Drogowe studzienki wpustowe Tegra RG - zagadanienia eksploatacyjne

Odwodnienie powierzchniowe obszarów komunikacyjnych najczęściej stanowią studzienki ściekowe z wpustami. Ich zadaniem jest zbieranie wód opadowych i roztopowych z nawierzchni utwardzonych i odprowadzenie ich do kanalizacji (deszczowej lub ogólnospławnej) lub innych odbiorników (np. rowów lub coraz powszechniejszych systemów zagospodarowania wody zawierających zbiorniki retencyjne lub systemy rozsączania wody w gruncie). Podziemną część studzienki ściekowej najczęściej stanowi studzienka osadnikowa, natomiast zwieńczenie (część powierzchniową) różne typy wpustów pozwalających na zbieranie wody z nawierzchni wraz z umożliwiającymi skompletowanie całości elementami przypowierzchniowymi (np. płytami odciążającymi, rurami teleskopowymi, itp.). Studzienki ściekowe przed wprowadzeniem do odbiornika zatrzymują zanieczyszczenia opadające i w związku z tym muszą być okresowo czyszczone.

Rozwiązania tradycyjne

Choć tego nie wymagają warunki techniczne, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie Dz.U. 2016 poz. 124 [1], to przez dziesięciolecia utarło się, że tradycyjne studzienki ściekowe wykonane są z betonu i mają średnice dn 500. Powszechnie stosuje się również rozwiązania tworzywowe, choć znacznie częściej są one stosowane poza obszarami dróg publicznych, choć też stosowane są ze zwieńczeniami w klasach do D400 włącznie w obszarach obciążonych ruchem ciężkim. 
Duży wpływ na utrwalenie pozycji studzienek ściekowych betonowych mają zdezaktualizowane warunki techniczne wykonania COBRTI Instal [5] powołane w bardzo dobrych merytorycznie zalecaniach GDDKiA [2]. Rekomendowana w nich literatura [3] oraz aktualniejsze warunki techniczne wykonania wydane przez IGWP [6] są otwarte na nowsze rozwiązania i szczęśliwie nie narzucają już materiału studzienek ściekowych.  

Studzienki ściekowe i związane z nimi problemy 

Istniejące odwodnienie powierzchniowe obszarów komunikacyjnych nie jest rozwiązaniem idealnym. Wszyscy użytkownicy dróg widzą to gołym okiem. Ze słabych punktów tych rozwiązań zdają sobie sprawę zwłaszcza eksploatatorzy. Wiele towarzyszących problemów eksploatacyjnych powtarza się i uchodzi za nieuniknione, a podejmowane działania dążące do poprawy standardu wydają się mało efektywne i przypominają „walkę z wiatrakami”. 
Przy stosowaniu tradycyjnych studzienek ściekowych takimi uciążliwymi problemami eksploatacyjnymi są:

a) zniszczenia nawierzchni obok wpustów (okresy suche – zapadnięcia nawierzchni / okresy mokre – kałuże);
b) brak odbioru wody spowodowany utratą drożności - zapchane wpusty, osadniki wypełnione zanieczyszczeniami lub zablokowanie podłączonych rur odpływowych ze względu na:

• zbyt dużą ilość zatrzymanych zanieczyszczeń i 
• zbyt małą częstotliwość czyszczenia osadników,
• zablokowanie wpustów lub odpływów ze studzienek poprzez zanieczyszczenia pływające (liście, gałązki, worki i inne opakowania foliowe lub „pety”); 
• zniszczenia konstrukcji studzienki spowodowane poprzez zamarzanie i odmarzanie lub przez odziaływanie chemiczne soli odmrażających; 
• trudności ze skutecznym oczyszczeniem osadnika z powodu scementowania zanieczyszczeń; 
• trudności ze oczyszczeniem odpływu (zwłaszcza zasyfonowanego) oraz wiele innych. 

Powodują one niezadowolenie użytkowników dróg, a utrudnienia komunikacyjne, wymagają drogich i dezorganizujących pracę działań interwencyjnych (udrażnianie, czyszczenie) zamiast działań planowanych. 

Co więcej wszyscy specjaliści zdają sobie świetnie sprawę, że opisane problemy będą miały tendencję rosnącą, z jednej strony z powodu narastającej częstotliwości występowania deszczy nawalnych, a z drugiej strony z powodu rosnących oczekiwań społeczności. 

Może być lepiej 

Na pewno wiele z powyższych problemów mogą usunąć nowe studzienki wpustowe Wavin Tegra RG i Basic RG. 
Właściwościami, które powodują duże zmiany dla eksploatacji studzienek ściekowych Wavin  w stosunku do rozwiązań tradycyjnych są:

- zastosowany materiał studzienki wpustowej – polipropylen (PP), który jest materiałem nienasiąkliwym i odpornym na przemarzanie oraz chemoodpornym, co w naszym klimacie w porównaniu z rozwiązaniami tradycyjnymi eliminuje destrukcję materiału nasiąkliwego jakim jest beton czy żelbet na skutek zamarzania i odmarzania. Przy zastosowaniu studzienek wpustowych Wavin ten problem po prostu znika; 
- specyfika zachowania rury trzonowej karbowanej w gruncie polegająca na współdziałaniu z gruntem w przenoszeniu obciążeń oraz zachowanie elastyczności. To unikalne rozwiązanie konstrukcyjne przynosi z kolei korzyści w postaci zmiennej wysokości studzienki w całym cyklu jej życia, bez jej rozszczelniania, a to wpływa na zminimalizowanie wielu z typowych problemów. 

Przy zastosowaniu studzienek wpustowych Wavin nie mamy do czynienia z rozszczelnieniem połączeń elementów, a tym samym z:

a)  wymywaniem gruntu spod budowli (zapadnięcia i popękania nawierzchni, kałuże, utrudnienia w ruchu i w ich efekcie drogie naprawy nawierzchni),
b) nanoszeniem piasku do osadników studzienek wpustowych i często do wnętrza systemów kanalizacyjnych, co pozytywnie wpływa na ograniczenie konieczności ich czyszczenia

Połączenie dwóch cech studzienek wpustowych Tegra i Basic RG, tj. lekkości konstrukcji i rury trzonowej karbowanej wpływa na  wyeliminowanie kolejnego problemu  powiązanego z tradycyjnymi studzienkami ściekowymi, a mianowicie ich osiadania pod wpływem obciążeń dynamicznych (efekt kafara);    
Coraz częściej uznawane za remedium na poprawę stanu nawierzchni w pobliżu zwieńczeń „zwieńczenie pływające”, zwane też przez odlewników „zwieńczeniami samopoziomującymi”. 

Inne udogodnienia w studzienkach wpustowych Tegra RG

W studzienkach wpustowych firmy Wavin pomyślano również o dodaniu kolejnych udogodnień eksploatacyjnych. Takimi nowościami niespotykanymi w istniejących rozwiązaniach studzienek ściekowych są :

- zaokrąglone dno osadnika bez narożników; 
- syfon zabudowany wewnątrz, a nie w formie dwóch załamań na zewnątrz studzienki na przewodzie odpływowym;
- filtr zanieczyszczeń pływających w postaci stożkowej umieszczony na całym obwodzie studzienki, zwany też filtrem 360o. 

Korzyści eksploatacyjne ze stosowania studzienek Wavin Tegra RG i Basic RG

1. Dno osadnika studzienki wpustowej Wavin posiada zaokrąglone narożniki, w związku z tym czyszczenie hydrodynamiczne pozwala na oczyszczenie osadnika z zanieczyszczeń w nim zatrzymanym w niemal 100%. 
 Zwykle narożne przestrzenie nie są oczyszczane tak efektywnie, a to powoduje zmniejszenie efektywnej pojemności osadnika. Co z tego, że na początku, po wykonaniu studzienka posiada osadnik o przewidzianej projektem objętości, gdy w trakcie eksploatacji pojemność ta jest ograniczona nawet o kilkanaście procent?
2. Gdy zachodzi konieczność wyposażenia studzienki wpustowej w zasyfonowanie (zamknięcie wodne) w rozwiązaniach tradycyjnych stosuje się dwa kolana zabudowane na przewodzie odpływowym ze studzienki. To zawsze newralgiczny punkt odwodnienia, najczęściej powodujący jego zawodność. Podczas normalnej eksploatacji studzienka traci drożność w pierwszej kolejności poprzez zapchanie odpływu oraz syfonu. O ile podczas czyszczenia dojście do odpływu jest w miarę dogodne, to czyszczenie syfonu jest problematyczne. 
Rozwiązanie zamknięcia wodnego w studzienkach Wavin eliminuje załamania przewodu odpływowego na zewnątrz studzienki. Syfon stanowi wewnątrz montowany pierścień (na schemacie – kolor zielony), schodzący dolną krawędzią poniżej rzędnej odpływu, a głębokość jego zanurzenia w osadniku stanowi wysokość zamknięcia wodnego. 
Syfon wykonany jest z tworzywa z wypełnieniem mineralnymi, aby był „ciężki” i ukształtowany w taki sposób, aby pod wpływem własnego ciężaru osiadał na właściwym miejscu. Posiada on też uchwyt, który pozwala na łatwe podwieszenie na jakimkolwiek haczyku podczas wyjmowania i wkładania syfonu.

Rys.

a) pojemność osadnika w studzienkach wpustowych

b) H wysokość zamknięcia wodnego

Przy zamontowanym syfonie sprzęt czyszczący ma swobodny dostęp do dna studzienki, a przy syfonie wyjętym można również dojść do przewodu odpływowego w razie konieczności. 

3. Całkowitą nowością w studzienkach wpustowych Wavin Tegra RG jest filtr 360^o przeznaczony do zatrzymywania zanieczyszczeń pływających. Zwrócono uwagę nie tylko na zatrzymanie zanieczyszczeń opadających w osadniku, ale również o zatrzymaniu przed odpływem ze studzienki zanieczyszczeń pływających (liści, „petów”, worków foliowych), które woda deszczowa zbiera z nawierzchni. W standardowych rozwiązaniach wszystkie te „śmieci” przepływają najkrótszą drogą do odpływu studzienki i często tworzą przy odpływie zator. W ten sposób zbieranie wody deszczowej zaczyna być ograniczone lub nawet utracone. 

Filtr jest dziurkowanym elementem stożkowym zabudowanym na obwodzie studzienki, który nie ogranicza dostępu sprzętu do dna studzienki. Działa na takiej zasadzie, że przepuszcza wodę, a zatrzymuje na swojej powierzchni większe zanieczyszczenia pływające (większe niż 1 cm), a tym samym chroni odpływ studzienki przed zapchaniem. Gdy przepływ najkrótszą drogą w kierunku odpływu jest zanieczyszczony filtr umożliwia odpływ wody poprzez pozostałe niezapchane otwory. Zmienia zatem charakter przepływu w studzience z jedno- na wielostrumieniowy, przez co studzienka utrzymuje drożność i zapewnia efektywne odwodnienie znacznie dłużej niż rozwiązania bez filtra. Wyeliminowany jest w ten sposób jeden z bardzo często występujących problemów, jakim jest ograniczenie lub utrata przepustowości studzienki akurat wtedy, gdy jest najbardziej potrzebna. 

Dodać trzeba, że wyposażenie studzienki w filtr 360o to rozwiązanie opcjonalne, tzn. może być stosowane w studzienkach, gdzie jest to uzasadnione, tj. tam, gdzie do zapchania studzienek przez zanieczyszczenia pływające może dochodzić często. Takimi obszarami, gdzie stosowanie filtrów jest celowe są z pewnością wszystkie miejsca z nasadzeniami drzew i krzewów, które gubią liście, targowiska, miejsca postoju ludzi (parkingi, stacje benzynowe).
Filtr z zanieczyszczeń pływających czyści się łatwo przez spłukanie strugą wody podczas standardowego oczyszczania studzienki z osadów. 

Wygraj z walce z wiatrakami 

Zaproponowane w rozwiązaniach studzienek Tegra RG nowe spojrzenie na temat studzienek wpustowych prowadzi do poprawy wielu aspektów dotyczących odwodnień punktowych. Szereg zastosowanych rozwiązań konstrukcyjnych przekłada się na usprawnienie eksploatacji i zminimalizowanie powszechnych problemów (np. z nawierzchnią wokół studzienki). 

Studzienki wpustowe Wavin Tegra RG to:

• wyższa niezawodność odwadniania 
• zapewnienie drożności odpływu przy 2x większej ilości zanieczyszczeń
• mniej zatorów powodujących podtopienia
• nowy standard eksploatacji
• skuteczność czyszczenia wyższa niż 95% za jednym razem
• czyszczenie planowe zamiast interwencyjnego

To rozwiązanie satysfakcjonujące dla eksploatatorów i zarządców dróg, do których należy zapewnienie:

• sprawnego odprowadzenia wód deszczowych,
• dobrego, bezpiecznego stanu zarządzanych dróg / nawierzchni utwardzonych, 
• ochrony budynków i budowli przed zalaniem,
• prowadzenia czasochłonnych i kosztownych napraw nawierzchni.

W obecnej rzeczywistości zadania te stają się coraz bardziej rozległe i egzekwowane w wyższym stopniu. Wszelkie zaniedbania, niedociągnięcia są powodem do krytyki społecznej i medialnej. Coraz trudniejsze warunki stwarza też klimat – odnotowuje się coraz więcej deszczy nawalnych, które demaskują wszelkie niedociągnięcia. 

Eksploatatorzy i zarządy dróg oczekują na zmianę standardu odwodnienia, gdyż zdają sobie sprawę, że:

• eksploatacja interwencyjna systemów odwadniania jest nieefektywna i kosztowna. Nie można jej zaplanować / dezorganizuje planową pracę. Preferowana eksploatacja planowa zajmuje mniej czasu, można ją dobrze przygotować (sprzęt wyposażenie, logistyka - trasy przejazd, punkty zlewowe dla samochodów asenizacyjnych),
• prowadzenie robót drogowych jest uciążliwe i powoduje:
• zajęcia pasa drogowego,
• zaburzenia ruchu (zwężenia drogi i związane z tym problemy – niebezpieczne mijanki / korki),
• nietrwale i nieestetyczne „łaty” na drogach – szczególnie narażone na zniszczenie po kolejnych sezonach zimowych (zamarzanie / odmarzanie wody w szczelinach),
• duże ryzyko i niebezpieczeństwo na drogach.

Coraz powszechniejszym zjawiskiem są odszkodowania za szkody spowodowane dziurami w drogach (zniszczenia samochodów / uszczerbek na zdrowiu użytkowników). 
Zastosowanie nowatorskieh studzienek wpustowych Wavin Tegra RG może spowodować znacząca poprawę standardu eksploatacji. Będzie to poprawa odczuwalna dla użytkowników dróg i pobliskich mieszkańców. 

Podsumowanie

Alfredowi Einsteinowi przypisuje się stwierdzenie zawierające mądrą myśl, że robiąc to samo nie można oczekiwać odmiennych rezultatów. W przypadku wykonania punktowych odwodnień nawierzchni niezmienne stosowanie tradycyjnych rozwiązań wpustów ściekowych obarczone jest wieloma powtarzalnymi i znanymi problemami. Stosując je niezmiennie nie można uzyskać znaczącego podwyższenia standardu – akceptuje się przypisane tym rozwiązaniom słabości. 

Literatura:
[1] Dz.U. 2016 poz. 124 Rozporządzenia Ministra Transportu i Gospodarki Morskiej z dnia 2 marca 1999 r. w sprawie warunków technicznych, jakim powinny odpowiadać drogi publiczne i ich usytuowanie 
[2] Zalecenia projektowania, budowy i utrzymania odwodnienia dróg i przystanków komunikacyjnych - Zeszyt 1., Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad, Warszawa, 2009
[3] Edel R., Odwodnienie dróg, WKŁ, Warszawa, 2006
[4] PN-EN 124-1:2015-07 Zwieńczenia wpustów ściekowych i studzienek włazowych do nawierzchni dla ruchu pieszego i kołowego - Część 1: Definicje, klasyfikacja, ogólne zasady projektowania, właściwości użytkowe i metody badań
[5] Warunki techniczne wykonania i odbioru sieci kanalizacyjnych  COBRTI INSTAL Zeszyt 9 
[6] Warunki techniczne wykonania sieci wodociągowo-kanalizacyjnych, Zeszyt specjalny IGWP (ISSN 1734-0896) 
Odnośniki:
1. W literaturze polskiej istnieje rozbudowana i niejednoznaczna nomenklatura dotycząca tego typu studzienek. Różnymi nazwami określana jest zarówno cała studzienka (część podziemna ze zwieńczeniem), jak i poszczególne części (podziemna, jak i powierzchniowa).
• Przykładowe określania całości:
 - studzienki ściekowe (określenie używane w Dz.U. 2016 poz. 124 [1])
- wpust ściekowy (określenie używane w PN-EN 124 [4])
- wpust uliczny, drogowy 
• Przykładowe określania części podziemnej:
- studnia
- osadnik
- deszczowy wpust uliczny, drogowy 
• Przykładowe określenia części powierzchniowej:
- wpust, dla którego stosowane są rożne rozróżnienia: np. materiałowe (żeliwny, …), funkcjonalne (uliczny, drogowy, podwórzowy, tarasowy, mostowy …), dotyczące klasy (A15, B125, C250, D400 …), konstrukcyjne (np. ściekowy krawężnikowo-jezdniowy, krawężnikowy, kopułowy, …) 
- krata wpustowa / kratka
- ruszt
- nasada 

Określenie używane w Roz. Min. „studzienki ściekowe” w praktyce nie jest wcale używane. Rynkowe określenia są niejednoznaczne – gdy mowa o wpuście, nie wiadomo czy chodzi o część podziemną, czy naziemną, czy o cały komplet. Użyte w tekście określenie „studzienki wpustowe” dotyczy części podziemnej i jest wyborem firmy Wavin. Takie określenie występuje w Krajowej Ocenie Technicznej IBDiM oraz w katalogach Wavin. W tym opracowaniu do części żeliwnej zwieńczenia używa się słowa „wpust”, który obejmuje kratę z korpusem (określenia z normy PN-EN 124 [4]).