Technologie bezwykopowej odnowy przewodów kanalizacyjnych, które warto zastosować w kraju

Uwagi wstępne

Obecnie wykorzystywane są dziesiątki różnych technologii bezwykopowej odnowy przewodów kanalizacyjnych, w większości zaprezentowane w [1]¹. Technologie, które zostały omówione w tym artykule, w wielu przypadkach nie zastąpią dotychczas stosowanych, ale mogą stanowić dla nich bardzo atrakcyjną pod względem technicznym lub kosztowym alternatywę.

Szczególnie atrakcyjne ze względów kosztowych są pierwsze dwie technologie z niżej omawianych z uwagi na fakt, że są bezsprzętowe, a zatem nie wymagają nakładów finansowych na zakup różnych urządzeń, cechuje je brak ryzyka kosztowego w przypadku np. niewygrania przetargu. Technologie te są znacznie tańsze w bezwykopowej rehabilitacji przełazowych kolektorów kanalizacyjnych jako alternatywne rozwiązanie dla metod wprowadzania do wnętrza kanałów utwardzanych powłok żywicznych CIPP czy krótkich modułów rur z tworzyw sztucznych.

Zaprezentowane zostały również inne technologie efektywne kosztowo, znane i już stosowane w naszym kraju, teraz jednak zaadaptowane do innych zadań, a także technologie dotychczas u nas niestosowane lub rzadko stosowane, korzystne pod względem kosztowym w stosunku do innych technologii, wymagające jednak zakupu kosztownego sprzętu.

Ponieważ autorzy propagowali już wcześniej opisywane niżej technologie na konferencjach i w artykułach zamieszczanych w czasopismach, nie można wykluczyć, że któraś z tych technologii została już zastosowana w Polsce.

Przykłady technologii bezwykopowej rehabilitacji kolektorów kanalizacyjnych niewymagających nakładów na zakup sprzętu

Bezwykopowa rehabilitacja przełazowych kolektorów kanalizacyjnych jest zabiegiem wysoce kosztownym z uwagi na ich duże wymiary, stąd też poszukiwanie oszczędności w tym obszarze jest jak najbardziej uzasadnione. Obecnie najczęściej do wnętrza istniejących kolektorów kanalizacyjnych wprowadza się krótkie moduły rur (ryc. 1) lub ciąg długich rur, najczęściej wykonanych z tworzyw sztucznych.

Bardziej od tej metody rozpowszechniona jest technologia CIPP utwardzanych in situ powłok żywicznych (ryc. 2). Obie te technologie zostały szczegółowo opisane m.in. w [1].

Poniżej zaprezentowano dwie inne technologie, niestosowane w kraju, które, umożliwiając uzyskanie tych samych efektów technicznych, nie wymagają aż tak wysokich nakładów kosztowych jak technologie wymienione wyżej.

Przykładem może być technologia polegająca na zastosowaniu użebrowanych tasiemek montowanych ręcznie przez robotników (ryc. 3) i łączonych ze sobą specjalną taśmą zaciskową. Jedynym narzędziem stosowanym w tej technologii jest młotek, za pomocą którego dobijana jest taśma łącznikowa do końca obu sąsiadujących ze sobą tasiemek.

Tworząc powłokę z użebrowanych tasiemek, można uzyskać efekt niekonstrukcyjnej rehabilitacji, zwanej często renowacją (non structural rehabilitation). Powłoka ta uszczelnia kanał, chroni wewnętrzne ściany przed korozją i poprawia jego parametry hydrauliczne.

Użebrowane tasiemki mogą zostać także zastosowane do bezwykopowej w pełni konstrukcyjnej rehabilitacji, zwanej często rekonstrukcją (fully structural rehabilitation), uzyskując w ten sposób dodatkowo wzmocnienie konstrukcji kanału, potwierdzone uzyskaniem wymaganego współczynnika bezpieczeństwa. Takie zastosowanie użebrowanej tasiemki pokazane jest na rycinie 4. W tym przypadku najpierw montuje się w kolektorze kanalizacyjnym zbrojenie konstrukcyjne, potem tworzy się z tasiemki powłokę, a następnie wypełnia przestrzeń powietrzną między powłoką a wewnętrzną ścianą kolektora zaprawą cementową.

W Polsce znane są podobne metody. To montaż renowacyjnej powłoki za pomocą urządzenia montowanego na dnie studzienki kanalizacyjnej (ryc. 5) lub za pomocą urządzenia przemieszczającego się wewnątrz kanału (ryc. 6). Są one jednak znacznie droższe od technologii pokazanej na rycinach 3 i 4 w przypadku, gdy stosuje się je w przełazowych kolektorach kanalizacyjnych.

Kolejna, równie wskazana do zastosowania w naszym kraju technologia bezwykopowej rehabilitacji przełazowych kolektorów kanalizacyjnych polega na wykorzystaniu lekkich tkanin węglowych (ryc. 7), ręcznie doklejanych za pomocą żywicy do wewnętrznych ścian kanałów. Przy stosowaniu tej technologii potrzebne jest jedynie wiadro, do którego wlewa się żywicę, i pędzel, którym rozprowadza się żywicę na powierzchni ściany, aby następnie ręcznie dokleić do niej tkaninę węglową. W przypadku stosowania tkanin węglowych można założyć, że 1 mm tkaniny węglowej po jej doklejeniu do wewnętrznej ściany kanału umożliwia uzyskanie efektu wytrzymałościowego równoważnego w zależności od rodzaju zastosowanych tkanin węglowych powłoce stalowej o grubości ok. 3–5 mm. Technologia ta może zatem być stosowana zarówno w opcji renowacyjnej, jak i rekonstrukcyjnej.

Przykład technologii efektywnej kosztowo, znanej i już stosowanej w naszym kraju, a teraz zaadaptowanej do innych zadań

Technologią efektywną kosztowo, znaną i już stosowaną w kraju od lat 90. XX w., jest cementowanie przewodów wodociągowych. Technologia ta może jednak zostać zaadaptowana do innych zadań niż dotychczasowe.

W przypadku jej zastosowania do renowacji kanalizacyjnych przewodów betonowych, żelbetowych czy wykonanych z rur z betonu sprężonego (ryc. 8) można uzyskać bardzo duże oszczędności, nawet większe niż przy jej wykorzystaniu do renowacji przewodów wodociągowych z uwagi na niewykonywanie wykopów ziemnych, ale wprowadzenie urządzeń natryskowych do wnętrza kanałów przez studzienki kanalizacyjne. Stosując tę technologię do renowacji przewodów wodociągowych, uzyskuje się, w zależności od wielu różnych czynników, oszczędności rzędu od 13,5% do 41% [1]. W przypadku wykorzystania tej technologii do renowacji przewodów kanalizacyjnych należałoby zastosować nie zwykły cement używany przy renowacji przewodów wodociągowych, ale np. cement modyfikowany różnymi dyspersjami tworzyw sztucznych, które dopuszczone są do kontaktu ze ściekami. Aktualnie firmy z branży chemii budowlanej oferują zaprawy cementowe w szerokim zakresie pH, od ok. 3 do ok. 11.

Dla wzmocnienia konstrukcji cementowanych przewodów, czyli dla uzyskania efektu częściowo lub w pełni rekonstrukcyjnego, można przed rozpoczęciem cementowania przeciągnąć przez kanał spiralę z wysoko wytrzymałej stali (ryc. 9), a następnie zastosować cementowanie. Cementowanie odpowiednio dobranymi zaprawami może być także zastosowane w przypadku przewodów ciepłowniczych.

Technologie niestosowane lub rzadko stosowane w naszym kraju, bardzo efektywne kosztowo w stosunku do innych technologii, ale wymagające zakupu kosztownego sprzętu

Przykładem technologii niestosowanej lub rzadko stosowanej w Polsce, bardzo efektywnej kosztowo w stosunku do innych technologii, sprawdzonej od wielu lat w innych krajach, wymagającej jednak zakupu kosztownego sprzętu jest technologia bezwykopowych napraw nieprzełazowych przewodów kanalizacyjnych z zastosowaniem robotów kanalizacyjnych (ryc. 10).

Roboty stosuje się w kanałach o średnicach 150–800 mm. Mogą one wykonywać wiele czynności dzięki możliwości umieszczania w ich głowicach różnych urządzeń. Do czynności tych należą frezowanie, wiercenie, szlifowanie, usuwanie osadów, wycinanie korzeni drzew, iniekcja lub wtłaczanie zapraw kompozytowych, wyrównywanie powierzchni, polerowanie oraz wzmacnianie konstrukcji powłokami dowożonymi do miejsca ich wbudowania. Roboty wprowadzane są do kanałów przez studzienki kanalizacyjne. Ich praca obserwowana jest za pomocą kamery umieszczanej w przedniej części maszyny.

Przykłady różnych możliwych czynności robota pokazano na rycinach 10a–10h. Na rycinie 10a zaprezentowano iniekcję nieszczelnego złącza dwuskładnikowym żelem przy zastosowaniu wiertła rurowego. W wyniku iniekcji tworzy się na zewnątrz złącza elastyczna powłoka uniemożliwiająca infiltrację wody gruntowej do wnętrza kanału. Na rycinie 10b pokazano frezowanie rys na głębokość i szerokość ok. 25–30 mm w celu uzyskania optymalnej przyczepności kleju epoksydowego do materiału konstrukcji kanałowej. Tym sposobem frezowane są także złącza i ubytki konstrukcyjne. Na rycinie 10c pokazane jest użycie dwuskładnikowego kleju na bazie żywicy epoksydowej do wypełniania nim ubytków powierzchniowych na wewnętrznych ścianach kanału. Klej ten może być stosowany także pod wodą, dając gwarancję przyczepności na długi okres. Na następnej rycinie pokazano frez tarczowy do rowków. Wycina się nim korzenie, a także frezuje złącza i rysy. Na rycinie 10e pokazano zastosowanie frezarki do usuwania twardych osadów, np. z betonu, a na rycinie 10f zastosowanie frezu diamentowego do wycięcia przykanalika przechodzącego do wnętrza kanału. Z kolei na rycinie 10g zilustrowano uszczelnianie nieszczelnego połączenia przykanalika z kanałem przy zastosowaniu korka pneumatycznego, a następnie wypełnieniu ubytków konstrukcyjnych między korkiem a szalunkiem przyłożonym od wewnątrz w miejscu przykanalika. Na ostatniej rycinie zaprezentowano wypełnianie dużych ubytków konstrukcyjnych kanału przy wykorzystaniu specjalnego szalunku.

Równie atrakcyjna jak poprzednia pod względem kosztowym jest technologia uszczelniania nieszczelnych złączy kanałowych za pomocą trójczłonowego pakera iniekcyjnego (ryc. 11). 

Technologia ta składa się z następujących etapów, kolejno pokazanych na rycinie 12:

• umieszczenie za pomocą kamery kanalizacyjnej w miejscu nieszczelności kanału pakera iniekcyjnego, tj. urządzenia o kształcie cylindrycznym, z nasuniętą po zewnętrznej stronie trójczłonową (najczęściej) powłoką gumową, z otworem iniekcyjnym w części środkowej;
• napompowanie dwóch zewnętrznych członów powłoki gumowej uszczelniających hermetycznie obszar nieszczelnego złącza, testowanie szczelności złącza sprężonym powietrzem w przypadku niepewności, czy złącze jest szczelne;
• iniekcja żywicy;
• testowanie sprężonym powietrzem skuteczności uszczelnienia złącza;
• wypuszczenie powietrza z zewnętrznych członów powłoki gumowej w celu przemieszczenia pakera na kolejne nieszczelne złącze. 

Obie zaprezentowane wyżej technologie naprawcze wymagają, w odróżnieniu od wcześniej opisywanych, poniesienia wysokich nakładów na zakup sprzętu, ale co potwierdza praktyka ich stosowania w różnych krajach, nakłady te bardzo szybko – najczęściej do dwóch lat – zwracają się.

Istnieje sporo innych efektywnych kosztowo technologii bezwykopowych napraw, opisanych np. w [1]. Udział technologii naprawczych w odniesieniu do wszystkich technik odnowy stosowanych w naszym kraju stanowi obecnie zaledwie kilka procent, podczas gdy w niektórych krajach zwracających większą uwagę na czynnik kosztowy udział tych technologii wynosi niekiedy nawet ponad 30%.

Uwagi końcowe

W artykule zostało zaprezentowanych tylko kilka technologii, które warto stosować. Istnieje szereg innych ciekawych technologii, opisywanych głównie w czasopismach „Nowoczesne Budownictwo Inżynieryjne” i „Instal”, np. stosowanie krótkich modułów rur stalowych o wyższej trwałości od rur z tworzyw sztucznych, stosowanie rurociągów ze zgrzewanych rur PVC o znacznie wyższych parametrach wytrzymałościowych od rur polietylenowych czy stosowanie natrysku rur żywicą poliuretanową o wyższych parametrach wytrzymałościowych od zaprawy cementowej.

W Polsce nie zawsze poprawnie dobierane są bezwykopowe technologie odnowy przewodów kanalizacyjnych. Często sięga się po kosztowne metody, podczas gdy można zastosować znacznie tańsze technologie rehabilitacyjne lub naprawcze, zaprezentowane m.in. w tym artykule. Podane tu informacje dotyczące proponowanych technologii mogą być przydatne zarówno dla firm rozpoczynających działalność w branży technologii bezwykopowych oraz poszerzających zakres swojej oferty wykonawczej, jak i inwestorów, którzy powinni być zainteresowani technologiami nie tylko poprawnie dobranymi pod względem technicznym, ale także tańszymi od niektórych stosowanych obecnie.

Literatura

1. Technologie bezwykopowe w inżynierii środowiska. Red. A. Kuliczkowski. Wydawnictwo Seidel–Przywecki. Warszawa 2010. ↩︎

https://nbi.com.pl/branze/inz-bezwykopowa/