Inženýrsko-geologický průzkum

Provádění Inženýrsko-geologického průzkumu je upraveno zákonem č. 44/1988 Sb., o ochraně a využití nerostného bohatství (horní zákon) ve znění pozdějších předpisů a zákonem č.  62/1988 Sb., o geologických pracích a o Českém geologickém úřadu, ve znění pozdějších předpisů.

PRÁCE INŽENÝRSKOGEOLOGICKÉHO PRŮZKUMU

Pracemi průzkumu se rozumí kamerální i terénní práce, především práce přípravné, projektové, sledování, řízení terénních prací, práce vrtné, kopné a práce prováděné hornickým způsobem průzkumné štoly viz zákon č. 61/1988 Sb.), laboratorní zkoušky, terénní zkoušky a měření, práce měřické a geofyzikální a další geotechnické práce (včetně prací vyhodnocovacích a geotechnických postupů či výpočtů).

ODPOVĚDNÝ ŘEŠITEL PRŮZKUMU

Odpovědný řešitel průzkumu (ve smyslu zákona č. 62/1988 Sb. §3) je fyzická osoba, kterou jmenoval zhotovitel IGP, aby realizovala IGP podle zadávací dokumentace IGP. Tato osoba je odpovědná za zpracování realizačního projektu IGP, řízení a sledu prací IGP, koordinaci prací případných podzhotovitelů a specialistů, formulaci výstupu z IGP a zpracování závěrečné zprávy.

Odpovědný řešitel je dále odpovědný za dosažení v projektu IGP definovaných výstupů IGP podle potřeb příslušné fáze projektové přípravy.

Odpovědný řešitel IGP je dále odpovědný za shodu mezi rozsahem prací, definovaným smlouvou o dílo, odsouhlaseným rozpočtem a dosahovanou skutečností. Připravuje podklady pro případné včasné projednávání těchto rozdílů s objednatelem IGP, pokud to průběžné výsledky IGP s ohledem na jeho definované cíle vyžadují.

PROJEKT PRŮZKUMU

Projekt průzkumu pro tunel je souhrn písemností a výkresů, které specifikují obsah a rozsah průzkumných prací co do použitých průzkumných metod, případně technologických postupů jejich provádění a kvalitativních podmínek a dalších požadavků objednatele (např. zajištění vstupů na pozemky, přístupových cest, limitující požadavky třetích osob atd.)

Rozlišuje se zadávací projekt průzkumu, realizační projekt průzkumu a dokumentace průběhu provádění průzkumu.

Projekt průzkumu je podkladem pro zpracování zadávací dokumentace IGP pro realizaci následného výběrového řízení na zhotovitele průzkumu.

 

INŽENÝRSKOGEOLOGICKÝ MODEL

Inženýrskogeologickým modelem je myšlena adekvátně zjednodušená představa skutečných inženýrskogeologických podmínek, sestavená pro řešení cílů inženýrskogeologického průzkumu.

Výstižný inženýrskogeologický model zájmové oblasti obsahuje vymezení případných nestabilních nebo jinak geologicky nebezpečných území a je nutným předpokladem pro optimální návrh směrového a výškového vedení trasy liniové stavby a pro následné vytvoření geotechnického/výpočtového modelu, který je podkladem pro návrhy geotechnických konstrukcí tak, aby existující rizika při výstavbě a provozu díla byla přijatelná.

Inženýrskogeologický model se graficky znázorňuje ve vhodně vedených inženýrskogeologických řezech.

GEOTECHNICKÝ MODEL

Geotechnický model je zjednodušeným inženýrskogeologickým modelem. Obsahuje pouze ta data, která jsou rozhodná pro geotechnický návrh dané konstrukce objektu ve smyslu ČSN EN 1997. (Geotechnické typy, jejich rozhraní a návrhy charakteristických hodnot geotechnických parametrů vstupujících do geotechnického návrhu.)

Dvojrozměrná grafická forma geotechnického modelu je geotechnický řez.

Zpracovává se zvlášť pro každou geotechnickou konstrukci, která bude předmětem samostatného geotechnického návrhu ve smyslu ČSN EN 1997-1.

KVAZIHOMOGENNÍ CELEK

Kvazihomogenní celek je větší prostorově vymezená část horninového masivu včetně jeho ploch diskontinuit, která má z hlediska mechanického chování a interakce s tunelovou troubou během ražeb a provozu tunelu podobné vlastnosti.

Ve stejných typech kvazihomogenních celků lze očekávat obdobné mechanické chování a stejnou reakci horninového masivu na ražbu tunelu.

Kvazihomogenní celky stejných typů mají zpravidla obdobné strukturní vlastnosti a spadají do téže třídy podle tunelářské klasifikace.

Kvazihomogenní celky se znázorňují v podélných a příčných inženýrskogeologických řezech a jsou jedním z podkladů pro návrh technologie ražeb a technologických tříd výrubu tunelu.

Podkladem pro stanovení kvazihomogenních celků horninového masivu je vhodný klasifikační systém horninového masivu.

ZMĚŘENÁ HODNOTA GEOTECHNICKÉHO PARAMETRU

Změřené hodnoty geotechnických parametrů jsou hodnoty přímo změřené při laboratorní nebo terénní zkoušce.

ODVOZENÁ HODNOTA GEOTECHNICKÉHO PARAMETRU

Odvozená hodnota (derived value) je hodnota geotechnického parametru získaná z teorie, korelací nebo empiricky z výsledků zkoušek hornin či zemin, viz ČSN EN 1997-2, článek 1.5.2.5.

Odvozené hodnoty geotechnických parametrů jsou stanoveny průzkumem a za jejich stanovení odpovídá řešitel průzkumu.

Odvozené hodnoty se uvádí v závěrečné zprávě o průzkumu s respektováním článku 3.4.3 ČSN EN 1997-1.

CHARAKTERISTICKÁ HODNOTA GEOTECHNICKÉHO PARAMETRU

Charakteristická hodnota geotechnického parametru je obezřetným odhadem vycházejícím zejména z odvozené hodnoty, která přihlíží k výskytu příslušného mezního stavu.

 

Pro zpracování projektu všech etap průzkumů pro tunely pozemních komunikací platí zejména:

  • Projekt průzkumu musí být zpracován tak, aby umožnil naplnění požadavků ČSN EN 1997 na stanovení zatížení konstrukcí horninou a vodou a na vyhodnocení vlastností geotechnických parametrů (viz ČSN EN 1997-1 článek 2.3 a 3.4.).
  • Průzkum prostřednictvím průzkumné štoly může být realizován buď samostatnou zakázkou jako doplňující průzkum (zvláštní etapa průzkumu) nebo společně s podrobným průzkumem tunelu jako jeho součást v rámci podrobného průzkumu.
  • Je-li průzkum průzkumnou štolou součástí průzkumu tunelu, pak je celý projekt průzkumné štoly pojednán samostatnou vyjímatelnou kapitolou.
  • Ražba průzkumné štoly je subdodávkou zakázky na průzkum. Zhotovitel průzkumu potom řídí zhotovitele ražby průzkumné štoly.
  • Součástí projektu průzkumu je návrh ZTKP ražby štoly
  • Součástí projektu průzkumu je organizační schéma s kompetencemi jednotlivých účastníků průzkumu včetně zhotovitele technických prací průzkumného díla.
  • Na projekt průzkumné štoly, případně projekt hloubení průzkumné šachty se pohlíží ve smyslu vyhlášky č. 55/1996 Sb. jako na činnost prováděnou hornickým způsobem. Všechny tyto práce proto musí být prováděny v souladu s touto vyhláškou
  • Ražba průzkumné štoly je ve smyslu zákona č. 61/1988 Sb. činnost prováděná hornickým způsobem. Hloubení vrtů hlubších než 30 m je činnost prováděná hornickým způsobem.

 

ETAPY IGP PRO TUNELY

Obecný popis obsahu a zásad jednotlivých etap průzkumu, včetně fází projektové přípravy stavby, je uveden v TP 76 A článek 3.2. Vztah etap průzkumu a stupně dokumentace staveb je pro novostavby uveden v Tab. 1.

Tab. 1 Vztah etap průzkumu a druhů dokumentace staveb pro novostavby

Ke každé etapě je možné provést doplňující průzkum dané etapy (např. v PDPS doplňující průzkum Podrobného průzkumu). Doplňující průzkum lze provést i na dílčí části etapy průzkumu (např.: doplňující HGP nebo doplňující GFP ev. jiné.). Pro zpracování projektu doplňujícího průzkumu a realizaci doplňujícího průzkumu platí stejná pravidla a zásady, jako pro danou etapu průzkumu.

 

Pro etapy provádění průzkumu tunelu platí následující zásady:

  • Etapy průzkumu musí být zásadně sladěny s jednotlivými fázemi přípravy projektové dokumentace tunelu,
  • Metodika a technika průzkumných prací musí být přizpůsobeny povaze a cílům příslušné etapy průzkumu i příslušné fázi přípravy projektové dokumentace tunelu.
  • Součástí každé etapy průzkumu je riziková analýza provedená v rozsahu a komplexnosti odpovídající dané etapě průzkumu a jejímu účelu,
  • Stejně tak musí být využito všech informací předcházejících etap průzkumu.
  • Závěry každé etapy průzkumu musí obsahovat klíčové požadavky na náplň případné další, navazující etapy průzkumu.
  • Etapy je možné rozdělit na ucelené části – podetapy (fáze), a to podle potřeb řešení úkolů průzkumu a požadavků zadavatele.
  • Účel průzkumu podle stupně projektové dokumentace tunelu
  • Průzkum je výchozím podkladem pro projektanta. Cílem průzkumu je získat všechny informace a údaje o horninovém prostředí nezbytné pro ekonomický a současně bezpečný návrh a realizaci stavby ve smyslu ČSN EN 1997-1.

Výstupy z každé etapy průzkumu musí být propracované do takové hloubky, aby poskytly jednoznačné konkrétní podklady pro zpracování jednotlivých stupňů projektové dokumentace tunelu, a to včetně údajů nezbytných k hodnocení geotechnických rizik v každé fázi zpracovávání projektové dokumentace stavby.

Tab. 2 Návaznost fází projekční přípravy tunelu na etapy průzkumu

Výstupy z jednotlivých etap průzkumu musí být navázány na jednotlivé fáze zpracovávání projektové dokumentace (studie proveditelnosti, studie proveditelnosti, přípravná dokumentace), dokumentace pro územní řízení, dokumentace pro stavební povolení, zadávací dokumentace pro výběr zhotovitele tunelu, případně i realizační dokumentace tunelu).

ORIENTAČNÍ PRŮZKUM

Pro vypracování studií proveditelnosti výstavby tunelu je podkladem orientační průzkum. Studie proveditelnosti (technickoekonomická studie), se zpracovává pro všechny potenciální varianty vedení trasy tunelu předmětným územím, které připadají v úvahu. Cílem studie proveditelnosti je návrh optimálního směrového vedení trasy projektantem. Studie proveditelnosti slouží jako podklad pro environmentální studii EIA.

Orientační průzkum je zaměřen na celé území, které pro vedení trasy tunelu připadá v úvahu. Toto území, včetně v úvahu připadajících jednotlivých variant vedení trasy tunelu, musí být vymezeno již v projektu průzkumu.

Konečným výstupem orientačního IG průzkumu je:

  • Inženýrskogeologická mapa zájmového území a inženýrskogeologický model v podrobnosti dostatečné pro posuzování optimálního vedení trasy tunelu.
  • Zhodnocení jednotlivých variant vedení tras podle inženýrskogeologických, hydrogeologických a geotechnických kritérií a geotechnických rizik na základě primární rizikové analýzy.
  • Vymezení ochranných ložiskových území, dobývacích prostor, zvláštních chráněných území atp.
  • Výpis z registru poddolovaných území.
  • Posouzení území z hlediska seismického ohrožení.
  • Doporučení a zdůvodnění optimální trasy z hlediska inženýrské geologie a hydrogeologie
  • Posouzení vhodnosti zařadit do etapy podrobného průzkumu průzkumnou štolu.

PŘEDBĚŽNÝ PRŮZKUM

Podkladem pro zpracování dokumentace pro vydání územního rozhodnutí je předběžný průzkum. Dokumentace se zpracovává již jen pro jednu, předem objednatelem průzkumu vybranou, trasu tunelu. Stanovuje nároky na zábory a služebnosti (věcná břemena).

Obecně řeší předběžný průzkum detailní osazení (umístění) vybrané varianty stavby do území.

Předběžný průzkum se zaměřuje na zpřesnění inženýrskogeologických, hydrogeologických a geotechnických podmínek v té části území, která bude dotčena vybranou variantou směrového vedení trasy tunelu a v navržené trase tunelu, a to v míře, která je nutná pro rozhodnutí prováděná v rámci územního řízení.

Předběžný průzkum musí dát podklady zejména pro následující rozhodnutí a projekční činnosti:

  • Stanovení potenciální zóny ovlivnění a sledování okolního terénu a zástavby ražbou tunelu.
  • Stanovení indukovaných účinků tunelové stavby.
  • Stanovení ochranného pásma tunelu ve smyslu ČSN 73 7507 a pro zábory.
  • Stanovení zóny sledování znázorněné v koordinační situaci.
  • Řešení pozemků nutných pro celou stavbu (trvalé a dočasné zábory, služebnost pro kotvy, odvodňovací vrty, pro osazení a realizaci geotechnického monitoringu apod.).
  • Řešení požárně-nástupních ploch včetně příjezdů k nim.
  • Analýzu geotechnických rizik v míře potřebné pro rozhodnutí o umístění trasy.
  • TES (technickoekonomická analýza/studie, včetně řešení hmotnice, vodního režimu, posouzení technologických vlastnosti hornin, technologické náročnost ražeb atp.).
  • Projekt podrobného průzkumu.
  • Rámcové cíle a rozsah předstihového geotechnického monitoringu.
  • Podklady pro rozhodnutí o koncepci realizace průzkumné štoly (umístění štoly v příčném profilu tunelu, vlastní profil štoly, délka štoly, cíle průzkumu ve štole, základní způsob výstavby atp.).
  • Za tímto účelem se předběžný průzkum zaměřuje na:
  • Zpřesnění inženýrskogeologického modelu celého území, které může být vybranou variantou vedení trasy dotčeno.
  • Zpracování sítě inženýrskogeologických řezů vedených kolmo na vybranou trasu tunelu a podél vybrané trasy tunelu v rozsahu území dotčeného stavbou tunelu.
  • Stanovení předběžného rozhraní pokryvných útvarů (jejich báze) a skalních hornin a režimu podzemní vody.
  • Vymezení možných rizikových území (např. sesuvného, poddolovaného, ohrožení vodních zdrojů atp.) podél vybrané trasy v rozsahu dotčeného území.
  • Hodnocení průzkumu v této etapě předběžného průzkumu je popsáno v článku 10.3.1.2 těchto TP.

PODROBNÝ PRŮZKUM

Podkladem pro vypracování dokumentace pro stavební povolení je podrobný průzkum. Dokumentace pro stavební povolení jednoznačně určuje stavební řešení díla.

Podrobný průzkum musí poskytnout podklady a data pro spolehlivé geotechnické návrhy jednotlivých objektů tunelové stavby či jejích částí, a to v rozsahu ČSN EN 1997-1.

Výstupy podrobného průzkumu musí poskytnout podklady zejména pro následující projekční činnosti:

  • Návrh trvalých a dočasných konstrukcí tunelu.
  • Návrh technologie ražeb a návrh technologických tříd podle podélné osy tunelu.
  • Stanovení základních cílů a metod geotechnického monitoringu během ražeb tunelu, včetně jeho přibližného rozsahu. (Koncept projektu geotechnického monitoringu).
  • Geotechnické řešení jednotlivých povrchových objektů podcházených tunelem.
  • Výpočet poklesových kotlin nad výrubem.
  • Sanace horninového prostředí, přímé rozvolňovací procesy.
  • Podklad pro volbu varovných stavů pro hodnocení monitoringu při výstavbě.
  • Stanovení zásad řízení rizik během ražeb tunelu.
  • Řešení nepřijatelných vlivů ražby tunelu na životní prostředí (především změny vodního režimu a odvodnění důlních vod během ražeb a provozu tunelu).
  • Podklady pro referenční rozpočet stavby.
  • Za tímto účelem se podrobný průzkum zaměřuje na:
  • Vypracování geotechnických modelů.
  • Zpřesnění inženýrskogeologického modelu té části území, které bude přímo dotčené výstavbou.
  • Zpřesněný dynamický hydrogeologický model území dotčeného ražbou tunelu.
  • Vypracování inženýrskogeologického řezu podél osy tunelu a v příčných řezech. (Vykreslení podrobné geologie (sled rozhraní geotechnických typů, litologických vrstev, povrchu skalního podkladu, a to včetně hladiny podzemní vody, geologických poruch, ploch oslabení apod.).
  • Stanovení odvozených hodnot geotechnických parametrů pro jednotlivé geotechnické typy hornin.
  • Návrh charakteristických hodnot geotechnických parametrů pro jednotlivé geotechnické typy hornin přítomných v geotechnickém modelu.
  • Údaje pro zásadní stanovení technologie ražeb.
  • Hodnocení podrobného průzkumu.

DOPLŇUJÍCÍ PRŮZKUM

Doplňující průzkum se provádí především pro dokumentaci PDPS. Může se provádět i pro každou etapu průzkumu (fázi přípravy projektové dokumentace, včetně DSP). Provádí-li se doplňkový průzkum pro PDPS, pak musí umožnit jednoznačné ocenění díla dle pravidel observační metody.

Pro zpracování PDPS tunelu musí průzkum poskytnout informace umožňující zejména:

  • Jednoznačné finanční ohodnocení díla. Na základě informací o horninovém prostředí zpracovává zhotovitel tunelu svou cenovou nabídku objednateli tunelu.
  • Nastavení podrobných pravidel pro volbu technologických tříd v průběhu ražeb na základě inženýrskogeologického sledování ražeb.
  • Vypracování zadávací dokumentace poskytující zpracovateli tunelu zpřesněné informace o horninovém prostředí pro rizikovou analýzu, která je podkladem pro zadávací dokumentaci tunelu.
  • Nastavení konkrétních pravidel řízení rizik, včetně návrhu opatření pro případ vzniku mimořádných situací (ve vazbě na GTM a varovné stavy).
  • Zpracování zadávacího projektu geotechnického monitoringu.

 

Upřesnění informací o horninovém prostředí i pro případnou verifikaci DSP a pro případné upravení některých jejích prvků z hlediska spolupůsobení stavební konstrukce s horninovým prostředím.

 

Doplňující průzkum dále zajišťuje:

  • Geotechnické podklady pro případné navržení různých doplňujících nebo zesilujících prvků stavební konstrukce), a pro stanovení finanční strategie objednatele i zhotovitele včetně zahrnutí nákladů na řízení geotechnických rizik.
  • Informace o horninovém prostředí, které jsou nutné pro stanovení konkrétních kritérií varovných stavů geotechnického monitoringu.
  • Informace pro návrh projektových a technických opatření přijímaných v souvislosti s dosažením úrovní jednotlivých varovných stavů přijímaných na základě monitoringu během ražeb tunelu (pokud to nebylo možné v rámci podrobného průzkumu).
  • Podklad pro řešení likvidace důlních vod
  • Podklady pro rizikovou analýzu zhotovitele podle požadavků vyhlášky č. 55/1996 Sb.

DOPLŇKOVÝ PRŮZKUM

Pro zpracování realizační dokumentace stavby se v případě potřeby zpracovává doplňkový průzkum. Realizační dokumentaci stavby tunelu RDS zpracovává vybraný zhotovitel tunelu. Respektuje přitom zadávací dokumentaci pro výběrové řízení na zhotovitele stavby a technologické možnosti vybraného zhotovitele díla.  Doplňkový průzkum pro RDS zajišťuje zhotovitel stavby. Zpracování RDS je povinné.

Doplňkový průzkum je zaměřen na doplnění informací o horninovém prostředí, na zpřesnění předpokládané interakce horninového prostředí s výrubem během ražeb ve speciálních místech stavební konstrukce nebo zpřesnění technologie ražby/výstavby, pokud nemohly být dostatečně zjištěny v předcházejících etapách průzkumu.

Doplňkový průzkum pro RDS se také zpracovává, pokud zhotovitel hodlá navrhnout variantní technologické postupy ražeb/výstavby. Doplňkový průzkum pro potřeby návrhů variantních technologických postupů financuje zhotovitel, pokud není s objednatelem dohodnuto jinak.

Cíle a formu výstupů doplňkového průzkumu stanovuje zhotovitel RDS. Projekt doplňkového průzkumu včetně definice jeho cílů zpracovává zhotovitel RDS. Spolupracuje přitom zpravidla s projektantem DSP a projektantem (zpracovatelem) podrobného (doplňujícího) průzkumu.

Zvláštní pozornost se věnuje zpravidla podkladům, které slouží pro návrh kritérií varovných stavů GTM.

Podrobně se řeší součinnost zhotovitele stavby se zhotovitelem monitoringu.

Navrhuje se kompetenční schéma pro hodnocení monitoringu, geotechnických dozorů a volby technologických tříd výrubu.

 

Zdroj:

TP 76 Geotechnický průzkum pro navrhování a provádění tunelů pozemních komunikací, Ministerstvo dopravy ČR