Metody wzmacniania nabrzeży

Wzmacnianie nabrzeży przy pomocy odpowiednich budowli hydrotechnicznych jest najlepszym sposobem ograniczenia niszczącego działania wody, a także metodą ułatwienia wykorzystywania wód powierzchniowych do różnych celów związanych z transportem czy działalnością nakierowaną na obsługę ruchu turystycznego. Poszczególne rodzaje konstrukcji i rozmaite technologie umożliwiają ochronę przed różnymi rodzajami zagrożeń na ciekach wodnych i większych akwenach.

Zagrożenia powodujące konieczność umacniania nabrzeży

Wody powierzchniowe mają ogromne znaczenie dla środowiska naturalnego, dostarczając wody pitnej oraz będąc siedliskami dla wielu gatunków roślin i zwierząt. Duże jest też ich znaczenie gospodarcze – zarówno z uwagi na możliwość pozyskiwania cennych zasobów, w tym żywności, ale także ze względu na możliwą funkcję transportową i rekreacyjną. Wody płynące oraz większe zbiorniki wodne to również duży rezerwuar energii, która może być spożytkowana przy produkcji energii elektrycznej. Jeziora, rzeki, stawy czy sztucznie tworzone kanały lub zalewy wymagają jednak właściwego zabezpieczania ze względu na działalność erozyjną wody oraz ryzyko wystąpienia z brzegów i zalania przylegających terenów. Gospodarcze, a częściowo również turystyczno-rekreacyjne wykorzystywanie wód powierzchniowych wymaga wykonania odpowiednich budowli hydrotechnicznych zapobiegających ewentualnym zniszczeniom – zauważa przedstawiciel firmy KOWAL, specjalizującej się w budownictwie inżynieryjnym.

Niebezpieczeństwa łączące się z niszczącą działalnością wody polegają głównie na powodziach związanych już rzadziej z wiosennymi roztopami, a częściej z silnymi i gwałtownymi ulewami lub trwającymi przez dłuższy czas opadami deszczu. Poważnym problemem jest wymywanie materiału z brzegów cieków wodnych wszelkiego rodzaju, zwłaszcza gdy w ich pobliżu ma się znaleźć infrastruktura związania z transportem – np. przystaniami lub portami – ale również działalnością rekreacyjno-wypoczynkową – bulwarami, promenadami albo zapleczem gastronomicznym bądź hotelowym. Istotna jest ochrona miejsc, w których wzdłuż cieków są wybudowane drogi i linie przesyłowe oraz obiekty mieszkalne. Problem wymywania podłoża dotyczy także mostów czy obiektów służących do piętrzenia wody. Na większych akwenach podobnym problemem może się okazać falowanie wynikające z naturalnego ruchu wody czy też ze wzmożonej żeglugi, co dotyczy także rzek i kanałów. W okresie zimowym wiele kłopotów sprawiają spływające wraz z nurtem kry, które mogą doprowadzić do poważnych zniszczeń istniejącej infrastruktury.

Warto pamiętać, że kłopotem wymagającym podejmowania odpowiednich działań może się okazać nanoszenie nadmiernej ilości materiału w konkretnych miejscach, co może wpływać na żeglowność, ale także prowadzić do zmian charakterystyki konkretnego cieku i doprowadzać do uszkodzeń brzegów w miejscach niezabezpieczonych. Pośrednią formą ochrony i zabezpieczania brzegów będzie wówczas pogłębianie rzek, kanałów i okolic portów lub konkretnych szlaków żeglugowych.

Metody umacniania linii brzegowej cieków wodnych oraz zbiorników naturalnych i sztucznych

Sposoby zabezpieczenia linii brzegowej i znajdujących się w strefie oddziaływania wód powierzchniowych obiektów mogą być różne i zależą od ich charakteru i skali zagrożeń. Zabezpieczanie brzegów morskich, ale także większych akwenów śródlądowych, to zwykle budowa konstrukcji, które ograniczają mechaniczne oddziaływania fal i zapobiegają osadzaniu materiału wpływającego negatywnie na stan brzegu i możliwości korzystania ze znajdującej się w pobliżu infrastruktury. Specjalnej ochrony wymagają zwykle porty i przystanie, a często także ujścia rzek i kanałów. Główną metodą radzenia sobie z dużą energią przekazywaną podczas naporu fal jest wzmacnianie nabrzeży przez budowę umocnień lokalizowanych w pasie przybrzeżnym. Najbardziej charakterystyczne są tradycyjne falochrony, które posadowione na dnie i wystające ponad lustro wody stanowią fizyczną barierę dla przemieszczających się mas wody. Często są to specjalne kesony, budowle wznoszone z prefabrykatów, bloków betonowych lub kamiennych umieszczanych na dnie. Stosowane są także progi podwodne, które rozpraszają energię fal oraz zmniejszają ilość nanoszonego materiału. Buduje się również opaski brzegowe i wykonuje specjalne okładziny.

W przypadku wód śródlądowych skala potrzebnych zabezpieczeń przeciw falowaniu jest o wiele mniejsza, niezbędne okazują się jednak różne metody ochrony przed zbyt silnym nurtem i związaną z tym działalnością erozyjną. Do najczęściej stosowanych należą budowle regulacyjne – zabezpieczenia podłużne brzegów cieków wodnych, umocnienia brzegów, ostrogi wykonywane w poprzek nurtu, a także progi. Poza sterowaniem przepływem wody i wpływaniem na ilość niesionego materiału, a także sposobem oraz miejscem jego wymywania czy osadzania budowle hydrotechniczne mogą również chronić przed niesioną przez wodę krą, jak i wpływać na poziom ochrony przeciwpowodziowej. Budowle przeciwpowodziowe to przede wszystkim obwałowania, kanały ulgi pozwalające na odebranie zwiększonego przepływu czy odpowiednio przygotowane tereny zalewowe. Warto wspomnieć, że ochrona brzegów cieków wodnych może się łączyć również z eliminowaniem wpływu wód opadowych, które spływając do rzeki, strumienia lub kanału mogą powodować osuwanie się gruntu.

Technologie wykorzystywane przy wzmacnianiu nabrzeży

Prace realizowane w ramach zabezpieczania nabrzeży mogą obejmować różny zakres działań, które są dopasowywane do panujących warunków, istniejących zagrożeń oraz celu, jak ma zostać osiągnięty. Budownictwo inżynieryjne związane z wykonywaniem niezbędnych w konkretnej sytuacji budowli wodnych obejmuje wiele różnych technologii i metod. Zabezpieczenia mogą przybierać kształt zabezpieczeń faszynowych używanych na ogół przy niewielkich zagrożeniach. Mogą to być np. płotki wiklinowe wykonywane zarówno wzdłuż brzegów, jak i przybrzeżnych skarp, kiszki faszynowe tworzone z naturalnych materiałów łączonych w większe pęki czy tzw. materaców biologicznych. Stosowane są także materiały w postaci geosyntetyków. Z geowłóknin wykonuje się specjalne membrany, wykładziny antyerozyjne, geotuby i geokontenery. Wykorzystuje się je również do umacniania wałów przeciwpowodziowych, układania materacy czy wreszcie wykonywania konstrukcji kompozytowych.

Popularnym sposobem na umacnianie brzegów jest wykorzystywanie kaszyc i gabionów, które tworzą konstrukcje oporowe mogące zabezpieczać brzegi, ale też pomagać w budowie nadbrzeży, portów i wszelkiego rodzaju infrastruktury. Kaszyce są elementami wykonywanymi z żelbetu tworzące rodzaj pojemników, które wypełnia się materiałem stanowiącym odpowiednie dociążenie. Gabiony są zbudowane z siatki stalowej zabezpieczonej przed korozją, w których w charakterze obciążenia umieszcza się większe kamienie i głazy, a niekiedy również duże fragmenty gruzu betonowego.

Cieszącą się uznaniem technologią wykorzystywaną przy zabezpieczaniu nadbrzeży jest wykorzystywanie ścianek szczelnych wykonywanych z grodzic stalowych. Mają one formę odpowiednio wyprofilowanych kształtowników, które na brzegach są wyposażone w zamki umożliwiające łączenie ze sobą wielu elementów. Poszczególne grodzice zwane bursami zagłębia się w gruncie, wbijając, wwibrowując albo wciskając w podłoże na właściwą, zapewniającą stabilność głębokość, a często także łączy stalowym wieńcem lub kotwi. Budowa ścianek szczelnych jest jedną z bardziej popularnych i wszechstronnych technologii wykorzystywanych w pracach hydrotechnicznych. Używa się ich do budowy nadbrzeży, przystani i portów, chroni się nimi brzegi kanałów, osłania przyczółki mostów, przepustów i wzmacnia konstrukcje przeciwpowodziowe oraz piętrzące wodę. Ścianki szczelne są często wykorzystywane jako osłona na czas prowadzenia prac i wykonywanie konstrukcji żelbetowych.

Do wykonywania umocnień brzegów wykorzystuje się też różne rodzaje pali wbijanych lub wierconych. W przypadku pali wbijanych stosuje się zazwyczaj przemieszczeniowe pale żelbetowe, przy budowie palisad można jednak używać także pali formowanych w gruncie. Powstają one przez usunięcie materiału w wybranym miejscu i wykonaniu w gruncie zbrojonej konstrukcji betonowej. Istnieje wiele technologii palowania. Często wykorzystywaną technologią są choćby pale CFA, które wykonuje się tzw. świdrem ciągłym, tj. przypominającym śrubę Archimedesa i mającym jeden, biegnący wokół rdzenia zwój. Pale tego rodzaju mogą być wykonywane w obudowie lub bez niej, a powstają przez wypełnianie otworu mieszanką betonową podczas wycofywania świdra, a następnie są umacniane zatapianym zbrojeniem.