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.
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
V1 | V2 | |
X | 1 – 6 mm.s-1 | 0,01 – 0,10 mm.s-1 |
Y | 1 – 5 mm.s-1 | 0,02 – 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 | |
X | 0,5 – 1 mm.s-1 | 0,005 – 0,010 mm.s-1 |
Y | 0,5 – 1 mm.s-1 | 0,005 – 0,010 mm.s-1 |
Z | 0,5 – 1 mm.s-1 | 0,010 – 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.
T1 | T2 | |
X | 0,02 – 0,08 mm.s-1 | 0,02 – 0,08 mm.s-1 |
Y | 0,02 – 0,04 mm.s-1 | 0,02 – 0,08 mm.s-1 |
Z | 0,02 – 0,08 mm.s-1 | 0,01 – 0,03 mm.s-1 |
Pokračovanie článku na ďalšej strane TU