NOWOCZESNE NARZDZIA I METODYKA PRACY PRZY OPRACOWYWANIU EKSPERTYZ

NOWOCZESNE NARZĘDZIA I METODYKA PRACY PRZY OPRACOWYWANIU EKSPERTYZ Z ZAKRESU INFRASTRUKTURY PODZIEMNEJ Prof. dr hab. inż. Cezary Madryas dr inż. Andrzej Moczko dr inż. Leszek Wysocki

W procesach fermentacji ścieków powstaje siarkowodór. Z siarkowodoru w wyniku procesów życiowych bakterii z rodzaju thiobacillus powstaje kwas siarkowy, który powoduje korozję materiałów na bazie cementu. Ten rodzaj korozji określa się mianem korozji biologicznej. Ca(OH)2 + H 2 SO 4 Ca. SO 4 2 H 2 O W wyniku tej reakcji powstaje siarczan wapnia (gips), który krystalizuje z dwoma cząsteczkami wody, zwiększając przy tym swoją objętość o 130 %. W drugim etapie gips może łączyć się z glinianem trójwapniowym zgodnie z reakcją: 3 Ca. SO 4 2 H 2 O + C 3 A n. H 2 O C 3 A 3 Ca. SO 4 32 H 2 O tworząc sól Candlota, która krystalizuje ze zwiększeniem objętości o 227 %. Wieloletnie badania autorów prowadzone w wielu polskich miastach wskazują, że praktycznie jedynym zagrożeniem korozyjnym w przewodach kanalizacyjnych wykonanych z betonu lub murowanych na zaprawie cementowej są siarczany.

INNE PRZYCZYNY USZKODZEŃ PRZEWODÓW KANALIZACYJNYCH: - punktowe naciski spowodowane twardymi przedmiotami mogą powodować uszkodzenia rur z tworzyw termoplastycznych (PEHD, PP, PCW), - zrzucanie ścieków o podwyższonej temperaturze, obniża parametry wytrzymałościowe tworzyw termoplastycznych, - korozję uszczelek stosowanych do uszczelniania połączeń rur mogą powodować tłuszcze i produkty ropopochodne, - na terenach objętych szkodami górniczymi zagrożeniem dla wszystkich przewodów kanalizacyjnych są deformacje terenu, - przerosty korzeni drzew w obrębie złączy i rys, - gryzonie mogą powodować uszkodzenia przewodów z tworzyw termoplastycznych, - stosowanie w kanałach narażonych na korozję siarczanową wyrobów produkowanych na cemencie nie spełniającym wymagań dla cementu siarczanoodpornego, a zwłaszcza wyrobów produkowanych na cemencie szybkosprawnym.

DLA OCENY STANU TECHNICZNEGO PRZEWODÓW KANALIZACYJNYCH ROZWAŻA SIĘ TRZY PODSTAWOWE KRYTERIA: - kryterium wytrzymałości, - kryterium hydrauliczne, - kryterium ekologiczne.

SPECYFIKĄ BADAŃ SIECI KANALIZACYJNYCH JEST FAKT, ŻE WARUNKI BADAŃ W ZASADZIE SĄ ZAWSZE NIEKORZYTSTNE DLA EKSPERTA I WIĄŻĄ SIĘ Z RELATYWNIE DUŻYMI KOSZTAMI REALIZOWANYCH BADAŃ. DO NAJWAŻNIEJSZYCH UWARUNKOWAŃ TEGO TYPU NALEŻY W PIERWSZEJ KOLEJNOŚCI ZALICZYĆ: - brak dostępu do badanych obiektów od zewnątrz powoduje to konieczność prowadzenia wszelkich badań od strony wewnętrznej, co zwykle stanowi istotne utrudnienie ze względu na niewielkie ich gabaryty, - praktyczny brak możliwości wyłączenia badanego fragmentu kanału z eksploatacji, co między innymi wiąże się często z koniecznością pracy wewnątrz przewodów, w których mamy do czynienia z płynącymi ściekami, - prowadzenie badań wewnątrz przewodów kanalizacyjnych, w których występują znaczne ilości osadów i ścieków wymaga stosowania specjalnej odzieży ochronnej, odpowiedniego zabezpieczenia wykorzystywanej aparatury pomiarowej i sprzętu fotograficznego oraz właściwego podwieszenia i zamocowania wszelkich elementów wyposażenia dodatkowego, w tym przewodów elektrycznych,

- zwykle prace badawcze są realizowane w późnych godzinach wieczornych oraz nad ranem ze względu na fakt, iż jest to okres kiedy ilość odprowadzanych ścieków jest relatywnie najniższa, - badania realizowane w obecności płynących ścieków i w warunkach wszechobecnej wilgoci, wiążą się z bezpośrednim zagrożeniem bezpieczeństwa wynikającym z konieczności zapewnienia zasilania elektrycznego niezbędnego do oświetlenia miejsca badań oraz pracy różnego typu urządzeń elektrycznych; w skrajnych przypadkach niezbędne jest stosowanie specjalistycznych zabezpieczeń w tym względzie, - występowanie zagrożenia dla życia, wynikające z obecności szkodliwych gazów, a w szczególności siarkowodoru oraz osadów mogących być ich źródłem, wymaga profesjonalnego zabezpieczenia bezpieczeństwa realizacji badań, w tym właściwego przewietrzania przewodów, prowadzenia ciągłego monitoringu stężenia tych gazów oraz zapewnienia możliwości szybkiej i bezpiecznej ewakuacji.

STAN TECHNICZNY PRZEWODU KANALIZACYJNEGO TO PEWIEN UMOWNY STOPIEŃ JEGO ZDOLNOŚCI DO WYKONYWANIA PRACY OCENIAJĄC STAN TECHNICZNY PRZEWODU KANALIZACYJNEGO RZECZOZNAWCA MUSI ODPOWIEDZIEĆ NA NASTĘPUJĄCE PYTANIA: • czy przewód kanalizacyjny może odprowadzić założoną ilość ścieków do odbiornika (kryterium hydrauliczne), • czy przewód jest neutralny dla otoczenia w którym jest ułożony (kryterium ekologiczne) • czy zagrożone jest bezpieczeństwo konstrukcji przewodu i czy uciążliwości eksploatacyjne związane z aktualnym stanem są akceptowalne dla zarządzającego siecią.

Podstawą dla rozpoznania i późniejszej oceny stanu przewodu kanalizacyjnego jest wzrokowa kontrola jego stanu technicznego (inspekcja). Podstawowym zadaniem takiej kontroli jest wykrycie uszkodzenia. Badania kontrolne mogą mieć charakter losowy i wtedy związane są z sygnałem o uszkodzeniu przewodu lub tylko podejrzeniem, że uszkodzenie nastąpiło. Kontrola może być prowadzona także okresowo na potrzeby programowej strategii eksploatacji systemu. Okresowe kontrole generują oczywiście koszty ale mogą istotnie obniżyć koszty eksploatacji związane z utrzymaniem sprawności sieci. Na poniższym rysunku przedstawiono zależności pomiędzy krotnością kontroli a kosztami odnowy sieci.

Zależność kosztów odnowy systemu od krotności kontroli: KO - koszt odnowy, KK - koszt kontroli, KNS - koszt niesprawnego działania systemu, i - krotność kontroli Wykresy wskazują, że istnieje pewien optymalny, z punktu widzenia kosztów odnowy, poziom krotności kontroli stanu przewodów.

Kontrole wzrokowe pozwalają na rozpoznanie i opis takich podstawowych zmian w przewodzie jak: - występowanie przeszkód w odpływie ścieków, - odchyłki ułożenia przewodu, - zużycie mechaniczne (abrazja), - korozja wnętrza przewodu, - deformacje, - rysy, spękania i ubytki ścian przewodu, - występowanie nacieków i osadów, - infiltracja wód gruntowych, - przerosty korzeni, - inwentaryzacja wyposażenia i przyłączy.

Na poniższym rysunku przedstawiono ideę inspekcji kamerą CCTV INSPEKCJA PRZEWODU KAMERĄ Z WŁASNYM NAPĘDEM: 1 - stanowisko kontrolno-sterownicze, 2 – ścianka rozdzielająca, 3 – winda kablowa, 4 – ramię windy, 5 – kabel zestawu kamerowego, 6 – krążek prowadzący, 7 – samojezdny zestaw kamerowy

Wnętrze nowoczesnego samochodowego zestawu do kontroli wzrokowych przewodów ze specjalistycznym wyposażeniem do diagnozy ich stanu technicznego Systemy do przeglądu video w samochodzie półciężarowym (zestaw w posiadaniu Zakładu Inżynierii Miejskiej Politechniki Wrocławskiej, wykonany przez firmę Rausch Gmb. H, Weissenberg, Niemcy), a – widok pomieszczenia kontrolnego, b - pomieszczenie techniczne

Metody badań dla oceny nośności i trwałości przewodu (kryterium wytrzymałości) zestawiono na poniższym rysunku Metody badań zmierzające do rozpoznania nośności i trwałości przewodów kanalizacyjnych (kryterium wytrzymałości)

Badania o charakterze ilościowym lub/i jakościowym przeprowadzane z wnętrza przewodu kanalizacyjnego w celu rozpoznania jego trwałości i nośności

Stany techniczne przewodów kanalizacyjnych: Stany konstrukcji przewodu kanalizacyjnego wg wytycznych ATV : a) I stan techniczny, b) II stan techniczny, c) III stan techniczny, 1 – istniejący przewód Zakwalifikowanie przewodu do jednego z trzech stanów technicznych wykonuje się na podstawie wykonanych badań i sprawdzających obliczeń statyczno-wytrzymałościowych. Kwalifikacja ta jest podstawowym celem ekspertyzy technicznej i jest niezbędna dla podjęcia decyzji o ewentualnym zakresie i sposobie przeprowadzenia prac remontowych (odnowy) oraz alternatywnych sposobach ich wykonania.

PODSUMOWANIE Ekspertyza powinna stanowi podstawę dla wykonania projektu odnowy. Prowadzenie prac remontowych bez wykonania badań stanu technicznego przewodów, ekspertyzy i projektu jest niedopuszczalne. Prowadzić to może do podjęcia niewłaściwych decyzji w zakresie odnowy skutkujących zagrożeniem dla stanu bezpieczeństwa, gdy przyjmuje się technologie w niewystarczający sposób podnoszące nośność naprawianego przewodu lub w sposób całkowicie nieuzasadniony podnoszące koszt naprawy, gdy przyjmuje się technologie podnoszące nadmiernie nośność naprawianego przewodu.

DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ Prof. dr hab. inż. Cezary Madryas dr inż. Andrzej Moczko dr inż. Leszek Wysocki