Przyczyny uszkodzeń sieci kanalizacyjnych

brak zachowania minimalnego spadku – odkładanie się na ściankach odpadów, brak możliwości samoczynnego oczyszczania kanału, nadmierna siarczanowa korozja betonu, zła wentylacja kanału, wykonanie kanału ze złej klasy betonu, Punktowe naciski twardych przedmiotów, Podwyższona temp ścieków obniża parametry rur termoplastycznych, Korozja uszczelek przez tłuszce i prod ropopochodne

Szkody górnicze,przerosty kamieni, gryzonie

Podstawowe zasady wykonywania sieci podziemnych w technologii wykopowej.

Najczęściej stosowanym zabezpieczeniem wykopu jest ścianka stalowa (szczelna) – wbijana przez wibromłoty. (jest to bardzo głośna i niebezpieczna czynność), dlatego też zamiast ścianek wbijanych można stosować ścianki wciskane urządzeniem hydraulicznym. Metoda ta jest zdecydowanie bezpieczniejsza. Coraz częściej jest stosowana, gdyż jest łatwy dostęp do sprzętu. Jedyna wada to lekkie osiadanie terenu blisko ścianki. Innym sposobem jest wypłukiwanie ścianki. Niebezpieczeństwo powstaje podczas demontażu ścianki – powstają bardzo duże drgania. Metoda polega na tym, że obok ścianki przyczepia się stalową płytę i wypełnia się ją wodą pod dużym ciśnieniem. Woda ta wypłukuje grunt. Wadą tych metod jest rozluźnienie gruntu wokół rury. Wykop skrzynkowy – ścianki typu „box”. (jest to skrzynka bez dna) – dwie płyty stalowe, równoległe do siebie. Mają wysokość zbliżoną do głębokości wykopu, połączone są ze sobą 4 siłownikami. Metoda polega na dociskaniu tej skrzynki łychą koparki do gruntu. Po wciśnięciu jej na 0,5m następuje wybranie z niej gruntu. Czynność zostaje powtarzana co 0,5m. Jest to bardzo bezpieczna metoda. Nie występują żadne drgania, wstrząsy. Nie następuje rozluźnienie gruntu podczas demontażu, ponieważ ścianki są cienkie i bardzo łatwo wchodzą. W trakcie realizacji wszelkich sieci należy prowadzić w wykopie suchym, a woda może się znajdować co najwyżej 0,5m poniżej poziomu dna wykopu (przez cały okres budowy sieci). Jeżeli zdecydujemy się na zastosowanie ścianki szczelnej, należy wbić ją do warstwy nieprzepuszczalnej. Jeżeli nie możemy się dokopać do tej warstwy możemy zastosować odwodnienie wykopu, przy niedużej ilości napływającej wody. Jeżeli jest dużo wody do odpompowania to stosujemy studnie wiercone. Powstają duże leje. Niebezpieczne jest nierównomiernie obniżanie poziomu wody gruntowej dla budynków nieodpornych na nierównomierne osiadanie. Odwodnienie zabezpiecza rury przed wypłynięciem. Dalsze prace:

• jeżeli grunt jest sypki to możemy układać bezpośrednio na dnie wykopu

• jeżeli grunt jest spoisty należy wykonać bezwzględnie podsypkę z gruntu sypkiego,

dobrze zagęszczalnego. Jako podsypkę stosuje się lepiej ziarna zaookrąglone, aby nie podziurawiły rur z tworzyw sztucznych. Obsypka ma takie same wymagania jak

podsypka. Zasypka – nie określa się żadnych wymagań dla zasypki jeśli wykonywana jest w terenie zielonym. Nie ma to znaczenia dla konstrukcji rury.

Należy unikać posadowienia rur na starych fundamentach lub na głazach. Jest to

niebezpieczne zarówno dla rur sztywnych jak i podatnych.

Podsypka musi mieć min 10cm

Budowa sieci podziemnych w technologii mikrotunelowania

Technologia mikrotunelowania polega na drążeniu poziomego lub o wymaganym spadku otworu-tunelu, pomiędzy komorą startową i końcową. Przekroje (inaczej szyby) mogą być prostokątne, okrągłe lub owalne w zależności od zabezpieczenia ścian (najczęściej ścianki szczelne). Wymiary komór zależą od wymiarów urządzeń do mikrotunelowania i prefabrykatów stanowiących konstrukcję tunelu.

Zespół urządzeń do mikrotunelowania składa się z 6 elementów: głowicy wiertniczej, stacji siłowników z zespołem zasilającym, systemu smarowania, systemu usuwania urobk, systemu gospodarki płuczką, systemu sterującego

Po wybudowaniu komór i zainstalowaniu urządzeń rozpoczyna się wiercenie tunelu i instalacji obudowy tunelu, nazwanej także rurą technologiczną. Tarcza głowicy napędzana silnikiem hydraulicznym poprzez przekładnie planetarną, obraca się i powoduje wstępne rozdrobnienie gruntu. Za tarczą znajduje się komora w kształcie ściętego stożka, w której urobiony grunt podlega rozdrobnieniu na cząstki, jakie jest zdolny przetransportować system płuczkowy. Następnie, przez pierścieniową szczelinę rozdrobniony grunt przedostaje się do komory płuczkowej, gdzie miesza się z płuczką i jest tłoczony przez system instalacji rurowych do umieszczonego na zewnątrz zbiornika płuczkowego. Rozpoczynając od szybu startowego , głowica wiercąca przemieszcza się dzięki naporowi zespołu silników umieszczonego w tym

szybie, najpierw za pośrednictwem pierścienia dociskowego o dużej sztywności, a następnie za pomocą rur produktowych (stanowiących finalną obudowę tunelu). Wszystkie przewody zasilające układ płuczkowy, napędu i kontroli są umieszczone wewnątrz tunelu i muszą być sukcesywnie przedłużane w miarę zwiększenia się jego długości. Dla zmniejszenia tarcia pomiędzy zewnętrzną powierzchnią rur a gruntem stosuje się układ smarowania (roztwór bentonitowy). System transportu hydraulicznego polega na dostarczaniu czystej płuczki do komory mieszania w głowicy wiertniczej, gdzie miesza się ona z rozdrobnionym urobkiem i

transportuje go do przewodu powrotnego. Zmieszana z gruntem płuczka jest dostarczana do osadnika, w którym oddziela się ją od stałych cząstek gruntu, tak aby mogła być powtórnie użyta do transportu urobku. Separacja płuczki od gruntu odbywa się na sitach wibracyjnych. Proces robót wiertniczych jest zdalnie sterowany i kontrolowany ze stanowiska operatora. Przy użyci siłowników operator ma możliwość, w ograniczonym zakresie, korygowani trasy mikrotunelu. Do precyzyjnej kontroli ustawienia osi tunelu służą urządzenia składające się z umieszczonego w szybie startowym lasera i elektronicznej tarczy zamontowanej n głowicy

wiertniczej. Obraz z tarczy jest przekazywany do pulpitu sterującego za pomącą kamery umieszczonej za głowicą. Umożliwia to obliczenie na bieżąco odchylenia osi tunelu od projektowanego kierunku i podejmowanie natychmiastowych korekt. Wszystkie czynności są rejestrowane i archiwizowane przez komputer.

Proces tunelowania jest zakończony w momencie wyjścia głowicy w studni końcowej. Po zakończeniu prac wiertniczych i demontażu głowicy należy odłączyć wszystkie instalacje i urządzenia. Wykonanie kolejnego odcinka instalacji można rozpocząć po przeniesieniu głowicy do następnej studni startowej.

Budowa sieci podziemnych w technologii przecisku

Technologia ta polega na wykonaniu przewodu pomiędzy dwoma komorami – początkową i końcową. Wymiary wpychanych elementów muszą być takie aby w ich wnętrzu mogli pracować ludzie urabiający i transportujący grunt. Podstawową wadą przecisków w takim przypadku są bardzo małe możliwości korekty kierunku – sterowanie. Ograniczenie to jest szczególnie uciążliwe podczas realizacji kanałów grawitacyjnych o małych spadkach i umożliwia wyłącznie wykonywanie odcinków prostoliniowych. Istotną wadą tej metody jest także konieczność odwodnienia gruntu na całej trasie przecisku. W przypadku przewodów kanalizacyjnych przeciskanie przewodu może polegać na: wykonaniu obudowy wstępnej (rury osłonowej); do wnętrza której wprowadzany jest przewód technologiczny, wciśnięciu w grunt prefabrykatu spełniającego zarówno rolę obudowy, jak i przewodu technologicznego Pierwsze z wymienionych rozwiązań były charakterystyczne dla dawnej wykonywanych przecisków, chociaż obecnie ta metoda jest również stosowana. Do zabezpieczenia wyrobiska wykorzystuje się zazwyczaj rury stalowe, do wnętrza których wprowadza się: przewody technologiczne z innych materiałów (żelbetu, żeliwa, kamionki, itp.), rurę stalową o mniejsze, dostosowanej do potrzeb technologicznych średnicy Przestrzeń pomiędzy obiema rurami wypełnia się insektem na bazie cementu, tworząc niejako trójwarstwowy układ ścianki przewodu. Zakłada się przy tym, że całość obciążeń po skorodowaniu rury zewnętrznej przejmie rura wewnętrzna. Zadaniem iniektu jest także zabezpieczenie wyrobiska przed „minitąpnięciem” po skorodowaniu stalowej rury zewnętrznej. Są także rozwiązania, w których niezbrojony insekt betonowy jest zastępowany formowaną na

miejscu konstrukcją żelbetową. Obecnie częściej wykonywane są przeciski z rur lub innych elementów stanowiących zarówno obudowę, jak i przewód technologiczny. Materiałami stosowanymi do wykonywania rur dla współczesnych przecisków są beton, polimerobeton i GRP. Przewód kanalizacyjny ułożony w przeciskanej, osłonowej rurze stalowej:

a) z zastosowaniem rury stalowej i prefabrykowanej rury

betonowej(technologicznej),

b) z zastosowaniem dwóch rur podatnych

1-stalowa rura osłonowa, 2-iniekt, 3-rura sztywna(betonowa),

4-rura wewnętrzna(podatna)

OPIS TECHNOLOGII

Przeciskanie rozpoczyna się od wykonania szybu początkowego i końcowego. Wymiary szybu początkowego zależą od wymiarów przepychanych elementów, głębokości na jakiej elementy będą przepychane, wymiarów zespołu urządzeń do przepychania, które zostaną w szybie zainstalowane (siłowników, bloku oporowego, płyty dennej i torowiska) oraz sposobu zabezpieczenia ścian szybu i jego odwodnienia. Proces wciskania przebiega na odcinku „komora startowa-komora docelowa”. Komora startowa może być wykonana jako okrągła, prostokątna;

eliptyczna lub o innym kształcie pod warunkiem że zapewnia możliwość zainstalowania w jej wnętrzu wszystkich niezbędnych urządzeń, wprowadzenia przeciskanych prefabrykatów oraz wydobycia urobku. Komora docelowa musi być dostosowana do wydobycia urządzeń drążących urobek. Ściany komór mogą być zabezpieczone ściankami stalowymi wykonanymi z profili do wykonywania ścianek szczelnych. W zależności od lokalnych warunków gruntowo-wodnyh komory są odwadniane przez pompowanie wody z ich dna albo przy użyciu studni lub igłofiltrów.

Typowa komora startowa wyposażona jest w:

- blok oporowy, którego zadaniem jest przecięcie reakcji poziomych z siłowników i przekazanie ich na grunt;

- płytę denną, której zadaniem jest umożliwienie instalacji sprzętu, w tym prowadnic(torowiska) zapewniających prawidłowe nakierowanie wciskanej rury

- zespół siłowników hydraulicznych, których zadaniem jest wciskanie w grunt obudowy wykonywanego przewodu

- sztywny pierścień dystansowy, którego zadaniem jest równomierne przekazanie obciążeń z siłowników na czoło przeciskanych prefabrykatów

- urządzenie kontroli kierunku przeciskania (zazwyczaj laserowe)

Pozostałymi wyposażeniami instalacji do przeciskania rur są:

- nóż zainstalowany na pierwszym prefabrykacie,

- wózki lub inny system poziomego transportu urobku,

- dźwig do pionowego transportu urobku

Proces przeciskania składa się z następujących etapów:

- wykonanie komór

- zainstalowanie urządzeń instalacji przeciskowej

- wycięcie w obudowie komory „okna: tzn. otworu o wymiarach dostosowanych do przekroju poprzecznego wciskanej rury

- wprowadzenie do komory noża i zainstalowanie go na czole pierwszej rury,

- ułożenie rury na torowisku nadające jej żądany kierunek ruchu

- zainstalowanie pomiędzy siłownikami a tylnym licem rury pierścienia dystansowego

- ustawienie urządzenia korygującego kierunek ruchu,

- wepchnięcie rury w grunt,

- wycofanie wysięgników siłowników i pierścienia dystansowego,

- wydobycie gruntu z wnętrza rury tak, aby przodek wyrobiska nie znalazł się poza obrębem noża

- wydobycie gruntu z komory (transport pionowy)

- wprowadzenie urządzeń do poziomego transportu gruntu,

- wprowadzenie do komory następnej rury

- połączenie rur

- wprowadzenie do wnętrza przewodu instalacji energetycznej i wentylacyjnej

- wepchnięcie kolejnej rury

Opisane czynności powtarzane są do momentu, gdy czoło pierwszej rury znajdzie się w komorze docelowej. Nieznacznej korekty kierunku można dokonać w początkowym okresie, różnicując naciski poszczególnych siłowników zainstalowanych w komorze, a późniejszym –różnicując naciski siłowników korygujących umieszczonych za nożem(jeśli są takie przewidziane). Teoretycznie można przepychać bardzo długie odcinki rur lub tuneli. W praktyce jest to ograniczone wzrastającą, ze wzrostem długości wpychanej konstrukcji, siłą tarcia. Istotnym zagadnieniem jest rozwiązanie połączeń przeciskanych elementów, które muszą spełniać 3 podstawowe warunki:

- zapewniać przeniesienie siły podłużnej z elementu na element bez uszkodzenia stykających się płaszczyzn

- zapewniać szczelność połączenia

- uniemożliwić poprzeczne przemieszczenie elementów

Wartość siły powstającej na styku może dochodzić do kilku tyś. Niutonów. Dla przeniesienia tych naprężeń stosuje się przekładki

Podstawowe zalety umieszczania sieci infrastruktury podziemnej w tunelach zbiorczych

Tunel zbiorczy – to tunel, w którym usytuowane są wszystkie sieci, z tym że kanalizacja bardzo żadko.

Zasady : Tunele należy projektować tak, by w jak największym stopniu wykorzystać piwnice istniejących budynków

Zalety:

• remonty bez wykopów – swoboda dostępu

• swoboda wymiany i rozbudowy sieci

• lepsze warunki pracy dla sieci (nie oddziaływuje na środowisko gruntowe)

• inne koszty układania kabli i sieci

• bezpieczeństwo

Remont sieci podziemnych w technologii utwardzanego rękawa

Jej ideą jest wprowadzenie do wnętrza kanału linera w postaci utwardzanego na miejscu rękawa określanego w literaturze jako CIPP od angielskiego „Cured In Place Pipe”, termin odnosi się do wszystkich "rur utwardzanych na miejscu".

-Powszechnie używa się rękawów z materiału impregnowanego żywicą poliestrową lub epoksydową.

-Zaimpregnowany rękaw wprowadzany jest do istniejącego przewodu.

-Następnie wypełnia się go, aby ściśle przylegał do ścianek przewodu i utwardza w temperaturze otoczenia albo, co jest częściej stosowane, poprzez recyrkulację gorącej wody lub pary wodnej. (Niektóre technologie wykorzystują do utwardzania żywic promieni ultrafioletowych.)

-Charakterystyczną zaletą metody utwardzanego rękawa jest nie tylko minimalne zawężenie przekroju, ale jego zdolność dostosowania się do niemalże każdego kształtu rury, co umożliwia wykładanie przewodów o przekrojach innych niż kołowe.

-Znając wymiary wewnętrznej średnicy przewodu, zakładając niewielką kurczliwość materiału podczas utwardzania można uzyskać w efekcie końcowym renowacji wkład ściśle dopasowany do rury.

-Głównym ograniczeniem w stosowaniu tej technologii jest grubość ścianki rękawa, która może znacznie rosnąć, zwłaszcza w przewodach niekołowych, w przypadku większych średnic lub dużych obciążeń zewnętrznych. Powoduje to wzrost wielkości, wagi i ceny rękawa.

-Pomimo, że większość technologii "utwardzanego rękawa" jest używana przede wszystkim w rurociągach nieprzełazowych, to niektóre systemy kwalifikują się również do renowacji kanałów i kolektorów wielkośrednicowych. Metodą "utwardzanego rękawa" tworzy się ściśle pasowaną "rurę w rurze", która ma znaczną

wytrzymałość strukturalną i może być dostosowana do różnych warunków obciążeniowych. Systemy przewidziane do renowacji przewodów grawitacyjnych nie zależą jednak od połączenia pomiędzy rękawem, a podłożem. Najważniejsze zalety stosowanych materiałów:

-wysoka odporność fizyko-chemiczna,

-całkowita szczelność,

-szybkość montażu,

-niezawodna i bezawaryjna eksploatacja

Wady systemu:

-konieczność wyłączenia z eksploatacji naprawianego przewodu. W przewodach grawitacyjnych, gdzie przepływ jest bardzo mały, istnieje możliwość miejscowego blokowania kanału w oparciu o znaczną pojemność całego systemu. W innych przypadkach konieczne jest przeważnie wykonanie obejścia i przepompowywanie.

Remont sieci podziemnych w technologii U-liner.

W metodzie tej wykorzystywane są rury polietylenowe z PE-HD, którym fabrycznie w

wyniku obróbki termiczno-mechanicznej w specjalnym urządzeniu nadawany jest kształt litery „U”. Dzięki temu procesowi możliwa jest redukcja przekroju o około 25-30 % Tak nawinięte na bębny rury transportowane sa na plac budowy. Powrót U Linera do kształtu kołowego możliwy jest dzięki doprowadzeniu do rury pary pod ciśnieniem oraz zjawisku efektu pamięci rur PE.

Remont sieci podziemnych w technologii Relining.

Technologia polega na wciągnięciu do starego przewodu kołowego nowej, samonośnej rury z polietylenu. Średnica wciąganej rury jest mniejsza od średnicy naprawianego przewodu. Do starego przewodu kołowego wciągana jest samonośna, grubościenna rura z polietylenu. Na ogół odcinki rur polietylenowych łączy się na placu budowy poprzez doczołowe zgrzewanie do wymiarów niezbędnych do przeciągnięcia nowej rury pomiędzy dwoma lub więcej wykopami montażowymi (relining długi). Przed naprawą przewodu, niezbędne jest dokładne oczyszczenie starego kanału. Po wprowadzeniu nowej rury do przewodu przestrzeń między rurami wypełnia się masą iniekcyjną. W reliningu krótkim wykorzystywane są moduły o długościach ok. 0,5m łączone kielichowo. Pozwala to prowadzić prace we wnętrzu studni kanalizacyjnej i dzięki temu możliwe jest odnawianie kolejnych odcinków kolektora bez wykonywania jakichkolwiek prac ziemnych. Zalety metody:

• minimalna ilość robót ziemnych,

• minimalne zakłócenia ruchu drogowego,

• krótki czas wykonania,

• koszt porównywalny do robót wykopowych,

• możliwość renowacji przewodów grawitacyjnych i ciśnieniowych.

Remont sieci podziemnych w technologii Trolining.

System bezodkrywkowej rekonstrukcji rurociągów grawitacyjnych i ciśnieniowych wykonanych z dowolnych materiałów i o dowolnych przekrojach. Rekonstrukcja polega na zamontowaniu wewnątrz uszkodzonego rurociągu jednego lub kilku rękawów wykonanych z polietylenu oraz utwardzeniu ich warstwą mineralną. Wkłady systemu Trolining wciąga się do rurociągu przez studnie rewizyjne, a następnie formuje poprzez napełnianie ich powietrzem lub wodą. Przestrzeń między rękawami wypełnia się płynną masą iniekcyjną, która w procesie wiązania powiększa swoją objętość, dzięki czemu zewnętrzny rękaw zostaje wciśnięty w ubytki i szczeliny ścian kanału, co zespala wykonany wkład z regenerowanym rurociągiem.

Zalety metody:

• minimalna ilość robót ziemnych,

• minimalne zakłócenia ruchu drogowego,

• krótki czas wykonania,

• możliwość renowacji przewodów grawitacyjnych i ciśnieniowych o dowolnych przekrojach.