{"id":8613,"date":"2020-03-03T20:02:25","date_gmt":"2020-03-03T19:02:25","guid":{"rendered":"https:\/\/informacjainstal.com.pl\/artykul\/przyczyny-zapadania-sie-nawierzchni-ulicznych-wskutek-awarii-przewodow-kanalizacyjnych\/"},"modified":"2022-11-16T12:11:38","modified_gmt":"2022-11-16T11:11:38","slug":"causes-of-road-surfaces-failures-as-a-result-of-sewage-pipes-failures","status":"publish","type":"artykul","link":"https:\/\/informacjainstal.com.pl\/en\/article\/causes-of-road-surfaces-failures-as-a-result-of-sewage-pipes-failures\/","title":{"rendered":"Causes of road surfaces failures as a result of sewage pipes failures"},"content":{"rendered":"\n
\n
\n
\n
\n \n
\n
\n

Uwagi wst\u0119pne<\/strong><\/p>\n

Zapadanie si\u0119 nawierzchni ulicznych mo\u017ce by\u0107 spowodowane awariami r\u00f3\u017cnych sieci infrastruktury podziemnej. Awarie te mog\u0105 by\u0107 wywo\u0142ane np. rozszczelnieniem si\u0119 przewod\u00f3w wodoci\u0105gowych. Wtedy konsekwencje tych awarii, polegaj\u0105ce na utracie du\u017cych ilo\u015bci wody, czy spowodowaniu podtopie\u0144 ulic i pobliskich posesji, mog\u0105 by\u0107 bardzo powa\u017cne, a w niekt\u00f3rych przypadkach, gdy ma dodatkowo miejsce zapadni\u0119cie si\u0119 nawierzchni ulicznych, stwarzaj\u0105 one zagro\u017cenie dla bezpiecze\u0144stwa ruchu drogowego [5].<\/p>\n

Jednak zdecydowanie powa\u017cniejsze od awarii przewod\u00f3w wodoci\u0105gowych s\u0105 awarie przewod\u00f3w kanalizacyjnych z uwagi na fakt, i\u017c znajduj\u0105 si\u0119 one znacznie g\u0142\u0119biej ni\u017c przewody wodoci\u0105gowe czy inne przewody podziemne i maj\u0105 wi\u0119ksze przekroje poprzeczne.<\/p>\n

Najwi\u0119ksze zagro\u017cenie, je\u017celi we\u017amie si\u0119 pod uwag\u0119 wielko\u015b\u0107 zapadlisk nawierzchni, stwarzaj\u0105 wielkowymiarowe kolektory kanalizacyjne. Zapadni\u0119cia nawierzchni ulicznych cz\u0119sto s\u0105 przyczyn\u0105 zapadania si\u0119 samochod\u00f3w, a w niekt\u00f3rych przypadkach gin\u0105 tak\u017ce ludzie lub odnosz\u0105 r\u00f3\u017cnorakie obra\u017cenia [8]. Dokonana przez autork\u0119 tej publikacji analiza 100 losowo wybranych przypadk\u00f3w zapadni\u0119\u0107 nawierzchni drogowych, kt\u00f3re wyst\u0105pi\u0142y w r\u00f3\u017cnych krajach, a kt\u00f3re powsta\u0142y z powodu uszkodzonych lub nieszczelnych kana\u0142\u00f3w \u015bciekowych, umo\u017cliwia uj\u0119cie zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych w sze\u015bciu kategoriach, zr\u00f3\u017cnicowanych wielko\u015bci\u0105 zapadni\u0119tej nawierzchni ulicznej. Najwi\u0119ksze zagro\u017cenie zapadania si\u0119 nawierzchni ulicznych stwarzaj\u0105 d\u0142ugo eksploatowane przewody kanalizacyjne. S\u0105 nimi g\u0142\u00f3wnie przewody kamionkowe [13] i betonowe [12], z kt\u00f3rych dawniej budowano sieci kanalizacyjne. Zagro\u017cenie zapadania si\u0119 nawierzchni ulicznych mog\u0105 stwarza\u0107 tak\u017ce nowo budowane przewody kanalizacyjne, g\u0142\u00f3wnie z uwagi na z\u0142\u0105 jako\u015b\u0107 wykonawstwa. Potwierdzaj\u0105 to wyniki bada\u0144 np. nowo budowanych przewod\u00f3w z rur PVC [14]. Przewody kanalizacyjne wykonane z rur z tworzyw sztucznych PVC czy PE-HD [1,4] mog\u0105 tak\u017ce utraci\u0107 stateczno\u015b\u0107, powoduj\u0105c osiadanie nawierzchni, a w konsekwencji jej uszkodzenie. Zagro\u017ceniem s\u0105 tak\u017ce ponadnormatywne ugi\u0119cia rur z tworzyw sztucznych [2]. Przyk\u0142adowo badania przewod\u00f3w odwadniaj\u0105cych wykonanych z rur PE-HD stosowanych przy budowie autostrad w USA wykaza\u0142y, \u017ce oko\u0142o 20% badanych rur mia\u0142o ugi\u0119cia przekraczaj\u0105ce dopuszczaln\u0105 warto\u015b\u0107 ugi\u0119\u0107 ustalon\u0105 w USA na 5%. Awarie nawierzchni ulicznych mog\u0105 by\u0107 tak\u017ce spowodowane niepoprawnym zag\u0119szczeniem gruntu wok\u00f3\u0142 nowo budowanych przewod\u00f3w kanalizacyjnych. Zdarzaj\u0105 si\u0119 tak\u017ce przypadki zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych wywo\u0142ane nieprawid\u0142ow\u0105 realizacj\u0105 bezwykopowej rehabilitacji przewod\u00f3w kanalizacyjnych [11].<\/p>\n

Aby przeciwdzia\u0142a\u0107 powstawaniu zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych spowodowanych wyst\u0105pieniem r\u00f3\u017cnych uszkodze\u0144 w przewodach kanalizacyjnych, w tym g\u0142\u00f3wnie ich nieszczelno\u015bci\u0105, stanowi\u0105c\u0105 g\u0142\u00f3wn\u0105 przyczyn\u0119 powstawania zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych, wa\u017cne jest poznanie przyczyn wyst\u0105pienia tych\u017ce awarii. Om\u00f3wienie tego problemu stanowi g\u0142\u00f3wn\u0105 cz\u0119\u015b\u0107 tej publikacji.<\/p> <\/div>\n<\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n

\n
\n
\n \n
\n
\n

Kategorie awarii nawierzchni ulicznych spowodowane uszkodzeniami przewod\u00f3w kanalizacyjnych<\/strong><\/p>\n

Zaproponowana kategoryzacja awarii nawierzchni ulicznych spowodowanych uszkodzonymi, w tym nieszczelnymi przewodami kanalizacyjnymi, opiera si\u0119 na analizie ponad 100 zarejestrowanych przypadk\u00f3w zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych, kt\u00f3re wyst\u0105pi\u0142y w r\u00f3\u017cnych krajach [10].<\/p>\n

Zaproponowano dwa podstawowe kryteria:<\/p>\n

-\u2013 kryterium wielko\u015bci powierzchni uszkodzonej nawierzchni ulicznej,<\/p>\n

\u2013\u2013 kryterium liczby wypadk\u00f3w \u015bmiertelnych spowodowanych zapadni\u0119ciem si\u0119 nawierzchni ulicznej.<\/p>\n

Zapadni\u0119cia nawierzchni ulicznych mo\u017cna r\u00f3wnie\u017c sklasyfikowa\u0107 dla kryterium g\u0142\u0119boko\u015bci powsta\u0142ego zapadliska, lub np. koszt\u00f3w niezb\u0119dnych prac towarzysz\u0105cych przywr\u00f3ceniu stanu nawierzchni i otaczaj\u0105cego jej s\u0105siedztwa z okresu przed wyst\u0105pieniem awarii, ale tak\u017ce przy uwzgl\u0119dnieniu innych koszt\u00f3w np. koszt\u00f3w naprawy uszkodzonych pojazd\u00f3w, kabli energetycznych, kabli telekomunikacyjnych i innych uszkodzonych przewod\u00f3w.<\/p>\n

W tabeli 1 przedstawiono zaproponowan\u0105 kategoryzacj\u0119 zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych dla kryterium wielko\u015bci powierzchni zapadni\u0119tej nawierzchni zamieszczaj\u0105c w niej procentowy udzia\u0142 analizowanych awarii w zaproponowanej kategorii, a na rys. 1a,b,c,d pokazano cztery r\u00f3\u017cne zapadni\u0119cia nawierzchni ulicznych.<\/p> <\/div>\n<\/div>\n <\/div>\n

\n \n
\n
\n \n \"Table <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Table 1.
Categories of collapsed road pavements caused by sewage pipes failures for the criterion of\ncollapsed pavement surface <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n\n
\n
\n \n \"Fig. <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Fig. 1a, b, c, d.
Four different collapse of road pavement [9] <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n
\n
\n
\n \n
\n
\n

Uszkodzenia przewod\u00f3w kanalizacyjnych maj\u0105ce wp\u0142yw na powstawanie zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych<\/strong><\/p>\n

Przeanalizowano szeroki zakres uk\u0142ad\u00f3w i konstrukcji mechanicznych w celu ustalenia wska\u017anik\u00f3w awaryjno\u015bci w miar\u0119 starzenia si\u0119 jednostek w czasie. Ze wzgl\u0119du na charakterystyczny kszta\u0142t funkcja ta jest powszechnie znana jako krzywa \u201ewanny\u201d. Ta krzywa jest pochodn\u0105 czasow\u0105 oczekiwanej skumulowanej liczby awarii i jest zapisana jako:<\/p>\n

\"\"\u00a0<\/p>\n

gdzie:<\/p>\n

E [N (t)] oznacza \u015bredni\u0105 liczb\u0119 awarii w przedziale 0-t.<\/p>\n

Krzywa pokazana na rys. 2 przedstawia uk\u0142ad, kt\u00f3ry mo\u017ce kilkakrotnie ulec awarii.<\/p>\n

Krzywa zaczyna si\u0119 w czasie zero. Pierwszy okres, znany jako okres wczesnej awarii, to czas pojawienia si\u0119 pierwszych wad w nowo u\u0142o\u017conym przewodzie. Jak wida\u0107, charakteryzuje si\u0119 wysokim, ale szybko malej\u0105cym wska\u017anikiem awaryjno\u015bci. Zwykle trwa od kilku godzin do kilku miesi\u0119cy. Awarie zaobserwowane w tym czasie mog\u0105 wynika\u0107 z b\u0142\u0119d\u00f3w projektowych (np. za\u0142o\u017cenie zbyt niskich obci\u0105\u017ce\u0144 w\u0142asnych lub zewn\u0119trznych lub zbyt ma\u0142ej grubo\u015bci rur), b\u0142\u0119d\u00f3w produkcyjnych (np. u\u017cycie materia\u0142u niskiej jako\u015bci o niewystarczaj\u0105cych parametrach wytrzyma\u0142o\u015bciowych, niew\u0142a\u015bciwego magazynowania rur na placu budowy lub kontroli jako\u015bci rur) i b\u0142\u0119d\u00f3w monta\u017cowych (np. b\u0142\u0119dy ludzkie, uszkodzenia transportowe, niefachowe wykonawstwo, w tym nieprawid\u0142owe wykonanie pod\u0142o\u017ca, niew\u0142a\u015bciwe zasypywanie wykopu i zag\u0119szczanie gruntu). W nast\u0119pnym okresie wska\u017anik awaryjno\u015bci pozostanie wzgl\u0119dnie sta\u0142y z tendencj\u0105 niewielkiego wzrostu. Ten d\u0142ugi okres nazywa si\u0119 okresem przypadkowych awarii. Zgodnie z wi\u0119kszo\u015bci\u0105 wytycznych oczekiwany okres u\u017cytkowania przewod\u00f3w z rur sztywnych np. z betonu lub kamionki wynosi 100 lat [6], a np. rur z PVC-U wynosi 50 lat, gdy temperatura pracy nie przekracza 20\u00b0C. Zak\u0142ada si\u0119, \u017ce szkody powsta\u0142e w tym okresie s\u0105 przypadkowe. S\u0105 one spowodowane czynnikami mechanicznymi, chemicznymi, biologicznymi i termicznymi; mog\u0105 r\u00f3wnie\u017c wynika\u0107 z zewn\u0119trznych zak\u0142\u00f3ce\u0144 oraz niew\u0142a\u015bciwej obs\u0142ugi lub konserwacji. Trzeci okres na rys. 2 jest znany jako okres awarii zu\u017cycia. Poniewa\u017c przew\u00f3d by\u0142 u\u017cytkowany w d\u0142ugim okresie, uszkodzenia wynikaj\u0105ce ze starzenia si\u0119 materia\u0142u rurowego pojawiaj\u0105 si\u0119 coraz cz\u0119\u015bciej, ostatecznie ulega on awarii.<\/p>\n

W trakcie wykonywania bada\u0144 CCTV przewod\u00f3w kanalizacyjnych obserwowane s\u0105 nast\u0119puj\u0105ce uszkodzenia maj\u0105ce wp\u0142yw na zapadanie si\u0119 nawierzchni ulicznych:<\/p>\n

i = 1 \u2013 infiltracja wody gruntowej do wn\u0119trza przewod\u00f3w kanalizacyjnych,<\/p>\n

i = 2 \u2013 narosty infiltracyjne,<\/p>\n

i = 3 \u2013 widoczna, cz\u0119sto wystaj\u0105ca do wn\u0119trza uszczelka,<\/p>\n

i = 4 \u2013 ubytek fragmentu \u015bciany rury,<\/p>\n

i = 5 \u2013 deformacja p\u0119kni\u0119tej rury o konstrukcji sztywnej,<\/p>\n

i = 6 \u2013 korzenie drzew lub krzew\u00f3w wrastaj\u0105ce do wn\u0119trza rur,<\/p>\n

i = 7 \u2013 p\u0119kni\u0119cie pod\u0142u\u017cne,<\/p>\n

i = 8 \u2013 p\u0119kni\u0119cie poprzeczne,<\/p>\n

i = 9 \u2013 p\u0119kni\u0119cie z\u0142o\u017cone,<\/p>\n

i = 10 \u2013 niefachowe (nieszczelne) pod\u0142\u0105czenie przykanalika do kana\u0142u,<\/p>\n

i = 11 \u2013 nieszczelne wbudowanie w poprzek, pod\u0142u\u017cnie lub uko\u015bnie innych rur we wn\u0119trzu kana\u0142u,<\/p>\n

i = 12 \u2013 poprzeczne przemieszczenie rur na z\u0142\u0105czach,<\/p>\n

i = 13 \u2013 pod\u0142u\u017cne przemieszczenie rur na z\u0142\u0105czach,<\/p>\n

i = 14 \u2013 starcie dna kana\u0142u,<\/p>\n

i = 15 \u2013 wewn\u0119trzna korozja,<\/p>\n

i = 16 \u2013 ponadnormatywne ugi\u0119cie rur (dotyczy tylko rur z tworzyw sztucznych),<\/p>\n

i = 17 \u2013 wgniecenia w \u015bcianach rur (dotyczy tylko rur z tworzyw sztucznych),<\/p>\n

i = 18 \u2013 utrata stateczno\u015bci \u015bcian rur (dotyczy tylko rur z tworzyw sztucznych).<\/p>\n

Bior\u0105c pod uwag\u0119 wp\u0142yw poszczeg\u00f3lnych uszkodze\u0144 na powstawanie zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych zaproponowano ich podzia\u0142 na cztery nast\u0119puj\u0105ce grupy:<\/p>\n

\u2013\u2013 uszkodzenia potwierdzaj\u0105ce wyst\u0119powanie nieszczelno\u015bci (i = 1, rys.3),<\/p>\n

\u2013\u2013 uszkodzenia wskazuj\u0105ce na wcze\u015bniejsze lub okresowo wyst\u0119puj\u0105ce nieszczelno\u015bci (i = 2, rys.4),<\/p>\n

\u2013\u2013 uszkodzenia stwarzaj\u0105ce mo\u017cliwo\u015b\u0107 wyst\u0119powania nieszczelno\u015bci (i = 3,\u2026., 13, rys.5),<\/p>\n

\u2013\u2013 uszkodzenia mog\u0105ce spowodowa\u0107 pojawienie si\u0119 uszkodze\u0144 wt\u00f3rnych stwarzaj\u0105cych mo\u017cliwo\u015b\u0107 wyst\u0105pienia nieszczelno\u015bci (i = 14,\u2026, 18, rys.6).<\/p>\n

W [11] zaproponowano kategoryzacj\u0119 wszystkich wy\u017cej wymienionych uszkodze\u0144 na 5 grup w zale\u017cno\u015bci od wielko\u015bci tych uszkodze\u0144, a tym samym wielko\u015bci stwarzanego przez nie zagro\u017cenia. Uszkodzenia te mo\u017cna dodatkowo podzieli\u0107 na:<\/p>\n

\u2013\u2013 liniowe (i = 5, 7, 14-16, 18), okre\u015blane w procentach w stosunku do ca\u0142kowitej d\u0142ugo\u015bci przewod\u00f3w,<\/p>\n

\u2013\u2013 punktowe (i = 1-4, 6, 8-13, 17), okre\u015blane liczb\u0105 uszkodze\u0144 na 100 m d\u0142ugo\u015bci kana\u0142u.<\/p> <\/div>\n<\/div>\n <\/div>\n

\n \n
\n
\n \n \"Fig. <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Fig. 2.
Function of the probability of pipe failure\nwith time \u2013 \u201cbathtub\u201d curve [7] <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n\n
\n
\n \n \"Fig. <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Fig. 3.
Infiltration of groundwater into the sewer\nfrom leaking pipe joints through infiltration\nencrustation [9] <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n\n
\n
\n \n \"Fig. <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Fig. 4.
Infiltration encrustation at the pipe joint [9] <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n\n
\n
\n \n \"Fig. <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Fig. 5.
Deformation of a cracked rigid pipe [9] <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n\n
\n
\n \n \"Fig. <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Fig. 6.
Extra standard deformation of the plastic\npipe [9] <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n
\n
\n
\n \n
\n
\n

Zapadni\u0119cia nawierzchni ulicznych w gruntach spoistych i niespoistych <\/strong><\/p>\n

Na rys. 7 pokazano zjawisko erozji gruntu niespoistego (piasku, \u017cwiru) do wn\u0119trza kana\u0142u. W przypadku grunt\u00f3w suchych szybko\u015b\u0107 przenikania gruntu do wn\u0119trza kana\u0142u zale\u017cy od wymiar\u00f3w obszaru ubytku, kt\u00f3ry ma bezpo\u015bredni kontakt z gruntem. W przypadku, gdy jest to niewielka szczelina, proces ten przebiega powoli, a gdy jest to istotny ubytek fragmentu konstrukcji kana\u0142owej, tempo przemieszczania si\u0119 gruntu jest znacznie wi\u0119ksze. Gdy grunt jest nawodniony, woda filtruj\u0105ca do wn\u0119trza kana\u0142u przyspiesza proces wymywania gruntu (rys. 7a) z obszaru zewn\u0105trz kana\u0142owego do jego wn\u0119trza tak d\u0142ugo, dop\u00f3ki nad miejscem nieszczelno\u015bci nie utworzy si\u0119 filtr z pozosta\u0142ych cz\u0105stek gruntu (rys. 7b). Tak utworzony filtr uszkadzany jest w przypadku wyst\u0105pienia cofki powoduj\u0105cej prac\u0119 kana\u0142u pod ci\u015bnieniem (rys. 7c) lub w przypadku okresowej pracy kana\u0142u pod ci\u015bnieniem spowodowanej przep\u0142ywem ponadnormatywnej ilo\u015bci \u015bciek\u00f3w.<\/p>\n

W przypadku grunt\u00f3w spoistych (gliny, i\u0142y) erozja gruntu post\u0119puje z regu\u0142y wolniej (rys. 8 a) chyba, \u017ce ma miejsce zjawisko eksfiltracji \u015bciek\u00f3w z kana\u0142u do gruntu. W przypadku tym, wraz z up\u0142ywem czasu, powstaj\u0105 du\u017ce przestrzenie powietrzne nad miejscem uszkodzenia kana\u0142u (rys. 8b). W gruntach spoistych cz\u0119sto obserwowane s\u0105 pustki powietrzne nad brakuj\u0105cymi fragmentami konstrukcji kana\u0142owej w jej g\u00f3rnej cz\u0119\u015bci. S\u0105 one niekiedy du\u017cych rozmiar\u00f3w, a w przypadku zapadliska w Seattle opisanego m.in. w [3] si\u0119ga\u0142y wysoko\u015bci ok. 40 m.<\/p>\n

Zapadliska, kt\u00f3re maj\u0105 miejsce w przypadku grunt\u00f3w spoistych, s\u0105 najbardziej niebezpieczne dla otoczenia. W przypadku grunt\u00f3w niespoistych zapadliska z regu\u0142y stwarzaj\u0105 mniejsze zagro\u017cenie dla otoczenia. Cz\u0105steczki gruntu stopniowo opadaj\u0105 z ca\u0142ej wysoko\u015bci nadsypki nad kana\u0142em w kierunku do kana\u0142u, powoduj\u0105c osiadanie powierzchni terenu nieutwardzonego bezpo\u015brednio nad miejscem u\u0142o\u017cenia uszkodzonego kana\u0142u lub osiadanie stopniowe i \u0142agodne nawierzchni ulicznej w przypadku ma\u0142o sztywnych nawierzchni. Nag\u0142e i bardziej niebezpieczne zapadni\u0119cia pojawi\u0107 si\u0119 mog\u0105 w przypadku, gdy nawierzchnie uliczne posiadaj\u0105 du\u017c\u0105 sztywno\u015b\u0107 i za\u0142amuj\u0105 si\u0119 dopiero wtedy, gdy pustki powietrzne osi\u0105gn\u0105 stosunkowo du\u017ce rozmiary.<\/p> <\/div>\n<\/div>\n <\/div>\n

\n \n
\n
\n \n \"Fig. <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Fig. 7.
Phenomenon of non cohesive soil erosion\ninto the sewer <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n\n
\n
\n \n \"Fig. <\/a>\n \n <\/div>\n \n \n
\n
\n Fig. 8.
Phenomenon of cohesive soil erosion into\nthe sewer <\/div>\n \n <\/div>\n \n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n
\n
\n
\n \n
\n
\n

Wp\u0142yw infiltracji w\u00f3d gruntowych do wn\u0119trza kana\u0142u i eksfiltracji \u015bciek\u00f3w z kana\u0142u do gruntu na przyspieszenie zjawiska zapadania si\u0119 nawierzchni ulicznych<\/strong><\/p>\n

W Polsce brak jest danych dotycz\u0105cych procentowego udzia\u0142u ilo\u015bci infiltruj\u0105cych w\u00f3d gruntowych do nieszczelnych kana\u0142\u00f3w w stosunku do og\u00f3lnej ilo\u015bci \u015bciek\u00f3w nimi odprowadzanych. Dane takie znane s\u0105 w innych krajach. Np. w Niemczech procentowy udzia\u0142 w\u00f3d infiltracyjnych w \u015bciekach wynosi \u015brednio 55 % [16]. Tylko w 33 % badanych kana\u0142\u00f3w udzia\u0142 ten by\u0142 mniejszy ni\u017c 25 %, natomiast w 25 % przypadk\u00f3w przekracza\u0142 on 100 %. Odnotowano r\u00f3wnie\u017c przypadki ekstremalne, gdzie \u015brednia ilo\u015b\u0107 w\u00f3d infiltruj\u0105cych do wn\u0119trza nieszczelnych kana\u0142\u00f3w wynosi\u0142a oko\u0142o 300-400 % ilo\u015bci p\u0142yn\u0105cych kana\u0142em \u015bciek\u00f3w. Wi\u0119kszo\u015b\u0107 przypadk\u00f3w infiltracji dotyczy rozszczelnionych z\u0142\u0105czy dawno temu u\u0142o\u017conych rur, najcz\u0119\u015bciej betonowych i kamionkowych. Stosowane tzw. opaski betonowe w rurach betonowych \u0142\u0105czonych na styk lub zak\u0142ad z czasem ulegaj\u0105 sp\u0119kaniu, powoduj\u0105c rozszczelnienie po\u0142\u0105cze\u0144 rur, a stosowany do uszczelnie\u0144 kielichowych rur betonowych lub kamionkowych sznur konopny nasycony bitumem, wskutek starzenia si\u0119 i kruszenia bitumu oraz przemieszcze\u0144 rur na z\u0142\u0105czach, r\u00f3wnie\u017c powoduje rozszczelnianie si\u0119 z\u0142\u0105czy tych rur. Niekiedy obserwowane jest zjawisko infiltracji w miejscach zarysowa\u0144 i p\u0119kni\u0119\u0107 oraz ubytk\u00f3w fragment\u00f3w rur.<\/p>\n

Wraz z infiltruj\u0105c\u0105 wod\u0105 przedostaje si\u0119 do wn\u0119trza kana\u0142\u00f3w grunt, destabilizuj\u0105c zewn\u0119trzne otoczenie gruntowe kana\u0142u i przyspieszaj\u0105ce proces wywo\u0142uj\u0105cy zaistnienie katastrofy kanalizacyjnej.<\/p>\n

Niepokoj\u0105ce s\u0105 przypadki wyst\u0119powania zjawiska infiltracji zar\u00f3wno w nowo budowanych kana\u0142ach w trakcie ich odbioru, jeszcze przed ich przekazaniem do eksploatacji, jak r\u00f3wnie\u017c niestaranne wykonywanie po\u0142\u0105cze\u0144 rur z tworzyw sztucznych stosowanych do bezwykopowego uszczelnienia nieszczelnych kana\u0142\u00f3w.<\/p>\n

Eksfiltracja \u015bciek\u00f3w z nieszczelnych kana\u0142\u00f3w do gruntu jest zjawiskiem powszechnym, ale trudno wykrywalnym. W przypadku kana\u0142\u00f3w posadowionych powy\u017cej zwierciad\u0142a wody gruntowej, jedynie pr\u00f3ba szczelno\u015bci [17] umo\u017cliwia wykrycie nieszczelno\u015bci kana\u0142owych b\u0119d\u0105cych przyczyn\u0105 eksfiltracji \u015bciek\u00f3w do gruntu. Badania kana\u0142\u00f3w technik\u0105 wideo w zdecydowanej wi\u0119kszo\u015bci przypadk\u00f3w nie s\u0105 w stanie zarejestrowa\u0107 tego zjawiska. Autorzy opracowania [17] posiadaj\u0105 tylko jedno nagranie stanu technicznego kana\u0142u ukazuj\u0105ce eksfiltracj\u0119 \u015bciek\u00f3w. By\u0142o to mo\u017cliwe do zarejestrowania tylko dlatego, \u017ce badany kana\u0142 mia\u0142 charakter tranzytowy i odprowadza\u0142 \u015bcieki tylko z jednego zak\u0142adu przemys\u0142owego, a na trasie u\u0142o\u017cenia nie by\u0142o dodatkowych przy\u0142\u0105czy. Na pocz\u0105tkowym odcinku tego kana\u0142u, bezpo\u015brednio za zak\u0142adem, wysoko\u015b\u0107 wype\u0142nienia kana\u0142u przep\u0142ywaj\u0105cymi \u015bciekami wynosi\u0142a ok. 10 % jego \u015brednicy, po czym mala\u0142a w trakcie przemieszczania si\u0119 kamery przez ten kana\u0142, a\u017c w pewnym momencie kamera zacz\u0119\u0142a rejestrowa\u0107 ca\u0142kowicie suche dno kana\u0142u.<\/p>\n

W Polsce brak jest szacunk\u00f3w dotycz\u0105cych ilo\u015bci \u015bciek\u00f3w eksfiltruj\u0105cych z kana\u0142\u00f3w do gruntu, a nast\u0119pnie w\u00f3d gruntowych. W niekt\u00f3rych krajach prowadzone s\u0105 badania maj\u0105ce na celu okre\u015blenie ilo\u015bci eksfiltruj\u0105cych \u015bciek\u00f3w. Przyk\u0142adowo w RFN w po\u0142owie lat 80-tych ubieg\u0142ego wieku, rocznie eksfiltrowa\u0142o do gruntu ponad 300 mln m3 \u015bciek\u00f3w [16], tj. \u015brednio ok. 15 dm3\/M dob\u0119.<\/p>\n

Nieszczelno\u015bci kana\u0142\u00f3w b\u0119d\u0105ce przyczyn\u0105 eksfiltracji \u015bciek\u00f3w do gruntu mo\u017cna wykry\u0107 niekiedy przypadkowo w trakcie prowadzenia bada\u0144 kana\u0142\u00f3w technik\u0105 wideo. Badania takie wykonano w kanale usytuowanym powy\u017cej zwierciad\u0142a wody gruntowej. Infiltracja wody gruntowej by\u0142a zatem niemo\u017cliwa. Na wy\u017cej usytuowanym ko\u0144cu badanego odcinka kana\u0142u umieszczono korek gumowy celem wstrzymania przep\u0142ywu \u015bciek\u00f3w przez badany odcinek kana\u0142u. Po ok. 10 minutach, po zbadaniu tego odcinka w trakcie cofania si\u0119 kamery zaobserwowano intensywn\u0105 infiltracj\u0119 \u015bciek\u00f3w sanitarnych do wn\u0119trza badanego kana\u0142u. Z uwagi na du\u017cy przep\u0142yw \u015bciek\u00f3w badanym kana\u0142em (o \u015brednicy 200 mm) \u015bcieki bardzo szybko podtopi\u0142y wy\u017cej po\u0142o\u017cone odcinki tego kana\u0142u. Poprzez nieszczelne z\u0142\u0105cza rur, \u015bcieki zacz\u0119\u0142y z podtopionego kana\u0142u, wyp\u0142ywa\u0107 na zewn\u0105trz do gruntu i p\u0142yn\u0105\u0107 w gruncie po zewn\u0119trznej stronie kana\u0142u wp\u0142ywaj\u0105c nast\u0119pnie do jego wn\u0119trza na badanym odcinku przez nieszczelne z\u0142\u0105cza. Po kilku minutach od momentu wyci\u0105gni\u0119cia korka gumowego \u015bcieki przesta\u0142y infiltrowa\u0107 do wn\u0119trza kana\u0142u.<\/p>\n

Przyk\u0142ad ten pokazuje, jak gro\u017ane dla bezpiecze\u0144stwa konstrukcji kana\u0142owych mo\u017ce by\u0107 zjawisko eksfiltracji \u015bciek\u00f3w do gruntu. Poza niekorzystnymi skutkami ekologicznymi zwi\u0105zanymi ze ska\u017caniem gruntu i w\u00f3d gruntowych, bardzo niekorzystne dla bezpiecze\u0144stwa konstrukcji kana\u0142owej jest rozmywanie gruntu na zewn\u0105trz kana\u0142u, przyczyniaj\u0105ce si\u0119 do przyspieszenia wyst\u0105pienia katastrofy kanalizacyjnej.<\/p> <\/div>\n<\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n

\n
\n
\n \n
\n
\n

Inne czynniki maj\u0105ce wp\u0142yw na zapadanie si\u0119 nawierzchni ulicznych<\/strong><\/p>\n

Powa\u017cnym zagro\u017ceniem bezpiecze\u0144stwa konstrukcji kana\u0142owych s\u0105 korzenie drzew, a niekiedy tak\u017ce krzew\u00f3w przedostaj\u0105ce si\u0119 do wn\u0119trza konstrukcji kana\u0142owych<\/p>\n

Korzenie po przedostaniu si\u0119 do wn\u0119trza kana\u0142\u00f3w rozrastaj\u0105 si\u0119 bardzo szybko, szczeg\u00f3lnie w kana\u0142ach sanitarnych, z uwagi na du\u017c\u0105 ilo\u015b\u0107 substancji organicznych sprzyjaj\u0105cych ich rozrostowi, przez co przyczyniaj\u0105 si\u0119 do dalszego rozkruszania si\u0119 i powi\u0119kszania rozmiar\u00f3w miejsc, przez kt\u00f3re wcze\u015bniej przedosta\u0142y si\u0119 one do wn\u0119trza kana\u0142u. Po wyci\u0119ciu tych drzew i wyschni\u0119ciu korzeni, przez miejsca te przedostaje si\u0119 grunt do wn\u0119trza kana\u0142\u00f3w inicjuj\u0105c proces prowadz\u0105cy do katastrofy kanalizacyjnej.<\/p>\n

Jednym z kolejnych czynnik\u00f3w zagra\u017caj\u0105cych bezpiecze\u0144stwu konstrukcji kana\u0142owych jest korozja biologiczna, kt\u00f3rej efektem oddzia\u0142ywania s\u0105 ubytki konstrukcji kana\u0142owej zagra\u017caj\u0105ce, z up\u0142ywem czasu, bezpiecze\u0144stwu konstrukcji kana\u0142owych wykonanych z materia\u0142\u00f3w nieodpornych na korozj\u0119 biologiczn\u0105.<\/p>\n

Powa\u017cnym zagro\u017ceniem dla bezpiecze\u0144stwa konstrukcji kana\u0142owych s\u0105 szczury kana\u0142owe wyst\u0119puj\u0105ce w przewodach, szczeg\u00f3lnie w obszarach \u015br\u00f3dmiejskich w pobli\u017cu usytuowanych tam bar\u00f3w, restauracji i hoteli. Szczury cz\u0119sto przemieszczaj\u0105 si\u0119 z kana\u0142\u00f3w w kierunku piwnic budynk\u00f3w, przedostaj\u0105c si\u0119 przez ubytki konstrukcyjne w kana\u0142ach, g\u0142\u00f3wnie przez nieszczelne z\u0142\u0105cza rur. Wykonane przez nie pustki powietrzne poza przewodami zajmuj\u0105 niekiedy du\u017c\u0105 kubatur\u0119. W przypadku wype\u0142niania zapraw\u0105 cementow\u0105 wolnej przestrzeni mi\u0119dzy now\u0105 rur\u0105 a starym kana\u0142em w metodzie Reliningu w trakcie rob\u00f3t renowacyjnych prowadzonych w obszarach \u015br\u00f3dmiejskich zdarza si\u0119, i\u017c ilo\u015b\u0107 zu\u017cytej zaprawy wielokrotnie przekracza obj\u0119to\u015b\u0107 przestrzeni mi\u0119dzyrurowej. Dodatkowe ilo\u015bci zaprawy przedostaj\u0105 si\u0119 wtedy przez nieszczelno\u015bci kana\u0142owe do pustek powietrznych wok\u00f3\u0142 kana\u0142u, p\u0142osz\u0105c szczury do piwnic i klatek schodowych budynk\u00f3w s\u0105siaduj\u0105cych z kana\u0142em.<\/p> <\/div>\n<\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n

\n
\n
\n \n
\n
\n

Uwagi ko\u0144cowe<\/strong><\/p>\n

Zapadni\u0119cia nawierzchni ulicznych s\u0105 wysoce niepo\u017c\u0105dane. W przypadku ich wyst\u0105pienia w obszarze powsta\u0142ych zapadlisk, cz\u0119sto uszkadzana jest nie tylko sie\u0107 kanalizacyjna, ale r\u00f3wnie\u017c inne sieci: gazowe, wodoci\u0105gowe, ciep\u0142ownicze, a tak\u017ce kable energetyczne, telekomunikacyjne i inne. Okoliczni mieszka\u0144cy cz\u0119sto pozbawieni s\u0105 w okresie usuwania skutk\u00f3w katastrofy dost\u0119pu do wielu medi\u00f3w. W przypadku wyst\u0105pienia zapadlisk cz\u0119sto dochodzi do zapadania si\u0119 do nich pojazd\u00f3w z lud\u017ami lub ludzi znajduj\u0105cych si\u0119 w rejonie zapadliska.<\/p>\n

Konsekwencje finansowe wyst\u0105pienia katastrof kanalizacyjnych s\u0105 bardzo powa\u017cne. Ponoszone s\u0105 wysokie koszty na przepompowywanie \u015bciek\u00f3w z obszaru zapadliska, na odtworzenie konstrukcji uszkodzonego kana\u0142u oraz innych sieci, utworzenia tzw. by-pass\u00f3w sieciowych na okres realizacji tych prac, na zasypanie i zag\u0119szczenie gruntu w obszarze zapadliska, na odtwarzanie nawierzchni ulicznej oraz na szereg innych dodatkowych niezb\u0119dnych rob\u00f3t.<\/p>\n

Aby zapobiega\u0107 wyst\u0119powaniu zapadlisk nawierzchni ulicznych wa\u017cne jest poznanie przyczyn ich powstawania. Jak to wy\u017cej pokazano, w przewodach kanalizacyjnych mo\u017ce wyst\u0105pi\u0107 bardzo du\u017ca liczba uszkodze\u0144 inicjuj\u0105cych zjawisko zapadania si\u0119 nawierzchni ulicznych. Proces ten inaczej przebiega w gruntach spoistych, a inaczej w gruntach niespoistych. Mo\u017ce on przebiega\u0107 w niekt\u00f3rych przypadkach bardzo szybko, je\u017celi w przewodach kanalizacyjnych wyst\u0119puje zjawisko infiltracji w\u00f3d gruntowych lub eksfiltracja \u015bciek\u00f3w z kana\u0142\u00f3w do gruntu.<\/p>\n

Aby nie dopu\u015bci\u0107 do wyst\u0105pienia zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych lub istotnie ograniczy\u0107 ich liczb\u0119, nale\u017cy opracowa\u0107 w przedsi\u0119biorstwach wodoci\u0105gowo-kanalizacyjnych strategie odnowy sieci kanalizacyjnych oraz przyst\u0105pi\u0107 do systematycznej planowej odnowy sieci. Wa\u017cne jest tak\u017ce opracowanie programu realizacji bada\u0144 diagnostycznych sieci kanalizacyjnych, w tym g\u0142\u00f3wnie bada\u0144 inspekcyjnych kana\u0142\u00f3w technik\u0105 CCTV [18-20], bada\u0144 ich szczelno\u015bci [16,17], a w koniecznych przypadkach, np. wielkowymiarowych kolektor\u00f3w kanalizacyjnych, realizacji ekspertyz konstrukcyjnych [15].<\/p> <\/div>\n<\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n

\n
\n
\n \n
\n
\n

L I T E R AT U R A<\/p>\n

[1] Gassman S., Schroeder A., Ray R.: Field performance of high density polyethylene culvert pipe. Journal of Transportation Engineering, 2005, 131(2), 160-167.<\/p>\n

[2] Hansen Ch.: Quantification on the elimination of infiltration from pre \u2013 and post \u2013 rehabilitation, in Proc of the 32th International Conference \u201cNo-Dig 2014\u201d, International Society for Trenchless Technology, October 13-15, 2014, Madrid, Spain, Paper 6A-2, 1-10.<\/p>\n

[3] Inspection stems Seattle\u2019s sewer slump, Underground, 1986, 4, 26-27.<\/p>\n

[4] Kuliczkowska E., Gierczak M.: Buckling failure numerical analysis of HDPE pipes used for the trenchless rehabilitation of a reinforced concrete sewer, Engineering Failure Analysis, 2013, 32, 106-112.<\/p>\n

[5] Kuliczkowska E., Kotwica K.,2017, Konsekwencje awarii przewod\u00f3w wodoci\u0105gowych na wybranych przyk\u0142adach. Nowoczesne Budownictwo In\u017cynieryjne, 3, 86-88.<\/p>\n

[6] Kuliczkowska E., Mazur J.: Prognozowany a rzeczywisty stan techniczny XIX wiecznych kamionkowych przewod\u00f3w kanalizacyjnych. Instal, 2015, nr 9, s. 74-79.<\/p>\n

[7] Kuliczkowska E., Zwierzchowska A., An analysis of early defects in PVC-U sewers and the limitations of their trenchless rehabilitation, Tunneling and Underground Space Technology, 56 (2016) 202-210.<\/p>\n

[8] Kuliczkowska E.: An analysis of road pavement collapses and traffic safety hazards resulting from leaky sewers, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, 2016, 11 (4), 251-258.<\/p>\n

[9] Kuliczkowska E.: Katalog zdj\u0119\u0107 w\u0142asnych oraz tych na kt\u00f3rych publikacj\u0119 uzyskano zgod\u0119, Kielce, 2019.<\/p>\n

[10] Kuliczkowska E.: Kryteria planowania bezwykopowej odnowy nieprze\u0142azowych przewod\u00f3w kanalizacyjnych, monografia nr. 42, Wydawnictwo Politechniki \u015awi\u0119tokrzyskiej, Kielce, 2008.<\/p>\n

[11] Kuliczkowska E.: The interaction between road traffic safety and the condition of sewers laid under roads, Transportation Research Part D, 48, 2016, 203\u2013213.<\/p>\n

[12] Kuliczkowska E.: Wyniki bada\u0144 betonowych przewod\u00f3w kanalizacyjnych. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2007, nr 10, s. 23-30.<\/p>\n

[13] Kuliczkowska E.: Wyniki bada\u0144 kamionkowych przewod\u00f3w kanalizacyjnych. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2008, nr 12, s. 10-16.<\/p>\n

[14] Kuliczkowska E.: Wyniki bada\u0144 nowo wybudowanych przewod\u00f3w kanalizacyjnych z rur PVC, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2005, 10, 16-20.<\/p>\n

[15] Kuliczkowski A, Kuliczkowska E.: Ekspertyzy konstrukcyjne kolektor\u00f3w kanalizacyjnych. Gaz Woda i Technika Sanitarna, 2011, 1, 18-22.<\/p>\n

[16] Kuliczkowski A, Lisowska J.: Propozycje klasyfikacji zjawiska infiltracji wody gruntowej do wn\u0119trza nieszczelnych przewod\u00f3w kanalizacyjnych, Instal, 2004, nr 12, s. 50-54.<\/p>\n

[17] Kuliczkowski A., Lisowska J.: Szczelno\u015b\u0107 przewod\u00f3w kanalizacyjnych, Wymagania normowe, Rynek Instalacyjny, 2000, nr 11, s. 75-78.<\/p>\n

[18] Madryas, C., Przyby\u0142a, B.; Wysocki, L.: Badania i ocena stanu technicznego przewod\u00f3w kanalizacyjnych, Dolno\u015bl\u0105skie Wydawnictwo Edukacyjne, Wroc\u0142aw, 2010.<\/p>\n

[19] Praca zbiorowa pod redakcj\u0105 Andrzeja Kuliczkowskiego: Technologie bezwykopowe w in\u017cynierii \u015brodowiska, Wydawnictwo Seidel-Przywecki, Warszawa, 2010.<\/p>\n

[20] Stein,D.: Instandhaltung von Kanalisation, 3th edition, Ernst & Sohn, A Wiley Company, Berlin, 1999.<\/p> <\/div>\n<\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n <\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Criteria for determining the category of road pavement failures caused by damage of sewer pipelines were
\nproposed. Damages of sewer pipelines that impact the occurrence of road pavement collapse are listed. Differences
\nin the collapse of road surfaces in cohesive and non-cohesive soils were indicated.
\nThe phenomenon of groundwater infiltration into the sewer and the exfiltration of sewage from the sewer to the soil were
\nanalysed in detail. They have a significant impact on accelerating the phenomenon of collapsing road surfaces<\/p>\n","protected":false},"featured_media":0,"parent":0,"menu_order":0,"template":"","meta":[],"tags":[1186,1183,1185,1184],"tematyka":[387],"class_list":["post-8613","artykul","type-artykul","status-publish","hentry","tag-categories-of-failures","tag-defects","tag-sewers","tag-sinkholes","tematyka-water-supply-and-sewage-system","has-post-title","has-post-date","has-post-category","has-post-tag","has-post-comment","has-post-author",""],"ptb_metabox":{"ptb_artykul_text_1":["EMILIA KULICZKOWSKA"],"ptb_artykul_text_2":"10.36119\/15.2020.2.5","ptb_artykul_numer_miesi_cznika":"2\/2020 Instal p. 44-48","ptb_artykul_info_autor":"dr hab. in\u017c. Emilia Kuliczkowska, prof. P\u015ak, https:\/\/orcid.org\/0000-0001-5807-860X \u2013 Politechnika \u015awi\u0119tokrzyska w Kielcach, Wydzia\u0142\r\nIn\u017cynierii \u015arodowiska, Geomatyki i Energetyki. Adres do korespondencji \/ Corresponding author: emkulicz@tu.kielce.pl,","ptb_artykul_orcid":[" https:\/\/orcid.org\/0000-0001-5807-860X"]},"ptb_taxonomy":{"post_tag":[{"term_id":1186,"name":"categories of failures","slug":"categories-of-failures","term_group":0,"term_taxonomy_id":1186,"taxonomy":"post_tag","description":"","parent":0,"count":1,"filter":"raw"},{"term_id":1183,"name":"defects","slug":"defects","term_group":0,"term_taxonomy_id":1183,"taxonomy":"post_tag","description":"","parent":0,"count":1,"filter":"raw"},{"term_id":1185,"name":"sewers","slug":"sewers","term_group":0,"term_taxonomy_id":1185,"taxonomy":"post_tag","description":"","parent":0,"count":5,"filter":"raw"},{"term_id":1184,"name":"sinkholes","slug":"sinkholes","term_group":0,"term_taxonomy_id":1184,"taxonomy":"post_tag","description":"","parent":0,"count":1,"filter":"raw"}],"tematyka":[{"term_id":387,"name":"Water supply and sewage system","slug":"water-supply-and-sewage-system","term_group":0,"term_taxonomy_id":387,"taxonomy":"tematyka","description":"","parent":0,"count":206,"filter":"raw"}]},"ptb_featured_image":null,"builder_content":"

Uwagi wst\u0119pne<\/strong><\/p>

Zapadanie si\u0119 nawierzchni ulicznych mo\u017ce by\u0107 spowodowane awariami r\u00f3\u017cnych sieci infrastruktury podziemnej. Awarie te mog\u0105 by\u0107 wywo\u0142ane np. rozszczelnieniem si\u0119 przewod\u00f3w wodoci\u0105gowych. Wtedy konsekwencje tych awarii, polegaj\u0105ce na utracie du\u017cych ilo\u015bci wody, czy spowodowaniu podtopie\u0144 ulic i pobliskich posesji, mog\u0105 by\u0107 bardzo powa\u017cne, a w niekt\u00f3rych przypadkach, gdy ma dodatkowo miejsce zapadni\u0119cie si\u0119 nawierzchni ulicznych, stwarzaj\u0105 one zagro\u017cenie dla bezpiecze\u0144stwa ruchu drogowego [5].<\/p>

Jednak zdecydowanie powa\u017cniejsze od awarii przewod\u00f3w wodoci\u0105gowych s\u0105 awarie przewod\u00f3w kanalizacyjnych z uwagi na fakt, i\u017c znajduj\u0105 si\u0119 one znacznie g\u0142\u0119biej ni\u017c przewody wodoci\u0105gowe czy inne przewody podziemne i maj\u0105 wi\u0119ksze przekroje poprzeczne.<\/p>

Najwi\u0119ksze zagro\u017cenie, je\u017celi we\u017amie si\u0119 pod uwag\u0119 wielko\u015b\u0107 zapadlisk nawierzchni, stwarzaj\u0105 wielkowymiarowe kolektory kanalizacyjne. Zapadni\u0119cia nawierzchni ulicznych cz\u0119sto s\u0105 przyczyn\u0105 zapadania si\u0119 samochod\u00f3w, a w niekt\u00f3rych przypadkach gin\u0105 tak\u017ce ludzie lub odnosz\u0105 r\u00f3\u017cnorakie obra\u017cenia [8]. Dokonana przez autork\u0119 tej publikacji analiza 100 losowo wybranych przypadk\u00f3w zapadni\u0119\u0107 nawierzchni drogowych, kt\u00f3re wyst\u0105pi\u0142y w r\u00f3\u017cnych krajach, a kt\u00f3re powsta\u0142y z powodu uszkodzonych lub nieszczelnych kana\u0142\u00f3w \u015bciekowych, umo\u017cliwia uj\u0119cie zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych w sze\u015bciu kategoriach, zr\u00f3\u017cnicowanych wielko\u015bci\u0105 zapadni\u0119tej nawierzchni ulicznej. Najwi\u0119ksze zagro\u017cenie zapadania si\u0119 nawierzchni ulicznych stwarzaj\u0105 d\u0142ugo eksploatowane przewody kanalizacyjne. S\u0105 nimi g\u0142\u00f3wnie przewody kamionkowe [13] i betonowe [12], z kt\u00f3rych dawniej budowano sieci kanalizacyjne. Zagro\u017cenie zapadania si\u0119 nawierzchni ulicznych mog\u0105 stwarza\u0107 tak\u017ce nowo budowane przewody kanalizacyjne, g\u0142\u00f3wnie z uwagi na z\u0142\u0105 jako\u015b\u0107 wykonawstwa. Potwierdzaj\u0105 to wyniki bada\u0144 np. nowo budowanych przewod\u00f3w z rur PVC [14]. Przewody kanalizacyjne wykonane z rur z tworzyw sztucznych PVC czy PE-HD [1,4] mog\u0105 tak\u017ce utraci\u0107 stateczno\u015b\u0107, powoduj\u0105c osiadanie nawierzchni, a w konsekwencji jej uszkodzenie. Zagro\u017ceniem s\u0105 tak\u017ce ponadnormatywne ugi\u0119cia rur z tworzyw sztucznych [2]. Przyk\u0142adowo badania przewod\u00f3w odwadniaj\u0105cych wykonanych z rur PE-HD stosowanych przy budowie autostrad w USA wykaza\u0142y, \u017ce oko\u0142o 20% badanych rur mia\u0142o ugi\u0119cia przekraczaj\u0105ce dopuszczaln\u0105 warto\u015b\u0107 ugi\u0119\u0107 ustalon\u0105 w USA na 5%. Awarie nawierzchni ulicznych mog\u0105 by\u0107 tak\u017ce spowodowane niepoprawnym zag\u0119szczeniem gruntu wok\u00f3\u0142 nowo budowanych przewod\u00f3w kanalizacyjnych. Zdarzaj\u0105 si\u0119 tak\u017ce przypadki zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych wywo\u0142ane nieprawid\u0142ow\u0105 realizacj\u0105 bezwykopowej rehabilitacji przewod\u00f3w kanalizacyjnych [11].<\/p>

Aby przeciwdzia\u0142a\u0107 powstawaniu zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych spowodowanych wyst\u0105pieniem r\u00f3\u017cnych uszkodze\u0144 w przewodach kanalizacyjnych, w tym g\u0142\u00f3wnie ich nieszczelno\u015bci\u0105, stanowi\u0105c\u0105 g\u0142\u00f3wn\u0105 przyczyn\u0119 powstawania zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych, wa\u017cne jest poznanie przyczyn wyst\u0105pienia tych\u017ce awarii. Om\u00f3wienie tego problemu stanowi g\u0142\u00f3wn\u0105 cz\u0119\u015b\u0107 tej publikacji.<\/p>\n

Kategorie awarii nawierzchni ulicznych spowodowane uszkodzeniami przewod\u00f3w kanalizacyjnych<\/strong><\/p>

Zaproponowana kategoryzacja awarii nawierzchni ulicznych spowodowanych uszkodzonymi, w tym nieszczelnymi przewodami kanalizacyjnymi, opiera si\u0119 na analizie ponad 100 zarejestrowanych przypadk\u00f3w zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych, kt\u00f3re wyst\u0105pi\u0142y w r\u00f3\u017cnych krajach [10].<\/p>

Zaproponowano dwa podstawowe kryteria:<\/p>

-\u2013 kryterium wielko\u015bci powierzchni uszkodzonej nawierzchni ulicznej,<\/p>

\u2013\u2013 kryterium liczby wypadk\u00f3w \u015bmiertelnych spowodowanych zapadni\u0119ciem si\u0119 nawierzchni ulicznej.<\/p>

Zapadni\u0119cia nawierzchni ulicznych mo\u017cna r\u00f3wnie\u017c sklasyfikowa\u0107 dla kryterium g\u0142\u0119boko\u015bci powsta\u0142ego zapadliska, lub np. koszt\u00f3w niezb\u0119dnych prac towarzysz\u0105cych przywr\u00f3ceniu stanu nawierzchni i otaczaj\u0105cego jej s\u0105siedztwa z okresu przed wyst\u0105pieniem awarii, ale tak\u017ce przy uwzgl\u0119dnieniu innych koszt\u00f3w np. koszt\u00f3w naprawy uszkodzonych pojazd\u00f3w, kabli energetycznych, kabli telekomunikacyjnych i innych uszkodzonych przewod\u00f3w.<\/p>

W tabeli 1 przedstawiono zaproponowan\u0105 kategoryzacj\u0119 zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych dla kryterium wielko\u015bci powierzchni zapadni\u0119tej nawierzchni zamieszczaj\u0105c w niej procentowy udzia\u0142 analizowanych awarii w zaproponowanej kategorii, a na rys. 1a,b,c,d pokazano cztery r\u00f3\u017cne zapadni\u0119cia nawierzchni ulicznych.<\/p>\n \"Table <\/a> Table 1.
Categories of collapsed road pavements caused by sewage pipes failures for the criterion of collapsed pavement surface\n \"Fig. <\/a> Fig. 1a, b, c, d.
Four different collapse of road pavement [9]\n

Uszkodzenia przewod\u00f3w kanalizacyjnych maj\u0105ce wp\u0142yw na powstawanie zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych<\/strong><\/p>

Przeanalizowano szeroki zakres uk\u0142ad\u00f3w i konstrukcji mechanicznych w celu ustalenia wska\u017anik\u00f3w awaryjno\u015bci w miar\u0119 starzenia si\u0119 jednostek w czasie. Ze wzgl\u0119du na charakterystyczny kszta\u0142t funkcja ta jest powszechnie znana jako krzywa \u201ewanny\u201d. Ta krzywa jest pochodn\u0105 czasow\u0105 oczekiwanej skumulowanej liczby awarii i jest zapisana jako:<\/p>

\"\"\u00a0<\/p>

gdzie:<\/p>

E [N (t)] oznacza \u015bredni\u0105 liczb\u0119 awarii w przedziale 0-t.<\/p>

Krzywa pokazana na rys. 2 przedstawia uk\u0142ad, kt\u00f3ry mo\u017ce kilkakrotnie ulec awarii.<\/p>

Krzywa zaczyna si\u0119 w czasie zero. Pierwszy okres, znany jako okres wczesnej awarii, to czas pojawienia si\u0119 pierwszych wad w nowo u\u0142o\u017conym przewodzie. Jak wida\u0107, charakteryzuje si\u0119 wysokim, ale szybko malej\u0105cym wska\u017anikiem awaryjno\u015bci. Zwykle trwa od kilku godzin do kilku miesi\u0119cy. Awarie zaobserwowane w tym czasie mog\u0105 wynika\u0107 z b\u0142\u0119d\u00f3w projektowych (np. za\u0142o\u017cenie zbyt niskich obci\u0105\u017ce\u0144 w\u0142asnych lub zewn\u0119trznych lub zbyt ma\u0142ej grubo\u015bci rur), b\u0142\u0119d\u00f3w produkcyjnych (np. u\u017cycie materia\u0142u niskiej jako\u015bci o niewystarczaj\u0105cych parametrach wytrzyma\u0142o\u015bciowych, niew\u0142a\u015bciwego magazynowania rur na placu budowy lub kontroli jako\u015bci rur) i b\u0142\u0119d\u00f3w monta\u017cowych (np. b\u0142\u0119dy ludzkie, uszkodzenia transportowe, niefachowe wykonawstwo, w tym nieprawid\u0142owe wykonanie pod\u0142o\u017ca, niew\u0142a\u015bciwe zasypywanie wykopu i zag\u0119szczanie gruntu). W nast\u0119pnym okresie wska\u017anik awaryjno\u015bci pozostanie wzgl\u0119dnie sta\u0142y z tendencj\u0105 niewielkiego wzrostu. Ten d\u0142ugi okres nazywa si\u0119 okresem przypadkowych awarii. Zgodnie z wi\u0119kszo\u015bci\u0105 wytycznych oczekiwany okres u\u017cytkowania przewod\u00f3w z rur sztywnych np. z betonu lub kamionki wynosi 100 lat [6], a np. rur z PVC-U wynosi 50 lat, gdy temperatura pracy nie przekracza 20\u00b0C. Zak\u0142ada si\u0119, \u017ce szkody powsta\u0142e w tym okresie s\u0105 przypadkowe. S\u0105 one spowodowane czynnikami mechanicznymi, chemicznymi, biologicznymi i termicznymi; mog\u0105 r\u00f3wnie\u017c wynika\u0107 z zewn\u0119trznych zak\u0142\u00f3ce\u0144 oraz niew\u0142a\u015bciwej obs\u0142ugi lub konserwacji. Trzeci okres na rys. 2 jest znany jako okres awarii zu\u017cycia. Poniewa\u017c przew\u00f3d by\u0142 u\u017cytkowany w d\u0142ugim okresie, uszkodzenia wynikaj\u0105ce ze starzenia si\u0119 materia\u0142u rurowego pojawiaj\u0105 si\u0119 coraz cz\u0119\u015bciej, ostatecznie ulega on awarii.<\/p>

W trakcie wykonywania bada\u0144 CCTV przewod\u00f3w kanalizacyjnych obserwowane s\u0105 nast\u0119puj\u0105ce uszkodzenia maj\u0105ce wp\u0142yw na zapadanie si\u0119 nawierzchni ulicznych:<\/p>

i = 1 \u2013 infiltracja wody gruntowej do wn\u0119trza przewod\u00f3w kanalizacyjnych,<\/p>

i = 2 \u2013 narosty infiltracyjne,<\/p>

i = 3 \u2013 widoczna, cz\u0119sto wystaj\u0105ca do wn\u0119trza uszczelka,<\/p>

i = 4 \u2013 ubytek fragmentu \u015bciany rury,<\/p>

i = 5 \u2013 deformacja p\u0119kni\u0119tej rury o konstrukcji sztywnej,<\/p>

i = 6 \u2013 korzenie drzew lub krzew\u00f3w wrastaj\u0105ce do wn\u0119trza rur,<\/p>

i = 7 \u2013 p\u0119kni\u0119cie pod\u0142u\u017cne,<\/p>

i = 8 \u2013 p\u0119kni\u0119cie poprzeczne,<\/p>

i = 9 \u2013 p\u0119kni\u0119cie z\u0142o\u017cone,<\/p>

i = 10 \u2013 niefachowe (nieszczelne) pod\u0142\u0105czenie przykanalika do kana\u0142u,<\/p>

i = 11 \u2013 nieszczelne wbudowanie w poprzek, pod\u0142u\u017cnie lub uko\u015bnie innych rur we wn\u0119trzu kana\u0142u,<\/p>

i = 12 \u2013 poprzeczne przemieszczenie rur na z\u0142\u0105czach,<\/p>

i = 13 \u2013 pod\u0142u\u017cne przemieszczenie rur na z\u0142\u0105czach,<\/p>

i = 14 \u2013 starcie dna kana\u0142u,<\/p>

i = 15 \u2013 wewn\u0119trzna korozja,<\/p>

i = 16 \u2013 ponadnormatywne ugi\u0119cie rur (dotyczy tylko rur z tworzyw sztucznych),<\/p>

i = 17 \u2013 wgniecenia w \u015bcianach rur (dotyczy tylko rur z tworzyw sztucznych),<\/p>

i = 18 \u2013 utrata stateczno\u015bci \u015bcian rur (dotyczy tylko rur z tworzyw sztucznych).<\/p>

Bior\u0105c pod uwag\u0119 wp\u0142yw poszczeg\u00f3lnych uszkodze\u0144 na powstawanie zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych zaproponowano ich podzia\u0142 na cztery nast\u0119puj\u0105ce grupy:<\/p>

\u2013\u2013 uszkodzenia potwierdzaj\u0105ce wyst\u0119powanie nieszczelno\u015bci (i = 1, rys.3),<\/p>

\u2013\u2013 uszkodzenia wskazuj\u0105ce na wcze\u015bniejsze lub okresowo wyst\u0119puj\u0105ce nieszczelno\u015bci (i = 2, rys.4),<\/p>

\u2013\u2013 uszkodzenia stwarzaj\u0105ce mo\u017cliwo\u015b\u0107 wyst\u0119powania nieszczelno\u015bci (i = 3,\u2026., 13, rys.5),<\/p>

\u2013\u2013 uszkodzenia mog\u0105ce spowodowa\u0107 pojawienie si\u0119 uszkodze\u0144 wt\u00f3rnych stwarzaj\u0105cych mo\u017cliwo\u015b\u0107 wyst\u0105pienia nieszczelno\u015bci (i = 14,\u2026, 18, rys.6).<\/p>

W [11] zaproponowano kategoryzacj\u0119 wszystkich wy\u017cej wymienionych uszkodze\u0144 na 5 grup w zale\u017cno\u015bci od wielko\u015bci tych uszkodze\u0144, a tym samym wielko\u015bci stwarzanego przez nie zagro\u017cenia. Uszkodzenia te mo\u017cna dodatkowo podzieli\u0107 na:<\/p>

\u2013\u2013 liniowe (i = 5, 7, 14-16, 18), okre\u015blane w procentach w stosunku do ca\u0142kowitej d\u0142ugo\u015bci przewod\u00f3w,<\/p>

\u2013\u2013 punktowe (i = 1-4, 6, 8-13, 17), okre\u015blane liczb\u0105 uszkodze\u0144 na 100 m d\u0142ugo\u015bci kana\u0142u.<\/p>\n \"Fig. <\/a> Fig. 2.
Function of the probability of pipe failure with time \u2013 \u201cbathtub\u201d curve [7]\n \"Fig. <\/a> Fig. 3.
Infiltration of groundwater into the sewer from leaking pipe joints through infiltration encrustation [9]\n \"Fig. <\/a> Fig. 4.
Infiltration encrustation at the pipe joint [9]\n \"Fig. <\/a> Fig. 5.
Deformation of a cracked rigid pipe [9]\n \"Fig. <\/a> Fig. 6.
Extra standard deformation of the plastic pipe [9]\n

Zapadni\u0119cia nawierzchni ulicznych w gruntach spoistych i niespoistych <\/strong><\/p>

Na rys. 7 pokazano zjawisko erozji gruntu niespoistego (piasku, \u017cwiru) do wn\u0119trza kana\u0142u. W przypadku grunt\u00f3w suchych szybko\u015b\u0107 przenikania gruntu do wn\u0119trza kana\u0142u zale\u017cy od wymiar\u00f3w obszaru ubytku, kt\u00f3ry ma bezpo\u015bredni kontakt z gruntem. W przypadku, gdy jest to niewielka szczelina, proces ten przebiega powoli, a gdy jest to istotny ubytek fragmentu konstrukcji kana\u0142owej, tempo przemieszczania si\u0119 gruntu jest znacznie wi\u0119ksze. Gdy grunt jest nawodniony, woda filtruj\u0105ca do wn\u0119trza kana\u0142u przyspiesza proces wymywania gruntu (rys. 7a) z obszaru zewn\u0105trz kana\u0142owego do jego wn\u0119trza tak d\u0142ugo, dop\u00f3ki nad miejscem nieszczelno\u015bci nie utworzy si\u0119 filtr z pozosta\u0142ych cz\u0105stek gruntu (rys. 7b). Tak utworzony filtr uszkadzany jest w przypadku wyst\u0105pienia cofki powoduj\u0105cej prac\u0119 kana\u0142u pod ci\u015bnieniem (rys. 7c) lub w przypadku okresowej pracy kana\u0142u pod ci\u015bnieniem spowodowanej przep\u0142ywem ponadnormatywnej ilo\u015bci \u015bciek\u00f3w.<\/p>

W przypadku grunt\u00f3w spoistych (gliny, i\u0142y) erozja gruntu post\u0119puje z regu\u0142y wolniej (rys. 8 a) chyba, \u017ce ma miejsce zjawisko eksfiltracji \u015bciek\u00f3w z kana\u0142u do gruntu. W przypadku tym, wraz z up\u0142ywem czasu, powstaj\u0105 du\u017ce przestrzenie powietrzne nad miejscem uszkodzenia kana\u0142u (rys. 8b). W gruntach spoistych cz\u0119sto obserwowane s\u0105 pustki powietrzne nad brakuj\u0105cymi fragmentami konstrukcji kana\u0142owej w jej g\u00f3rnej cz\u0119\u015bci. S\u0105 one niekiedy du\u017cych rozmiar\u00f3w, a w przypadku zapadliska w Seattle opisanego m.in. w [3] si\u0119ga\u0142y wysoko\u015bci ok. 40 m.<\/p>

Zapadliska, kt\u00f3re maj\u0105 miejsce w przypadku grunt\u00f3w spoistych, s\u0105 najbardziej niebezpieczne dla otoczenia. W przypadku grunt\u00f3w niespoistych zapadliska z regu\u0142y stwarzaj\u0105 mniejsze zagro\u017cenie dla otoczenia. Cz\u0105steczki gruntu stopniowo opadaj\u0105 z ca\u0142ej wysoko\u015bci nadsypki nad kana\u0142em w kierunku do kana\u0142u, powoduj\u0105c osiadanie powierzchni terenu nieutwardzonego bezpo\u015brednio nad miejscem u\u0142o\u017cenia uszkodzonego kana\u0142u lub osiadanie stopniowe i \u0142agodne nawierzchni ulicznej w przypadku ma\u0142o sztywnych nawierzchni. Nag\u0142e i bardziej niebezpieczne zapadni\u0119cia pojawi\u0107 si\u0119 mog\u0105 w przypadku, gdy nawierzchnie uliczne posiadaj\u0105 du\u017c\u0105 sztywno\u015b\u0107 i za\u0142amuj\u0105 si\u0119 dopiero wtedy, gdy pustki powietrzne osi\u0105gn\u0105 stosunkowo du\u017ce rozmiary.<\/p>\n \"Fig. <\/a> Fig. 7.
Phenomenon of non cohesive soil erosion into the sewer\n \"Fig. <\/a> Fig. 8.
Phenomenon of cohesive soil erosion into the sewer\n

Wp\u0142yw infiltracji w\u00f3d gruntowych do wn\u0119trza kana\u0142u i eksfiltracji \u015bciek\u00f3w z kana\u0142u do gruntu na przyspieszenie zjawiska zapadania si\u0119 nawierzchni ulicznych<\/strong><\/p>

W Polsce brak jest danych dotycz\u0105cych procentowego udzia\u0142u ilo\u015bci infiltruj\u0105cych w\u00f3d gruntowych do nieszczelnych kana\u0142\u00f3w w stosunku do og\u00f3lnej ilo\u015bci \u015bciek\u00f3w nimi odprowadzanych. Dane takie znane s\u0105 w innych krajach. Np. w Niemczech procentowy udzia\u0142 w\u00f3d infiltracyjnych w \u015bciekach wynosi \u015brednio 55 % [16]. Tylko w 33 % badanych kana\u0142\u00f3w udzia\u0142 ten by\u0142 mniejszy ni\u017c 25 %, natomiast w 25 % przypadk\u00f3w przekracza\u0142 on 100 %. Odnotowano r\u00f3wnie\u017c przypadki ekstremalne, gdzie \u015brednia ilo\u015b\u0107 w\u00f3d infiltruj\u0105cych do wn\u0119trza nieszczelnych kana\u0142\u00f3w wynosi\u0142a oko\u0142o 300-400 % ilo\u015bci p\u0142yn\u0105cych kana\u0142em \u015bciek\u00f3w. Wi\u0119kszo\u015b\u0107 przypadk\u00f3w infiltracji dotyczy rozszczelnionych z\u0142\u0105czy dawno temu u\u0142o\u017conych rur, najcz\u0119\u015bciej betonowych i kamionkowych. Stosowane tzw. opaski betonowe w rurach betonowych \u0142\u0105czonych na styk lub zak\u0142ad z czasem ulegaj\u0105 sp\u0119kaniu, powoduj\u0105c rozszczelnienie po\u0142\u0105cze\u0144 rur, a stosowany do uszczelnie\u0144 kielichowych rur betonowych lub kamionkowych sznur konopny nasycony bitumem, wskutek starzenia si\u0119 i kruszenia bitumu oraz przemieszcze\u0144 rur na z\u0142\u0105czach, r\u00f3wnie\u017c powoduje rozszczelnianie si\u0119 z\u0142\u0105czy tych rur. Niekiedy obserwowane jest zjawisko infiltracji w miejscach zarysowa\u0144 i p\u0119kni\u0119\u0107 oraz ubytk\u00f3w fragment\u00f3w rur.<\/p>

Wraz z infiltruj\u0105c\u0105 wod\u0105 przedostaje si\u0119 do wn\u0119trza kana\u0142\u00f3w grunt, destabilizuj\u0105c zewn\u0119trzne otoczenie gruntowe kana\u0142u i przyspieszaj\u0105ce proces wywo\u0142uj\u0105cy zaistnienie katastrofy kanalizacyjnej.<\/p>

Niepokoj\u0105ce s\u0105 przypadki wyst\u0119powania zjawiska infiltracji zar\u00f3wno w nowo budowanych kana\u0142ach w trakcie ich odbioru, jeszcze przed ich przekazaniem do eksploatacji, jak r\u00f3wnie\u017c niestaranne wykonywanie po\u0142\u0105cze\u0144 rur z tworzyw sztucznych stosowanych do bezwykopowego uszczelnienia nieszczelnych kana\u0142\u00f3w.<\/p>

Eksfiltracja \u015bciek\u00f3w z nieszczelnych kana\u0142\u00f3w do gruntu jest zjawiskiem powszechnym, ale trudno wykrywalnym. W przypadku kana\u0142\u00f3w posadowionych powy\u017cej zwierciad\u0142a wody gruntowej, jedynie pr\u00f3ba szczelno\u015bci [17] umo\u017cliwia wykrycie nieszczelno\u015bci kana\u0142owych b\u0119d\u0105cych przyczyn\u0105 eksfiltracji \u015bciek\u00f3w do gruntu. Badania kana\u0142\u00f3w technik\u0105 wideo w zdecydowanej wi\u0119kszo\u015bci przypadk\u00f3w nie s\u0105 w stanie zarejestrowa\u0107 tego zjawiska. Autorzy opracowania [17] posiadaj\u0105 tylko jedno nagranie stanu technicznego kana\u0142u ukazuj\u0105ce eksfiltracj\u0119 \u015bciek\u00f3w. By\u0142o to mo\u017cliwe do zarejestrowania tylko dlatego, \u017ce badany kana\u0142 mia\u0142 charakter tranzytowy i odprowadza\u0142 \u015bcieki tylko z jednego zak\u0142adu przemys\u0142owego, a na trasie u\u0142o\u017cenia nie by\u0142o dodatkowych przy\u0142\u0105czy. Na pocz\u0105tkowym odcinku tego kana\u0142u, bezpo\u015brednio za zak\u0142adem, wysoko\u015b\u0107 wype\u0142nienia kana\u0142u przep\u0142ywaj\u0105cymi \u015bciekami wynosi\u0142a ok. 10 % jego \u015brednicy, po czym mala\u0142a w trakcie przemieszczania si\u0119 kamery przez ten kana\u0142, a\u017c w pewnym momencie kamera zacz\u0119\u0142a rejestrowa\u0107 ca\u0142kowicie suche dno kana\u0142u.<\/p>

W Polsce brak jest szacunk\u00f3w dotycz\u0105cych ilo\u015bci \u015bciek\u00f3w eksfiltruj\u0105cych z kana\u0142\u00f3w do gruntu, a nast\u0119pnie w\u00f3d gruntowych. W niekt\u00f3rych krajach prowadzone s\u0105 badania maj\u0105ce na celu okre\u015blenie ilo\u015bci eksfiltruj\u0105cych \u015bciek\u00f3w. Przyk\u0142adowo w RFN w po\u0142owie lat 80-tych ubieg\u0142ego wieku, rocznie eksfiltrowa\u0142o do gruntu ponad 300 mln m3 \u015bciek\u00f3w [16], tj. \u015brednio ok. 15 dm3\/M dob\u0119.<\/p>

Nieszczelno\u015bci kana\u0142\u00f3w b\u0119d\u0105ce przyczyn\u0105 eksfiltracji \u015bciek\u00f3w do gruntu mo\u017cna wykry\u0107 niekiedy przypadkowo w trakcie prowadzenia bada\u0144 kana\u0142\u00f3w technik\u0105 wideo. Badania takie wykonano w kanale usytuowanym powy\u017cej zwierciad\u0142a wody gruntowej. Infiltracja wody gruntowej by\u0142a zatem niemo\u017cliwa. Na wy\u017cej usytuowanym ko\u0144cu badanego odcinka kana\u0142u umieszczono korek gumowy celem wstrzymania przep\u0142ywu \u015bciek\u00f3w przez badany odcinek kana\u0142u. Po ok. 10 minutach, po zbadaniu tego odcinka w trakcie cofania si\u0119 kamery zaobserwowano intensywn\u0105 infiltracj\u0119 \u015bciek\u00f3w sanitarnych do wn\u0119trza badanego kana\u0142u. Z uwagi na du\u017cy przep\u0142yw \u015bciek\u00f3w badanym kana\u0142em (o \u015brednicy 200 mm) \u015bcieki bardzo szybko podtopi\u0142y wy\u017cej po\u0142o\u017cone odcinki tego kana\u0142u. Poprzez nieszczelne z\u0142\u0105cza rur, \u015bcieki zacz\u0119\u0142y z podtopionego kana\u0142u, wyp\u0142ywa\u0107 na zewn\u0105trz do gruntu i p\u0142yn\u0105\u0107 w gruncie po zewn\u0119trznej stronie kana\u0142u wp\u0142ywaj\u0105c nast\u0119pnie do jego wn\u0119trza na badanym odcinku przez nieszczelne z\u0142\u0105cza. Po kilku minutach od momentu wyci\u0105gni\u0119cia korka gumowego \u015bcieki przesta\u0142y infiltrowa\u0107 do wn\u0119trza kana\u0142u.<\/p>

Przyk\u0142ad ten pokazuje, jak gro\u017ane dla bezpiecze\u0144stwa konstrukcji kana\u0142owych mo\u017ce by\u0107 zjawisko eksfiltracji \u015bciek\u00f3w do gruntu. Poza niekorzystnymi skutkami ekologicznymi zwi\u0105zanymi ze ska\u017caniem gruntu i w\u00f3d gruntowych, bardzo niekorzystne dla bezpiecze\u0144stwa konstrukcji kana\u0142owej jest rozmywanie gruntu na zewn\u0105trz kana\u0142u, przyczyniaj\u0105ce si\u0119 do przyspieszenia wyst\u0105pienia katastrofy kanalizacyjnej.<\/p>\n

Inne czynniki maj\u0105ce wp\u0142yw na zapadanie si\u0119 nawierzchni ulicznych<\/strong><\/p>

Powa\u017cnym zagro\u017ceniem bezpiecze\u0144stwa konstrukcji kana\u0142owych s\u0105 korzenie drzew, a niekiedy tak\u017ce krzew\u00f3w przedostaj\u0105ce si\u0119 do wn\u0119trza konstrukcji kana\u0142owych<\/p>

Korzenie po przedostaniu si\u0119 do wn\u0119trza kana\u0142\u00f3w rozrastaj\u0105 si\u0119 bardzo szybko, szczeg\u00f3lnie w kana\u0142ach sanitarnych, z uwagi na du\u017c\u0105 ilo\u015b\u0107 substancji organicznych sprzyjaj\u0105cych ich rozrostowi, przez co przyczyniaj\u0105 si\u0119 do dalszego rozkruszania si\u0119 i powi\u0119kszania rozmiar\u00f3w miejsc, przez kt\u00f3re wcze\u015bniej przedosta\u0142y si\u0119 one do wn\u0119trza kana\u0142u. Po wyci\u0119ciu tych drzew i wyschni\u0119ciu korzeni, przez miejsca te przedostaje si\u0119 grunt do wn\u0119trza kana\u0142\u00f3w inicjuj\u0105c proces prowadz\u0105cy do katastrofy kanalizacyjnej.<\/p>

Jednym z kolejnych czynnik\u00f3w zagra\u017caj\u0105cych bezpiecze\u0144stwu konstrukcji kana\u0142owych jest korozja biologiczna, kt\u00f3rej efektem oddzia\u0142ywania s\u0105 ubytki konstrukcji kana\u0142owej zagra\u017caj\u0105ce, z up\u0142ywem czasu, bezpiecze\u0144stwu konstrukcji kana\u0142owych wykonanych z materia\u0142\u00f3w nieodpornych na korozj\u0119 biologiczn\u0105.<\/p>

Powa\u017cnym zagro\u017ceniem dla bezpiecze\u0144stwa konstrukcji kana\u0142owych s\u0105 szczury kana\u0142owe wyst\u0119puj\u0105ce w przewodach, szczeg\u00f3lnie w obszarach \u015br\u00f3dmiejskich w pobli\u017cu usytuowanych tam bar\u00f3w, restauracji i hoteli. Szczury cz\u0119sto przemieszczaj\u0105 si\u0119 z kana\u0142\u00f3w w kierunku piwnic budynk\u00f3w, przedostaj\u0105c si\u0119 przez ubytki konstrukcyjne w kana\u0142ach, g\u0142\u00f3wnie przez nieszczelne z\u0142\u0105cza rur. Wykonane przez nie pustki powietrzne poza przewodami zajmuj\u0105 niekiedy du\u017c\u0105 kubatur\u0119. W przypadku wype\u0142niania zapraw\u0105 cementow\u0105 wolnej przestrzeni mi\u0119dzy now\u0105 rur\u0105 a starym kana\u0142em w metodzie Reliningu w trakcie rob\u00f3t renowacyjnych prowadzonych w obszarach \u015br\u00f3dmiejskich zdarza si\u0119, i\u017c ilo\u015b\u0107 zu\u017cytej zaprawy wielokrotnie przekracza obj\u0119to\u015b\u0107 przestrzeni mi\u0119dzyrurowej. Dodatkowe ilo\u015bci zaprawy przedostaj\u0105 si\u0119 wtedy przez nieszczelno\u015bci kana\u0142owe do pustek powietrznych wok\u00f3\u0142 kana\u0142u, p\u0142osz\u0105c szczury do piwnic i klatek schodowych budynk\u00f3w s\u0105siaduj\u0105cych z kana\u0142em.<\/p>\n

Uwagi ko\u0144cowe<\/strong><\/p>

Zapadni\u0119cia nawierzchni ulicznych s\u0105 wysoce niepo\u017c\u0105dane. W przypadku ich wyst\u0105pienia w obszarze powsta\u0142ych zapadlisk, cz\u0119sto uszkadzana jest nie tylko sie\u0107 kanalizacyjna, ale r\u00f3wnie\u017c inne sieci: gazowe, wodoci\u0105gowe, ciep\u0142ownicze, a tak\u017ce kable energetyczne, telekomunikacyjne i inne. Okoliczni mieszka\u0144cy cz\u0119sto pozbawieni s\u0105 w okresie usuwania skutk\u00f3w katastrofy dost\u0119pu do wielu medi\u00f3w. W przypadku wyst\u0105pienia zapadlisk cz\u0119sto dochodzi do zapadania si\u0119 do nich pojazd\u00f3w z lud\u017ami lub ludzi znajduj\u0105cych si\u0119 w rejonie zapadliska.<\/p>

Konsekwencje finansowe wyst\u0105pienia katastrof kanalizacyjnych s\u0105 bardzo powa\u017cne. Ponoszone s\u0105 wysokie koszty na przepompowywanie \u015bciek\u00f3w z obszaru zapadliska, na odtworzenie konstrukcji uszkodzonego kana\u0142u oraz innych sieci, utworzenia tzw. by-pass\u00f3w sieciowych na okres realizacji tych prac, na zasypanie i zag\u0119szczenie gruntu w obszarze zapadliska, na odtwarzanie nawierzchni ulicznej oraz na szereg innych dodatkowych niezb\u0119dnych rob\u00f3t.<\/p>

Aby zapobiega\u0107 wyst\u0119powaniu zapadlisk nawierzchni ulicznych wa\u017cne jest poznanie przyczyn ich powstawania. Jak to wy\u017cej pokazano, w przewodach kanalizacyjnych mo\u017ce wyst\u0105pi\u0107 bardzo du\u017ca liczba uszkodze\u0144 inicjuj\u0105cych zjawisko zapadania si\u0119 nawierzchni ulicznych. Proces ten inaczej przebiega w gruntach spoistych, a inaczej w gruntach niespoistych. Mo\u017ce on przebiega\u0107 w niekt\u00f3rych przypadkach bardzo szybko, je\u017celi w przewodach kanalizacyjnych wyst\u0119puje zjawisko infiltracji w\u00f3d gruntowych lub eksfiltracja \u015bciek\u00f3w z kana\u0142\u00f3w do gruntu.<\/p>

Aby nie dopu\u015bci\u0107 do wyst\u0105pienia zapadni\u0119\u0107 nawierzchni ulicznych lub istotnie ograniczy\u0107 ich liczb\u0119, nale\u017cy opracowa\u0107 w przedsi\u0119biorstwach wodoci\u0105gowo-kanalizacyjnych strategie odnowy sieci kanalizacyjnych oraz przyst\u0105pi\u0107 do systematycznej planowej odnowy sieci. Wa\u017cne jest tak\u017ce opracowanie programu realizacji bada\u0144 diagnostycznych sieci kanalizacyjnych, w tym g\u0142\u00f3wnie bada\u0144 inspekcyjnych kana\u0142\u00f3w technik\u0105 CCTV [18-20], bada\u0144 ich szczelno\u015bci [16,17], a w koniecznych przypadkach, np. wielkowymiarowych kolektor\u00f3w kanalizacyjnych, realizacji ekspertyz konstrukcyjnych [15].<\/p>\n

L I T E R AT U R A<\/p>

[1] Gassman S., Schroeder A., Ray R.: Field performance of high density polyethylene culvert pipe. Journal of Transportation Engineering, 2005, 131(2), 160-167.<\/p>

[2] Hansen Ch.: Quantification on the elimination of infiltration from pre \u2013 and post \u2013 rehabilitation, in Proc of the 32th International Conference \u201cNo-Dig 2014\u201d, International Society for Trenchless Technology, October 13-15, 2014, Madrid, Spain, Paper 6A-2, 1-10.<\/p>

[3] Inspection stems Seattle\u2019s sewer slump, Underground, 1986, 4, 26-27.<\/p>

[4] Kuliczkowska E., Gierczak M.: Buckling failure numerical analysis of HDPE pipes used for the trenchless rehabilitation of a reinforced concrete sewer, Engineering Failure Analysis, 2013, 32, 106-112.<\/p>

[5] Kuliczkowska E., Kotwica K.,2017, Konsekwencje awarii przewod\u00f3w wodoci\u0105gowych na wybranych przyk\u0142adach. Nowoczesne Budownictwo In\u017cynieryjne, 3, 86-88.<\/p>

[6] Kuliczkowska E., Mazur J.: Prognozowany a rzeczywisty stan techniczny XIX wiecznych kamionkowych przewod\u00f3w kanalizacyjnych. Instal, 2015, nr 9, s. 74-79.<\/p>

[7] Kuliczkowska E., Zwierzchowska A., An analysis of early defects in PVC-U sewers and the limitations of their trenchless rehabilitation, Tunneling and Underground Space Technology, 56 (2016) 202-210.<\/p>

[8] Kuliczkowska E.: An analysis of road pavement collapses and traffic safety hazards resulting from leaky sewers, The Baltic Journal of Road and Bridge Engineering, 2016, 11 (4), 251-258.<\/p>

[9] Kuliczkowska E.: Katalog zdj\u0119\u0107 w\u0142asnych oraz tych na kt\u00f3rych publikacj\u0119 uzyskano zgod\u0119, Kielce, 2019.<\/p>

[10] Kuliczkowska E.: Kryteria planowania bezwykopowej odnowy nieprze\u0142azowych przewod\u00f3w kanalizacyjnych, monografia nr. 42, Wydawnictwo Politechniki \u015awi\u0119tokrzyskiej, Kielce, 2008.<\/p>

[11] Kuliczkowska E.: The interaction between road traffic safety and the condition of sewers laid under roads, Transportation Research Part D, 48, 2016, 203\u2013213.<\/p>

[12] Kuliczkowska E.: Wyniki bada\u0144 betonowych przewod\u00f3w kanalizacyjnych. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2007, nr 10, s. 23-30.<\/p>

[13] Kuliczkowska E.: Wyniki bada\u0144 kamionkowych przewod\u00f3w kanalizacyjnych. Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2008, nr 12, s. 10-16.<\/p>

[14] Kuliczkowska E.: Wyniki bada\u0144 nowo wybudowanych przewod\u00f3w kanalizacyjnych z rur PVC, Gaz, Woda i Technika Sanitarna, 2005, 10, 16-20.<\/p>

[15] Kuliczkowski A, Kuliczkowska E.: Ekspertyzy konstrukcyjne kolektor\u00f3w kanalizacyjnych. Gaz Woda i Technika Sanitarna, 2011, 1, 18-22.<\/p>

[16] Kuliczkowski A, Lisowska J.: Propozycje klasyfikacji zjawiska infiltracji wody gruntowej do wn\u0119trza nieszczelnych przewod\u00f3w kanalizacyjnych, Instal, 2004, nr 12, s. 50-54.<\/p>

[17] Kuliczkowski A., Lisowska J.: Szczelno\u015b\u0107 przewod\u00f3w kanalizacyjnych, Wymagania normowe, Rynek Instalacyjny, 2000, nr 11, s. 75-78.<\/p>

[18] Madryas, C., Przyby\u0142a, B.; Wysocki, L.: Badania i ocena stanu technicznego przewod\u00f3w kanalizacyjnych, Dolno\u015bl\u0105skie Wydawnictwo Edukacyjne, Wroc\u0142aw, 2010.<\/p>

[19] Praca zbiorowa pod redakcj\u0105 Andrzeja Kuliczkowskiego: Technologie bezwykopowe w in\u017cynierii \u015brodowiska, Wydawnictwo Seidel-Przywecki, Warszawa, 2010.<\/p>

[20] Stein,D.: Instandhaltung von Kanalisation, 3th edition, Ernst & Sohn, A Wiley Company, Berlin, 1999.<\/p>","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/informacjainstal.com.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/artykul\/8613","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/informacjainstal.com.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/artykul"}],"about":[{"href":"https:\/\/informacjainstal.com.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/artykul"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/informacjainstal.com.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8613"}],"wp:term":[{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/informacjainstal.com.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8613"},{"taxonomy":"tematyka","embeddable":true,"href":"https:\/\/informacjainstal.com.pl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tematyka?post=8613"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}