Budowa kolektora wiślanego

Wzdłuż Wisłostrady w Warszawie powstał największy tranzytowo-retencyjny kolektor ściekowy w Europie. Inwestycja wielkości trzynastu basenów olimpijskich, ograniczy podtopienia w lewobrzeżnej części. miasta

Kolektor wiślany, bo o nim mowa, zlokalizowany jest w Warszawie wzdłuż Wisłostrady. Ma długość ponad 9 km, a podstawowa średnica tunelu wykonanego w technologii mikrotunelingu wynosi 3,2 m, co daje niebagatelną jego pojemność – ok. 50 tys. m³.

Inwestycja wynikała z potrzeby zapobiegania negatywnym skutkom coraz częściej występujących deszczy nawalnych w zurbanizowanym terenie z kanalizacją ogólnospławną. Dynamiczny rozwój miast stawia przed zarządcami i inżynierami kolejne wyzwania. Postępująca urbanizacja wraz ze zmianami klimatycznymi powoduje coraz częstsze zalewanie ulic oraz konieczność zrzutów burzowych do rzek. Zmiany klimatyczne, które dokonują się na naszych oczach, skutkują wzrostem częstości i natężenia deszczów nawalnych występujących na terenie naszego kraju. Dzisiejszymi celami działań są m.in. zmniejszenie ryzyka podtopień terenów zurbanizowanych w trakcie trwania deszczów nawalnych, zmniejszenie liczby zrzutów burzowych, a tym samym zmniejszenie wpływu na środowisko (w przypadku Warszawy – do nie więcej niż dziesięciu rocznie), wyrównanie dopływów do oczyszczalni ścieków, eliminacja punktów przeciążenia i optymalizacja pracy sieci.

Co to jest kolektor wiślany? Jest to rurociąg kanalizacji ogólnospławnej mający za zadanie magazynować nadmiar ścieków oraz wód opadowych spływających z terenu lewobrzeżnej Warszawy tj: Mokotowa, Ochoty, Woli, Śródmieścia, Żoliborza i Bielan w czasie deszczów nawalnych. Retencjonowane ścieki będą sukcesywnie kierowane do oczyszczalni ścieków „Czajka”. Oczyszczalnia ta odpowiada za oczyszczanie ponad 85% ścieków trafiających do Wodociągów Warszawskich i obsługuje obszar głównie kanalizacji ogólnospławnej. Dzięki możliwości magazynowania nadmiaru wód spływających do kanalizacji w trakcie intensywnych deszczów, zostanie m.in. ograniczona konieczność uruchamiania zrzutów burzowych do Wisły.

Inwestycja ta jest częścią szerszego przedsięwzięcia, realizowanego przez MPWiK
w Warszawie w porozumieniu z właścicielem – miastem stołecznym Warszawa, którego celem jest usprawnienie oraz rozbudowa systemu transportu ścieków. Analiza optymalnego rozwiązania została oparta na 94 wariantach inwestycyjnych zlewni wynoszącej ~9.400 ha, dla której rozkład opadów wyznaczono na podstawie danych z 25 deszczomierzy, 55 punktów pomiaru przepływu i 40 punktów pomiaru napełnienia. Analiza modelowa zawierała 886 serii badawczych obejmujących wszystkie zdarzenia pogodowe z 25 lat. Poza kolektorem wiślanym MPWiK buduje także inne kanały zbiorcze, m.in.: Mokotowskiego – Bis i Lindego – Bis, a także uruchomi centralny system sterowania siecią kanalizacji ogólnospławnej. Ponadto zbudowano już, zlokalizowany na terenie oczyszczalni „Czajka”, zbiornik retencyjny na wody opadowe, który należy do jednego z większych w Europie.

Prace projektowe kolektora wiślanego rozpoczęto od wyznaczenia optymalnej trasy pod względem hydraulicznym, proceduralnym i formalno-prawnym, z określeniem punktów stałych w miejscach komór połączeniowych, miejscach połączenia z kolejnymi fazami projektowymi oraz miejscach skrzyżowań z infrastrukturą podziemną i nadziemną (Most Gdański, przejścia podziemne, Most Grota, przejazdy podziemne).

W trakcie prac projektowych uzyskano cztery pozwolenia na budowę i ponad sto uzgodnień
z organami administracji publicznej. Wykonano 31 tomów dokumentacji w zakresie projektu budowlanego, a także 95 tomów dokumentacji w zakresie projektu wykonawczego.

Kolektor w centrum Warszawy jest posadowiony na głębokości od 6 do 15 m i jest wykonany w technologii bezwykopowej metodą mikrotunelingu. Za głowicą drążącą „Barbarą” transportowane są pod ziemię kolejne fragmenty nowego rurociągu. Całkowita długość kolektora – 9,5 km i będzie to najdłuższy kanał o takiej średnicy (od 1,2 m do 3,2 m) wykonany w taki sposób w Polsce. Drążenie tunelu, podobnie jak i inne prace związane z budową prowadzone były 24 godziny na dobę przez siedem w tygodniu. Zastosowana technologia układania rurociągu jest najbezpieczniejszą metodą wykonywania prac dla środowiska oraz dla pracowników. Ponadto ten sposób prowadzenia prac pozwala zminimalizować miejsce na powierzchni terenu potrzebne do wykonania zadania, a tym samym ograniczać utrudnienia komunikacyjne. Układanie rurociągu było sterowane zdalnie, co przy jednoczesnym zachowaniu pełnej precyzji pozwalało ograniczyć liczbę osób przebywających w wykopie.

Technologia mikrotunelingu polega na drążeniu tunelu o wymaganym spadku pomiędzy dwiema komorami przygotowanymi wcześniej, czyli startową i końcową. Tunelu drążony jest przy pomocy tarczy wiertniczej przy jednoczesnym przeciskaniu rur docelowych kanału. Sterowanie przeciskiem odbywa się za pomocą przegubowej głowicy sterującej, której położenie jest zmieniane za pomocą siłowników sterowanych hydraulicznie. Proces taki pozwala na jednoetapowe wykonywanie rurociągów. W metodzie tej możliwe jest wbudowywanie rurociągów, których trasa przebiega po łuku. Taka sytuacja występowała również przy budowie kolektora wiślanego, gdyż trasę wyznaczono nie tylko w linii prostej, ale część sieci została poprowadzona po łukach. W obu przypadkach rury łączone były za pomocą specjalnych stalowych manszet oraz uszczelek.

Porównanie wielkości terenu potrzebnego do prowadzenia prac w sposób tradycyjny i za pomocą mikrotunelingu przy średnicy rurociągu 3,2 m

Fot. HABA-Beton Johann Bartlechner Sp. z o.o.

Prowadzenie prac w technologii mikrotunelingu niesie za sobą wiele zalet szczególnie w terenie zurbanizowanym. Dzięki wybraniu tej metody ograniczone do minimum są utrudnienia w ruchu oraz zmiany w projekcie organizacji ruchu na czas trwania budowy, a same prace można realizować nawet przy wysokim poziomie wód gruntowych. Ponadto zdecydowanie zredukowany jest wpływ budowy na najbliższe otoczenie, ograniczone jest oddziaływanie w postaci hałasu i powstawania zanieczyszczeń, a konieczność wycinki drzew znacząco się zmniejsza. Przy budowie kolektora wiślanego usunięto niezbędne drzewa i krzewy w ilości jedynie 106 sztuk na ponad 9-kilometrowej trasie. Zwiększa się jednocześnie bezpieczeństwo pracowników poprzez zminimalizowanie ilości prac ziemnych. Ponadto czas potrzebny na wykonanie rurociągu jest krótszy niż w przypadku prac prowadzonym metodami tradycyjnymi.

Do wykonywania kolektora używana była maszyna MTBM (ang. Microtunnel Boring Machine) o łącznej długości 8,1 m z tarczą o średnicy 3,8 m oraz wadze 145 ton. Głowica nazwana imieniem „Barbara”, która drąży z prędkością 14 m na dobę jest kluczowym elementem podczas prowadzenia prac. Elementami prefabrykowanymi, które stanową właściwą część kolektora specjalne rury żelbetowe do mikrotunelingu z wkładką PEHD.

Rury do mikrotunelowania nie mogą „zalegać na magazynie”. Z uwagi na indywidualne warunki tego typu inwestycji, produkty muszą spełniać szereg wymagań ze szczególnym uwzględnieniem wytrzymałości na ściskanie. Kolektor wiślany będzie poddany dodatkowo gwałtownym uderzeniom hydraulicznym i będzie pracował w środowisku agresywnych ścieków, a praca ta ma zgodnie z założeniami potrwać min. sto lat przy szczelności zarówno samych rur, jak i ich połączeń. W celu spełnienia powyższych wymagań odcinek retencyjny zostanie wykonany z rur żelbetowych z wykładziną PEHD. Wkładka ta ma grubość min. 4 mm i jest pewnie zakotwiona w betonie, ma odporność w zakresie 0-14 pH i ścieralność wg CEN/TR 15729:2000 na poziomie 0,4 mm po 200 tys. cykli. Z zakładu prefabrykacji do Warszawy wyjechało w sumie 1.800 rur, każda o średnicy zewnętrznej 3,8 m (wewnętrznej – 3,2 m), długości 3 m i wadze 24 ton. W związku z gabarytami rur, każdy transport przebiegał w specjalnym trybie, co oznacza każdorazowe zgody i pozwolenia GDDKiA oraz wyznaczanie trasy przejazdu.

Kolektor wiślany to największa tego typu inwestycja w Polsce, która cieszy się dużym zainteresowaniem. Budowę odwiedziło wielu gości mi.in. z biur projektowych, wodociągów z innych miast, czy instytucji związanych z budownictwem inżynieryjnym, a także goście z zagranicy, w tym z Niemiec i Austrii.

Wioleta Alenowicz

Artykuł ukazał się w „Biuletynie Wielkopolskiej OIIB” nr 3/2023. Za możliwość przedruku dziękujemy Izbie, autorce i Mirosławowi Praszkowskiemu – redaktorowi naczelnemu Biuletynu.

Inwestor: Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji m.st. Warszawy Wykonawcy: Budimex SA (mikrotuneling), Sanimet Częstochowa (roboty bezwykopowe) i HABA-Beton Johann Bartlechner (dostawca rur) Wartość kontraktów na wykonanie całego kolektora wiślanego: 600 mln zł (netto)