Modele kontroli, opisu i oceny w procesie planowania rehabilitacji sieci infrastruktury podziemnej miast.pdf

projektowanie

Modele kontroli, opisu i oceny

w procesie planowania rehabilitacji sieci

infrastruktury podziemnej miast

1.Wstęp

Ze względu na procesy starzeniowe, błędy eksploatacji i od-

działywanie zewnętrzne przewody infrastruktury podziemnej 1 ,

ulegają destrukcji o charakterze skokowym lub rozłożonym

w czasie. Wynikające stąd przerwy w funkcjonowaniu lub

nieodpowiedni poziom funkcjonowania sieci wymagają pod-

jęcia odpowiednich działań, których zasadniczym efektem

jest rehabilitacja techniczna (odnowa) przewodu, obejmująca

w skrajnym przypadku zastąpienie uszkodzonych przewodów

nowymi. Zarówno rozłożona w czasie, jak i skokowa destrukcja

przewodów, może prowadzić do wystąpienia stanu awaryjnego

przewodu, a wykrycie tego stanu nie zawsze jest oczywiste.

Problemy z rozpoznaniem uszkodzeń przewodów są jaskraw-

sze w sytuacji, gdy negatywne zmiany zachodzą stopniowo

– są rozłożone w czasie. Sytuacja ta ma znaczenie szczególnie

w sieciach kanalizacyjnych. Przewody kanalizacyjne, absolutnie

nie spełniające wymagań szczelności i nośności, mogą funkcjo-

nować powodując skażenie środowiska, stwarzając potencjalne

(losowe) zagrożenie zapadnięcia się terenu nad uszkodzonym

przewodem, a jednocześnie sytuacja ta może zostać nie rozpo-

znana przez zarządzającego.

Działania podejmowane przez zarządzających siecią, powinny

zmierzać do ograniczenia ilości awarii na sieciach, podstawo-

wym jest aspekt uniemożliwienia propagacji uszkodzeń do

stanu katastrofy budowlanej. Prawidłowe planowanie rehabili-

tacji technicznej przewodów infrastruktury podziemnej, wymaga

więc spełnienia przynajmniej dwóch warunków:

1. niezbędna jest umiejętność wykrycia zaistniałego stanu

uszkodzenia,

2. niezbędna jest dogłębna wiedza na temat zasad funkcjono-

wania przewodów w określonym otoczeniu i wynikająca z tej

wiedzy umiejętność zdefiniowania stanu uszkodzenia kwalifi-

kującego przewód do odnowy, przy uwzględnieniu możliwości

finansowych zarządzającego.

Celem niniejszego artykułu jest przypomnienie podstawowych

informacji na temat strategii rehabilitacji technicznej przewodów

oraz głównych zasad tworzenia systemów danych o stanie sieci,

stanowiących punkt wyjścia w planowaniu rehabilitacji.

obiektu technicznego (analogia do pożaru budynku i przepro-

wadzanej akcji ratowniczej). Strategia ta była i jest bliska sieciom

infrastruktury podziemnej, ze względu na „ukryty” charakter ich

pracy, owocujący nieoczekiwanymi awariami, charakterystyczny

szczególnie dla sieci wodociągowych, jak również dla gazocią-

gów. Zalety i wady tej strategii zostały przedstawione w tabeli

1. Poprzez analizę występujących w przeszłości przypadków

możliwe jest efektowne poprawienie tej strategii. Odcinki

przewodów, które okazały się szczególnie wrażliwe na uszko-

dzenia, mogą być zapobiegawczo poddawane rehabilitacji.

W ten sposób, bez prowadzenia kosztownych inspekcji, dzięki

analizom statystycznym poprawiona może zostać niska nieza-

wodność funkcjonowania systemu. Należy jednak podkreślić,

że w warunkach funkcjonowania miast, każda nieoczekiwana

awaria, usuwana najczęściej metodami wykopowymi, powoduje

powstanie dużych strat określanych mianem „kosztów społecz-

nych”. Powoduje to, że strategia „straży pożarnej” powinna być

zastępowana przez takie strategie, które prowadzą do usunięcia

negatywnych zmian w sieciach, jeszcze przed wystąpieniem sta-

nu awaryjnego, pomimo większych kosztów przeznaczanych na

działania profilaktyczne.

Strategia odciążeniowa nie zakłada odnawiania starych ele-

mentów składowych sieci, lecz budowę nowych, w celu m.in.

zredukowania stopnia wykorzystania starych. System zwiększa

swoją niezawodność, poddawane zaś mniejszym wymuszeniom

stare przewody, wolniej ulegają procesom starzenia, przez

co zwiększa się czas ich użytkowania. Strategia ta znajduje

zastosowanie w przypadku przewodów tranzytowych, trans-

portujących wodę lub gaz, rzadziej w sieciach ciepłowniczych.

Wymaga podkreślenia, że strategia ta związana jest z nowymi

inwestycjami wynikającymi z prognozowanego w przyszłości

zapotrzebowania na media i nie rozwiązuje problemu starych

przewodów, ulegających stopniowej destrukcji. Nie może więc

być traktowana jako jedyna alternatywa dla zarządzających sie-

cią przewodów.

W strategii okresowej wymiany elementy systemu zastępo-

wane są nowymi w ustalonych przedziałach czasu, bez względu

na to, czy znajdują się w dobrym czy złym stanie. Naturalnie,

w sytuacji wcześniejszego wystąpienia awarii element również

podlega wymianie (wyróżnić więc można wymianę awaryjną

lub profilaktyczną). Strategię tę stosuje się raczej w systemach,

których elementy mają krótki czas użytkowania, a proces zuży-

cia przebiega podobnie (nie ma dużych różnic między poszcze-

gólnymi elementami). Możliwe jest matematyczne oszacowanie

optymalnego czasu wymiany elementu. W praktyce, ze względu

ilość różnorodnych czynników wpływających na proces starze-

nia się przewodów i obiektów sieciowych, przy zakładanym

1. Strategie rehabilitacji technicznej

przewodów

Zasadniczo można wyróżnić pięć podstawowych strategii

rehabilitacji technicznej sieci infrastruktury podziemnej, których

wady i zalety zostały przedstawione w tabeli 1.

Strategia „straży pożarnej” zakłada podjęcie działań przez

zarządzającego siecią, dopiero w momencie wystąpienia awarii

Bogdan Przybyła*

Politechnika Wrocławska

Inżynieria Bezwykopowa maj 2004

projektowanie

strategia odnowy podstawowe założenia

zalety

wady

strategia straży pożarnej działania podejmowane są dopiero po

wystąpieniu uszkodzenia

brak kosztów inspekcji

niski poziom niezawodności funkcjonowania

systemu, konieczność utrzymywania perso-

nelu obsługującego awarie w ciągłej wysokiej

gotowości, usuwanie awarii pod presją czasu,

problematyczne planowanie budżetu i stanu

osobowego przedsiębiorstwa

strategia odciążeniowa odciążenie istniejących składowych

sieci poprzez budowę dodatkowych

elementów w celu zwiększenia nieza-

wodności systemu

brak kosztów inspekcji, większa niezawodność

dostarczania mediów, możliwość elastycz-

nego planowania budżetu i stanu osobowego

przedsiębiorstwa

nie odnawia się starych elementów sieci, nastę-

puje jedynie wydłużenie ich czasu starzenia

strategia okresowej wymiany wymiana składowych sieci w ustalo-

nych przedziałach czasu, niezależnie od

aktualnego ich stanu

brak kosztów inspekcji, łatwe planowanie

budżetu i stanu osobowego przedsiębiorstwa

podwyższenie kosztów rehabilitacji wynika-

jące z niewykorzystanego czasu użytkowania

elementów

strategia odnowy z inspekcją inspekcja w ustalonych przedziałach

czasu i rehabilitacja składowych

sieci przeprowadzana odpowiednio do

wyników inspekcji

wysoka niezawodność funkcjonowania syste-

mu, nie ma konieczności tworzenia baz danych

o systemie

wysokie koszty inspekcji, niepewne średniookre-

sowe planowanie budżetu i składu osobowego

przedsiębiorstwa

prognozowana strategia

odnowy z inspekcją

przeprowadzanie inspekcji i wynika-

jących z nich rehabilitacji przy uwzględ-

nieniu prognozowanego procesu

zużycia składowych sieci

wysoka niezawodność funkcjonowania

systemu, niskie koszty inspekcji, możliwość

wyprzedzającego planowania budżetu i składu

osobowego, możliwość średniookresowego

prognozowania rehabilitacji dzięki rozpoznaniu

procesu fizycznego i funkcjonalnego starzenia

się sieci

wysokie nakłady na tworzenie i aktualizację

baz danych sieci, konieczność opracowania

i aktualizowania modeli procesu starzenia się

składowych sieci

Tabela 1. Typy strategii rehabilitacji technicznej obiektów infrastruktury podziemnej

długim czasie ich użytkowania (np. min. 50 lat w kanalizacji,

niezależnie od materiału) strategii tej nie stosuje się dla nich,

a jedynie dla drobnych elementów wyposażenia, jak np. gazo-

mierze i wodomierze.

Strategia odnowy z inspekcją - podczas gdy omówione po-

wyżej strategie nie zakładały prowadzenia kontroli sieci, w tym

przypadku rehabilitacja jest następstwem kontroli i dokonanej

na jej podstawie oceny stanu składowych sieci. Jeżeli więc

w wyniku kontroli stwierdza się, że wielkości opisujące stan

obiektu leżą w ustalonym obszarze krytycznym, podejmuje się

decyzje o przeprowadzeniu odnowy technicznej obiektu. Nie-

zbędne jest więc tu zdefiniowanie wskaźników stanu i przyjęcie

dla nich wartości interwencyjnych, odniesionych do poziomu

uszkodzenia obiektu. Sprecyzowane muszą być też metody

kontroli (inspekcji) umożliwiające dedukcję tych wskaźników,

oparte na jednoznacznych kryteriach przedziały czasu między

kontrolami, sposoby przechowywania i analizy wyników kon-

troli. Od przyjętych rozwiązań zależą koszty strategii, jak i nieza-

wodność funkcjonowania systemu. Strategia ta może znajdować

zastosowanie wszędzie tam, gdzie możliwe jest przeprowadza-

nie systematycznych kontroli. Przykładowo można tu wymienić

kontrole stanu nawierzchni drogowych, obiektów mostowych,

sieci kanalizacyjnych.

W sytuacji gdy wyniki inspekcji są wykorzystywane jedynie

jako czynniki determinujące, przeprowadzenie rehabilitacji

przewodów i obiektów sieciowych, możliwości średniookreso-

wego planowania budżetu przedsiębiorstwa oraz jego składu

osobowego są ograniczone. W celu likwidacji tych niepewności,

wyniki kontroli powinny być magazynowane i przetwarzane,

następnie w celu uzyskania prognoz opisujących zachowanie się

systemu w przyszłości. Przechodzi się w ten sposób do ostatnie-

go z opisywanych tu rodzajów strategii – prognozowanej stra-

tegii odnowy z inspekcją . Prognozowany przebieg starzenia

się (lub zużycia) składowych systemu, opracowany na podstawie

przeprowadzonych w przeszłości wielokrotnych kontroli syste-

mu, przy uwzględnieniu wszelkich wymuszeń, warunków brze-

gowych funkcjonowania i charakterystyk materiałowych stanowi

podstawę tej strategii. Terminy kolejnych kontroli i rehabilitacji

planowane są w powiązaniu z tymi prognozami. Należy podkre-

ślić, że tak wyznaczone prognozy dotyczą procesu fizycznego

zużycia elementów. Innym, niepomijalnym jednak zagadnieniem

jest rozpoznanie tzw. „moralnego” zużycia obiektów, stanowią-

cego istotny czynnik w planowaniu budżetu przedsiębiorstwa.

W strategii tej, w najczęściej spotykanym przypadku, zaplano-

wanie kolejnych kontroli i rehabilitacji w okresie krótko i śred-

nioterminowym, jak również oszacowanie czasu użytkowania

przewodów, dokonywane jest przez pracowników przedsiębior-

stwa, przy czym informacje uzyskane z baz danych weryfiko-

wane są przez ich własne doświadczenia. Możliwe jest również

opracowanie modeli, które bazując na zebranych wcześniej

danych, przy ich bieżącym uaktualnianiu, dokonują symulacji

zmian zachodzących w sieci, planując kolejkę inspekcji i rehabi-

litacji w odniesieniu do aktualnej sytuacji [1].

Jak łatwo zauważyć, prognozowana strategia odnowy sieci jest

etapem rozwoju strategii z inspekcją, gdy uzyskany z biegiem

czasu materiał staje się bazą do przeprowadzenia odpowiednich

analiz statystycznych. Dzisiejsze możliwości techniczne, szcze-

gólnie w zakresie informatyki powodują, że efektywność takich

analiz wzrasta i uzyskane prognozy mogą dobrze przedstawiać

procesy zachodzące w sieciach. Aktualnie ten rodzaj strategii sta-

je się dominującym w wieloelementowych urządzeniach i sys-

temach technicznych, do jakich zaliczają się sieci infrastruktury

podziemnej. Wprowadzenie prognozowanej strategii odnowy

uwarunkowane jest funkcjonowaniem w przedsiębiorstwie:

• programu systematycznej kontroli przewodów i obiektów

sieciowych,

• systemu analizy wyników kontroli (w tym dla opisu i oceny

stanu sieci),

• systemu przechowywania, uaktualniania i udostępniania

danych o sieci, (z uwzględnieniem kontroli i rezultatów oceny).

• wystarczający i odpowiedni dla prognozowania zmian

zachodzących w sieci zbiór danych, jak również sprawdzony

model teoretyczny wykorzystywany do prognozowania.

2. Modele kontroli

Jak wspomniano powyżej, prowadzenie kontroli sieci zmierza

do wykrycia uszkodzeń w przewodach lub obiektach siecio-

wych. Prowadzenie powtarzających się kontroli pozwala na

Inżynieria Bezwykopowa maj 2004

projektowanie

Rys.1. Program kontroli dwustopniowej [3]

T – czas amortyzacji, q – współczynnik dokładności kontroli

itp. oraz ze względu na poziom dokładności kontroli np.: kontrole

bieżące, kontrole ekspertyzowe i inne. Cel i zakres kontroli wyma-

ga indywidualnego zdefiniowania lub sprecyzowania. Decydujące

znaczenia ma to, czy mamy do czynienia z kontrolą jednorazową

(np.: w ramach ekspertyzy wykonywanej przez niezależny środek

badawczy), czy ze składową pewnego całościowego programu

kontroli. Oczywiście, nie do pominięcia jest rodzaj sieci infrastruk-

tury podziemnej, której kontrola ma dotyczyć.

Program kontroli przewodów jest niezbędną składową strate-

gii odnowy z inspekcją. Możemy go zdefiniować jako złożenie

kontroli o różnym poziomie dokładności, realizowanych w sta-

łych lub zmiennych przedziałach czasu, przy uwzględnieniu

dodatkowych kryteriów wskazujących na kolejność ich przepro-

wadzania w różnych częściach sieci. W pracy [2] analizowano to

zagadnienie szczegółowo w odniesieniu do sieci kanalizacyjnej,

jednak przedstawione tam rozważania mają charakter uniwersal-

ny. Na rysunku nr 1. przedstawiono program kontroli dwustop-

niowej, zaproponowany pierwotnie dla obiektów mostowych.

Ponieważ stan przewodów i obiektów sieciowych ulega

z czasem pogorszeniu, zwiększa się prawdopodobieństwo

konieczności przeprowadzenia remontu. W celu ograniczenia

strat związanych z pracą uszkodzonego przewodu, należy ogra-

niczyć długość przedziału czasu między wystąpieniem stanu

uszkodzenia, a momentem rozpoznania (wykrycia) tego stanu.

Z tego względu, zwiększenie prawdopodobieństwa wystąpienia

uszkodzenia w przewodach, wymaga zwiększenia częstości ich

kontroli. Rysunek nr 2. przedstawia program kontroli przewidu-

jący zwiększenie ich częstości, ze względu na pogorszenie stanu

przewodu, przy zmiennym, dostosowanym do potrzeb współ-

czynniku dokładności kontroli q.

Większość przewodów infrastruktury podziemnej miast

stanowią przewody nieprzełazowe – przewody o średnicach

uniemożliwiających przebywanie w nich pracowników. Wła-

ściwie jedynie w systemie kanalizacyjnym, występują przewody

o średnicy większej niż 0,80 – (przy takiej średnicy zakłada się

możliwość pracy ludzi wewnątrz przewodu). Ponadto przewody

wodociągowe, gazowe i ciepłownicze, pracują pod ciśnieniem

wypełniającego je medium. Oba wymienione czynniki powo-

dują, że przy obecnym stanie techniki, możliwości przeprowa-

dzania powtarzających się kontroli, o zmiennym poziomie do-

kładności są bardzo ograniczone. Istnieje zasadnicza możliwość

analizy uszkodzeń przewodu z jego wnętrza, poprzez wprowa-

dzenie odpowiednich urządzeń rejestrujących. W każdym przy-

padku, określają one pewien ograniczony poziom dokładności

kontroli. Jego zwiększenie wymaga udostępnienia przewodu

do bezpośredniej analizy, dokonywanej przez specjalistów, a to

najczęściej związane jest z odkryciem badanej części (wykopy)

i z wyłączeniem przewodu z pracy. Największe możliwości kon-

troli o zmiennym poziomie dokładności, istnieją w przewodach

przełazowych sieci kanalizacyjnej, gdyż bezpośrednie badania

można przeprowadzać z ich wnętrza, najczęściej bez przerw

w pracy przewodu.

Z tego względu, dla sieci infrastruktury podziemnej można przed-

stawić uogólniony schemat programu kontroli – rysunek nr 3.

Uwzględniając kryterium celu w kontroli, istnieje możliwość

uszczegółowienia tego schematu. W przypadku sieci kanalizacyj-

nej, jako kontrole o poziomie dokładności q 1 można traktować

inspekcje video. Działania przeprowadzane w ramach kontroli

K zależą indywidualnie od sytuacji w jakiej jest przeprowadzana

ekspertyza. Przykładowo można tu wymienić następujące grupy

badań:

• badania wytrzymałościowe materiałów konstrukcyjnych

metodami nieniszczącymi, np.: sklerometryczne – z użyciem

betonoskopu, młotka Schmidta, itp.,

Rys.2. Program kontroli o zmiennej częstości i współczynniku dokładności

kontroli

Ti – remonty kapitalne, ∆ t i – czas między kontrolami, q - współczynnik do-

kładności kontroli [3]

Rys.3. Uogólniony program kontroli sieci infrastruktury podziemnej

∆ t – czas między kontrolami, stały lub zmienny w uzależnieniu od stanu

przewodu lub prognozowanego czasu starzenia/zużycia, q - współczynnik

dokładności kontroli, K – kontrola o zwiększonym poziomie dokładności

przeprowadzana w celu zaplanowania odnowy przewodu, lub badania od-

biorowe po przeprowadzeniu naprawy w trybie pilnym (awaria)

przybliżone ustalenie chwili wystąpienia uszkodzenia. Jeżeli

wykrycie uszkodzeń powiązane jest z analizą zmierzającą do

wyjaśnienia przyczyn ich powstania, mówi się wtedy o diagno-

styce sieci.

Można dokonać podstawowego podziału kontroli sieci ze

względu na cel szczegółowy np.: kontrola szczelności, kontrola

spadków podłużnych, linii ułożenia, kontrola nośności konstrukcji

Inżynieria Bezwykopowa maj 2004

projektowanie

• badania wytrzymałościowe materiałów konstrukcyjnych

metodami niszczącymi, np.: z użyciem aparatu Dyna, metody

typu pull out i pull of, badania próbek pobranych z konstrukcji

przewodów,

• badania geotechniczne gruntu wokół przewodu, np.:

sondowania, badania laboratoryjne lub wykorzystanie metod

geofizycznych (dla sprawdzenia rodzaju gruntu zasypowego,

stopnia jego zagęszczenia, występowania pustek – niezbędne

do ustalenia obciążeń działających na kanał oraz warunków jego

posadowienia),

• badania składu chemicznego prowadzonego medium

i środowiska gruntowo – wodnego w otoczeniu przewodu, dla

ustalenia agresywności środowiska, w którym przewód pracu-

je: badania laboratoryjne pobranych próbek, badania „in situ”

z użyciem odpowiedniego sprzętu,

• badania składu chemicznego poszczególnych części kon-

strukcji przewodu, dla ustalenia skali uszkodzeń i zagrożeń

wywołanych procesami korozyjnymi, np.: badania laboratoryjne

pobranych próbek konstrukcji lub „in situ” – próba fenoloftale-

inowa, „Reinbow-Test” itp.,

• pomiary odkształceń przewodu.

Należy tutaj dodać, że obchód sieci nie powinien być uzna-

wany za kontrolę (w ramach obchodu nie rozpoznaje się

uszkodzeń w przewodzie, a jedynie rejestruje się zmiany na

powierzchni terenu, dzięki którym można wnioskować o sy-

tuacji awaryjnej w przewodzie), lecz pomimo tego można go

uwzględniać w programach kontroli jako czynność wymuszają-

cą przeprowadzenie odpowiednich badań.

Rys.4. Modele opisu i oceny przewodu kanalizacyjnego (na podstawie mode-

lu obiektu mostowego - J.Bień, Politechnika Wrocławska)

eksploatacyjne (funkcja przewodu, jego zlewnia, odbiornik

ścieków itp.), rzędne początku i końca przewodu, średnia

głębokość położenia, poziom zwierciadła wody gruntowej,

rodzaj gruntu itp.

Model konstrukcji przewodu odwzorowuje jego ukształto-

wanie w przekroju podłużnym i poprzecznym oraz podaje

charakterystyki materiałów konstrukcyjnych. Są to np.: materiał,

średnica, profil, spadek kinety, wyposażenie itp.

Model uszkodzeń zawiera opis ich rodzaju, wielkości, lokali-

zację w nawiązaniu do układu konstrukcyjnego przewodu, cha-

rakter uszkodzeń (pierwotne i wtórne) oraz dodatkowe uwagi

powstające w trakcie kontroli. Budowa modelu uszkodzeń zwią-

zana jest z rozpoznaniem stanu uszkodzenia przewodu.

Można wyróżnić trzy grupy danych lokalizowanych w mode-

lach pierwszego poziomu:

- wielkości mierzalne (np.: wymiary elementów, odległości

itp.), podawane w postaci wartości liczbowych w przyjętym

układzie jednostek,

- nazwy własne (np.: nazwy ulic, rodzaj gruntu itp.),

- pozostałe informacje (np.: uwagi, definicje) zapisywane

w postaci zdań lub kodów.

Modele pierwszego poziomu uzupełnione o informa-

cje dodatkowe i odniesione do całej sieci kanalizacyjnej stano-

wią tzw. kataster stanu przewodów. W wytycznej ATV A 145 [5]

zdefiniowano kataster stanu przewodów jako zbiór danych,

które są niezbędne dla dokumentacji zasobów sieci, jak i wyni-

kających z nich zadań. Należy tu wymienić np.:

1. dane ewidencyjne: dane o położeniu przewodów, ich głę-

bokości, otoczeniu – ulice, budynki itp., w połączeniu z danymi

materiałowymi jak: rok budowy, materiał, przekrój itp. - (model

ewidencyjny i model konstrukcji),

1. dane opisujące stan przewodów np.: różne uszkodzenia

(model uszkodzeń),

2. dane hydrauliczne - dane umożliwiające hydrauliczne

obliczenia sieci kanalizacyjnej dla sprawdzenia jej możliwości

odprowadzania ścieków (przepustowości) przy uwzględnieniu

zmieniających się warunków brzegowych;

3. dane wartościujące - dane służące określeniu wartości ma-

jątkowej i wyniki tych obliczeń,

4. dane dodatkowe - pośrednio związane z przewodami -

ważne ze względu na eksploatację przewodów i oczyszczalni

ścieków, dla oszacowania agresywności ścieków lub wsparcia

procesu eksploatacji oczyszczalni.

Można wymienić podstawowe warunki i wymagania, stawia-

ne systemom dla opisu stanu przewodu:

3. Systemy notacji uszkodzeń i oceny stanu

przewodów

Dane uzyskane w wyniku przeprowadzenia kontroli przewo-

dów muszą zostać poddane szczegółowej analizie. Podstawo-

wym celem analiz jest zaplanowanie rehabilitacji przewodów

lub odpowiednich działań eksploatacyjnych – np.: ich czysz-

czenia. Planowanie rehabilitacji dotyczy zarówno terminu, jak

i konkretnej metody odnowy. W przypadku, gdy działania

przedsiębiorstwa oparte są na strategii odnowy z inspekcją, wy-

nik oceny może wpływać na zakres i termin kolejnych inspekcji.

Zasadniczym punktem analizy jest ocena stanu przewodu. Pro-

blem jest niebanalny, jeżeli uwzględni się fakt występowania w

przewodach uszkodzeń, które w różny sposób wpływają na jego

funkcjonowanie, trwałość i nośność oraz stwarzają możliwości

różnych konsekwencji dla otoczenia przewodu. Szczególnie

w sytuacji, gdy zarządzający siecią musi podejmować decyzje

na podstawie oceny wielu przewodów, wykazujących różny

„stopień” uszkodzenia, których nie można jednoznacznie usze-

regować ze względu na różniące się kierunki zagrożeń.

Przeprowadzenie oceny przewodu kanalizacyjnego musi być

poprzedzone opisem jego stanu. Należy dokonać rozróżnienia

między opisem, a oceną stanu przewodu, gdyż stanowią one

niezależne działania. Ocena stanu przewodu dokonywana jest

po przeprowadzeniu opisu uszkodzeń w nim występujących.

Opis stanu nie ogranicza się do ewidencji uszkodzeń wystę-

pujących w przewodzie, lecz uwzględnia szeroki zbiór danych

związanych z jego funkcjonowaniem. Dane te można zebrać

w postaci modeli blokowych, przedstawionych na rysunku 4.

Model ewidencyjny zawiera podstawowe dane pozwalające

umiejscowić przewód w przestrzeni (określić jego położenie

w stosunku do innych obiektów, rozpoznać warunki grun-

towo-wodne w jakich pracuje), wyznaczyć jego funkcję oraz

wymuszenia zewnętrzne jakim jest poddawany. Konkretnie

mogą to być takie dane jak: numer przewodu, nazwa ulicy

pod jaką przebiega, klasa ulicy, rodzaj nawierzchni, parametry

Inżynieria Bezwykopowa maj 2004

projektowanie

L.P. GRUPA USZKODZEŃ PODGRUPY USZKODZEŃ I ICH KLASY OZNACZENIA

1 uszkodzenia konstrukcji pęknięcia (podłużne, poprzeczne, promieni-

ste) – klasa 1 i klasa 2

KL1, KP1, KO1;

KL2, KP2, KO2

(wymagań ogólnych), nawiązujących bezpośred-

nio do normy EN 752. Za tymi normami podaje się

wybrane definicje, ogólny schemat postępowania

dla opisu i oceny stanu obiektów systemu kanali-

zacyjnego oraz wymagania stawiane dla prawidło-

wego funkcjonowania tego systemu. Wymienia

się również zespół metod, których zastosowanie

należy uwzględniać przy planowaniu diagnostyki

wymienionych wyżej obiektów.

W drugiej części normy [9], której projekt uka-

zał się w lipcu 1999 r., podaje się szczegółowy

system kodyfikacji uszkodzeń zaobserwowanych

w trakcie inspekcji video, wraz z katalogiem 55

czarno-białych zdjęć uszkodzeń, opisanych wg

proponowanego systemu notacji. Obszar zasto-

sowania tego opracowania obejmuje przewody

i kanały ściekowe, studzienki i otwory rewizyjne

należące do systemu kanalizacji grawitacyjnej,

z możliwością przeniesienia na systemy ciśnienio-

we i podciśnieniowe.

Zaproponowane w normie skróty opisujące

uszkodzenia są niezależne od jakiegokolwiek

języka europejskiego. Dla lepszej orientacji wska-

zuje się na celowość opracowania ekwiwalentnej,

odnoszącej się do już do konkretnego języka, listy

skrótów. Szczególnie w sytuacji funkcjonowania w

danym kraju, własnego, zunifikowanego systemu

notacji, w którym są zapisane liczne bazy danych i który dodat-

kowo wykorzystywany jest w systemach oceny i prognozowania

stanu przewodów, powstaje zadanie opracowania programów

tłumaczących, pozwalających na płynne przejście z istniejącego

systemu na nowy. Przykładowo, system tłumaczący kody ATV

na przyjęte w opisywanej normie był opracowywany przez In-

stytut Inżynierii Lądowej Politechniki Drezdeńskiej w pierwszej

połowie 2003 roku.

Norma oddzielnie traktuje uszkodzenia w przewodach i kana-

łach ściekowych oraz uszkodzenia w studzienkach i otworach

rewizyjnych. Przyjęto niezależne, wykazujące jednak duże po-

dobieństwo, systemy kodów. W obu przypadkach opisywany

system wyróżnia dwie grupy informacji:

* informacje bazowe, odnoszące się do obiektu (przewodu,

studzienki) jako całości,

* informacje odnoszące się do konkretnych obserwacji zmian

w obiekcie.

Informacje bazowe podawane są na początku inspekcji. Two-

rzą one dane modelu ewidencyjnego i modelu konstrukcji z ry-

sunku 4. Wszelkie odstępstwa od tych danych, mogące wystąpić

w późniejszym okresie (związane przykładowo z nieoczekiwa-

nymi zmianami podczas prowadzenia inspekcji), muszą zostać

zapisane.

Poniżej omówiono ogólnie sposób notacji przyjęty dla prze-

wodów i kanałów ściekowych.

Należy podać następujące dane bazowe:

1. Oznaczenie badanego odcinka – przez określenie przewo-

du lub przez podanie dwóch punktów węzłowych,

2. kierunek inspekcji,

3. tekst opisujący lokalizację badanego odcinka,

4. przyjęty system notacji,

5. punkt odniesienia dla kierunku podłużnego inspekcji,

6. metodę inspekcji,

7. datę przeprowadzenia inspekcji,

8. odnotowanie faktu przeprowadzenia (lub nie) czyszczenia

przewodu przed inspekcją,

9. inne informacje wymagane przez zleceniodawcę inspekcji.

tworzenie skorup – klasa 3

KS3

ubytek skorupy – klasa 4

KU4

zawał – klasa 5

KZ5

korozja glazury – klasa 1 SG1

korozja ścianki rury – klasa 2 SK2

tworzenie otworów w ściance – klasa 3 SO3

inkrustacje ścianki – klasa 3 SI3

3 uszkodzenie złączy przesunięcie osi łączenia – klasa 1÷ 4 ZP1, ZP2, ZP3,

ZP4

otwarte złącze – klasa 1 ÷ 3

ZR1, ZR2, ZR3

ZL1, ZS1, ZU1;

ZL2, ZS2, ZU2;

ZL3, ZS3, ZU3

korzenie – klasa ZK1, ZK2, ZK3

nacieki – klasa 1÷3 ZI1, ZI2, ZI3

4 deformacje klasa 1÷3 PR1, PR2, PR3

5 wystająca przeszkoda klasa 03 PX0, PX1, PX2,

PX 3

6 infiltracja klasa 1÷3 IN1, IN2, IN3

7 zmiana kierunku klasa 1÷3 RO1, RO2, RO3

8 poziom ścieków klasa określona jako procent wypełnienia PS (10%, 20%,

..., 100%)

wysunięcie uszczelnienia (wypływ lepiku,

wystający sznur, wystająca uszczelka) – klasa

1 ÷ 3

Tabela 2. Klasyikacja uszkodzeń przewodów kanalizacyjnych [6]

- jednoznaczność rodzaju uszkodzeń,

- jednoznaczność położenia uszkodzenia,

- jednoznaczność liczby uszkodzeń,

- możliwość automatyzacji dalszej obróbki,

- system opisu stanu nie może zawierać elementów ocenia-

jących, musi się ograniczać tylko do „czystego” zapisu obser-

wacji,

- przydatność do badań (przeglądów) w przewodach przeła-

zowych i nieprzełazowych.

3.1. Model uszkodzeń – systemy notacji dla in-

spekcji wzrokowych sieci kanalizacyjnych

Potrzeba formalnego zapisu zmian obserwowanych w prze-

wodach w trakcie inspekcji wzrokowych (w tym szczególnie

inspekcji video), doprowadziła do powstania licznych systemów

notacji uszkodzeń, często znacznie różniących się między sobą.

Przykładowe oznaczenia głównych rodzajów uszkodzeń wraz

z ich podziałem na podgrupy i klasy, opracowane przez Miej-

skie Przedsiębiorstwa Wodociągów i Kanalizacji we Wrocławiu,

przedstawiono w tabeli 2 [6]. System ten został opracowany

przez przedsiębiorstwo samodzielnie w pierwszej połowie lat

90-tych. Wszystkie wymienione grupy uszkodzeń są szczegó-

łowo zdefiniowane w podręczniku, zawierającym również ich

fotografie i definiującym sposób przydzielania klas.

W przyjętej przez Polski Komitet Normalizacyjny normie euro-

pejskiej EN 752-5 [7], zaleca się opracowanie uniwersalnego sys-

temu notacji uszkodzeń, obowiązującego na obszarze Unii Eu-

ropejskiej. System taki został opracowany jako EN 13508 [8, 9],

i wprowadzony w 2003 r. Zgodnie z przyjętymi założeniami,

podane w normie rozwiązania dotyczą:

* przewodów i kanałów,

* studzienek i otworów rewizyjnych,

* zbiorników retencyjnych i komór przelewowych,

* przepompowni,

* przewodów ciśnieniowych.

Norma składa się z dwóch części. W pierwszej części [8], której

projekt ukazał się w marcu 2002 r., przyjmuje się zespół założeń

Inżynieria Bezwykopowa maj 2004

2 korozja i erozja ścianki

kanału

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: