Renovace průlezných kanalizačních stok pomocí čedičových prvků
Společnost EUTIT s.r.o. se sídlem ve Staré Vodě nedaleko Matiánských Lázní je největším světovým výrobcem odlitků z taveného čediče. A právě pomocí čedičových prvků jako ochranou před biokorozí česká společnost přispěla k renovaci průlezných kanalizačních stok v polském městě Krakov.
První informace o vodovodní síti v Krakově pochází z 13. století, o kanalizační síti ze století čtrnáctého. Na počátku 20. století byla kanalizační síť dlouhá 48 km. V průběhu let se infrastruktura neustále rozšiřovala a spolu s vývojem celého systému byly postupně stavěny úpravny vod, čistírny odpadních vod, přečerpávací stanice, vodárny a nádrže na pitnou vodu.
Kanalizační síť města Krakov se skládá ze dvou hlavních systémů, které mají vlastní čistírny odpadních vod. Oba hlavní systémy pracují jako gravitační. V oblastech, kde gravitační odvod odpadních vod do centrálního systému není možný, existují místní kanalizační systémy s místními čistírnami odpadních vod. Délka kanalizační sítě s přípojkami činní dnes téměř 1870 km.
V rámci plánovaného projektu rekonstrukce bylo třeba obnovit celkem 54 km kanalizačních systémů. Renovace takto rozsáhlé sítě v historickém městě s hustě zástavbou a silnou dopravní infrastrukturou byla na jedné straně nezbytnou nutností a na straně druhé velkou technickou výzvou. Mezi hlavní problémy, které musel projekt jako celek řešit, patřily netěsnosti stávajících kanalizačních potrubí a stok, netěsné přípojky, porosty kořenů, sedimentace a znečištění, porušení konstrukcí korozí a chemických zatížením (biokoroze), praskliny (strukturální poškození) a zhroucení části úseků.
Zvláštním úkolem pak bylo řešení sanace konstrukcí soutokových, přečerpávacích, akumulačních, retenčních a uklidňovacích komor. Problém s výraznou biokorozí byl obecně na celé stávající stokové síti způsoben omezením odvětrání příslušné větve stoky na povrch. V minulosti bylo historické odvětrání uzavřeno, aby se možný zápach nešířil do centra města. Toto inženýrsky zcela necitlivé opatření mělo za důsledek nárůst vlhkosti a snížení výměny vzduchu v jednotlivých částech systému. K negativním vlivům, jako je stoupající vlhkost a koncentrace plynů, je nutné přičíst i vznik mechanicky generovaného aerosolu, který vzniká a koncentruje se právě v těchto objektech.
Důsledkem výše uvedených negativních vlivů je nárůst biokoroze na neomývaných površích konstrukce kanalizačního objektu (svislé stěny, stropy). Jako řešení byl původně navržen celoplošný obklad těchto povrchů obkladem prvků z taveného čediče. Ty samy o sobě vykazují velmi vysokou odolnost agresivnímu prostředí (na stěnách dochází z výše uvedených procesů ke vzniku kyseliny sírové H2SO4). Zároveň se ale jedná o prvky (dlaždice a tvarovky), které jsou velmi hladké. Může tak snadno docházet na jejich povrchu k vysrážení (ze vzdušné vlhkosti, z aerosolu) a následnému transportu vysrážené kapaliny po těchto dlaždicích do spár a detailů. Zde by pak mohla při standartním řešení (použití spárovací hmoty s cementovou matricí, která má vyšší nasákavost než čedičový prvek) narůstat koncentrace agresivních látek a v jejím důsledku by mohlo docházet k významnému napadání těchto spár.
Řešení, která se v té chvíli nabízela, byla relativně jednoduchá a jejich účinek byl snadno předpověditelný. Obnovení původního odvětrání sítě, anebo omezeně umožnit odvětrání konkrétních kanalizačních objektů ohrožených vyšší expozicí zátěže (komory, stanice, šachty, apod.). Naplánovat a provádět pravidelnou údržbu těchto objektů tak, aby docházelo k omývání vzdušních líců (neomývaných částí) konstrukcí a tím snižování koncentrace agresivních látek. A v neposlední řadě použití nových materiálů pro spárování čedičových prvků, které dokáží uzavřít spáru a tím omezí možnost vnikání agresivních látek do konstrukce. Spolu s čedičovým obkladem vytvoří vysoce odolnou a kompaktní ochranu objektu. To vše za podmínky nutnosti instalace těchto materiálů in situ (na stavbě) v prostředí s vysokou vlhkostí. Tento soubor opatření se ukázal jako správný, i když opatření spočívající v lepším odvětrání sítě byla realizována jen omezeně a lokálně.
V Krakově byla v roce 2015 renovována část kombinovaného sběrače levého břehu 2828. Nachází se v samém centru města. Betonový kolektor se zvonovým průřezem postavený kolem roku 1910 měl různé tvary a různé rozměry na jednotlivých sekcích. Průřezy renovovaného kanálu jsou znázorněny na výkresech. Tloušťka struktury s největším průřezem v kynetě byla asi 50 cm a v klenbě asi 25 cm.
Délky úseků stok s jednotlivými průřezy
Technický stav kolektoru a komor se lišil. K největšímu poškození betonu docházelo v komorách a na úsecích, kde se připojovala tlaková kanalizace. Pohled na fragmenty vzorku kanálu před zahájením renovačních prací je zobrazen na fotografiích.
Pro jednotlivé sekce kolektoru byly plánovány dvě metody renovace. Zahrnovaly použití modulů sklolaminátu na rovných úsecích a čedičové obložení na zakřivených úsecích. Čedičové dlaždice byly také použity k renovaci komor a přepadů pro přívalové deště. Bylo rozhodnuto, že přípojky se utěsní laminátem, vložkou ve tvaru klobouku nebo speciální maltou. V případě šachet se renovace provedla pomocí tzv. stavební chemie. V úseku, kde byl průřez kolektoru největší, byly použity také dvě metody renovace. Z větší části byly panely ze sklolaminátu přizpůsobené tvaru průřezu kanálu nainstalovány na rovných sekcích, zatímco komory a sekce kanálů probíhající v obloucích byly renovovány vytvořením čedičového obkladu.
Klíčem k rozhodování o trvanlivosti renovačních prací je účinné odstranění zkorodované vrstvy betonu. Zatímco metody renovace za použití sklolaminátu nebo pryskyřicí syceného rukávu jsou již dobře známé a široce využívané, byť časem neprověřené, použití čedičové výstelky pro renovaci kanalizačních potrubí v Polsku je v počátcích. Tato metoda je nejčastěji používána v České republice, kde se nachází sídlo společnosti vyrábějící stavební prvky z taveného čediče – firmy Eutit. Zde jsou tisíce aplikací napříč celou republikou.
V případě kolektoru v Krakově spočívalo řešení v účinném odstranění zkorodované betonové vrstvy, ochraně výztuže, nanesení spojovací vrstvy a dodatečné profilování konstrukčního prvku stříkaným betonem nebo maltou (nejlépe sulfátovanou). Hodnota pH substrátu ukazuje účinnost této fáze prací. Lze předpokládat, že zkorodovaná vrstva byla odstraněna, když je pH alespoň 11.
Ve snaze předcházet poruchám stok se došlo k závěru, že nejúčelnější řešení bude takové, které bude minimalizovat počet spár v části dna stoky a pro které se použije stavební materiál s co možná nejdelší životností. Pro své klíčové parametry spočívající mimo jiné ve vysoké odolnosti proti abrasivním účinkům suspendovaných a po dně sunutých anorganických materiálů a praktická netečnost proti agresivnímu působení látek obsažených v odpadních vodách byly vybrány právě prvky z taveného čediče. Proto tak pro použití v kanalizacích vyvinul jejich výrobce ve spolupráci s odborníky výrobky, které slouží k výstavbě, ale i rekonstrukci stokových sítí a objektů.
Taveným čedičem, respektive výrobky z tohoto materiálu, rozumíme odlitky vyrobené roztavením, opětovným vytvarováním a vychlazením vhodných přírodních hornin, zejména pak olivinických čedičů. Pod tímto označením se vyrábí široký sortiment dlaždic, trub, tvarovek a dalších speciálních odlitků.
Reprofilace stříkaným betonem nebo maltou by měla poskytnout výztužné krytí o tloušťce nejméně 20 mm. Po aplikaci stříkaného betonu před lepením dlaždic se prověří pevnost podkladu pomocí dyna aparátu, neměla by být menší než 0,6 MPa. Poté je k podkladu připevněna ocelová síť, aby se zvýšila přilnavost čedičových dlaždic k betonu. Rozměry čtverců v mříži byly 50x50 mm. Další fází prací je lepení čedičových obkladů speciálním systémovým lepidlem dodaným výrobcem dlaždic Eufix S. Dlaždice jsou navrženy na obklad v komorách o rozměrech 250/250/30 a 200/200/30. Do kynet dlaždice 200/100/30 a 200/100/60 a na stěny a strop 250/250/25 s otvorem ukotvených šrouby z nerezu nebo pozinkované o délce 80 mm. Toto řešení zajišťuje trvalou přilnavost dlaždic k podkladu. Poslední fází prací bylo spárování. To se provádělo epoxidovou prysyřicí Eufix EP JF-II. Tato pryskyřice umožňuje aplikaci ve vlhkém prostředí. Dlažbou vyrobenou z taveného čediče byl obložen čedič na ploše 1798 m2. Kromě toho bylo ze stejného materiálu obloženo 24 kanalizačních komor a přepadů pro přívalové deště. Stavební práce byly prováděny od dubna do října 2015.
Pohled na vnitřek kanálu po renovačních pracích je zobrazen na fotografiích.
Závěr
Existuje mnoho známých způsobů renovace kanalizačních průlezných stok. V případě železobetonových, betonových nebo cihelných stok, pokud je jejich konstrukce staticky únosná, stojí za zvážení použití čedičového obkladu. Čedič je přírodní materiál s vysokou mechanickou pevností a velmi odolný vůči všem korozivním látkám. Jeho trvanlivost je prakticky neomezená a pevnost v průběhu času, na rozdíl jiných materiálů, které se vzhledem k ceně obvykle používají, neklesá. Ve městě Krakov ještě nebylo provedeno vyhodnocení použití sklolaminátu a rukávů v kanalizacích, narozdíl od Prahy, kde se skloaminát v této podobě na splaškovou kanalizaci nepoužívá.
Text: Robert Kostolány, EUTIT s.r.o., foto: EUTIT s.r.o.
EUTIT s. r. o.
Mariánské Lázně 196
353 01 Stará Voda
Tel.: +420 354 789 111
Email: eutit@eutit.cz
Web: www.eutit.cz
