1. Wstęp

W procesie rehabilitacji technicznej przewodów mamy do czynienia z różniącymi się zasadniczo błędami projektowania i wykonawstwa. Biorąc pod uwagę liczbę technologii wykorzystywanych w pracach renowacyjnych i naprawczych, ew. technologie wymiany przewodów jak np. kraking, łatwo sobie wyobrazić, że zbiór tych błędów musi być duży. Zestawienie błędów można wykonać dla każdej technologii osobno, niemniej wyróżnia się pewien podzbiór wspólny dla części a nawet większości rozwiązań. Takie zestawienie błędów o ogólnym charakterze, przedstawiono w części pierwszej opracowania, opublikowanej w poprzednim numerze Inżynierii Bezwykopowej. W niniejszym opracowaniu autorzy podjęli próbę przedstawienia błędów charakterystycznych dla określonych technologii. Obie części, po zebraniu uwag czytelników, stanowić mają fragment wytycznych Polskiego Stowarzyszenia Technologii Bezwykopowych, o roboczym tytule „Przygotowanie inwestycji i doboru technologii bezwykopowych w obszarze bezwykopowej rehabilitacji, część 1: Kanalizacji grawitacyjnej”.

Autorzy postanowili zestawić podstawowe grupy błędów występujące w wybranych, stosowanych w Polsce technikach renowacyjnych i naprawczych. Wybrane techniki należą w opinii autorów do najczęściej stosowanych. Wymieniane są błędy powstające w trakcie realizacji prac (na placu budowy) oraz błędy stwierdzone w trakcie prac odbiorowych na budowie. Z założenia są to więc błędy, które można zauważyć bezpośrednio lub pośrednio - z użyciem kamery CCTV, ewentualnie stwierdzić ich występowanie poprzez pomiary geometrii zastosowanego rozwiązania lub w trakcie próby szczelności. Nie rozważa się tu niekorzystnych zjawisk (uszkodzeń), które mogą się pojawić w późniejszym czasie – w trakcie eksploatacji obiektu, oraz błędów rozpoznawanych w efekcie badań laboratoryjnych – np. na próbkach wykładziny.

Należy się liczyć z możliwością wystąpienia innych błędów – niemożliwych lub trudnych do zaobserwowania z użyciem wymienionych wyżej sposobów (inspekcja wizualna, pomiary geometrii). Odnieść je należy do przyczyn o uniwersalnym charakterze, które opisano w pierwszej części opracowania. Błędy te mogą być potencjalnie wykryte w ramach badań laboratoryjnych lub z użyciem wyspecjalizowanych narzędzi pomiarowych w badaniach prowadzonych na obiekcie.

Kolejno opisane zostały błędy powstające w czasie realizacji rehabilitacji następującymi technikami:
•    wykładanie rurami ciągłymi (relining długimi rurami),     
•    wykładanie rurami utwardzonymi na miejscu (wykładziny CIPP),    
•    wykładanie modułami rurowymi (krótkie moduły rurowe),    
•    wykładanie segmentami rurowymi (np.: segmenty GRP, polimerobetonowe),
•    techniki wykorzystujące chemię budowlaną (PCC),     
•    wykładziny z płytek klinkierowych, bazaltowych lub innych, 
•    rękawy naprawcze z otwartym końcem, w tym tzw. kształtki kapeluszowe,
•    uszczelnianie opaskami elastomerowymi (np. manszety typu AMEX).

Autorzy opracowania stanęli przed dylematem jak przedstawić błędy – czy wystarczą ich zestawienia dla poszczególnych technologii, czy niezbędny jest bardziej wyczerpujący opis? Ponadto jak rozumieć samo pojęcie błędu, szczególnie w odniesieniu do pojęcia uszkodzenia. Pojęcie uszkodzenia w sposób najprostszy można odnieść do negatywnej zmiany cech wykładziny/systemu naprawczego w określonym miejscu lub na ograniczonej jej powierzchni, długości etc. Uszkodzenie spowodowane jest zazwyczaj błędem (błędami). Przykładowo – pęknięcie lub zarysowanie wykładziny w sposób jednoznaczny określimy jako jej uszkodzenie i możemy też szukać przyczyn – błędów prowadzących do tego. Ale jak potraktować nieprawidłowo dobrany wymiar wykładziny? Mamy tu do czynienia z błędem, z wadliwym produktem itp. Wbudowanie takiej wykładziny spowoduje prawdopodobnie jej uszkodzenie w przyszłości. Jak też porządkować negatywne przypadki na budowie nie mające bezpośredniego wpływu na system renowacyjny albo takie, które, gdy powodują uszkodzenie systemu – ale tylko we wtórnym efekcie ich oddziaływania? Przykładem może być nieprawidłowy wymiar wykopu przy reliningu długimi rurami, co może być przyczyną przekroczenia minimalnego promienia gięcia rury; albo złe zabezpieczanie wykopu powodujące zagrożenie dla życia i zdrowia pracowników. Wydaje się, że takie przypadki w zestawieniu błędów stwierdzanych bezpośrednio na placu budowy nie powinny być pomijane. 

Ostatecznie autorzy postanowili zestawić błędy i uszkodzenia w układzie wiążącym skutek z przyczyną, przyjmując tabelaryczną, dwukolumnową formę prezentacji. Odpowiednio, dla każdej rozważanej technologii powstała tabela błędów i możliwych ich przyczyn przy renowacji. Poniżej przedstawiono tabele wraz z dodatkowymi komentarzami. Ponieważ różne błędy mogą powodować różne nieprawidłowości, powtarzają się one w poszczególnych wierszach tabel. Jednocześnie nie należy zapominać o błędach o charakterze ogólnym (zaprezentowanych w I części opracowania), każdorazowo odnosząc je do poszczególnych technik – stanowią one dopełnienie zbioru błędów (nieprawidłowości) prezentowanych w tabelach.

2. Błędy wybranych technologii

2.1. Błędy popełniane w procesie renowacji rurami ciągłymi

W metodzie tej, w jej najczęściej spotykanej wersji, połączone ze sobą odcinki rur o wymaganej średnicy są wciągane przez komorę startową do rurociągu poddawanego renowacji, tworząc w ten sposób wykładzinę o wymaganych parametrach. Przestrzeń między rurą macierzystą a wykładziną jest następnie wypełniana lekkim betonem cementowym. Technologia ta, podobnie jak inne techniki renowacyjne, opisywana jest w normie [1].
Główne grupy błędów powstałych podczas wykonywania renowacji rurociągu rurami ciągłymi przedstawiono w tabeli 1.

2.2. Błędy popełniane w procesie renowacji przez wykładanie rurami utwardzonymi na miejscu 

W procesie renowacji rurami utwardzanymi na miejscu (wykładzinami CIPP), do odnawianego rurociągu wprowadza się elastyczną wykładzinę z materiału tekstylnego nasączonego żywicą, po czym po nadaniu jej założonego kształtu przez wypełnienie wodą jej lub sprężonym powietrzem następuje proces utwardzenia zazwyczaj poprzez działanie podwyższonej temperatury lub promieniowania UV. Stosowane są różne rodzaje materiałów tekstylnych jak i żywic, dobranych przez projektanta odpowiednio do warunków pracy w przewodzie. Wymiarowaniu podlega także geometria wykładziny – zwłaszcza grubość jej ścianki. Więcej o zasadach prowadzenia prac można znaleźć w [1]. Pomimo zróżnicowania rozwiązań występują charakterystyczne nieprawidłowości, zestawione w tabeli 2. 

W przypadku wykładzin CIPP występuje problem w klasyfikacji fałd stanowiących najczęściej obserwowaną nieprawidłowość tej technologii. Ponadto niezależnym, istotnym problemem jest ocena wpływu fałd na zachowanie się wykładziny w przyszłości, również na spełnienie założeń projektowych co do nośności wykładziny. To istotne zagadnienie wymaga oddzielnego opracowania. Klasyfikację fałd czytelnicy mogą znaleźć choćby w wytycznych [2]. Planuje się, że odpowiednia klasyfikacja zostanie zamieszczona w opracowywanych wytycznych.

2.3. Błędy popełniane w procesie renowacji przez wykładanie modułami rurowymi 

Technologia renowacji przez wykładanie modułami rurowymi polega na instalacji wewnątrz uszkodzonego rurociągu nowej rury powstałej z połączonych ze sobą w jeden ciąg krótkich elementów rurowych zwanych modułami. Moduły te łączone są kolejno w studzience lub wykopie startowym i stopniowo wciągane lub wpychane w rurociąg poddawany renowacji. Alternatywnie, zwłaszcza dla rurociągów o większych wymiarach (przełazowych), moduły są transportowane niezależnie wewnątrz przewodu i tam łączone z pozostałymi. Standardowo połączone moduły są ostatecznie stabilizowane przez wypełnienie iniektem przestrzeni między nimi a ścianką istniejącego, poddawanego renowacji rurociągu. Więcej o tej technologii można znaleźć w [1]. Warto tu jednak zwrócić uwagę na znaczne różnice między technologią dla dużych średnic, gdzie moduły są transportowane na miejsce montażu niezależnie a systemami modułowymi dla rurociągów nie przełazowych. W rozwiązaniach z pierwszej grupy występuje większe prawdopodobieństwo wystąpienia nieprawidłowości. Również przyczyny i rodzaje nieprawidłowości mogą się różnić w wariantach dla przewodów nie przełazowych i o dużych wymiarach. Nie powinno to dziwić, ponieważ dla rurociągów wielkowymiarowych mamy często do czynienia z przekrojami innymi niż kołowe - są to również złożone przekroje kombinowane na planie dzwonu, koła lub jaja z wyróżnioną kinetą i półką. W tych przypadkach łatwo uwidaczniają się wszelkie niedoskonałości wynikające z błędów obliczeniowych i niedokładności geometrii prefabrykatów. Również wymiar i ciężar elementów oraz sam przekrój z jego większą wrażliwością na uszkodzenia stwarzają sytuację całkiem odmienną w stosunku do modułów o niewielkich przekrojach kołowych i stosunkowo dużej sztywności. Ten aspekt autorzy opracowania podkreślili w uwagach do tabeli 3. 

2.4. Błędy popełniane w procesie wykładania segmentami rurowymi 

W tej technologii wytwarza się nową wewnętrzną wykładzinę (nową rurę) składając ją z prefabrykowanych segmentów wewnątrz istniejącego rurociągu. Stąd metoda ta stosowana jest w przewodach przełazowych. Segmenty wprowadzane są do istniejącego rurociągu przez studzienki lub komory bez wykonywania wykopów, lub – rzadziej poprzez wykonany wykop startowy. Norma [1] opisując tę technologię przyjmuje wariant z częściowym wykładaniem segmentami istniejącego rurociągu, tworząc w ten sposób nową kinetę lub rzadziej sklepienie. Metoda ta stosowana jest do przekrojów kołowych i niekołowych. Po zakończeniu montażu segmentów, przestrzeń między nową konstrukcją a starym rurociągiem wypełnia się iniektem. W tabeli 4 zestawiono typowe błędy związane z tą technologią.

2.5. Błędy popełniane w metodach wykorzystujących chemię budowlaną (PCC)

Rozwiązania stosowane w tej grupie są zróżnicowane a jednocześnie ich ciągła popularność w renowacji kanalizacji zadecydowała o opisaniu błędów tej technologii w niniejszym opracowaniu. Nie jest ona opisywana w normie [1]. 
W uogólnieniu metoda polega na usunięciu w rurociągu stwierdzonych nieszczelności przez ich iniekcję, wypełnianie ubytków i pęknięć z użyciem zapraw naprawczych oraz wytworzenie nowej warstwy wewnętrznej w rurociągu poprzez nałożenie specjalistycznej powłoki mineralnej o parametrach odpowiadających założeniom projektu. Rozwiązanie stosowane jest zasadniczo w przewodach przełazowych. W przewodach nieprzełazowych stosowane są podobne rozwiązania materiałowe aplikowane z użyciem robotów naprawczych i zazwyczaj dotyczą niewielkich fragmentów rurociągu, co klasyfikowane jest jako naprawa z użyciem robotów. 
Rozwiązania wykorzystujące chemię budowlaną są wrażliwe na warunki aplikacji – temperaturę, sposób przygotowania podłoża, jego wilgotność itp. Ponadto istotne jest odpowiednie dopasowanie używanego materiału do aktualnych parametrów materiałowych podłoża – ścianki przewodu podlegającego odnowie. W tabeli 5 zawarto zestawienie najczęściej spotykanych nieprawidłowości przy stosowaniu rozwiązań z tzw. chemii budowlanej.

2.6. Błędy popełniane w procesie renowacji za pomocą wykładziny z płytek klinkierowych, bazaltowych lub innych

Technologia tego typu najczęściej stosowana jest w komorach kanalizacyjnych i w kolektorach wielkowymiarowych. Istotą rozwiązania jest wytworzenie w rurociągu nowej warstwy (wykładziny) z płytek układanych/klejonych na przygotowanym (np. reprofilowanym) podłożu odnawianej konstrukcji. Stosowane są różne rodzaje płytek – najczęściej klinkierowe i z topionego bazaltu, rzadziej inne np. tworzywowe, polimerobetonowe, cementowe. Wykładana może być tylko część przekroju (np. kineta) lub cały przekrój rurociągu. Odpowiednie zestawienie spotykanych nieprawidłowości i ich przyczyn podano w tabeli 6.

2.7. Błędy popełniane w procesie napraw za pomocą rękawów naprawczych z otwartym końcem

Istotą tej metody jest wklejenie w docelowym miejscu elastycznej wykładziny z materiału tekstylnego nasączonego żywicą. Metoda ta wykazuje w tym względzie bezpośrednie podobieństwo do technologii wykładzin utwardzanych na miejscu CIPP. Wszelkie różnice wynikają z długości odcinka poddawanego odnowie, który jest krótszy od odcinka rurociągu ograniczonego studzienkami. Zasadniczo naprawiane jest konkretne miejsce wykazujące uszkodzenia, a długość tego fragmentu rury ograniczone jest od góry przez wymiar dostępnego urządzenia zapewniającego transport wykładziny na miejsce aplikacji oraz jej rozparcie i dociśnięcie do ścianek naprawianej rury. Urządzenia rozpierające nazywa się pakerami, a ich długości nie przekraczają 2 m. Oczywiście można nakładać na siebie kolejne odcinki wykładziny jak i wprowadzać je w więcej niż jedno z naprawianych miejsc w rurociągu. Rękaw utwardzany jest z użyciem temperatury (podgrzana woda lub para wodna) albo w procesie samoistnego chemoutwardzania, co związane jest z koniecznością zapewnienia ściśle określonego czasu, w którym ten proces zachodzi. Wariantem tej metody jest uszczelnianie miejsc połączenia przyłączy z rurociągiem – tzw. wklejanie kształtek kapeluszowych. W tym wypadku wykładzina ma odpowiadający przeznaczeniu kształt (stąd nazwa) oraz muszą być zastosowane odpowiednie do tego pakery. Metoda ta jest ze względu na skomplikowany kształt wykładziny i konstrukcję pakera bardziej podatna na powstawanie nieprawidłowości w trakcie prowadzenia prac. Podobnie jak poprzednia metoda, również ta nie została ujęta w normie [1]. Odpowiednie zestawienie podstawowych nieprawidłowości i ich przyczyn podano w tabeli 7.

2.8. Błędy popełniane w procesie naprawy za pomocą opasek (manszet) elastomerowych 

Metoda ta polega na umieszczeniu w miejscu uszkodzenia rurociągu krótkiego rękawa z materiału elastomerowego – najczęściej gumy odpornej na agresywność ścieków, zamontowanej trwale z użyciem rozpieranych obręczy stalowych. Zazwyczaj stosowane są w rurociągach przełazowych, z ręcznym montażem przez wykwalifikowanych pracowników. Możliwe jest nakładanie na siebie kolejnych opasek, zwiększając długość naprawionego w tym systemie odcinka rury. Manszety stosowane są również do doszczelniania zakończeń wykładzin CIPP. Zestawienie podstawowych nieprawidłowości i ich przyczyn podano w tabeli 8.

3. Podsumowanie

Przedstawiony w pierwszej części opracowania podział błędów w ujęciu ogólnym został uzupełniony o zestawienia odniesione do poszczególnych technologii. Autorzy wybrali najczęściej stosowane w ich opinii w Polsce technologie renowacji i naprawy przewodów kanalizacyjnych. Być może przyjęty zestaw technologii wymaga rozszerzenia. Ponieważ opracowanie to ma stanowić część wytycznych Polskiego Stowarzyszenia Technologii Bezwykopowych, dotyczących doboru technologii do rehabilitacji technicznej kanalizacji, autorzy będą wdzięczni za merytoryczne uwagi i propozycje uzupełnień do obu części opracowania. Mailowe adresy kontaktowe zostały podane przy afiliacji do nazwisk autorów.

Literatura

[1]    PN-EN ISO 11295:2022-07: Systemy przewodów rurowych z tworzyw sztucznych stosowane przy rehabilitacji technicznej rurociągów. Klasyfikacja i przegląd działań strategicznych, taktycznych i operacyjnych.
[2]    RSV-Merkblatt 1.1: Renovierung von Abwasserkanälen und -leitungen mit vor Ort härtendem Schlauchlining (November 2021).