2007 arrows 03 arrows Užití energie výbuchu k budování protipovodňových opatření

text: Ing. Henrych, DrSc.
číslo: 03/07
Užití energie výbuchu k budování protipovodňových opatření
odeslat odeslat    tisk tisk

V dřívějších létech bývalo území v okolí vodních toků vystavováno s určitou pravidelností záplavám , zapříčiněným táním sněhu, vytvářením a uvolňováním barier plovoucími ledovými krami, velkými dešti apod. V posledních létech však dochází ke globální klimatické změně, ovlivněné zejména lidskou činností (exhalace plynů, kouř z topidel, výfukové plyny motorů, kondenzační čáry za letadly při nočních letech, které se roztáhnou až na šířku několika kilometrů a mohou na obloze zůstat i několik hodin a zachycovat infračervené záření, které nemůže uniknout  do vesmíru [1] apod.) a dalšími antropogenními faktory [2], které způsobují globální oteplování.
Rychlé a nerovnoměrné změny teploty, doprovázené změnou tras vzdušných proudů, silné bouře s dlouhodobými přívalovými dešti apod., působí téměř náhlé zvýšení průtoku vody, vzestup hladiny a překročení množství vody, které jsou koryta jednotlivých toků schopna odvádět. Povodně vznikají také náhlým uvolněním překážky, jako je protržení přehradní hráze, bariery ledových ker při jarním tání ledu apod. Každá povodeň je charakterizována vybranými parametry, z nichž se vychází při řešení povodňové ochrany. Z těchto parametrů je nejdůležitější kulminační průtok a objem povodňové vlny [2]. Z minulosti jsou známy kulminační průtoky dosažené, nebo překročené v určitých místech pravděpodobně jednou za určitý počet let, zejména voda 100letá (Q100) a voda 1000letá (Q1000). Nepravidelnost vzdušných proudů ovlivňuje i místa dešťů a působení záplav. Škody závisí na velikosti záplav a místu jejich působení. Protože záplavy mají v posledních létech tendenci k opakování, je třeba budovat protipovodňová opatření k omezení možných škod.

1. Protipovodňová opatření

Při povodních vystoupí voda z břehů, zaplaví přilehlá území vodních toků v místech, kde koryto nedostačuje k jejímu odvedení a působí škody na terénu, vegetaci a na různých objektech. Problematika povodní a ochrany proti nim je ze širšího pohledu pojednána v [2]. Jsou pojednána teoretická východiska a metodologie modelování povodňových vln a také otázky vlivu vodních děl (přehrady, jezy, úpravy koryt atd.) na zmírnění povodní a zdůrazňuje se nutnost zvýšení ochrany před katastrofálními povodněmi. Autoři dospěli k závěru, že ochrana před povodněmi není u nás zatím uspokojivě dořešena, což platí i pro současnou dobu. Vliv vodních děl na snížení kulminačního průtoku a objemu povodňových vln je většinou omezený. Jedinou reálnou možností ochrany území a objektů v zaplavovaných oblastech je realizace protipovodňových opatření přímo na tocích a v inundačních oblastech.
Protipovodňová opatření lze rozdělit z hlediska doby jejich trvání a způsobu realizace na stálá, mobilní a speciální. Jako stálá opatření lze jmenovat trvalé zábrany, např. hráze, přehrady, odvodňovací kanály (koryta) a rýhy v zemi vůbec. Mobilními opatřeními jsou mobilní zábrany (stěny, hrazení), která se před povodní instalují na určitých místech podél břehů vodních toků a po povodni demontují a uskladní pro opětné použití.
Opatření, která nelze zařadit do dvou uvedených skupin, jsou speciální. Mají provizorní charakter (i když mohou být případně po povodni na určitou dobu ponechána) a vyznačují se zpravidla jednorázovým použitím, k němuž bylo nutno urychleně přistoupit při bezprostředním a ne včas předvídaném ohrožení povodní. Patří sem např. výstavba hrází z pytlů naplněných pískem, dočasných zemních hrází, vyhloubení odvodňovacích koryt apod. Do této speciální kategorie lze též zařadit zhotovení projektů rychlé realizace, včetně organizačních a prováděcích  opatření na výstavbu ochranných hrází, odvodňovacích koryt apod., připravených pro rychlou aplikaci v době neodvratného ohrožení zátopou. Pokud taková situace nenastane, pak vynaložené prostředky byly jen minimální. Je zřejmé, že projekt musí obsahovat jen takovou technologii protipovodňových opatření, kterou lze rychle realizovat. Patří sem explozivní výstavba zemních hrází a odvodňovacích kanálů. Jako speciální opatření lze též jmenovat explozivní rozrušení bariéry z ledových ker, která způsobuje rozliv vody do okolí.
Dílčí opatření, jako je výstavba protipovodňových hrází, odvodňovacích kanálů apod., lze integrovat do větších ochranných celků, jako jsou poldery. Původním obsahem tohoto termínu je dno bývalého mělkého moře, vysušené a chráněné hrázemi proti opětnému zaplavení. Leží často pod úrovní mořské hladiny, nebo hladiny vodní nádrže, jezera apod. V našem případě, v souvislosti s povodněmi, to jsou suchá území, zpravidla v blízkosti vodních toků, jejichž povrch je pod úrovní návrhové míry kulminační povodňové hladiny a proti zatopení je chráněn hrázemi. Hráze lze vybudovat explozivní technologií, přemístěním (vytržením a vyhozením) materiálu zeminy (horniny) dané lokality přímo na budovanou hráz. Poldery slouží k ochraně  zemědělských a zahradních území a také zástavby.
Aplikace explozivních metod při budování protipovodňových opatření má některé výhody (značná rychlost realizace, využití (vyhození) stávajících hornin přímo do objemu masivu budované hráze , bez nutnosti jejich dovozu, úspora práce, možnost užití v extrémních podmínkách – pevných horninách, zvodnělých půdách kdy nelze použít strojní mechanizmy) a také nevýhody (rozlet horniny, seismické otřesy,vzdušná rázová vlna). Tyto vedlejší účinky je nutno posoudit (např. [3], [4], [5], [9], [12]) a zajistit bezpečnost. Pro výhody lze, za příhodných podmínek, užití explozivních metod doporučit.
Při projektování explozivních technologií výstavby lze aplikovat poznatky, získané v rámci teoretického a experimentálního výzkumu. Širokého uplatnění získaly postupy, založené na teorii modelové podobnosti výbuchů (např. [4], [5], [6], [8],[11]), poznatky experimentálního výzkumu a také, zejména pro hodnocení účinků na konstrukce, programy pro PC (FEAT, SCIA.ESA PT apod.), založené na finitních metodách (např. [4], [7]).

2. Rýhy

2.1. Kráter výbuchu
Rýha je jáma (prohlubeň) v zemi, otevřená na povrch, jejíž největší rozměr (délka) značně převládá nad šířkou a hloubkou. Pod obecný pojem rýha lze, v závislosti na účelu, zahrnout takové praktické aplikace, jako je žlab (stavebně upravená rýha pro průtok vody), koryto (protáhlá prohlubeň pro stálý, nebo občasný povrchový vodní tok), kanál (umělé vodní koryto s obezděnými svahy, průplav, průliv, úžina, přeliv).
Základním stavebním prvkem všech těchto děl, při jejich explozivní výstavbě, je kráter výbuchu sférické (prakticky soustředěné) nálože v určité hloubce pod povrchem země (obr. 1). Zde je kráter výbuchu v zemině: nejblíže k náloži je zóna drcení(silná deformace, zhutnění), pak zóna deformací pružnoplastických a pak pružných; v pevných horninách je tvar kráteru podobný, chybí však zóna silně zhutněné horniny a zóna pružnoplastických deformací. U povrchu kráteru jsou trhliny. Nával  v jeho okolí má charakter sypané horniny, zhutněné pádem z větší výšky, v závislosti na jejím druhu. V důsledku tlaku výbuchových plynů, po detonaci výbušniny, se od místa výbuchu šíří tlaková vlna  se sférickým čelem. Ve směru pohybu částic prostředí (radiálním) je v ní prostředí stlačováno a ve směru tangenciálním roztahováno a do určité vzdálenosti od nálože vznikají radiální trhliny. Jakmile čelo vlny dosáhne volného povrchu, tlaková vlna se odráží jako vlna tahová (zředění), šířící se od povrchu směrem dolu. Prostředí se v ní pohybuje proti směru šíření, tedy nahoru, stejně jako ve vlně tlakové a dochází k superpozici. Dole na hranici horniny a výbuchových plynů se vlna odrazí jako druhá vlna tlaková, postupující k volnému povrchu, kde se odráží jako druhá vlna zředění atd. Vlnový proces se rychle tlumí a jeho působením, spolu s výbuchovými plyny, dochází ke kupolovitému vzedmutí horniny nad náloží. Tahová a smyková napětí v rozpínané kupoli se šíří při povrchu všemi směry od epicentra výbuchu, mají největší amplitudy a vyvolávají největší otřesy povrchu země. Máme dvojzdrojový vysílač seismických vln: první zdroj – výbuch nálože (tlaková a při nesymetrii též smyková vlna); druhý zdroj – kupolovité vzedmutí horniny nad náloží (skupina povrchových vln velkých amplitud); k těmto dvěma skupinám  přistupuje odraz vln od spodních vrstev geologického prostředí, který lze uvažovat jako třetí zdroj vln. V seismických záznamech lze často stěží jednotlivé druhy vln oddělit. Analogické vlny a jejich zdroje existují i při výbuchu cylindrické (táhlé) nálože. Nejintenzivnější výhoz horniny probíhá ve směru tzv. přímky nejmenšího odporu PNO, tj. kolmice, směřující od středu výbuchu k volnému povrchu. To má význam při časovaných odstřelech, kdy PNO nového volného povrchu předchozího stupně odstřelu udává směr maximálního účinku odstřelu stupně následujícího.
Při výbuchu vodorovné cylindrické nálože přechází kuželovitý tvar kráteru sférického výbuchu do tvaru rýhy. Příčný profil této rýhy je obdobný, jako u kráteru sférického výbuchu (obr. 1).


¤ Obr. 1

2.2. Aplikace soustředěných náloží
Rýhu lze vytvořit mžikovým odstřelem řady soustředěných náloží, nebo odstřelem cylindrické nálože (přesnější rýha). O volbě jedné z těchto variant rozhoduje druh horniny, možnost použití zařízení pro realizaci vrtů, nebo rýhy k uložení soustředěných, nebo cylindrické nálože a cena. Velikosti soustředěných, nebo cylindrické nálože, se určí z projektovaných rozměrů rýhy (kanálu, koryta), tj. šířky na povrchu země a hloubky. Lze použít výpočtů [4], [5], [8], [9], [10], [11], [12], které je často potřebné doplnit experimentem pro upřesnění vlivu druhu trhaviny a  vlastností horniny. Základní poznatky o působení výbuchu a matematický popis náleží klasikům: Vauban, Bélidor, Boreskov, Pokrovskij, Langefors, Sadovskij. K projektování lze též užít experimentů a přepočtů na základě teorie modelové podobnosti výbuchů. Při použití řady soustředěných náloží musí být vrty rozmístěny v určitých vzdálenostech, aby šířka rýhy byla po délce konstantní  a v oblastech mezi náložemi se netvořily prahy.
Rýhy mohou být budovány mžikovými (současnými), nebo časovanými (časové intervaly mezi jednotlivými stupni) odstřely. Časované odstřely se dělí na krátce časované (interval zpoždění od 5 -10 do 100 – 200 ms, často 10 – 30 ms) a dlouze časované (interval zpoždění od 100 – 200 ms do 2 s i více). Toto rozdělení je opodstatněno fyzikálně. Při krátkém časování začíná odstřel dalšího stupně působit na prostředí dříve, než bylo ukončeno působení odstřelu stupně předchozího (superpozice), zatímco při dlouhém časování začne odstřel následujícího stupně působit až po ukončení účinku stupně předchozího.

 
¤ Obr. 2

Nejčastěji a nejekonomičtěji se rýha vytvoří mžikovým odstřelem jedné řady náloží (obr. 2). Šířka rýhy je však malá. Rýha vytvořená při dvouřadém neusměrněném (obr. 3a) a usměrněném odstřelu je vyznačena na obr. 3. Při usměrněném odstřelu (obr. 3b) se nejprve současně odstřelí nálože pomocné řady B, které vyhodí zeminu nahoru a vytvoří nový volný povrch BD´. Po 1 až několika sekundách se odstřelí nálože řady A, které vyhodí zeminu ve směru kolmém k volnému povrchu BD´; tato masa narazí šikmo na zeminu, vyhozenou již řadou náloží B a usměrní ji na stranu. Řada náloží A působí při dvou volných povrchách a vyhodí proto masiv horniny ABD´C kosodélníkového profilu. Nesouměrný, prakticky jednostranný nával, umožňuje přístup pracovní síly na straně bez návalu pro začistění, obložení apod. prvků rýhy. K realizaci usměrněného odstřelu jsou nutné minimálně 2 řady náloží. Poznamenejme, že usměrnění výhozu lze dosáhnout buď časováním náloží, nebo jejich různou velikostí při mžikovém odstřelu.


¤ Obr. 3

Větší šířky dna lze dosáhnout víceřadým odstřelem, např. trojřadým (obr. 4). V případě obr. 4a se nejdříve iniciují nálože krajních řad a pak po 1 až 3 sekundách větší nálože prostřední řady (více horniny se rozletí do stran a méně spadne zpět do prostoru rýhy. V případě obr. 4b je usměrněného výhozu dosaženo mžikovým odstřelem náloží různé velikosti. Projektovou činnost lze realizovat pomocí teoretických a teoreticko-experimentálních postupů (např. [4], [5], [6], [8], [9], [12]). Lze vytvořit též rýhy s extrémním návalem po jedné straně. Tento způsob souvisí již s tvorbou hrází.


¤ Obr. 4

2.3. Aplikace cylindrických náloží
Přesnější rýhu, než řadou soustředěných náloží, lze vytvořit cylindrickou náloží, založenou do předem vytvořené pomocné (náložové) rýhy ve stejné hloubce. Přitom  je poměrná tíha cylindrické nálože rovna tíze všech soustředěných náloží v řadě, dělené délkou řady. Formule pro výpočty cylindrických náloží jsou uvedeny např. v [4], [5]. Analogicky lze použít cylindrické nálože pro víceřadé odstřely mžikové nebo časované, při budování širších rýh.

3. Hráze

3.1. Aplikace soustředěných a cylindrických náloží
V rámci protipovodňových opatření je také třeba budovat hráze proti zaplavení zemědělských, lesních a zahradních území a zástavby, zejména když hrozí jejich ničení, nebo dlouhodobé škodlivé setrvání vody. Hráze musí být dostatečně vysoké tak, aby byla dodržena návrhová míra ochrany, stanovená pro dané území. Již z předchozí stati je zřejmé, že hornina je výbuchem nálože vyzvednuta (vyhozena) nad okolní terén a uložena po obou, či po jedné straně rýhy v podobě valu. Tyto valy již samy o sobě tvoří hráze proti příčnému pohybu vody. K takovému vytvoření hráze není třeba horninu (zeminu) dovážet. Hráze jsou však doprovázeny souběžnou rýhou, z níž byla hornina přemístěna do prostoru hráze. Větší hráz lze vybudovat, když bude všechna, z rýhy vyzvednutá hornina, deponována jen po jedné její straně. Tuto ideu řešili četní autoři, jak je uvedeno např. v [4], [11], [13]. Výsledkem jsou metody vyjádřené termínem odstřel na usměrněný výhoz, kdy většina, nebo všechna masa horniny, je vyhozena na jednu stranu rýhy.
Je-li třeba vybudovat příčnou hráz v údolí vodního toku, pak je výhodné použít horninu z jednoho, nebo z obou bočních svahů. K tomu se často aplikuje odstřel na usměrněný odhoz, při kterém je hornina ze svahu přemístěna do koryta toku, kde vytvoří hráz. Tento způsob výstavby je pojednán např. v [4],[5], [13].

3.2. Aplikace plochých náloží konstantní tloušťky
Výsledky výzkumné a praktické činnosti ukázaly, že maximální efekt výhozu a kompaktnost vržené zeminy lze docílit metodou plochých náloží [11]. Přitom ideálně plochou je míněna nálož, jejíž tloušťka je značně menší, než délka a šířka. Prakticky je obtížné založit plochou nálož pod masiv horniny a proto dochází k její náhradě plochou soustavou soustředěných, nebo cylindrických náloží, rozmístěných maximálně do vzdáleností, které nepřesahují určitou mezní hodnotu tak, aby se netvořily prahy v místech mezi náložemi. Předností plochých náloží je rovnoběžný pohyb všech vyhozených částic horniny ve směru normály k náloži, s výjimkou okrajových zón, což představuje dokonale usměrněný a rovnoměrně hustý proud masy horniny. Při založení ploché nálože pod určitým úhlem k horizontu, lze docílit vyhození horniny v požadovaném směru a do určitého místa. Schéma odstřelu vrstvy svahu plochopu náloží a vytvoření protilehlé hráze, rovnoběžné se svahem, je na obr.5.


¤ Obr. 5

3.3. Aplikace plochých náloží proměnné tloušťky
Při proměnné tloušťce horniny mezi náloží a volným povrchem, je výhodné použít ploché nálože proměnné tloušťky. Nejčastěji jde o nálože klínové, které umožňují kvalitní jednostranný usměrněný výhoz horniny při vodorovném volném povrchu. Důsledkem toho je současné vytvoření trojúhelníkové rýhy a z horniny z ní vyjmuté, souběžné hráze (valu) po jedné její straně (obr. 6a). Směr výhozu horniny v její těžišťové oblasti, je kolmý k rovině nálože. Klínovou nálož lze snadno vytvořit rovinnou soustavou rovnoběžných, stejně skloněných vrtů, nerovnoměrně naplněných výbušninou. Lze též zmíněné vrty rozdělit na sekce (např. po třech vrtech) a vrty v každé sekci nabít podle stejného schématu, např. první vrt na celou délku, druhý na 2/3 délky zdola a třetí na 1/3 zdola apod.


¤ Obr. 6

3.4. Kombinace plochých a klínových náloží
Při použití výše pojednané klínové nálože (obr. 6a) se na protilehlém svahu vytvořené trojúhelníkové rýhy zpravidla vyskytují hrboly a poruchy. Je proto vhodné zde založit, pomocí šikmých vrtů, pomocnou plochou nálož konstantní tloušťky pro obrysový odstřel (prespliting [11], [12]). Na obr. 6b je vyznačeno schéma usměrněného odstřelu klínové a pomocné ploché nálože. Plochá nálož se odpálí dříve, než nálož klínová a vytvoří plochou plynovou odlučující štěrbinu a tím zmenší práci, vynaloženou náloží klínovou, odstřelenou později (časovaně, milisekundově) a nutnou pro usměrněný výhoz horniny.
S výhodou lze aplikovat dvoustranné symetrické uspořádání uvedené kombinace ploché a klínové nálože (obr. 7). Po současném odstřelu obou kombinací náloží, přičemž ploché presplitové nálože jsou v každé kombinaci odpáleny dříve než nálože klínové, dojde ke srazu masivů hornin, vyhozených ze strany levé i pravé kombinace náloží. To má příznivý důsledek: hornina vytvořené hráze je značně zhutněna.


¤ Obr. 7

Vytvoření větší hráze a široké rýhy (koryta)  lze docílit usměrněným časovaným odstřelem jedné plošné klínové a několika plochých náloží (obr. 8). Nálože lze nejsnáze vytvořit uložením výbušniny do šikmých vrtů (viz výše). Nejprve se odpálí levá plochá nálož pro vytvoření obrysové odlučovací dutiny (prespliting), pak po určitém časovém intervalu nálož klínová a posléze, po předem stanovených časových intervalech, nálože zbývající. Aby se dosáhlo maximální výšky hráze, je třeba s růstem vzdálenosti jednotlivých plochých náloží, od nálože klínové, zvětšovat i jejich hmotnost, aby vždy jim odpovídající dávka vyhozené horniny, dopadla do  centra prostoru vytvářené hráze. Parametry těchto odstřelů (velikosti náloží, intervaly časování atd.) je třeba stanovit pomocí výpočtů a popř. také experimentů.

 
¤ Obr. 8

Pro zajištění pevnosti a stability levého svahu byla použita obrysová (prespliting)  plochá nálož.
K vybudování větší hráze a dosažení maximální hutnosti jejího materiálu, lze použít symetrického uspořádání schématu odstřelu, vyznačeného na obr. 9, které sestává ze dvou kombinací jedné klínové, jedné obrysové a dvou plochých náloží s narůstající hmotností se vzdáleností od nálože klínové. Při odstřelu se nejdříve odpálí nálože obrysové 2, po určitém zpoždění nálože klínové 1, pak nálože ploché 3 a nakonec 4. Jde o krátce časované usměrněné odstřely s intervalem zpoždění od 5 do 150 ms, v závislosti na druhu horniny, výbušniny a požadavku na granulometrické složení materiálu hráze. Při odstřelu se vždy srazí masy hornin, vyhozených odstřelem symetricky uložených náloží. Růst hmotností náloží se vzdáleností od osy symetrie se určí tak, aby hornina vyhozená vzdálenějšími náložemi dopadala do prostoru hráze rychlostmi stejnými, jako hornina vyhozená náložemi bližšími. Srazy vyhozených mas horniny, při odstřelech jednotlivých časových stupňů, způsobují maximální hutnost hráze a stejné rychlosti srazů její rovnoměrnost.


¤ Obr. 9

3.5. Dokritický interval časování
K vytvoření hráze, násypu, nebo přepážky v korytě řeky, lze se zvýšenou ekonomií použít [11] usměrněný časovaný odstřel s dokritickým intervalem časování, což je specifický případ krátce časovaných odstřelů (velmi krátký interval). Na obr. 10 je vyznačeno schéma odstřelu vodorovné vrstvy zeminy s jejím usměrněným výhozem na levou stranu, kde vytváří hráz, doprovázenou relativně širokou rýhou. Jen malá část zeminy je vyhozena na pravou stranu rýhy. Velikost náloží může být stejná, nebo roste výhodně od levého k pravému okraji, kde dochází k roznětu. Při dokritickém intervalu časování, (zde ve směru zprava doleva) působí tlaky ve výbuchové dutině výbuchu následující nálože za podmínky ještě dostatečně vysokého tlaku v sousední výbuchové dutině, výbuchu nálože předcházející. Tím je vymezen dokritický interval časování, který je značně menší, než intervaly milisekundových, krátce časovaných odstřelů. Zvětšení koncentrace a maximálního zhutnění horniny (zeminy) hráze lze dosáhnout použitím uvedeného schématu (obr. 10) v dvoustranné souměrné kombinaci, analogicky jako v případě obr. 9. Efektu zhutnění je pak dosaženo srazem horninových mas, vyhozených levou a pravou kombinací náloží (analogie s obr. 9). Pro realizaci jsou vhodné nálože sklípkové, nebo cylindrické, uložené a zahrnuté do rýh rovnoběžných s hrází.
Jsou-li nálože na obr. 10 stejně velké, pak při jejich mžikovém odstřelu je směr výhozu horniny svislý, zatímco při dokriticky časovaném odstřelu se natáčí na strnu ještě neodpálených náloží a při postkritickém intervalu časování na stranu náloží již odpálených. Odtud plyne, že při kritickém intervalu časování je směr výhozu svislý, jako při mžikovém odstřelu; z této podmínky lze hodnotu kritického intervalu určit. Ekvivalentní tomu je podmínka dostatečně velkého tlaku v aktuální výbuchové dutině, schopného ještě vydržet tlak plynů sousední, zpožděně iniciované nálože, potřebný k překonání tíhy vyhazované horniny. Proměnná velikost náloží (obr. 10) kritický interval ovlivní ve smyslu většího sklonu čela vyhazované horniny.


¤ Obr. 10

3.6. Struktura a odolnost explozivně vytvořených hrází
Cílem je vytvoření dostatečně pevných a stabilních zemních hrází, odolných proti tlaku stojaté a proudící vody a také maximálně vodonepropustných. Úroveň splnění uvedených požadavků závisí na vlastnostech hornin a technologii odstřelů. Nejvhodnější jsou hutné a vazké zeminy, méně vhodné pak zeminy sypké. Podle toho a podle požadavků na trvanlivost díla, je pak třeba uvážit dodatečné úpravy. Při daných fyzikálně mechanických a geotechnických vlastnostech horniny, závisí kvalita hráze zejména na technologii odstřelu. Při takovém odstřelu, kdy se částice vyhozené zeminy pohybují téměř rovnoběžně, bez vzájemných srazů, jde o hráz sypanou z větší výšky a hornina je proto poněkud více zhutněna, než u hráze sypané běžným způsobem. Hornina je více zhutněna, když dochází ke srazům částic během letu (časované odstřely) a zejména pak při záměrném usměrnění pohybu částic proti sobě (viz obr. 7 a 9).
V závislosti na podmínkách a požadavcích lze vytvořenou  hráz dodatečně upravit. Někdy postačí jen zarovnání a začistění povrchu, osazení travinami, obložení návodní plochy drny apod. Při větších nárocích na stabilitu, trvanlivost a vodonepropustnost lze na návodní straně vybudovat ochrannou clonu (vrstva hlinité zeminy, těsnicí deska, zpevňující kamenná vrstva apod.). Zpevňující opatření mohou být obdobná, jako u běžných zemních hrází (rybníky, přehrady). Zlepšení stability hráze lze také dosáhnout zdrsněním (zazubením ve směru proti možnému pohybu) povrchu terénu v místě pod budoucí hrází, ještě v době před jejím vybudováním. Proti podmáčení a podemletí lze vybudovat ochranné paty. 

4. Poldery

Pojem slova poder je objasněn v kapitole 1, o protipovodňových opatřeních. Jedná se o integraci dílčích opatření, jako jsou rýhy, hráze a popř. pomocná zařízení (propustě, uzávěry apod.). Při povodních jde o území, zpravidla v blízkosti vodních toků, jejichž povrch se ocitne v době povodně pod úrovní povodňové hladiny a proti zatopení je chráněn hrázemi. Výška hrází musí být dostatečně velká, aby byla zajištěna bezpečnost i při návrhové míře ochrany, stanovené pro dané místo (např.  Q50, Q20, atd.) Konfigurace těchto hrází, popř. též koryt pro odtok vody z prostoru okolo poderu, závisí zejména na tvaru povrchu okolního terénu. Příklad poderu je vyznačen na obr. 11. Zde tři hráze tvoří překážku proti zatékání povodně do vyhrazeného území (sídliště, polní, lesní území apod.). Podélná hráz, rovnoběžná s tokem, brání vylití vody z břehů a dvě krajní příčné hráze směřující kolmo, či šikmo k ose toku, zamezují zatečení vody z nábřeží na přední a zadní straně polderu. Poldery mohou být velmi potřebné pro níže položená území, kde může zatečená voda setrvávat i dlouhou dobu po povodni.


¤ Obr. 11

5. Vedlejší účinky

Při explozivní realizaci protipovodňových opatření je účelně využita větší část energie spotřebované výbušniny, nikoli však energie celková. Zbývající menší část celkové energie je spotřebována na neefektivní vedlejší účinky, jako je rozlet horniny, účinek vzdušné rázové vlny a seismické otřesy, šířící se od místa výbuchu. Charakteristické parametry těchto faktorů je nutno kvantitativně ocenit v průběhu projektových prací a učinit odpovídající rozhodnutí (bezpečnost).
Charakteristickým parametrem pro rozlet horniny je vzdálenost doletu částic v různých směrech (oblast zasažená padající horninou); pro vzdušnou rázovou vlnu je to maximální přetlak v čele vlny a popřípadě, pro přesnější odhad, ještě doba trvání přetlaku a jeho časový průběh a pro seismické vlny je to časový průběh prostorových výchylek částic prostředí, často postačí amplituda a frekvence (rychlost) maximálních vibrací v místech ohrožení osob a objektů. Uvedené charakteristiky jsou závislé na intenzitě výbuchu, druhu a skladbě geologického prostředí a lze je předem (přibližně) určit [4], [9], [10] výpočty, popř. experimenty, či modelovým výzkumem. Získané hodnoty musí být v mezích hodnot přípustných. V [4] a [7] jsou, vedle často používaných přibližných metodik, pojednány i přesné metody výpočtu stavebních konstrukcí na účinky vzdušných rázových vln a seismické vibrace. Lze aplikovat i programy pro PC. Nepříznivé výsledky lze pak ještě ovlivnit použitím většího počtu menších náloží, změnou rozmístění náloží, jejich časování apod.

6. Závěr

Je ukázána možnost rychlého budování některých protipovodňových opatření (rýhy, hráze, poldery, projekty rychlých opatření) bez nutnosti dovozu stavebního materiálu. Pro omezený rozsah článku nemohl být uveden podrobný výklad jednotlivých problémů, jako např. metodiky projektování, výpočtů, popis druhů výbušnin apod. Jsou však uvedeny odkazy.Lze předpokládat, že projektování a realizace uvedených opatření může pomoci předcházet vzniku obtížných situací, jimž jsou občané a objekty při povodních vystaveni.

Literatura
[1] Petrželka A.: Noční lety jsou pro oteplení nejhorší. PRÁVO-Věda a technika, Praha 7. 7. 2006.
[2] Gabriel P., Nacházel K.: Povodně ohrožují životy a stavby. ČKAIT-inženýrská komora 1997, Praha.
[3] Glass I.I.: Shock Waves and Man. University of Toronto, Institute for Aerospace Studies, Toronto 1974.
[4] Henrych J.: The Dynamics of Explosion and Its Use. ELSEVIER, Amsterdam -  Oxford - New York 1979.
[5] Henrych J.: Dynamika výbuchu a její užití. ACADEMIA, Praha 1973.
[6] Ljachov G. M.: Osnovy dinamiki vzryva v gruntach i židkich sredach. NEDRA, Moskva 1964.
[7] Henrych J.: Finite Models and Methods of Dynamics in Strustures. ELSEVIER, Amsterdam – Oxford – New York-Tokyo 1990.
[8] Biermann G.: Neuzeitliche  Sprengtechnik – Mittel, Verfahren, Anwendungsgebiete. BAUVERLAG GMBH, Wiesbaden – Berlin 1966.
[9] Dojčár O., Horký J., Kořínek J.: Trhacia technika. MONTANEX, a.s.; Ostrava 1996.
[10] Příručka trhací techniky. OMNIPOL Praha, Zbrojovka Vsetín, Praha 1969.
[11] Černigovskij A. A.: Metod ploskich sistem zarjadov v gornom dele i stroitelstve. NEDRA, Moskva 1971.
[12] Válek D., Mečíř R.: Hromadné odstřely v povrchových dolech a lomech. SNTL, Praha 1967.
[13] Pokrovskij G. I., Fedorov I. S.: Vozvedenie gidrotechničeskich zemljanych sooruženij napravlennym vzryvom. SI, Moskva 1971.



Ročník: 2007











Licence Creative Commons

www.casopisstavebnictvi.cz podléhá licenci Creative Commons
Uveďte autora | Neužívejte dílo komerčně | Nezasahujte do díla 3.0 Unported
.

RSS
Líbí se nám: Vše o stavbách a architektůře najdete na 4stav.cz. Použité stroje jako brusky, lisy a jiné naleznete na AKKstroje.cz. Studijní materiály nejen o stavebnictví, ale i strojírenství a zeměpis najdete na Škola, studium, wiki. Pomozte klikem, udělejte dobrou věc a přečtěte si v magazínu nejen o životním stylu.
© 2007