Dynamické bariéry – systém ochrany před skalním řícením

• Foto

V tomto článku budeme věnovat pozornost převážně dvěma projektům, které se realizovaly v roce 2013 v rámci operačního programu životního prostředí v oblasti podpory 6.6., týkající se prevence sesuvů a skalních řícení. V prvním případě se jedná o skalní svahy v těsné blízkosti velmi významné železniční trati 072 Všetaty – Děčín Prostřední Žleb. Ve druhém případě se jedná o skalní svahy u silnice III. Třídy č. 1043 vedoucí z Prahy do Vraného nad Vltavou. Ačkoli se jedná o rozdílné typy komunikací, skalní svahy v jejich blízkosti jednoznačně spojuje unikátnost zde přítomného přírodního biotopu. Z tohoto důvodu se přistoupilo k řešení problému systémovými opatřeními, kde hlavním sanačním prvkem staveb jsou speciální záchytné dynamické bariéry. Pokusíme se Vám stručně přiblížit oba tyto projekty sanace rizikových skalných svahů, které vznikly za významné podpory využití výsledků výzkumných projektů Ministerstva průmyslu a obchodu FR-TI1/546: „Výzkum a vývoj tvorby systematizace bezpečných, spolehlivých a ekonomicky optimálních opatření pro sanace skal a skalních svahů“ – NEMETON 2013 a FR-TI4/329: „Výzkum a Vývoj – tvorba aplikačního systému pro návrh a posouzení zemních a horninových kotev včetně vývoje monitorovacích prvků“.

DYNAMICKÉ BARIÉRY
V hrubé podstatě se dá dynamická bariéra popsat jako speciální ocelový plot, jehož hlavním úkolem je zachytit a zastavit padající skalní blok. V technické terminologii jde však o speciální systém složený z ocelových panelů, ocelových lan, opěrných a kotevních prvků a z pohlcovačů energie. Sloupy bariéry působí nezávisle na záchytných panelech a v případě, že je sloup vystavený přímému dopadu bloku, který způsobí jeho porušení, sousední sloupy jsou vždy schopné přebrat a přenést kinetickou energii padajícího objektu. Při nárazu padajícího kamene nebo části skály do bariéry dochází k její deformaci a k pohlcení kinetické energie kamene a to v rozsahu od 100 kJ do 5 000 kJ v závislosti na typu bariéry.

Bariéry tvoří překážku mezi skalním svahem a územím pod ním, které je ohroženo skalním řícením. Efektivita dynamických bariér spočívá ve velmi účinné ochraně ohroženého prostoru, kdy do výše položeného skalního svahu není nutné zasahovat a současně dochází k pokrytí velké plochy rizikového skalního masívu.

ZAJIŠTĚNÍ SKALNÍ STĚNY KALVÁRIE
Tato stavba je umístěna do strmých skalnatých jižně exponovaných svahů Chráněné krajinné oblasti České středohoří a přírodní rezervace Kalvárie, která je domovem ohrožených biologických druhů, např. ještěrky zelené a endemické rostliny křivatce českého. Avizované skalní svahy se nachází na pravém břehu řeky Labe v bezprostřední blízkosti trati 072 mezi obcemi Velké Žernoseky a Libochovany. Trať byla postavena v roce 1874 společností Rakouská severozápadní dráha jako součást magistrály mezi Vídní a německými hranicemi v Děčíně a dodnes tvoří velmi důležitou trasu do SRN.

Při vlastním projektovém návrhu této stavby se poprvé aplikovali poznatky z výzkumu NEMETON 2013. Původní koncepční studie zajistit skalní masív Kalvárii sítěmi o ploše cca 70 000 m² byla se značnou úsporou prostředků nahrazena dynamickými bariérami, které na stavbu dodala celosvětově působící společnost Maccaferri z Itálie.

Stavbu provedenou na skalním svahu lze popsat v superlativech. Svým rozsahem totiž patří mezi jednu z nejvýznamnějších staveb na železničních cestách, které jsou realizovány výhradně pro zajištění bezpečnosti provozu na nich. Na této stavbě jsou navrženy dynamické bariéry výšky 4 – 6,5 m se schopností zachytit pád objektu o kinetické energii 1 000 – 5 000 kJ a právě rozsahem navržených dynamických bariér je tato stavba výjimečná a unikátní. Samotná dynamická bariéra o kinetické energii 5 000 kJ má svých pár nej – je nejodolnější instalovanou třídou bariéry v České republice a nejtěžší komponent vytažený ručně pomocí lanové techniky byly právě její sloupy o výšce 6 m a váze 480 kg.

I přestože byl začátek stavby odkládán z poloticho-byrokratických důvodů, stavba byla zhotovitelem společností STRIX Chomutov, a.s. ukončena 22 dní před plánovaným termínem dokončení a to i za podmínek, kdy nejvyšší naměřená teplota při provádění prací dosáhla 38 °C ve stínu a kdy se hladina Labe během povodní zvedla natolik, že zaplavila všechny dostupné přístupové trasy. Rekordního času bylo dosaženo i díky využití letecké techniky, čímž stavba podtrhla svou unikátnost, neboť to bylo zcela poprvé, co pro stavební práce byla využita doprava materiálu na stavbu vrtulníkem.

ZAJIŠTĚNÍ ZVOLSKÉ HOMOLE
Druhou neméně významnou stavbou bylo zajištění skalních svahů v těsné blízkosti komunikace III. třídy, která spojuje Prahu s jinak těžko dostupnou obcí Vrané nad Vltavou. Na nutnost realizace projektu poukázal fakt, kdy byl stav skalních svahů na začátku roku 2013 posouzen jako havarijní a komunikace vedená v její patě byla bezodkladně uzavřena, což zvedlo vlnu nevole nejen u obyvatel nedaleké obce.

Dynamické bariéry zde instalované do skalní stěny jsou schopny zachytit padající blok o kinetické energii do 2 000 kJ při výšce jednotlivých plotů v rozsahu 4 – 5 m. Avšak skalní svahy se nachází na pravém břehu Vltavy v Evropsky významné lokalitě Zvolská homole a především kvůli četným druhům chráněných rostlin – tařice skalní, koniklec luční český, či violka trojbarevná skalní, bylo nutné v průběhu realizace měnit technické uspořádání prvků dynamických bariér, s čímž ani výrobky švýcarské firmy Geobrugg instalované do skalního svahu nemají problém.

Ačkoli zhotovitel této stavby společnost Pozemní komunikace Bohemia, a. s. nemusel nasazovat vrtulník pro realizaci stavby, musel tuto stavbu provádět pod stálým tlakem obyvatel obce Vrané nad Vltavou, v místech s extrémní ochranou životního prostředí a pod tlakem politicko byrokratických zájmů. Opětovné otevření provozu na komunikaci tak symbolicky vytvořilo vánoční dar všem obyvatelům obce.

SLOVO ZÁVĚREM
Ačkoli se dynamické bariéry v alpských zemích využívají již celou řádku let, u nás si své místo nacházejí až nyní. Jejich popularita roste nejen díky své spolehlivosti a vysoké schopnosti zajištění ohrožených liniových staveb, ale také díky minimalizaci stavebního zásahu do přirozeného krajinného rázu. Z tohoto a mnoha dalších důvodů
naše společnost SG-Geoprojekt, spol. s r. o. je oslovována k vypracování dalších a dalších projektů, ve kterých bude využito pozitivních vlastností těchto prvků. Dalšími takto sanovanými oblastmi v brzké době budou také mimo jiné svahy povltavské kaskády, či skalní stěny v oblasti správy CHKO Labské Pískovce, kde jsme již věhlasnými projektanty.

Foto: Ing. Stanislav Štábl

Dynamic Barriers – System of Rockfall Protection
The fact that rocks gradually degrade and crumble is nothing new. However, problem arises if such a weather-worn rocky massif is close to places with increased movement of persons. Over the last years, these cases have been puzzling the administrations of roads and railways on which traffic safety is necessary to ensure.

Autoři

• Ing. Navrátilová Lenka
• Ing. Štábl Stanislav