Podczas rozbudowy oczyszczalni Czajka z mikrotunelowania korzystano w trakcie budowy rurociągów technologicznych (rury ciśnieniowe i bezciśnieniowe) m.in. na potrzeby zbiornika retencyjnego. Zastosowano rury przeciskowe Hobas z powłoką poliuretanową o podwyższonych parametrach wytrzymałościowych, wykonane specjalnie dla tego zadania. Rury miały także wzmocnione połączenia o podwyższonej klasie ciśnienia w stosunku do rur standardowych.

Prace odbywały się z komór zagłębionych na 7–8 m dwoma technologiami: mikrotunelowania z otwartym i zamkniętym czołem. Wydajność wyniosła 40 m na dobę. Wykonano trzy odcinki mikrotunelowe OD 3000 o długościach 136, 19 i 50 m (rury odlewane odśrodkowo), a także jeden odcinek 63-metrowy (OD 1720) – rury w technologii nawojowej.

Wysoka szczelność

Dariusz Kosiorowski poruszył w swoim wystąpieniu etapy projektowania, realizacji i potwierdzania przyjętych założeń po zakończeniu przedsięwzięcia. Wykonawca wymagał od producenta odpowiedniej szczelności, wytrzymałości mechanicznej i wysokiej żywotności rur. Szczelność połączeń miała wynosić 1,6 bar, jednocześnie miały to być standardowe rury grawitacyjne. W takiej sytuacji inżynierowie z Amiblu postanowili udoskonalić połączenia rur za pomocą zwiększenia kompresji uszczelki i zastosowania łącznika w technologii nawojowej.

Skonstruowano odpowiednią konfigurację dwóch uszczelek i dyszy, a następnie testowano połączenie wprowadzając wodę i badając odporność na ciśnienie zewnętrzne i wewnętrzne. Jak przypomina ekspert, uszczelki mocniej dociśnięte do łącznika stają się bardziej szczelne, ale takiej operacji nie można prowadzić w nieskończoność. Należało znaleźć kompromis i wybrać poziom kompresji taki, by wciąż dało się połączyć rury. Rozwiązania testowano na modelu w skali rzeczywistej (1:1). Szukaliśmy do skutku szlifu, który spełni zakładane warunki – powiedział Dariusz Kosiorowski.

Długa żywotność

Istotny był też warunek żywotności na poziomie 50 lat, przy czym wykonawca dążył do obniżenia grubości rur ( niższej sztywności), ze względu na ich niższą cenę. W Amiblu przeprowadzono obliczenia, z których wynikało, że zastosowanie najmniejszej sztywności jest możliwe, ale pod warunkiem stabilizacji przodka maszyny mikrotunelowej oraz stabilizacji wokół rury w trakcie wykonywania prac. Okazało się też, że w tym projekcie warunkiem krytycznym była nie siła przeciskowa, jak zwykle bywa, ale obciążenie pionowe od gruntu i wody gruntowej oraz drogi dla pojazdów jeżdżących do oczyszczalni. Rozwiązaniem było wydłużenie skrajnych włókien, przy czym nie mogło ono przekraczać dopuszczalnej wartości 0,55%. Z obliczeń wynikało, że wydłużenie włókien o 0,42% spełni wymóg żywotności, a owalizacja po zabudowie wyniesie 0,38% w ciągu około 30 dni.

Realizacja

Wykonawca przystąpił do pracy. Pierwszy odcinek miał 136 m, przykrycie rurociągu wynosiło 4,5 m (komora miała 8–9 m). Grunt był odwodniony, co utrudniało ocenę szczelności połączeń. Rurociąg miał relatywnie duży spadek (2,57%), natomiast maksymalna siła przeciskowa wynosiła tylko 660 kN (dopuszczalna to 13 546 kN). Problem pojawił się już na początku mikrotunelowania, kiedy okazało się, że odchylenie kątowe między 3. a 4. rurą wynosiło 0,4 st. przy dopuszczalnej wartości 0,19 st., co groziło nieszczelnością. Jednak na późniejszym etapie, po wielokrotnym przejściu maszyny mikrotunelowej przez ten odcinek odchylenie zostało zniwelowane do wartości dopuszczalnej.

Podczas prac zastosowano maszynę z zamkniętą głowicą, a bentonitowy iniekt stabilizacyjny wypełnił jeden z warunków realizacji projektu zgodnie z obliczeniami. Dla wykonawcy wyzwaniem było przejście pod czynnym kanałem wodnym – załamanie czy uszkodzenie byłoby poważnym problemem.

Drugi odcinek wykonywano otwartą głowicą, na mniejszej długości (50 m) i przy większym przykryciu rurociągu (5,6 m). Tu również grunt był odwodniony, natomiast spadek wynosił 0,48%. Maksymalna siła nacisku nie przekroczyła dopuszczalnej. Owalizacja fabryczna to 0,1% – po montażu dochodziła nawet do 0,45%, jednak różnica tych parametrów dała wartość nie przekraczającą dopuszczalnej 0,35%. Przeprowadzone próby infiltracyjna i eksfiltracyjna wypadły pomyślnie.

Inne przedsięwzięcia

Prelegent wspomniał też o mikrotunelowej inwestycji pod Kanałem Żerańskim o długości 294 m z przykryciem 5,3–9,7 m i przy poziomie wody gruntowej 3,5–7 m. W takich warunkach awaria podczas robót czy eksploatacji wiązałby się z poważnym problemem, dlatego podczas tak trudnych prac liczy się najwyższa jakość wykonania prac. Wzmiankował także o przedsięwzięciu w Wilnie – budowie rurociągu grawitacyjnego (kanalizacji deszczowej odwadniającej teren 90 ha) w gęstej zabudowie. Ponadkilometrowy odcinek wykonano z użyciem rur CCGRP.

Przeczytaj także: Konferencja „INŻYNIERIA Bezwykopowa” 2020 [relacja]