Encyklopedia

W zasadzie nie ma powszechnie obowiązujących wymagań co do zakresu i rodzaju badań kontrolnych przesłon przeciwfiltracyjnych wykonywanych zwłaszcza metodami bezwykopowymi. W celu udokumentowania, że uszczelnienie zostało wykonane zgodnie z projektem, lub sprawdzenia po danym okresie eksploatacji zarówno inwestor, jak i wykonawca są zobowiązani do kontrolowania przepuszczalności i wytrzymałości na ścinanie.
Badania gruntowych elementów uszczelniających (rdzeni zapór, ekranów) i przesłon pobranych z wykonanego już elementu bądź próbkach przygotowanych z materiału przesłony i odpowiednio przygotowanych. Najbardziej wiarygodne wyniki badań przepuszczalności lub wytrzymałości na ścinanie uzyskuje się na podstawie odpowiednio dobranych badań in situ, wykonanych bezpośrednio w uszczelnieniu. Badania takie wykonuje się za pomocą sond geotechnicznych, np. sondy BAT, DMT i CPT. Kontrola przesłon w trakcie ich odbioru powinna być kontrolowana poprzez wytypowanie miejsc i wykonanie odkrywki od strony odpowietrznej i powtórnym zakryciu.
Celem sondowań CPT wykonywanych w modernizowanych wałach przeciwpowodziowych jest ocena jednorodności, ciągłości wykonania przesłony oraz jej wytrzymałości na ścinanie. Podczas wciskania końcówki sondy ze stałą prędkością 2 cm/s określa się wartości oporów stożka (q_c) i tarcia na tulei (f_s), które następnie wykorzystuje do identyfikacji zmienności materiału przesłony lub jej głębokości oraz określenia jej stanu lub stanu gruntów wału czy podłoża (stopnia zagęszczenia l_D lub stopnia plastyczności l_L oraz wyznaczenia parametrów wytrzymałościowych gruntów).Niezależnie od zastosowanej technologii wykonania przesłony, osiągnęły one wymagane wartości współczynnika filtracji:   k >1 – 10^-9 m/s.

Najczęściej istniejące wały nie spełniają aktualnych wymagań, gdyż:

• były budowane w czasie, gdy obowiązywały inne przepisy, zwyczaje lub poglądy na potrzebny stopień zabezpieczenia,
• zwiększyły się przepływy miarodajne i kontrolne,
• w warunkach niezmienionego natężenia przepływu nastąpiło podniesienie się stanu wody,
• nastąpiło podwyższenie klasy obwałowań, co wymaga zmiany ich wysokości,
• nastąpiło lokalne nadmierne osiadanie wału, spowodowane występowaniem słabych gruntów w podłożu.

Uszkodzenia wałów mogą być również spowodowane stanem terenów przyległych (międzywala i zawala). Uszkodzenia te powstają najczęściej w wyniku lokalnych podpiętrzeń wody. Podpiętrzenie może być wywołane przez intensywnie porastające międzywale drzewa i krzewy, utrudniające spływ wody, w wyniku czego następuje przelanie się jej przez koronę wału. Może również nastąpić rozmycie skarpy odwodnej na skutek zmiany kierunku nurtu wód wezbraniowych. Przyczyną tego mogą być m.in. przeszkody w korycie wielkiej wody w postaci drzew i krzewów lub źle działających budowli regulacyjnych w korycie rzeki. Często intensywny prąd wody może powodować uszkodzenia i zniszczenia budowli wałowych i regulacyjnych.
Bardzo istotną przyczyną uszkodzeń wałów są drzewa rosnące blisko jego korpusu, zarówno od strony odwodnej, jak i odpowietrznej. Korzenie tych drzew powodują powstawanie dróg filtracji w podłożu, a niekiedy w samym korpusie wału. Może to być przyczyną przerwania korpusu wału w trakcie powodzi, co nastąpiło w kilku miejscach w Polsce w 1997 r. W związku z tym należy dążyć do bezwzględnego usunięcia drzew (wraz z ich systemem korzeniowym) w pasie przywałowym o szerokości co najmniej 3 m z obu stron wału. Wpływ na uszkodzenia wałów ma również niewłaściwe użytkowanie międzywala. Tereny te często są użytkowane rolniczo. Zabiegi uprawowe powodujące rozluźnienie wierzchniej warstwy gruntu ułatwiają procesy filtracyjne w okresie wezbrania. Wierzchnia warstwa próchniczna (humus) oraz darnina na podłożu przepuszczalnym uszczelniają grunt tylko w małym, nieistotnym dla zjawisk filtracji stopniu. Może też zachodzić rozmycie wałów przez wodę dopływającą od strony zawala. Zwykle występuje to w przypadku braku odpływu wody na zawału, co powoduje jej spiętrzenie, albo też w przypadku przedostania się wody na zawale przez utworzoną na wyższym odcinku rzeki przerwę w wale. Zwykle grozi to rozmyciem skarpy odpowietrznej, zawilgoceniem korpusu wału, a czasami nawet przelaniem się wody przez koronę w kierunku międzywala.
Potencjalnymi miejscami rozmycia podłoża i korpusu obwałowań, zwłaszcza podczas wysokich i. długotrwałych wezbrań, mogą być również starorzecza wypełnione gruntem sypanym luźno do wody bez oczyszczenia podłoża z namułów, drzew i krzewów, a także pozostawione niezabudowane odcinki starego koryta rzeki przy samej skarpie wału.
Do innych czynników, mających wpływ na bezpieczeństwo obwałowań, można zaliczyć:

• zniszczenie korony lub skarp,
• zniszczenie darniny,
• nieregularne jej wykaszanie,
• dopuszczenie do porastania korpusu wału przez krzewy, a nawet drzewa,
• lokalizowanie wyrobisk lub zbiorników wodnych zbyt blisko trasy wału.

Żadne najnowocześniejsze technologie wzmacniania i uszczelniania wałów nie pomogą bez należytej ich konserwacji i dbałości o nie. Problem istnieje nadal, tak jak istniał od lat. Obwałowania, które były modernizowane i z taką pieczołowitością przygotowywane do odbioru, przedstawiają żałosny widok, robią wrażenie, że pieniądze tak trudno zdobyte, poszły na marne. Brak najprostszego zabiegu, jakim jest koszenie wałów, powoduje rozrost wysokich traw i chaszczy do niebotycznych jak dla nich rozmiarów. Skutek jest taki, że dla zwierząt ryjących (nornice, chomiki, krety, piżmaki), wobec zaoranych i pielęgnowanych wokół pól, wał staje się jedynym schronieniem gryzoni przed jastrzębimi i myszołowami. Dochodzą jeszcze lisy i borsuki, przez co wał jest podziurawiony, zryty wewnątrz licznymi kanałami, korytarzami i norami staje się bardzo „łatwym łupem" dla nadchodzącej fali powodziowej.
Spustoszenie to robi przechodząca fala powodziowa, woda pod znacznym ciśnieniem rozchodząca się w siatce korytarzy tworzących uprzywilejowane drogi filtracji i rozsadzająca wreszcie wał.
Jedynym środkiem zaradczym i niezbyt kosztownym jest coroczne systematyczne dwukrotne koszenie wałów, wypełnianie i zagęszczanie istniejących ubytków oraz konsekwentna odpowiedzialność strażnika wałowego za wyznaczone odcinki. Brak stosunkowo niewielkich nakładów finansowych na konserwację przyczynia się do późniejszego ponoszenia olbrzymich kosztów usuwania skutków powodzi i przerwania wałów.
Niebezpiecznymi miejscami są również nieodpowiednio zabezpieczone przejścia przez wał różnego rodzaju dróg rolniczych, zjazdów z pól, przewodów uzbrojenia podziemnego, np. gazowych, telekomunikacyjnych, a także źle zagęszczone grunty w otoczeniu przepustów, zastawek i śluz wałowych.
Reasumując przedstawiony wyżej przegląd potencjalnych przyczyn uszkodzeń wałów przeciwpowodziowych, a także analizując kryteria jakie stosuje się począwszy od powodzi z 1997 r., do kwalifikowania odcinków wałów do odcinków o niezadowalającym stanie technicznym, mogących zagrażać bezpieczeństwu, należy stwierdzić, że tylko konsekwentne działania mają rację bytu. Nie ma tu miejsca na działania chaotyczne, jednorazowe zrywy lub jakiekolwiek akcje polegające na wydawaniu środków – bo przepadną.
Wał przeciwpowodziowy jest konstrukcją pracującą okresowo, która powinna umożliwić przejście fali powodziowej bez zagrożenia dla terenów leżących na obszarach chronionych. Nie jest szczelną zaporą ziemną, której zadaniem jest zatrzymanie spiętrzonych wód rzeki. Wał jest jednym z elementów ochrony przeciwpowodziowej, do której należą zbiorniki retencyjne, poldery z siecią rowów melioracyjnych, systemy drenażowe bezpośrednio sąsiadujące z konstrukcją wału i charakter zagospodarowania międzywala.
O jakości wału przeciwpowodziowego decydują parametry:

• stateczność - stan zagęszczenia gruntów w korpusie wału, jego geometria (wysokość, szerokość korony, stopień nachylenia skarp);
• szczelność - stan zagęszczenia gruntów w korpusie wału, odpowiednie zabezpieczenia przeciw filtracyjne;
• jakość podłoża - rodzaj gruntów w podłożu, stan ich zagęszczenia.

Wały budowane są przeważnie z piasków gliniastych, piasków drobnych, glin piaszczystych i pylastych. Według sondowań od korony do podstawy wału grunty te są w większości przypadków w stanie luźnym, nawet bardzo luźnym (wskaźnik zagęszczenia I_s = 0,68 – 0,74 jest znacznie niższy od wymaganego przepisami I_s = 0,92 dla wałów modernizowanych). Współczynniki filtracji wahają się w granicach k= 1 x 10^-5 m/s -1 x 10^-6 m/s.
W podłożu obwałowań występują grunty spoiste wykształcone w postaci gliny pylastej i gliny, w stanie plastycznym i miękkoplastycznym lub sypkie jak piasek gliniasty i piasek drobny w stanie luźnym i bardzo luźnym. Współczynnik filtracji k=7 x 10^-4 m/s - 4 x 10^-5 m/s. Często w podłożu zalegają warstwy organiczne – torfy, namuły, rzadziej gytie.
Geometria korpusów wałów jest  często niewystarczająca. Zdeformowane korony o szerokości do 3,0 m, nachylenia skarp odwodnych 1:2 nie gwarantują bezpiecznego statycznie przekroju podczas przechodzenia wezbranych wód.