Rekordowa renowacja

Przedmiotem zamówienia, zleconego przez poznańską spółkę AQUANET SA konsorcjum firm Terlan sp. z o.o. (lider), BLEJKAN S.A. i MCC S.A., jest renowacja fragmentów żelbetowego kolektora ogólnospławnego w stolicy Wielkopolski. Modernizacji poddanych zostanie w sumie prawie 2,7 km kanałów oraz 37 komór kanalizacyjnych. To największa inwestycja renowacyjna prowadzona obecnie w powiecie poznańskim. Z uwagi na szeroki zakres zadania realizację przedsięwzięcia rozłożono na etapy.

Pierwszy obejmuje renowację odcinków o łącznej długości 1278,5 m i dwóch różnych przekrojach: prostokątnym (kanał o wymiarach 3200/2600 mm) oraz kołowym (DN2500). W drugim etapie pracom podlegać będzie w sumie pięć odcinków kolektora o przekroju jajowym o zróżnicowanych wymiarach od 750/1150 mm do 1000/1720 mm i łącznej długości 1408,4 m. Wszystkie te przewody posadowione są na głębokości średnio około 5 m p.p.t. W zakres obu zadań wliczono także renowację komór kanalizacyjnych – 13 w pierwszym etapie i 24 w drugim.

Bezwykopowe metody renowacji kanalizacji

Winny wiek i stan techniczny

Choć ww. odcinki poznańskiego kolektora ściekowego nie powstały w tym samym czasie (odcinki etapu drugiego zbudowano w latach 1953–1962, a fragmenty realizowane w pierwszej kolejności pochodzą z roku 1978), stopień ich zniszczenia i dotyczące ich problemy są podobne. Na całej długości przewodu stwierdzono niewielkie, ale liczne rysy (zarówno poprzeczne, jak i podłużne), użebrowanie kanału oraz wypłukany beton (szczególnie w stropie), a na jednym z odcinków uszkodzenie mechaniczne spowodowało punktowy ubytek. Stan zbrojenia kanału okazał się fatalny – przewód nie tworzy żadnej struktury konstrukcyjnej.

Mimo iż fragmenty kolektora pod względem technicznym w przeważającej większości zakwalifikowano do drugiego stanu technicznego (w tym stanie układ kanał–ośrodek gruntowy nadal może samodzielnie przenosić obciążenia działające na jego konstrukcję, jednak występują w nim m.in. przesunięcia na złączach lub ich nieszczelności oraz rysy podłużne i deformacje konstrukcji), spółka zarządzająca poznańską siecią kanalizacyjną nie chciała dopuścić do dalszej eksploatacji kolektora. Odprowadzanie ścieków tym przewodem mogłoby bowiem doprowadzić do jego poważnych uszkodzeń. Zagrożona była przede wszystkim konstrukcja żelbetowa ścian i stropu przewodu, a to w niedalekiej przyszłości mogłoby spowodować całkowite zniszczenie kanału. Co ważne, pogłębiający się problem uniemożliwiłby przeprowadzenie renowacji z wykorzystaniem nieinwazyjnych metod bezwykopowych.

Bezwykopowa renowacja kanalizacji

Metody renowacyjne

Zastosowanie technologii no-dig było w tym przypadku kluczowe. Kolektor Prawobrzeżny I doprowadza nieczystości do jednego z największych zakładów oczyszczania ścieków w Polsce – Centralnej Oczyszczalni Ścieków (COŚ), zlokalizowanej w podpoznańskiej wsi Koziegłowy (gmina Czerwonak). Prace renowacyjne musiały być zatem przeprowadzone w taki sposób, by proces oczyszczania nieczystości w COŚ pozostał niezakłócony. Dodatkowym wyzwaniem był brak możliwości wstrzymania dopływu ścieków oraz konieczność uwzględnienia zwiększonego ich napływu podczas deszczowej aury. Oprócz tego wykonawca musiał wziąć pod uwagę także inne aspekty wpływające na wybór metody renowacji, m.in. hydrauliczne (jak konieczność zapewnienia maksymalnej możliwej przepustowości kolektora) oraz konstrukcyjne.

Przeprowadzone roboty muszą zapewnić wystarczającą nośność konstrukcji zastosowanego materiału renowacyjnego, zgodnie z wymaganą sztywnością obwodową, tak aby możliwe było przenoszenie przez materiał wszystkich obciążeń oddziałujących na kolektor. W związku z tym grubość ścianek dla danego materiału powinna być przyjęta na podstawie obliczeń przeprowadzonych w oparciu o dane rzeczywiste – głębokość posadowienia, poziom wód gruntowych, obciążenia statyczne i dynamiczne oraz inne oddziałujące na kanały – wyjaśnia Marek Śliwiński, kierownik robót w spółce Terlan.

Wybór bezwykopowych metod renowacyjnych wynikał jednak nie tylko z ograniczeń w dostępności terenu budowy, technologii czy materiałów. Dla wykonawcy i inwestora bardzo ważne było także ograniczenie do minimum robót ziemnych oraz zredukowanie uciążliwości prowadzonych robót dla ruchu kołowego i pieszego oraz dla środowiska.
Po uwzględnieniu wszystkich okoliczności w ramach tego przedsięwzięcia zdecydowano o wyborze technologii reliningu krótkimi modułami rurowymi. Tą metodą przeprowadzona zostanie renowacja obu odcinków etapu I przedsięwzięcia, natomiast w przypadku przewodów o przekroju jajowym, oprócz modułów GRP, w zależności od odcinka, wykorzystany zostanie rękaw CIPP (ang. Cured in Place Pipe). Do renowacji komór i studni użyta ma być natomiast chemia budowlana, do czego wykorzystanych zostanie około 150 ton tego typu wyrobów.

Liczne wyzwania

Rozpoczęte w połowie września br. prace realizowane są zgodnie z harmonogramem. Samo przygotowanie placu budowy trwało kilka tygodni. Konieczne było uzyskanie zgód na wejście na teren nienależący do inwestora, wyznaczenie zastępczych punktów zlewczych ścieków dowożonych oraz budowa tymczasowych dróg dojazdowych czy zaplecza socjalnego.

Oprócz okresowych trudności – ograniczeń w wydajności COŚ – wykonawca będzie musiał zmierzyć się z także z innymi wyzwaniami, wśród których można wymienić m.in. czyszczenie i instalację modułów w odcinkach kanału o wymiarach 3200/2600 mm oraz DN2500, a także pracę w uciążliwych warunkach (w kanałach panuje duże stężenie siarkowodoru i metanu). Jedną z największych trudności okazało się jednak wykonanie by-passu ścieków.

Konieczne okazało się opracowanie metody przerzucenia ścieków z nitki prawej, czyli wschodniej, poddawanej renowacji, do nitki lewej, do tej pory nieczynnej i zapewniającej dodatkową retencję podczas nawalnych deszczy. Zbudowanie tamy w komorze wbrew pozorom było zadaniem najmniej kłopotliwym. Ilość niezbadanych przelewów i połączeń między kanałami lub między kanałem a rzeką powodowała, że każda operacja prowadzona była z dużym ryzykiem – tłumaczy Marek Śliwiński.

Wyzwaniem było również znalezienie sposobu na wykonanie zabezpieczenia przed cofaniem się ścieków z oczyszczalni, która pracuje wielowariantowo, jednocześnie nie blokując jej pracy. W tym celu zmuszeni byliśmy do przeprowadzenia wielu operacji podnoszenia, opuszczania i regulacji wysokości przepływów między komorami. Najpierw robiliśmy symulacje prac, by później wdrożyć rozwiązania w praktyce. Kanał pracuje z wydajnością roboczą około 5000–8000 m3/godz., a w przypadku nawałnic deszczowych nawet 20 000 m3/godz. Operowanie taką ilością ścieków w połączonych w kilkunastu miejscach w dwóch kanałach jest nie lada zadaniem – mówi Jakub Wiernicki, kierownik działu robót renowacyjnych wykonawcy.

Praca wre

Na plac budowy zmobilizowano na stałe kilkunastu pracowników spółki Terlan (monterów i operatorów sprzętu ciężkiego), których każdego dnia wspiera firma podwykonawcza i konsorcjanci. Zgodnie z zapotrzebowaniem wynikającym z postępu prac, na plac budowy sukcesywnie dowożone są niezbędne materiały. Nad renowacją czuwają także przedstawiciele lidera konsorcjum oraz inwestora. Obecnie roboty prowadzone są równolegle w trzech różnych miejscach – trwa renowacja komór, czyszczenie kolektora oraz wciąganie modułów GRP, a do prac tych wykorzystywany jest specjalistyczny sprzęt. Wśród najbardziej innowacyjnych urządzeń stosowanych na budowie znajdują się m.in. miniładowarki, które służą do usuwania dużej ilości zalegających osadów z kanałów, a także ładowarki ze specjalnie przygotowanymi uchwytami, używane do instalacji modułów GRP (dzięki ich zastosowaniu transport modułów w kanale do miejsca wbudowania jest o wiele sprawniejszy niż w przypadku zastosowania wyłącznie wciągarki linowej). Ciekawostką jest fakt, że tylko w ciągu realizacji pierwszego etapu zadania na plac budowy moduły dostarczy w sumie 110 tirów.

Efektów prac renowacyjnych w Poznaniu należy spodziewać się w 2020 r. W wyniku inwestycji powstanie nowa, samonośna konstrukcja głównych kanałów odprowadzających ścieki. Same przewody uzyskają lepsze parametry hydrauliczne i wytrzymałościowe, aby Kolektor Prawobrzeżny I mógł nadal spełniać swoją funkcję i pozostać bezawaryjny na wiele lat.