Temat pracy końcowej: Optymalizacja sposobu odwodnienia wykopu na przykładzie budowy osadników Centralnej Oczyszczalni Ścieków w Częstochowie Autor: mgr inż. Ireneusz Łukaczyński Promotor: dr inż. Karolina Łach Studia podyplomowe PROJEKTOWANIE KONSTRUKCJI GEOTECHNICZNYCH Edycja II - 2011/2012r Wprowadzenie Praca powstała w oparciu o roboty prowadzone w 1998 r. w trakcie budowy osadników wtórnych Centralnej Oczyszczalni Ścieków WARTA w Częstochowie, a związane z odwadnianiem wkopów pod osadniki. Opisywany teren znajduje się w północno-wschodniej części Częstochowy. Pod cienką warstwą osadów czwartorzędowych występują tu skrasowiałe i spękane utwory węglanowe jury górnej. W sąsiedztwie odwadnianych wykopów znajduje się ujęcie wodociągowe dla miasta Częstochowy. W 1998 r. prowadzono budowę dwóch dużych osadników (średnica każdego ok. 50 m). Wykonanie wykopów po osadniki wymagało obniżenia zwierciadła wód poziomu górnojurajskiego. Ze względu na kształt osadnika wymagane obniżenie zwierciadła wody było bardzo zróżnicowane. W części centralnej (mnich) należało uzyskać obniżenie ok. 7 m, pod misą osadnika od 3 do poniżej 1 m. Celem pracy jest porównanie klasycznego podejścia do odwodnienia wykopów (studnie depresyjne rozmieszczone poza obrysem wykopów) z zastosowanym (studnie depresyjne zlokalizowane wewnątrz wykopu, maksymalnie blisko najgłębszej części wykopów) 0 Miejsce opisywanych robót 2 4 km ok. 7 m ok. 4 m ok. 50 m Schematyczny przekrój przez miejsce budowy osadników nr wykładu Klasyczne podejście do odwadniania wykopów (studnie depresyjne poza obrysem wykopu) nr wykładu Zastosowany sposób odwadniania wykopów (studnie depresyjne zlokalizowane wewnątrz wykopu, maksymalnie blisko najgłębszej części wykopów) Klasyczne podejście do odwodnienia wykopu. Projekt zakładał odwiercenie 15 studzien depresyjnych wokół wykopów. Obliczono dopływ do wykopów w wysokości 456 m3/h. Nie uwzględniono specyfiki odwadnianego górotworu (ośrodek krasowo-szczelinowy) co skutkuje z jednej strony dużymi dopływani w partiach spękanego górotworu, z drugiej zaś strony małymi dopływami z partii mało spękanych. Ni ebrano również pod uwagę kształtu wykopu. Realizacja projektu zarzucona po odwierceniu pierwszej studni. Uzyskano bardzo małe dopływy rzędu 10 m3/h. Wymagane obniżenie zwierciadła wody w wykopach Zastosowane podejście do odwodnienia wykopu. Projekt wykonano z uwzględnieniem kształtu wykopów (wymaganych obniżeń zwierciadła wody). Studnie depresyjne zlokalizowano wewnątrz wykopów, maksymalnie blisko najgłębszej części wykopów. Obliczono dopływ do wykopów w dwóch wariantach (dla różnych współczynników filtracji), w wysokości 360 m3/h i 710 m3/h. Zaprojektowano po trzy studnie dla każdego wykopu i dodatkowo w części centralnej po jednym piezometrze dla kontroli położenia zwierciadła wody. Projekt przewidywał konieczność wiercenia dodatkowych otworów w przypadku natrafienia na mało spękane partie wapienia. W rzeczywistości odwiercono dziewięć studzien. W szczytowym okresie pompowania wydajność zespołu (przy pracy wszystkich studzien) wyniosła 690 m3/h (wg obliczeń 710 m3/h). Wydajności uzyskiwane z poszczególnych studni (w zależności od stopnia spełnia wapieni) wynosiła od 30, 50 i 120 m3/h przy depresjach od 7 do 11 m. W rejonie oczyszczalni znajdowało się kilkanaście piezometrów i studzien co pozwoliło na śledzenie rozwoju leja depresji w czasie. (przed rozpoczęciem pompowania) Podsumowanie 1) Ponieważ wytworzenie dużych depresji konieczne było tylko w centralnych częściach wykopów, dla maksymalnego ograniczenia wpływu prowadzonego odwodnienia na ujęcie „Mirów I” (zmniejszenia ilości wypompowywanej wody) wykonano studnie depresyjne we wnętrzu wykopu możliwie blisko centrum osadników. 2) Podczas prowadzonych prac potwierdzono bardzo dużą zmienność parametrów hydrogeologicznych górnojurajskiego poziomu wodonośnego związaną z jego szczelinowo - krasowym charakterem. 3) Zgodnie z przewidywaniami zawartymi w projekcie odwodnienia, wynikająca z obliczeń ilość studni depresyjnych (6) okazała się niewystarczająca do uzyskania wymaganych depresji. 4) Z uwagi na niejednorodność wodonośćca (występowanie dużych szczelin i kanałów krasowych oraz partii słabo spękanego wapienia) zaistniała konieczność wykonania dodatkowych studni. Ostatecznie wykonano 9 studni. (Projekt odwodnienia zakładał, że docelowa ilość studni nie powinna przekroczyć 10). 5) Przyjęty sposób odwadniania wykopów pozwolił na duże oszczędności związane tak z ilością studzien jak i z kosztami pompowania oraz czasem niezbędnym do uruchomienia instalacji. Należy szacować, że przy rozmieszczeniu studzien poza wykopem ich ogólna ilość mogłaby wynieść 20-30. Literatura 1) Cedro A., Łukaczyński I., 1998, Dokumentacja określająca warunki hydrogeologiczne w związku z projektowanym odwodnieniem na czas budowy osadników wtórnych Centralnej Oczyszczalni Ścieków w Częstochowie. 2) Cedro A., Łukaczyński I., 1998, Sprawozdanie z prac odwodnieniowych prowadzonych w trakcie budowy osadników wtórnych na terenie Centralnej Oczyszczalni Ścieków w Częstochowie 3) Dziuk M., Sukiennik Z., 1992, Dokumentacja hydrogeologiczna zasobów wód podziemnych z utworów jury górnej w rejonie MirówOlsztyn. 4) Hermański S. 1996, Dokumentacja hydrogeologiczna - Wpływ Oczyszczalni Ścieków na wody podziemne. 5) Kisiel K., 1997, Projekt odwodnienia wykopów na czas budowy projektowanych osadników wtórnych. 6) Kropornicki Z. , 1996, Dokumentacja Geologiczno-Inżynierska pod rozbudowę Centralnej Oczyszczalni Ścieków przy ul. Srebrnej w Częstochowie. Dziękuję za uwagę Widok instalacji odwadniającej
