Rizika podzemních staveb a úloha báňské záchranné služby

Rizika spojená s výstavbou, existencí, provozem podzemních staveb a s lidským faktorem ve vztahu k podzemním stavbám

Rizika spojená s výstavbou, existencí, provozem podzemních staveb a s lidským faktorem ve vztahu k podzemním stavbám

Níže jsou uvedeny příklady nejvýznamnějších rizik spojených s podzemními stavbami, a to v rozdělení na:

Rizika spojená s

• výstavbou podzemních staveb
• existencí podzemní stavby,
• provozem podzemní stavby,
• lidským selháním uživatelů, provozovatelů podzemní stavby.

Rizika spojená s výstavbou

Rizika při výstavbě podzemních děl nelze nikdy vyloučit. Pracuje se v přírodním prostředí, jehož vlastnosti a chování nelze nikdy dopředu přesně stanovit, vždy se jedná jen o prognózu, kterou teprve ražba definitivně upřesní. Jedná se o tyto rizika:

• sesuv zeminy stavební jámy
• zřícení tunelového portálu
• vypadnutí čelby tunelu
• propadnutí nadloží
• zával podzemního díla
• zapálení a výbuch hořlavých plynů
• průval vody a zvodnění materiálu
• výron nebezpečných plynů do podzemí
• vznik provozních nehod (Seznam provozních nehod – havárií podléhajících hlášení ČBÚ řeší vyhláška ČBÚ č. 55/1996 Sb., § 11.

Co zvyšuje stupeň výše uvedených rizik, tj. pravděpodobnost nehody:

• špatně provedený (interpretovaný) geotechnický průzkum [2]
• špatně zvolený způsob technologie výstavby
• nezvládnutí technologie výstavby
• podcenění průběžné geotechnické kontroly během výstavby
• podcenění BOZP.

Je třeba si uvědomit, že často došlo k extrémně mimořádné situaci, a to ne z jedné příčiny. Většinou se jednalo o nahodilý souběh několika mimořádných jevů.

Každé inženýrské dílo velkého významu, což většina podzemních staveb představuje, je komplexní systém, kde mohou zasahovat vlivy přírodních sil, vliv lidského činitele (neznalost, chyba, nedbalost apod.) a vnější sociálně ekonomické vlivy.

Poslední dobou právě třetí vliv hraje významnou roli při výstavbě podzemních děl. Tvrdá konkurence při výběrových řízeních vede zhotovitele k velmi nízké nabídce. Toto nízké finanční nastavení nutí realizátora stavby k minimu změn, které by během výstavby mohly vést ke snížení rizika. Investorem je realizátor tlačen k dodržení (spíše ke zkrácení) termínu výstavby, nepřekročit za žádnou cenu rozpočtové náklady, uspořit stavební materiál, snížit dobu nasazení drahé speciální techniky apod. Technická argumentace se často může dostat do pozadí.

Rizika spojená s existencí podzemní stavby

Jedná se o propad a zával. Některé příklady faktorů zvyšující toto riziko jsou:

• podzemní vody,
• vlastní váha ostění,
• horninový tlak (svislý, boční, spodní, podélný),
• zatížení budovami a stavebními objekty na povrchu,
• dlouhodobá technologická zatížení podzemní stavby,
• zatížení vyvolaná provozem na povrchu,
• seismické účinky,
• podzemní plyny,
• podzemní teplota.

Rizika spojená s provozem podzemní stavby

V předcházejících publikacích [1] jsme přiřadili rizika k jednotlivým typům podzemních staveb, a to v dělení na:

1. liniové podzemní stavby dopravní
2. liniové podzemní stavby vodohospodářské
3. liniové podzemní stavby energetické
4. halové podzemní stavby.

Zde jako příklad uvádíme přiřazená rizika u typu c), a to, že dojde k

• požáru,
• požáru s explozí,
• ztrátě informačních a komunikačních systémů,
• úniku médií z poškozených rozvodů,
• destrukci stavebních konstrukcí (zřícení konstrukcí),
• zasypání a zavalení,
• úrazu el. proudem,
• opaření a popálení,
• zatopení,
• kontaminaci ovzduší z větracích šachet.

Rizika spojená s lidským selháním

Selhání lidského faktoru ať neúmyslné či úmyslné, kriminální čin či teroristický čin skýtá riziko, že dojde k

• porušení pravidel bezpečnosti práce, technických předpisů, provozních řádů,
• porušení zákonů,
• občanským nepokojům, obsazení portálů,
• krádeži, přepadení, vraždě,
• umístění výbušniny, aktivaci, výbuchu,
• aplikaci výbušniny s kontaminantem,
• sabotáži na systému,
• aplikaci chemických a biologických látek.

Výběr hrozeb ohrožující podzemní stavby

Další možný zvolený pohled je výběr z množiny hrozeb, hrozby které ohrožují podzemní stavby jako celek, které naopak nemají vliv na jejich bezpečnost, a které mají vliv jen na určitý specifický typ stavby.

Z výběru vyplývá, že obecně všechny typy podzemních staveb jsou ohroženy:

• záplavami, povodněmi,
• zvláštní povodní,
• explozí, výbuchem,
• destrukcí konstrukce (zával, propad),
• kriminálním činem, sabotáží, terorismem,
• požárem,
• únikem nebezpečných látek.

Ohrozit by je neměla:

• vichřice, smršť,
• vedra, sucha,
• epidemie, pandemie,
• nákaza zvířat.

Ostatní hrozby působí jen na určitý typ podzemní stavby, např. bezpečnost v silničních tunelech mohou ovlivnit silné mrazy, náledí, námrazy apod. Naopak hrozby, které neohrožují v podstatě bezpečnost podzemní stavby viz. epidemie, pandemie, může ohrozit vlastní provoz v podzemní stavbě – metru.

Identifikace iniciační události

Další možný přístup je stanovení tzv. TOP (hlavní, vrcholové) události (analýza stromem poruch FTA, stromem nebezpečí HTA) a identifikovat iniciační události. V případě podzemní stavby jsme rozdělili iniciační události na vnitřní a tu na iniciační událost spojenou se stavební částí podzemní stavby a z části technologické (provozní). Obdobně jsme rozdělili vnější iniciační událost na událost způsobenou lidským faktorem (činitelem) a přírodními vlivy. Dále  předpokládáme ve většině případů tzv. „domino efekt“, takže dále dělíme iniciační události na primární, sekundární, terciární, atd. a vzájemnou kombinaci vnitřních a vnějších iniciačních událostí.

Příklad, kdy se za TOP událost – požár v liniové podzemní stavbě dopravní mohou podílet jak iniciační události vnitřní, tak vnější, je uvedena v tab. č. 1. Samozřejmě požár v tomto typu podzemní stavby může vzniknout snadněji i bez vnější iniciační události, rovněž tak zavalení tubusu může být TOP událost způsobená např. dopravní nehodou spojenou s explozí (cisterna) apod.

Hodnotu (pravděpodobnost) jednotlivých iniciačních událostí lze stanovit maticí hodnot, zkušeností odborníků, zpracováním statistických dat apod.

Tab. č. 1: Příklad vzájemných kombinací iniciačních událostí způsobující TOP událost – požár – v liniové podzemní stavbě dopravní

Námi navržený postup analýzy ohrožení podzemních staveb a ohrožení podzemní stavbou je zmodifikovaný (hybridní) přístup několika osvědčených metodik [3] na specifické postavení podzemních staveb.

Pravděpodobnost výskytu jednotlivých rizik, hrozeb, iniciačních událostí, rovněž tak stupeň závažnosti či dopadu je různý pro každý typ podzemní stavby, její umístění, je závislý na čase, politické a mezinárodní situaci apod. Např. ukázkový příklad z tabulky č. 1, tj. výskyt lavinového nebezpečí (iniciační událost – lavina) v městské aglomeraci a to v nížině je v podstatě roven nule a tak podobně.

Pro komplexní přístup je vhodné stanovit i tzv. stupeň zranitelnosti podzemní stavby pro danou událost (hrozbě či iniciační události) a jejich přiřazení např. v rozsahu

A – komplexní zhroucení systému (funkčnosti) spojený se synergickým efektem,
B – komplexní zhroucení systému (funkčnosti),
C – dílčí nebo dočasné omezení systému (funkčnosti),
D – drobné porušení systému (funkčnosti), krátkodobě opravitelné disponibilními zdroji,
E – bez důsledků na podzemní stavbu.

Příklad pro kategorii A, exploze v městském kolektoru může způsobit iniciační událost provozního charakteru v metru (vykolejení, zhroucení ostění apod.), pro D např. zkrat transformátoru v metru, pro E nákaza zvířat.

Analýza se dá ještě doplnit dopady na

• životy a zdraví lidí (zvířat),
• poškození na majetku,
• ekonomický dopad,
• sociální dopad,
• mezinárodní dopad.

Některé konkrétní podzemní stavby mají svá specifická rizika či je u nich vyšší stupeň vzniku nežádoucí události a její větší dopad (důsledek). Např. u hromadných podzemních garáží se musí počítat v případě vzniku požáru s jeho rychlým šířením (pravděpodobnost zasažení více vozidel) a nebezpečím výbuchu (např. automobil s plynovým pohonem). Zplodiny hoření z této sestavy jsou velmi toxické.

Velmi obtížné a nebezpečné pro zásah požárních jednotek jsou podzemní garáže umístěné pod obchodními domy, divadly, hotely, kde musí být provedena evakuace pozemních pater. Lze předpokládat jako průvodní jev evakuace paniku a zároveň se jedná o velký prostor pro pátrání spojené s vyhledáváním ohrožených osob. Velká část podzemní historických měst byla  rekonstruována na vinárny, bary, diskotéky apod. Dochází při provozu ke zvýšení koncentrace většího počtu osob v relativně stísněných prostorech podzemí.

Z požárního hlediska jsou sklepní podzemní prostory rizikové obecně tím, že vysoká teplota požáru je bez podstatných rozdílů teploty u podlahy a stropu, silné zakouření bez zřetelné ventrální roviny, hrozba výbuchu zplodin nedokonalého hoření a možné šíření požáru do nadzemních prostor instalačními šachtami či přenosem tepla.

Nelze zapomínat na obrovské množství kolektorových sítí pod centrem města v blízkosti halových podchodů a tras metra, kde vedle rizik vzájemného působení médií v kolektoru je zde možnost realizovat kriminální či teroristický čin, např. při exkurzi bez ohledu na řadu zabezpečovacích prvků.

Dalším problémem jsou např. výduchové šachty u pražského metra, či třeba u pracovníků v jeskyních jejich ozáření z přírodních zdrojů. Jako kuriozitu uvádíme dopad pro další generace, tj. nezachování původních archeologických nálezů pod historickými budovami, kde se budují podzemní garáže.

Závěrem této pasáže si dovolíme zdůraznit, že řízení rizik je jen změna způsobu myšlení, je to systematické a důsledné přemýšlení o tom:

• co se může stát
• kde se to může stát
• kdy se to může stát
• jak se to může stát
• jaké to bude mít důsledky
• jaké další děje nastanou.

Co vyžaduje metodika řízení rizik, aktivní přístup, tj. mít představivost co se může stát, jaké jsou možné reakce na neočekávanou situaci. Specifickým rysem řízení rizik je také to, že vede k týmovému přístupu řešení problému. Je třeba si uvědomit, že matematický údaj počtu pravděpodobnosti ve vzorci rizik je pouhým doplňkem a někdy mohou být složité výpočty zcela zavádějící. Dle našeho názoru je lépe vyjít z odborných odhadů zkušených expertů.

Předpokládáme, že ke zlepšení bezpečnostních podmínek staveb přispěje přijatá legislativa, viz dále.