Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Nr 117 Politechniki Wrocławskiej Nr 117 Studia i Materiały Nr 32 2006 ochrona zabytków, podziemne trasy turystyczne geotechnika, budownictwo specjalne Antoni TAJDU Ś*, Tadeusz MIKO Ś*, Janusz CHMURA* DO ŚWIADCZENIA NAUKOWO-BADAWCZE PRACOWNIKÓW WYDZIAŁU GÓRNICTWA I GEOIN ŻYNIERII AGH W KRAKOWIE W ZAKRESIE ZAGOSPODAROWANIA ZABYTKOWYCH PODZIEMI Koncepcja kompleksowej ochrony podziemnych i naziemnych obiektów zabytkowych zabytkowego górnictwa powstała na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie ponad 60 lat temu z inicjatywy prof. F. Zalewskiego, a nast ępnie prof. Z. Strzeleckiego. Od wielu lat idea ta jest w szerokim zakresie wykorzystywana w praktyce. Problemy ratowania, zabezpieczania i adaptacji podziemi, w tym wyrobisk górniczych, stanowi ą jedn ą z najbardziej nietypowych dziedzin działalno ści WGiG AGH. Do kompleksowego rozwi ązywania problemów badawczych powołano w ramach istniej ącej struktury Wydziału now ą specjalno ść Geotechnika w Rewaloryzacji Zabytków. W pracy na licznych przykładach podano praktyczne osi ągni ęcia zespołu specjalistów w zakresie zabezpieczania podziemnych obiektów techniki górniczej. 1. WST ĘP Problemy ratowania, zabezpieczania i adaptacji podziemnych pomników kultury materialnej górnictwa w Polsce stanowi ą jedn ą z najbardziej nietypowych dziedzin budownictwa górniczego i geotechniki realizowanych na Wydziale Górnictwa i Geoin żynierii Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Utylitarny charakter tych prac ma na celu ochron ę i zagospodarowanie ró żnorodnych zabytkowych obiektów techniki i architektury górniczej. Stwarza te ż niepowtarzaln ą szans ę na ratowanie tych najbardziej warto ściowych, unikatowych obiektów podziemnych i naziemnych. Ustawowa ochrona zabytków w Polsce, zarówno naziemnych jak i podziemnych, będących na przestrzeni wieków obiektami kultury materialnej nawet kilku narodów, wymusza kompleksowe podej ście do problemów ich indywidualnego ratowania. Indywidualne ratowanie i pó źniejsze zagospodarowanie wynika z tego, że ka żdy * Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, 30-059 Kraków, al. Mickiewicza 30 304 obiekt podziemny, mimo pozornych podobie ństw, jest unikalny i niepowtarzalny, ma zró żnicowany charakter, technologi ę wykonania i cel istnienia, posiada odmienny kształt i gł ęboko ść zalegania oraz zlokalizowany jest w ró żnorodnych skałach o odmiennych parametrach [9]. 2. GEOTECHNIKA W REWALORYZACJI ZABYTKÓW NOW Ą SPECJALNO ŚCI Ą NA WYDZIALE GÓRNICTWA I GEOIN ŻYNIERII AKADEMII GÓRNICZO-HUTNICZEJ W KRAKOWIE Zakres tematyczny obecnej Konferencji – Dziedzictwo i Historia Górnictwa – stwarza okazj ę do przedstawienia problemów oraz relacji naukowych i praktycznych mi ędzy szeroko poj ętym budownictwem podziemnym i geotechnik ą a zabezpieczeniem, ochron ą i konserwacj ą zabytkowych obiektów górniczych. Rys. 1. Kop. Soli Bochnia – funkcjonuj ący od ponad 750 lat szyb Sutoris Fig. 1. Bochnia Salt Mine – the Sutoris Shaft that has been working for over 750 years W zwi ązku z przemianami gospodarczymi i integracj ą europejsk ą, ochrona zabytków (w tym obiektów górniczych) zaczyna odgrywa ć coraz wi ększ ą rol ę. Coraz cz ęś ciej i wyra źniej pojawia si ę przy tym idea powołania lub rozwoju wy ższych studiów techniczno-konserwatorskich niezb ędnych dla konserwatorów zabytków o specjalno ściach nieartystycznych [4]. Studia te powoływane w ramach istniej ących studiów wydziałowych uczelni technicznych miałyby swoj ą specyfik ę, polegaj ącą na stałej współpracy nie tylko ze specjalistami z ró żnych dziedzin in żynierii, takich jak górnictwo, geologia, geofizyka, geodezja, budownictwo, kamieniarstwo artystyczne, ale te ż z konserwatorami zabytków oraz historykami, archeologami, architektami, specjalistami od turystyki i muzealnictwa itp. W zło żonych 305 i trudnych problemach technicznych, artystycznych i historycznych tylko wspólne, kompleksowe współdziałania mog ą powstrzyma ć post ępuj ące niszczenie historycznych obiektów zabytkowych, spowodowa ć usuni ęcie przyczyn zniszczenia oraz przywrócenie tym obiektom dawnej warto ści historycznej i u żytkowej. Dotychczasowy brak ekspertów o specjalno ściach nieartystycznych w zakresie zabezpieczania i konserwacji zabytków był niedopatrzeniem zwi ązanym z brakiem wizji ochrony zabytkowych obiektów podziemnych, które równie ż stanowi ą bogactwo kultury materialnej ludzko ści. Jednym ze sposobów zlikwidowania istniej ącej luki w tym zakresie było powołanie nowej specjalno ści w ramach istniej ących struktur uczelni technicznych. Taka specjalno ść od kilku lat istnieje na Akademii Górniczo- Hutniczej w Krakowie. Pojawienie si ę zagadnie ń ochrony obiektów zabytkowych zarówno naziemnych jak i podziemnych w programach nauczania Wydziału Górnictwa i Geoin żynierii przyczyniło si ę do inicjowania pogł ębionych prac badawczych, jakich nie mo żna zrealizowa ć w uczelniach artystycznych. Prace te zwi ązane s ą z wieloletnimi do świadczeniami budownictwa górniczego i geotechniki na naszej Uczelni. Studia w ramach dwóch specjalno ści – Geotechnika i Budownictwo Specjalne oraz Geotechnika w Rewaloryzacji Zabytków na kierunku Budownictwo – zmierzaj ą do przywrócenia zabytkowym obiektom naziemnym i podziemnym dawnych warto ści archeologicznych, historycznych i u żytkowych. Nadwer ęż one przez czas, nara żone na nieprzemy ślane działania ze strony człowieka obiekty, w pogarszaj ących si ę warunkach środowiskowych wymagaj ą niejednokrotnie podj ęcia natychmiastowych kroków zmierzaj ących do powstrzymania post ępuj ących zniszcze ń i usuni ęcia ich przyczyn. 3. IDEA KOMPLEKSOWEGO RATOWANIA PODZIEMNYCH I NAZIEMNYCH OBIEKTÓW ZABYTKOWYCH W STARYCH AGLOMERACJACH MIEJSKICH Koncepcja kompleksowej ochrony podziemnych i naziemnych obiektów zabytkowych powstała w Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie ponad 60 lat temu z inicjatywy prof. F. Zalewskiego. Od wielu lat idea ta jest w szerokim zakresie wykorzystywana w praktyce. Po śmierci prof. F. Zalewskiego realizacj ę chronionych obiektów przej ął prof. Z. Strzelecki, który w tym celu powołał zespół specjalistów z zakresu budownictwa górniczego, geomechaniki i dziedzin pokrewnych. Z czasem zbiór wytycznych zaproponowany przez prof. Z. Strzeleckiego dla realizacji całokształtu akcji ratunkowych poszczególnych obiektów przekształcił si ę w schemat post ępowania rozpowszechniony pod nazw ą metody Zalewskiego-Strzeleckiego (metoda Z-S) [12]. Metoda ta obejmuje okre ślony wielokierunkowy program działania, którego realizacja gwarantuje eliminacj ę przyczyn i skutków zagro żenia. 306 Z geomechanicznego punktu widzenia metoda Z-S zwraca szczególn ą uwag ę na takie aspekty jak: prowadzenie obserwacji pomiarowych obiektu i podło ża, konieczno ść dokładnego rozpoznania w wyniku bada ń laboratoryjnych aktualnych wielko ści parametrów fizyko-mechanicznych i wytrzymało ściowych podło ża (górotworu) w rejonie obiektu zabytkowego, analiza wyników bada ń wytrzymało ściowych i objawów destrukcji użytych materiałów i konstrukcji budowlanych chronionego obiektu, kontrola i pomiary jako ści u żytych podsadzek do wypełniania zb ędnych wyrobisk, obni żenie parametrów fizyko-mechanicznych i wytrzymało ściowych u żytych w przeszło ści materiałów budowlanych na skutek zawodnienia, zawilgocenia, starzenia si ę, intensywnej wentylacji itp., badanie parametrów materiałów chemicznych u żywanych do izolacji ścian, wzmacniania filarów itp., mo żliwo ść zastosowania sztucznych filarów o odpowiednich parametrach i no śno ści, rola bada ń nieniszcz ących przy okre ślaniu aktualnej stateczno ści wyrobisk, analiza statyczno-wytrzymało ściowa poszczególnych rozwi ąza ń technicznych w zakresie stabilizacji i wzmocnienia obiektów chronionych naziemnych i podziemnych. Metodyczne post ępowanie w my śl tych zalece ń usuwa przyczyny wyst ępuj ących zagro żeń w postaci degradacji zabytkowych obiektów chronionych takich jak: nierównomierne osiadanie fundamentów, p ękanie ścian konstrukcyjnych, katastrofy budowlane, zawały chronionych obiektów poziemnych, tworzenie si ę zapadlisk, uszkodze ń sieci wodoci ągowych, kanalizacyjnych, gazowych, ciepłowniczych itp. Rys. 2. Katastrofy budowlane wywołane awariami wielokondygnacyjnych wyrobisk: a – Jarosław, b – Kłodzko Fig. 2. Building catastrophes caused by the failures of multilevel underground headings: a – Jarosław, b – Kłodzko 307 Mówi ąc inaczej: dopiero wykonanie pełnego zakresu prac podziemnych umo żliwia dalsze prace konserwatorsko-rewaloryzacyjne cz ęś ci naziemnych chronionych obiektów zabytkowych. Dotyczy to równie ż chronionych obiektów podziemnych. Idea kompleksowego ratowania stosowana była i jest w wielu starych aglomeracjach miejskich, gdzie maj ą miejsce liczne awarie budowlane, b ądź górnicze. Gro żą one poszczególnym obiektom i zabytkowym dzielnicom poważnymi zniszczeniami, a nawet całkowit ą zagład ą. Przyczyn tych katastrof nale ży dopatrywa ć si ę w istnieniu średniowiecznych lub wcze śniejszych wyrobisk, które wykonywano niegdy ś dla celów komunikacyjnych, gospodarczych lub obronnych. Przestrzenna struktura tych wyrobisk w czasie wielowiekowego ich u żytkowania niejednokrotnie ulegała ró żnorakim przebudowom dostosowanym do zmiennych potrzeb funkcjonalnych miejscowej ludno ści. Brak odpowiedniej izolacji wodnej i kanalizacyjnej oraz odwodnienia powierzchniowego budynków i całych dzielnic powodowały z upływem czasu niekorzystn ą zmian ę parametrów fizyko-mechanicznych i wytrzymało ściowych podło ża, a nast ępnie spadek stateczno ści wyrobisk. Wprowadzenie technik górniczych na tereny zabytkowych starówek i wielokierunkowy program działania pozwoliło opanowa