Geofyzika pro podzemní stavitelství – kniha

Published 22. júla 2024

 V květnu letošního roku Stavební fakulta VŠB-TU Ostrava spolu s Prírodovedeckou fakultou UK Bratislava a Geotestem vydaly knížku „Geofyzika pro podzemní stavitelství“ autora doc. RNDr. Pavla Bláhy, DrSc. Kniha je určena nejen specialistům geofyzikům, ale i širokému okruhu zájemců z oboru inženýrské geologie a geotechniky a také projektantům a stavitelům podzemních děl. Kniha je rozdělena do 10 kapitol:

  1. Úvod
  2. Geofyzika pro podzemní stavitelství
  3. Fyzikální vlastnosti
  4. Hornická geofyzika
  5. Přínos geofyziky při povrchovém průzkumu podzemí
  6. Přínos geofyziky při průzkumu v podzemí
  7. Změny v horninovém masivu za stěnou díla
  8. Vztahy a vazby fyzikálních a mechanických vlastností
  9. Geofyzikální monitoring
  10. Závěr

Kniha vyšla v nákladu 500 kusů a je možné ji objednat na adrese dvorakova@geotest.cz. 

 

O čem je kniha „Geofyzika pro podzemní stavitelství“

Geofyzika a podzemní stavitelství, nebo aplikovaná geofyzika, tunely a úložiště? Ať to beru z kterékoli stránky, tak jsou to jevy, nebo problematika, nebo fenomén, nebo úkazy, nebo záhady anebo koníček (můj případ) a je to velmi zajímavé téma. Každopádně mne oba obory provází celou mou profesní kariéru. V této práci jsem se pokusil popsat své zkušenosti za období delší než šedesát let. Předkládám nejen své zkušenosti, ale snažil jsem se využít i poznatků, které je možné získat studiem literatury, ať vědeckých článků, nebo „jen“ čtením různých závěrečných zpráv, ať již inženýrskogeologických, geotechnických nebo geofyzikálních. Kniha je výsledkem práce a zkušeností geofyzika, který byl celý svůj odborný život neustále v kontaktu s vynikajícími českými i zahraničními geology a geofyziky.

Předkládaná publikace je určena zájemcům o problematiku použití geofyzikálních metod při průzkumu do větších hloubek nebo průzkumu v podzemí při stavbě tunelů nebo velkých kaveren. Monografie může dobře sloužit ke vzájemnému pochopení a dorozumění mezi geofyziky, geotechniky, inženýrskými geology, stavebními inženýry a případně i dalšími specialisty, kteří se zajímají o tento obor. Další skupinou, kterou jsem chtěl oslovit, jsou pracovníci organizací, kteří z titulu své funkce se touto problematikou musí zabývat, nebo je pro ně tato problematika zajímavá jako jedna ze stránek soužití člověka s přírodou. Stejně tak může kniha posloužit jako učební text pro studium na vysokých školách.

V úvodu je popsán současný stav problematiky a je konstatováno, že geofyzikální metody při průzkumu pro podzemní stavitelství zaujímají čím dál významnější místo. Je dokumentován stav v zahraničí. Druhá kapitola je spíše věnována geofyzikům než specialistům z jiných oborů. Uvádím v ní etapy průzkumu pro podzemní stavby a postavení geofyziky v této problematice. V druhé části této kapitoly je ukázáno, jaký je účel, přínos, a jaké výhody přináší aplikace geofyzikálních metod v tomto oboru a jaké jsou možnosti jednotlivých geo-fyzikálních metod.

Následující kapitola je věnována rozporu fyzikálních vlastností hornin a horninového masivu. Pozornost je věnována zejména těm vlastnostem, které mají významný vliv na geofyzikální měření. Na konci kapitoly následuje doporučení, jak lze získat co nejlepší představu o fyzikálních vlastnostech hornin a horninového masivu na zájmové lokalitě. Čtvrtá kapitola se věnuje krátkému popisu „hornické geofyziky“, kterou lze pokládat za předchůdkyni oboru, kterému je věnována tato publikace.

Pátá kapitola je první ze zásadních kapitol knihy. Je věnována geofyzikálnímu průzkumu horninového masivu, ve kterém má být podzemní dílo vybudováno, a to průzkumem ze zemského povrchu. Největší pozornost je věnována třem nejdůležitějším metodám, karotážním, seizmickým a geoelektrickým. Netradičně se začíná karotáží, kterou v tomto případě považuji de facto za metodu přímou. V jednotlivých podkapitolách jsou popsány jak klasické metody, tak i metody využívající možnosti, které poskytuje poslední vývoj v přístrojové i zpracovatelské technice. To platí i o přechodu od průzkumu bodového, přes průzkum v rovině (2D) až k průzkumu v prostoru (3D). V závěru kapitoly jsou ukázky možnosti, které poskytují i „netradiční“ geofyzikální metody. Kapitola je uzavřena rozborem, který popisuje výhody komplexní interpretace geofyzikálních měření.

Šestá kapitola je věnována průzkumu horninového masivu z podzemí, ať již průzkumných nebo technických děl. Postup rozboru možností jednotlivých geofyzikálních metody je prakticky totožný, jako při popisu povrchového průzkumu. Zvláštní pozornost je věnována metodě, která podává informace o geologické stavbě horninového masivu a jeho vlastnostem před čelbou raženého podzemního díla. Ukazují se i možnosti geofyzikálních metod při dělení horninového masivu do kvazihomogenních celků a tím získání výhod při možnosti vhodně rozmístit geotechnické zkoušky a testy, případně určit jejich prostorovou platnost.

 Sedmá kapitola se věnuje zkoumání horninového masivu těsně za stěnou báňského díla. Prezentuje možnosti geofyzikálních metod při stanovení hranic a určení vlastností jednotlivých zón, které vznikají po vyražení podzemního díla. V této kapitole se popisuje, jak se mění vhodnost jednotlivých geofyzikálních metod při řešení této problematiky, kdy nabírají největší váhu seizmické metody na vysokých frekvencích (někdy nazývané akustické nebo ultra-zvukové) a metody radarové. Dále jsou ukázány i možnosti, jak posoudit změny napětí v horninovém masivu, i jak určit místa uvolnění napětí nebo naopak místa jeho koncentrace.

Osmá kapitola je věnována vztahům a vazbám fyzikálních a geomechanických vlastností a možnosti jejich využití při popisu charakteru horninového masivu. Jsou uvedeny příklady, jak je možné z jedné vlastnosti odvodit vlastnost jinou, a jak toho využít k získání znalostí k lepšímu popisu zájmového horninového masivu. Devátá kapitola je věnována geofyzikálnímu monitoringu. Kapitola navrhuje rozdělení takovýchto měření do dvou kategorií, a to do kategorie opakovaných měření, tj. měření s delším časovým odstupem a do spojitého monitoringu, kdy se měření opakují v trvale osazeném měřícím systému s přesně definovaným časovým odstupem (time lapse).  

Kniha je ukončena závěrem, který hodnotí možnosti jednotlivých geofyzikálních metod, ale i geofyziky jako celku, při průzkumu a výzkumu horninového masivu při podzemním stavitelství. Zde je zdůrazňováno, jak důležitý je společný přístup odborníků všech spřízněných oborů při inženýrskogeologické a geotechnické interpretaci geofyzikálního měření. Právě v této skutečnosti byla síla tohoto oboru u nás.

V celé knize jsem se snažil vše ukazovat na konkrétních případech. Kniha tak obsahuje více než tři sta příkladů průzkumu z našich i zahraničních lokalit. Nestanovil jsem si za úkol věnovat se teoretickým rozborům, poučkám a normám, ale vše jsem se snažil dokumentovat na konkrétních příkladech. Mým cílem bylo i poukázat na skutečnosti, jejichž zanedbání vede ke hmotným škodám nebo i ztrátám na lidských životech.

 

O autorovi:

Doc. RNDr. Pavel Bláha, DrSc. (1944, Protivín)

Pavel Bláha absolvoval v roce 1966 studium užité geofyziky na Přírodovědecké fakultě UK v Praze (1966). V roce 1969 absolvoval rigorózní řízení na téma „Modelová měření vrtné varianty vyzvané polarizace“. V roce 1990 obhájil kandidátskou práci na téma „Geoakustická metoda při studiu svahových deformací“. V roce 1992 se habilitoval na Hornicko-geologické fakultě VŠB v Ostravě prací „Geofyzikální metody při průzkumu a výzkumu svahových deformací“ a přednáškou na téma „Seizmická tomografie v mělké geologii“. V roce 1998 obhájil velký doktorát na téma: „Inženýrská geofyzika svahových deformací v hornické a stavební geotechnice“. Po krátké pedagogické kariéře na HGF v letech 1966 až 1971 nastoupil jako geofyzik do Geotestu v Brně, kde pracuje dosud. Postupně pracoval na pozici vedoucího geofyzikální skupiny, vedoucího ostravské pobočky Geotestu, od roku 2006 jako oborový manažer a nyní jako konzultant.

Ve své profesní kariéře se zaměřil na aplikaci geofyzikálních měření při výzkumu svahových deformací a na použití geofyzikálních metod při průzkumu přehradních míst a přečerpacích vodních elektráren a na použití geofyziky pro podzemní stavitelství. V České republice pracoval například při průzkumu vodních děl Dalešice a Josefův Důl a přečerpávací vodní elektrárny Dlouhé Stráně. Účastnil se i průzkumu atomové elektrárny Dalešice, dálnice do Ostravy a na dalších velkých stavbách. Velkou část své odborné pozornosti věnoval průzkumu
a výzkumu svahových deformací, zejména v Karpatské soustavě a zkoumání vlivu poddolování na aktivitu sesuvů.

Během své geologické kariéry zpracoval přes 460 průzkumných zpráv a 84 výzkumných zpráv, které prošly oponentním řízením. Během své pedagogické kariéry přednášel na universitách v Ostravě, Brně, Praze, Bratislavě a na státní univerzitě v Taškentu a na Univerzitě geologických věd (tamtéž). Za více než 58 let odborné kariéry pracoval ve dvaceti zemích světa, z nichž za nejvýznamnější lze pokládat působení ve Střední Asii, Španělsku, Albánii, Kubě, Mongolsku a Filipínách. Za léta profesní činnosti publikoval v odborných časopisech
a na profesních konferencích více než 200 odborných článků z toho více než 70 v zahraničí (Albánie, Bosna a Hercegovina, Bulharsko, Etiopie, Francie, Itálie, Kyrgyzstán, Malajsie, Německo, Nizozemí, Norsko, Polsko, Rakousko, Rumunsko, Rusko, Řecko, Skotsko, Slovensko, Španělsko, Tádžikistán, Thajsko a Uzbekistán). Články autora byly citovány ve více než 300 odborných statích.

Publikoval sedm monografií jako autor nebo jako spoluautor, z nichž anglická verze knihy o inženýrskogeolgickém průzkumu pro přehrady byla distribuována do více než 60 zemí. Pavel Bláha se významnou mírou podílel na zpracování certifikovaných metodik „Geofyzikální metody pro dokumentaci horninového masivu“ a Geofyzikální metody pro územní plánování podzemních staveb – práce v podzemí (2022)“ a ověřené technologie: „Ověřená technologie – Geotechnické a geofyzikální metody pro průzkum a dokumentaci horninového masivu (2021)“. Na podobné téma byla v lednu letošního roku podána přihlášku patentu „Stanovení zóny poškození podzemních exkavací kombinací geofyzikálních a geotechnických metod“.

Byl recenzentem vědeckých časopisů v Česku, Slovensku, Polsku a Uzbekistánu. Je členem České geologické společnosti, čestným členem společnosti ČAAG, byl více než dvacet let předsedou redakční rady časopisu „EGRSE“ – časopisu České asociace geofyziků. Dnes je členem redakce tohoto časopisu, a členem rady asociace českých geofyziků, členem České geologické asociace, členem „Sboru expertů ČAAG“ a byl členem redakční rady časopisů Krystalinikum a Geotechnika. Byl školitelem doktorandů na fakultě HGF VŠB – Technické university v Ostravě (geofyzika a GIS). Na Hornicko-geologické fakultě VŠB – TU byl i členem oborové rady pro geologii. Při MŽP působí jako člen komise pro udělování „odborné způsobilosti“. Byl členem vědeckých komisí mezinárodních konferencí „9th European meeting of EEGS“ a „HYDRO 2011”.