Analiza porównawcza budowy sieci kanalizacyjnej na terenach wiejskich metodą bezwykopową i wykopową

Opis analizowanych prac budowlanych sieci kanalizacji sanitarnej grawitacyjnej

Przedmiotem analizy jest wykonanie na podstawie projektu budowlano-wykonawczego odcinka sieci kanalizacji sanitarnej grawitacyjnej wraz z przykanalikami do istniejących budynków.

Wariant I – budowa sieci kanalizacyjnej w drodze powiatowej (rys. 1):

• odcinek kanalizacji sanitarnej grawitacyjnej od studni A17 do studni A22,
• trasa przebiega w pasie jezdni drogi powiatowej,
• średnica kolektora głównego: DN 300, średnica kolektorów bocznych: DN 200,
• trasa nie ma załamań horyzontalnych większych niż 15º,
• uzbrojenie podziemne: możliwość występowania niezinwentaryzowanych sieci wodociągowych oraz kanalizacji deszczowej.

Wariant II – budowa sieci kanalizacyjnej w drodze gminnej (rys. 2):

• odcinek kanalizacji sanitarnej grawitacyjnej od studni BL14 do studni BLB7,
• średnica kolektora: DN 200, średnica przykanalików: DN 150,
• trasa przebiega w jezdni drogi gminnej,
• trasa ma zmiany kierunku horyzontalnego do 45º,
• uzbrojenie podziemne: drenaże, możliwość występowania niezinwentaryzowanej kanalizacji deszczowej oraz sieci wodociągowej.

Wariant III – budowa sieci kanalizacyjnej w terenie zielonym (rys. 3):

• odcinek kanalizacji sanitarnej grawitacyjnej od studni B66 do studni B71,
• średnica kolektora: DN 200,
• trasa przebiega w terenie zielonym – tereny uprawne,
• trasa ma zmiany kierunku horyzontalnego do 45º,
• uzbrojenie podziemne: sieci wodociągowe, drenaże, sieć elektroenergetyczna.

Założenia techniczne przyjęte do analizy

Założono, że sieć kanalizacyjna wykonywana jest metodą wykopową dla takich materiałów jak: kamionka, PVC i PP oraz metodą bezwykopową przewiertu sterowanego rurą PEHD, a także metodą mikrotunelingu z zastosowaniem rury kamionkowej.

Wariant I – kanalizacja w drodze powiatowej:

• kanał o ø 300 i dł. L = 179,0 m,
• „kanał o ø 200 i dł. L = 54,0 m,
• średnie zagłębienie dna kanału dla ø 300: ok. 3,80 m,
• średnie zagłębienie dna kanału dla ø 200: ok. 3,30 m,
• wykonanie trzech studni betonowych ø 1000 oraz trzech studni z tworzyw sztucznych ø 600.

Wariant II – kanalizacja w drodze gminnej:

• kanał o ø 200 i dł. L = 146,5 m,
• kanał o ø 150 i dł. L = 43,0 m,
• średnie zagłębienie dna kanału dla ø 200: ok. 2,5 m,
• średnie zagłębienie dna kanału dla ø 150: ok. 1,5 m,
• wykonanie trzech studni betonowych o ø 1000, czterech studni z tworzyw sztucznych ø 600 oraz czterech studni z tworzyw sztucznych ø 425.

Wariant III – kanalizacja w terenie zielonym:

• kanał o ø 200 i dł. L = 220,5 m,
• średnie zagłębienie dna kanału dla ø 200: ok. 2,0 m,
• wykonanie trzech studni betonowych ø 1000 oraz trzech studni z tworzyw sztucznych ø 600.

Analiza kosztów budowy sieci kanalizacyjnej w zależności od wybranej technologii zależy od następujących czynników: wybranej metody wykonania sieci kanalizacyjnej, średnicy rury oraz materiału, z którego jest wykonana, zakresu robót, lokalizacji odcinka, wielkości, lokalizacji i typu uzbrojenia, zagłębienia przewodów, rodzaju nawierzchni, dostępności miejsca wykonywania prac, czasu trwania prac, a także pory roku.

Analizując metody wykonywania infrastruktury podziemnej, należy wziąć pod uwagę ogólne kryteria, do których zalicza się:

1. Koszty konstrukcji, które bezpośrednio wpływają na budowę, obejmujące swoim zakresem montaż przewodów – całkowite środki ekonomiczne niezbędne do wykonania pracy fizycznej oraz przywrócenia terenu do stanu pierwotnego. Bezpośrednie koszty konstrukcji są na ogół wysokie, lecz biorąc pod uwagę fakt, że projekty budowy występują w różnych warunkach, tj. przechodzenie pod rzekami, budynkami lub bardzo newralgicznymi obszarami, na których znajduje się gęsta struktura podziemna lub wody gruntowe, koszty te mają uzasadnienie.
2. Koszty konstrukcji, które pośrednio wpływają na budowę, obejmujące swoim zakresem koszty maszyn, materiałów oraz czynności niezwiązanych bezpośrednio z procesem budowy, czyli wydatki związane z odtworzeniem do stanu pierwotnego własności prywatnej i przyległej infrastruktury oraz koszty zniszczeń i zużycia powierzchni drogowych. Metody bezwykopowe wymagają zajęcia terenu na miejsce pracy w ograniczonym stopniu i minimalizują zniszczenie powierzchni dróg, własności prywatnej i istniejącej infrastruktury.
3. Koszty społeczne ponoszone przez lokalną społeczność w trakcie realizacji danego projektu. Dotyczą one kwestii zewnętrznych, takich jak wszelkie przeszkody i utrudnienia w działalności gospodarczej (ekonomicznej) obszaru bezpośrednio sąsiadującego ze strefą wykonywania projektu.
4. Koszty związane z organizacją ruchu, obejmujące: środki na zorganizowanie objazdów (jeśli jest taka konieczność), czas stracony w wyniku zmniejszenia przepustowości oraz występowania korków, wybór nowych tras dla komunikacji miejskiej i/lub lokalnych przewoźników (jeśli jest taka konieczność), montaż dodatkowych znaków drogowych, wzrost liczby kolizji oraz wypadków, spadek średniej prędkości w ruchu ulicznym, wzrost kosztów transportu prywatnego i publicznego (komunikacja publiczna), BHP na placu budowy (poniesienie przez wykonawców oraz społeczeństwo wyrzeczeń dla bezpieczeństwa robotników znajdujących się w obszarze placu budowy), zakłócenia działalności komercyjnej i rekreacyjnej w obszarze projektu (związane z utrudnieniami spowodowanymi przez lokalizację placu budowy w pobliżu sklepów i innych obiektów działalności usługowej), czynniki krajobrazowe i negatywny wpływ prowadzenia pracy na wartości miejskie i terenowe, czynnik ludzki, kwestie związane z bezpieczeństwem publicznym, zdrowiem publicznym oraz jakością życia i utrzymania okolicznych domów (zakłócenia spokoju mieszkańców przez hałas, kurz i wibrację).
5. Koszty środowiskowe spowodowane ciągłym niszczącym wpływem na elementy środowiska naturalnego, tj. na powietrze, glebę, wody, czynniki fizyczne i naturalne w strefie wykonywanych robót. W metodach bezwykopowych występuje ograniczenie lub brak prac ziemnych i związanego z tym transportu, w wyniku czego nie wpływają one istotnie na glebę, ograniczona jest emisja gazów i pyłów do atmosfery, ich uciążliwość jest zatem niewielka dla środowiska naturalnego.

Ustalenie metody analizy, kryteriów i rodzaju kosztów

Wykorzystano analizy porównawcze techniczno-ekonomiczne i przedstawiono rozwiązania wykonania sieci kanalizacyjnej metodami bezwykopowymi oraz wykopowymi w świetle kryteriów określających koszty przeprowadzenia inwestycji.

Kryteria analizy – w celu określenia kosztów wykonania sieci kanalizacyjnej wzięto pod uwagę bezpośrednie i pośrednie koszty konstrukcji z pominięciem kosztów społecznych oraz środowiskowych. Dokonano podziału kosztów w zależności od przyjętej technologii. Pierwsza grupa obejmuje koszty stałe, takie jak:

1. Roboty instalacyjne „RI”, w skład których wchodzą:

1. 1. prace montażowe na kolektorze głównym: wytyczenie trasy kolektora przez obsługę geodezyjną; wykonanie zabezpieczonego wykopu dla pierwszej studni kanalizacyjnej realizowanego odcinka; montaż zgodnie ze spadkiem rur (w zależności od przyjętego rodzaju materiału) kamionkowych, PVC bądź PP; zabudowa studni o właściwych średnicach w projektowanych lokalizacjach; wykonanie płukania sieci kanalizacyjnej wraz z inspekcją telewizyjną; wykonanie prób szczelności (medium – powietrze) i wszelkich niezbędnych prac z tym związanych, takich jak przygotowanie elementów do wykonania próby, tj. montaż korków pneumatycznych oraz zaślepek z manometrem i zaworem odcinającym, przygotowanie kompresora;
   2. prace montażowe na przykanalikach: wykonanie włączenia do kinety lub wcinki z zastosowaniem wkładek in situ; montaż rur w zabezpieczonym wykopie; wykonanie studni przyłączeniowej; wykonanie czyszczenia wraz z inspekcją telewizyjną; wykonanie próby szczelności zgodnie z warunkami podanymi powyżej.

1. Roboty przygotowawcze „RP”: właściwe oznakowanie terenu budowy (montaż oznakowania pionowego wraz z późniejszym demontażem); wykonanie projektu organizacji robót oraz zabezpieczenie istniejącej zieleni znajdującej się wokół projektowanych tras sieci kanalizacyjnej.

Kolejna grupa to koszty własne, takie jak:

1. roboty nawierzchniowe „RN”, obejmujące: cięcie nawierzchni asfaltowych; rozebranie nawierzchni asfaltowych wraz z ich późniejszym odtworzeniem (przywróceniem do stanu pierwotnego); rozebranie podbudowy z kruszywa mineralnego; rozebranie krawężników betonowych wraz z ich odtworzeniem; rozebranie kostek brukowych wraz z ich odtworzeniem; wywóz gruzu z rozbiórki; opłata za składowanie na wysypisku; przywóz materiałów zasypowych (piasku, kruszyw różnych frakcji, humusu); koszty geotechniczne (badanie nośności podbudowy);
2. roboty ziemne „RZ”, obejmujące: wykonanie wykopu; transport gruzu, który nie nadaje się do zasypki z miejsca budowy na składowisko odpadów; dowóz zasypki, podsypki i obsypki piaskowej; zasypka wykopu wraz z warstwowym zagęszczeniem; zabezpieczenie ścian pionowych wykopu (w zależności od głębokości oraz klasy gruntu); zabezpieczenie wykopów; kładki dla pieszych; koszt badań wskaźnika zagęszczenia podsypki, zasypki wykopów;
3. roboty technologiczne „RT”, zależne od przyjętej technologii bezwykopowej lub wykopowej wraz z zajęciem pasa drogowego „ZP”:

• • tradycyjna metoda wykopowa: koszt użytkowania koparek, koparko-ładowarek; koszt samochodów ciężarowych; prace pomiarowe; koszt wbudowania rur kanalizacyjnych w zależności od wybranego rodzaju materiału oraz koszt robót ziemnych zabudowy studzienek kanalizacyjnych;
  • horyzontalny przewiert sterowany: koszt wykonania przewiertu; koszt zakupu rur PEHD; wykonanie zgrzewów doczołowych dla powstającego odcinka kanalizacji; prace pomiarowe oraz koszt robót ziemnych zabudowy studzienek kanalizacyjnych;
  • mikrotuneling: koszt wykonania mikrotunelingu; koszt zakupu rur technologicznych z kamionki; prace pomiarowe oraz koszt robót ziemnych zabudowy studzienek kanalizacyjnych.

Koszty wykonania sieci kanalizacyjnej metodą wykopową i bezwykopową

1. Metoda wykopowa z zastosowaniem rur kamionkowych – w analizie przyjęto do zabudowania rury kamionkowe o średnicach od ø 150 do ø 300 mm. Studnie kanalizacyjne w średnicach: ø 1000, ø 600 i ø 425. Sprzęt budowlany: koparki oraz koparko-ładowarki, samochody ciężarowe, dźwigi bez określonej marki, lecz posiadające ważne badania techniczne oraz aprobaty urzędu dozoru technicznego UDT.

Przyjęto szerokość wykopów dla rur: ø 150 – do 1,3 m, ø 200 – do 1,5 m, ø 300 – do 1,6 m. Projektowany wykop pod studnie: ø 1000 – 2,4×2,4 m maks., ø 600 – 2,0×2,0 m maks., ø 425 – 1,2×1,2 m maks. Głębokość wyżej wymienionych elementów zależna jest od projektowanych rzędnych zabudowy kanału.

2. Metoda wykopowa z zastosowaniem rur PVC – w analizie przyjęto do zabudowania rury PVC o średnicach od ø 160 do ø 315 mm. Studnie kanalizacyjne w średnicach: ø 1000, ø 600 i ø 425. Sprzęt budowlany: koparki oraz koparko-ładowarki, samochody ciężarowe, dźwigi bez określonej marki, lecz posiadające ważne badania techniczne oraz aprobaty Urzędu Dozoru Technicznego UDT.

Przyjęto szerokość wykopów dla rur: ø 150 – do 1,3 m, ø 200 – do 1,5 m, ø 300 – do 1,6 m. Projektowany wykop pod studnie: ø 1000 – 2,4×2,4 m maks., ø 600 – 2,0×2,0 m maks., ø 425 – 1,2×1,2 m maks. Głębokość wyżej wymienionych elementów zależna jest od projektowanych rzędnych zabudowy kanału.

3. Metoda wykopowa z zastosowaniem rur PP – w analizie przyjęto do zabudowania rury PP o średnicach od ø 160 do ø 300 mm. Studnie kanalizacyjne w średnicach: ø 1000, ø 600 i ø 425. Sprzęt budowlany: koparki oraz koparko-ładowarki, samochody ciężarowe, dźwigi bez określonej marki, lecz posiadające ważne badania techniczne oraz aprobaty UDT.

Przyjęto szerokość wykopów dla rur: ø 150 – do 1,3 m, ø 200 – do 1,5 m, ø 300 – do 1,6 m. Projektowany wykop pod studnie: ø 1000 – 2,4×2,4 m maks., ø 600 – 2,0×2,0 m maks., ø 425 – 1,2×1,2 m maks. Głębokość wyżej wymienionych elementów zależna jest od projektowanych rzędnych zabudowy kanału.

4. Horyzontalne przewierty kierunkowe z zastosowaniem rur PEHD – w analizie przyjęto do zabudowania rury PE o średnicach od ø 160 do ø 300 mm. Studnie kanalizacyjne w średnicach: ø 1000, ø 600 i ø 425. Sprzęt budowlany: wiertnice, koparki, koparko-ładowarki, samochody ciężarowe, dźwigi bez określonej marki, lecz posiadające ważne badania techniczne oraz aprobaty UDT. Miejsce ustawienia wiertnicy wraz z dodatkowym osprzętem – maks. 20×15 m. Przyjęto projektowany wykop pod studnie: ø 1000 – 2,4×2,4 m maks., ø 600 – 2,0×2,0 m maks., ø 425 – 1,2×1,2 m maks. Głębokość wyżej wymienionych elementów zależna jest od projektowanych rzędnych zabudowy kanału.

5. Mikrotuneling z zastosowaniem rur kamionkowych – w analizie przyjęto do zabudowania rury kamionkowe o średnicach od ø 150 do ø 300 mm. Studnie kanalizacyjne w średnicach: ø 1000, ø 600 i ø 425. Sprzęt budowlany: urządzenie do mikrotunelowania, koparki, koparko-ładowarki, samochody ciężarowe, dźwigi bez określonej marki, lecz posiadające ważne badania techniczne oraz aprobaty UDT. Szerokość komór: na odcinku początkowym maks. 3×3 m, na końcowym maks. 2×2 m. Projektowany wykop pod studnie: studnie montowane w wykopach komór nadawczej i odbiorczej, pozwalają na bezproblemową instalację studni kanalizacyjnych. Głębokość wyżej wymienionych elementów zależna jest od projektowanych rzędnych zabudowy kanału.

Analiza kosztów dla metod wykopowych

1. Analiza kosztów metod wykopowych dla wszystkich rozpatrywanych materiałów w drodze powiatowej:

1. z zastosowaniem rur kamionkowych: koszty całkowite: 224 585 zł, w tym wykonanie kanalizacji: 78 246 zł, frezowanie: 2688 zł, zajęcie pasa drogowego: 33 600 zł, podbudowa z kruszywa i asfaltowa: 52 976 zł, asfaltowanie: 57 075 zł;
2. z zastosowaniem rur PVC: koszty całkowite: 214 190 zł, w tym wykonanie kanalizacji: 67 851 zł, frezowanie: 2688 zł, zajęcie pasa drogowego: 33 600 zł, podbudowa z kruszywa i asfaltowa: 52 976 zł oraz asfaltowanie: 57 075 zł;
3. z zastosowaniem rur PP: koszty całkowite: 209 589 zł, w tym wykonanie kanalizacji: 63 250 zł, frezowanie: 2688 zł, zajęcie pasa drogowego: 33 600 zł, podbudowa z kruszywa i asfaltowa: 52 976 zł oraz asfaltowanie: 57 075 zł.

Porównując ww. materiały zastosowane w technologii wykopowej, najniższy koszt wykonania w drodze powiatowej występuje przy zastosowaniu rur PP. Czas realizacji robót metodą wykopową w drogach powiatowych wynosi ok. 22 dni roboczych w każdym z zastosowań materiałowych.

2. Analiza kosztów metod wykopowych dla wszystkich rozpatrywanych materiałów w drodze gminnej:

1. z zastosowaniem rur kamionkowych: koszty całkowite: 106 785 zł, w tym wykonanie kanalizacji: 56 150 zł, frezowanie: 1330 zł, podbudowa z kruszywa: 17 024 zł i asfaltowanie: 32 281 zł;
2. z zastosowaniem rur PVC: koszty całkowite: 99 988 zł, w tym wykonanie kanalizacji: 49 353 zł, frezowanie: 1330 zł, podbudowa z kruszywa: 17 024 zł i asfaltowanie: 32 281 zł;
3. koszt wykonania w drodze gminnej techniką wykopową z zastosowaniem rur PP: koszty całkowite: 98 937 zł, w tym wykonanie kanalizacji: 48 302 zł, frezowanie: 1330 zł, podbudowa z kruszywa: 17 024 zł i asfaltowanie: 32 281 zł.

Najkorzystniejszym ekonomicznie materiałem do zastosowania w technologii wykopowej budowy sieci kanalizacyjnej w drodze gminnej jest wariant z rurami PP. Czas realizacji robót metodą wykopową w drogach gminnych wynosi ok. 13 dni roboczych w każdym z zastosowań materiałowych.

3. Analiza kosztów metod wykopowych dla wszystkich rozpatrywanych materiałów na terenach zielonych:

1. koszt całkowity wykonania techniką wykopową z zastosowaniem rur kamionkowych: 61 967 zł;
2. koszt całkowity wykonania techniką wykopową z zastosowaniem rur PVC: 53 290 zł;
3. koszt wykonania techniką wykopową z zastosowaniem rur PP: 52 044 zł.

Najkorzystniejszym ekonomicznie materiałem do zastosowania w technologii wykopowej budowy sieci kanalizacyjnej w terenie zielonym jest PP. Czas realizacji robót metodą wykopową w terenach zielonych wynosi ok. 8 dni roboczych w każdym z zastosowań materiałowych.

Analiza kosztów metod bezwykopowych

1. Analiza kosztów metod bezwykopowych dla wszystkich rozpatrywanych materiałów w drodze powiatowej:

1. sterowanym przewiertem horyzontalnym z zastosowaniem rury PEHD: koszty całkowite: 89 618 zł, w tym wykonanie kanalizacji: 78 246 zł, frezowanie: 180 zł, zajęcie pasa drogowego: 2750 zł, podbudowa z kruszywa i asfaltowa: 4620 zł, asfaltowanie: 3822 zł;
2. za pomocą mikrotunelingu z zastosowaniem rur kamionkowych: koszty całkowite: 451 793 zł, w tym wykonanie kanalizacji: 442 496 zł, frezowanie: 180 zł, zajęcie pasa drogowego: 675 zł, podbudowa z kruszywa i asfaltowa: 4620 zł, asfaltowanie: 3822 zł.

2. Analiza kosztów metod bezwykopowych dla wszystkich rozpatrywanych materiałów w drodze gminnej:

1. sterowanym przewiertem horyzontalnym z zastosowaniem rury PEHD: koszty całkowite: 75 547 zł, w tym wykonanie kanalizacji: 70 202 zł, frezowanie: 170 zł, podbudowa z kruszywa i asfaltowa: 2176 zł, asfaltowanie: 2998 zł;
2. za pomocą mikrotunelingu z zastosowaniem rur kamionkowych: koszty całkowite: 253 761 zł, w tym wykonanie kanalizacji: 247 631 zł, frezowanie: 195 zł, podbudowa z kruszywa i asfaltowa: 2496 zł, asfaltowanie: 3439 zł.

3. Analiza kosztów metod bezwykopowych dla wszystkich rozpatrywanych materiałów w terenie zielonym:

1. sterowanym przewiertem horyzontalnym z zastosowaniem rury PEHD: koszty całkowite: 78 054 zł;
2. za pomocą mikrotunelingu z zastosowaniem rur kamionkowych: koszty całkowite: 298 608 zł.

Porównanie kosztów omawianych metod wykopowych i bezwykopowych

Zbiorcze zestawienie kosztów budowy sieci kanalizacyjnej w technologiach bezwykopowej i wykopowej przedstawiono w tabeli 1.

Porównanie kosztów wykonania kanalizacji w drogach powiatowych i gminnych z zastosowaniem technologii bezwykopowej i wykopowej wskazuje, że ekonomicznie uzasadniony jest wybór horyzontalnego przewiertu sterowanego jako najkorzystniejszego cenowo. Z kolei na terenach zielonych najkorzystniejsze ekonomicznie są metody wykopowe z zastosowaniem rur z PP i rur z PVC.

Wady i zalety technologii bezwykopowych i wykopowych

Technologie bezwykopowej budowy kanalizacji sanitarnej mają następujące zalety:

• ograniczenie do minimum lub brak robót ziemnych. Podczas bezwykopowej budowy sieci kanalizacyjnej do wywiezienia z miejsca budowy jest tylko niewielka ilość gruntu, równa objętości zabudowanych rur; występuje wprawdzie konieczność wykonania wykopu początkowego i końcowego, a także pośrednich w punktach włączeń przykanalików oraz przyłączy, dotyczy to jednak niektórych technologii odnowy, mających zastosowanie głównie na rurociągach ciśnieniowych;
• prace poniżej poziomu zwierciadła wody gruntowej nie wymagają robót odwodnieniowych. Prowadzenie odwodnienia przy występowaniu gruntów o niskim współczynniku filtracji jest kosztowne i czasochłonne. Dziesięć spośród trzynastu technologii bezwykopowych [1] umożliwia pracę bez prowadzenia dodatkowych robót odwodnieniowych;
• brak konieczności wykonania wielu czynności niezbędnych przy tradycyjnej metodzie budowy nowego odcinka sieci lub wymiany przewodów, takich jak:
  • deskowanie ścian wykopów,
  • wykonywanie podłoża gruntowego lub betonowego pod przewodami i związana z tym oszczędność piasku i żwiru, w przypadku gdy planowane było stosowanie podłoża gruntowego, a w obrębie wykopu znajdowały się inne grunty niż piasek i żwir, lub oszczędność 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;
• podczas prac w obrębie jezdni brak lub ograniczone do minimum są obszary nawierzchni ulicznych konieczne do rozbiórki, a następnie przywrócenia ich do stanu pierwotnego, ponieważ w większości technologii wymagane jest jedynie wykonanie wykopów początkowych i końcowych. Niektóre technologie stosowane w odnowie kanalizacji nie potrzebują wykonania żadnych wykopów. Przyczynia się to również do minimalizacji powierzchni nawierzchni zagrożonej w przyszłości groźbą osiadania oraz innych uszkodzeń będących następstwem robót budowlanych;
• minimalizacja usług transportowych z uwagi na ograniczenie zakresu poszczególnych robót (np. wykopowych) bądź wyeliminowanie innych robót (brak konieczności wykonywania deskowania wykopu, zagęszczenia gruntu, wykonywania podłoża itp.). Abstrahując od redukcji kosztów, uzyskuje się dodatkowo istotną redukcję uciążliwości środowiskowych związanych z ograniczeniem ilości wytwarzanych spalin, hałasu, kurzu oraz zanieczyszczeń, które są nieodłącznymi uciążliwościami podczas budowy metodami wykopowymi;
• brak oddziaływania mogącego zanieczyszczać wody gruntowe w obszarze stosowania technologii bezwykopowych;
• niestwarzanie zagrożeń dla zieleni miejskiej. Podczas robót wykopowych naruszone korzenie drzew i krzewów bywają przyczyną ich wysychania;
• wyeliminowanie ryzyka wystąpienia naruszenia konstrukcji budowli znajdujących się w pobliżu budowanych lub odnawianych przewodów. Podczas stosowania technologii wykopowych niejednokrotnie występuje przesuszenie terenów znajdujących się w sąsiedztwie budynków, co może powodować ryzyko wystąpienia zarysowań ich konstrukcji. Negatywne zjawiska to również drgania wywołane np. wbijaniem w grunt stalowych deskowań czy osuwanie się gruntu spoza wykopu w kierunku do wykopu;
• wyeliminowanie ryzyka trwałego lub częściowego zniszczenia innych sieci, lub kabli znajdujących się w pobliżu planowanych wykopów, lub ułożonych w poprzek czy wzdłuż tych wykopów, zwłaszcza przewodów niezinwentaryzowanych lub ułożonych inaczej, niż wykazano na planie sytuacyjnym nieuwzględniającym dokumentacji powykonawczej;
• niezakłócanie jakości życia na obszarach znajdujących się w obrębie prowadzonych robót;
• brak uciążliwości w pobliżu wykonywanych robót zarówno dla mieszkańców, jak i klientów znajdujących się tam sklepów, biur czy urzędów. Nie występuje konieczność budowy kładek dla pojazdów oraz pieszych, umieszczanych w poprzek wykopów;
• brak roszczeń finansowych ze strony właścicieli sklepów lub obiektów usługowych, np. gastronomicznych czy hotelarskich, znajdujących się nieopodal planowanych wykopów, a dotyczących wypłaty odszkodowań z tytułu zmniejszonych dochodów z prowadzonej przez nich działalności gospodarczej;
• brak lub minimalizacja uciążliwości powiązanych z koniecznością wykonywania objazdów [2] dla osób kierujących pojazdami w trakcie trwania robót prowadzonych metodą wykopową oraz ponoszenia kosztów związanych z: wzrostem kosztów eksploatacyjnych pojazdów na skutek wydłużenia drogi ich przejazdu objazdem, oraz powstania utrudnień na trasie ich przejazdu, stratą czasu kierowców i podróżnych, wzrostem wypadkowości (wskutek wydłużenia drogi przejazdu i utrudnieniami w ruchu), zmianą organizacji ruchu (np. brak kosztów wykonania, umieszczenia, a następnie usunięcia nowo zamontowanych znaków drogowych i tablic informacyjnych).

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

Ponadto na uwagę zasługują:

• znaczne (często wielokrotne) skrócenie czasu trwania robót w porównaniu do technologii wykopowych,
• kluczowe zwiększenie gwarancji dotrzymania ustalonego terminu realizacji robót z uwagi na ograniczenie czynności składających się na zakres robót,
• brak powiązania prowadzonych robót z warunkami atmosferycznymi oraz porami roku (okres zimowy jest niekorzystny przede wszystkim przy robotach wykopowych),
• pokaźny wzrost efektywności kosztowej robót bezwykopowych w przypadku rurociągów lub kanałów głęboko posadowionych w gruncie z uwagi na całkowitą lub niewielką zależność tych kosztów od głębokości, na której stosowane są technologie bezwykopowe, także podczas ich stosowania poniżej zwierciadła wód gruntowych w terenach pod ulepszonymi nawierzchniami ulicznymi.

Wszystkie wyżej wymienione cechy predysponują stosowanie technologii bezwykopowych w miejscach o dużej urbanizacji oraz rozwiniętej infrastrukturze podziemnej miast. W obszarach niezaludnionych zastosowanie technologii bezwykopowych jest zasadne np. przy przekraczaniu torowisk, w przypadku których nie ma możliwości wykonywania robót metodą wykopową.

Podsumowanie

Na podstawie przeprowadzonej analizy kosztów wykonania kanalizacji sanitarnej różnymi metodami wyłoniono najkorzystniejsze warianty budowy sieci kanalizacyjnej w technologii bezwykopowej i wykopowej. Porównano koszty stałe, takie jak roboty przygotowawcze i instalacyjne, oraz koszty własne, takie jak: roboty nawierzchniowe, roboty ziemne, zajęcie pasa drogowego oraz roboty technologiczne. Z przeprowadzonej analizy wynika, że koszty stałe dla wszystkich analizowanych metod wykopowych utrzymują się na tym samym poziomie. Ma to związek z faktem, że koszty oznakowania budowy, wykonania projektu, organizacji ruchu i zabezpieczenia zieleni, wartość zużytych materiałów oraz koszty wykonania sieci kanalizacyjnej, to jest wykonania kolektorów i montażu studni, dla wszystkich założonych materiałów, z których będą wykonane kolektory sieci kanalizacyjnej, są bardzo zbliżone. Wśród technologii wykopowych najdroższą z opcji materiałowych jest zastosowanie rur kamionkowych, różnica pomiędzy rurami wykonanymi z PVC i PP jest nieznaczna. Najbardziej uzasadniona ekonomicznie jest budowa sieci kanalizacyjnej z rur PP.

Metody wykopowe charakteryzują się w każdym przypadku znacznie dłuższym czasem wykonania robót niż metody bezwykopowe. Mają one niskie koszty wykonania oraz zakupu materiałów, jednak metody odtworzeniowe mające na celu przywrócenie terenu do stanu pierwotnego pochłaniają od 40 do 70% kosztów realizowanego zadania. Ich uciążliwość społeczna, pomimo zakładanego sprawnego przeprowadzenia robót zgodnie z harmonogramem pomijającym awarie sprzętowe oraz zmienność pór roku, jest duża. Należy pamiętać, że realizacje metodami wykopowi były w poprzednich dekadach bardzo uciążliwe, a ich jakość różna. Nastawienie społeczne do tego typu prac jest obecnie w dużej mierze negatywne.

Metody bezwykopowe cechują w analizowanym przypadku bardzo różne koszty wykonania – najkorzystniejsza jest metoda horyzontalnego przewiertu sterowanego z zastosowaniem rur z PEHD, a najdroższa technologia miktrotunelingu.

W przypadku horyzontalnego przewiertu sterowanego z zastosowaniem rur z PEHD uzyskano bardzo niskie koszty zakupu materiału oraz wykonania odcinków w związku z coraz większą konkurencją w tym sektorze usług budowlanych.

Porównując koszty budowy sieci kanalizacyjnej w technologii bezwykopowej, decydującym czynnikiem wpływającym na ich wysokość są zastosowane technologie, materiał do budowy sieci kanalizacyjnej, roboty ziemne, roboty nawierzchniowe oraz koszt zajęcia pasa drogowego. Koszty odtworzenia w przypadku technologii bezwykopowych spadają do minimum i dotyczą tylko miejsc, w których prowadzone są roboty ziemne służące do wbudowania studni na kolektorach oraz wykonania dróg technologicznych. Minusem technologii horyzontalnego przewiertu sterowanego jest dotychczasowe niewielkie zastosowanie przy budowie sieci kanalizacyjnych – ryzykiem jest możliwość nieuzyskania liniowości spadków na wierconych odcinkach.

Mikrotuneling jest najdroższą z analizowanych metod ze względu na najwyższe koszty wykonania wiercenia oraz zakupu rur kamionkowych. Technologia ta ma jednak znaczną przewagę pod względem jakości wykonania, dając gwarancję uzyskania kanałów o właściwych spadkach, bez odkształceń w poziomie oraz pionie względem projektowanej trasy.

Tereny wiejskie, z niską jakością infrastruktury drogowej i zwartą zabudową mieszkalną przy ulicach, podczas zastosowania technik wykopowych narażone są na wspomnianą sporą uciążliwość społeczną, ale w zamian zyskują odbudowę infrastruktury drogowej, która po zakończeniu realizacji przewyższa standardem stan sprzed inwestycji. W przypadku niedoinwestowanych obszarów wiejskich może to być atut tej technologii.

Wybór materiałów do budowy kanalizacji leży w gestii projektanta, gdyż materiały wybrane do analizy mają bardzo zbliżone parametry i przy właściwym wykonaniu gwarantują prawidłowe działanie sieci kanalizacyjnej przez co najmniej pięćdziesiąt lat.

Literatura

1. Zwierzchowska Agata, Optymalizacja doboru metod bezwykopowej budowy rurociągów podziemnych, Monografia nr 38, Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej, Kielce 2003
2. Kuliczkowski Andrzej, Możliwości optymalizacji przebudowy magistralnej sieci kanalizacyjnej na przykładzie kanalizacji lewobrzeżnego Wrocławia, praca doktorska, Instytut Inżynierii Lądowej Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1978
3. Kuliczkowski Andrzej, Koszty objazdów a tempo budowy obiektów inżynierskich w warunkach miejskich, Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej nr 24, Seria Budownictwo, Kielce 1987
4. Kuliczkowski Andrzej, Kryteria wyboru metody bezodkrywkowej dla kanałów budowanych w warunkach miejskich, „Gaz, Woda i Technika Sanitarna” 11/1979, s. 323–326