ΠΡΟΛΗΨΗ ΚΑΙ ΛΗΨΗ ΜΕΤΡΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ 2 ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΤΙΚΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΦΛΩΡΙΝΑΣ (ΟΡΟΣ ΒΙΤΣΙ)

Transcript

1 3ο Πανελλήνιο Συνέδριο Πολιτικής Προστασίας «SafeEvros 2016» Αλεξανδρούπολη (2016) ΠΡΟΛΗΨΗ ΚΑΙ ΛΗΨΗ ΜΕΤΡΩΝ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΝΤΙΜΕΤΩΠΙΣΗ 2 ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΤΙΚΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΣΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ ΤΗΣ ΦΛΩΡΙΝΑΣ (ΟΡΟΣ ΒΙΤΣΙ) Βασίλειος Άµπας 1, Ευάγγελος Κατσαρός 2, Μαρία Αλεξούδη 3, Θεόδωρος Τσάπανος 4, Γεώργιος ρακάτος 5 1. Περιφέρεια υτικής Μακεδονίας, Φλώρινα 2. Πανεπιστήµιο Θεσσαλίας, Βόλος 3. Πανεπιστήµιο Μακεδονίας, Θεσσαλονίκη 4. Τµήµα Γεωλογίας, Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης, Θεσσαλονίκη 5. Γεωδυναµικό Ινστιτούτο Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών, Αθήνα Περίληψη Στην περιοχή της Φλώρινας δύο πρανή κατολίσθησαν εντός του 2015 µε αποτέλεσµα να υπάρξει αποκλεισµός του επαρχιακού οδικού δικτύου στο όρος Βίτσι κοντά στο χωριό ροσοπηγή. Ο σκοπός της συγκεκριµένης έρευνας ήταν η διερεύνηση της γενεσιουργού αιτίας των 2 κατολισθήσεων (φυσικές διεργασίες ή ανθρωπογενής επιδράσεις), η µελέτη της ευστάθειας των πρανών και εν τέλει η κατασκευή µέτρων αντιστήριξης ώστε να αντιµετωπιστούν πιθανά µελλοντικά φαινόµενα σε αυτές τις θέσεις. Εισαγωγή Η εκτίµηση του κινδύνου κατολισθήσεων σε πρανή κατά µήκος ορεινών οδικών δικτύων είναι ιδιαίτερα δύσκολη καθώς εµπεριέχει σηµαντικές αβεβαιότητες και επηρεάζεται από πολλαπλούς παράγοντες ενώ τα αποτελέσµατα των κατολισθήσεων µπορεί να είναι ιδιαίτερα σηµαντικά αφού συνδέονται άµεσα µε ανθρώπινες απώλειες, µε ζηµίες σε ιδιοκτησίες και µε έµµεσες απώλειες δηµιουργώντας σοβαρές κοινωνικοοικονοµικές συνέπειες. Γεωλογικοί παράγοντες όπως γεωυλικά χαµηλής αντοχής, υπόγεια νερά, η ύπαρξη ασυνεχειών µε δυσµενή προσανατολισµό σε βραχώδη πρανή και τα σεισµικά ρήγµατα είναι σηµαντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την εκδήλωση µιας κατολίσθησης ενώ µορφολογικοί παράγοντες όπως η έντονη κλίση και το ύψος του πρανούς και φυσικές διεργασίες ή ανθρώπινες παρεµβάσεις όπως η διάβρωση, η υποσκαφή και η αλλαγή της φυτοκάλυψης αυξάνουν την πιθανότητα εµφάνισης τους. Τα αίτια πρόκλησης των κατολισθήσεων κατατάσσονται σε φυσικά (π.χ. σεισµοί, έντονες βροχοπτώσεις κ.α.) και σε ανθρωπογενή (π.χ. ανεπαρκής σχεδιασµός κλίσης πρανών, εκσκαφές, ανατινάξεις, αλλαγή ροής χειµάρρων κ.α.). Στην περιοχή της Φλώρινας δύο πρανή κατολίσθησαν κατά τους θερινούς µήνες του 2015 µε αποτέλεσµα να υπάρξει αποκλεισµός του επαρχιακού οδικού δικτύου χωρίς όµως να υπάρξουν ανθρώπινες απώλειες ή ζηµιές σε παρακείµενες ιδιοκτησίες ενώ η αµεσότητα της κινητοποίησης που υπήρξε από την Περιφέρεια υτικής Μακεδονίας τόσο κατά την τέλεση των απαιτούµενων ερευνών- δοκιµών- µελετών όσο και της

2 κατασκευής εντέλει των µέτρων αντιστήριξης των κατολισθέντων πρανών (εντός του 2015) µείωσαν κατά πολύ τις κοινωνοοικονοµικές επιπτώσεις στην περιοχή. Στα πλαίσια του άρθρου µελετάται η σεισµικότητα, η µορφολογία, η γεωλογία, η λιθολογία και η υδρογεωλογία της περιοχής και δίνονται στοιχεία σχετικά µε το ύψος του υετού και των χιονοπτώσεων στην περιοχή µας. Η επεξεργασία των ανωτέρω στοιχείων σε συνδυασµό µε το εκτελεσθέν πρόγραµµα των γεωτεχνικών εργασιών µέσω 3 δειγµατοληπτικών γεωτρήσεων, επιτόπου µετρήσεων και εργαστηριακών δοκιµών σε επιλεγµένα εδαφικά δοκίµια οδήγησαν στο συµπέρασµα σχετικά µε τις αιτίες της πρόκλησης των κατολισθήσεων στα δύο πρανή. Λαµβάνοντας υπόψη τα αποτελέσµατα των µετρήσεων και των δοκιµών προσδιορίστηκαν τα εδαφικά χαρακτηριστικά των σχηµατισµών που κατολίσθησαν και επιλέχθηκαν οι τιµές των γεωτεχνικών παραµέτρων που χρησιµοποιήθηκαν για τους υπολογισµούς της γενικής ευστάθειας των πρανών. Η αντιµετώπιση των 2 κατολισθητικών φαινοµένων µέσω της κατασκευής ενός τοίχου αντιστήριξης για την αντιµετώπιση της µίας κατολίσθησης και συρµατοκιβωτίων για την άλλη παρουσιάζεται µέσω ενδεικτικού φωτογραφικού υλικού κατά την φάση της κατασκευής. Μέθοδος Η περιοχή µελέτης βρίσκεται στο νότιο-ανατολικό τµήµα του Νοµού Φλώρινας και πιο συγκεκριµένα στις νότιο δυτικές παρυφές του όρους Βίτσι. Το υδρογραφικό δίκτυο είναι πυκνό λεπτής υφής και δενδριτικού τύπου χαρακτηριστικό της ορεινής µορφολογίας του εδάφους. Η περιοχή τοποθετείται στον χώρο της Πελαγονικής γεωλογικής ζώνης (Εικόνα 1), η οποία συγκροτείται κατά κύριο λόγο από παλαιοζωϊκά και προπαλαιοζωϊκά κρυσταλλοσχιστώδη πετρώµατα που συνιστούν µια συµπαγή µάζα. Συγκεκριµένα, συγκροτείται από το κρυσταλλοσχιστώδεις υπόβαθρο, τους γνευσιωµένους γρανίτες, τα ηµιµεταµορφωµένα Περµο Τριαδικά πετρώµατα, τα δύο ανθρακικά καλύµµατα Τριαδικού Ιουρασικού, τους οφειολίθους και τα Ανωκρητιδικά επικλυσιγενή ιζήµατα. Οι σχηµατισµοί του γνεύσιου εµφανίζουν µέτρια υδροπερατότητα λόγω των ασυνεχειών και των διακλάσεων τους µε άµεσο αποτέλεσµα την διείσδυση οποιαδήποτε επιφανειακής υδροφορίας σε κατώτερα στρώµατα εδαφικών σχηµατισµών σχηµατίζοντας υπόγειους υδροφόρους ορίζοντες σε µεγάλο βάθος. Παρατηρήσεις και γεωφυσικές µελέτες της ευρύτερης περιοχής κατέδειξαν µια «εν δυνάµει» σεισµική δραστηριότητα (Mountrakis κ.α., 1999, Drakatos κ.α., 2005), όπως αποδεικνύεται από τους έξι µεγάλους σεισµούς (Κοζάνη 1695, M=6.5, VII; Καστοριά 1709, M=6.0, VII; Καστοριά 1812, M=6.5, VIIΙ; Σιάτιστα, 1894, M=6.1, VII; Αλβανία 1960, M=6,5, VIII+; Γρεβενά 1995, M=6,6, ΙΧ+) που κατεγράφησαν τα τελευταία 300έτη και προκάλεσαν εκτεταµένες αστοχίες στις κατασκευές της περιοχής (Εικόνα 2). Σε κάθε περίπτωση, η περιοχή βάσει του Ελληνικού Αντισεισµικού Κανονισµού (ΝΕΑΚ), χαρακτηρίζεται ως περιοχή χαµηλής σεισµικής επικινδυνότητας (κατηγορία Ι: α=0.16g) ενώ το έδαφος της κατατάσσετε στην κατηγορία Α. Τα πετρώµατα στον επαρχιακό οδικό άξονα ροσοπηγής- Περικοπής όπου και συνέβησαν οι κατολισθήσεις είναι κυρίως γνεύσιοι (ορθο- και παρα-) µε παρεµβολές σχιστολίθων σε µορφή φακών ή στρωµάτων και αµφιβολίτες σε µικρότερο ποσοστό. Στην περιοχή εντοπίζονται µεγάλες κλίσεις πρανών, ενώ όσο προχωράµε προς την ροσοπηγή οι κλίσεις µειώνονται. Το υψόµετρο στις θέσεις κατολίσθησης (Κ1, Κ2) είναι 1080m και 1260m αντίστοιχα. Η κατολίσθηση Κ1 ήταν µικτού τύπου καθώς περιλάµβανε ολισθήσεις γαιών και ανατροπές- µεταθέσεις βραχοτεµαχίων είχε µήκος περίπου 10m και 1m πλάτος και η κλίση του πρανούς ήταν 23 0 ενώ η κατολίσθηση Κ2 µπορεί να

3 χαρακτηριστεί ως ολίσθηση γαιών και είχε µήκος 5.0 m, 1.0m πλάτος και η κλίση του πρανούς ήταν Εικόνα 1 α) Γεωτεκτονικό σχήµα των Ελληνίδων Ζωνών (κατά Μουτράκη, 1999), β) Γεωλογικός χάρτης της περιοχής µε τις θέσεις των κατολισθήσεων (Κ1, Κ2) Εικόνα 2 α) Χάρτης της περιοχής µε τις θέσεις των κατολισθήσεων (Κ1, Κ2), β) Σεισµικότητα της ευρύτερης περιοχής Προκειµένου να διερευνηθούν οι αιτίες που οδήγησαν στην κατολίσθηση τα 2 πρανή κατά την θερινή περίοδο του 2015, αναζητήθηκαν στοιχεία σχετικά µε την σεισµική δράση, την συχνότητα, την ένταση και την διάρκεια των βροχοπτώσεων/ χιονοπτώσεων της περιοχής κατά το προηγούµενο διάστηµα ( ). Από τα στοιχεία που συλλέχθηκαν διαπιστώθηκε: α) ότι το µέγιστο ύψος υετού της περιοχής ήταν 44.4mm/ηµέρα ( ) µικρότερο από το όριο ολίσθησης πρανών λόγω

4 βροχόπτωσης που τίθεται από τον Froehlich et al. (1990) αλλά αρκετά παρόµοιο µε τα 50mm/ηµέρα που αφορούν την έναρξη εκτεταµένης επιφανειακής διάβρωσης, β) καµία σεισµική δράση µε µέγεθος Mw>4.0 δεν καταγράφηκε στην περιοχή γεγονός που θα σηµατοδοτούσε την κατολίσθηση βραχοτεµαχίων ως αποτέλεσµα µικρού βάθους σεισµών (Esposito et al., 2000), γ) καµία ανθρωπογενής δραστηριότητα δεν έλαβε χώρα στην συγκεκριµένη περιοχή όπως διαπιστώθηκε από αυτοψίες της περιοχής. Με δεδοµένο ότι υπήρχε αποκλεισµός του επαρχιακού οδικού δικτύου της περιοχής, πραγµατοποιήθηκαν δύο (2) κατακόρυφες περιστροφικές δειγµατοληπτικές γεωτρήσεις (Γ1, Γ2) βάθους 6,00m έκαστη προκειµένου να εξακριβωθούν οι ιδιότητες των εδαφικών σχηµατισµών που κατολίσθησαν, τα γεωτεχνικά και εδαφοµηχανικά χαρακτηριστικά του υπεδάφους, η φέρουσα ικανότητα του, η επιτρεπόµενη τάση θεµελίωσης, οι αναµενόµενες καθιζήσεις κτλ. Στις 2 γεωτρήσεις συλλέχθηκαν δοκίµια για το πρόγραµµα εργαστηριακών δοκιµών που περιελάµβανε δοκιµές τυποποιηµένης διείσδυσης (S.P.T.), κοκκοµετρική διαβάθµιση µε κόσκινα, προσδιορισµό ορίων Atterberg και δοκιµές σηµειακής φόρτισης. Στην Εικόνα 3 παρουσιάζονται εδαφικές τοµές των 2 γεωτρήσεων καθώς και ενδεικτικές φωτογραφίες από τα δοκίµια που συλλέχθηκαν. Εικόνα 3 Θέσεις, εδαφικές τοµές και δοκίµια των 2 δειγµατοληπτικών γεωτρήσεων Με βάση τις εργαστηριακές δοκιµές και σχετική βιβλιογραφία επιλέχθηκαν οι αντιπροσωπευτικές τιµές των γεωτεχνικών παραµέτρων των 3 στρώσεων (Στρώση Ι: Υλικά επιχώµατος οδού, Στρώση ΙΙ: Υλικά µανδύα αποσάθρωσης - Κορηµατικά υλικά, Στρώση ΙΙΙ: Γνεύσιος) που παρουσιάζονται στον Πίνακα 1.

5 Πίνακας 1 Αντιπροσωπευτικές Γεωτεχνικές Παράµετροι (Στρώσεις ΙΙ, ΙΙΙ) Αποτελέσµατα Η κατολίσθηση Κ1 αντιµετωπίστηκε µέσω της κατασκευής ενός τοίχου αντιστήριξης και η κατολίσθηση Κ2 µέσω της κατασκευής τοίχου µε συρµατοκιβώτια (Εικόνα 4). Εικόνα 4 Τοίχος αντιστήριξης στην θέση Κ1 και συρµατοκιβώτια στην θέση Κ2 Πριν την κατασκευή των ανωτέρω και για την ακριβή διαστασιολόγηση τους πραγµατοποιήθηκε έλεγχος της ευστάθειας των πρανών µε τη βοήθεια του κώδικα Η/Υ SLIDE 5.0 της εταιρείας Rocscience Inc και τη µέθοδο BISHOP για κυκλικές ή πολυγωνικές επιφάνειες ολίσθησης για ένα µέσο εδαφικό προφίλ των περιοχών κατολίσθησης όπου έγιναν οι γεωτεχνικές έρευνες, τόσο για την κατασκευή του τοίχου αντιστήριξης όσο και την τοποθέτηση συρµατοκιβωτίων. Στους υπολογισµούς δεν

6 λήφθηκαν υπόψη συνθήκες µε υπόγειο νερό είτε βραχυπρόθεσµες είτε µακροπρόθεσµες (Υ.Ο. 50ετίας), αφού τέτοιες υδρογεωλογικές συνθήκες δεν δηµιουργούνται στην περιοχή. εν λήφθηκε επίσης υπόψη η κατείσδυση στο σώµα του επιχώµατος των οµβρίων, καθώς προβλέπεται η συντεταγµένη απορροή τους. Οι συντελεστές ασφάλειας για τον τοίχο αντιστήριξης (Στατικές συνθήκες: ΣΑ=1.53>=1.2, υναµικές συνθήκες: ΣΑ=1.22>=1.2) και για τον τοίχο µε συρµατοκιβώτια (Στατικές συνθήκες: ΣΑ=1.60>=1.2, υναµικές συνθήκες: ΣΑ=1.30>=1.2) ικανοποιούνται. Συµπεράσµατα Τα αίτια που προκάλεσαν τις τοπικές θραύσεις του οδοστρώµατος στα δύο σηµεία των κατολισθήσεων (Κ1, Κ2) κατά µήκος του εξεταζόµενου τµήµατος, οφείλονταν στην ανεξέλεγκτη απορροή των οµβρίων, που ήταν αποτέλεσµα των έντονων βροχοπτώσεων σε σύντοµο χρονικό διάστηµα και της αποτυχίας των υφιστάµενων τεχνικών να διευθετήσουν τις απορροές αυτές, της εν συνεχεία υποσκαφής ή διάβρωσης και εµποτισµού των υπεδαφικών στρώσεων και των υλικών των επιχωµάτων της οδού, αλλά και των τοπικών τεχνικογεωλογικών συνθηκών έδρασης του οδοστρώµατος. Η κατασκευή του τοίχου αντιστήριξης και των συρµατοκιβωτίων εκτιµάται ότι θα αποτρέψει τον κίνδυνο µελλοντικών κατολισθήσεων στα δύο σηµεία. Παρόλο που οι προληπτικές επεµβάσεις σε πρανής είναι η ενδεδειγµένη στρατηγική οι περιορισµένοι ανθρώπινοι και οικονοµικοί πόροι οδηγούν συχνά σε επεµβάσεις µετά την τέλεση των κατολισθήσεων µε αποτέλεσµα σε πολλές περιπτώσεις να υπάρχουν σηµαντικές άµεσες και έµµεσες απώλειες. Σε κάθε περίπτωση, µια επιτόπου διερεύνηση της περιοχής από µηχανικούς και γεωλόγους των πρανών που ενδεχοµένως να παρουσιάσουν κατολίσθηση βάσει της γεωµετρίας τους, των τοπικών εδαφικών συνθηκών, της µορφολογίας της περιοχής και των φυσικών παραµέτρων της είναι σηµαντική προκειµένου να υπάρχουν επεµβάσεις προληπτικού χαρακτήρα περιορισµένης έκτασης ώστε να µειωθεί η έκταση των απωλειών πάντα στα πλαίσια µιας στρατηγικής κόστους- οφέλους. Ευχαριστήρια Το συγκεκριµένο άρθρο προετοιµάστηκε στα πλαίσια του ερευνητικού έργου RECALL και χρηµατοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (European Commission/Directorate General Humanitarian Aid and Civil Protection- ECHO, Ref. No: 2014 PREV/32 RECALL). Βιβλιογραφία Drakatos, G., Voulgaris, N., Pirli, M., Melis, N. and Karakostas, B. (2005), 3-D crustal velocity structure in Northwestern Greece. Pageoph, Vol. 162, pp Esposito, E.S.P., Simonelli, A.L., Mastrolorenzo G. and Iaccarino, G., (2000). Landslides and other surface effects induced by the 1997, Umbria-Marche seismic sequence, Engineering Geology. 58, Froehlich, W., Gil, E., Kasza, I., Starkel, L., (1990). Thresholds in the transformation of slopes and river channels in the Darjeeling Himalaya, India. Mountain Research and Development 10, Mountrakis, D., Kilias, A., Pavlides, S., Vavliakis, E., Tranos, M., Zouros, N., Spyropoulos, N., Chatzipetros, A., Karakostas, B., Scordilis, E., Kostopoulos, D., Gountromichou, Ch. and Thomaidou, E., (1999). Neotectonic map of Greece, Sheet Kozani, Scale 1/ E.P.R.P, University of Thessaloniki, 97pp.