Technologie bezwykopowe budowy i odnowy sieci podziemnych

Technologie wykopowe i bezwykopowe w ulicach o dużym natężeniu ruchu

W ciągach lub na skrzyżowaniach ulic miejskich o dużym natężeniu ruchu ulicznego trudno wyobrazić sobie budowę lub odnowę sieci podziemnych wykonywaną metodą tradycyjną w wykopach (rys. 1). Realizacja taka byłaby dużym utrudnieniem zarówno dla pieszych, jak i ruchu ulicznego. Czynnikiem przemawiającym za stosowaniem technologii bezwykopowych jest również gęsta sieć różnych przewodów podziemnych wraz z ich przyłączami i przykanalikami (rys. 2).

W ulicy o dużym natężeniu ruchu zastosowanie technologii bezwykopowych jest szczególnie korzystne (por. rys. 3), gdyż wiąże się jedynie z niewielkimi utrudnieniami komunikacyjnymi w obszarze wykopów (początkowego, pośrednich i końcowego) lub, w przypadku sieci kanalizacyjnych, przy studzienkach kanalizacyjnych.

Zalety technologii  bezwykopowych

Główną zaletą bezwykopowej budowy i odnowy przewodów infrastruktury podziemnej jest brak robót ziemnych lub ich minimalizacja. Podczas budowy nowych przewodów wywożony jest grunt o objętości równej kubaturze wbudowywanych bezwykopowo rur. Natomiast przy odnawianiu przewodów kanalizacyjnych zwykle nie wykonuje się żadnych robót ziemnych, korzystając z dostępu poprzez studzienki kanalizacyjne. Jedynie niektóre technologie odnowy, stosowane głównie w rurociągach ciśnieniowych, wymagają wykonania wykopu początkowego i końcowego, a czasami także wykopów pośrednich w miejscach występowania przyłączy.  

Stosowanie technologii bezwykopowej odnowy poniżej zwierciadła wody gruntowej nie wymaga wykonania robót odwodnieniowych. Prace te, szczególnie przy gruntach o niskim współczynniku filtracji, są bardzo kosztowne i czasochłonne. Również w większości przypadków budowy (dziesięciuspośród trzynastu [6]) roboty odwodnieniowe nie są konieczne.

Przy zastosowaniu tych technologii nie trzeba wykonywać również innych czynności koniecznych przy wykopowej budowie lub wymianie przewodów, takich jak:

• deskowanie ścian wykopów,
• wykonywanie podłoża gruntowego lub betonowego pod przewodami, co zwiększa oszczędność piasku i żwiru, gdy planowane było stosowanie podłoża gruntowego, a w obrębie wykopu znajdowały się inne grunty niż piasek i żwir, lub piasku, kruszywa, cementu i wody, gdy planowano wykonanie podłoża betonowego,
• zasypywanie i zagęszczanie gruntu w wykopie, rozbiórka deskowania ścian wykopów,
• wywożenie przewodów wymienianych na nowe.

Nie trzeba również rozbierać nawierzchni ulicznych, a następnie ich odtwarzać, gdyż jak już wspomniano, większość technologii wymaga jedynie wykonania wykopów początkowych i końcowych, a niektóre nie wymagają żadnych wykopów. Przyczynia się to do zmniejszenia obszaru nawierzchni zagrożonej w przyszłości ryzykiem osiadania czy innych uszkodzeń.

Z uwagi na zmniejszenie zakresu niektórych robót lub ich eliminację ograniczeniu ulega też transport. Oprócz oszczędności kosztów uzyskuje się istotną redukcję uciążliwości środowiskowych związanych z ograniczeniem ilości wytwarzanych spalin, hałasu, kurzu oraz zanieczyszczeń, które pojawiają się w przypadku stosowania robót wykopowych. W trakcie realizacji robót bezwykopowych nie są zanieczyszczane wody gruntowe ani nie ma zagrożenia dla zieleni miejskiej – podczas robót wykopowych uszkodzone korzenie drzew i krzewów są często przyczyną ich wysychania.

Nie występują również uszkodzenia budowli znajdujących się w sąsiedztwie budowanych lub odnawianych przewodów. Podczas robót wykopowych często ma miejsce przesuszenie terenów znajdujących się w sąsiedztwie budynków, co może powodować ryzyko wystąpienia zarysowań ich konstrukcji. Niekorzystne mogą być również drgania spowodowane np. wbijaniem w grunt stalowych deskowań czy osuwania się gruntu spoza wykopu do wykopu.

Technologie bezwykopowe eliminują ryzyko uszkodzenia innych sieci lub kabli znajdujących się w pobliżu planowanych wykopów lub ułożonych w ich poprzek albo wzdłuż, szczególnie przewodów niezinwentaryzowanych lub ułożonych inaczej, niż zaznaczono na planie sytuacyjnym, nieuwzględniającym dokumentacji powykonawczej.

Niezakłócona jest również jakość urbanistyczna obszarów w obrębie wykonywanych robót. Technologie bezwykopowe nie są uciążliwe dla osób mieszkających w sąsiedztwie wykonywanych robót oraz klientów znajdujących się tam sklepów czy urzędów. Nie ma konieczności wykonywania kładek dla pojazdów i pieszych umieszczanych w poprzek wykopów.

Ograniczone są do minimum,  o ile w ogóle występują, uciążliwości związane z koniecznością wykonywania objazdów [4] dla osób poruszających się pojazdami w trakcie trwania robót wykonywanych metodą wykopową oraz ponoszenia kosztów związanych ze:

• wzrostem kosztów eksploatacyjnych pojazdów wskutek wydłużenia drogi ich przejazdu objazdem oraz powstania utrudnień na trasie przejazdu,
• stratą czasu kierowców i podróżnych,
• zwiększeniem się liczby wypadków (na skutek wydłużenia drogi przejazdu i spowodowanych utrudnieniami w ruchu),
• zmianą organizacji ruchu (brak kosztów wykonania, umieszczenia, a następnie usunięcia nowych znaków drogowych i tablic informacyjnych).

Metodykę obliczania wyżej wymienionych kosztów podano w [4], a opisano m.in. w [2] i [3].

Technologie bezwykopowe pozwalają również znacznie, nieraz wielokrotne, skrócić czas robót. Zwiększają gwarancję dotrzymania zaplanowanego terminu realizacji z uwagi na ograniczenie czynności współtworzących zakres robót oraz ich uniezależnienie od warunków atmosferycznych i pór roku.

Nie bez znaczenia jest także wzrost efektywności kosztowej robót bezwykopowych w przypadku rurociągów lub kanałów głęboko posadowionych w gruncie, z uwagi na całkowitą lub bardzo dużą niezależność tych kosztów od głębokości, na której stosowane są technologie bezwykopowe, także w przypadku ich stosowania poniżej zwierciadła wód gruntowych w obszarach pod ulepszonymi nawierzchniami ulicznymi.

Propozycja klasyfikacji zalet technologii bezwykopowych

Bardzo często przy prezentacji określonych technologii bezwykopowej budowy lub odnowy sieci podziemnych wymieniane są niektóre z powyższych zalet, charakterystyczne również dla innych technologii. Stąd dla prezentacji zalet określonej technologii, aby uniknąć powtórzeń, istotny jest podział według kryterium uwzględniającego ich powszechność.

Według tego kryterium zalety technologii można podzielić na trzy grupy:

1. zalety wspólne dla wszystkich technologii, np. związane z brakiem lub minimalizacją robót ziemnych,
2. zalety wspólne wyłącznie dla pewnej grupy technologii, np. technologie odnowy ciasnopasowane, bazujące na fabrycznie wykonanych rurach typu Swage-Lining, Roll-Down czy Compact-Pipe [5], w wyniku zastosowania, których nowa powłoka szczelnie dociska do wewnętrznej ściany odnawianego przewodu,
3. zalety specyficzne tylko dla danej technologii, odróżniające ją od innych, np. jakość parametrów w zastosowanych rurach, tolerancja wymiarowa przy uzyskiwaniu profilu podłużnego układanych rur, określone zalety wykonawcze, np. tempo robót.

Inne przydatne kryterium klasyfikacji zalet technologii bezwykopowych budowy i odnowy sieci uwzględnia wymiar kosztowy. Dla tak sformułowanego kryterium zalety te można ująć w następujących grupach:

1. zalety, które mają bezpośredni wymiar kosztowy i związane są z poszczególnymi czynnościami współtworzącymi proces technologii budowy lub odnowy przewodu w wykopie, np. niestosowanie robót odwodnieniowych (o ile zwierciadło wody gruntowej znajduje się nad wierzchołkiem przewodu) – w zależności od przyjętej techniki odwodnieniowej, istniejących warunków hydrogeologicznych, czasu odwadniania i innych czynników istnieje możliwość wyliczenia oszczędności uzyskiwanych dzięki niestosowaniu określonej techniki,
2. zalety, których wymiar kosztowy odnoszony jest do tzw. kosztów społecznych [2–4], ponoszonych nie przez inwestora czy wykonawcę, ale np. prywatnych użytkowników samochodów przemieszczających się wolniej, po dłuższej trasie, objazdami oraz w warunkach zwiększających ryzyko wypadkowości,
3. zalety, których wymiar kosztowy jest trudny lub niemożliwy do oszacowania, np. eliminacja ryzyka uszkodzenia sąsiadujących budowli, niezanieczyszczanie wód gruntowych czy niezakłócanie jakości urbanistycznej.

Powyższe kryteria mogą już obecnie znaleźć zastosowanie przy zestawianiu zalet określonych technologii bezwykopowych, a także przy analizie ekonomicznej efektywności ich stosowania.

Można również zastosować kryterium uwzględniające rodzaj zalet, z ich podziałem na trzy grupy: techniczne, ekonomiczne i ekologiczne, oraz kryterium biorące pod uwagę specyfikę użytkowania terenu na trasie stosowania określonej technologii bezwykopowej, uwzględniające zalety typowe dla obszarów: niezainwestowanych (np. terenów zielonych), specjalnych (np. parki, lasy, rzeki, strefy ujęć wody itp.) i zurbanizowanych (np. inwestycji realizowanych w warunkach miejskich).

W zależności od przyjętych priorytetów uwzględnić można także inne kryteria, np. uzyskiwane efekty ekologiczne czy tempo realizacji prac bezwykopowych.

Podsumowanie

Liczne zalety technologii bezwykopowych, zarówno o wymiarze technicznym, jak i ekonomicznym czy ekologicznym, przyczyniają się do ich dynamicznego rozwoju. W tym przypadku nie potwierdza się zasada, że ekologia kosztuje. Technologie bezwykopowe, będące ekologiczną alternatywą dla tradycyjnych technologii wykopowych, są w wielu przypadkach tańsze, a czasami, np. przy bezwykopowej renowacji zaprawą cementową dużych magistral wodociągowych, ich koszt to zaledwie kilkanaście procent kosztów rozwiązania alternatywnego, jakim byłaby wymiana przewodu na nowy.

W wielu wypadkach technologie bezwykopowe są jedynymi możliwymi technicznie rozwiązaniami, np. przy budowie rurociągu pod przeszkodami terenowymi, np. rzekami, torami kolejowymi, autostradami czy lotniskami. Obecnie umożliwiają pokonywanie bez wykopów pośrednich odległości wynoszących ok. 2 km. Trudno wyobrazić sobie również tradycyjną wymianę rur w wykopie w śródmieściach dużych miast, szczególnie ułożonych pod ulicami o dużym natężeniu ruchu ulicznego lub w wąskich uliczkach miejskich starówek.

Zaproponowane zestawienie i uporządkowanie zalet, o ile zostanie uwzględnione w kompleksowej analizie rozstrzygającej, jaką technologię zastosować dla określonej inwestycji, z pewnością przyczyni się do częstszego wyboru technologii bezwykopowych – przyjaznych dla środowiska, mających liczne zalety techniczne, a w wielu przypadkach będących również bardziej efektywnymi ekonomicznie.

Literatura

1. ISTT, Prospekt informacyjny o zaletach technik bezwykopowych.
2. Kuliczkowski A., Koszty objazdów a tempo budowy obiektów inżynierskich w warunkach miejskich, Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej nr 24, Seria Budownictwo, Kielce 1987.
3. Kuliczkowski A., Kryteria wyboru metody bezodkrywkowej dla kanałów budowanych w warunkach miejskich, „Gaz, Woda i Technika Sanitarna” nr 11/1979.
4. Kuliczkowski A., Możliwości optymalizacji przebudowy magistralnej sieci kanalizacyjnej na przykładzie kanalizacji lewobrzeżnego Wrocławia, praca doktorska, Instytut Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1978.
5. Kuliczkowski A., Problemy bezodkrywkowej odnowy przewodów kanalizacyjnych, monografia nr 13, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2004.
6. Zwierzchowska A., Optymalizacja doboru metod bezwykopowej budowy rurociągów podziemnych, monografia nr 38, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2003.

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!