DOKUMENTACJA PROJEKTOWA

Transkrypt

1 EuroKan Agata i Dariusz Zwierzchowscy Kielce, ul. Pomorska 168 DOKUMENTACJA PROJEKTOWA PROJEKT BUDOWLANY REMONT (RENOWACJA) KANALIZACJI DESZCZOWEJ DN 800 W ULICY śeromskiego W SKARśYSKU-KAMIENNEJ NA ODCINKU OD ULICY MONIUSZKI DO ULICY SPORNEJ INWESTOR GMINA SKARśYSKO KAMIENNA UL. SIKORSKIEGO SKARśYSKO KAMIENNA ZESPÓŁ PROJEKTOWY Stanowisko Imię i nazwisko Nr uprawnień Podpis Szef zespołu projektowego Główny projektant dr inŝ. Dariusz Zwierzchowski - mgr inŝ. Lidia Bartkiewicz KI 201 / 93 KI 202 / 93 Kielce, 02 marca 2009

2 Spis treści 1. Podstawa opracowania Przedmiot, zakres i cel opracowania Opis trasy i podstawowych parametrów kanału deszczowego DN 800 zlokalizowanego w ulicy śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej Ocena stanu technicznego kanału i uzbrojenia w ulicy śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej wraz z doborem technologii ich renowacji Stan techniczny kanału Dobór bezwykopowej technologii renowacji kanału w ulicy śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej Stan techniczny studni rewizyjnych na kanale deszczowym w ulicy śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej Dobór technologii renowacji studni rewizyjnych na kanale w ulicy śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej Zalety stosowania bezwykopowych technologii renowacji Projekt konstrukcyjny renowacji kanału deszczowego DN 800 zlokalizowanego w ulicy śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej Uwagi wstępne Oznaczenia literowe parametrów uŝytych w obliczeniach Obliczenia statyczno wytrzymałościowe powłoki Ŝywicznej dla długości kanału deszczowego DN 800 w ulicy śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej zakwalifikowanego, jako kanał całkowicie zniszczony Podsumowanie obliczeń statyczno-wytrzymałościowych powłoki Ŝywicznej Część rysunkowa

3 1. Podstawa opracowania Podstawę opracowania stanowią: Umowa zawarta pomiędzy Zamawiającym tj. Gminą SkarŜysko - Kamienna z siedzibą w SkarŜysku-Kamiennej przy ul. Sikorskiego, 18 a Wykonawcą zamówienia tj. EUROKAN Agata i Dariusz Zwierzchowscy z siedzibą w Kielcach przy ul. Pomorskiej 168. Mapa sytuacyjno-wysokościowa. Raport z inspekcji TV kanału deszczowego w ul. śeromskiego na odcinku od ulicy Piłsudskiego do ulicy Sokolej w SkarŜysku-Kamiennej. Uzgodnienia z Zamawiającym. Pomiary uzupełniające wykonane w terenie. Obowiązujące normy i przepisy. 2. Przedmiot, zakres i cel opracowania Przedmiotem niniejszego opracowania jest wykonanie dokumentacji projektowokosztorysowej renowacji kanalizacji deszczowej DN 800 w ulicy śeromskiego w SkarŜysku- Kamiennej na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej. Opracowanie zawiera ocenę stanu technicznego kanału DN 800 wraz z uzbrojeniem, dobór optymalnej bezwykopowej technologii jego renowacji oraz projekt konstrukcyjny dla zaproponowanej technologii. Renowacja odbywać się będzie po istniejącej trasie kanału i na tej samej głębokości. 3. Opis trasy i podstawowych parametrów kanału deszczowego DN 800 zlokalizowanego w ulicy śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej Kanał deszczowy w ul. śeromskiego na odcinku od ul. Moniuszki do ul. Spornej wykonany jest z rur Ŝelbetowych o średnicy wewnętrznej Ø 800 mm. Na trasie kanału znajdują się studzienki kanalizacyjne wykonane z kręgów Ŝelbetowych DN 1200 i oznaczone zgodnie z rysunkami 1a, 1b i 1c. Całkowita długość kanału przeznaczonego w omawianym etapie do renowacji wynosi 265,60 m. Zagłębienie kanału (liczone jako róŝnica rzędnych terenu i dna kanału) waha się od 2,68 m do 3,05 m. Zagłębienia poszczególnych odcinków oraz ich długości zestawiono w tabeli 1. 3

4 Tab. 1 Zestawienie odcinków pomiędzy studzienkami kanalizacyjnymi na kanale Ŝelbetowym DN 800 w ul. śeromskiego na odcinku od ul. Moniuszki do ul. Spornej Odcinki Zagłębienie do dna [m] Odległości [m] D5 2,75 D5x 2,98 D5x 2,98 D6 2,96 D6 2,96 D7 2,82 D7 2,82 D8x 2,68 D8x 2,68 D8 2,86 D8 2,86 D9 3,00 D9 3,00 D9x 3,05 D9x 3,05 D10 2,90 43,10 10,00 47,40 24,90 25,10 54,40 45,30 15,40 4. Ocena stanu technicznego kanału i uzbrojenia w ulicy śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej wraz z doborem technologii ich renowacji 4.1. Stan techniczny kanału Ocenę stanu technicznego poszczególnych odcinków kanału deszczowego zlokalizowanego w ul. śeromskiego w SkarŜysku-Kamiennej (na odcinku od ul. Moniuszki do ul. Spornej) przeprowadzono na bazie analizy nagrania obrazu z inspekcji telewizyjnej tego kanału z zastosowaniem systemu inspekcyjnego CCTV. Nagranie zostało wykonane i dostarczone przez Zamawiającego. Odcinek D5-D5x Na odcinku zaobserwowano takie uszkodzenia i nieprawidłowości jak ubytki konstrukcji kanałowej, odkryte zbrojenie konstrukcyjne, pęknięcia poprzeczne konstrukcji oraz znaczne przesunięcia poprzeczne rur między sobą. Stwierdzono teŝ występowanie narostów poinfiltracyjnych świadczących o braku szczelności konstrukcji kanałowej. 4

5 a) b) c) d) Rys. 2 Uszkodzenia i nieprawidłowości stwierdzone na odcinku D5-D5x a) Ubytek konstrukcji kanałowej oraz widoczne zbrojenie konstrukcyjne b) Odkryte, skorodowane zbrojenie konstrukcyjne rury c) Pęknięcie poprzeczne konstrukcji rury d) Przesunięcie poprzeczne na złączu rur, nacieki poinfiltracyjne Odcinek D5x-D6 Na odcinku zaobserwowano takie uszkodzenia i nieprawidłowości jak odkryte, skorodowane zbrojenie konstrukcyjne, pęknięcia poprzeczne konstrukcji oraz znaczne przesunięcia poprzeczne rur między sobą. Stwierdzono teŝ występowanie nacieków i narostów poinfiltracyjnych świadczących o braku szczelności konstrukcji kanałowej. 5

6 a) b) c) Rys. 3 Uszkodzenia i nieprawidłowości stwierdzone na odcinku D5x-D6 a) Odkryte, skorodowane zbrojenie konstrukcyjne rury b) Pęknięcie poprzeczne konstrukcji rury, naciek poinfiltracyjny c) Przesunięcie poprzeczne na złączu rur Odcinek D6-D7 Na odcinku zaobserwowano takie uszkodzenia i nieprawidłowości jak ubytki konstrukcji kanałowej, odkryte, skorodowane zbrojenie konstrukcyjne, pęknięcia poprzeczne konstrukcji oraz znaczne przesunięcia poprzeczne rur między sobą. Stwierdzono teŝ występowanie narostów poinfiltracyjnych świadczących o braku szczelności konstrukcji kanałowej oraz to, Ŝe niektóre pręty zbrojenia konstrukcyjnego wystają do wnętrza kanału. 6

7 a) b) c) d) Rys. 4 Uszkodzenia i nieprawidłowości stwierdzone na odcinku D6-D7 a) Ubytek konstrukcji kanałowej b) Pęknięcie poprzeczne konstrukcji rury c) Ubytek konstrukcji kanałowej, odkryte zbrojenie konstrukcyjne rury d) Wystające do wnętrza kanału elementy zbrojenia konstrukcyjnego Odcinek D7-D8x Na odcinku zaobserwowano takie uszkodzenia i nieprawidłowości jak ubytki konstrukcji kanałowej, odkryte, skorodowane zbrojenie konstrukcyjne, pęknięcia poprzeczne konstrukcji oraz znaczne przesunięcia poprzeczne rur między sobą. Stwierdzono teŝ występowanie nacieków i narostów poinfiltracyjnych świadczących o braku szczelności. 7

8 a) b) c) Rys. 5 Uszkodzenia i nieprawidłowości stwierdzone na odcinku D7-D8x a) Ubytek konstrukcji kanałowej oraz naciek poinfiltracyjny b) Odkryte zbrojenie konstrukcyjne rury c) Przesunięcie poprzeczne na złączu rur Odcinek D8x-D8 Na odcinku zaobserwowano takie uszkodzenia i nieprawidłowości jak odkryte, skorodowane zbrojenie konstrukcyjne, pęknięcia poprzeczne konstrukcji oraz znaczne przesunięcia poprzeczne rur między sobą. Stwierdzono teŝ występowanie nacieków i narostów poinfiltracyjnych świadczących o braku szczelności. 8

9 a) b) c) Rys. 6 Uszkodzenia i nieprawidłowości stwierdzone na odcinku D8x-D8 a) Odkryte zbrojenie konstrukcyjne rury, ubytek rury b) Pęknięcie poprzeczne konstrukcji rury c) Przesunięcie poprzeczne na złączu rur, narost poinfiltracyjny Odcinek D8-D9 Na odcinku zaobserwowano takie uszkodzenia i nieprawidłowości jak ubytki konstrukcji kanałowej, odkryte, skorodowane zbrojenie konstrukcyjne, pęknięcia poprzeczne konstrukcji oraz znaczne przesunięcia poprzeczne rur między sobą. Stwierdzono teŝ występowanie nacieków i narostów poinfiltracyjnych świadczących o braku szczelności konstrukcji kanałowej. 9

10 a) b) c) d) Rys. 7 Uszkodzenia i nieprawidłowości stwierdzone na odcinku D8-D9 a) Pęknięcie poprzeczne konstrukcji rury b) Ubytek konstrukcji, odkryte zbrojenie konstrukcyjne rury c) Przesunięcie poprzeczne na złączu rur d) Narost poinfiltracyjny na złączu rur Odcinek D9-D9x Na odcinku zaobserwowano takie uszkodzenia i nieprawidłowości jak ubytki konstrukcji kanałowej, odkryte, skorodowane zbrojenie konstrukcyjne, pęknięcia podłuŝne i poprzeczne konstrukcji oraz znaczne przesunięcia poprzeczne rur między sobą. Stwierdzono teŝ występowanie nacieków i narostów poinfiltracyjnych świadczących o braku szczelności konstrukcji kanałowej. 10

11 a) b) c) Rys. 8 Uszkodzenia i nieprawidłowości stwierdzone na odcinku D9-D9x a) Przesunięcie poprzeczne na złączu rur b) Pęknięcie podłuŝne konstrukcji rury, ubytek konstrukcji rury c) Odkryte, skorodowane zbrojenie konstrukcyjne rury Odcinek D9x-D10 Na odcinku zaobserwowano takie uszkodzenia i nieprawidłowości jak ubytki konstrukcji kanałowej, odkryte, skorodowane zbrojenie konstrukcyjne, pęknięcia podłuŝne i poprzeczne konstrukcji oraz znaczne przesunięcia poprzeczne rur między sobą. Stwierdzono teŝ występowanie nacieków i narostów poinfiltracyjnych świadczących o braku szczelności konstrukcji kanałowej. 11

12 a) b) c) Rys. 9 Uszkodzenia i nieprawidłowości stwierdzone na odcinku D9x-D10 a) Przesunięcie poprzeczne na złączu rur b) Pęknięcie poprzeczne konstrukcji rury, naciek poinfiltracyjny c) Narost poinfiltracyjny na złączu rur Analizując wyniki badań inspekcyjnych poszczególnych odcinków kanału deszczowego zlokalizowanego w ul. śeromskiego stwierdzono, Ŝe konstrukcja przedmiotowego kanału na wszystkich odcinkach znajduje się w stanie przed awaryjnym. Świadczą o tym przede wszystkim ubytki i pęknięcia poprzeczne konstrukcji, występowanie w wielu miejscach odkrytego, skorodowanego zbrojenia konstrukcyjnego rur a takŝe ich przemieszczenia poprzeczne i podłuŝne powodujące rozszczelnienie złączy. Do renowacji wytypowano 8 odcinków kanału deszczowego w ul. śeromskiego (na odcinku od ul. Moniuszki do ul. Spornej) od studni D5 do studni D10. 12

13 Dobór bezwykopowej technologii renowacji kanału w ulicy śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej Obecnie w Polsce dostępnych jest wiele technologii bezwykopowej renowacji przewodów kanalizacyjnych róŝniących się między sobą przede wszystkim rodzajem materiału renowacyjnego (chemia budowlana, rury o mniejszych przekrojach poprzecznych od tych poddawanych renowacji, wykładziny ciasno pasowane itp.) sposobem ich montaŝu a takŝe stopniem redukcji przekroju poprzecznego po renowacji. Z powodu dość płytkiego ułoŝenia kanału i jego usytuowania pod drogą, po której poruszają się cięŝkie pojazdy renowacja powinna zapewnić nie tylko poprawienie własności hydraulicznych, ale równieŝ wzrost nośności konstrukcji. Zaobserwowane w trakcie analizy wyników inspekcji telewizyjnej stanu technicznego przedmiotowego kanału znaczne przesunięcia poprzeczne rur eliminują ze względu na znaczną redukcję przekroju poprzecznego technologie montaŝowe takie jak krótki czy długi relining. Dodatkowo w przypadku długiego reliningu niezbędne jest wykonanie wykopów początkowych, co przyczyniłoby się do konieczności reorganizacji ruchu drogowego na ul. śeromskiego w czasie prac montaŝowych. Dlatego teŝ do renowacji kanału w ul. śeromskiego (na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej) zaproponowano technologię ciasno pasowaną z zastosowaniem utwardzanych na miejscu powłok wykonanych z włókna szklanego lub filcu poliestrowego zbrojonego włóknem szklanym. Powłoki te charakteryzują się duŝą sztywnością obwodową przy bardzo małych grubościach i niskim współczynniku chropowatości, co powoduje, Ŝe odnowiony kanał pomimo nieznacznej redukcji przekroju poprzecznego w większości przypadków zachowuje swoją przepustowość a zdarza się równieŝ, Ŝe jego przepustowość wzrasta. Jest to spowodowane nie tylko wspomnianą juŝ niską chropowatością powłoki, ale równieŝ brakiem oporów na złączach czy przesunięciach poprzecznych rur (powłoka montowana jest na całej długości odnawianego odcinka, jako jednolita bez połączeń). Dodatkowo powłoka w trakcie jej montaŝu jest na tyle elastyczna, Ŝe umoŝliwia pokonywanie łuków (nawet do 90 0 ) na trasie odnawianego odcinka. Renowacja utwardzalnymi powłokami Ŝywicznymi polega na formowaniu wewnątrz istniejącego przewodu nowej utwardzonej rury. Najpierw do starego przewodu wprowadza się elastyczny rękaw, który montuje się wewnątrz istniejącego przewodu przez studnię rewizyjną bądź w przypadku kanałów o duŝych przekrojach poprzecznych (powyŝej 800 mm) z wykopu początkowego. Rękaw nasączony jest próŝniowo ciekłą Ŝywicą termoutwardzalną i pokryty na zewnątrz elastyczną folią z tworzywa sztucznego. Do nasączania tkaniny stosuje się poliestry nienasycone, estry winylowe lub Ŝywice epoksydowe. Średnica i długość rękawa 13

14 są dopasowane do naprawianego przewodu. Aby wprowadzić rękaw do naprawianego przewodu wpuszcza się do niego wodę, która powoduje jego inwersję (odwrócenie) i dociska go do wewnętrznej powierzchni naprawianej rury. Kiedy czoło rękawa dojdzie do studni końcowej, znajdującą się w przewodzie wodę podgrzewa się do temperatury C, co powoduje utwardzenie Ŝywicy. Po utwardzeniu Ŝywicy i schłodzeniu wody zmniejsza się jej ciśnienie we wnętrzu rury i odcina końcówki rękawa. Inną dopuszczalną metodą montaŝu powłoki wewnątrz odnawianego kanału jest jej przeciągnięcie przez naprawiany odcinek a następnie wypełnienie wodą. Wypełniona wodą powłoka dociskana jest do ścian odnawianego kanału. Metoda ta nie do końca sprawdza się w renowacji odcinków kanałów, na których występują przeciwspadki oraz lokalne zaniŝenia, gdyŝ tylko inwersja powłoki jest w stanie usunąć wodę zalegającą w najniŝszych punktach kanału. Przed przystąpieniem do prac montaŝowych kanał naleŝy oczyścić z zalegających w nim osadów i narostów. Czyszczenie kanału powinno być wykonane przy uŝyciu wozów wysokociśnieniowych a usunięte osady naleŝy wywieźć w ustalone z Zamawiającym miejsce Stan techniczny studni rewizyjnych na kanale deszczowym w ulicy śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej Ocenę stanu technicznego poszczególnych studni rewizyjnych na kanale deszczowym zlokalizowanym w ul. śeromskiego w SkarŜysku-Kamiennej (na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej) przeprowadzono na podstawie inspekcji osobowej oraz wykonanej dokumentacji fotograficznej. Studnia D5 W trakcie inspekcji studni D5 zaobserwowano nieszczelności konstrukcji studni oraz korozję konstrukcji i stopni złazowych. 14

15 Rys. 10 Widok wnętrza studni D5 Studnia D5x W trakcie inspekcji studni D5x zaobserwowano nieszczelności konstrukcji studni oraz korozję konstrukcji i stopni złazowych. Rys. 11 Widok wnętrza studni D5x Studnia D6 W trakcie inspekcji studni D6 zaobserwowano nieszczelności konstrukcji studni oraz korozję konstrukcji i stopni złazowych. 15

16 Rys. 12 Widok wnętrza studni D6 Studnia D7 W trakcie inspekcji studni D7 zaobserwowano nieprawidłowo wykonaną regulację wysokościową włazu studziennego, nieszczelności konstrukcji studni oraz korozję konstrukcji i stopni złazowych. a) b) Rys. 13 Widok wnętrza studni D7 a) Nieprawidłowo wykonana regulacja wysokościowa włazu Nieszczelności konstrukcji studni Studnia D8x W trakcie inspekcji studni D8x nie zaobserwowano Ŝadnych uszkodzeń i nieprawidłowości. 16

17 Rys. 14 Widok wnętrza studni D8x Studnia D8 W trakcie inspekcji studni D8 zaobserwowano nieszczelności konstrukcji studni oraz korozję konstrukcji i stopni złazowych. Rys. 15 Widok wnętrza studni D8 Studnia D9 W trakcie inspekcji studni D9 zaobserwowano nieszczelności konstrukcji studni oraz korozję konstrukcji i stopni złazowych. 17

18 Rys. 16 Widok wnętrza studni D9 Studnia D9x W trakcie inspekcji studni D9x zaobserwowano nieszczelności konstrukcji studni oraz korozję konstrukcji i stopni złazowych. Rys. 17 Widok wnętrza studni D9x Analizując wyniki inspekcji poszczególnych studni rewizyjnych na kanale deszczowym w ul. śeromskiego (na odcinku od ul. Moniuszki do ul. Spornej) stwierdzono, Ŝe ich konstrukcje podlegają niewielkim procesom korozji. Zaobserwowano teŝ występowanie nieszczelności konstrukcji prawie wszystkich studni oraz korozję stopni złazowych. Wszystkie nieszczelne studnie naleŝy uszczelnić a następnie zabezpieczyć ich konstrukcje przy pomocy zapraw mineralnych. Nadmiernie skorodowane lub obluzowane stopnie złazowe naleŝy wymienić na nowe. 18

19 Dobór technologii renowacji studni rewizyjnych na kanale w ulicy śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej W przypadku studni zlokalizowanych na kanale w ul. śeromskiego na odcinku od ul. Moniuszki do ul. Spornej naleŝy wykonać prace renowacyjne polegające na oczyszczeniu i naniesieniu na powierzchnię ich konstrukcji reprofilujących i zabezpieczających powłok na bazie zapraw mineralnych. Oprócz kręgów studziennych renowacji naleŝy poddać równieŝ kominy oraz kinety i dno. W przypadku braku stopni złazowych naleŝy je uzupełnić, a skorodowane wymienić na nowe. Renowacja studni rewizyjnych A) Przygotowanie podłoŝa: Przygotowanie podłoŝa polegające na dokładnym oczyszczeniu konstrukcji z luźnych produktów korozji oraz narostów tak, aby było ono czyste, nośne i lekko wilgotne (np. czyszczenie hydrodynamiczne). B) Zapewnienie optymalnej przyczepności warstwy renowacyjno - zabezpieczającej: Zabezpieczenie optymalnej przyczepności warstwy renowacyjno - zabezpieczającej polega na naniesieniu warstwy szczepnej poprawiającej przyczepność świeŝej zaprawy do podłoŝa. C) Renowacja konstrukcji studni: Renowacja konstrukcji studni rewizyjnych polega na reprofilacji ubytków oraz naniesieniu warstwy zabezpieczającej na powierzchnię odnawianej konstrukcji. Nanoszenie warstw moŝe odbywać się ręcznie np. przy pomocy pacy stalowej lub przy pomocy natrysku. W przypadku braku lub złego stanu stopni złazowych naleŝ zamontować nowe. D) Materiał do renowacji studni: Do odnowy studni naleŝy zastosować uniwersalną zaprawę naprawczą oraz powłokę ochronną do renowacji obiektów gospodarki wodno-ściekowej charakteryzującą się następującymi parametrami: Materiał jednokomponentowy na bazie cementu. Odporna na wysolenia soli siarczanowych. Skurcz zaprawy po 28 dniach 0,063 % ± 0,

20 Wytrzymałość na zginanie po 28 dniach 7,6 MPa ± 10 % wg PN-85/B Wytrzymałość na ściskanie po 28 dniach 59,2 MPa ± 10 %. Nasiąkliwość 9,85 ± 0,003. Przyczepność do podłoŝa betonowego 2,0 MPa ± 12 % wg PN-85/B Przyczepność do podłoŝa betonowego 1,8 MPa ± 12 % wg PN-85/B Mrozoodporność min. 20 cykli. E) Wymiana stopni złazowych W przypadku braku lub złego stanu stopni złazowych naleŝy zamontować nowe w systemie mijankowym, co 30 cm w pionie i poziomie. Odległość dolnego stopnia od dna studni nie powinna przekraczać 50 cm. Stopnie powinny być wykonane z Ŝeliwa. MontaŜ poprzez nawiercanie otworów i wypełnianie klejem montaŝowym po zamontowaniu stopni Zalety stosowania bezwykopowych technologii renowacji PoniŜej przedstawiono podstawowe zalety stosowania bezwykopowych technologii renowacji sieci podziemnych. I. Brak lub minimalizacja robót ziemnych. W przypadku bezwykopowej odnowy sieci kanalizacyjnych stosuje się cały szereg technik bez wykonywania jakichkolwiek robót ziemnych, wyłącznie przy wykorzystaniu istniejących studzienek kanalizacyjnych. II. W przypadku robót realizowanych poniŝej zwierciadła wody gruntowej brak w zdecydowanej większości przypadków konieczności stosowania robót odwodnieniowych. Roboty te szczególnie przy występowaniu gruntów o niskim współczynniku filtracji są bardzo kosztowne i czasochłonne. W przypadku większości technik bezwykopowej odnowy mogą być one stosowane w gruntach nawodnionych za wyjątkiem niektórych, stosowanych w przewodach kanalizacyjnych. III. Niewystępowanie innych czynności związanych z wykopową wymianą przewodów, takich jak: a) deskowanie ścian wykopów, b) wykonywanie podłoŝa gruntowego lub betonowego pod rurociągami lub kanałami i związana z tym oszczędność piasku i Ŝwiru, c) zasypywanie i zagęszczanie gruntu w wykopie, d) rozbiórka deskowania ścian wykopów, 20

21 e) wywoŝenie konstrukcji rurociągów i kanałów wymienianych na nowe. IV. Brak lub ograniczenie do minimum powierzchni nawierzchni ulicznych koniecznych do rozbiórki, a następnie ich odtworzenia. Powoduje to takŝe zmniejszenie obszaru nawierzchni zagroŝonej w przyszłości ryzykiem osiadania oraz wystąpieniem innych uszkodzeń. Większość technik wymaga jedynie wykonania wykopów początkowych i końcowych, niektóre stosowane w odnowie kanalizacji nie wymagają Ŝadnych wykopów, a tym samym wykonywania jakichkolwiek robót drogowych. V. Ograniczenie transportu z uwagi na ograniczenie zakresu niektórych robót (np. wykopowych). Poza oszczędnością kosztów uzyskuje się dodatkowo istotną redukcję uciąŝliwości środowiskowych związanych z ograniczeniem ilości wytwarzanych spalin, hałasu, kurzu oraz zanieczyszczeń, które pojawiają się w przypadku stosowania robót wykopowych. VI. Brak zanieczyszczania wód gruntowych w obszarze stosowania technik bezwykopowych. VII. Brak stwarzania zagroŝeń dla zieleni miejskiej. W trakcie realizacji robót wykopowych uszkodzone korzenie drzew i krzewów często są przyczyną ich wysychania i obumierania. VIII. Eliminacja ryzyka wystąpienia uszkodzeń budowli znajdujących się w sąsiedztwie odnawianych przewodów. IX. Eliminacja ryzyka uszkodzenia innych sieci lub kabli znajdujących się w pobliŝu planowanych wykopów lub ułoŝonych w poprzek tychŝe wykopów. X. Niezakłócanie jakości urbanistycznej obszarów w obrębie wykonywanych robót. XI. Brak uciąŝliwości w sąsiedztwie wykonywanych robót zarówno dla mieszkańców jak równieŝ klientów znajdujących się tam sklepów, biur czy urzędów. XII. Brak ewentualnych wniosków od właścicieli sklepów znajdujących się w sąsiedztwie planowanych wykopów, a dotyczących wypłaty odszkodowań z tytułu zmniejszonych dochodów z prowadzonej przez nich działalności gospodarczej. XIII. Brak lub ograniczenie do minimum uciąŝliwości związanych z koniecznością wykonywania objazdów dla osób poruszających się pojazdami w trakcie trwania robót wykonywanych metodą wykopową. XIV. Znaczne, nieraz wielokrotne skrócenie czasookresu robót w stosunku do ich trwania w przypadku stosowania alternatywnych robót wykopowych. XV. Istotne zwiększenie gwarancji dotrzymania zaplanowanego terminu realizacji robót z uwagi na ograniczenie czynności współtworzących zakres robót. 21

22 XVI. UniezaleŜnienie prowadzonych robót od warunków atmosferycznych oraz pór roku (okres zimowy jest szczególnie niekorzystny przy robotach wykopowych). XVII.Znaczący wzrost efektywności kosztowej robót bezwykopowych w przypadku rurociągów lub kanałów głęboko posadowionych w gruncie z uwagi na całkowitą lub niewielką niezaleŝność tych kosztów od głębokości, na której stosowane są techniki bezwykopowe, oraz w przypadku ich stosowania poniŝej zwierciadła wód gruntowych w obszarach pod ulepszonymi nawierzchniami ulicznymi. 5. Projekt konstrukcyjny renowacji kanału deszczowego DN 800 zlokalizowanego w ulicy śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej 5.1. Uwagi wstępne Do wykonania obliczeń konstrukcyjnych polegających na zaprojektowaniu utwardzanej powłoki Ŝywicznej tzw. rękawa przeznaczonego do zainstalowania wewnątrz uszkodzonego kanału zostaną wykorzystane amerykańskie wytyczne AWWA (ang. American Water Works Association tzn. Amerykańskie Stowarzyszenie Przedsiębiorstw Wodociągowych). PowyŜsza metoda przewiduje dwa toki obliczeniowe w zaleŝności od stanu technicznego kanału, tzn. dla częściowo uszkodzonego lub całkowicie zniszczonego. W przypadku kanałów częściowo uszkodzonych zakłada się, Ŝe są one pod kątem konstrukcyjnym w pełni nośne, ale mogą pojawiać się w nich inne drobniejsze uszkodzenia. Do tych uszkodzeń zalicza się niewielkie rysy i pęknięcia wzdłuŝne oraz poprzeczne, wykruszenia i rozsunięcia rur na złączach niepowodujące migracji gruntu do wnętrza kanału oraz nieznaczne ślady korozji. W przypadku takich uszkodzeń zakłada się jedynie moŝliwość infiltracji wód gruntowych do wnętrza kanału. Z tego względu projektowana dla kanału w stanie częściowo uszkodzonym powłoka musi wytrzymywać wywierane na nią ciśnienie wody gruntowej z odpowiednim współczynnikiem bezpieczeństwa. Cały tok obliczeniowy dla kanału częściowo uszkodzonego sprowadza się w zasadzie do wyznaczenia minimalnej, wymaganej grubości ścianki powłoki Ŝywicznej na podstawie tzw. poprawionego równania wyboczenia oraz sprawdzenia jej pod kątem wytrzymałości na zginanie. Według wymienionych wcześniej wytycznych kanały uznaje się natomiast za całkowicie zniszczone, gdy nastąpiło powaŝne uszkodzenie konstrukcji tzn. pojawiły się wyraźne pęknięcia, odkształcenia, silna korozja czy ubytki fragmentów rur. W takim przypadku powłokę Ŝywiczną projektuje się w taki sposób, Ŝe jest ona w stanie przenieść wszystkie działające na nią obciąŝenia, tj. od wody gruntowej, gruntu i obciąŝeń uŝytkowych. Grubość ścianki powłoki Ŝywicznej wyznacza się stosując tzw. poprawione równanie AWWA dla 22

23 projektowania wyboczeń elastycznych rurociągów umieszczonych w wykopach. Wyznaczoną w ten sposób grubość powłoki naleŝy takŝe sprawdzić pod względem ugięcia przy pomocy wzoru Spanglera. Minimalna sztywność obwodowa powłoki powinna wynosić co najmniej połowę wartości granicznej równej 1, MPa. W przypadku duŝego obciąŝenia istniejącego kanału wodami gruntowymi decydujący dla wymiarowania konstrukcyjnego powłoki Ŝywicznej moŝe okazać się warunek dotyczący wyboczeń (moŝliwość utraty stateczności powłoki). Dlatego wykonuje się dodatkowe obliczenia w oparciu o wzory zaproponowane wcześniej dla kanału częściowo uszkodzonego, a następne porównuje wyniki i przyjmuje się, jako miarodajną grubości ścianki wartość bardziej niekorzystną (tzn. większą). Na podstawie przeprowadzonej analizy stanu technicznego (rozdz. 4) kanału deszczowego DN 800 znajdującego się w ul. śeromskiego (na odcinku od ul. Moniuszki do ul. Spornej) został on w całości zakwalifikowany, jako kanał całkowicie zniszczony Oznaczenia literowe parametrów uŝytych w obliczeniach dla kanałów częściowo uszkodzonych o D - średnica zewnętrzna powłoki Ŝywicznej lub średnica wewnętrzna kanału poddawanego renowacji [mm] o E - moduł spręŝystości powłoki Ŝywicznej przy zginaniu [MPa] o E L - moduł spręŝystości powłoki Ŝywicznej przy zginaniu zredukowany dla działań długotrwałych [MPa] o K - współczynnik wpływu usztywnienia [-] o H w - wysokość słupa wody ponad wierzchołkiem powłoki Ŝywicznej [m] o N - współczynnik bezpieczeństwa [-] o q - poprawka na owalność [%] o σ - wytrzymałość na zginanie [MPa] o υ - współczynnik Poissona [-] o P - zewnętrzne ciśnienie od wód gruntowych [MPa] o C - poprawka na odstępstwo od przekroju kołowego [-] o t - minimalna wymagana grubość powłoki Ŝywicznej [mm] o DR - współczynnik kształtu powłoki Ŝywicznej [-] dodatkowo dla kanałów całkowicie zniszczonych o B d - szerokość wykopu [m] o E s - moduł reakcji gruntu [MPa] 23

24 o F - współczynnik zagęszczenia gruntu [-] o H s - wysokość warstwy gruntu na wierzchołkiem powłoki Ŝywicznej [m] o k - stosunek obciąŝenia poziomego do pionowego [-] o u - współczynnik tarcia pomiędzy materiałem zasypowowym, a ścianami wykopu [-] o K - stała posadowienia [-] o P - skupione obciąŝenie uŝytkowe [kn] o γ - cięŝar objętościowy gruntu [kn/m 3 ] o γ w - cięŝar objętościowy wody [kn/m 3 ] o R w - współczynnik wyporu wody [-] o B C - średnica wewnętrzna powłoki Ŝywicznej [mm] o C S - współczynnik wpływu obciąŝenia [-] o W S - obciąŝenie eksploatacyjne [-] o W SC - obciąŝenie eksploatacyjne działające na powłokę od skupionego obciąŝenia uŝytkowego [-] o q t - całkowite cisnienie zewnętrzne działające na powłokę Ŝywiczną [MPa] o B - współczynnik podparcia elastycznego [-] o W - obciąŝenie warstwą gruntu [-] o Y - pionowe ugięcie powłoki Ŝywicznej [mm] o Y/D - współczynnik ugięcia [%] 5.3. Obliczenia statyczno wytrzymałościowe powłoki Ŝywicznej dla długości kanału deszczowego DN 800 w ulicy śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej zakwalifikowanego, jako kanał całkowicie zniszczony Dane wyjściowe do obliczeń: B d = 1,60 [m] K = 7 [-] D = 800 [mm] N = 2 [-] E = 2800 [MPa] P' = 100 [kn] E L = 1500 [MPa] q = 5 [%] E s ' = 7,0 [MPa] σ = 31 [MPa] F = 1,00 [-] υ = 0,30 [-] H w = 2,25 [m] γ = 19 [kn/m 3 ] H s = 2,25 [m] γ w = 10 [kn/m 3 ] k u' = 0,130 [-] 24

25 Wyznaczenie współczynnika wyporu wody: R w = 0,67 Wyznaczenie współczynnika wpływu obciąŝenia: Wartość współczynnika C S moŝna odczytać przy załoŝeniu, Ŝe B C = B D w zaleŝności od wartości ilorazów: 1, 5 2 H S B C = 0,33 oraz = 0,18 2 H C S = 0,103 Wyznaczenie wielkości obciąŝenia eksploatacyjnego: S W S = 13,78 kpa = 0,0138 MPa Wyznaczenie sumarycznego ciśnienia zewnętrznego działającego na powłokę Ŝywiczną: q t = 64,92 kpa = 0,06492 MPa Wyznaczenie współczynnika podparcia elastycznego: B' = 0,29 Wyznaczenie poprawki na odstępstwo od przekroju kołowego: C = 0,64 Wyznaczenie minimalnej grubości powłoki Ŝywicznej z warunku na wyboczenie: t = 15,7 mm Wyznaczenie współczynnika kształtu powłoki Ŝywicznej: DR = 50,8 Sprawdzenie warunku dotyczącego minimalnej, wymaganej sztywności powłoki Ŝywicznej: 12 E 3 ( DR) MPa 0,00178 MPa > 0,001 MPa 1,8 kn/m 2 > 1,0 kn/m 2 25

26 Warunek sztywności zgodnie z wartością ustaloną przez Komitet C950 Stowarzyszenia AWWA jest spełniony, wymagana zgodnie z PN-EN :2004 wartość minimalnej wymaganej sztywności obwodowej wynoszącej 1 kn/m 2 jest równieŝ zapewniona. Wyznaczenie współczynnika C C' = 1,18 Wyznaczenie wielkości obciąŝenia gruntem: W = 35,80 kpa = 0,0358 MPa Sprawdzenie warunku dopuszczalnego ugięcia wg skorygowanego wzoru Spanglera: 1,10 % < 5 % Wyznaczenie obciąŝenia od wody gruntowej, działającego na zewnętrzną powierzchnię powłoki: P = 3,05 m s.w. = 0,0305 MPa Wyznaczenie minimalnej grubości powłoki Ŝywicznej z warunku na wyboczenie spowodowane parciem hydrostatycznym wody gruntowej: t = 12,6 mm Wyznaczenie dopuszczalnego ciśnienia zewnętrznego, które moŝe działać na powłokę renowacyjną: σ = 10,8 MPa < 31 MPa NapręŜenia powstające w powłoce Ŝywicznej od parcia wody gruntowej są mniejsze od jej wytrzymałości na zginanie. Minimalna grubość powłoki Ŝywicznej po jej utwardzeniu dla parametrów przyjętych w obliczeniach powinna wynosić: 18,7 mm dla której warunek wymaganej sztywności obwodowej jest spełniony następująco: 0,0030 MPa > 0,0010 MPa 3,0 kn/m 2 > 1,0 kn/m Podsumowanie obliczeń statyczno-wytrzymałościowych powłoki Ŝywicznej Do zainstalowania wewnątrz kanału deszczowego DN 800 w ul. śeromskiego na odcinku od ul. Moniuszki do ul. Spornej naleŝy zastosować utwardzaną powłokę Ŝywiczną 26

27 o minimalnej wymaganej grubości po jej utwardzeniu wynoszącą co najmniej 18,7 mm, co odpowiada parametrom wytrzymałościowym nie mniejszym niŝ przyjęte do obliczeń (tab. 2). Ze względu na róŝne odmiany i modyfikacje metod utwardzanych powłok Ŝywicznych związane z właściwościami materiałów stosowanych do renowacji tą metodą, dopuszcza się zastosowanie powłoki o innej niŝ zaprojektowana grubości, ale zachowującej wymaganą minimalną sztywność obwodową tj. 3 kn/m 2 oraz nie powodującą redukcji przekroju starego kanału większej niŝ 7 %. W celu potwierdzenia parametrów wytrzymałościowych zastosowanej do renowacji poszczególnych odcinków powłoki Ŝywicznej Wykonawca zobowiązany jest do wykonania badań laboratoryjnych próbek tej powłoki pobranych w trakcie prac renowacyjnych we wskazanym przez Zamawiającego niezaleŝnym laboratorium. Tab. 2 Parametry powłoki Ŝywicznej przewidzianej do zainstalowania w kanale deszczowym Minimalna grubość [mm] Wymagana sztywność obwodowa [kn/m 2 ] DN 800 ułoŝonym w ul. śeromskiego na odcinku od ulicy Moniuszki do ulicy Spornej Moduł spręŝystości przy zginaniu [N/mm 2 ] Moduł spręŝystości przy zginaniu zredukowany dla działań długotrwałych [N/mm 2 ] Wytrzymałość na zginanie [N/mm 2 ] 18,7 3, Część rysunkowa Do opracowania dołączono mapę sytuacyjno-wysokościową (rys. 1a, 1b i 1c) przedstawiającą trasę kanału deszczowego DN 800 w ul. śeromskiego (na odcinku od ul. Moniuszki do ul. Spornej), przeznaczonego do bezwykopowej renowacji. 27