilitu svahu instalací horninových kotev.

Určení míry rizika skalního řícení na silnici I/44 pod Červenohorským sedlem bylo provedeno v souladu s tab. 1, Hodnocení míry rizika skalního řícení – systém RHRS. Ze 13 hodnotících kritérií uvedených v tab. 1 není v naší praxi obvyklé provádět tato hodnocení: efektivity příkopu, průměrného rizika vozidla, procenta času k odhadnutí situace na komunikaci a měření šířky komunikace včetně odstavných pásů. Riziko skalního řícení v předmětné lokalitě ČHS získalo dle tab. 1 hodnocení 387 bodů. Lokalita s hodnocením mezi 300 a 500 body, dle [16], musí být sanována. Systém RHRS neumožňuje navržení vhodného typu sanačního opatření, pouze určuje míru nezbytnosti sanačního zásahu.

Obr. 4  Silnice I/44 sanace svahu – příčný řez

TEXT: Ing. Jaroslav Ryšávka, Ph.D., Ing. Richard Skopal
FOTO A OBRÁZKY: UNIGEO a. s.
Jaroslav Ryšávka a Richard Skopal působí ve společnosti UNIGEO a. s., divize SANEKO, Ostrava-Hrabová.

Literatura:
  1. Žebera, K.: Kvartér Ostravska a Moravské brány. Praha: Československá akademie věd, 1965.
  2. Dopita, M. et al.: Geologie české části hornoslezské pánve. Praha: Ministerstvo životního prostředí České republiky, 1997.
  3. Czudek, T.: Reliéf Moravy a Slezska v kvartéru. SURSUM, Tišnov, 1997.
  4. Záruba, Q. – Mencl, V.: Inženýrská geologie, Praha: Academia, 1987.
  5. Mapy poddolovaných oblastí – mapový server. Česká geologická služba. http://www.geofond.cz.
  6. Akademie věd ČR, Geofyzikální ústav, Seismické oddělení, http://www.ig.cas.cz/.
  7. Záruba, Q. – Mencl, V.: Sesuvy a zabezpečování svahů. Praha: Academia, 1987.
  8. Menčík, E.: Geologie Moravskoslezských Beskyd a Podbeskydské pahorkatiny. Praha: Academia, 1983.
  9. Mapy sesuvných oblastí – mapový server, Česká geologická služba. http://www.geofond.cz.
10.Ostrava – Koblov – sesuv – IGP – závěrečná zpráva. Ostrava: AZGEO, červenec 2010.
11. SDD 1279 – štola Hubert – závěrečná zpráva GTP. Ostrava: UNIGEO, únor 2012.
12. ČSN 73 6133 Návrh a provádění zemního tělesa pozemních komunikací.
13. ČSN EN ISO 14 688-2 Geotechnický průzkum a zkoušení. Pojmenování a zatřiďování zemin. Část 2: Zásady pro zatřiďování. (pozn: symboly zemin dle této předlohy jsou v textu v závorce).
14. Badger, T. C. – Lowell, S.: Rockfall Control Washington State. In: Rockfall;  Prediction and Control and Landslide Case Histories, Transportation Research Record, National Research Council, Washington, No 1342, 14–19. 1992.
15. Pierson, L. A. – Davis, S. A. – Van Vickle, R.: Rockfall Hazard Rating System; Implementation Manual. Federal Highway Administration (FHWA) Report
    FHWA-OR—EG-90-01. FHWA, U. S. Department of Transportation. 1990.
16. Hoek, E.: Analysis of Rockfall Hazards, Unpublished internal notes, Golder Associates, Vancouver, 2012.
17. Fookes, P.G. and Sweeney, M.: Stabilisation and Control of Local Rockfalls and Degrading of Slopes. Quart. J. Engng Geol. 9, 37–55, 1976.

Článek byl uveřejněn v časopisu Inžinierske stavby/Inženýrské stavby.