ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 Υ ΡΑΥΛΙΚΑ ΕΡΓΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 10 Υ ΡΑΥΛΙΚΑ ΕΡΓΑ 10.1 ΟΛΙΣΤΙΚΗ ΠΡΟΣΕΓΓΙΣΗ O παραδοσιακός τρόπος προσέγγισης του σχεδιασµού και της κατασκευής των έργων διευθέτησης των υδατορευµάτων, κατά τον οποίο το έργο σχεδιάζονταν µε οικονοµικά κυρίως κριτήρια, βαθµιαία αντικαθίσταται.συνεχώς κερδίζει έδαφος η εφαρµογή της ορθολογικής προσέγγισης όπου ένα τοπικό πρόβληµα είναι µέρος ενός ενοποιηµένου συστήµατος πολλαπλών στόχων και σχετικών προγραµµάτων τα οποία στοχεύουν στην ανάπτυξη της περιοχής ολόκληρης της λεκάνης απορροής. Η προσέγγιση αυτή συνοψίζεται στα ακόλουθα: Τα προβλήµατα, οι επιδράσεις τους, τα αίτια και οι τεχνικές λύσεις πρέπει να εξετάζονται µέσα στο πλαίσιο ολόκληρης της λεκάνης. Οποιαδήποτε λύση να εξετάζεται σε σχέση µε τη δυναµική όλων των παραγόντων, όπως περιβαλλοντικών, τεχνικών, οικονοµικών, αρχαιολογικών, θεσµικών, πολιτικών και κοινωνικών που επιδρούν στο πρόβληµα σήµερα και στο µέλλον (αφού προηγούµενα εκτιµηθεί η χρονική µεταβολή τους). Καθένας από τους παράγοντες αυτούς εξαρτάται από πληθώρα υποπαραγόντων. Σαν παράδειγµα αναφέρεται ότι οι υποπαράγοντες του περιβάλλοντος έχουν σχέση µε το κλίµα, τη γεωµορφολογία, τη χλωρίδα, την πανίδα και τις ανθρωπογενείς παρεµβάσεις. Οποιαδήποτε µεταβολή σε µία από τις παραµέτρους ενός υποπαράγοντα µπορεί να προκαλέσει απότοµες και σοβαρής έκτασης µεταβολές στο περιβαλλοντικό σύστηµα που πιθανόν να έχουν απρόβλεπτες, µόνιµες και µεγάλης έκτασης καταστροφές. Εποµένως ο σχεδιασµός, η κατασκευή και διαχείριση των έργων διευθέτησης των υδατορευµάτων απαιτούν µία ολοκληρωµένη προσέγγιση υπό την έννοια ότι οι η

Κεφ. 10. Υδραυλικά έργα 291 επεξεργασία των διαφόρων σταδίων, που πιθανόν ν ανήκουν σε διαφορετικούς παράγοντες, πρέπει να εξετάζονται από κοινού και όχι ανεξάρτητα. 10.2 ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ 10.2.1 Απαιτήσεις και περιορισµοί Τα έργα πρέπει να σχεδιάζονται έτσι ώστε να: 1. εξυπηρετούν βασικές απαιτήσεισςκαι επιθυµητούς στόχους που αφορούν στην προστασία της περιοχής, στη διατήρηση της οικολογίας της και στην αναψυχή των κατοίκων, 2. τύχουν της αποδοχής από τις αρµόδιες υπηρεσίες και από το κοινό ιδιαίτερα των παραρευµάτιων περιοχών, όπου µε τον όρο αποδοχή νοείται η: κοινωνική αποδοχή µε τη χρησιµοποίηση π.χ. τοπικών ειδικοτήτων, περιβαλλοντική αποδοχή µε τη διατήρηση της περιβαλλοντικής ισορροπίας, οικολογική αποδοχή π.χ. διατήρηση της χλωρίδας και πανίδας γενική αισθητική. 3. παρουσιάζουν βέλτιστο οικονοµικό σχεδιασµό, 4. πληρούνται οι απαιτήσεις διαχείρισης δηλ. οι παραδοχές που έγιναν κατά τον σχεδιασµό να πραγµατοποιηθούν κατά τη διάρκεια της ζωής του έργου, 5. τηρούνται οι ισχύοντες νόµοι και διατάξεις. Ειδικότερα: α) οι περιορισµοί έχουν σχέση µε τους περιβαλλοντικούς, τεχνικούς, οικονοµικούς, αρχαιολογικούς, θεσµικούς, πολιτικούς και κοινωνικούς παράγοντες και β) Οι οριακές συνθήκες µπορεί να αναφέρονται τόσο στους τεχνικούς παράγοντες, π.χ. στην υδραυλική, όσο και στους µη τεχνικούς παράγοντες, π.χ. στην κοινωνική συµπεριφορά. 10.2.2 Κριτήρια Οι τεχνικές απαιτήσεις των έργων διευθέτησης µπορεί να οριστούν ως ακολούθως: Ευστάθεια, διάρκεια. Τα υλικά που θα χρησιµοποιηθούν και η τεχνική που θα εφαρµοστεί πρέπει να προσφέρουν ευστάθεια και διάρκεια, µέχρι τουλάχιστον το όριο ζωής του έργου, όταν εφαρµοστεί ο δυσµενέστερος συνδυασµός των φορτίων. Τα έργα δεν θα πρέπει να παρουσιάζουν γήρανση στο χρόνο ζωής τους. Σαν παράδειγµα αναφέρεται ότι η διάρκεια ζωής των γεωυφασµάτων εξαρτάται από την προσβολή τους από µικρόβια, χηµικά µέσα, υπεριώδης ακτινοβολία και βανδαλισµούς. ιαπερατότητα. Σε εδάφη αργιλικά η προστασία του πρανούς µπορεί να γίνει και µε έργα αδιαπέρατα από το νερό. Η εφαρµογή όµως γεωυφασµάτων

292Εισαγωγή στη Μηχανική των ποταµών επιτρέπει την κατασκευή διαπερατών έργων. Ευκαµψία. Τα έργα πρέπει να είναι αρκετά εύκαµπτα ώστε να προσαρµόζονται στις µεταβολές της στάθµης του πυθµένα χωρίς να έχουν την παραµικρή δυσµενή επίδραση στη λειτουργικότητα του. Επιπλέον πλεονέκτηµα των εύκαµπτων κατασκευών είναι και το µικρό κόστος επισκευής τους σε σχέση προς το κόστος των άκαµπτων κατασκευών. Αντοχή. Τα έργα προστασίας των µικρής αντοχής εδαφών σε εξωτερικά φορτία (π.χ. τα οργανικά εδάφη) σχεδιάζονται µε βάση τις αρχές της βιοτεχνολογίας. Ασφάλεια. Οι κίνδυνοι για τους εργάτες και αργότερα για τους χρήστες στην περιοχή του έργου πρέπει να εξαλειφθούν εντελώς µε το σχεδιασµό του. Κοινωνικοπεριβαλλοντική αποδοχή και αισθητική. Τα έργα διευθέτησης θα πρέπει να σχεδιαστούν έτσι ώστε να προσαρµοστούν πλήρως στην αρχιτεκτονική του τοπίου και το οικολογικό σύστηµα της περιοχής. Η δυναµική αλληλοεπίδραση µεταξύ κατασκευής και περιβάλλοντος πρέπει να ληφθεί υπόψη κατά τον σχεδιασµό. Αυτό περιλαµβάνει τόσο το φυσικό όσο και το ανθρώπινο περιβάλλον. Απαιτείται ο προσδιορισµός και η περιγραφή των άµεσων ή έµµεσων επιδράσεων των έργων: 1. στη ζωή του ανθρώπου, 2. στην πανίδα και χλωρίδα, 3. στο έδαφος, το νερό, τον αέρα και το κλίµα 4. στην αρχιτεκτονική του τοπίου της περιοχής 5. στην πολιτιστική κληρονοµιά Κατά τη σχεδίαση των έργων επιβάλλεται η συνεργασία µε Υπηρεσίες και Οργανώσεις που στοχεύουν στη διατήρηση του φυσικού περιβάλλοντος. Όσον αφορά το ανθρώπινο περιβάλλον πρέπει να τονιστεί ότι τα υδατορεύµατα προσφέρονται για αναψυχή όπως ψάρεµα, περίπατο, αθλοπαιδιές κλπ. Κόστος κατασκευής συντήρηση. Το κόστος κατασκευής και συντήρησης ανάγεται σε σηµερινές τιµές. Κάθε λύση τεχνικά, κοινωνικά, περιβαλλοντικά και οικολογικά αποδεκτή ελέγχεται οικονοµικά. Παράδειγµα: Κανάλι ελέγχου πληµµυρικής παροχής Το παράδειγµα ακολουθεί τον ενδεικνυόµενο τρόπο ικανοποιητικής προσέγγισης ορθολογικού σχεδιασµού του προτεινόµενου έργου. Ι) Αντικειµενικοί στόχοι του έργου. Αναπτύσσονται µε σαφήνεια οι ακόλουθοι στόχοι του έργου: Ι.1) Μείωση καταστροφών από πληµµύρες. Προσδιορισµός επιθυµητού επιπέδου προστασίας. Ι.2) ιατήρηση ή και βελτίωση της ποιότητας του περιβάλλοντος. Τα επιµέρους έργα ή µέτρα που θα περιγραφούν θα αφορούν τόσο στην ποιότητα και ποσότητα του νερού (ανάλογα µε τη χρήση του) όσο και στον περιβάλλοντα χώρο όπως µέτρα για: Ι.2.1) Ικανοποιητική ποσότητα και ποιότητα νερού για ύδρευση, άρδευση, αναψυχή, αλιεία, άγρια χλωρίδα και πανίδα. Ι.2.2) ιατήρηση και ανάδειξη των ιστορικών µνηµείων στην περιοχή. Ι.2.3) Αισθητική του χώρου. ΙΙ Προσδιορισµός των εναλλακτικών λύσεων επίτευξης του αντικειµενικών στόχων

Κεφ. 10. Υδραυλικά έργα 293 ΙΙ.1) Χωρίς δοµικά στοιχεία αλλά π.χ. µε: ΙΙ.1.1) φυτοκάλυψη (για προστασία πρανών υδατορευµάτων) ΙΙ.1.2) κλαδοπλέγµατα και άλλα στοιχεία µε ξυλώδη υλικά (για προστασία πρανών και πυθµένα υδατορευµάτων) ΙΙ.2) Με δοµικά στοιχεία όπως: ΙΙ.2.1) τοιχοποιία µε βάση τους λίθους (κυρίως σε τµήµατα υδατορευµάτων που διέρχονται από αστικές περιοχές) και ΙΙ.2.2) τοιχοποιία ή επενδύσεις µε σκυρόδεµα ΙΙΙ Προκαταρκτικός (εκτιµητικός) προϋπολογισµός εναλλακτικών λύσεων. IV Λεπτοµερής σχεδιασµός του αγωγού ελέγχου των πληµµυρών. IV.1) Συλλογή και επεξεργασία δεδοµένων - Υφιστάµενες συνθήκες. IV.1.1) Συνθήκες στη λεκάνη απορροής όπως: IV.1.1.1) κλίµα (υγρό ξηρό, άνεµοι, ηλιοφάνεια κλπ), IV.1.1.2) τοπογραφία του εδάφους (για τον προσδιορισµό π.χ. των κλίσεων και των µηκών κλίσης του εδάφους), IV.1.1.3) έδαφος/γεωλογία για τον προσδιορισµό των διαφόρων εδαφολογικών και υδρολογικών παραµέτρων, IV.1.1.4) στερεοπαροχή, IV.1.1.5) χρήσεις γης και καλύψεις της επιφάνειας του εδάφους (υπάρχουσες και πρόσφατες µεταβολές) και IV.1.1.6) υδρολογία (βροχοπτώσεις χιονοπτώσεις απορροές). IV.1.2) Κοίτη και πληµµυρική κοίτη κάθε τµήµατος του υδατορεύµατος: IV.1.2.1) Υδρολογική µελέτη κατά την οποία προσδιορίζονται οι διάφορες υδρολογικές παράµετροι και κυρίως η: α) χρονική καµπύλη συχνοτήτων πληµµύρων, β) καµπύλη στάθµης παροχής σε συγκεκριµένες και ελεγχόµενες θέσεις τµηµάτων των υδατορευµάτων, γ) καµπύλη στάθµης παροχής συναρτήσει παραµέτρων στερεοπαροχής. IV.1.2.2) Υδραυλική µελέτη της οποίας το ενδιαφέρον εστιάζεται κυρίως στον: α) υπολογισµό, για διάφορες τιµές των παροχών, των διατµητικών τάσεων που οφείλονται στις ανωµαλίες πυθµένα, εξαιτίας των αµµοκυµάτων, και των διατµητικών τάσεων που οφείλονται στην τραχύτητα των κόκκων πυθµένα, β) προσδιορισµό, για διάφορες τιµές των παροχών, της ποσότητας και της κοκκοµετρικής κατανοµής του φορτίου πυθµένα και του αιωρούµενου. IV.1.2.3) Γεωµορφολογική µελέτη προσδιορισµού της: α) σχέσης κλίσης καναλιού και παροχετευτικότητα του, β) σχέσης µεταξύ της γεωµετρίας της διατοµής του καναλιού και της παροχετευτικότητας, γ) σχέσης µεταξύ των γεωµετρικών χαρακτηριστικών των µαιάνδρων, της παροχής και/ή του πλάτους του αγωγού, δ) σταθεροποίησης του πυθµένα µε κατάλληλη επένδυση, προστατευτική του πυθµένα, ή µε µείωση της φυσικής κλίσης του δια µέσου εγκάρσιων αναβαθµών ή φραγµατίων, ε) σταθεροποίησης των πρανών δια µέσου διαφόρων µορφών επενδύσεων µε ή χωρίς δοµικά στοιχεία, στ) κοκκοµετρικής καµπύλης πυθµένα και πρανών, ζ) συνεκτικότητας των πρανών και η) χαρτογράφησης των αδυναµιών πυθµένα και πρανών. IV.1.2.4) Στάθµη υπογείων υδάτων µε τη βοήθεια δοκιµαστικών φρεάτων. IV.1.2.5) Συλλογή, επεξεργασία και προσαρµογή των στοιχείων των µελετών των υφισταµένων έργων στα νέα δεδοµένα. Η διαδικασία αυτή έχει σαν στόχο την επανεξέταση και τον έλεγχο (βάσει των νέων δεδοµένων): α) του τύπου του έργου (αν είναι ο κατάλληλος ή απαιτείται βελτίωσής του οπότε µελετάται και ο τρόπος βελτίωσης), β) της καταλληλότητας της θέσης του (αν ήταν, για τον σκοπό που εξυπηρετεί το έργο, η ενδεδειγµένη ή ποια θα ήταν η καταλληλότερη),

294Εισαγωγή στη Μηχανική των ποταµών γ) της µελέτης του (ως προς την ισχύ των παραδοχών και τη διαδικασία προσέγγισης διαφόρων φαινοµένων) δ) των διαβρώσεων και εναποθέσεων στην περιοχή των έργων και κατά µήκος του υδατορεύµατος. IV.1.2.6) Καταγραφή και επεξεργασία στοιχείων παγετού που αφορούν: α) στο πάχος του, β) στο µέσο µηνιαίο και ετήσιο αριθµό ηµερών παγετού, γ) στις καταστροφές των έργων από τον παγετό ώστε να προταθεί νέος τρόπος αντιµετώπισης του προβλήµατος ώστε παγετός να µην έχει καµία συνέπεια τόσο στην ευστάθεια του έργου όσο και στην αισθητική του. IV.1.2.7) Κοινωνική συµµετοχή. Η συµµετοχή τόσο των κατοίκων της περιοχής που θα γειτνιάζει µε τα έργα όσο και οποιασδήποτε κοινωνικής οµάδας ή απλού πολίτη που επηρεάζεται από την κατασκευή των έργων όχι µόνο επιβάλλεται αλλά και επιζητείται. Η συµµετοχή αυτή εξασφαλίζεται µε διάφορους τρόπους που θα περιέχονται στη συγγραφή των υποχρεώσεων. Τα στάδια που ακολουθούνται είναι: α) σύνταξη επιστηµονικά κατάλληλου ερωτηµατολογίου, επεξεργασία των στοιχείων και δηµοσιοποίησή του αποτελέσµατος της επεξεργασίας τους, µε δικαίωµα ενστάσεων σε καθορισµένο χρόνο, β) ανάρτηση των προκαταρκτικών σχεδίων σε δηµόσιο χώρο µε παράλληλη δυνατότητα έγγραφης παρέµβασης των κατοίκων σε καθορισµένο χρόνο, γ) η τελική απόφαση λαµβάνεται από τον εργοδότη αφού λάβει σοβαρά υπόψη την κοινωνική συµµετοχή που θα αφορά σε θέµατα οικολογικά, περιβαλλοντικά και αισθητικής του χώρου. IV.1.2.8) Μελέτη της οικολογίας της περιοχής ώστε: α) να καταγραφεί η φυτοκάλυψη της περιοχής και ειδικότερα η θέση και το είδος µοναδικών και σπάνιων ποικιλιών δένδρων ή γενικότερα φυτών, β) να καταγραφεί γενικά η υδρόβια και εδαφική οικολογία, γ) να προταθούν τρόποι διατήρησης του οικολογικού περιβάλλοντος ή ακόµη και βελτίωσης του µε το αντίστοιχο οικονοµικό κόστος. IV.1.2.9) Καθορισµός προδιαγραφών ποιότητας νερού ανάλογα µε τη χρήση του. Οι προδιαγραφές αφορούν φυσικές, χηµικές και βιολογικές παραµέτρους IV.1.2.10) Αισθητική και ιστορικά αρχαιολογικά µνηµεία: Προσδιορισµός, καταγραφή, φωτογράφηση, και επεξεργασία των κυρίων συνιστωσών ώστε να µελετηθούν συστηµατικά οι διάφορες παρεµβάσεις που θα απαιτηθούν. IV.1.2.11) Μελέτη των υφισταµένων θέσεων αναψυχής. IV.2) Σχεδίαση του αγωγού ελέγχου της πληµµύρας. IV.2.1) Ακριβής προσδιορισµός της θέσης του αγωγού. IV.2.2) Υδραυλικός σχεδιασµός: IV.2.2.1) Επιλογή αγωγού ταχείας ροής µε επενδεδυµένη διώρυγα και προσδιορισµός των περιβαλλοντικών επιπτώσεων. IV.2.2.2) Αγωγός βραδείας ροής. α) Επιλογή του βέλτιστου συνδυασµού διατοµής καναλιού και τεχνικής κατασκευής του ώστε να επιτευχθεί ο στόχος αφενός ελέγχου των πληµµυρών αφετέρου της ελαχιστοποίησης των δυσµενών οικολογικών και περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Θα πρέπει να προτείνονται συγκεκριµένα έργα για να: α1) διατηρείται ή να βελτιώνεται το εδαφικό παραποτάµιο περιβάλλον των φυτών και των ζώων, α2) δηµιουργείται σταθερό υπόστρωµα βενθικών µακρο-ασπονδύλων, α3) δηµιουργούνται ή διατηρούνται ψαρότοποι, α4) διατηρούνται ή βελτιώνονται οι πηγές αισθητικής, α5) διατηρείται η πρόσβαση στο υδατόρευµα για αναψυχή και άγρια χλωρίδα και πανίδα, α6) περιορίζεται η διάβρωση πυθµένα και πρανούς,

Κεφ. 10. Υδραυλικά έργα 295 α7) παρεµποδιστεί η πτώση στάθµης των υπόγειων υδάτων, β) Μελέτη έργων ελέγχου της στάθµης του νερού λαµβάνοντας υπόψη και το ελεύθερο ύψος του πρανούς πάνω από τη στάθµη του νερού. γ) Μελέτη των διατµητικών τάσεων τ ο και τ ο και προσδιορισµός των αντίστοιχων συντελεστών τριβής. δ) Ακριβής προσδιορισµός της γεωµετρίας του καναλιού. ε) Έλεγχος της ευστάθειας του καναλιού για την αναµενόµενη ροή. ΙV.2.3) Επανεξέταση του σχεδιασµού του καναλιού και τροποποιήσεις για λόγους συντήρησης αν είναι απαραίτητες. IV.2.4) Επανεξέταση του σχεδιασµού του καναλιού και τροποποιήσεις για λόγους αισθητικής αν είναι απαραίτητες. IV.3) Σχεδιασµός έργων προστασίας του περιβάλλοντος στην ευρύτερη περιοχή του υδατορεύµατος. IV.4) Λεπτοµερής εκτίµηση του κόστους. Αν το κόστος των έργων είναι σηµαντικό τροποποιείται ο σχεδιασµός (των έργων) ξεκινώντας από το στάδιο IV.2. Οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις, από τα υδραυλικά έργα της Τεχνικής των Ποταµών, πρέπει να εξετάζονται όχι µόνο κατά τα στάδια σχεδιασµού και κατασκευής των αλλά και κατά τη διάρκεια της λειτουργίας και συντήρησης τους. 10.2.3 Μηχανισµοί αστοχίας των έργων Τα τεχνικά έργα της Μηχανικής των Ποταµών είναι σχετικά απλά συνήθως όµως έχουν µεγάλο κόστος εξαιτίας κυρίως των µεγάλων διαστάσεων τους. Εποµένως, η επιλογή της τιµής µιας χαρακτηριστικής παραµέτρου, που έχει µεγάλη οικονοµική βαρύτητα όπως π.χ. το ύψος ή/και το µήκος των αναχωµάτων, θα πρέπει να βασίζεται σε συστηµατική µελέτη, έρευνα και ανάλυση του κόστους. Το κόστος των µετρήσεων πεδίου ή ερευνών σε εργαστηριακά οµοιώµατα µπορεί να είναι συγκριτικά υψηλό παραµένει όµως πολύ µικρότερο από το αντίστοιχο µιας άστοχης απόφασης. Έτσι, ελαχιστοποιείται ο κίνδυνος εσφαλµένης απόφασης στην οποία είναι δυνατόν να οδηγηθούµε από τις αβεβαιότητες εξαιτίας κυρίως: 1. Της στοχαστικής φύσης βασικών παραµέτρων του συστήµατος. 2. Της ανεπαρκούς προσοµοίωσης του συστήµατος. 3. Των ανεπαρκών πληροφοριών και/ή σφαλµάτων στα στοιχεία εισόδου. Οι αβεβαιότητες δεν οφείλονται µόνο στους φυσικούς παράγοντες που επηρεάζουν το οµοίωµα αλλά και σε πολλούς κοινωνικο-οικονοµικούς που συχνά είναι λιγότερο προβλέψιµοι σε σχέση µε τους φυσικούς. Ο κίνδυνος σφάλµατος είναι µεγαλύτερος όσο µεγαλύτερη είναι η πολυπλοκότητα του οµοιώµατος στο οποίο η απόφαση πρέπει να βασιστεί. Στην περίπτωση αυτή τίθεται το ακόλουθο δίληµµα: 1. ή να απλοποιηθεί το πρόβληµα ώστε ληφθούν υπόψη στο οµοίωµα µόνο τα πλέον ενδιαφέροντα φαινόµενα, µειώνοντας έτσι την πολυπλοκότητα του, κινδυνεύοντας όµως να προκύψει ανεπαρκής προσοµοίωση του συστήµατος, 2. ή να δοµηθεί ένα πολύπλοκο οµοίωµα το οποίο κατ αρχήν προσοµοιάζει το σύστηµα µε µεγαλύτερη ακρίβεια αυξάνει όµως τον κίνδυνο ανεπάρκειας

296Εισαγωγή στη Μηχανική των ποταµών δεδοµένων εισόδου µε πιθανή µείωση της ικανότητας του πρόβλεψης. ιάφοροι µηχανισµοί αστοχίας είναι δυνατόν να οδηγήσουν σε αποσύνθεση και/ή αστάθεια των έργων διευθέτησης των υδατορευµάτων (πίνακας 10.1). 10.3 ΥΛΙΚΑ ΤΩΝ ΕΡΓΩΝ 10.3.1 Εισαγωγή Ο ρυθµός µεταβολής της µορφολογίας υδατορεύµατος είναι ταχύς σε σχέση µε τη γεωλογική κλίµακα χρόνου πολύ όµως βραδύς σε σχέση µε την κλίµακα χρόνου ζωής του ανθρώπου. Ο ρυθµός αυτός αυξάνεται σηµαντικά µε την κατασκευή έργων στη λεκάνη απορροής αλλά κυρίως στην κοίτη του υδατορεύµατος. Εφόσον η µορφολογία του ποταµού και γενικότερα της λεκάνης απορροής µεταβάλλεται συνεχώς τα έργα ειδικά προστασίας έναντι διαβρώσεων

Κεφ. 10. Υδραυλικά έργα 297 και εναποθέσεων θα πρέπει να προσαρµόζονται εύκολα στη νέα µορφολογία του εδάφους ή του υδατορεύµατος. Αυτός είναι ο κύριος λόγος που το σύνολον σχεδόν των έργων αυτών είναι εύκαµπτες κατασκευές σε αντίθεση µε τα έργα Πολιτικού Μηχανικού άλλων κλάδων τα οποία κατά κανόνα είναι κατασκευές άκαµπτες και στερεές. Συνεπώς εφαρµόζονται λύσεις όπως π.χ. η φυτοκάλυψη της προστατευόµενης περιοχής. Στη λύση αυτή το µεν υπέργειο τµήµα του φυτού συµβάλλει στη µείωση της ταχύτητας του νερού άρα και στην προστασία του εδάφους από τη διάβρωση το δε υπόγειο τµήµα του (το ριζικό του σύστηµα) συµβάλλει στη σταθεροποίηση του εδάφους. Όπως αναφέρθηκε, το σύνολο σχεδόν των έργων διευθέτησης υδατορευµάτων είναι µεγάλης χωρικής κλίµακας και απαιτούν πολύ µεγάλες ποσότητες υλικών. Εποµένως, για να µειωθεί σηµαντικά το κόστος του έργου, πρέπει τα υλικά που θα χρησιµοποιηθούν να βρίσκονται στην περιοχή ή πολύ κοντά στο έργο. Χαρακτηριστικό γνώρισµα των έργων διευθέτησης αποτελεί και το είδος των υλικών τους όπου ορισµένα από αυτά σπάνια συναντώνται σε άλλα έργα. 10.3.2 Υλικά 10.3.2.1 Ανόργανα υλικά 1) Άργιλος Εφαρµόζεται: (α) σε έργα ελέγχου της διήθησης, (β) σε προστατευτικούς πυρήνες ή επενδύσεις γ) σε υπάρχοντα αναχώµατα, επιχώµατα κλπ, όπου συµπληρώνονται σχετικά µικρά τµήµατα αναχωµάτων µε κορεσµένη άργιλο, έτσι ώστε κάθε διάστρωση του αναχώµατος να συγκολλάται µε την επόµενη, οι πιθανές ρωγµές ή και σχισµές συµπληρώνονται µε πολτό αργίλου, δ) στην προστασία περιοχών από πληµµύρες και ε) στην παραγωγή πλίνθων πλήρων ή θρυµατισµένων που χρησιµοποιούνται στην κατασκευή τοίχων αντιστήριξης, σε επιστρώσεις αλλά και σε άλλα έργα θωράκισης των αναχωµάτων και άλλων έργων διευθέτησης. 2) Άµµος και χαλίκια: Χρησιµοποιούνται: α) σαν έρµα ή υλικό πληρώσεως στοιχείων και περιοχών του έργου, β) για την παρασκευή σκυροδέµατος και γ) σαν φίλτρο κάτω από λιθορριπή ή ασφαλτοποιηµένη περιοχή. 3) Λίθοι Οι λίθοι είναι τα πιο συχνά χρησιµοποιούµενα δοµικά υλικά, ειδικά στον έλεγχο της ροής των χειµάρρων και των ορεινών ποταµών. Στα ορεινά τµήµατα των ποταµών χρησιµοποιείται συνήθως συνδυασµός κορµών δέντρων και λίθων, ενώ στα χαµηλά τµήµατα συνδυασµός κλαδιών και λίθων. Οι λίθοι µπορούν να χρησιµοποιηθούν είτε σε λιθορριπές, επενδύσεις, επιστρώσεις και στην τοιχοποιία. Αν και κάθε λίθος είναι χρησιµοποιήσιµος, πιο καλά θα ήταν να προτιµώνται λίθοι µεγέθους 30-50 cm. Οι φυσικοί λίθοι µεταφέρονται

298Εισαγωγή στη Μηχανική των ποταµών απευθείας από τα λατοµεία και είναι οι συνηθέστερα χρησιµοποιούµενοι. Οι συλλεκτοί λίθοι από τον πυθµένα του ποταµού χρησιµοποιούνται σπανιότερα και κυρίως για την πλήρωση συρµατοκιβωτίων. Ακολουθεί ένας αριθµός λίθων µε τις αντίστοιχες κατηγορίες έργων διευθέτησης όπου εφαρµόζονται (Przedwojski et al. 1995): α) Ο συηνίτης (ρ = 2,76gr/cm 3, το ίδιο ισχύει και για τους αριθµούς των άλλων παρενθέσεων), βασάλτης (3,04), ανδεσίτης (2,6) και πορφυρίτης (2,4) συνιστώνται σε λιθορριπές, ξηρολιθοδοµές, φράγµατα, τοίχους αντιστηρίξεως και αναβαθµούς ενώ ο γρανίτης (2,51) σε όλα τα προηγούµενα έργα εκτός από τους αναβαθµούς. Ο διαβάσης (2,80), από τα προηγούµενα έργα, δεν συνιστάται στις λιθορριπές και την ξηρολιθοδοµή, β) ο ψαµµόλιθος [σκληρός (2,40), µέτριος (2,08) και µαλακός (2,0)] και ο σκληρός ασβεστόλιθος (2,65) συνιστώνται σε έργα µε θάµνους, στρώµατα, κλαδοδέσµες, κιβώτια, επένδυση µε λίθους και θεµελιώσεις. Στα ίδια έργα εκτός από τις θεµελιώσεις συνιστάται ο µέτριος ασβεστόλιθος (2,50) και ο δολοµίτης (2,50) ενώ για τον µαλακό ασβεστόλιθο (1,55) και τραβερτίτη (2,3) δεν συνιστάται η εφαρµογή τους σε επενδύσεις µε λίθους και θεµελιώσεις. γ) Ο χαλαζίτης (2,70) συνιστάται σε όλα τα έργα των περιπτώσεων α και β εκτός από τις λιθορριπές και την ξηρολιθοδοµή. 10.3.2.2 Τύρφη Η τύρφη, καθώς και άλλα οργανικά εδάφη µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την κατασκευή χαµηλών µόνο αναχωµάτων, µέχρι ύψους 2.50 m, όταν υπάρχει έλλειψη άλλων ανόργανων εδαφών ή αν η µεταφορά τους (των ανόργανων εδαφών) είναι αρκετά δαπανηρή. Γενικά, δεν συνιστάται η χρησιµοποίηση των ακόλουθων οργανικών εδαφών: α) χούµος, β) βαλτώδη ή ελώδη εδάφη, και γ) ασβεστολιθική τύρφη µε περιεκτικότητα σε CaCO 3 >5%. Τα τυρφώδη αναχώµατα κατασκευάζονται από οµογενή τύρφη σε ποσοστό υγρασίας 100%-200%. Για άλλα οργανικά εδάφη το ποσοστό της υγρασίας πλησιάζει τη βέλτιστη τιµή της σε σχέση µε τη συµπίεση. Μίγµα άµµου-τύρφης µπορεί να χρησιµοποιηθεί όταν α) η υγρασία της τύρφης κυµαίνεται από 200%- 300% και δεν υπάρχει η δυνατότητα ξήρανσης της, β) η ευστάθεια του αναχώµατος είναι αρκετά χαµηλή και γ) υπάρχει έλλειψη τύρφης. Αναχώµατα που κατασκευάζονται από µίγµα άµµου-τύρφης χρειάζονται λιγότερη προστασία έναντι ξήρανσης, ρηγµάτωσης και υπερβολικής διήθησης σε σχέση µε τα αναχώµατα που κατασκευάζονται µόνον από τύρφη. Τα αναχώµατα από οργανικά εδάφη έχουν µικρότερο χρόνο ζωής σε σχέση προς τα αντίστοιχα από ανόργανα εδάφη. Ο παράγοντας αυτός πρέπει να λαµβάνεται υπόψη, γιατί είναι πιθανόν να αυξήσει πολύ το κόστος συντήρησης. Στα οργανικά εδάφη η δευτερογενής συµπύκνωση, κατά τη διάρκεια της στερεοποίησης, θα πρέπει να είναι µεγάλη. Η καθίζηση π.χ. του σώµατος του

Κεφ. 10. Υδραυλικά έργα 299 αναχώµατος δεν θα πρέπει να υπερβαίνει το 10%. Eξαιρείται όµως το έδαφος θεµελίωσης. 10.3.2.3 Φυτά Η χρησιµοποίηση φυτών (δένδρων, θάµνων και ποώδους βλάστησης) τείνει µε την πάροδο του χρόνου να αποτελέσει τον κανόνα στα έργα που έχουν σχέση µε την προστασία από τη διάβρωση του εδάφους της λεκάνης απορροής καθώς και της κοίτης του υδατορεύµατος. Συστηµατικά µε το αντικείµενο αυτό της τεχνικής των ποταµών ασχολείται ο κλάδος της βιοτεχνολογίας. Η εφαρµογή της φυτοκάλυψης στα διάφορα έργα εξαιτίας της διατήρησης, της καλύτερης προσαρµογής των έργων στο φυσικό περιβάλλον και του µικρού σχετικά κόστους κερδίζει συνεχώς έδαφος. Σαν παράδειγµα αναφέρονται τα έργα συγκράτησης των φερτών υλών που θα αναπτυχθούν λεπτοµερειακά στην παράγραφο 10.5. 10.3.2.3.1 Ξυλεία Η ξυλεία διακρίνεται σε ζώσα και µη. Η ζώσα χρησιµοποιείται ευρύτατα εξαιτίας της διατηρησιµότητας και του φυσικού της χαρακτήρα. Χρειάζεται, όµως, τακτική φροντίδα για να αποφευχθεί η µείωση της παροχετευτικής ικανότητας των υδατορευµάτων. Αυτός είναι και ο κύριος λόγος που σπάνια χρησιµοποιείται σε µικρά υδατορεύµατα. Η δενδροφύτευση ειδικότερα προτιµάται σε διαπερατά προστατευτικά έργα και σαν συµπλήρωµα άλλων προστατευτικών έργων. Κορµοί δένδρων και άλλα ξύλινα υλικά, µη ζώσας ξυλείας, µε τη µορφή στύλων, δοκών, πασσάλων, διαδοκίδων, αντηρίδων, σανίδων, κλαδιών κλπ, µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την προστασία των πρανών. Οι µεταβολές όµως της στάθµης του νερού, µε τους διαδοχικούς κύκλους ξήρανσης-διύγρανσης µέρους της ξυλείας, επηρεάζουν τη σκληρότητα της. Συνεπώς, η αντίσταση της ξυλείας στις µεταβολές της περιεκτικότητας σε υγρασία είναι ένας πολύ σηµαντικός παράγοντας, που επηρεάζει τη διάρκεια ζωής των ξύλινων κατασκευών. Η ξυλεία που χρησιµοποιείται πρέπει να είναι απαλλαγµένη από ρωγµές και σχισµές. ρυς, πεύκη, ελάτη και κατάλληλη τοπική ξυλεία δίνουν τα υλικά για πασσάλους, κλαδοπλέγµατα κλπ. Τα φρεσκοκοµµένα δέντρα (π.χ. ελάτη) µπορούν να χρησιµοποιηθούν σαν πρώτη προστασία των πρανών από τη διάβρωση. Η χρησιµοποίηση τους συνιστά µια απλή µέθοδο µε στόχο την επανεπίχωση οπών διάβρωσης πλησίον πρανών. Οι πάσσαλοι χρησιµοποιούνται για την κατασκευή φρακτών λυγαριάς, την σταθεροποίηση στρωµάτων θάµνων και δεσµών κλπ. Οι πάσσαλοι µπορούν να κατασκευαστούν από ιτιά ή και από άλλα φυλλοβόλα ή κωνοφόρα δέντρα, εκτός από τη λεύκα. Σε φράκτες ιτιάς οι πάσσαλοι έχουν µήκος 1,5m και διάµετρο 6-

300Εισαγωγή στη Μηχανική των ποταµών 9cm.Τυπικές διαστάσεις πασσάλων δίνονται στον πίνακα 10.2. Για την κατασκευή κλαδοδεσµών χρησιµοποιούνται δέµατα από φρεσκοκοµµένα κλαδιά ιτιάς ή άλλων φυλλοβόλων ή κωνοφόρων δέντρων µήκους, συνήθως, µεγαλυτέρου των 3m και πάχους µέχρι 5cm. Μια τυπική κλαδοδέσµη έχει µήκος 3m, πάχος 30cm, µετρούµενο στο δεύτερο δέσιµο, (σχ.10. 1), 3 δεσίµατα ανά 1.35m, όγκο 0.2-0.3m 3 και µάζα 20-35kg ανάλογα και µε την περιεκτικότητα σε νερό. Άλλες τυπικές διαστάσεις των κλαδοδεσµών δίνονται στον πίνακα 10.3. Κλαδοδέσµες δένονται µε ανοξείδωτο σύρµα διαµέτρου 1-2mm. Πίνακας 10.2 Τυπικές διαστάσεις πασσάλων. Ξυλεία ιάµετρος Μήκος cm cm 1 2 3 Ιτιά 3-4 5-6 100 100 Άλλα φυλλοβόλα ή κωνοφόρα δένδρα 4-6 7-9 10-12 50-150 80-200 100-200 Σχ. 10.1 ιαστάσεις κλαδοδέσµης ιτιάς. Πίνακας 10.3 Τυπικές διαστάσεις κλαδοδεσµών. Μήκος Aπόσταση a Απόσταση b Αριθµός συνδέσεων m m m 1 2 3 4 2,5 3,0 4,0 4,5 5,0 0,3 0,3 0,4 0,5 0,4 1,10 1,35 1,20 1,00 1,15 3 3 4 5 5 10.3.2.3.2 Θάµνοι και θαµνώδης βλάστηση Εφαρµόζονται στην προστασία έναντι διαβρώσεως της επιφάνειας της

Κεφ. 10. Υδραυλικά έργα 301 λεκάνης απορροής καθώς και της κοίτης γενικά των υδατορευµάτων. Όταν πρόκειται να χρησιµοποιηθούν στην προστασία του πρανούς πρέπει να πληρούνται ορισµένες συνθήκες όπως: α) Τα πρανή πρέπει να παρουσιάζουν σχετική ευστάθεια επειδή οι θάµνοι δεν προστατεύουν σοβαρά τον πόδα του πρανούς από τη διάβρωση. β) Στο τµήµα του ποταµού που θα προστατευθεί, οι θάµνοι που θα επιλεγούν πρέπει να έχουν τη δυνατότητα ανάπτυξης τους µε φυσικό τρόπο. γ) Η κλίση των πρανών δεν πρέπει να είναι µεγαλύτερη από 1:3 και µόνο σε εξαιρετικές περιπτώσεις να πλησιάζει το 1:2 ή το 2:3. δ) Η µέγιστη διατµητική τάση δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 100 140Ν/m 2. 10.3.2.3.3 Χορτοτάπητας Ο χορτοτάπητας χρησιµοποιείται για την προστασία από τη διάβρωση των πρανών, οριζόντιων βαθµίδων, στέψεων αναχωµάτων κλπ. Τρεις είναι οι κύριες µέθοδοι τοποθέτησης του χορτοτάπητα: α) Ο ενιαίος χορτοτάπητας (πυκνή διάταξη), που εφαρµόζεται στην προστασία επίπεδων επιφανειών, οι οποίες κατά τη διάρκεια της περιόδου βλαστήσεως να κατακλύζονται για λίγες ηµέρες (ή καθόλου) µε νερό. Οι σταθερά κατακλυζόµενες περιοχές µε νερό, µέχρι βάθους 0.40 m, καθώς και οι περιοδικά κατακλυζόµενες περιοχές ασχέτως βάθους νερού µπορούν να προστατευθούν µε τη βοήθεια χορτοτάπητα από σπαθόχορτο. Στις προηγούµενες επιφάνειες µε χορτοτάπητα, η µέγιστη επιτρεπόµενη ταχύτητα του νερού δεν πρέπει να υπερβαίνει το 1 m/s. β) Η επίστρωση χορτοτάπητα µε τη µορφή λωρίδων µπορεί να εφαρµοστεί σε προστατευόµενες µη κατακλυζόµενες κεκλιµένες επιφάνειες πλάτους > 3m. γ) Η λύση του κτιστού χορτοτάπητα εφαρµόζεται για την προστασία πρανών που έχουν µεγάλη κλίση και υπάρχει διάβρωση ή ανωµαλίες στην επιφάνεια από διαβρώσεις. Η µέγιστη επιτρεπόµενη ταχύτητα του νερού στις περιπτώσεις αυτές δεν θα πρέπει να υπερβαίνει τα 2 m/s. Το σχ. 10.2 περιέχει διάφορες µορφές επίστρωσης χόρτου σε πρανές. Χορτοτάπητας αποτελούµενος από το επιφανειακό στρώµα λιβαδιών, βοσκοτόπων, δασοσκεπών και χέρσων εκτάσεων µε µερικές ρίζες βρύων και βατόµουρων µπορεί να κοπεί σε κανονικά σχήµατα. Μερικοί πολυετείς χορτοτάπητες, όπως είναι π.χ. Bermuda και Pangola grass, που χρησιµοποιούνται σε ύφυγρες περιοχές παράγονται σε φυτώρια. Η προετοιµασία των υλικών φύτευσης σε αυτά τα φυτώρια είναι αποφασιστικός παράγοντας για την επιτυχή και φθηνή τοποθέτηση χορτοτάπητα σε πρανή υδατορευµάτων. Σε καλά π.χ. διατηρούµενα φυτώρια µπορεί να ληφθεί 2-3 φορές χορτοτάπητας κατά τη θερινή περίοδο. Άρα, έκταση 1ha = 10.000m 2 µπορεί να επιστρωθεί από επιφάνεια φυτωρίου 500-700 m 2.

302Εισαγωγή στη Μηχανική των ποταµών Σχ. 10.2 ιάστρωση χορτοτάπητα. α) Πυκνή διάταξη, β) εναλλάξ, γ) χιαστί, δ) παράλληλη και ε) πάσσαλος στήριξης χορτοτάπητα. 10.3.2.4 Σκυρόδεµα Το σκυρόδεµα χρησιµοποιείται κυρίως στις περιπτώσεις που η εξεύρεση και µεταφορά λίθων έχει µεγαλύτερο κόστος από τους κυβόλιθους σκυροδέµατος. Για την προστασία κυρίως πρανών υδατορευµάτων από διάβρωση, µεγάλη εφαρµογή τελευταία έχουν τα προκατασκευασµένα προϊόντα σκυροδέµατος. 10.3.2.5 Χάλυβας Ο χάλυβας είναι ιδιαίτερα ευπαθής στη διάβρωση και θα πρέπει να επενδύεται µε προστατευτικά υλικά, όπως είναι π.χ. η επιψευδαργύρωση, το χλωριούχο πολυβινύλιο (PVC) κλπ. Η χρησιµοποίηση ανοξείδωτου χάλυβα βελτιώνει µεν την κατάσταση, αυξάνει όµως σηµαντικά το κόστος. Ο χάλυβας µπορεί να χρησιµοποιηθεί µε τη µορφή µεµονωµένων πασσάλων, µεταλλικού πλέγµατος, σύρµατος σύνδεσης, αγκύρωσης κλπ. Η σύγχρονη τεχνολογία µε την παραγωγή συνδετικών υλικών επιτρέπει την αντικατάσταση του χάλυβα µε νέα υλικά φθηνότερα και πιο ανθεκτικά στη διάβρωση. 10.3.2.6 Ασφαλτικά υλικά Τα ασφαλτικά υλικά παρέχουν ένα εύκαµπτο στρώµα κάλυψης, το οποίο µπορεί να αντέξει σε σηµαντικά υδραυλικά φορτία. Τα ασφαλτικά υλικά µπορούν να χρησιµοποιηθούν, επίσης, και ως υλικά στεγανοποίησης αλλά και αντιδιαβρωτικής προστασίας. Η χρήση ασφαλτικών υλικών σε έργα διευθέτησης των ποταµών και προστασίας των πρανών, που δεν είναι µια καινούργια λύση, αποτελεί εξειδικευµένο πεδίο εφαρµογής. Η λύση που θα ακολουθηθεί, εξαρτάται από το έδαφος, τις κλιµατολογικές καθώς και τις υδραυλικές συνθήκες του έργου. 10.3.2.7 Γεωυφάσµατα Τα γεωυφάσµατα µπορούν να χρησιµοποιηθούν:

Κεφ. 10. Υδραυλικά έργα 303 α) στο διαχωρισµό στρωµάτων µε διαφορετικές κοκκοµετρικές διαβαθµίσεις σε µεγάλες επιφάνειες, β) στον έλεγχο της διήθησης κόκκων, κατά την οποία συγρατούνται κόκκοι εδάφους ορισµένου µεγέθους ενώ οι µικρότερης διαµέτρου διέρχονται. γ) στην ενίσχυση της ευστάθειας του εδάφους. δ) στη στράγγιση, τα γεωυφάσµατα από µόνα τους λειτουργούν ως στραγγιστήρια, επειδή έχουν µεγαλύτερη διαπερατότητα από τα υλικά που τα περιβάλλουν. ε) στη στεγάνωση κατά την οποία διαχωρίζουν δύο στρώµατα κατά τέτοιο τρόπο ώστε τα υλικά και το νερό να µην µπορούν να περάσουν από το ένα στο άλλο. Τα γεωυφάσµατα κατασκευάζονται από πολυαµίδες, πολυαιθυλένιο, πολυεστέρες, πολυπροπυλένιο, χλωριούχο πολυβινύλιο (PVC) χλωριούχο πολυαιθυλένιο κλπ. Όλα τα παραπάνω υλικά είναι θερµοπλαστικά. Μερικά βασικά χαρακτηριστικά των πρώτων τεσσάρων πολυµερών δίνονται στον πίνακα 10.4, όπου ο βαθµός αντίστασης αναφέρεται σε φορτία που ασκούνται για µεγάλα χρονικά διαστήµατα π.χ. για τα πολυµερή όλη την περίοδο χρήσης τους (10-20 χρόνια ή και περισσότερο). Τα γεωυφάσµατα µπορούν να χρησιµοποιηθούν σε διάφορα στοιχεία έργων διευθέτησης και προστασίας των πρανών µε τη µορφή φύλλων επικάλυψης, ενισχυτικών ταινιών, διχτύων κλπ. Πίνακας 10.4 Βασικά χαρακτηριστικά των τεσσάρων πρώτων πολυµερών Ιδιότητα Πολυαµ. Πολυαιθυλ. Πολυεστερ. Πολυπροπυλ. Πυκνότητα (Mg/m 3 ) 1.14 0.95-096 1.36-1.358 0.90-0.92 Σηµείο τήξης, C 215-256 130 256-260 165 Εφελκυσµός, Mpa 450-900 320-650 1100 200-800 1) Αντίςταση σε: α) ιαλύµατα οξέων - ++ + ++ β) Συγκεντρώσεις οξέων + + - + γ) ιαλύµατα αλκαλίων - ++ 0 ++ δ) Συγκεντρώσεις αλκαλίων ++ ++ - ++ ε) Ορυκτέλαια ++ 0 ++ 0 στ) Μικροοργανισµούς + ++ ++ ++ ζ) Hλιακή ακτινοβολία + + + + η) Απορρυπαντικά ++ ++ ++ ++ Ερπυςµός χαµηλός µέσος πολύ χαµηλός µέσος 1) Ερµηνεία συµβόλων του βαθµού αντίστασης: - = χωρίς αντίσταση, 0 = µέτρια, + = µετριότερη, ++ = καλή

304Εισαγωγή στη Μηχανική των ποταµών 10.4 ΘΕΜΕΛΙΩ Η ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΤΩΝ ΕΡΓΩΝ 10.4.1 Στοιχεία από κλαδιά 10.4.1.1 Επιµήκεις δέσµες (λουκάνικα) Tα λουκάνικα, που κατασκευάζονται από φρεσκοκοµµένα κλαδιά, έχουν µήκος 10, 20 ή και 40m και πάχος 10-30cm. Τα κλαδιά αυτά δένονται σε ειδικά στηρίγµατα µε γαλβανισµένο σύρµα πάχους 1-3mm. Οι επιµήκεις δέσµες χρησιµοποιούνται τόσο στην προστασία των πρανών και του πυθµένα των υδατορευµάτων όσο και στην κατασκευή έργων καθοδήγησης της ροής του υδατορεύµατος (παράλληλων ή εγκάρσιων). ιακρίνονται για την ευκαµψία τους και την εύκολη προσαρµογή τους στις νέες συνθήκες που θα δηµιουργηθούν στη γειτονιά τους από τις διαβρώσεις και εναποθέσεις. Για την προστασία του ποδός του πρανούς του υδατορεύµατος ή τάφρου και για µέσα βάθη ροής µικρότερα από 30cm, τα λουκάνικα σταθεροποιούνται µε ειδικά στηρίγµατα στα κατάντη ανά αποστάσεις 0,50-1,0m (σχ. 10.3). Για µέσα βάθη µεγαλύτερα από 30cm και µικρότερα από 60cm, πρέπει να χρησιµοποιούνται σε υπέρθεση (το ένα πάνω στο άλλο) δύο λουκάνικα. Σχ. 10.3 Προστασία του ποδός πρανούς µε επιµήκεις δέσµες. 10.4.1.2 Κύλινδροι κλαδοδεσµών πληρούµενοι µε λίθους Οι κύλινδροι (ρολοί), που κατασκευάζονται από κλαδιά δηµιουργούν ένα είδος θήκης, η οποία πληρούται µε χαλίκια ή µικρούς λίθους. Ανά 30cm µέχρι 50cm υπάρχουν δεσίµατα µε γαλβανισµένο σύρµα πάχους 3mm (σχ. 10.4).Η µεγίστη διάµετρος των κυλίνδρων (ρολών) κυµαίνεται από 60cm µέχρι και 100cm, το δε µήκος τους µπορεί να φθάσει µέχρι και τα 20m. Οι κύλινδροι κλαδοδεσµών µε πλήρωση λίθων χρησιµοποιούνται για την προστασία του ποδός του πρανούς και για τη δηµιουργία τεχνητής όχθης µε παράλληλο ή εγκάρσιο προς τη ροή έργο.

Κεφ. 10. Υδραυλικά έργα 305 Σχ. 10.4 Κύλινδρος πληρωµένος µε λίθους: a) πλαγία όψη, b) εγκάρσια τοµή. 10.4.1.3. Φράχτες (πλεγµένοι) Οι φράχτες χρησιµοποιούνται στη σταθεροποίηση του πρανούς και την προστασία του ποδός του έναντι διαβρώσεων, οι οποίες είναι δυνατόν να προκαλέσουν κατολίσθηση του πρανούς. Κατασκευάζονται µε πασσάλους διαµέτρου από 6 µέχρι 15cm και µήκους από 1,20m µέχρι 1,80m. Οι πάσσαλοι τοποθετούνται ανά αποστάσεις 30 µέχρι 60 cm και το εντός του εδάφους τµήµα τους πρέπει να κυµαίνεται από το 1/2 µέχρι τα 2/3 του µήκους των. Στη συνέχεια µεταξύ των πασσάλων πλέκονται κλαδιά δένδρων και λυγαριάς, οπότε σχηµατίζεται πλέγµα καλαθιού (σχ. 10.5).Για την καλύτερη στερέωση των φραχτών συνιστάται να φυτεύονται οι κλάδοι των πλεγµάτων έτσι ώστε να αναπτύσσουν ρίζες. Οι φράχτες είναι γνωστοί και ως «ζώντες φράκτες». Γι αυτούς ένα κατάλληλο φυτό είναι λυγαριά. Οι φράχτες εφαρµόζονται και σε παράλληλα ή κάθετα έργα καθοδήγησης της ροής του ρεύµατος (σχ. 10.6). Η µεγάλη εφαρµογή τους οφείλεται στην εύκολη προσαρµογή και κατασκευή και το χαµηλό κόστος. Σχ. 10.5 Φράχτης a, b) πλευρ. όψεις, c) τοµή, d) κάτοψη. 1-λυγαριά, 2-πάσσαλος. 10.4.1.4 Έργα µε κλαδοδέσµες Τα έργα αποτελούνται από στρώµατα κλαδοδεσµών. Τα στρώµατα τοποθετούνται έτσι ώστε κάθε ένα να καλύπτει µερικά το προηγούµενο του. Στη

306Εισαγωγή στη Μηχανική των ποταµών Σχ. 10.6 Κάθετο έργο από φράχτη. συνέχεια καλύπτονται µε χαλαρά κλαδιά σε πάχος 30cm. Για τη σύνδεση τους χρησιµοποιούνται πάσσαλοι και κατά την εγκάρσια κατεύθυνση επιµήκεις δέσµες. Τα κενά πληρούνται µε άµµο και χαλίκια (σχ.10.7). Το σχήµα δείχνει εγκάρσιο έργο (πρόβολο) αγκυρωµένο στην όχθη. Μικρού µήκους κλαδοδέσµη (από κλαδιά αγκαθωτών θάµνων ή λυγαριάς) καλύπτεται µε έδαφος 15cm πριν τοποθετηθεί το επόµενο στρώµα κλαδιών. Κάθε τρίτο στρώµα κλαδοδεσµών αγκυρώνεται στα προηγούµενα µε πασσάλους διαµέτρου 8 έως 15cm και µήκους τουλάχιστον 50cm. Το µήκος αυτό του πασσάλου αγκυρώνεται σε τέσσερα στρώµατα (σχ. 10.8). Σχ. 10.7 Εγκάρσιο τεχνικό έργο µε κλαδοδέσµες. a) κατά µήκος τοµή, b) κάτοψη. 1- πάσσαλοι, 2-έρµα, 3-διασκορπισµένες δέσµες, 4-έρµα, 5-επιµήκεις δέσµες, 6- κλαδοδέσµες, 7-πλωτήρας, 8- πάσσαλοι (διαµέτρου. 4-8cm, µήκους 1m).

Κεφ. 10. Υδραυλικά έργα 307 Σχ. 10.8 Προστασία όχθης µε αγκαθωτές κλαδοδέσµες. 10.4.1.5 Κιβώτια κλαδοδεσµών Τα κιβώτια κλαδοδεσµών έχουν συνήθως ορθογώνική διατοµή (σχ. 10.9). Το ελάχιστο πάχος τους ορίζεται σε 60cm. Το πλάτος τους κυµαίνεται από 4-10m και το µήκος τους εξαρτάται από τις ειδικές συνθήκες. Θεωρητικά τα κιβώτια µπορούν να έχουν άπειρο µήκος, γι αυτό και µερικές φορές καλούνται και ταινίες. Κατασκευάζονται ή ρυµουλκούνται στη θέση που θα τοποθετηθούν (συνήθως µε βύθιση τους). Για την κατασκευή τους τα λουκάνικα σχηµατίζουν φατνώµατα, όπου διασκορπίζονται χαλαρές κλαδοδέσµες. Στη συνέχεια πλέκεται φράχτης για να δηµιουργηθούν τα όρια συγκράτησης του αµµοχάλικου και των λίθων, που λειτουργούν σαν έρµα. Τα κιβώτια χρησιµοποιούνται για τη θεµελίωση και την προστασία των πρανών των αντιπληµµυρικών αναχωµάτων κλπ. Το κόστος κατασκευής των κιβωτίων είναι πολύ υψηλό µε συνέπεια να εξετάζεται φθηνότερη εναλλακτική λύση. Σχ. 10.9 Ρυµούλκηση και βύθιση κιβωτίων από κλαδοπλέγµατα.

308Εισαγωγή στη Μηχανική των ποταµών 10.4.2 Στοιχεία από πέτρες 10.4.2.1Λιθορριπή Χρησιµοποιείται: α) στη θεµελίωση έργων διευθέτησης υδατορευµάτων, β) στην προστασία των πρανών και γενικά των προστατευτικών επενδύσεων από διαβρώσεις και γ) στην καθολική προστασία των έργων διευθέτησης, όπως είναι για παράδειγµα οι πρόβολοι. Η λιθορριπή είναι απλή, αφού κατασκευάζεται µε απλή ρίψη των φυσικών ή τεχνητών λίθων. Η ρίψη των λίθων µπορεί να γίνει µε µηχανικά µέσα εφόσον οι κλίσεις δεν είναι µεγαλύτερες από 1:2 ή και µε το χέρι για κλίσεις µέχρι 1:1.5 και σπανιότερα µέχρι 1:1. Χειρόθετη τοποθέτηση λίθων βάρους µεγαλύτερου των 50kg δεν δικαιολογείται οικονοµικά. Πάντως, ο έλεγχος της ρίψεως των λίθων πρέπει να είναι πλήρης για να εξασφαλίζονται τα απαραίτητα διάκενα καθώς και το πάχος και η επιφανειακή δοµή της λιθορριπής. Σηµειώνεται ότι µια µεγάλη προεξοχή ενός µεγάλου µεµονωµένου λίθου πάνω από τη µέση επιφάνεια µπορεί να προκαλέσει ισχυρές δίνες που οδηγούν προοδευτικά σε αστοχία του έργου. Η λιθορριπή κατασκευάζεται σε ένα, δύο ή και τρία στρώµατα, στα οποία συνήθως ενσωµατώνεται και ένα υπόστρωµα. Οι λίθοι από τους οποίους θα κατασκευαστεί η λιθορριπή πρέπει αφενός να έχουν οµαλή καµπύλη διαβάθµισης, χωρίς να παρουσιάζουν µεγάλη διασπορά µεταξύ της ενδιάµεσης και της µέγιστης τιµής του µεγέθους των, και αφετέρου να είναι ανθεκτικοί, γωνιώδεις, µε διαστάσεις που να κυµαίνονται από 10 µέχρι 50cm ανάλογα µε τα υδραυλικά φορτία. Η µάζα των λίθων της λιθορριπής πρέπει να κυµαίνεται από 10-500kg. Η ευστάθεια της λιθορριπής εξαρτάται από τη µορφή της και το µέγεθος, τη µάζα και το σχήµα των λίθων. Οι λίθοι µε λεπτό πλακοειδές σχήµα πρέπει να αποφεύγονται. Ο λόγος της µέγιστης προς την ελάχιστη διάσταση ενός λίθου δεν θα πρέπει να είναι µικρότερος από 3-4. Για την προστασία των αναχωµάτων συνιστάται ο λόγος αυτός να είναι µικρότερος του 2,5 σε ποσοστό 70% των λίθων, του 3 σε ποσοστό 85 % των λίθων και του 3,5 στο 100% των λίθων. Η ελάχιστη πυκνότητα τους θα πρέπει να είναι γύρω στα 2Mg/m 3 και η αντοχή τους σε θλίψη 40Mpa. Σε σχέση µε τους άλλους τύπους επενδύσεων πρανών η λιθορριπή παρουσιάζει τα εξής πλεονεκτήµατα: α) σχετικά εύκολη κατασκευή ακόµη και σε κατασκευές κάτω από το νερό, β) χαµηλό κόστος συντήρησης και ευκολία στη επισκευή, γ) διάρκεια στο χρόνο, δ) µεγάλη τραχύτητα για εξασθένιση των κυµάτων και των ρευµάτων, ε) φυσική και περιβαλλοντικά ανεκτή εµφάνιση, και στ) ευκαµψία και σε κάποιο βαθµό αυτοεπισκευαζόµενη. Όταν η λιθορριπή συνδυάζεται (π.χ. στην προστασία των πρανών) µε γεωύφασµα καλό θα ήταν µεταξύ της λιθορριπής και του γεωυφάσµατος να τοποθετείται ένα υπόστρωµα από µικρότερους λίθους, ώστε να αποφεύγεται φθορά («τραυµατισµός») του γεωυφάσµατος από τους λίθους µε οξύ σχήµα.

Κεφ. 10. Υδραυλικά έργα 309 10.4.2.2 Ξηρολιθοδοµή Η προστασία των πρανών µε ξηρολιθοδοµή αποτελεί µια από τις παλαιότερες µεθόδους προστασίας. Η τοποθέτηση των λίθων εν ξηρώ γίνεται µε τα χέρια (χειρόθετη). Συνήθως, κατασκευάζεται σε ένα µόνο στρώµα και σχηµατίζει µια σχετικά οµαλή ανώτερη επιφάνεια. Ο έλεγχος της οµαλότητας της επιφάνειας γίνεται µε ράβδο. Σε ράβδο µήκους 2m οι ανωµαλίες δεν πρέπει να υπερβαίνουν τα 5cm. Οι λίθοι της ξηρολιθοδοµής πρέπει να έχουν σχεδόν κυβικό σχήµα µε λόγο µέγιστης προς ελάχιστη διάσταση µικρότερο από δύο. Το µέγεθος των λίθων κυµαίνεται από 20-50 cm. Οι λίθοι τοποθετούνται σε σειρές. Οι χαµηλότερες σειρές συνδέονται (εµπλέκονται) µε τις ανώτερες. Αν και δηµιουργεί οικονοµία υλικού είναι δαπανηρή ως προς την εργασία και προφανώς δαπανηρότερη από την λιθορριπή. Η ξηρολιθοδοµή µπορεί να τοποθετηθεί είτε απευθείας πάνω σε άργιλο ή σε χαµηλής διαπερατότητας πρανές πάνω σε υπόστρωµα από κοκκώδες υλικό ή πάνω σε γεωύφασµα (σχ. 10.10). Για να βελτιωθεί η ευστάθεια της ξηρολιθοδοµής, οι λίθοι θα πρέπει να τοποθετούνται µε τη µεγαλύτερη τους πλευρά σχεδόν κάθετα προς την κεκλιµένη επιφάνεια του πρανούς (µε µικρή κλίση ως προς την κατακόρυφο). Στις θέσεις στις οποίες η ταχύτητα του ρεύµατος υπερβαίνει τα 3 m/s και αναµένεται η δηµιουργία κυµατισµών οι λίθοι της λιθοδοµής θα πρέπει να τοποτεθούνται πάνω σε σταθεροποιηµένο φίλτρο. Μετά την τοποθέτηση των λίθων τα κενά συµπληρώνονται µε αµµοχάλικο ή µε σφηνοειδούς σχήµατος µικρούς λίθους. Ο τρόπος αυτός συµπλήρωσης των κενών αυξάνει την αντίσταση της ξηρολιθοδοµής σε διαβρώσεις, αν και αυξάνει την ακαµψία της κατασκευής. Λόγω της διάβρωσης η ξηρολιθοδοµή µπορεί να µην είναι κατάλληλη για τη προστασία εδαφών υποκειµένων σε παραµορφώσεις. Αντί της συµπλήρωσης των κενών µε αµµοχάλικο και µικρούς λίθους η ξηρολιθοδοµή µπορεί να εµποτιστεί είτε µε τσιµεντοκονίαµα είτε µε ασφαλτική µαστίχα. Σχ. 10.10 Προστασία πρανούς µε ξηρολιθοδοµή.

310Εισαγωγή στη Μηχανική των ποταµών Η ξηρολιθοδοµή µπορεί να αποτελέσει τη βασική προστασία ή τµήµα ενός άλλου συστήµατος επένδυσης. Χρησιµοποιείται για την προστασία α) πρανών ακριβώς κατάντη υδραυλικών έργων όπου µπορεί να δηµιουργηθεί έντονο τυρβώδες ή β) πρανών σε αστικές και ηµιαγροτικές περιοχές. Απαιτεί τακτικό έλεγχο και συντήρηση, καθώς κάθε µετακινούµενος λίθος πρέπει αµέσως να επανατοποθετηθεί για να αποφευχθεί η προοδευτική καταστροφή της λιθοδοµής. 10.4.2.3 Λίθινη επένδυση µε συνδετικό υλικό στους αρµούς Προκειµένου να βελτιωθεί η ευστάθεια της επένδυσης τόσο η λιθορριπή όσο και η ξηρολιθοδοµή µπορούν να δοµηθούν µε εµποτισµό είτε µε ασφαλτικό υλικό είτε µε τσιµεντοκονίαµα. Υπάρχουν τρεις βασικές µέθοδοι πλήρωσης: α. Ο επιφανειακός εµποτισµός (σχ. 10.11a) µε τον οποίο πληρούται ποσοστό 30% των κενών των πόρων της επιφάνειας της επένδυσης σε σχέση µε την ολική επιφάνεια. Στην περίπτωση αυτή το συνδετικό υλικό διαπερνά το επιφανειακό στρώµα χωρίς βέβαια να συµπληρώνει όλα τα κενά των πόρων. β. Ο µερικός εµποτισµός µε τον οποίο πληρούται ποσοστό 50%-80% των κενών των πόρων της επένδυσης βάσει προδιαγεγραµµένου σχεδίου. Τελικά, σχηµατίζεται ένα πλέγµα όγκων από εµποτισµένους λίθους (σχ. 10.11b). γ. Ο πλήρης εµποτισµός (σχ. 10.11c) µε τον οποίο καλύπτεται το 100% των κενών των πόρων της επένδυσης. Έχει σαν αποτέλεσµα τον σχηµατισµό ενός αδιαπέρατου ανθεκτικού στρώµατος κάλυψης. Σχ. 10.11 Εµποτισµός : a) επιφανειακός, b) µε βάση κάποιο σχέδιο, c) πλήρης. Ο εµποτισµός που περιγράφεται µε τις ανωτέρω µεθόδους µπορεί να γίνει είτε µε τσιµεντοκονίαµα είτε µε ασφαλτικά υλικά. Για να είναι µια επένδυση διαπερατή δεν θα πρέπει να έχει εµποτιστεί περισσότερο από το 70% των λίθων. Όταν µειώνεται η διαπερατότητα, η ευστάθεια της προστατευτικής επιστρώσεως µπορεί να επηρεαστεί αρνητικά από τις υπερπιέσεις των πόρων που παρατηρούνται κατά τη διάρκεια της κυκλικής φόρτισης εξαιτίας των κυµατισµών ή της ροής του υπόγειου νερού προς το πρανές. Για να αποτραπεί η µαζική καταστροφή του έργου θα πρέπει να διανοίγονται οπές απαγωγής του ύδατος, τα

Κεφ. 10. Υδραυλικά έργα 311 γνωστά στραγγιστήρια. Στους λίθους µπορεί να γίνει µία από τις ακόλουθες εργασίες: 1. Επάλειψη ενός ξηρού µίγµατος από τσιµεντοκονίαµα (τουλάχιστον 300 kg τσιµέντου ανά m 3 άµµου ή αµµοχάλικου) πάνω στην επιφάνεια των λίθων, έτσι ώστε να πληρωθούν οι οπές. Το τσιµεντοκονίαµα µπορεί να αφεθεί να σκληρυνθεί αργά από µόνο του ή πιο γρήγορα ραντίζοντας το µε νερό. 2. ιάχυση ρευστού τσιµεντοκονιάµατος σε τµήµα ή σε όλα την επιφάνεια των λίθων µέχρις ότου να πληρωθούν οι κατάλληλες οπές. 3. Χειρόθετη αρµολόγηση των κενών των λίθων µε τσιµεντοκονίαµα Ο εµποτισµός µε µαστίχα παρέχει µια πιο εύκαµπτη επένδυση από ότι ο εµποτισµός µε τσιµεντοκονίαµα. Στην περίπτωση φυσικής βλάστησης στα πρανή, κυρίως όµως λυγαριάς, επιτρέπεται µέρος της βλάστησης αυτής ν αναπτυχθεί στους αρµούς και ν αποτελέσει το συνδετικό υλικό (σχ.10.12) Η λιθοδοµή από ακατέργαστους ή επεξεργασµένους λίθους ή ογκόλιθους µερικές φορές χρησιµοποιείται για την κατασκευή τοίχων αντιστήριξης, διευθέτησης κοίτης χειµάρρων σε αστικές κυρίως περιοχές. Η κατασκευή αυτή, εξαιτίας του σχετικά µεγάλου κόστους, δεν εφαρµόζεται πλέον συχνά. Σχ. 10.12 Τοιχοποιία µε συνδετικό υλικό βλάστηση. 10.4.3 Στοιχεία από σκυρόδεµα 10.4.3.1 Χαλαροί µη συνδεόµενοι προκατασκευασµένοι κυβόλιθοι Οι κυβόλιθοι αυτοί χρησιµοποιούνται συνήθως αντί των λίθων σε θέσεις στις οποίες δικαιολογείται οικονοµικά. Για την παραγωγή των κυβολίθων (αναλογία όγκου τσιµέντου προς όγκο αδρανών 1:10) µπορεί να χρησιµοποιηθεί άµµος και χαλίκι από την κοίτη των υδατορευµάτων µε συνέπεια η µείωση του κόστους να είναι σηµαντική. Η εργασία τοποθέτησής τους είναι ίδια µε την αντίστοιχη των λίθων (όπως στη λιθορριπή ή την τοιχοποιία).το σχήµα τους µπορεί να είναι κυβικό, κυβοειδές ή τετράεδρο (σχ. 10.13). Ο κίνδυνος που διατρέχουν οι χαλαροί µη συνδεόµενοι προκατασκευασµένοι κυβόλιθοι είναι να βυθιστούν στα στρώµατα της λεπτής άµµου της κοίτης των

312Εισαγωγή στη Μηχανική των ποταµών υδατορευµάτων. Γι αυτό το λόγο οι κυβόλιθοι αυτοί πρέπει να χρησιµοποιούνται σε περιοχές που οι κοίτες των υδατορευµάτων έχουν αδρότερα υλικά ή να τοποθετούνται µε ειδική θεµελίωση. Σχ. 10.13 Προκατασκευασµένοι κυβόλιθοι. 10.4.3.2 Τοποθετηµένοι κυβόλιθοι και πλάκες σκυροδέµατος Η επένδυση µε τοποθετηµένους κυβόλιθους είναι πιο ευσταθής από την αντίστοιχη µε χαλαρούς κυβόλιθους. Εξαιτίας της µικρότερης ευκαµψίας και διαπερατότητας τους είναι πιο ευάλωτοι σε καταστροφές από ανύψωση. Γι αυτό το λόγο θα πρέπει να υποστραγγίζονται ή θα πρέπει να τοποθετούνται απευθείας σε ένα οµοιόµορφο οµογενές καλά συµπιεσµένο στρώµα µη διογκούµενης αργίλου. Παραδείγµατα τοποθέτησης, κατά κανόνα µε το χέρι (χειρόθετη), προκατασκευασµένων κυβόλιθων σκυροδέµατος απεικονίζονται στα σχήµατα 10.13a-d. Για την ενίσχυση της ευστάθειας των κυβόλιθων συνιστάται η ενσφήνωση και/ή πλήρωση των κενών µε κοκκώδες υλικό, τσιµεντοκονίαµα ή ασφαλτικό υλικό. Πλάκες από οπλισµένο ή άοπλο σκυρόδεµα, προκατασκευασµένες ή κατασκευαζόµενες επιτόπου, χρησιµοποιούνται σε θέσεις, όπου η στερεότητα, η διάρκεια ως προς το χρόνο ή η οµοιοµορφία (σε επιφάνειες µεταβαλλόµενης γεωµετρίας) είναι σηµαντικοί παράγοντες σχεδιασµού. Το σχετικά υψηλό κόστος τους και σε ορισµένες περιπτώσεις η µη οικολογική αποδοχή τους περιόρισαν σηµαντικά τη χρήση τους. Οι πλάκες αυτές δεν θα πρέπει να χρησιµοποιούνται σε

Κεφ. 10. Υδραυλικά έργα 313 ποταµούς µε έντονο φορτίο πυθµένα. Ενδεικτικά µεγέθη πλακών είναι 3mx3mx0.15m, 2.5 x2.5mx0.15m µέχρι 2.5mx2mx0.15m για κλίσεις πρανών 1:2 µέχρι 1:3. Ο Schoklitsch αναφέρει πάχος πλακών µέχρι και 45cm. Οι επίπεδες πλάκες από σκυρόδεµα, συνήθως, κατασκευάζονται µε ένα διαπερατό υπόστρωµα και οπές απαγωγής του υπόγειου νερού. Οι κυψελωτές πλάκες έχουν περισσότερα πλεονεκτήµατα. Μπορούν είτε να κατασκευαστούν επιτόπου ή να είναι και προκατασκευασµένες. Ένα παράδειγµα τοποθέτησης προκατασκευασµένων κυψελωτών πλακών απεικονίζεται στο σχήµα 10.14. Οι πλάκες συνδέονται µεταξύ τους µε χονδρό σύρµα. Οι κυψέλες στη συνέχεια συµπληρώνονται µε χώµα όπου φυτεύεται η επιθυµητή βλάστηση. Σχ. 10.14 Προκατασκευασµένες κυψελωτές πλάκες 10.4.3.3 Συνδεόµενοι κυβόλιθοι Οι τυποποιηµένοι κυβόλιθοι από σκυρόδεµα έχουν κατάλληλα γεωµετρικά σχήµατα ώστε η µεταξύ τους σύνδεση να είναι απλή και εύκολη. Επιπλέον η σύνδεση παρέχει πρόσθετη ευστάθεια εξαιτίας και του βάρους των γειτονικών κυβολίθων. Η αύξηση της ακαµψίας της επένδυσης, σε σχέση προς την αντίστοιχη µε χαλαρούς µη συνδεόµενους προκατασκευασµένους κυβόλιθους, είναι δυνατόν να οδηγήσει στην επικοινωνία των µικρών οπών εκσκαφής, οι οποίες απρόβλεπτα µπορεί να πάρουν επικίνδυνες διαστάσεις και να προκαλέσουν την κατάρρευση του συστήµατος των κυβόλιθων. Σε γενικές γραµµές, οι ορθογώνιοι κυβόλιθοι µε συνδέσµους επικάλυψης (σχ. 10.15a) έχουν εφαρµοστεί περισσότερο. Ένας άλλος τύπος σύνδεσης είναι «της γλώσσας και του αυλακιού» (σχ. 10.15b). Η ευστάθεια κάθε επένδυσης µε σύνδεση τύπου γλώσσας και αυλακιού εξαρτάται µεταξύ των άλλων και από τη στερεότητα και αντοχή ως προς το χρόνο των µηχανικών συνδέσµων, επειδή οι κυβόλιθοι δεν θα πρέπει να είναι ευσταθείς µόνο µε το βάρος τους Εκτός από τους προαναφερθέντες επίπεδους κυβόλιθους, οι οποίοι στην ουσία σχηµατίζουν αδιαπέρατο στρώµα επένδυσης, υπάρχουν και οι κυψελωτοί

314Εισαγωγή στη Μηχανική των ποταµών κυβόλιθοι (σχ. 10.15c) που επιτρέπουν την ανάπτυξη βλάστησης στις κυψέλες. Οι συνδεόµενοι κυβόλιθοι τοποθετούνται µε το χέρι (χειρόθετη τοποθέτηση) είτε µε τη βοήθεια µηχανικών µέσων. Μερικοί από αυτούς µπορούν να τοποθετηθούν και κάτω από το νερό. Η αντικατάσταση των µεµονωµένων κυβόλιθων είναι δύσκολη, αν και είναι δυνατό να αντικατασταθεί ένα πλήρες τµήµα της επένδυσης των κυβόλιθων µε τη χρησιµοποίηση του κατάλληλου εξοπλισµού. Σχ. 10.15 Συνδεόµενοι κυβόλιθοι. 10.4.3.4 Συνδεόµενοι µε καλώδια κυβόλιθοι Οι κυβόλιθοι που συνδέονται µε καλώδια παρουσιάζουν, σε σχέση µε τους άλλους τύπους των έργων προστασίας µε κυβόλιθους, τα εξής πλεονεκτήµατα: α. Μεγαλύτερη ευκαµψία και ευστάθεια. β. Μικρότερους κινδύνους σε τοπικές αστοχίες. γ. Ευκολότερη τοποθέτηση κάτω από το νερό. δ. Ταχύτερη διάστρωση ακόµη και στην περίπτωση αγκύρωσης στο υπέδαφος. ε. Μικρότερη πιθανότητα κλοπής τους ή καταστροφής από βανδαλισµούς. Υπάρχουν πολυάριθµα συστήµατα σύνδεσης κυβόλιθων µε καλώδια, µερικά από τα οποία έχουν τυποποιηθεί. ύο από τα συστήµατα αυτά απεικονίζονται στο σχήµα 10.16. Το πρώτο, γνωστό ως Villa, είναι εύκαµπτο κατά την κάθετη διεύθυνση προς τα καλώδια (σχ. 10.16a), ενώ το δεύτερο, γνωστό ως Terrafix, είναι εξίσου εύκαµπτο και κατά τις δύο διευθύνεις (σχ. 10.16β). Παρά το γεγονός ότι η επένδυση µε συνδεόµενους µε καλώδια κυβόλιθους είναι εύκαµπτη δεν συνιστάται για εφαρµογές σε επιφάνειες µε έντονη κλίση. Η επένδυση αυτή µπορεί να εφαρµοστεί µε επιτυχία για κλίσεις µέχρι 1:1. Για την τοποθέτηση των κυβολίθων κάτω από το νερό απαιτούνται ειδικά πλωτά. Τα καλώδια σύνδεσης µπορούν να κατασκευαστούν από χάλυβα, χαλκό ή συνθετικό υλικό, όπως είναι π.χ. το πολυπροπυλένιο. Το τελευταίο παρουσιάζει το πλεονέκτηµα ότι είναι φθηνότερο και λιγότερο ευαίσθητο σε διαβρώσεις από ότι ο χάλυβας. Από την άλλη µεριά δεν είναι τόσο ανθεκτικό σε φθορές από τριβές.

Κεφ. 10. Υδραυλικά έργα 315 Σχ. 10.16 Συνδεόµενοι µε καλώδια κυβόλιθοι. 10.4.3.5 Κυβόλιθοι συνδεόµενοι σε γεωυφάσµατα Οι κυβόλιθοι συνδέονται σε γεωυφάσµατα για να αποτελέσουν ένα µεγάλο εύκαµπτο κάλυµµα που να παρουσιάζει τα ίδια πλεονεκτήµατα µε τους συνδεόµενους µε καλώδια κυβόλιθους. Στα συστήµατα αυτά οι κυβόλιθοι συνδέονται απευθείας στο γεωύφασµα είτε µε την τοποθέτηση τους στους συνδέσµους, που είναι στερεωµένοι στο κάλυµµα, ή µε συγκόλληση ή µε ειδικούς πείρους σύνδεσης. Οι κυβόλιθοι δεν συνδέονται (µεταξύ τους υπάρχει κενό), εποµένως, δεν αναπτύσσονται τριβές στις µεταξύ τους επιφάνειες (σχ.10.17). Σχ. 10.17 Επένδυση κυβολίθων συνδεοµένων σε γεωύφασµα. Σαν γεωυφάσµατα προτιµώνται τα µη πλεκτά συνθετικά υφάσµατα, τα οποία πρέπει να είναι αρκετά ανθεκτικά και να λειτουργούν σαν προστατευτικά φίλτρα. Τα καλύµµατα αυτά συνήθως µεταφέρονται προσυναρµολογηµένα στη