inspekcje i renowacje sieci

36

Inżynieria Bezwykopowa

lipiec - wrzesień 2007

J

edną z coraz powszechniej stosowanych metod rehabili-
tacji technicznej uszkodzonych przewodów kanalizacyj-
nych jest ich odnowa z wykorzystaniem linerów w postaci
utwardzanych na miejscu rękawów typu CIPP (od angiel-

skiego cured in place pipe). Na krajowym rynku dostępne są już
rękawy oferowane przez wielu różnych producentów. Odbiorcy
wymagają, by odnowiony kanał bezpiecznie przenosił przewidy-
wane obciążenia oraz gwarantował odpowiednią przepustowość.

Trwałość przewodów kanalizacyjnych poddanych rehabi-

litacji z zastosowaniem rękawów CIPP szacuje się na około
50 lat, co w chwili obecnej trudno ocenić z uwagi na stosunko-
wo krótki okres stosowania technologii rękawa CIPP. W krajach,
w których stosuje się je znacznie dłużej niż w Polsce, wśród kry-
tycznych inwestorów, chcących wiedzieć, co otrzymują za swoje
pieniądze, często pojawia się pytanie, jak jest możliwe zapewnie-
nie tak długiego czasu przedłużonej eksploatacji przewodu kana-
lizacyjnego poddanego rehabilitacji technicznej z zastosowaniem
rękawa przy jednocześnie stale obniżających się cenach na tego
rodzaju usługi. Odpowiedź na to pytanie jest prosta. Być może
jest to możliwe, ale tylko przy spełnieniu warunku, że zainsta-
lowany rękaw będzie wykazywał bardzo wysoką jakość. Tej zaś
nie da się sprawdzić inaczej niż poprzez systematyczne badania,
dzięki którym odbiory techniczne nie będą często praktykowaną
w naszym kraju fikcją, polegającą na ocenie jakości wykona-
nych robót na podstawie przeglądu kamerą TV. Takie prze-
glądy pozwalają jedynie na sprawdzenie tego, czy rękaw
w ogóle został zainstalowany, i czy podczas instalacji nie po-
pełniono tzw. błędów grubych, np. w postaci fałd bądź sfa-
lowań. Jednak podstawowych parametrów decydujących
o trwałości utwardzonego rękawa, takich jak moduł sprężystości,
grubość, sztywność obwodowa czy szczelność strukturalna nie da
się w ten sposób ocenić. Prawidłowe odbiory techniczne, pole-
gające na przeprowadzeniu stosownych badań, i brak zgody na
złą jakość utwardzonych rękawów w krótkim czasie wyeliminują
z rynku firmy nie potrafiące utrzymać deklarowanych w aprobacie
technicznej parametrów. Wartości te są czasem całkiem nierealne i
podczas badań próbek utwardzonego rękawa łatwo to wykazać.
W Polsce instaluje się coraz więcej rękawów, wykorzystując w tym
celu fundusze Unii Europejskiej. Niestety w wielu przypadkach
inwestorzy nie wykazują wystarczającej staranności w zakresie
nadzoru i kontroli wykonawców, co sprawia, że część zainstalo-
wanych już rękawów ulegnie zniszczeniu znacznie szybciej, niż to
zakładano, choć zwykle po stosunkowo krótkim okresie gwaran-
cyjnym. Takie sytuacje, gdy zaczną się powtarzać, mogą sprawić,
że rehabilitacja przewodów kanalizacyjnych z zastosowaniem
rękawów CIPP zostanie określona jako technologia ryzykowna
i inwestorzy będą jej unikać. Dlatego też firmy wykonawcze także
we własnym interesie powinny dążyć przy kolejnych realizacjach
do utrzymania jak najwyższej jakości. Jak już wspomniano, można
to osiągnąć jedynie poprzez systematyczne badania normowych
próbek utwardzonego rękawa pobranych podczas prowadzenia
robót. W niniejszym artykule zostanie przedstawiony zakres ko-
niecznych badań oraz skutki braku należytej kontroli.

Wybór technologii renowacji

Wybór metody rehabilitacji technicznej uszkodzonego prze-

wodu kanalizacyjnego powinien być poprzedzony opraco-
waniem koncepcji odnowy, w której analizuje się przydat-
ność poszczególnych metod dla konkretnego przypadku
z uwzględnieniem stanu technicznego uszkodzonego kanału.
Opracowanie takie powinno być wykonane przez doświadczone
osoby posiadające stosowne uprawnienia.

W niektórych sytuacjach uwarunkowania techniczne sprawia-

ją, że rękaw CIPP staje się jedynym racjonalnym rozwiązaniem.
Mogą to być np. deformacje przekroju uniemożliwiające zasto-
sowanie technologii z grupy close fit w postaci linera z tworzywa
termoplastycznego (np. U-Liner, compact pipe). Chodzi tu o takie
deformacje, jak np. imperfekcje przekroju poprzecznego, jego
zmienność pomiędzy kolejnymi studzienkami czy przemieszcze-
nia poprzeczne przewodu kanalizacyjnego. W innych sytuacjach
zastosowanie rękawa CIPP nie jest możliwe – np. w przypadku
utraty nośności i załamania się konstrukcji eksploatowanego kana-
łu. Wówczas konieczne jest odtworzenie pierwotnego przekroju,
np. przez zastosowanie technologii berstlining. Obecnie
z uwagi na zmniejszające się zużycie wody i w konsekwencji re-
dukcję ilości ścieków w wielu przypadkach zmniejszenie przekro-
ju jest działaniem pozytywnym, gdyż dzięki temu zwiększają się
prędkości przepływów, co polepsza samooczyszczanie przewo-
dów kanalizacyjnych i obniża koszty eksploatacyjne utrzymania
całej sieci.

Ocena stanu technicznego uszkodzonego

przewodu

Punktem wyjścia dla wymiarowania rękawa CIPP do renowacji

kanału jako elementu konstrukcyjnego przenoszącego konkretne
obciążenia jest dokładna ocena jego stanu technicznego. Zgodnie
z ATV-DVWK M 127 wyróżnia się trzy różne stany techniczne
uszkodzonego kanału. W zależności od rodzaju stanu techniczne-
go na zainstalowany rękaw działają odmienne obciążenia. Oce-
na stanu technicznego powinna być przeprowadzona w oparciu
o wyniki inspekcji kamerą TV wysokiej jakości. Należy sobie zda-
wać sprawę, że nie zawsze taki sposób badań stanu konstruk-
cji kanału jest wystarczający. Zwłaszcza w przypadku kanałów
zbudowanych z rur betonowych i żelbetowych często dochodzi
do bardzo niebezpiecznej korozji siarczanowej betonu, wskutek
której przekształca się on w gips, co powoduje obniżenie nośno-
ści całej budowli, a nawet prowadzi do jej utraty i wystąpienia
stanu awaryjnego. Stopnia korozji nie da się ocenić przez badanie
optyczne, lecz jedynie poprzez badanie pobranych próbek.

Jeśli jest to uzasadnione, przed wprowadzeniem rękawa CIPP

należy przeprowadzić punktowe naprawy przy użyciu robotów
lub w wykopach otwartych (np. frezowanie wadliwie wykona-
nych przyłączy na tzw. oczko, przy zastosowaniu specjalnych
robotów). Konieczność wykonania punktowego wykopu może
mieć miejsce np. wówczas, gdy na krótkim odcinku w wyniku
uszkodzeń występują znaczne załamania lub ubytki konstrukcji
kanału. W takim przypadku zalecanym rozwiązaniem jest odcin-

Dr inż. Andrzej Kolonko

Politechnika Wrocławska

Badania i odbiory techniczne

rękawów CIPP a ich trwałość

inspekcje i renowacje sieci

37

Inżynieria Bezwykopowa

lipiec - wrzesień 2007

kowa wymiana rur. Alternatywą byłoby zwiększenie grubości rę-
kawa na tym krótkim odcinku lub, co łatwiejsze technologicznie,
na całej długości przelotu pomiędzy studzienkami. W ten sposób
nie można jednak odtworzyć pierwotnego przekroju poprzeczne-
go uszkodzonego kanału.

Skutki błędów wykonawczych i projektowych przy

instalacji rękawów CIPP

Wpływ różnych rodzajów nieprawidłowości na nośność

utwardzonego rękawa bardzo obrazowo pokazano na przy-
kładach opracowanych w Niemczech w IKT - Institut für Unte-
rirdische Infrastruktur (Instytut Infrastruktury Podziemnej)
w Gelsenkirchen dla rękawa o grubości 6 mm zainstalowanego
w przewodzie kanalizacyjnym zbudowanym z rur DN 300. Przy-
jęto poziom wody gruntowej 3,0 m powyżej sklepienia kanału,
a stan techniczny I kanału wg ATV-DVWK-M127 (istniejący prze-
wód zachował swoją nośność – występowały drobne uszkodzenia
w postaci nieszczelnych złączy lub włosowatych rys w ściance).
Zasadniczym obciążeniem działającym na rękaw CIPP było parcie
hydrostatyczne wody gruntowej.

Dla analizowanego rękawa przeprowadzono badania oblicze-

niowe, mające wykazać, jak wrażliwe są one na błędy wykonaw-
cze. Na ich podstawie stwierdzono, że utrata nośności utwar-
dzonego rękawa o 50% w stosunku do wartości projektowanej
wystąpi, gdy zaistnieje jedna z poniżej wymienionych sytuacji:

– krótkotrwały modułów sprężystości E wyniesie 1160 MPa za-

miast 2800 MPa;

– pojawi się fałda podłużna o wysokości 1,0 cm;
– pojawi się szczelina pierścieniowa pomiędzy rurą a utwar-

dzanym rękawem o szerokości rozwarcia w

s

≥ 3,0 mm (szczelina

powstaje najczęściej wskutek skurczu żywicy lub źle dobranego
rozmiaru rękawa);

– zmniejszenie grubości rękawa o 1,2 mm (przy założonej gru-

bości s

L

= 6,0 mm).

W praktyce w skutek błędów wykonawczych lub projektowych

może wystąpić jednocześnie kilka niekorzystnych czynników
z grupy ww. wymienionych lub innych. Wówczas nośność ta-
kiego nieprawidłowo wykonanego rękawa może obniżyć się w
sposób drastyczny.

Przedstawione powyżej analizy pozwalają uświadomić sobie,

jak łatwo może dojść do uzyskania rękawa CIPP o obniżonej no-
śności wskutek nieprawidłowości w zakresie jakości materiałów
(parametry żywicy) i wykonawstwa. Kontroli wymaga więc za-
równo materiał konstrukcyjny utwardzonego rękawa, jak i jego
geometria. Wszelkie odchyłki od kołowego kształtu przekroju
rękawa (tzw. imperfekcje) muszą być uwzględnione już na eta-
pie projektowania. Prowadzi to oczywiście do zwiększenia jego
grubości. Podstawowe błędy projektowe polegają zwykle na nie-
uwzględnieniu tych imperfekcji i w konsekwencji na przyjęciu

zbyt małej grubości rękawa. Przyczyną awarii są jednak najczę-
ściej błędy wykonawcze.

O tym, że występowanie różnych błędów wykonawczych jest

w praktyce możliwe nawet w przypadku renomowanych firm wy-
konawczych, mających świadomość, że jakość ich rękawów CIPP
po utwardzeniu będzie systematycznie kontrolowana, świadczą
rezultaty badań przeprowadzonych przez IKT.

Wyniki badań próbek utwardzonych rękawów wykazują dość

duże rozbieżności. Próbki, które nie posiadały zakładanej wartości
modułu sprężystości stanowiły od 0,9 do 22,2% populacji w zależ-
ności od rodzaju rękawa CIPP. Wśród nich względne obniżenie
wartości modułu sprężystości E wahało się w przedziale 6,7–68,5%
od wartości projektowej. Błędy wykonawcze stwierdzono więc w
przypadku renomowanych firm. Można się spodziewać, że wyni-
ki badań próbek utwardzonych rękawów zainstalowanych przez
krajowych wykonawców byłyby znacznie gorsze, tym bardziej,
że na podstawie dotychczasowej praktyki mogą mieć oni niemal
pewność, że kontrola będzie się sprowadzała jedynie do inspekcji
kamerą TV, co w praktyce oznacza, że zasadnicze parametry wy-
trzymałościowe, geometryczne oraz szczelność rękawa nie będą
poddawane ocenie.

Bardzo obrazowo przykładowe skutki błędów projektowych

lub wykonawczych powstałych przy instalacji rękawów przedsta-
wiono na rys. 1.

Pobieranie próbek – instalacja rzeczywista i mo-

delowa

Zgodnie z normą PN EN 13566-4 próbki powinny być pobiera-

nie z instalacji rzeczywistej lub modelowej przeznaczonej do ich
produkcji odwzorowującej warunki rzeczywiste. Zaleca się, aby
wszędzie, gdzie jest to możliwe, próbki do kontroli jakości instala-
cji były pobierane na pośredniej studzience włazowej.

Ponieważ proces technologiczny utwardzania powłoki CIPP

jest wrażliwy na utratę ciepła przez jego odpływ do istniejące-
go kanału i otaczającego gruntu, konieczne jest uwzględnie-
nie tego przy budowie instalacji modelowej. Jeśli nie zdecydo-

Rys. 1. Przykładowe skutki błędów projektowych lub wykonawczych

inspekcje i renowacje sieci

38

Inżynieria Bezwykopowa

lipiec - wrzesień 2007

wano inaczej, instalacja modelowa powinna być wykonana
w rurze kamionkowej lub betonowej całkowicie otoczonej war-
stwą mokrego piasku o grubości co najmniej 300 mm. Podczas
procesu utwardzania temperatura w otaczającej rurę warstwie pia-
sku nie powinna przekraczać 30°C.

Wykaz podstawowych badań w ramach odbioru

technicznego utwardzonych rękawów CIPP

W ramach odbioru technicznego utwardzonych rękawów CIPP

należy uwzględnić następujące badania:
– inspekcja kamerą TV;
– szczelność całego odcinka rękawa;
– szczelność strukturalna rękawa – po usunięci folii zewnętrznej

i wewnętrznej;

– struktura ścianki;
– grubość ścianki;
– początkowa właściwa sztywność obwodowa S

o

;

– krótkookresowy moduł sprężystości przy zginaniu E

O

;

– naprężenie zginające przy pierwszym pęknięciu σ

fo

;

– odkształcenie zginające przy pierwszym pęknięciu ε

fo

.

Wykaz norm związanych z badaniami utwardzo-

nych rękawów CIPP

Obecnie dostępne są następujące normy, które określają ro-

dzaje badań, częstotliwość ich wykonywania i sposób pobierania
próbek do oceny w ramach odbioru technicznego:
• APS – Prüfrichtlinie Wasserdichtheit von Baustoffproben aus vor

Ort härtenden Schlauchlinern.

• ATV-DVWK-M127, Teil 2 Statische Berechnung zur Sanierung

von Abwasserkanälen und -leitungen mit Lining- und Montage-
verfahren.

• PN-EN 13566-1 Systemy przewodów rurowych z tworzyw

sztucznych go renowacji podziemnych bezciśnieniowych sie-
ci kanalizacji deszczowej i sanitarnej. Część 1: Postanowienia
ogólne.

• PN-EN 13566-4 Systemy przewodów rurowych z tworzyw

sztucznych go renowacji podziemnych bezciśnieniowych sieci
kanalizacji deszczowej i sanitarnej. Część 4: Wykładzina z rur
utwardzanych na miejscu.

• PN-EN 1610 Budowa i badania przewodów kanalizacyjnych.
• PN-EN ISO 178 Tworzywa sztuczne. Oznaczanie właściwości

podczas zginania.

• PN-EN 1228 Systemy przewodowe z tworzyw sztucznych. Rury

z termoutwardzalnych tworzyw sztucznych wzmocnionych
włóknem szklanym (GRP). Oznaczanie początkowej właściwej
sztywności obwodowej.

• PN-EN 13380 Wymagania ogólne dotyczące elementów stoso-

wanych do renowacji i naprawy zewnętrznych systemów kana-
lizacyjnych.

• PN-EN 761 Systemy przewodowe z tworzyw sztucznych. Rury

z utwardzalnych tworzyw sztucznych wzmocnionych włóknem
szklanym (GRP). Oznaczanie współczynnika pełzania w powie-
trzu.

• PN-EN 1393 Systemy przewodów rurowych z tworzyw sztucz-

nych. Rury z utwardzalnych tworzyw sztucznych wzmocnio-
nych włóknem szklanym (GRP). Oznaczanie doraźnych właści-
wości wytrzymałościowych przy rozciąganiu wzdłużnym.

Uwagi i zalecenia dla inwestorów

Negatywne konsekwencje przyjmowania ceny oferty za

podstawowe kryterium rozstrzygania przetargów można
w prosty sposób zneutralizować, stosując obligatoryjne badania
weryfikujące jakość instalowanych rękawów CIPP. Program sto-

sownych badań w ramach odbioru technicznego utwardzonego
rękawa CIPP powinien być koniecznie zawarty w specyfikacji prze-
targowej. Obliguje do tego Rozporządzenie Ministra Infrastruktury
z dnia 02.09.2004 r. w sprawie szczegółowego zakresu i formy
dokumentacji projektowej, specyfikacji technicznych wykonania i
odbioru robót budowlanych oraz programu funkcjonalno-użytko-
wego, Dziennik Ustaw Nr 202, Pozycja 2072, gdzie w rozdziale 3
„Zakres i forma specyfikacji technicznych wykonania i odbioru ro-
bót budowlanych”, w paragrafie 13.1 znajduje się zapis mówiący, że
specyfikacje techniczne wykonania i odbioru robót budowlanych
w zależności od stopnia skomplikowania robót budowlanych,
składają się ze specyfikacji technicznych wykonania i odbioru ro-
bót podstawowych, rodzaju robót według przyjętej systematyki
lub grup robót.

Ponadto w paragrafie 14.1 określono, że specyfikacje technicz-

ne wykonania i odbioru robót budowlanych zawierają m.in. co
najmniej:
• pkt 5. – wymagania dotyczące wykonania robót budowlanych

z podaniem sposobu wykończenia poszczególnych elemen-
tów, tolerancji wymiarowych, szczegółów technologicznych
oraz niezbędne informacje dotyczące odcinków robót budow-
lanych, przerw i ograniczeń, a także wymagania specjalne;

• pkt 6. – opis działań związanych z kontrolą, badaniami oraz

odbiorem wyrobów i robót budowlanych w nawiązaniu
do dokumentów odniesienia.
Z tych zapisów jednoznacznie wynika, że w specyfikacji nale-

ży podać normy, w oparciu o które będzie prowadzony odbiór
techniczny utwardzonego rękawa CIPP. Brak określenia przez
zamawiającego jego szczegółowych warunków jest więc dużym
błędem, tym bardziej, że są już dostępne stosowne normy euro-
pejskie w polskiej wersji językowej. Podanie tych norm w spe-
cyfikacji powoduje, że stają się one obowiązujące przy odbiorze
technicznym utwardzonego rękawa CIPP.

Inwestor powinien dążyć także do wydłużenia okresu gwaran-

cyjnego, który w przypadku rękawów CIPP często wynosi zaled-
wie kilka lat. Biorąc pod uwagę, że przewidywany okres trwałości
utwardzonego rękawa wynosi 30–50 lat, należy się zastanowić
nad możliwością wyraźnego wydłużenia okresu obowiązywania
gwarancji.

Konsekwencją wdrożenia programu poprawy jakości utwar-

dzonych rękawów CIPP będzie pewien wzrost cen. Po prostu nie
jest możliwe podniesienie jakości wykonania przy ciągle obniża-
jących się cenach, co psuje rynek, niszczy dobre przedsiębiorstwa
i pozwala funkcjonować słabym firmom, których atutem jest jedy-
nie niska cena, bo o jakość dotychczas nikt nie pytał.

Jak wspomniano, w przypadku egzekwowania odpowiedniej

jakości utwardzonych rękawów CIPP wystąpi pewien wzrost cen
i w tym przypadku będzie to zjawisko dla wszystkich stron po-
zytywne. Dla dobrych firm będzie to szansa rozwoju, a inwesto-
rzy dostaną znacznie trwalszy i bezpieczniejszy, bo sprawdzony,
produkt.

Poprawa jakości i trwałości przy uwzględnieniu znacznie wy-

dłużonego okresu eksploatacyjnego prowadzi w konsekwencji do
obniżenia kosztów eksploatacyjnych w przeliczeniu ma 1 rok.

Warto zauważyć, że w przypadku wyboczenia (zapadnięcia się)

utwardzonego rękawa CIPP, w praktyce trzeba go usunąć. Koszty
takiego zabiegu mogą znacznie przewyższać wartość instalacji no-
wego rękawa. Najprawdopodobniej, gdyby próbki tych rękawów
zostały odpowiednio zbadane w ramach odbioru technicznego,
wykonawca musiałby zainstalować nowy, dodatkowy rękaw.
O ile nie doszłoby jeszcze do deformacji pierwszego rękawa, nie
byłoby to specjalnie trudnym problemem technicznym.

inspekcje i renowacje sieci

39

Inżynieria Bezwykopowa

lipiec - wrzesień 2007