5.1.2.6.

A pinceveszély-elhárítási munkálatok megindítása óta ismert a szakemberek előtt, hogy pincéink, föld alatti üregeink az elmúlt évszázadok alatt mindenféle szakértelem nélkül kerültek felhagyásra, megszüntetésre. Ez a tény még napjainkban is megnehezíti a károkozások elleni védekezést. Az 1990-es évek közepén azt állíthatták az e munkában tevékenykedő szakemberek, hogy a hazai pincerendszerek 90-95 %-a ismert. Sajnos az elmúlt két évtizedben ez az arány nem sokat javult: hiába a rengeteg munka, feltárás, az újabb és újabb vizsgálatok mindig újabb, ismeretlen üregek meglétére mutatnak, s újabb településeken is megjelennek ezek a problémák. Nagyvárosaink – Eger, Pécs, Budapest kerületei – a nagy, átfogó veszély-elhárítási programok keretében tudtak áldozni arra, hogy az előzményanyagok, régi térképek, feljegyzések felkutatásra kerüljenek – ám a kis települések szűkös anyagi forrásai erre nem adtak módot. S az igazság az, hogy a kisebb települések vonatkozásában nem is nagyon készültek ilyen dokumentumok…

5.1.2.7.

A fentiekhez hasonló probléma a pincék, üregek rendszeres felülvizsgálatának, ellenőrzésének elmaradása. A nagyobb településeken – nem utolsó sorban a már többször említett intézményes veszély-elhárítási programok eredményeként az ellenőrzés, utóellenőrzés megoldott. Ám a kis települések részben az anyagiak, részben a szakemberek  hiánya miatt erre nem tudnak kellő figyelmet fordítani.

Ugyancsak hiányzik a pincerendszerek kezelésének, fenntartásának szisztematikus megoldása, ami sok esetben vezet havária-események kialakulásához.

5.2. a tönkremenetel folyamata

A pincék befoglaló kőzeteinek tönkremenetelének vizsgálatakor a bányászat és a mélyépítés körében alkalmazott kőzetmechanikai megoldásokon túl figyelembe kell venni a pincéket, üregeket határoló nagyobb kőzettestek (kőzettömbök) károsodását is.

5.2.1. a tönkremenetel kőzetmechanikai összetevőiről röviden

A kőzetet alkotó ásványok, kristályszerkezetek az előző fejezetben leírt hatásokra fizikai (törés, elmozdulás, vízfelvétel) és kémiai (agyagosodás, kémiai összetétel módosulás) változásokat szenvednek. Ezek a változások a legtöbb esetben a meglévő szilárdsági-állékonysági tulajdonságaik romlását okozzák, ami a pincék károsodását okozzák.

A problémakör a bányászat, a geotechnika külön tudományágának számít. A bányamérnök, geológusképzés egyik legnehezebb tantárgya, száz- és száz kolléga izzad meg műszaki felsőoktatási intézményeinkben  a kőzetmechanika vizsgákon. A gyakorlati életben kevesen mondhatják a téma specialistáinak magukat, pedig minden föld alatt végzendő tevékenység alapja ezen ismeretek megléte.

Jelen honlap elsősorban a téma iránt érdeklődőnek, az ilyen problémákkal küzdőknek készült. Akik általában laikusok... így igyekeztem csak annyiban belemerülni a részletek ismertetésébe, amennyire a minket érdeklő folyamatok megértéséhez ez szükséges.

Létezik egy kínai mondás: egy rajz többet mond ezer szónál. A fejezet bevezetőjeként ezért itt bemutatok egy, a hazai bányászati mechanika, a bányatérségek kutatásában élen járó szakcég anyagából kiemelt ábrát, mely nem mást mutat be, mint a föld alatti vágatok körül kialakuló feszültségek eloszlását.  Későbbiekben még többször hivatkozok e rajzra...

5.2.2. a tönkremenetel megjelenése és lefolyása a föld alatti térben

A pincék önmagukban nem léteznek – állapotukat, állagukat az őket körülvevő kőzetek, kőzettömbök határozzák meg, biztosítják. Vizsgálatukat célszerű a határolószerkezetek elhelyezkedése szerint elvégezni: külön kell az oldalfalakkal, külön az üregek főtéjével (mennyezetével) és külön a talppal foglalkozni.

Az ezek tömbjeit alkotó ásványok és kristályszerkezetek tulajdonságainak romlása az alábbi folyamatokhoz vezetnek.

Oldalfal

-   kipergés

-   repedések megjelenése

-   lemezes leválások

-   tömbök kiszakadása

-   kipergés majd omlás

-   vízbetörés

Főte:

-   repedések megjelenése

-   lemezes leválások

-   tömbös leszakadások

-   omlás

-   felszakadás

-   ázás, vízbetörés

Talp

-   vízelárasztás

-   talpduzzadás

Jól látható, hogy az oldalfalak és a főte károsodási folyamatai hasonlóak egymáshoz – ám okaik nagyban különböznek.

Tekintettel arra, hogy a fent vázolt folyamatok legtöbbször egymásból következnek, a károsodásokat ezt követve mutatom be.

5.2.2.1.

Az oldalfalak károsodásának az 5.2.1. fejezetben felsorolt bármelyik hatás oka lehet.

A pincék kialakításakor eleink sokkal kevesebb figyelmet fordítottak az oldalfalak állékonyságának biztosítására mint a főtéére. A veszélyessé vált pincék csak kis hányadában találunk épített falazatot. Ez részben indokolt, hiszen a pincét eleve olyan anyagba vájták, ami önmagában is megáll. Csakhogy a fentiekben részletezett, a pince kialakításának pillanatától működő hatások az oldalfalakat ugyanúgy károsították, mint a pince mennyezetét – mégha nem is olyan látványosan.

Bármilyen kőzetanyagban fekvő pincét, üreget vizsgálunk is, a károsodások megjelenése mindenhol megfigyelhető.

Az oldalfalakat kétféle nyomás éri: a függőleges nyomás hatására a természetes kőzettömeg kihajolhat (értelemszerűen ez a pincetér felé történő behajlást jelenti), kitüremkedhet („hasasodás”) vagy repedések, törések jelennek meg benne.

Az oldalfalak esetében feltétlenül figyelembe veendő vízszintes irányú, úgynevezett hidrosztatikus nyomást az oldalfalat alkotó kőzettömbök addig viselik el, amíg az kisebb mint húzószilárdságuk. Ha ezt az értéket túllépi, a fal vagy annak elemei elmozdulnak. Ez ritkán jelenik meg a teljes falfelület elmozdulásában, sokkal inkább egyes darabok leválásában. A leválás a fal minőségétől, a nyomóerő nagyságától, stb. függően lehet lemezes vagy tömbös. A kőzettestek leválása homorú felület mentén történik, és a megmaradó kőzetpillér,  tömb belseje felé halad mindaddig, míg el nem éri azt a mélységet, ahol a határfeszültség már nagyobb mint a törést előidéző erő.

A folyamatot jelentősen felgyorsítják a különféle fizikai és kémiai hatások (átnedvesedés, víznyomás, fagy, a vízből és levegőből kikerülő kémiai anyagok hatásai stb.).

Az oldalfalak károsodásának speciális esete, mely egyes anyagok (agyagásványok) duzzadásának következménye. Egyes kristályszerkezetek önmagukban is elagyagosodhatnak, majd megduzzadhatnak, ami az oldalfalat alkotó kőzettömb homogenitásának felbomlásához vezet és a fal anyagának pergésében, lemezes leválások jelentkezik.

Másrészt az oldalfalak alatt található agyagos talp duzzadásának következtében a fal alulról kaphat olyan nyomást, mely alól kitérni igyekszik. Ez a folyamat a mélyművelési bányákból ismert, de a felszín közeli üregekben is előfordul. Abban az esetben, ha az oldalfal feletti kőzettömbök (talajrétegek) plasztikusak, vagy nem képviselnek nagy terhet, az oldalfalra jutó talpnyomás megemeli a felette található rétegeket, esetleg magát a külszínt is. Nagyobb mélységben vagy az oldalfalra (pl. a boltívek által) átadott nagy teher esetén az oldalfal kihajlik a szabad felület irányába, ami „kihasasodás”, valamint szintén lemezes leválások képében jelenik meg.

A károsodott oldalfalak esetében mindenképpen szólni kell arról a következményről, mely a hozzájuk kapcsolódó térelemek és szerkezetek károsodásához vezet.

A folyamat azzal jár, hogy az oldalfal teherbíró képessége jelentősen lecsökken, esetleges elmozdulásával a hozzá csatlakozó erősítőszerkezetek stabilitása is csökken. A kőzetanyag kihullása sokszor balesetveszélyes szituációt alakít ki, mivel nem ritka, hogy hirtelen, robbanásszerűen válik el a nyomás hatására a kőzetanyag az anyakőzettől. Ismert olyan kőszénbánya, ahol egyes vágatokban fel kellett hagyni a fejtést, mert a bányászok nem tudtak dolgozni a lerepülő kőzetdarabok miatt.

Az oldalfal károsodás és a felette található főte tönkremenetelének kapcsolata jól megfigyelhető a Budai Vár alatt. Amint azt a kőzetkörnyezetről szóló fejezetben említettem, a Budai Vár alatti barlang- és pincerendszer különleges abból a tekintetből, hogy noha mésztufa-barlangként van számon tartva, a mésztufa valójában az üregek főtéjét alkotja – maguk az  barlangok és pincék az azt alátámasztó meszes-agyagos összletben, úgynevezett budai márgában, vag yaz arra települt kavicsos összletben kerültek kihajtásra.

A budai márga jó teherbírású, állékony anyag, azonban ha vizet kap, állaga szappanossá válik, teherbíró képessége az eredeti 30-35 %-ára csökken. A Budai Vár alatti pincerendszer egyik fő károsítója hosszú-hosszú időn át a felszín alatti természetes és közművekből eredő vizek voltak. A vizesedés hatására az üregek oldalfalát alkotó márga tönkrement, az anyakőzetből nagy darabok váltak le. A folyamatot felerősítette a XX. században megnövekedett közúti forgalom, mely miatt jelentős dinamikus terhek jutottak a mélybe. Ezek a hatások azzal jártak, hogy az üregek belső szélességi méretei egyre növekedtek, az üregek főtéjét alkotó mészkő alátámasztásának fesztávja egyre nagyobb lett. Egy idő után a mészkő már nem ezt volt képes az ebből eredő hajlító erő felvételére, benne repedések majd leszakadások keletkeztek. Az 1980-as évek második felére a károsodások olyan mértékűvé váltak, hogy a Budai Várban forgalomkorlátozást kellett bevezetni. Ekkor kerültek lecserélésre a közútnak és a talajnak nagy terhet átadó BKV buszok, s más nehéz járművek se hajthatnak be a Várba.

Ahogyan az oldalfalak károsodása hatással van az üreg főtéjére, a főte állapotának változása illetve károsodása is hatással van az oldalfalakra, amint ez az alábbiakból kiderül…

5.2.2.2.

A pincék, üregek, föld alatti tárolóterek főtéjének károsodása, tönkremenetele.

A föld alatti kőzettömegek háborítatlan állapotukban nyugalomban vannak, vagy legfeljebb igen lassú és kis mértékű alakváltozás megy végbe bennük. A kőzetmechanika ezt primer állapotnak nevezi. Bármely pontján vizsgáljuk az így létrejött tömeget, megállapíthatjuk, hogy az a felette lévő földtömeg, kőzettömeg súlyával van megterhelve. Ez a súly igen tekintélyes, a kőzet anyagától, állapotától függően méterenként 1,6-2,8 tonna lehet.

Mivel a kőzetek – még a legkeményebb kőzet sem – nem teljesen merevek, bizonyos mértékű összenyomódás, azaz feszültség alakul ki bennük.

A főte felszakadása

Amint a kőzetben üreget alakítunk ki, ez a feszültség az üreg felső határolófelületén (azaz a főtében) megjelenik, igyekszik annak anyagát elmozdítani a szabad tér, azaz az üreg felé.

A főtét alkotó kőzettömeg áthidalja az üreget, ezért – egy bizonyos vastagságig – kéttámaszú  tartóként funkcionál. A kéttámaszú tartóban hajlítófeszültség lép fel, ami (mint ismeretes) felül nyomó (nyomott öv) alul húzóerő kialakulását jelenti.

A különféle kőzetanyagok húzószilárdsága jóval kisebb, mint nyomószilárdságuk. Léteznek olyan kohézió nélküli vagy kis kohézióval rendelkező, pincét befoglaló anyagok, melyek hajlító és húzóerők felvételére egyáltalán nem vagy csak korlátozott mértékben képesek.

Az ilyen hatásokkal szembeni ellenállást nem csak a kőzet minősége befolyásolja. Jó példa erre az üledékes kőzetek azon típusai, melyek pados (azaz réteges) településűek: ezek húzó, hajlítószilárdsága jóval kisebb, mint az azonos összetételű, de homogén tömbszerkezetű hasonló kőzeteké. 

Az üreg felett elhelyezkedő rétegek abban az esetben, ha a rájuk ható feszültségek nagyobbak, mint a határfeszültségük, tönkremennek, azaz leszakadnak. A tönkremenetel ott következik be, ahol ez a két feszültség azonos nagyságú. Jól ismert, hogy a tartószerkezetként szolgáló kéttámaszú tartókban (gerendákban, födémekben) a legnagyobb igénybevétel a tartó közepén lép fel (lásd feszültségábra).

A tönkremenetel a kohézióval nem vagy csak alig rendelkező kőzetanyagokban (pl. szemcsés kőzetek) lazulás és leomlás képben jelenik meg. A folyamat általában az üreg kihajtás azután azonnal megindul és változatlan feltételek esetén viszonylag gyorsan lejátszódik.

Kohéziós, sziklakőzetek esetében a húzófeszültség hatására réteges (lemezes) vagy tömbös leválás indul meg. Az elvált tömbök idővel lehullnak, ennek időbeni lefolyása nehezen kiszámítható: egyes esetekben hosszú-hosszú ideig a helyükön maradnak a levált kőzettömegek, máskor – gyakran balesetveszélyes állapotot teremtve – gyorsan játszódik le ez a folyamat.

A fent leírtak számos körülménytől függenek, mint például a főte anyaga, az áthidalt távolság, a főtére jutó terhek nagysága és sebessége stb.

Ideális esetben – a kohézió nélküli és a szilárd kőzettömbben is – ez a felszakadásnak nevezett folyamat addig tart, míg a lehulló részek helyén ki nem alakul egy, a kőzet természetes határszögéhez közelítő ferde, vagy boltíves, általában parabolasíkkal határolt felület, mely már önmagát és a felette fekvő rétegeket meg tudja tartani. A felszakadások ezen típusát többféleképpen nevezik, legismertebb az ún. koporsófedél  megnevezés.

Azonban a felszakadások ritkán állnak meg ebben az állapotban. Súlyossá akkor válik a helyzet, amikor is a felszakadás tovább halad a felszín felé, eléri azt vagy egy olyan réteget, melynek önmegtartó képessége nem megfelelő. Ebben az esetben a felszakadt főte a felette található természetes és mesterséges (épített elemekkel) együtt a károsodott üregbe omlik súlyos károkat okozva ezzel.

A fenti folyamat különösen gyorsan játszódik le abban az esetben, ha a főtét alkotó kőzetanyag repedésekkel szabdalt.

A tönkremenetel kezdeteként leírt, a főtére ható teherátadás nem csak a főte alsó síkjának elmozdulását eredményezheti, hanem abban repedések is felléphetnek. Ebben az esetben a lemezesen, tömbösen leváló részek oldalsó megtámasztása megszűnik, leválásuk felgyorsul és nagyobb méreteket ölt. Ugyanekkor a repedések továbbá nőnek a térszín fel egészen addig, amíg el nem érik azt vagy egy rosszabb teherbíró képességű kőzetösszletet.

A két folyamat összeadódik, a pince, üreg főtéje felszakad és a már leírt omlás következik be. Ez a folyamat rendszerint igen rövid idő alatt játszódik le s jelentősen befolyásolják az előző részben taglalt különféle olyan hatások, mint  a dinamikus teher vagy a felszín alatti vizek oldó- vagy kőzetkoptató hatása.

Nem igazán vizsgált és feldolgozott, de a leírthoz  hasonló az agyagtalajban lejátszódó főte tönkremeneteli folyamat. Agyag alkotta főte esetében az üreget áthidaló tömböt olyan kéttámaszú tartónak vehetjük fel, aminek magassága azonos az agyagréteg vastagságával. Ám az agyag és a benne lejátszódó folyamatok több olyan kérdést vetnek fel, melyeket a talajmechanika, a kőzettan szokásos megoldásaival nem tudunk kezelni.

1. az agyag nyírófeszültsége nem definiálható egyértelműen (vizesedéstől és duzzadástól, ill. a terhelés sebességétől is függ)

2. az agyag anyagból felépülő tömbök száraz állapotban és nedves állapotban teljesen különböző, nem ritkán egymásnak ellentmondó tulajdonságokkal viselkednek,

3. állandó nyírófeszültségre akkor is kell számítanunk kell, ha a talaj lassú mozgást végez,

4. az agyagtömegben nem csak súrlódás, hanem adhézió is felléphet, mely adott esetben az általánosságban megfogalmazott kőzetmechanikai folyamatokkal éppen ellentétes hatásokat okoz

5. az agyagtömbben és annak felszínén megjelenő zsugorodási és elválási repedések megváltoztatják az erőviszonyokat, amiket igen nehezen lehet előre becsülni

6. ha az agyag vizet vesz fel, a duzzadási nyomás hatására a földnyomás az eredeti mértékének többszörösére nőhet.

7. az agyagok nedvességtartama pozitív és negatív irányban változhat igen rövid idő alatt, ami a fentiek időbeli változását hozza magával

Az agyagtömb a nyitott üregtér felett tehát áthidalóként, kéttámaszú tartóként működik. A különféle hatásokra az előzőekben bemutatottakhoz hasonlóan a fesztáv felénél szenvedi el a legnagyobb károsodást. Benne repedés lép fel, ami lehajlással jár együtt. A lehajlás a középen lesz a legnagyobb mértékű. Ugyanakkor a plasztikusság miatt egyes belső erőviszonyok átrendeződnek, például a víz a lehajló rész felé kezd áramlani, a repedéstágasság mértéke negatív irányba is elmozdulhat( azaz összezáródhat a repedés).

A leszakadás, leomlás ezekben az esetekben kiszámíthatatlan, és előfordulhat a rétegtömb megfolyása is: a megbillent agyagréteg felett lencseként összegyűlő víz az alatta található agyagot olyan mértékben átáztathatja, hogy az a konzisztencia megváltozásához vezet és betörhet a pincetérbe. Ez a sárlavinának nevezett folyamat a múltban számos bányabaleset okozója volt.

A főték felszakadásának előrejelzése, az ehhez alkalmazott számítás bemutatása

A kőzetekben kialakított vágatok feletti kőzettestek megmozdulásának, a térszín süllyedésének előrebecslésére sok kutató számos módszert kidolgozott. Ezek közül meglátásom szerint a mérnöki gyakorlatban legegyszerűbben alkalmazható számítási módszer az alagútépítésben használatos, a szovjet metróépítés során kidolgozott Protodjanokov-féle elméleten alapuló módszer.

Protodjanokov – aki szemcsés talajokra dolgozta ki elméletét – feltételezi, hogy a nyitott üreg felett parabolaívekkel határolt boltozat alakul ki. A boltozat magassága az alábbi összefüggéssel számítható ki:

 

Amennyiben az üreg főtéjének síkja ezen a h értéken belül helyezkedik el, számítani kell annak felszínig hatoló felszakadására.

 

A módszert a következők figyelembevételével alkalmazzák:

- feltételeznünk kell, hogy az átboltozódás be fog következni,

- réteges felépítésű talajnál nem szükséges az egyes rétegekre külön számolni az átboltozódás paramétereit vizsgálni, csak a közvetlenül az üreg felett fekvő réteg tulajdonságait kell figyelembe venni,

- agyagtalajban számítani kell az agyag duzzadására is,

- a gyakorlat azt mutatta, hogy az elméletet a b/2tgf < H < b/tgf közé eső mélységekben lehet jól alkalmazni.

 

A főte beomlása

 

Jelentős részben az előbb leírt felszakadási folyamat vezethet a pincék mennyezetének, főtéjének felülről történő beomlásához is. Könnyű belátni, hogy a felszakadás által megvékonyodott főte nem lesz képes a felette elhelyezkedő tömeget tartani, így annak súlya a beomlásához vezet.

Szintén beomláshoz, azaz felülről történő beszakadáshoz vezet a főte túlzott elvékonyítása, mely eredhet az üreg felett található kőzettest megbontásából (pl. építési munka következtében).

A felülről történő beszakadások vizsgálata a tartószerkezeti szakágban végzett vizsgálatokhoz hasonló, az erőirányok, támaszok az ott használatos módszer szerint vehetők fel – azzal a különbséggel, hogy a talaj minősége és állapota minden esetben figyelembe veendő. Az itt követett eljárások a talajmechanika témakörét képezik, a szakirodalom, az építőmérnöki gyakorlat kimeríthetetlen mennyiségben foglalkozik ezekkel.

 

Boltíves főték

 

A fenti folyamatok nem csak a sík lappal határolt természetes állapotú (megtámasztás nélküli) főtében jelenik meg. Sok helyen a főtét, a pinceét kialakítók igyekeztek eleve boltívesre készíteni. Nem mindenhol, mert ahol például építőanyag kinyerése volt a pincék vágásának oka, ott erre nem törekedtek, mert az kevesebb kitermelhető anyagot jelentett volna. Egyébként is azt tartották, hogy a kemény, építési kőnek használható anyag megáll vízszintes alsó síkkal is. Sőt, a bükk-aljai kőbányászok kifejezetten úgy vélekedtek, hogy nem szabad boltívesen faragni az üreg mennyezetét, mert azzal gyengítik azt.

A boltíves főték a korábban részletezett hatásokra ellipszissé deformálódnak: a felső részük benyomódik, az oldalfalra támaszkodó két végük vízszintesen, kifelé mozdul el. Ennek oka, hogy az ellipszis kistengelye kisebb lesz, mint az eredeti átmérő, a nagytengelye pedig annál.

 

 

Az előző esetben amíg a kőzet határfeszültsége nagyobb, mint a felülről rájutó feszültség, a boltív állékony lesz. Azonban ha ezt a határértéket túllépi, a boltív először (hasonlóan a korábban ismertetettekhez)  csak sérül, az aljáról leválások indulnak meg, majd – ha  a feszültség nem csökken – leomlanak.

A boltívek oldalsó megtámasztásának elmozdulása az oldalfalak kimozdulását okozza, s emellett magának a boltívnek magassága is csökken. Ezzel teherbíró képessége is csökken – a két folyamat egymást erősíti addig, amíg a boltív teljesen tönkre nem megy. 

 

5.2.2.3. talp tönkremenetele

 

A pincék, felszín közeli tárolóterek esetében a mélyművelésű bányákhoz hasonló mértékű talpduzzadásra, tönkremenetelre nem kell számítanunk. A folyamat oka ezekben a vágatokban ugyanis elsősorban  a nagy mélységekben az oldalfalról illetve az üreget körülvevő kőzetkörnyezetből a talp irányába ható feszültség, melyek a fekü szabad tér – azaz a vágattér felé történő kimozdulását okozzák. A talp ennek következtében középen feltüremkedik, törést szenved. A közhiedelemmel szemben nem csak az agyagos talajok, de homok vagy éppen szilárd anyagú (például mészkő) fekükben is jelentkezhet ez a károsodás.

 

A felszín közeli üregek esetében is ugyanolyan erők hatnak a talpra, mint az előzőekben említett bányáknál. Ezt a korábban bemutatott feszültségábrán is jól megfigyelhetjük.

Ez az erő azonban lényegesen kisebb, mint a mélyművelésű bányák esetében, ám megváltozik a helyzet, ha a kőzetkörnyezet átázott, az üreg nedves. 

A kőzetekben, szerkezetekben megjelenő víz mindenképpen növeli az abban kialakuló feszültségeket.

A hazai pincék, üregek esetében általánosnak mondható, hogy még a szilárd kőzetbe vágott pincék esetében is maga a talp maga puha anyagú, legtöbbször agyag vagy annak valamely változata (pl. márga). Mint ismeretes, ezeknek az anyagok a nedvesedés hatására jelentősen állapotváltozáson esnek át. Egyrészt szilárdságuk lecsökken, másrészt ezek az anyagok duzzadásra hajlamosak. A két hatás talp jelentős megemelkedéséhez vezethet.

A mélyművelésű bányákban ez a jelenség nem csak statikai problémát okoz, de például a vágattalpakon történő közlekedést, anyagszállítást is akadályozza.

A pincékben, üregekben a talpduzzadás azért jelent különös gondot, mert hatására az oldalfalak, de még inkább a beépített tartószerkezetek megmozdulnak, nem ritkán elveszítik állékonyságukat.

A talp további károsodását maga az átnedvesedés fizikai jelenléte jelenti – az agyag a nedvességet nehezen engedi át, a zárt pincetérben megjelenő víz megfelelő intézkedések nélkül igen hosszú ideig, akár évekig jelen marad. Ez az üreget befoglaló kőzetanyag, a beépített szerkezetek, de akár a kapcsolódó építmények (pl. a pince felett található épületek) hosszú távú károsodásához vezet).

Jól ismerte Egerben, Pécset vagy éppen Kőbányán az évek óta elöntött pinceterek problémái.

A Budai Várban a korábbi fejezetekben már említett vízcsőtörések után az elöntött pincéket, barlangokat hosszú ideig nem lehetett megközelíteni, azokban a munka végzése csak hetekig tartó szivattyúzás után vált lehetségessé.

 

5.2.3. egymáshoz közel eső pinceterek károsodása

 

Településeink alápincézettségének jellemzője, hogy az évszázadok alatt mindenféle rendszer és szakértelem nélkül kerültek kialakításra a föld alatti üregek. Ennek következtében mind vízszintes, mind magassági értelemben a pincejáratok futása szabálytalan, sokszor az alapvető biztonsági előírások betartását nélkülöző.

 

Számos településünkön megállapítható, hogy a pinceágak kivágásakor nem voltak tekintettel a készítők a már meglévő pincékre, járatokra. Még ahol szakember végezte e munkát sem volt könnyű betartani azt, hogy ne kerüljön egymáshoz közel két járat, de ahol nem szakember dolgozott, vagy egy már meglévő pincét igyekeztek bővíteni a tulajdonosok,  ott ez a veszély még fokozottabban lépett fel. Egerben, Budafokon, de Pécsett is az egymás mellett vagy mögött fekvő ingatlanokból kiinduló, különböző mélységben futó pinceágak mindenféle rendszer nélkül haladnak, nem ritkán egymástól alig néhány deciméteres fallal vagy mennyezettel elválasztva egymástól. Az így meggyengített főték és oldalfalak nem képesek a felettük lévő terhet tartani, az gyakoriak az omlások, a beszakadások.

 

A hazai pincerendszereink károsodásának gyakori oka ez a jelenség.

 

Az egymáshoz közel futó pinceágak és üregek a szomszédos üreg határolószerkezeteinek stabilitását veszélyeztetik.

Egymás mellett fekvő üregek esetében három módon jelenik meg a károsodás:

 

a, a megszűnik a pincék oldalfalainak vízszintes irányú megtámasztása, ami idő múltával kidőlésükhöz vezet

b, súlyosabb esetben – és erre is gyakran láttunk példát – a két tér közötti elválasztó kőzettömb annyira levékonyodik, hogy már nem képes a felette található kőzettömeg súlyát megtartani: leomlik (kidől, összeroskad). Egyszerűbbre lefordítva: minden kőzetanyag vastagságának van egy bizonyos minimális határértéke, melyen belül képes tartószerkezetként megtartani a ránehezedő terheket. Ez a mutató az természetes jellemzőitől (határfeszültségtől, kohéziójától stb.), a ránehezedő tehertől és utoljára, de nem utolsósorban a szabad magasságától függ. Az ezek figyelmen kívül hagyásával létrehozott határolófalak állékonysága nem elegendő a feladatuk ellátására.

c, az egymás mellett fekvő terek főtéinek a korábban már leírt felszakadása szuperponálódik (összeadódik), ami által az üregek feletti természetes átboltozódás lényegesen nagyobb méreteket ölt, és hamarabb eléri a külszínt.

 

Feszültségeloszlás a párhuzamosan futó pinceágak körüli kőzetmezőben

Szem előtt kell tartani, hogy a határolószerkezetek felsorolt, az állékonyságot befolyásoló tulajdonságai nem csak a föld alatti üregek kialakításakor, de élettartamuk alatt az idő múlásával folyamatosan változhatnak (romolhatnak).

Elég csak az oldalfalak, főték károsodásánál részletezett anyagkipergés, leválás folyamatára gondolni: ez a hatás a falak vastagságát – sokszor jelentősen – csökkentheti, ami jelentősen változáshoz vezethet stabilitásukban. De ugyanilyen hatással van a vizesedés is – ismert olyan eset, amikor az egymás mellett futó pinceágak egyikébe kerülő víz olyan mértékben eláztatta az addig állékony válaszfalat, hogy az leomlott.

   

A fentieknél nehezebben deríthető fel az egymás felett-alatt húzódó pinceágak problémája. Ennek oka, hogy itt a károsodáshoz – a gyakran előforduló, gondatlan munkavégzés következtében történő kőzetáttöréseken, lyukasztásokon túl – igen bonyolult és nehezen követhető kőzetfizikai hatások lépnek fel. Egyes szakértők szerint az is károsodáshoz vezet, ha a már meglévő pinceág felett futó újabb ág tehermentesíti az alatta lévő ágat.

Sokkal bizonyosabb azonban az, hogy a függőlegesen egymáshoz közel eső pinceágak, pinceterek esetében a felül elhelyezkedő objektum oldalfalai, főtéi által az alul fekvő tér szerkezetei komoly károkat okozhatnak.

Ennek oka, hogy a felső pince főtéjéből kiinduló terhek nem egyenletesen oszlanak el, hanem a falak mentés koncentrált, vonalas terhet adnak át az alattuk elhelyezkedő kőzettömegre. Míg az eloszló terhet az alsó szinten található üreg szerkezetei el tudják viselni, az ilyen koncentrált terhet már nem biztos.

Esetleges pillér esetében ez még nagyobb koncentrációt jelent, mivel ezek pontszerűen adják továbbítják terhüket az alattuk lévő kőzetekre.

 

A mélyművelésű bányászat egyik legszélesebb körben vizsgált problematikája a egymás felett futó vágatok témaköre. A mélyben elhelyezkedő ásványkincs kibányászása során ugyanis nem csak arra kell figyelemmel lennie az ezzel foglalkozó szakembereknek, hogy a vágatok egymást ne károsítsák – hanem arra is, hogy az ásványtömbök (ércek, szénrétegek) minél nagyobb arányban kifejtésre kerüljenek, azaz a lehető legkevesebb érték maradjon a föld alatt.

 

Az egymáshoz közel eső föld alatti terek különleges problémája a terek kialakítása, építése során megjelenő hatások és azok következményei. Ez a régen készült pincékben már nem élő probléma, de mindenképpen figyelemmel kell lenni a föld alatt végzett munkák (veszélyelhárítás, új pinceágak kialakítása) végzése során. 

 

5.2.4. vágatkereszteződések, csatlakozások

A vágatkereszteződések és csatlakozások esetében az előzőekhez hasonló folyamatok játszódnak le. Itt nem csak a hagyományos értelemben vett kereszteződésekkel kell foglalkozni, hanem azokkal az esetekkel is, amikor egy vágat egy nagyobb pincérbe fut bele vagy indul ki abból. 

Két vagy több üreg érintkezése helyén egyrészt a szerkezetek önmegtartó képessége csökken, másrészt a terhek koncentrálódnak.

Ha a vágatok korábban már bemutatott feszültségábráját úgy alakítjuk ki, hogy egymás mellé helyezzük őket (illetve leegyszerűsített sémájukat), könnyen belátható, hogy az oldalfalakra jutó feszültségek összeadódnak mind az oldalirányú, mind a főtéből átadódó terhek esetében.

 

A károsodás mértéke nem csak a egyébként is szokásos paraméterektől függ: minél kisebb szögben keresztezik vagy érintik egymást az üregek határolósíkjai, annál nagyobb mértékű a tönkremenetel.

Ez a jelenség jellemzően az oldalfalaknak a csatlakozási pont környékén történő kitöréseként jelenik meg. Szinte nem létezik olyan föld alatti pincerendszere hazánknak, ahol e jelenséggel ne találkoztak volna szakembereink.

 

A csatlakozások, kereszteződések esetében a főték károsodása is gyakori eset. A főtékben fellépő erők egymást érintve az előzőekhez hasonlóan szintén koncentrálódnak, mely a károsodásukhoz vezet.

E ténnyel elődeink többé-kevésbé tisztában voltak. A kőbányai Óhegy-park alatti pincerendszer feltárásakor derült fény arra, hogy a mesterséges alátámasztás nélkül készült járatrendszerben a vágatok kereszteződését igyekeztek úgy kialakítani, hogy  fővágatban ne essen egymással szembe két vágatcsatlakozás.

 

Ezzel együtt a főte károsodása mégis megjelent itt is: ennek oka azonban a későbbi időkben a területre lerakott kommunális és egyéb hulladék volt. Az így kialakult többletterheket a korábban állékony főte-áthatások már nem tudták felvenni.     

 

Nem jobb az eset akkor sem, ha az üregek főtéje boltívesen kialakított: ekkor az egymást érintő boltívekben gyűrűfeszültség lép fel, ami a boltívek által lehatárolt szabad tér felé mozdítja el a kőzetanyagot – azaz az áthatásban először leválások majd leszakadások jelennek meg.

 

Boltíves vágatkereszteződés (Kőbánya, Óhegy-park)

Boltív alátámasztásásának építése vágatkereszteződésben

5.2.5. a felszínig futó szerkezetek problematikája

Egyes történelmi városrészeink, városaink veszélyeztetettségéhez nagyban hozzájárulnak azok a felszínig futó kürtők, melyek valamikor szellőzőként vagy kútként szolgáltak.

A Budai Várban több 120 darab ilyen egykori kútnak van nyoma.

A vári barlangokat ugyanis a középkor embere elsődleges víznyerésre használta. Az üregek alján  található vizet emelte ki, használta háztartásában. Ez főleg ostromok idején volt fontos – a Budai Vár alapítása, betelepülése tulajdonképpen a Várhegy barlangjaiban található víznek köszönhető. IV. Béla azért nem a jóval magasabb és jobban védhető Gellérthegyen alapította meg új fővárosát a tatárdúlás után, mert ott nem volt a városi élethez nélkülözhetetlen víz.

A kürtőket évszázadokon át használta az ember. Amikor a víz szintje a beépítések miatt lecsökkent a kutakkal követték a vizet, így alakultak ki a vári barlangok alján ma i megtalálható barlangi kutak. Később a barlangok tárolási, menekülési funkciójuk során a felszínre vezető kürtők szellőzésre, de nem ritkán közlekedésre szolgáltak.

 

A közlekedési utak leburkolása során, az épületek építéskor a kürtők felső nyílását elfalazták, leburkolták. Azonban a XX. században megnövekedett különféle terhek a gondatlanul megépített lezárások tönkremeneteléhez vezettek.

Az 1990-es évek elejétől kezdődően szinte minden évben történt kürtőleszakadás, volt év, amikor több is.

Ilyen leszakadás vezetett például a Bécsi kapu téri vagy több, Szentháromság téren található barlang megtalálásához.

 

De hasonló szellőzőkürtők Budafokon, Egerben, Pécsett is számos problémát okoztak és okoznak.

  

 

 

---

---