budowa i rehabilitacja sieci
48
Inżynieria Bezwykopowa
wrzesień – październik 2009
K
analizacja miejska Krakowa o łącznej długości 1477 km
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);
Dr inż. Adam Rak
Bezwykopowa budowa i renowacja
sieci kanalizacyjnej w Krakowie
Doświadczenia z realizacji i nadzoru
Fot. 1, 2. Kolejne odcinki kanału przygotowane do renowacji
Prace realizowane w ramach Projektu „Gospodarka wodno-ściekowa w Krakowie – etap I”,
w 59% dofinansowanego przez Unię Europejską z Funduszu Spójności.
budowa i rehabilitacja sieci
49
Inżynieria Bezwykopowa
wrzesień – październik 2009
– 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.
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
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
Fot. 3. Gotowy kanał o przekroju jajowym z półką po renowacji – przegląd
powykonawczy
Fot. 4. Gotowy kanał o przekroju kołowym po renowacji – przegląd powy-
konawczy
budowa i rehabilitacja sieci
50
Inżynieria Bezwykopowa
wrzesień – październik 2009
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].
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-
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.
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.
