ścieków „Czajka”
ścieków do pompowni Żerań i No-wodwory;
■ kolektor ogólnospławny o średnicy 2160 mm będący przedłużeniem syfonu, włączony do układu opisa-nych powyżej kolektorów o średnicy 2800 mm;
■ tunel zbiorczy o średnicy wewnętrz-nej 4500 mm biegnący pod Wi-słą dla przeprowadzenia syfonu z dwóch przewodów kanalizacyj-nych o średnicy 1600 mm.
A także:
■ pompownia „Farysa” będąca żelbeto-wą, monolityczną studnią opuszczaną o średnicy ok. 10 m i głębokości 10 m;
■ budynek krat o rzucie prostokąta o bokach 25 m i 40 m posadowiony na głębokości ok. 6 m;
■ zagłębiona poniżej terenu komora startowa o średnicy wewnętrznej 20 m i głębokości 43 m zaprojek-towana w technologii ścian szcze-linowych o grubości 1 m (płyta fundamentowa komory zostanie po-sadowiona na rzędnej 27 m w sto-sunku do „0” poziomu rzeki Wisły);
■ komora wyjściowa o zróżnicowanej głębokości (6,10 m, 7,65 m i 8,75 m) i planie prostokąta o bokach 9,10 m i 36,70 m.
Przedsięwzięcie cechuje niespotykana dotąd w Polsce skala i unikatowe ce-chy nawet wśród podobnych rozwią-zań w świecie. Na uwagę zasługują wszystkie ww. wymienione elemen-ty inweselemen-tycji, jednak ze względu na szczupłe ramy artykułu ograniczono się do przedstawienia najważniejszych informacji o kolektorach o średnicy wewnętrznej 2800 mm wykonanych z zastosowaniem technologii mikro-tunelowania oraz tunelu pod Wisłą.
71 c i e k a w e r e a li z a c j e
wrzesień 11 [87]
Rys. 2 | Schemat syfonu z kolektorami doprowadzającymi i odprowadzającymi ścieki
Fot. 1 | Komora robocza mikrotunelu zlokalizowana w pasie rozdziału jezdni
Mikrotunel
Wybudowanie kolektora o średni-cy wewnętrznej 2800 mm i długości 6000 m w mocno zurbanizowanej dzielnicy Białołęka wykluczało prak-tycznie możliwość realizacji budowli w wykopie otwartym. Dlatego też kolektor postanowiono wykonać, wy-korzystując technologię mikrotune-lowania. Było to zadanie wyjątkowe, gdyż nigdy dotąd nie wykonywa-no w Polsce mikrotunelu o tak dużej średnicy. Dostawcą rur była fi rma Hobas, a maszyn do mikrotu-nelowania – fi rma Herrenknecht. Do-starczenie rur wykonanych z CC-GRP o tak dużej średnicy wymagało budo-wy nowego ciągu technologicznego.
Ciąg ten przystosowano do produkcji rur o średnicach zewnętrznych 3500 mm, co jest swoistym rekordem w za-kresie wymiarów rur produkowanych z GRP. Do produkcji rur wykorzystano nienasycone żywice poliestrowe, cięte włókno szklane, węglan wapnia oraz piasek kwarcowy. Do drążenia mikro-tunelu użyto wykonane i dostarczone przez fi rmę Herrenknecht dwie ma-szyny: AVN 2000 i AVN 2400, o ze-wnętrznej średnicy noża 3065 mm i sile nacisku 1800 ton. Zaprojektowa-no rekordowo długie (do 930 m) od-cinki między komorami roboczymi, co znacznie zmniejszyło uciążliwości dla otoczenia wynikające z prac budowla-nych, a przede wszystkim uciążliwości wynikające z wykonywania dużej licz-by komór. Prace zostały zrealizowane przez spółki: Hydrobudowa 9, PRG
Metro i KWG z grupy kapitałowej PBG SA, a benefi cjentem projektu jest Miej-skie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji m.st. Warszawa. Warto podkreślić, że budowla ta jest unikato-wa i stanowi rozwiązanie innounikato-wacyjne w technologii mikrotunelowania. Na fot. 1 – jedna z komór wybudowana podczas realizacji kolektora.
Tunel pod Wisłą
Tunel pod Wisłą jest elementem syfonu budowanego w celu przeprowadzenia ścieków złożonego z:
■ zlokalizowanej na terenie lewobrzeż-nej Warszawy komory wejściowej,
■ tunelu zbiorczego o średnicy wewnętrz-nej 4500 mm ułożonego pod rzeką,
■ dwóch przewodów kanalizacyjnych o średnicy 1600 mm ułożonych we wnętrzu tunelu wieloprzewodowego,
■ zlokalizowanej na prawym brzegu Wisły komory wyjściowej z
umiesz-czonymi w niej komorami: zasuw, rozprężną i połączeniową.
Syfon został zaprojektowany przez konsorcjum składające się czterech fi rm: DHV Polska (lider konsorcjum), Prokom, Grontmij Polska i ILF Con-sulting Engineers Polska. Materiały projektowe wykonane przez to kon-sorcjum stanowiły materiał źródłowy do opracowania niniejszego artyku-łu. Na etapie studium potencjalnych rozwiązań opinie techniczne o celo-wości budowy tunelu pod Wisłą wy-konywała Politechnika Wrocławska (pod kierunkiem prof. C. Madryasa) i Politechnika Świętokrzyska (pod kie-runkiem prof. A. Kuliczkowskiego).
Układ elementów opisanego systemu przedstawiono na rys. 2. (Z uwagi na przyspieszenie rozpoczęcia robót wy-konawca odwrócił kierunek wiercenia tunelu).
Z hydraulicznego punktu widzenia podstawowym elementem syfo-nu jest układ dwóch przewodów zaprojektowanych z rur stalowych i rur z materiału CC-GRP. Począw-szy od komory startowej (początek syfonu), do wejścia przewodów do tunelu przewody zaprojektowane są jako stalowe. Dalej, tzn. w tunelu na odcinku ok. 1300 m, z rur CC-GRP o średnicy 1600 mm, sztywności ob-wodowej SN 10 000 N/mm2 i klasie ciśnienia PN6. Ścieralną wewnętrzną warstwę tych rur wykonano z żywicy
c i e k a w e r e a li z a c j e
Rys. 3 | Schemat tunelu z rozmieszczonymi przewodami syfonu
Fot. 2 | Pierwsza w Polsce maszyna typu TBM (firmy Herrenknecht)
o podwójnej grubości warstwy w sto-sunku do rozwiązań standardowych.
Przewody przygotowano w odcinkach 3 m, 6 m i 9 m, łączonych na złączki ciśnieniowe przystosowane do klasy ciśnienia PN6. Na odcinku łączącym komorę rozprężną z komorą połącze-niową zaprojektowano przewód z rur CC-GRP do mikrotunelowania o średni-cy 2600 mm i sztywności obwodowej 50 000 N/mm2. Założono, że ilość ście-ków i wód deszczowych przesyłanych syfonem może wynosić 4,25 m3/s dla jednego przewodu, co oznacza mak-symalne godzinowe natężenie prze-pływu podczas opadów na poziomie 5,425 m3/s.
Tunel o średnicy wewnętrznej 4,50 m i długości 1305 m, dla umieszczenia wyżej opisanych kolektorów, jest budo-wany pod Wisłą. Teren ten obejmował dwie jednostki geomorfologiczne, tzn.
obszar denudowanego tarasu erozyj-no-akumulacyjnego (tzw. tarasu błoń-skiego) i dolinę Wisły (Geoteko, 2008).
Wzdłuż trasy projektowanego tunelu warunki gruntowo-wodne są zmienne, choć w miarę jednorodne. Począwszy od komory startowej, na ok. 210 m trasy, występują iły oraz gliny trzeciorzę-dowe z licznymi nawodnionymi prze-warstwieniami piaszczystymi. Dalej (od-cinek 210–310 m) tunel przebiega przez występujące w obrębie rynny erozyjnej nawodnione, przepuszczalne i półprze-puszczalne grunty piaszczysto-gliniasto--pylaste. Potem na odcinku od 370 do 500 m występują nawodnione piaski rzeczne, które przechodzą w iły, oraz
gliny trzeciorzędowe. Na 940 m, licząc od komory startowej, rozpoczynają się ponownie opisane już utwory piasz-czysto-gliniasto-pylaste. Od 1070 m trasy (licząc od komory startowej) do jej końca tunel przebiega ponownie w ob-rębie nawodnionych piasków pylastych.
Budowlę zaprojektowano jako żelbetową, wykonaną z tubingów przy użyciu tarczy TBM. Jest to
pierwsza realizacja w Polsce, w której została wykorzystana ta technologia.
Na rys. 3 przedstawiono przekroje poprzeczny i podłużny tunelu; rys. 4 przedstawia natomiast widok tubin-gów, a fot. 2 – widok tarczy TBM.
Prace związane z wykonaniem tunelu są w końcowej fazie realizacji. Komorę ro-boczą podczas jej przygotowywania do realizacji tunelu przedstawia fot. 3.
73 c i e k a w e r e a li z a c j e
wrzesień 11 [87]
Rys. 4 | Schemat tubingów i ich wygląd po prefabrykacji
Fot. 3 | Komora robocza dla tunelu pod Wisłą
i wyłonienie na podstawie procedur przetargowych wykonawców projektu, wymagała ogromnego nakładu prac koncepcyjnych, logistycznych, a także otwartości benefi cjenta środków i za-razem inwestora na nowatorskie – nie tylko w skali Polski – rozwiązania tech-niczne. Zaprojektowanie wybranych przez inwestora rozwiązań, z których opisane wyżej były lub są realizowane w Polsce po raz pierwszy, wymagało zorganizowania przygotowanych pod względem merytorycznym, sprzęto-wym, produkcyjnym i logistycznym konsorcjów i grup przedsiębiorstw mogących wykonać opisane budowle.
Zadanie to zostało dobrze wykonane, o czym świadczą ukończone budowy mikrotuneli o średnicy zewnętrznej 3000 mm i przeprowadzone bez za-strzeżeń prace przy budowie tunelu pod Wisłą.
Można stwierdzić, że przedsięwzięcie o nazwie „Zaopatrzenie w wodę i oczyszczanie ścieków w Warsza-wie” przełamało w dużym stop-niu niechęć w polskim środowisku inwestorów do budowy tuneli (co wynika z małej jak dotąd liczby takich realizacji), wykazując przygotowanie polskiego środowiska projektantów, wykonawców oraz producentów i do-stawców elementów budowlanych, a także środowiska naukowego do podejmowania wyzwań związanych z nowoczesnym budownictwem pod-ziemnym stosującym technologie bez-wykopowe.
prof. dr hab. inż. Cezary Madryas
prorektor, kierownik Zakładu Inżynierii Miejskiej Politechnika Wrocławska
prof. UZ dr hab. inż.
Adam Wysokowski
kierownik Zakładu Dróg i Mostów Uniwersytet Zielonogórski mgr inż. Marek Gaertig
wiceprezes, Przedsiębiorstwo Robót Górniczych PRG Metro Grupa kapitałowa Hydrobudowa Polska mgr inż. Lech Skomorowski
dyrektor zarządzający Hobas System Polska
Podsumowanie
Budowa opisanych w artykule obiektów jest związana z realizacją największego w Polsce przedsięwzięcia współfi nan-sowanego ze środków europejskich w ramach Projektu Funduszu Spójności (nr 2000/PL/16/PE/020) pt. „Zaopa-trzenie w wodę i oczyszczanie ścieków w Warszawie”. Jest to zadanie daleko wychodzące poza teren Warszawy czy teren dorzecza rzeki Wisły, ponieważ uruchomienie systemu będzie bez-pośrednio wpływało na poziom czystości wód w Bałtyku. Realiza-cja zadania, tj. opracowanie wniosku w celu pozyskania środków, opra-cowanie specyfi kacji przetargowych
c i e k a w e r e a li z a c j e
Literatura
1. Konsorcjum DHV Polska Sp. z o.o. (lider konsorcjum), Prokom Sp. z o.o., Gront-mij Polska Sp. z o.o. i ILF Consulting Engineers Polska Sp. z o.o. Projekt Fun-duszu Spójności (nr 2000/PL/16/PE/020) pt. „Zaopatrzenie w wodę i oczyszczanie ścieków w Warszawie”. Zamawiający:
Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji m.st. Warszawa SA. Kon-trakt nr 04A: Pomoc Techniczna Faza III „Przygotowanie modernizacji i roz-budowy oczyszczalni ścieków «Czajka»
wraz z kolektorami”. Zadanie 02:
Usłu-Prof. C. Madryas w trakcie wygłaszania tez referatu (fot. A. Wysokowski)