Bezwykopowa budowa i renowacja sieci kanalizacyjnej w Krakowie.pdf

budowa i rehabilitacja sieci

Bezwykopowa budowa i renowacja

sieci kanalizacyjnej w Krakowie

Doświadczenia z realizacji i nadzoru

obejmuje sieć kanalizacji ogólnospławnej w central-

nych rejonach miasta oraz rozdzielczej na jego obrze-

żach [1,2]. Część sieci kanalizacyjnej z uwagi na wiek oraz wystę-

pujące na niej uszkodzenia i nieszczelności wymaga renowacji.

Ponadto sprawność ogólnospławnego systemu kanalizacyjnego

pogarsza wprowadzenie do kolektorów wód przypadkowych,

co jest przyczyną zajmowania światła przepustu kanałów, a tak-

że powodem wzrostu nierównomierności dopływu ścieków do

oczyszczalni. W celu wyeliminowania tego niekorzystnego zjawi-

ska i uporządkowania gospodarki ściekowej, w MPWiK Kraków

opracowano projekt „Gospodarka wodno-ściekowa w Krakowie

– Etap I”, który otrzymał dotacje z Unii Europejskiej w ramach

Funduszu Spójności.

W ostatnich latach coraz częściej inwestorzy decydują się na

bezodkrywkowe metody budowy nowych kanalizacji i rehabi-

litację techniczną starych i wyeksploatowanych rurociągów [3].

Nowoczesne bezodkrywkowe techniki odnowy rurociągów

podziemnych znajdują zastosowanie przede wszystkim tam,

gdzie zakres ich stosowania jest uzasadniony ekonomicznie,

społecznie i ekologicznie:

– uwarunkowania ekonomiczne dotyczą przede wszystkim:

układania przewodów na dużych głębokościach, w trudnych

warunkach gruntowo-wodnych i jednoczesnych kolizjach

z innymi istniejącymi sieciami na ich trasie, jak również du-

żych kosztach zajęcia pasa jezdni czy chodnika oraz ich od-

tworzenia i rekonstrukcji;

– uwarunkowania społeczne związane są z realizacją robót

w dzielnicach miasta o dużym natężeniu ruchu kołowego

i pieszego, gdzie prowadzenie robót powodować będzie

znaczne utrudnienia w ruchu i niebezpieczeństwo dla ich

użytkowników;

– uwarunkowania ekologiczne, odnoszą się do zachowania

istniejącego środowiska przyrodniczego i zminimalizowania

negatywnego oddziaływania na środowisko w trakcie pro-

wadzenia robót.

Biorąc pod uwagę wymienione uwarunkowania przyjęto, że

planowany zakres robót zostanie wykonany metodami w tech-

nologii bezwykopowej, a ich realizacja będzie sprawniejsza

niż uciążliwa, z punktu widzenia społecznego i ekologiczne-

go, wymiana sieci kanalizacyjnej wykonywana w wykopach

otwartych.

Procedury projektowe

Planowany zakres renowacji kanałów realizowany i zarządza-

ny jest zgodnie z warunkami określonymi przez tzw. Żółty FIDIC

[4]. Przed przystąpieniem do robót zasadniczych, Wykonawca

typuje jeden z wybranych odcinków kanału (ulic wskazanych

do renowacji), który będzie realizował jako tzw. „odcinek te-

stowy”. Po zakończeniu robót na tym odcinku przeprowadza

się odpowiednie próby i testy. Wykonawca może przystąpić do

renowacji pozostałych kanałów jedynie po pomyślnym wyniku

przeprowadzonych prób i testów. Technologia renowacji pro-

jektowana jest indywidualnie dla każdego wydzielonego odcin-

ka. Projekt musi rozwiązywać i uwzględniać wszelkie istotne

zagadnienia, związane z wyborem metody renowacji i doborem

materiałów oraz sposobu prowadzenia robót. Opracowany pro-

jekt wykonawczy zawiera następujące informacje i rozwiązania

oraz uwzględnia [1]:

– szczegółową analizę i ocenę aktualnego stanu poszczegól-

nych odcinków kanałów, sporządzoną na podstawie inspekcji

kamerą TV i obejmującą identyfikację uszkodzeń rurociągów

(np. wrośnięte korzenie, pęknięcia, korozja, erozja, ewentual-

ne przesunięcie rur, wystające przyłącza);

Fot. 1, 2. Kolejne odcinki kanału przygotowane do renowacji

Dr inż. Adam Rak

Prace realizowane w ramach Projektu „Gospodarka wodno-ściekowa w Krakowie – etap I” ,

w 59% dofinansowanego przez Unię Europejską z Funduszu Spójności.

Inżynieria Bezwykopowa wrzesień – październik 2009

K analizacja miejska Krakowa o łącznej długości 1477 km

budowa i rehabilitacja sieci

– aspekty hydrauliczne: porównanie przepustowości odcin-

ków kanałów przed i po renowacji. Przyjęto warunek, że

przepustowość hydrauliczna rurociągu (lub jego odcinka) po

zakończeniu prac renowacyjnych może zostać pomniejszona

w stopniu nie większym niż o 19% dla kanałów o wymiarach

700/1200 i 1100/1500 mm, natomiast dla kanałów pozostałych

maksymalnie o 15% w stosunku do wydajności hydraulicznej

kanału przed jego renowacją;

– aspekty konstrukcyjne: renowacja powinna zapewnić samo-

nośność konstrukcji kanałów pomiędzy sąsiednimi studzien-

kami. W związku z tym sztywność obwodowa, grubość ścia-

nek oraz rodzaj zaprawy przyjęta jest na podstawie obliczeń

teoretycznych przeprowadzonych w oparciu o dane rzeczy-

wiste (głębokość posadowienia, wody gruntowe, obciążenia

dynamiczne). Projekt uwzględnia wszystkie rodzaje obciążeń

oddziałujących na kanał. Sztywność obwodowa konstruk-

cji kanału o przekroju kołowym po renowacji nie może być

mniejsza niż 7 kN/m 2 , a w przypadku kolektorów zlokalizo-

wanych na terenach zielonych sztywność obwodowa powin-

na wynosić minimum 4 kN/m 2 . Obliczenia przeprowadza się

zgodnie z wytycznymi ATV-DVWK – M127P, instrukcją WRC

lub zgodnie z wytycznymi REHAU;

– aspekty instalacyjne: wykonawca uwzględnia ograniczenia,

wynikające z dostępności terenu budowy, technologii i ma-

teriałów. Roboty ziemne ograniczono do niezbędnego mini-

mum.

Fot. 3. Gotowy kanał o przekroju jajowym z półką po renowacji – przegląd

powykonawczy

Ocena stanu technicznego kanałów

Przed przystąpieniem do prac renowacyjnych, Wykonawca

dokonuje oceny stanu technicznego wybranego odcinka ka-

nału i studni kanalizacyjnych zgodnie z normami i wytycznymi

[5,6,7,8,9,10]. Ocena zostaje sporządzona na podstawie rejestru

dokonanego kamerą TV wprowadzoną do podczyszczonego ka-

nału. Z wykonanego zapisu inspekcji TV kanału, doświadczony

projektant przeprowadza ocenę kanału pod kątem: zmian geome-

trii kanału z uwzględnieniem ewentualnych przemieszczeń osio-

wych, bocznych i spadku podłużnego kanału. Ponadto: lokalizuje

wyloty przykanalików i wszelkie uszkodzenia typu: zarysowania

poprzeczne i wzdłuż, rysy i pęknięcia na połączeniach; ocenia

stopień infiltracji przez połączenia, otwory montażowe, zaryso-

wania, rysy i pęknięcia; określa stopień korozji betonu, obecność

korzeni, osadów, rumowiska i kolizje z uzbrojeniem. Podobna

procedura obowiązuje dla studni kanalizacyjnych (fot. 1, 2).

Zgodnie z wytycznymi [6], do oceny stanu technicznego prze-

wodu kanalizacyjnego niezbędne są takie informacje, jak: rodzaj

materiału konstrukcyjnego oraz grubość ścianki, warunki grunto-

wo-wodne (rodzaj gruntu, zagłębienie, maksymalny oraz mini-

malny poziom wody gruntowej), obszar uszkodzeń przewodu.

Ponadto powinny być dostępne informacje o warunkach posa-

dowienia przewodu, istniejącym systemie połączeń i uszczelnień

rur. W zależności od przyjętego stanu technicznego przeprowa-

dza się obliczenia statyczno-wytrzymałościowe dla stanów wystę-

pujących podczas realizacji i eksploatacji. Efektem tych obliczeń

jest przyjęcie grubości ścianki wykładziny o określonych para-

metrach wytrzymałościowych i statycznych. W uzasadnionych

przypadkach (załamanie kanału, ubytki w konstrukcji) przed

renowacją należy przeprowadzić lokalne naprawy w wykopach

otwartych. W takim przypadku rozwiązaniem jest odcinkowa

wymiana rur. W razie niemożliwości wykonania wykopu, celo-

we jest zwiększenie grubości ścian zastosowanej wykładziny lub

rękawa na wadliwym odcinku lub, ze względów technologicz-

nych, zwiększenie grubości na całej długości przelotu pomiędzy

studzienkami. W przypadku, gdy określony odcinek zaliczony

Fot. 4. Gotowy kanał o przekroju kołowym po renowacji – przegląd powy-

konawczy

jest do dwóch stanów technicznych, do realizacji przyjmuje się

parametry materiału, które odpowiadają najbardziej niekorzyst-

nym założeniom przyjętym do obliczeń.

Wykonanie renowacji i dokumentacja powyko-

nawcza

Wyniki inspekcji i badań powinny świadczyć o tym, że pro-

ces renowacji przeprowadzono zgodnie zalecaną technologią

dla przyjętej metody renowacji, a w wyniku renowacji otrzy-

mano kanał o parametrach gwarantujących swobodny przepływ

ścieków, eliminując negatywne oddziaływanie na środowisko.

Nadto należy wykazać, że w trakcie robót zachowano wyma-

gane parametry i warunki renowacji określone w procedurach

wykonawczych i wytycznych [5, 6], dzięki temu kanał posiada

właściwe parametry statyczno-wytrzymałościowe. Wśród naj-

ważniejszych procedur i parametrów wymienić należy:

– właściwe przeprowadzenie prac przygotowawczych; usunię-

cie wszelkich przeszkód, czyszczenie ścian istniejącego kanału

– sprawdzanie inspekcją TV przed renowacją;

– właściwości materiału zastosowanego do renowacji; gwaran-

cja producenta parametrów określonych w ateście: tolerancja

grubości ± 10%, gwarantowana sztywność obwodowa;

– przechowywanie rękawa do czasu wbudowania we właści-

wych warunkach: odpowiednie pojemniki, temperatura prze-

chowywania;

– technologia wykonania; temperatura w trakcie renowacji, do-

ciśnięcie rękawa do ścianek istniejącego kanału.

Powyższe elementy zawarte są w dokumentacji powyko-

nawczej przeprowadzonej renowacji, stanowiącej odniesienie

w stosunku do dokumentacji projektowej sporządzonej na eta-

pie przygotowania renowacji i wyboru metody. Niezbędnymi

Inżynieria Bezwykopowa wrzesień – październik 2009

budowa i rehabilitacja sieci

elementami dokumentacji powykonawczej są takie dokumen-

ty, jak: plan sytuacyjny z profilem podłużnym odcinka podda-

nego renowacji, raporty z montażu rękawa, protokoły z próby

szczelności, wyniki badań własności wytrzymałościowych ręka-

wa, wydruki, protokoły i zapis z inspekcji TV po wykonaniu

renowacji wraz opinią opisową stanu ścian wewnętrznych ka-

nału, aprobata techniczna dla zastosowanej metody renowacji,

niezbędne badania i próby zastrzeżone w aprobacie technicznej

od producenta (odporność chemiczna, odporność na ścieranie),

dokument producenta identyfikujący dostawę materiału (data

produkcji, miejsce przeznaczenia, oznakowanie opakowania,

nazwa materiału i potwierdzenie zgodności wyrobu z aprobatą

techniczną, średnica i grubość, świadectwo kontroli określające

wymagane własności i metody badań), instrukcja eksploatacji

kanału po renowacji [fot. 3, 4].

nym. W wyniku działań renowacyjnych następuje zmiana

trwałości pod warunkiem, że przy realizacji zachowany zosta-

nie reżim technologiczny prowadzonych prac montażowych

oraz wymagania materiałowe, a w szczególności:

• materiał przeznaczony do renowacji będzie cechował się

parametrami fizyko-chemicznymi określonymi w aproba-

tach technicznych lub innych dokumentach producenta.

Producent powinien posiadać wdrożony system jakości;

• wykonawca robót zapewni właściwe warunki przechowy-

wania materiału przed montażem, a prace montażowe będą

prowadzone w warunkach określonych w aprobatach tech-

nicznych i wytycznych producenta;

– po wykonaniu renowacji, autoryzowane laboratorium po-

winno wykonać badania i próby w celu sprawdzenia wy-

trzymałości mechanicznej i fizyko-chemicznej zastosowanego

materiału, szczególnie pod kątem jego wytrzymałości na od-

kształcenia.

Podsumowanie

Głównym celem działalności przedsiębiorstw zarządzających

sieciami wodociągowo-kanalizacyjnymi jest zapewnienie nieza-

wodnej usługi zaopatrzenia w wodę i odbiór ścieków. Wobec

różnorodnych kryteriów osiągnięcia optymalnej jakości tych

usług, w praktyce decydujące są kryteria ekonomiczne ograni-

czone często przez aspekty społeczne i ekologiczne. Tym sa-

mym wzrost nakładów na eksploatację sieci poprzez jej odnowę

wiąże się ze wzrostem jakości usługi, co wyraża się niezawod-

nością funkcjonowania systemu.

Przyjmując te zasady, MPWiK Kraków, przy wsparciu Unii

Europejskiej realizuje projekt rozbudowy i renowacji istniejące-

go systemu kanalizacyjnego miasta. W celu zminimalizowania

uciążliwości prowadzenia robót oraz osiągnięcia założeń tech-

nologicznych i ekologicznych projektu, planowane roboty re-

alizowane są w technologiach bezwykopowych. Wymagania

materiałowe, technologiczne i organizacyjne prowadzenia ro-

bót, postawiły przed wykonawcami konieczność zastosowania

najnowszych osiągnięć technicznych i organizacyjnych prowa-

dzenia robót w tych technologiach. Szeroki zakres robót, ich

lokalizacja w ścisłym centrum miasta oraz zapewnienie ciągłości

odbioru ścieków, narzuca konieczność właściwego przygotowa-

nia robót, a następnie wykonania z takim efektem, aby kanały

poddane renowacji spełniały swoją nową funkcję technologicz-

ną przez następne 50 lat.

Stąd, dla osiągnięcia zakładanych celów projektu oraz mając

na uwadze dotychczasowe doświadczenie z jego realizacji, pro-

wadząc roboty technologiami bezwykopowymi należy zwracać

uwagę na następujące aspekty organizacyjne, techniczne i tech-

nologiczne prowadzonych robót:

– niezbędne jest dokładne przygotowanie informacji o zakresie

i stanie technicznym kanałów przeznaczonych do renowa-

cji, wyróżniając dane inwentaryzacyjne, w tym dane na te-

mat struktury sieci, jej stanu technicznego z uwzględnieniem

zagadnienia szczelności i hydraulicznej przepustowości sieci

(obciążenie hydrauliczne). Brak szczegółowej informacji po-

woduje, że wykonawca na etapie realizacji może mieć rosz-

czenia do inwestora, co do zakresu i kosztów robót;

– na etapie realizacji robót szczególnie ważnym elementem jest

ocena stanu technicznego kanału. Ocena ta może być wyko-

nana tylko pod warunkiem właściwego przygotowania kanału

i przy pomocy wysokiej klasy kamery TV. Metoda renowacji

kanału powinna być wybrana na podstawie wyników obli-

czeń statyczno-wytrzymałościowych przyjętych dla najbardziej

niekorzystnych stanów technicznych;

– przeprowadzona rehabilitacja techniczna zmienia stary prze-

wód na całkiem inny w sensie konstrukcyjnym i hydraulicz-

Literatura

[1] Rak A., Gołębiowski T., Lutkiewicz J.: Raport wstępny Inży-

niera dla projektu „Gospodarka wodno-ściekowa w Krako-

wie Etap I; PM Ltd o/Wrocław, Ekocentrum Wrocław, Eko-

system Z. Góra; Kraków, Listopad 2006.

[2] Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji SA SIWZ

dla przetargu nieograniczonego dla Kontraktów I, II, III, IV

i V, projektu „Gospodarka Wodno-Ściekowa w Krakowie –

Etap I”, Kraków 2006–2007.

[3] Gromiec M., Słowik N. (red.): Zastosowanie nowych techno-

logii w sektorze ochrony środowiska. NFOŚiGW, Warszawa,

2006.

[4] Międzynarodowa Federacja Inżynierów Konsultantów: Wa-

runki kontraktowe dla urządzeń oraz projektowania i budo-

wy dla urządzeń elektrycznych i mechanicznych oraz robót

inżynieryjnych i budowlanych projektowanych przez Wyko-

nawcę. Fédération Internationale des Ingénieurs-Conseils –

FIDIC, P.O. Box 86, CH-1000 Lausanne12, Szwajcaria, drugie

wydanie angielsko-polskie 2004.

[5] ATV-127P: Obliczenia statyczno-wytrzymałościowe kanałów

i przewodów kanalizacyjnych. Niemiecki zbiór reguł, Wy-

dawnictwo „Seidel-Przywecki”, Warszawa 2000.

[6] ATV-DVWK-M127P: Materiały pomocnicze cześć II. Oblicze-

nia statyczno-wytrzymałościowe dla rehabilitacji technicznej

przewodów kanalizacyjnych przez wprowadzenie linerów

lub metodą montażową. Niemiecki zbiór reguł, Wydawnic-

two „Seidel-Przywecki”, Warszawa 2000.

[7] PN-EN-752-5: Zewnętrzne systemy kanalizacyjne.

[8] PN-EN 13380: Wymagania ogólne dotyczące elementów sto-

sowanych do renowacji i napraw zewnętrznych systemów

kanalizacyjnych.

[9] PN-EN 761: Systemy przewodowe z tworzyw sztucznych.

Rury z utwardzalnych tworzyw sztucznych wzmocnionych

włóknem szklanym (GRP). Oznaczanie współczynnika peł-

zania w powietrzu.

[10] PN-EN 1393: Systemy przewodów rurowych z tworzyw

sztucznych. Rury z utwardzalnych tworzyw sztucznych

wzmocnionych włóknem szklanym (GRP). Oznaczanie do-

raźnych właściwości wytrzymałościowych przy rozciąganiu

wzdłużnym.

Inżynieria Bezwykopowa wrzesień – październik 2009

budowa i rehabilitacja sieci

Inżynieria Bezwykopowa wrzesień – październik 2009

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: