H Κατολίσθηση Πισσουρίου (Λεμεσός – Κύπρος) Αίτια Αποσταθεροποίησης και Μέτρα Αποκατάστασης The Pissouri Landslide (Limasol – Cyprus) Causes and Remedial Measures ΑΛΕΞΑΝΔΡΗΣ Α. Πολιτικός Μηχανικός MSc, DIC Όμιλος Τεχνικών Μελετών ΑΤΕ ΚΑΤΣΙΠΗ ΓΡΙΒΑ Ε. Μεταλλειολόγος Μηχανικός MSc Όμιλος Τεχνικών Μελετών ΑΤΕ ΑΜΠΑΡΙΩΤΗ Μ. Μηχανικός Ορυκτών Πόρων Όμιλος Τεχνικών Μελετών ΑΤΕ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ Π. Δρ. Πολιτικός Μηχανικός Π.Παπαδόπουλος & Συν/τες ΠΕΡΙΛΗΨΗ: Τον Δεκέμβριο του 2001 ενεργοποιήθηκε μία σημαντική κατολίσθηση κοντά στον οικισμό Πισσουρίου της Κύπρου, η οποία κατέστρεψε τμήμα του επαρχιακού δρόμου και τρεις κατοικίες. Στην παρούσα εργασία συνοψίζονται οι γεωλογικές και υδρογεωλογικές συνθήκες στην περιοχή και αναλύεται ο καθοριστικός τους ρόλος στην ενεργοποίηση της κατολίσθησης. Η επιλογή της στρατηγικής σταθεροποίησης βασίστηκε στην κατάστρωση μίας σειράς ισοδύναμων εναλλακτικών λύσεων οι οποίες αξιολογήθηκαν τεχνικοοικοομικά για να επιλεχθεί η προσφορότερη. Τα μέτρα σταθεροποίησης ελέγχθηκαν με - βαθμονομημένα με ανάστροφες αναλύσεις - αριθμητικά προσομοιώματα ευστάθειας και υπόγειας ροής. ABSTRACT: During the winter of 2001, a major landslide mobilized in the vicinity of the Pissouri village in Cyprus, which destroyed a section of a country road and three residencies. This paper presents the geologic and hydrogeologic regime in the landslide area and its implications on landslide mobilization. Slope stability and ground water flow back analysis were carried out to calibrate the numerical models used in the next step for the analysis of the stabilized mass. Alternative remediation strategies were examined on the basis of technical, financial and environmental criteria. The effectiveness of each remediation measure was assessed and verified analytically utilizing the calibrated numerical models.

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Στην Κύπρο και κυρίως το Δυτικό και νοτιοδυτικό τμήμα της νήσου, εκδηλώνονται συχνά κατολισθήσεις μετά από παρατεταμένες βροχοπτώσεις κυρίως τις πιο υγρές χρονιές και σπανιότερα μετά από καταστροφικούς σεισμούς. Στην επαρχία της Πάφου και σε μικρότερο βαθμό στην επαρχία Λεμεσού, οι κατολισθήσεις εκδηλώνονται κατά κύριο λόγο στους αργιλικούς σχηματισμούς του συμπλέγματος των Μαμωνιών, ενώ δεν είναι σπάνιες και οι αστάθειες σε αποσαθρωμένες ζώνες των νεότερων ιζηματογενών σχηματισμών (αποσαθρωμένες κρητίδες και μάργες) που επίσης συναντώνται στην περιοχή (Northmore et al. 1988, Ηart et al. 2010). Τον χειμώνα 2001-2002, κατά τη διάρκεια μίας ιδιαίτερα υγρής χειμερινής περιόδου, στα όρια του οικισμού του Πισσουρίου της επαρχίας Λεμεσού εκδηλώθηκε μια σημαντική κατολίσθηση η οποία αποτελεί ένα αντιπροσωπευτικό παράδειγμα κατολίσθησης σε αποσαθρωμένους Μαργαϊκούς σχηματισμούς.

Ο οικισμός του Πισσουρίου έχει αναπτυχθεί σε μία επιπεδωμένη κορυφή ενός λόφου, με μέσο υψόμετρο περίπου 200 m. Η πρόσφατη τουριστική ανάπτυξη της περιοχής έχει οδηγήσει στην οικοδόμηση των κλιτύων του λόφου καθώς και γειτονικών λοφωδών εξάρσεων. Η κατολίσθηση ενεργοποιήθηκε τον Δεκέμβριο του 2001, στην Βορειοανατολική

κλιτύ του οικισμού, κινητοποιώντας περίπου 80.000 m3 εδάφους (Σχήμα 1). Η εδαφική μάζα συνέχισε να ολισθαίνει τα επόμενα χρόνια, με μεγαλύτερο ρυθμό κατά τις υγρές περιόδους και μειωμένο τις θερινές. Με μέσο ρυθμό μετακίνησης 3.0 cm μηνιαίως, σε περίοδο δέκα ετών, η κατολίσθηση σημείωσε συνολική μετακίνηση περί τα 3.00 m έως 3.50 m. Από το άνω τμήμα της κατολίσθησης διέρχονταν ο επαρχιακός δρόμος ο οποίος οδηγεί στην παραλία του οικισμού, ο οποίος καταστράφηκε από την ολίσθηση. Τρεις κατοικίες οι οποίες είχαν κατασκευαστεί στα κατάντη του δρόμου επίσης παρασύρθηκαν και καταστράφηκαν. Άλλες κατοικίες που βρίσκονται ανάντη του δρόμου δεν επηρεάστηκαν αλλά κρίθηκαν μακροχρόνια επισφαλείς χωρίς την λήψη μέτρων σταθεροποίησης.

Σχήμα 1. Αεροφωτογραφία (αριστερά) και άποψη προς Βορρά (δεξιά) της περιοχής της κατολίσθησης. Σημειώνονται τα όρια της κατολίσθησης και σημεία αναβλύσεων υδάτων. Figure 1. Aerial view (left) and North view (right) of the Pissouri landslide. The landslide borders as well as the location of α seasonal spring is also noted.

2. ΓΕΩΛΟΓΙΚΗ ΔΟΜΗ

Η ευρύτερη περιοχή του Πισσουρίου, δομείται κυρίως από μάργες, ιλιόλιθους και ψαμμίτες Πλειοκαινικής–Πλειστοκαινικής ηλικίας.

ΠΙΣΣΟΥΡΙ

ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΗ

ΜΑΡΓΕΣ

ΨΑΜΜΙΤΕΣ

ΠΙΣΣΟΥΡΙ

ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΗ

ΜΑΡΓΕΣ

ΨΑΜΜΙΤΕΣ

Σχήμα 2. Γεωλογία της περιοχής Πισσουρίου. Επιφανειακά κυριαρχεί ο ψαμμιτικός σχηματισμός ενώ υποκείμενα συναντάται η μάργα του σχηματισμού της Λευκωσίας (Stow et al., 1995) Figure 2. Regional Geology of the Pissouri area. The village is developed on sandstones (yellow) underlain by the Pissouri marls (olive green). Geology after Stow et al., (1995).

Όπως φαίνεται στον χάρτη του σχήματος 2 (από Stow et al. 1995) οι περιοχές με το μεγαλύτερο υψόμετρο καλύπτονται από ψαμμίτες του σχηματισμού της Λευκωσίας, εντός των οποίων συναντώνται συχνά παρεμβολές αργιλικών υλικών και κροκαλοπαγών.

Όριοκατολίσθησης

Πηγές

Όριοκατολίσθησης

Πηγές

Υποκείμενες των ψαμμιτών βρίσκονται οι μάργες του σχηματισμού της Λευκωσίας. Όπου ο μαργαικός σχηματισμός εμφανίζεται επιφανειακά, η ανώτερη ζώνη του είναι αποσαθρωμένη και έντονα διαρρηγμένη και ο σχηματισμός έχει τη μορφή καστανού έως καστανέρυθρου μαλακού βράχου. Σε θέσεις ακόμα εντονότερης αποσάθρωσης, η ανώτερη αυτή ζώνη, αποσυντίθεται σε έναν εδαφοποιημένο ορίζοντα εντός του οποίου ενυπάρχουν επιπλέοντα βραχώδη τεμάχια μάργας ή/και ψαμμιτών. 3. ΚΛΙΜΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΥΔΡΟΛΟΓΙΚΕΣ ΚΑΙ ΥΔΡΟΓΕΩΛΟΓΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ Η ετήσια βροχόπτωση στην Κύπρο γενικώς και στην επαρχία Λεμεσού ειδικότερα, είναι χαμηλή. Ο ετήσιος μέσος όρος βροχόπτωσης στην περιοχή κυμαίνεται από 300 mm έως 400 mm, ενώ το σύνολο σχεδόν αυτού καταγράφεται στο διάστημα Νοεμβρίου – Φεβρουαρίου. Αν και οι καλοκαιρινές καταιγίδες δεν είναι σπάνιες συνεισφέρουν μόλις το 5% περίπου στο σύνολο της ετήσιας βροχόπτωσης. Οι υγρές περίοδοι σε υπερ-ετήσια βάση είναι συνυφασμένες με την εκδήλωση μικρότερων ή και μεγαλύτερων κατολισθήσεων στο νησί (Pantazis, 1969 & Northmore, 1988).

Η χρονοσειρά των μηνιαίων βροχοπτώσεων στην επαρχία Λεμεσού, κατά την περίοδο 1998-2008, παρουσιάζεται στο σχήμα 3. Τα μεγάλα ύψη βροχής τον Δεκέμβριο του 2001 οδήγησαν όχι μόνο στην ενεργοποίηση της κατολίσθησης του Πισσουρίου αλλά και κατολισθήσεις σε άλλες περιοχές της νήσου (βλ. Kyriakou & Hadjigeorgiou 2008).

0

50

100

150

200

250

300

Sep. Oct. Nov. Dec. Jan. Feb. Mar. Apr. May June July Aug.

Rai

nfal

l (m

m/m

onth

) 1998 1999 2000 2001 2002 2003

2004 2005 2006 2007 2008

Wet season

0

50

100

150

200

250

300

1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Rai

nfall (m

m/m

onth

)

May June July Aug.

Sep. Oct. Nov. Dec.

Jan. Feb. Mar. Apr.

Landslide triggering

Σχήμα 3. Εποχιακή (πάνω) και ετήσια (κάτω) κατανομή μηνιαίας βροχόπτωσης. Στοιχεία από τον μετεωρολογικό σταθμό Πισσουρίου (1998 ~ 2008). Figure 3. Seasonal (upper figure) and annual distribution of monthly precipitation (lower figure). Μeteorological station “Pissouri” (1998 ~ 2008).

Από υδρογεωλογικής σκοπιάς, στην ευρύτερη περιοχή του οικισμού του Πισσουρίου, εντός της επιφανειακής ψαμμιτικής στρώσης αναπτύσσεται σταθερός υπόγειος υδροφόρος ορίζοντας, χαμηλής σχετικά δυναμικότητας αφού η κύρια τροφοδοσία του αποτελείται από τις διηθήσεις των σχετικά περιορισμένων βροχοπτώσεων στην περιοχή. Τα διηθούμενα ύδατα κινούνται εντός της επιφανειακής και πιο διαπερατής ψαμμιτικής στρώσης η οποία καλύπτει την κορυφή του λόφου, προς τα χαμηλότερα σημεία των περιμετρικών φυσικών πρανών και αναβλύζουν στην διεπιφάνεια ψαμμιτών - μαργών. Στο σχήμα 4 παρουσιάζεται η γεωλογική (σύμφωνα με τους Stow et al., 1995) και υδρογεωλογική δομή της ευρύτερης περιοχής προβεβλημένη στο φυσικό ανάγλυφο, όπου φαίνεται επιπροσθέτως ότι την ανατολική παρειά του οικισμού διατρέχει κανονικό ρήγμα ΒΒΑ-ΝΝΔ διεύθυνσης, το οποίο αποτελεί και το όριο μεταξύ της επιφανειακής εμφάνισης του ψαμμίτη και της μάργας στην περιοχή. Η παρουσία του ρήγματος εκτιμάται ότι έχει καθορίσει την απότομη μορφολογία της ανατολικής κλιτύος καθώς και την εμφάνιση των πηγών στα χαμηλότερα σημεία της.

Παλαιότερα, οι κάτοικοι του οικισμού εκμεταλλεύονταν τον υδροφορέα, μέσω πηγαδιών, κυρίως για λόγους ύδρευσης και μερικώς άρδευσης. Η κατασκευή τα τελευταία χρόνια σύγχρονου δικτύου ύδρευσης περιόρισε την εκμετάλλευση του υδροφόρου ορίζοντα, ενώ ταυτόχρονα οι διαρροές του δικτύου ύδρευσης και αποχέτευσης συμβάλλουν στην τροφοδότηση του υδροφόρου ορίζοντα πέραν των διηθήσεων των ομβρίων. Αυτό τεκμηριώνεται και με χημικές αναλύσεις δειγμάτων νερού από την περιοχή της κατολίσθησης στις οποίες ανιχνεύθηκαν ίχνη απορρυπαντικών. Συνέπεια των παραπάνω είναι η αύξηση τα τελευταία χρόνια της τροφοδοσίας του υδροφορέα και της ποσότητας των υδάτων που υπερχειλίζουν τοπικά στα περιμετρικά πρανή και ειδικότερα στην περιοχή της κατολίσθησης, τα οποία σε συνδυασμό με την ιδιαίτερα αυξημένη βροχόπτωση τον Δεκέμβριο του 2001 ενεργοποίησαν την κατολίσθηση. Εξ’ άλλου αμέσως μετά την εκδήλωση της, στον πόδα της ολισθαίνουσας μάζας εμφανίστηκε μία μικρή πηγή (βλ. Σχήμα 1). η οποία συνέχισε να αναβλύζει νερό εποχιακά όλα τα επόμενα χρόνια, υπογραμμίζοντας την εξαιρετική σημασία της κίνησης των υπογείων υδάτων εντός της ολισθαίνουσας μάζας.

Κατολίσθηση

Μάργες ΠηγήΨαμμίτες ΟικισμόςΡήγμα

Κατολίσθηση

Μάργες ΠηγήΨαμμίτες ΟικισμόςΡήγμα

Σχήμα 4. Υδρογεωλογικές συνθήκες στην περιοχή της κατολίσθησης Πισσουρίου. Σημειώνεται η θέση της κατολίσθησης και των πηγών. Η γεωλογία προβάλλεται στο φυσικό ανάγλυφο της περιοχής σε στρεβλή κλίμακα κ:ο 2:1. Figure 4. Hydrogeologic setting of the Pissouri landslide. Location of the landslide and the springs with respect to the major hydrogeologic units is noted. Geology (after Stow et al., 1995) is wrapped on an exaggerated (V/Η 2:1) ground relief.

Η κίνηση των υπογείων υδάτων εντός της ολισθαίνουσας μάζας διερευνήθηκε μέσω

απλοποιητικών αναλύσεων ροής με δισδιάστατα προσομοιώματα πεπερασμένων διαφορών, τα οποία καταστρώθηκαν σε εγκάρσιες και διαμήκεις τομές. Με βάση τα αποτελέσματα των αναλύσεων ροής και σε συνδυασμό με το υδρολογικό ισοζύγιο της περιοχής, προσδιορίστηκε υπολογιστικά η γεωμετρία του υδροφόρου ορίζοντα στο σώμα της κατολίσθησης. Στο σχήμα 5 παρουσιάζεται ένα από τα προσομοιώματα των αναλύσεων ροής καθώς και τα σχετικά αποτελέσματα που αφορούν στην ροή και την κατανομή των πιέσεων πόρων. Η υπολογιστική αυτή γεωμετρία του υδροφόρου ορίζοντα και οι διακυμάνσεις του βρίσκονται σε συμφωνία με τα αποτελέσματα μετρήσεων στάθμης που πραγματοποιήθηκαν σε διερευνητικές γεωτρήσεις στην περιοχή της κατολίσθησης καθώς και με την ανάπτυξη υδρόφιλης χλωρίδας σε συγκεκριμένες θέσεις που προβλέπονται τοπικές αναβλύσεις.

Οικισμός

Κατολίσθηση

Σχήμα 5. Τυπικά αποτελέσματα αναλύσεων υπόγειας ροής (πάνω) και κατανομή πιέσεων πόρων (κάτω). Figure 5. Hydrogeologic modeling and typical results (flow vectors and pore water pressures) of the seepage analyses.

Υδρ. Ορίζων

Επιφ. Εδάφους

Υδροφόροςορίζοντας κοντάστην επιφάνειατου εδάφους

Όριακατολίσθησης

Ρεματιές

Ζώνη1

Ζώνη2Ζώνη

3

Ζώνη4

Ζώνη5

Ζώνη1

Ζώνη2

Ζώνη3

Ζώνη4

Ζώνη5

Ζώνη 3

Ζώνη 4

Ζώνη 5

Ζώνη 2

Ζώνη 1

Υδρ. Ορίζων

Επιφ. Εδάφους

Υδρ. Ορίζων

Επιφ. Εδάφους

Υδροφόροςορίζοντας κοντάστην επιφάνειατου εδάφους

Όριακατολίσθησης

Ρεματιές

Ζώνη1

Ζώνη2Ζώνη

3

Ζώνη4

Ζώνη5

Ζώνη1

Ζώνη2

Ζώνη3

Ζώνη4

Ζώνη5

Ζώνη5

Ζώνη 3

Ζώνη 4

Ζώνη 5

Ζώνη 2

Ζώνη 1

Σχήμα 6. Τρισδιάστατη σύνθεση ψηφιακού μοντέλου εδάφους και υδροφόρου ορίζοντα. Figure 6. Three-dimensional synthesis of the landslide ground water regime on a digital elevation model.

4. ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΚΑΙ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΕΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ

Στα πλαίσια της γεωτεχνικής διερεύνησης της περιοχής της κατολίσθησης εκτελέστηκε, σε διαδοχικές φάσεις, ένας σημαντικός αριθμός δειγματοληπτικών γεωτρήσεων και εγκαταστάθηκαν αποκλισιόμετρα παρακολούθησης της κινηματικής της ολισθαίνουσας μάζας. Στο σχήμα 7 παρουσιάζεται μία απλοποιημένη γεωτεχνική τομή στην περιοχή της κατολίσθησης όπου επιφανειακά, συναντάται εδαφικό κάλυμμα πάχους 5 ~ 10m το οποίο αποτελείται από χαλαρές, πιθανώς ανθρωπογενείς, αποθέσεις κυρίως κορημάτων και φυτικής γης αλλά και μεγαλύτερα τεμάχη ψαμμιτών. Βαθύτερα συναντάται ο μαργαϊκός σχηματισμός της Λευκωσίας. Ο ανώτερος ορίζοντας του σχηματισμού, μέχρι ένα βάθος 20 ~ 25m, αποτελείται από καστανές – καστανέρυθρες, στιφρές έως σκληρές, αποσαθρωμένες, εξαλλοιωμένες και σχεδόν εδαφοποιημένες αργιλικές – ιλυώδεις μάργες. Σε μεγαλύτερα βάθη οι μάργες εμφανίζονται γκρίζες, υγιείς και διατηρούν των βραχώδη χαρακτήρα τους. Στις υποκείμενες αυτές μάργες δεν μπορούν να εκδηλωθούν κατολισθητικά φαινόμενα. Με βάση τις ενδείξεις των αποκλισιομέτρων (Σχ. 7) προσδιορίστηκε με σαφήνεια το βάθος και η γεωμετρία της επιφάνειας ολίσθησης, η οποία αναπτύσσεται σχεδόν στο σύνολο του μήκους της μέσα στην ανώτερη ζώνη των εξαλλοιωμένων μαργών.

Γεωτεχνικώς, δείγματα από την ανώτερη εξαλλοιωμένη ζώνη της μάργας χαρακτηρίζονται ως άργιλοι – ιλύες υψηλής πλαστικότητας CH-MH, και αργιλικό κλάσμα (CF) που κυμαίνεται από 30 έως 60%. Από αργές δοκιμές άμεσης διάτμησης προέκυψαν ενεργές παράμετροι διατμητικής αντοχής ίσες με c’=35 kPa και φ’=21ο (peak strength). Δοκιμές δακτυλιοειδούς διάτμησης δείχνουν πως η παραμένουσα (residual) γωνία τριβής δεν παρουσιάζει μείωση σε σχέση με την μέγιστη (φr=21ο), πιθανότατα επειδή οι δοκιμές πραγματοποιήθηκαν σε πιο ιλυώδη δείγματα (ΜΗ). Καθώς η σύσταση των υλικών ποικίλει από CH έως MH, στην πράξη η παραμένουσα γωνία τριβής μπορεί να είναι και χαμηλότερη.

Σχήμα 7. Γεωτεχνική τομή κατά μήκος της κατολίσθησης, ενδείξεις των αποκλισιομέτρων και προσδιοριζόμενη επιφάνεια ολίσθησης (και θερινές στάθμες πιεζομέτρων). Figure 7. Geotechnical section along the sliding mass, inclinometer readings and location of sliding surface (and piezometer levels during summer).

5. ΑΝΑΣΤΡΟΦΕΣ ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ

Για να ελεγχθούν οι γενικές συνθήκες αστοχίας του πρανούς και να υπολογισθούν οι οριακές παράμετροι διατμητικής αντοχής της επιφάνειας ολίσθησης, εκτελέστηκε μία σειρά ανάστροφων αναλύσεων ευστάθειας. Οι αναλύσεις έγιναν με προσομοιώματα συνεχούς μέσου πεπερασμένων διαφορών με το λογισμικό FLAC. Η επιφάνεια ολίσθησης, όπως αυτή καθορίστηκε με βάση τα αποτελέσματα της γεωτεχνικής έρευνας, προσομοιώθηκε με χρήση στοιχείων διεπιφάνειας (interface elements) που επιτρέπουν την προσομοίωση της ανάπτυξης μεγάλων διατμητικών παραμορφώσεων. Ο συντελεστής ασφαλείας προσδιορίστηκε σε κάθε ανάλυση με την μέθοδο της σταδιακής απομείωσης της διατμητικής αντοχής (Strength reduction method).

Σύμφωνα με τα αποτελέσματα των ανάστροφών αναλύσεων, η κατολίσθηση της ανώτερης μαργαϊκής στρώσης με παραμέτρους αντοχής ίσες περίπου με αυτές που προέκυψαν από τις εργαστηριακές δοκιμές δύναται να ενεργοποιηθεί με την ανύψωση του υδροφόρου ορίζοντα. Στην περίπτωση αυτή η κατολίσθηση φαίνεται να ξεκινάει με την μορφή ρηχών αστοχιών μικρής έκτασης στο κατάντη και πολύ πιο απότομο τμήμα της κλιτύος. Στην συνέχεια, λόγω της σταδιακής απομείωσης της διατμητικής αντοχής της αποσαθρωμένης μαργαϊκής μάζας από την κορυφαία τιμή (peak strength) στην παραμένουσα (residual), η αστοχία εξελίσσεται και κινητοποιεί προοδευτικά το σύνολο της κατολισθαίνουσας μάζας. Πρόσθετες ανάστροφες αναλύσεις έδειξαν ότι η κατολίσθηση κινητοποιείται και με χαμηλότερο υδροφόρο ορίζοντα, όπως αυτός ορίζεται με βάση τις μετρήσεις της ξηρής θερινής περιόδου, εφόσον όμως οι παράμετροι διατμητικής αντοχής είναι στο επίπεδο των παραμενουσών.

Στο διάγραμμα του σχήματος 8 παρουσιάζονται συνοπτικά οι οριακές παράμετροι διατμητικής αντοχής συναρτήσει της στάθμης του υδροφόρου ορίζοντα, όπως αυτές υπολογίστηκαν με τις ανάστροφες αναλύσεις. Οι αντίστοιχες υπολογιζόμενες τιμές

διατμητικής αντοχής για την ενεργοποίηση της κατολίσθησης σε περίπτωση ανυψωμένου και χαμηλού υδροφόρου ορίζοντα συμπίπτουν με την απομείωση της διατμητικής αντοχής από την κορυφαία της τιμή (peak) στην παραμένουσα (residual).

0

10

20

30

40

50

60

70

5 10 15 20 25 30Angle of Friction φ' (o)

Coh

esio

n c'

(kP

a)

High Water Table - Peak Shear Strength

Low Water Table - Residual Shear Strength

Σχήμα 8. Αποτελέσματα ανάστροφων αναλύσεων για υψηλό και ταπεινωμένο υδροφόρο . ορίζοντα. Figure 8. Results of back analyses. Mobilized shear strength parameters for a high and low water table coincide with transition of shear strength values from peak to residual.

6. ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΣΗΣ

Για τον σχεδιασμό των μέτρων σταθεροποίησης και αποκατάστασης καταστρώθηκαν τρεις εναλλακτικές λύσεις οι οποίες συνοψίζονται στο σχήμα 9. Δεδομένης της καθοριστικής σημασίας της κίνησης των υδάτων στην ενεργοποίηση της κατολίσθησης, διερευνήθηκαν ξεχωριστά και μέτρα ελέγχου των υπογείων υδάτων.

Στην πρώτη εναλλακτική λύση εξετάστηκε η δυνατότητα φόρτισης του πόδα της κατολίσθησης με την κατασκευή ενός υψηλού αντιβάρου. Στην δεύτερη λύση εξετάστηκε η δυνατότητα πλήρους αποφόρτισης του ανώτερου τμήματος της κατολίσθησης με εκτεταμένες εκσκαφές στο ανώτερο τμήμα και αντικατάσταση των αφαιρεμένων υλικών με ελαφρά υλικά (διογκωμένη πολυστερίνη) για την αποκατάσταση του δρόμου. Η λύση αυτή περιλαμβάνει επίσης την κατασκευή αντιβάρου ποδός μέσου ύψους. Στην τελευταία εναλλακτική λύση, εξετάσθηκε η δυνατότητα μερικής αποφόρτισης της περιοχής με περιορισμένες εκσκαφές κυρίως για την απάλυνση των κλίσεων στο άνω τμήμα της κατολίσθησης και η κατασκευή χαμηλού αντιβάρου ποδός. Η εξασφάλιση του δρόμου πραγματοποιείται με κατασκευή πασσαλοστοιχιών. Κατά την αξιολόγηση των εναλλακτικών λύσεων η τελευταία λύση κρίθηκε πιο αξιόπιστη, οικονομικότερη, περιβαλλοντικά προτιμητέα και ευκολότερη στην κατασκευή.

Όσον αφορά στον έλεγχο των υπογείων υδάτων, για την εξασφάλιση της αποστράγγισης διαμορφώθηκαν στραγγιστήρια στον πόδα της κατολίσθησης, κάτω από το αντίβαρο ποδός. Για τον έλεγχο των διηθούμενων υδάτων προβλέφθηκε κατασκευή τάφρων επιφανειακής αποστράγγισης και φύτευση της τελικής επιφάνειας της κατολίσθησης.

7. ΑΝΑΛΥΣΕΙΣ ΕΠΑΡΚΕΙΑΣ ΜΕΤΡΩΝ ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗΣ

Η επάρκεια των σχεδιαζόμενων μέτρων αποκατάστασης ελέγχθηκε με μία νέα σειρά αναλύσεων των ήδη βαθμονομημένων με ανάστροφες αναλύσεις (όσον αφορά στις οριακές παραμέτρους αντοχής, την μορφή της αστοχίας αλλά και το σχετικό καθεστώς των υπογείων υδάτων) προσομοιωμάτων. Η συμβολή των επί μέρους μέτρων σταθεροποίησης της κατολίσθησης (πάσσαλοι, αντίβαρο, αγκυρώσεις κτλ) ελέγχθηκαν με διακριτές αναλύσεις επιτρέποντας την αξιολόγηση της αποδοτικότητας του κάθε μέτρου και της συνεισφοράς του στην συνολική ευστάθεια του συστήματος.

Στο σχήμα 10 παρουσιάζεται η κρίσιμη μορφή αστοχίας -χωρίς και με- την εφαρμογή πασσάλων στο άνω τμήμα της κατολίσθησης. Παρατηρείται ότι με την εκτέλεση εκσκαφών και την κατασκευή του αντιβάρου ποδός, τα υπολειπόμενα ολισθημένα υλικά συνεχίζουν να

κατολισθαίνουν συμπαρασέρνοντας και το αντίβαρο ποδός (FoS<1). Με την εφαρμογή των πασσάλων τα ολισθαίνοντα υλικά σταθεροποιούνται πλήρως και ο μηχανισμός αστοχίας, περιορίζεται στην διεπιφάνεια μεταξύ αντιβάρου και εδάφους. Ο υπολογιζόμενος συντελεστής ασφαλείας σε αυτή την ανάλυση είναι περίπου 1.7 και δεδομένης της αξιοπιστίας του αριθμητικού προσομοιώματος λόγω της βαθμονόμησης του με τις ανάστροφες αναλύσεις κρίθηκε επαρκής.

Σχήμα 9. Εναλλακτικές λύσεις μέτρων σταθεροποίησης κατολίσθησης Figure 9. Landslide remediation - Alternative design solutions.

Ροπές κάμψης πασσάλων

βα

Λύση 3: FoS < 1 Λύση 3: FoS > 1

Ροπές κάμψης πασσάλων

βα βα

Λύση 3: FoS < 1 Λύση 3: FoS > 1

Σχήμα 10. Ανάλυση επάρκειας μέτρων σταθεροποίησης α: Συνολική αστοχία της ολισθαίνουσας μάζας χωρίς την εφαρμογή πασσάλων (FoS<1). β: Σταθεροποίηση της συνολικής κατασκευής με πασσάλους (FoS>1.7). Λεπτομέρεια. Ροπές κάμψης πασσάλων. Figure 10. Stability analysis of the remediated slope. α: The entire sliding mass mobilizes without the stabilization piles (FoS<1). β: Total landslide stabilization via construction of piles (FoS>1.7). Detail. Pile moments.

Οι εργασίες αποκατάστασης ξεκίνησαν με την κατασκευή του αντιβάρου ποδός (Σχ. 11),

ακολούθησε η απομάκρυνση μέρους των ολισθημένων υλικών στο άνω τμήμα και ολοκληρώθηκαν με την κατασκευή των πασσάλων. Σε όλη την διάρκεια εκτέλεσης των εργασιών υπόγεια ύδατα από την υπερκείμενη ψαμμιτική στρώση εκφορτίζονταν στο άνω τμήμα της κατολίσθησης τροφοδοτώντας συνεχώς την μάζα των ολισθημένων υλικών. Σε όλο το μήκος του ανάντη τμήματος της ολισθαίνουσας μάζας κατασκευάστηκαν στραγγιστήρια βάθους 0.5 m με αδρομερές υλικό και γεωύφασμα, που μετά την επανεπίχωση βρέθηκαν σε στάθμη περί τα 4 έως 5 m κάτω από την τελική επιφάνεια του εδάφους. Τα στραγγιστήρια αυτά συλλέγουν και απομακρύνουν τα υπόγεια ύδατα από το φρύδι της κατολίσθησης (βλ σχ. 12). Με τον τρόπο αυτό διακόπτεται η εκ των άνω τροφοδοσία και διείσδυση υπογείων υδάτων στα εναπομείναντα ολισθημένα υλικά και εξασφαλίζεται σημαντικά η ευρύτερη περιοχή έναντι επόμενων κατολισθήσεων.

Buttress Fill

Landslide Boundary

Trimmed Slope

Bored Piles

Underdrain

Σχήμα 11. Αποκατάσταση κατολίσθησης. Αριστερά: Οριζοντιογραφία του αντιβάρου ποδός, των εκσκαφών απόφόρτισης και της διάταξης των πασσάλων. Ανω: Κατασκευή του αντιβάρου ποδός. Figure 11. Landslide remediation Left: Plan view of the toe buttress fill and the trimmed slope area Top: Construction of the Buttress fill.

Σχήμα 12. Εκφόρτιση υπογείων υδάτων στο άνω τμήμα της κατολίσθησης (αριστερά), κατασκευή στραγγιστηρίων (δεξιά). Figure 12. Water seeping out of the marl at the back scarp of the landslide (left) and gravel subdrains (right) constructed to collect and dispose the groundwater.

8. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

Η κατολίσθηση Πισσουρίου αποτελεί ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα αστάθειας φυσικών πρανών σε νεογενείς σχηματισμούς, όπου οι λιθολογικές εναλλαγές και οι υδρογεωλογικές συνθήκες παίζουν ένα καθοριστικό ρόλο στην διαμόρφωση των συνθηκών αστάθειας. Σε ανάλογες περιπτώσεις η επισταμένη μελέτη της γεωλογικής δομής καθώς και η ανάλυση των υδρογεωλογικών συνθηκών, με έστω και κοινά υπολογιστικά μέσα, συμβάλουν καθοριστικά στην κατανόηση του μηχανισμού κινητοποίησης της κατολίσθησης. Προϋπόθεση είναι η ύπαρξη στοιχειωδών δεδομένων γεωτεχνικής έρευνας κυρίως όσον αφορά σε μετρήσεις στάθμης του υδροφόρου ορίζοντα και μετακινήσεων με αποκλισιόμετρα. Από τεχνικής σκοπιάς για την επιλογή της μεθόδου σταθεροποίησης πρέπει να διερευνώνται μια σειρά εναλλακτικών τεχνικών επέμβασης με την κατάστρωση ισοδύναμων (σε ότι αφορά την βελτίωση του συντελεστή ασφάλειας) εναλλακτικών λύσεων σταθεροποίησης, οι οποίες να επιτρέπουν την συγκριτική τεχνικοοικοομικά αξιολόγηση τους για την επιλογή της προσφορότερης. Πρόσθετοι έλεγχοι της σχετικής απόδοσης επί μέρους μέτρων σταθεροποίησης στην βελτίωση του συντελεστή ασφάλειας συμβάλλουν στην ισόρροπη διάθεση των διαθέσιμων πόρων και στην βελτίωση της αξιοπιστίας της συνολικής επέμβασης σταθεροποίησης αλλά και την επίτευξη της βέλτιστης προσαρμογής με το φυσικό περιβάλλον (σχήμα 13).

Σχήμα 13. Διαμόρφωση του εδάφους πριν (δεξιά) και μετά (αριστερά) τις εργασίες αποκατάστασης (η αναχλόαση δεν έχει ακόμα ολοκληρωθεί). Figure 13. The landslide area before (left) and after (right) the stabilization works (greening has not completed yet)

9. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΚΕΣ ΠΑΡΑΠΟΜΠΕΣ

Hadjigeorgiou, J., Kyriakou E. and Papanastasiou, P. (2006), “A Road Embankment Failure

Near Pentalia, In SW Cyprus”. Intl. Conference on the Stability of Rock Slopes in Open Pit Mining and Civil Engineering. The South African Institute of Mining and Metallurgy, Cape Town, pp. 343-352.

Northmore, K J, Charalambous, M, Hobbs, P R N, and Petrides, G. (1988), “Complex landslides in the Kannaviou, Melange, and Mamonia formations of south-west Cyprus”. Proceedings of the Vth International Symposium on Landslides, Lausanne, Switzerland. Bonnard C (editor), pp. 263–268.

Pantazis T.M. (1969), “The landslides in Cyprus”. Bulletin of the Geol. Survey Dept, No 4, pp. 1-20, Nicosia, Cyprus.

Stow D., Braakenburg N., Xenophontos C., (1995), “The Pissouri Basin fan-delta complex, southwestern Cyprus”. Sedimentary Geology, 98, pp. 245-262.