VYHODNOTENIE REALIZAČNÝCH VARIANTOV VÝSTAVBY DIAĽNICE V PROCESE EIA D3 ŽILINA/ BRODNO – KYSUCKÉ NOVÉ MESTO (1. časť)

Cieľom príspevku je prezentácia tvorby súboru kritérií v procese EIA na výber optimálneho variantu s ohľadom na dopad hluku, vibrácií a technickej seizmicity pre variantné riešenie výstavby diaľnice D3 Žilina / Brodno – Kysucké Nové Mesto. Variant výstavby diaľnice s tunelom je porovnaný s variantom výstavby diaľnice s estakádou. Nulový variant je zdokumentovaný a následne porovnaný s variantnými riešeniami výstavby diaľnice D3 v prípade ich realizácie.

Mgr. Ing. Michal Bugala, Ing. Ján Šimo, CSc, 

Klub ZPS vo Vibroakustike, s.r.o., Žilina

Doc. RNDr. Blažej Pandula, CSc., Doc. Mgr. Julián Kondela, PhD. 

F BERG TU Košice


ÚVOD

Dynamickú odozvu spôsobenú technickou seizmicitou v prípade ustáleného periodického zaťaženia nie je potrebné ďalej analyzovať pokiaľ na referenčnom stanovisku efektívna rýchlosť kmitania nepresiahne medzné hodnoty efektívnej rýchlosti vef (mm.s-1). Ak sa hodnoty rýchlostí nedajú získať na referenčnom stanovisku alebo priamo na stavebnom objekte meraním, možno pre koľajovú a cestnú dopravu a technickú seizmicitu použiť zákon útlmu. Zo zákona útlmu je možne stanoviť pre  zdroje v rôznej vzdialenosti, či technická seizmicita z hľadiska medzného stavu ovplyvňuje posudzovaný objekt. 

V článku sú uvedené výsledky monitorovania pri overovaní možnosti ohrozenia existujúcich stavebných objektov vplyvom technickej seizmicity, ktoré sa nachádzajú v blízkosti trasy budúcej diaľnice D3. Bola skúmaná možnosť ohrozenie objektov výškovým vedením trasy budúcej diaľnice D3 s názvom „variant B – povrchový“ a tunelovým vedením trasy.

Jedná sa o stavbu diaľnice v kategórii D 24,5/80 v úseku Žilina (Brodno) – Kysucké Nové Mesto. Je súčasťou diaľničného ťahu D1 – D3 v trase Bratislava – Žilina – Skalité a Multimodálneho dopravného koridoru č. VI., Transeurópskych sietí a Transeurópskej magistrály v smere sever – juh.


PRENOSOVÉ PROSTREDIE A METODIKA MERANIA

Geologické pomery (horninové prostredie - prenosové prostredie) v posudzovanom úseku je relatívne monotónne. Ide o fluviálne sedimenty riečnych terás rieky Kysuca. Hlavne sa jedná o horizontálne uložené štrky, piesčité štrky, zahlinené štrky a hliny (Obr. 1). Z pohľadu prenosu seizmických vĺn ide o prostredie s vysokým útlmom pokiaľ nie je zavodnené. Práve prítomnosť vody v uvedenom horninovom prostredí zvyšuje mieru prenosu seizmických vĺn od dopravy.


Obr. 1 Geologická mapa blízkeho okolia posudzovaného úseku D3 Žilina (Brodno)-Kysucké Nové Mesto Posudzovaný úsek je vyznačený červenou čiarou (zdroj ŠGÚDŠ).

Kvartér: 1- fluviálne a proluviálne sedimenty: hliny a štrkovité hliny nív tokov, 2- štrky a štrkovité hliny nív tokov, 3- fluviálne sedimenty: štrky a piesčité zahlinené štrky vrchných terás, 4- fluviálne sedimenty: piesčité štrky nižších stredných terás, 5- fluviálne sedimenty: štrky a piesčité, miestami zahlinené štrky vyšších stredných terás, 6- proluviálne sedimenty: hlinité štrky s úlomkami (náplavové kužele), 7-deluviálne sedimenty: nečlenené svahoviny a sutiny vcelku, prevažne hlinité a kamenito-hlinité svahoviny, 8- deluviálne sedimenty: nečlenené svahoviny a sutiny vcelku, prevažne hlinité a kamenito-hlinité svahoviny; Paleogén:9-Zlínske súvrstvie-bystrické vrstvy- bystrické ílovce, pieskovce s glaukonitom, arkózové pieskovce. 10-zastavané územie


Pre potrebu predikcie vplyvu budúcej prevádzky diaľnice D3 sme merali vplyv mostového záveru na vrcholovú hodnotu rýchlosti kmitania vpeak v meracom bode V1 na nosníku pod poškodeným mostovým záverom a v meracom bode V2  na betónovej platni vo vzdialenosti 25 m (Obr. 2) od poškodeného mostového záveru počas prejazdov osobných automobilov (OA) a nákladných automobilov (NA). Tieto merania poukázali na možné maximálne hodnoty rýchlosti kmitania pri prejazdoch nákladných a osobných automobilov pri prevádzke diaľnice D3.


     

Obr. 2 Meracie referenčné stanoviská V1 a V2 na estakáde v Čadci v meracom bode V1 (hore) na nosníku pod mostovým záverom poškodeným/funkčným a v meracom bode V2 (dole) na betónovej platni vo vzdialenosti 25 m od mostového záveru


Tab. 1 Namerané vrcholové hodnoty rýchlosti kmitania vpeak na meracích bodoch V1 a V2 pri prejazde nákladných automobilov na pilieri s poškodeným mostovým záverom


 V1V2
X 1 – 6 mm.s-10,01 – 0,10 mm.s-1
Y1 – 5 mm.s-10,02 – 0,08 mm.s-1
Z 1 – 2 mm.s-1 0,04 – 0,09 mm.s-1


Tab. 2 Namerané vrcholové hodnoty rýchlosti kmitania vpeak na meracích bodoch V1 a V2 pri prejazde osobných automobilov na pilieri s poškodeným mostovým záverom


V1 V2
X0,5 – 1 mm.s-10,005 – 0,010 mm.s-1
Y0,5 – 1 mm.s-10,005 – 0,010 mm.s-1
Z0,5 – 1 mm.s-10,010 – 0,020 mm.s-1

       

Obr. 3 Časový priebeh vrcholovej hodnoty rýchlosti kmitania vpeak v smere X Y a Z počas prejazdov (OA) a (NA) v meracom bode V1 na nosníku podpery poškodeného mostového záveru

          

Obr. 4 FFT analýza v meracom mieste V2 vo vzdialenosti 25 m od podpery poškodeného mostového záveru bez a počas prejazdov OA a NA cez mostový záver.


Na stanovenie zákona útlmu seizmických vĺn, ktorých zdrojom je prejazd automobilov po komunikácii sme uskutočnili meranie prejazdov automobilov po cestnej komunikácií I/11 na estakáde v Čadci v meracom bode V1 na nosníku pod mostovým záverom poškodeným/funkčným a v meracom bode V2  na betónovej platni vo vzdialenosti 25 m od mostového záveru na efektívnu   a vrcholovú  hodnotu rýchlosti kmitania vpeak .

Na základe nameraných hodnôt bol stanovený zákon útlmu seizmických vĺn od osobných aj nákladných automobilov (Obr. 5)

 

Obr. 5 Útlm seizmických vĺn pri prechode nákladných automobilov po cestnej komunikácii


Pre potrebu hodnotenia vplyvov pre tunelový variant sme merali vplyv tunelového portálu na vrcholovú hodnotu rýchlosti kmitania vpeak v meracom bode T1 na tunelovom portáli „ Čadca Horelica“ a v meracom bode T2  na betónovej platni vo vzdialenosti 25 m tunelového portálu počas prejazdov osobných OA a nákladných NA automobilov v hodinovom profile 1416 automobilov, z toho 402 NA.

    

Obr. 6 Meracie referenčné stanoviská 2 - bod T1 na tunelovom portáli „ Čadca Horelica“ a  bod T2 na betónovej platni vo vzdialenosti 25 m od tunelového portálu počas prejazdov osobných OA a nákladných NA automobilov


Tab. 3 Namerané vrcholové hodnoty rýchlosti kmitania vpeak na meracích bodoch T1 a T2 pri prejazde nákladných automobilov na tunelovom portáli a  vo vzdialenosti 25 m od tunelového portálu počas prejazdov OA a NA cez tunel. 


T1T2
X0,02 – 0,08 mm.s-10,02 – 0,08 mm.s-1
Y0,02 – 0,04 mm.s-10,02 – 0,08 mm.s-1
Z0,02 – 0,08 mm.s-10,01 – 0,03 mm.s-1


Pokračovanie článku na ďalšej strane TU