4. Příklady svahových deformací

V této kapitole jsou uvedeny některé vybrané příklady lokalit postižených svahovými pohyby. Ostatní kapitoly obsahují množství dalších příkladů svahových deformací s pohledu jimi vysvětlované problematiky.

Prvním příkladem svahové deformace je lokalita Třinec Kanada (obr. 4.1). Základní podmínkou pro vznik sesuvného procesu ve zkoumaném území je geologická stavba daná přítomností intenzívně tektonicky prohnětené zóny převážně jílovcových třineckých vrstev v podloží zvodnělé štěrkové terasy mocné 10 až 16 m (Novosad 1996, 1998, 1999).

Hlavními faktory, které ovlivňovaly další rozvoj sesuvného procesu bylo postupné zahloubení řeky Olše cca 16 až 20 m pod bázi štěrkové terasy do tektonicky intenzívně prohnětených jílovců třineckých vrstev a schopnost řeky erodovat a odnášet zeminy transportované svahovým pohybem do koryta řeky s cílem dosáhnout přirozené rovnováhy svahu.

Výsledkem dlouhodobého opakování výše naznačených fází rozvoje sesuvných procesů na levém břehu Olše je morfologicky výrazné sesuvné území charakteristické zejména výraznou odlučnou hranou - cca 10 - 15 m vysokým strmým svahem ve štěrkové terase, zvlněným reliéfem svahu pod odlučnou hranou, na kterém jsou dobře patrné stupně zbytky jednotlivých sesutých bloků štěrků v horní části sesuvu. Dalším charakteristickým rysem studovaného sesuvu je vysoký stupeň zvodnění sesouvajících se zemin, které jsou syceny vodou vytékající do sesuvu ze štěrkové terasy. V depresích sesuvného svahu hladina podzemní vody vystupuje až nad terén.

Popsané sesuvné pohyby ohrožují dvě skupiny objektů. Objekty nad odlučnou hranou sesuvu (např. stožár VN 7) jsou ohroženy v důsledku retrogresivního šíření se sesuvu, t.j. posunování okraje štěrkové terasy jeho opakovanou destabilizací. Nejrychleji probíhá tento proces ve sledovaných profilech č. 2, 4 a 5 (viz obr. 4.1), kde došlo za posledních cca 20 let k ústupu odlučné hrany sesuvu o cca 5 - 15 m. Objekty Třineckých železáren na pravém břehu Olše jsou ohroženy sekundárně, pokud by došlo k přehrazení toku Olše sesuvem za povodně a přelití ochranné hráze, nebo k zúžení toku sesuvem za povodně, v jeho důsledku k hloubkové erozi při pravém břehu pod patou ochranné hráze a následné destrukci ochranné hráze. Dále je stále postupně devastován lesní porost na vlastním sesuvu, t.j. v území mezi odlučnou hranou a levým břehem řeky Olše.

Plán stabilizace zahrnuje drenážní rýhy - žebra svodná (po spádnici) včetně přístupových cest a žebra nad odlučnou hranou, odvádějící vodu do svodných drénů, subhorizontální vrty pro odvodnění terasových štěrků v profilu 4, postupnou výstavbu zatěžovací lavice včetně opevnění levého břehu Olše (Novosad 1996, 1998, 1999).

Druhým příkladem svahové deformace typu ploužení jsou pohyby na Spišském hradě (obr. 4.2). Spišský hrad, vybudovaný v roce 1120, leží na Slovensku v Podhradské sníženině Hornádské kotliny. Stojí na výrazné a silně členité travertinové akumulaci.

Z původní travertinové kupy zbyla dnes už jen denudační troska, a to díky gravitační deformaci blokového charakteru. Při ní probíhaly podpovrchové plouživé pohyby rigidních travertinových těles po plastickém podloží. Opomenout nelze ani důležitou roli zvětrávání, krasovění, eroze a denudace, které výraznou měrou přispěly k destrukci původních kopulovitých tvarů travertinu.

Počáteční rozvoj plouživých blokových pohybů započal již v pleistocénu. Především na kontaktu travertinů s paleogenním podložím docházelo k intenzivnímu promrzání. Vznikající trhliny pak rozšiřovala v období periglaciálního klimatu ledová výplň, která rovněž pomáhala rozdělovat těleso na bloky.

Travertinové těleso Spišského hradu porušuje systém tektonických linií, puklin a trhlin. Nejvýraznější je systém s orientací SZ-JV, opakující se v prostorách hradu několikrát. V severní části prochází diskontinuita přes románský palác a vytváří predisponovanou smykovou plochu, podél které došlo k rozvolnění blokové rozpadliny a podklouznutí bloků k severu.

V centrální části hradu se zlomová porucha rozdvojuje. Jedna prochází kaplí a cisternou, zatímco druhá část probíhá pod kruhovou věží a je spojena se vznikem tzv. „Temnej jaskyne“. Velmi zvětralou výzdobu jeskyně o délce asi 60 m a výšce asi 30 – 35 m tvoří sintr a ojediněle také menší stalaktity. Nejstarší jeskyní, která je nízká a bez výzdoby, je zde ale „Podhradská jeskyňa“. Vznikla korozí travertinu ve směru vrstevnatosti a vstupuje se do ní „Perunovou skalou“.

Poruchové linie směru S-J jsou dalším významným systémem, který se rovněž v prostorách hradu opakuje. Nejvýraznější je diskontinuita probíhající podél celého hradního vrchu. Podél ní došlo na severním okraji k rozvolnění bloků.

Pomalé plouživé pohyby typu blokových rozpadlin a blokových polí travertinového tělesa probíhají i v současnosti. K jejich stanovení slouží dva opticko-mechanické dilatometry, umístěné počátkem 80. let na jižní a severní stranu hradní skály do otevřených puklin. Přístroje zaznamenaly pohyb až 1.13 mm za rok.

Nákladná sanační opatření navržená v roce 1984 zahrnovala například mělkou injektáž, opravu porušeného zdiva, vytvoření výplňových armovacích plomb, kotvení, svorníkování, vyplnění trhlin betonovou směsí, zpevňovací injektáž a jiné. Prováděná byla bez inženýrskogeologických podkladů, neřešila stabilitní podmínky a celkový statický účinek byl minimální. Práce se zastavily, dokud nebyla provedena komplexní inženýrskogeologická studie území (Vlčko et al., 1998, Vlčko in Malgot et al., 1992).

Třetím příkladem svahové deformace je lokalita Bishamon (Hiyoshi-Cho, Hioki-Gun, prefektura Kagoshima, Japonsko, ostrov Kjúšú), kde je její délka 250 m, šířka 300 m a plocha 6 ha.

Při sesuvu, k němuž došlo 20. září 1994, zahynuli dva lidé a tři byli zraněni. Zničeny byly 2 obytné objekty, poškozeno 436 m vozovky a 2,3 ha obdělávané půdy.

Sesuvné území (obr. 4.3a,b,c) je tvořeno sedimentárními křídovými horninami s granitickými intruzemi lokalizovanými podél západních svahů Yakudake. Podložím vyšších částí svahu jsou sedimentární horniny, podložím v nižší části jsou granity, ve kterých sesuv proběhl. Granitické horniny jsou hluboce zvětralé (jíly), které jsou pravděpodobně paralelní s granitickou intruzí. Hluboce a zcela zvětralé granitické horniny obsahují mnoho jílu, vytvářejících nepropustnou zónu. Je možné, že pórové tlaky uvnitř svahu v podloží granitických hornin mohly dlouhou dobu zůstávat vyrovnané poté, co úroveň hladiny podzemní vody vlivem srážek stoupla. Primární příčinou sesuvu byla redukce smykové pevnosti v jílovitých granitických horninách, způsobená zvýšením residuálního pórového tlaku vody. K poruše došlo podél oslabených vrstev, kde byla alterace největší.

Sanační opatření zahrnovala odstranění sesuvného materiálu v horní části sesuvu a zpevnění podél dolní části sesuvu. Snahou bylo také mírnit vliv sesuvu pomocí svedení podzemní vody instalovanými drenážními studnami a horizontálními gravitačními drény. Ochranná opatření byla doplněna pilotovými stěnami (JLS, 2003).

Dalším příkladem svahové deformace je lokalita Ishikura (Imafuku - Cho, Matsuura City, prefektura Nagasaki, Japonsko), kde délka sesuvu je 500 m, šířka 350 m a plocha 22 ha.

Tahové trhliny byly pozorovány před hlavním sesuvem 4. července 1990. Výrazné srážky předcházející sesuvu (235,4 mm v období 1. až 2. července) prudce zvýšily hladinu podzemní vody. Voda snížila tření na smykové ploše podél zóny oslabení a způsobila sesuv. Poškozeny byly nádrže, přehrady, mnohé silnice, 5,8 ha rýžových polí, 1,6 ha obdělávaných polí a 1,4 ha lesů, došlo k přerušení 1024 m zavlažovacího kanálu (JLS, 2003).

Většina sesuvného území je tvořena v horninách spodního a středního miocénu (obr. 4.4a,b). Tyto třetihorní horniny jsou překryty bazaltickými vulkanickými horninami. Rovinná smyková plocha byla lokalizována poblíž plochy vrstevnatosti mezi pískovci a uhlonosnými jílovci. Úhel smykové plochy se pohyboval mezi 3 a 5 stupni.

Po prvním sesouvání se v tělese objevilo mnoho tahových trhlin.  Otevřené tahové trhliny umožňovaly snazší infiltraci dešťové vody. V důsledku nárůstu pórového tlaku vody se výrazně zvýšila možnost obnovení sesuvní aktivity. Proto byl vybudován sanační odvodňovací systém s drenážními studnami a drenážními tunely. V horní části svahu byl odstraněn sesuvný materiál, v patě svahu byly aplikovaly piloty a kotvy.

Následujícím příkladem je lokalita Jizukiyama (Nagano, prefektura Nagano, Japonsko, ostrov Honšů), kde délka svahové deformace je 700 m, šířka 500 m, hloubka 60 m, plocha 25 ha a celkový objem 3.5 x 10⁶ m³.

Při svahovém pohybu, k němuž došlo 26. července 1985, zahynulo 25 osob, 4 byly vážně zraněny. Zničeno bylo 50 obytných objektů. Zničeny byly lesy, silnice, vodní sítě a další systémy infrastruktury.

Zájmové uzemí (obr. 4.5a,b,c) leží ve vyšších terciérních (mladších miocénních) ryolitových tufech. Průzkumy odhalily, že horniny mají ojedinělý charakter alterace a rozrušení. Drobné pohyby byly sledovány již v roce 1981 a průzkum byl veden úřadem Nagano prefektura Enterprises Bureau. Neobvykle vydatné letní deště v roce 1985 způsobily urychlení pohybů charakteru suťového proudu.

Okamžitě po sesuvu byly zahájeny sanační práce, které trvaly 1 rok. Tyto zahrnovaly vybudování velkoprůměrových pilot betonovaných do vrtu, kotvení, pilotování, vytvoření drenážních vrtů a studní a drenážních tunelů (JLS, 2003).

Dalším příkladem je lokalita Motochi (ostrov Rebun, Japonsko, Hokkaido), kde svahová deformace má délku 550 m, šířka 60 - 100 m, hloubka 50 m, plocha 4 ha celkový objem 2.8 x 10⁵ m³.

Zcela zničen byl jeden dům, jeden byl poškozen, na dlouhou dobu byla uzavřena silnice.

Okrsek Motochi leží v JZ části ostrova a jeho reliéf vykazuje znaky starého sesuvu (severní a jižní blok, obr. 4.6). Pro oblast jsou typické kopce s plochými hřbety okolo 250 m. Svah je tvořen andesitickými hyaloklasty vyššího terciéru, tvořící nadloží písčitých tufů. Písčité tufy jsou ukláněny pod úhlem asi 20 až 30° k západu. Výše zmiňované ploché hřbety jsou obklopeny strmými vrcholy tvořenými pyroxenickými andesitovými žilami a pyroxenickými porfyry.

Během září 1994 pršelo nepřetržitě několik dní a byl překročen průměr o 50 mm. Do 10. října napršelo 300 mm srážek. Tyto srážky vyvolaly zemní proud. Způsobily nárůst hladiny podzemní vody v horní oblasti jižního bloku v sesuvné oblasti Motochi. Zemní proud vznikl v jižním sesuvném bloku a obsahuje minimálně tři jednotky. První a zároveň hlavní proud proudící podél silnice narazil do elektrického stožáru a vedení. Porucha ve svahu začala ve střední části jižního bloku jako rotační sesuv. Ten se pak změnil na zemní proud, který postupoval směrem dolů po svahu. Zemní proud se stočil vpravo na nejstrmější část svahu a dorazil téměř až k pobřeží. Obě strany sesuvu vytvořily v horní části laterální odlučnou oblast vysokou 5 – 10 m, ve spodní části zemního proudu byla umístěny gabbionové koše a kovová potrubí. Následně se projevilo stlačení ve směru proudu. Ve vnitřní části proudu byla potrubí stlačena ve směru kolmém na proud a otočena do směru proudu. V patě byla pozorována drobnější stlačení hřbetů. Také některé stromy s neporušenými kořeny byly přesunuty o více než 200 m.

Druhý zemní proud vznikl pod místem přerušení svahu. Povaleny byly telefonní sloupy a čelo proudu dosáhlo až k obydlím vzdáleným asi 75 m. Zemní proud překonal tuto vzdálenost asi za 7 hodin, tedy průměrnou rychlostí 10 m za hodinu. Třetí, malý proud vznikl v horní části druhého zemního proudu a končí ve střední části sesuvu. Hlavními složkami v zemním proudu byly bílé jílovité zeminy s úlomky andesitických brekcií.

Ochranná opatření zahrnovala podpovrchového i povrchového odvodnění (JLS, 2003).

Posledním příkladem je lokalita Tochiyama (Nishi-Tobiyama, Noh-Machi, Nishi Kubiki-Gun, prefektura Niigata, Japonsko), kde délka svahové deformace je 2000 m, šířka 500 - 1100 m, hloubka 50 m, rozsah 150 ha a celkový objem 7.5 x 10⁷ m³.

Sesuvná aktivita se rozdělila do dvou částí. První proběhla v počáteční fázi před 25 000 až 46 000 lety, druhá (pozdější fáze) proběhla před rokem 1311. Obě fáze ploužení proběhly ve stejné hloubce. Čelní část sesuvu poklesla o 3,3 m v rozmezí let 1907 a 1983. Deformace jsou extremně malé, trhliny jsou viditelné podél silnice. Opakovaně se na ní prováděly sanační práce (JLS, 2003).

Oblast, kde k sesuvu došlo (obr. 4.7a,b), je tvořena převážně miocénními jílovcovými vrstvami střídajícími se s pískovci mocnými méně než 10 m. Sesuvné struktury se vyvinuly v poměrně dobře zpevněných formacích vyššího terciéru. Tělesa porfyritu pronikla podél ploch vrstevnatosti jílovců do vyšších částí sesuvné zóny. Jílovcové vrstvy jsou ukloněny pod úhlem 10 až 20°. Příčinou sesuvů byl nárůst pórových tlaků při tání sněhu a od přitížení sněhovou pokrývkou.

Plán sanačních opatření zahrnoval instalaci drenážních studní na svahu.