Renowacja kolejnego fragmentu magistrali wodociągowej Zbiornik Dobczycki – Kraków

Dostawa wody zgodnie z ustawą z 8 marca 1990 r. o samorządzie gminnym jest zadaniem własnym gminy. Zapewnienie ciągłości i niezawodności dostaw wody ma kluczowe znaczenie zarówno dla odbiorców indywidualnych, rolnictwa, jak i dla różnych gałęzi przemysłu.

Kwestie związane z realizacją tego zadania są uregulowane w wielu ustawach i rozporządzeniach. Zgodnie z art. 5.1. ustawy z 7 czerwca 2001 r. o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę i zbiorowym odprowadzaniu ścieków przedsiębiorstwo wodociągowo-kanalizacyjne ma obowiązek zapewnić zdolność posiadanych urządzeń wodociągowych i urządzeń kanalizacyjnych do realizacji dostaw wody w wymaganej ilości i pod odpowiednim ciśnieniem oraz dostaw wody i odprowadzania ścieków w sposób ciągły i niezawodny, a także zapewnić należytą jakość dostarczanej wody i odprowadzanych ścieków. Z kolei w ustawie z 26 kwietnia 2007 r. o zarządzaniu kryzysowym ustawodawca zaliczył system zaopatrzenia w wodę do infrastruktury krytycznej.

Woda dla Krakowa ze Zbiornika Dobczyckiego

Biorąc powyższe pod uwagę, Wodociągi Miasta Krakowa SA przywiązują dużą wagę do stanu technicznego sieci przesyłowych. Szczególnie znaczenie ma w tym wypadku Zakład Uzdatniania Wody Raba, który zaopatruje w wodę ponad 60% mieszkańców Krakowa, a średniodobowa produkcja to ok. 100 tys. m³ wody, przy czym zdarzają się sytuacje, gdy produkcja osiąga wartość ponad 150 tys. m³/d.

ZUW Raba oddano do użytku w 1974 r. Początkowo wodę pobierano z tymczasowego ujęcia, a elementem piętrzącym był jaz na Rabie. Wraz z rosnącym zapotrzebowaniem na wodę konieczna była dalsza rozbudowa zakładu. Zdecydowano się wówczas na budowę zbiornika retencyjnego – Jeziora (Zbiornika) Dobczyckiego, powstałego przez spiętrzenie wód Raby zaporą. Ukończono go w 1986 r. W ten sposób zostało zapewnione bezpieczeństwo dostaw wody dla Krakowa. Woda jest pobierana ze Zbiornika Dobczyckiego za pośrednictwem ujęcia wieżowego, zlokalizowanego na brzegu jeziora. Istnieje możliwość poboru z trzech poziomów, co pozwala na pobieranie wody o najlepszej jakości i uniezależnia od uwarunkowań pogodowych. Z ujęcia woda tłoczona jest dwoma rurociągami o średnicy 1000 i 1400 mm do komory kontaktowej w ZUW Raba, a następnie poddawana jest wieloetapowemu procesowi uzdatniania (utlenianie wstępne ozonem, koagulacja połączona z adsorpcją na węglu aktywnym i sedymentacją, filtracja na filtrach pospiesznych antracytowo-piaskowych oraz dwustopniowa dezynfekcja z wykorzystaniem promieni UV i podchlorynu sodu). Technologia uzdatniania wody jest systematycznie udoskonalana. W 2023 r. zmodernizowano system ozonowania, budując nowoczesną instalację wytwarzania ozonu z ciekłego tlenu (wcześniej był to system powietrze i wysokie napięcie).

Ponieważ ZUW Raba jest zlokalizowany w odległości ok. 20 km od Krakowa, niezbędne są rurociągi tranzytowe przesyłające wodę w kierunku Krakowa. Do transportu wody służą dwa przewody: rurociąg o średnicy 1000 mm zbudowany w ramach inwestycji Raba I na przełomie lat 60. i 70. XX w., uruchomiony w 1974 r., oraz rurociąg o średnicy 1400 mm, zbudowany w latach 80. XX w. w ramach inwestycji Raba II.

Oba rurociągi wykonano z rur stalowych oraz rur kielichowych z żeliwa szarego. Wewnętrzną ochronę stanowi zaprawa cementowa. Zewnętrznie rury są chronione warstwą bitumiczną. Przewody wodociągowe usytuowane są w terenie o zróżnicowanym rodzaju gruntów i poziomie wód gruntowych, co wpływa na ich trwałość i zachowanie parametrów technologicznych.

Ze względu na długość rurociągów na trasie ich przebiegu zlokalizowanych jest szereg komór przełączających, regulacyjnych i pomiarowych. W komorach przełączających rurociągi są ze sobą połączone za pośrednictwem układu zasuw, co ma szczególne znaczenie w przypadku wystąpienia awarii któregoś z nich, gdyż umożliwia wyłączenie jednego rurociągu na odcinku tylko między dwiema komorami, a nie na całej jego długości. Również w najwyższych punktach na trasie rurociągów zamontowane są zawory napowietrzająco-odpowietrzające, a w najniższych spusty z rurociągów.

Objętość przesyłanej wody zależy od bieżącego zapotrzebowania, prognoz na najbliższe godziny wynikających z funkcjonowania innych zakładów uzdatniania, a także planowanych prac na sieci wodociągowej. Wielkość natężenia przepływu wody można zmieniać, włączając lub wyłączając pompy na ujęciu w odniesieniu do odcinka ujęcie – ZUW Raba lub na stacji uzdatniania dla odcinka ZUW Raba – zbiorniki Gorzków. Uzdatniona woda pompowana jest do zbiorników zapasowo-wyrównawczych położonych w najwyższym punkcie całego tranzytu wody z Dobczyc do Krakowa. Następnie grawitacyjnie spływa do zbiorników Siercza, a niewielka część kierowana jest do zbiorników Rajsko. Kompleks Siercza tworzą cztery zbiorniki o pojemności 34 tys. m³ oraz trzy zbiorniki o pojemności 7,5 tys. m³. Ze zbiorników Siercza woda przepływa do nastawni Piaski, gdzie jej strumień rozdziela się w czterech kierunkach: do Nowej Huty, zbiornika Kopiec oraz do zbiorników Kosocice i Krzemionki. Za pośrednictwem rozległego systemu sieci wodociągowej woda trafia do odbiorców.

Renowacja wytypowanego odcinka sieci

Uwzględniając okres eksploatacji oraz możliwości techniczne, od kilku lat prowadzona jest systematyczna renowacja rurociągu DN 1000. W styczniu 2024 r. rozstrzygnięto przetarg i podpisano umowę na kompleksowe wykonanie modernizacji wybranych odcinków tej magistrali. Na podstawie przeprowadzonej oceny ryzyka wytypowano do przetargu trzy odcinki o łącznej długości ok. 2300 m, które charakteryzowały się największym ryzykiem wystąpienia awarii i zakłócenia ciągłości dostaw wody.

W ubiegłych latach metodami bezwykopowymi wyremontowano ponad trzykilometrowy odcinek rurociągu DN 1000 z ujęcia wieżowego do ZUW Raba oraz odcinek o długości ok. 4,5 km z tego zakładu w kierunku Krakowa.

Organizując postępowanie przetargowe, dopuszczono różne metody modernizacji magistrali. Wykonawcy mogli zaproponować metodę CIPP, powłok polimocznikowych, metodą ciasno pasowaną lub wymianę rur na rury z żeliwa sferoidalnego.

W metodzie CIPP (cured in place pipe) stosowany jest rękaw CIPP o strukturze filcowej na bazie włókna poliestrowego, wzmacniany włóknem szklanym z dodatkową powłoką z PE, PP lub PU, impregnowany żywicą epoksydową, winyloestrową lub żywicą poliestrową niezawierającymi styrenu, utwardzany gorącą wodą, parą lub promieniami UV oraz ze zintegrowaną membraną wewnętrzną wykonaną z folii PP, PE/PA, PU lub ich kombinacji.

Metoda ciasno pasowana z wykorzystaniem standardowych rur PE100-RC polega na ciasnym osadzeniu wykładziny polietylenowej we wnętrzu starego rurociągu. Wymagane było zastosowanie rur polietylenowych o średnicy zewnętrznej większej od średnicy wewnętrznej odnawianego rurociągu. Wykładziny przeznaczone do renowacji wodociągu muszą bowiem zapewniać minimalne zmniejszenie średnicy wewnętrznej rurociągów, tak by istniejąca armatura wodociągowa była zamontowana bez dodatkowych zwężeń oraz aby stosowana technologia modernizacji magistrali wodociągowej dawała możliwość wykonywania nowych włączeń do magistrali, takich jak odwodnienia, odgałęzienia boczne, odpowietrzenia, montaż przepustnic, przyłączy itp.

Metoda natrysku kompozytowego polega na natryśnięciu szybko utwardzalnego hybrydowego kompozytu na bazie żywic polimocznikowych, wzmacnianego mikrowłóknami ze skał bazaltowych, który po utwardzeniu tworzy gładką, jednorodną powierzchnię, stanowiącą barierę pomiędzy ścianką przewodu a przepływającą wodą.

Wymienione metody traktowano jako alternatywne, ale wzajemnie nieporównywalne. Dla każdej z nich określono odrębne parametry techniczne, a osiągnięcie wyspecyfikowanych parametrów spełniało oczekiwania postawione wobec remontu.

Przetarg obejmował realizację całości prac, w tym robót przygotowawczych, takich jak: wykonanie tymczasowych rurociągów obejściowych, wykopów, wycinków rurociągów, demontaż istniejącej armatury (zasuw, przepustnicy i kompensatorów), demontaż kolan i łuków, odwodnienie wykopów oraz utylizacja odpadów. Głównym elementem było wykonanie robót zasadniczych, na które składały się: czyszczenie mechaniczne oraz hydrodynamiczne wodociągu wraz z usunięciem osadów, naprawa perforacji oraz widocznych uszkodzeń, montaż nowej armatury, montaż kolan i łuków, uzupełnienie wyciętych odcinków technologicznych, inspekcja telewizyjna, wykonanie próby szczelności, płukanie i dezynfekcja rurociągu, badanie parametrów jakościowych wody oraz uruchomienie remontowanego odcinka magistrali.

Wymagano również, aby zaproponowana technologia modernizacji sieci wodociągowej zapewniała możliwość wykonywania nowych włączeń do rurociągów (odwodnienia, odgałęzienia boczne, odpowietrzenia, montaż przepustnic itp.). Jednocześnie dopuszczono możliwość wymiany całych rur na nowe rury z żeliwa sferoidalnego w przypadku uzyskania zgody na wejście w teren od właścicieli poszczególnych działek.

Przygotowanie wytypowanych odcinków rurociągu do renowacji

Istotnym elementem procesu renowacji jest czyszczenie przewodów. Przyjęto, że czyszczenie poszczególnych odcinków będzie uznane za skuteczne, gdy zostaną usunięte osady twarde i miękkie (łącznie z ewentualną izolacją antykorozyjną) z wewnętrznej powierzchni czyszczonych rurociągów. Natomiast do końcowego wyczyszczenia wymagano użycia metody hydrodynamicznej pod ciśnieniem nie mniejszym niż 1200 atm. Konieczne było uzyskanie metalicznie czystej powierzchni. W rurociągu po czyszczeniu nie mogła pozostawać woda lub osady będące efektem czyszczenia, rurociąg musiał być osuszony. W celu potwierdzenia i udokumentowania skuteczności po zakończeniu czyszczenia należało wykonać inspekcję telewizyjną, przy czym niedopuszczalne było zastosowanie metod czyszczenia chemicznego.

Poddając renowacji odcinki sieci wybudowane dziesiątki lat temu i uwzględniając wynikający z tego faktu stopień różnorodnych komplikacji, trudno jest, zwłaszcza przy większym zakresie prac, uniknąć sytuacji nieplanowanych. Mogą one wynikać np. z niedokładnej dokumentacji archiwalnej, niedokładnych tyczeń geodezyjnych lub rozbieżności pomiędzy dokumentacją a stanem rzeczywistym, np. gdy odnawiany rurociąg znajduje się w pobliżu zabudowań, które pojawiły się długo po jego zbudowaniu. Dlatego w pierwszej kolejności trzeba było opracować projekt wykonawczy, uzyskać wszystkie wymagane przepisami pozwolenia oraz dokonać uzgodnień z użytkownikami innych urządzeń podziemnych w przypadku wystąpienia kolizji.

Ważną część przygotowań do rozpoczęcia robót stanowią właściwe oznaczenie i zabezpieczenie sieci i instalacji na powierzchni, np. napowietrznych linii przesyłowych, urządzeń podziemnych, jak różnego rodzaju rurociągi, kable itp., oraz uzyskanie od właścicieli tych urządzeń zgody na wykonywanie prac w ich pobliżu.

Rozstrzygnięcie przetargowe

Do przetargu zgłosiło się pięciu wykonawców, którzy zaproponowali ceny od ok. 15 do 27 mln zł brutto za całość prac. W ofertach znalazły się wszystkie dopuszczone przez zamawiającego metody renowacji. Najniższą cenę zaoferował wykonawca, który zaproponował w zdecydowanej części wymianę istniejących przewodów na nowe, zgodne z wymaganiami zamawiającego, a tylko na odcinku ok. 300 m renowację przez zastosowanie szybko utwardzalnego hybrydowego kompozytu na bazie żywic polimocznikowych wzmacnianego mikrowłóknami, ponieważ występuje tam gęsta zabudowa i nie ma dostępu do terenu. Takie rozstrzygnięcie postępowania przetargowego może wskazywać, że praktycznie bardzo trudno jest przewidzieć, jaka metoda renowacji przewodów wodociągowych będzie w danej sytuacji najtańsza. Jest to uzależnione od uwarunkowań terenowych i możliwości uzyskania zgód na wejście w teren. Do tej pory wszystkie poddane renowacji odcinki magistrali były realizowane metodami bezwykopowymi.

Wyłoniony w ramach przetargu wykonawca prowadzi prace w terenie, a ich zakończenie przewidywane jest na 2025 r. Wynika to m.in. z konieczności zapewnienia niezawodności dostaw wody, co zapewniają dwa niezależne przewody wodociągowe. Dlatego nie jest możliwe wyłączenie do renowacji długiego odcinka magistrali, a jego udostępnianie odbywa się w kolejnych etapach według ustalonego harmonogramu.

Biorąc pod uwagę konieczność odnowy sieci wodociągowej oraz utrzymanie jej właściwego stanu technicznego, renowacja lub wymiana rur jest koniecznością. Prawidłowo wykonana renowacja połączona z wymianą armatury pozwala na praktycznie całkowite wyeliminowanie awarii. Analizując koszty renowacji, należy wziąć pod uwagę możliwe skutki oraz koszty potencjalnych awarii i związane z tym koszty odtworzenia. Niekiedy może się okazać, że usuwanie awarii pochłonie więcej pieniędzy, niż kosztuje renowacja sieci.