Publikacje

Wały przeciwpowodziowe oraz obwałowania suchych zbiorników retencyjnych to strategiczne elementy infrastruktury przeciwpowodziowej, które, ze względu na pełnioną funkcję, wymagają rzetelnego projektowania i wykonania. Rosnące w ostatnim czasie ceny materiałów budowlanych sprawiły, że inwestorzy, coraz częściej poszukują alternatywnych do stali i betonu rozwiązań przy budowie tego typu obiektów, sięgając m.in. po technologię grodzic winylowych, posiadającą szereg przewag konkurencyjnych nad tradycyjnymi rozwiązaniami.

W odróżnieniu do konstrukcji stale piętrzących wodę, główną cechą wałów przeciwpowodziowych oraz suchych zbiorników retencyjnych jest konieczność okresowego zatrzymywania przez nie wody, której przepływ, często dynamiczny, niesie wiele zagrożeń. Takie strategiczne elementy infrastruktury przeciwpowodziowej, wymagają wyjątkowej staranności w procesie projektowania i budowy, aby w obliczu zagrożenia ochroniły one ludzi, zwierzęta i budynki przed katastrofalnymi skutkami powodzi.

W obliczu gwałtownie rosnących cen materiałów budowlanych na świecie, takich jak stal czy beton, projektanci, wykonawcy oraz przede wszystkim zamawiający coraz częściej poszukują mniej znanych technologii budowy wałów przeciwpowodziowych i ścian przeciwfiltracyjnych w gruncie. Jednym z takich alternatywnych rozwiązań są grodzice winylowe, wprowadzone w USA w latach ‘80 XX wieku i można uznać, ta technologia osiągnęła już dojrzałość na tamtejszym rynku. W Polsce, Grupa Pietrucha od 2006 r. produkuje grodzice winylowe EcoLock, rozwijając jednocześnie produkt m.in. w kierunku zmniejszenia współczynnika filtracji, czego efektem jest grodzica winylowa ze zintegrowaną uszczelką z miękkiego PCV. Rozwiązanie znacząco zwiększa zakres projektów, gdzie można wykorzystać grodzice winylowe do budowy przesłon przeciwfiltracyjnych w gruncie.

Podstawową przewagą grodzic winylowych w stosunku do innych technologii np. grodzic stalowych lub przesłon CDMM/ TrenchMix, jest uzyskanie pełnej szczelności bezpośrednio po montażu, bez oczekiwania na efekt kolmatacji gruntu w zamkach bądź stwardnienia mieszaniny cementowo-gruntowej. Współczynnik filtracji przez zamki osiągnięto nie poprzez zmniejszenie ich wymiarów, co wiązałoby się z ryzykiem uszkodzenia zamka podczas montażu grodzicy w gruncie, lecz dzięki specjalnej uszczelce, która pod wpływem docisku wypełnia luz, szczelnie zamykając drogę filtracji wody lub zanieczyszczeń przez zamek. Sama uszczelka jest w 100% integralnym elementem profilu, nie jest w żaden sposób wklejana lub wspawana w zamek, lecz jest termicznie zespolona w procesie postkoekstruzji.

Technologia grodzic winylowych

Technologia grodzic winylowych wyróżnia się szeregiem przewag konkurencyjnych, m.in. cechują ją niższy koszt materiału i nakłady transportowe. Ceny popularnych profili grodzic winylowych stosowanych do budowy ścian przeciwfiltracyjnych są z reguły około 30-50% niższe  w stosunku do ich stalowych odpowiedników, stosowanych w podobnych projektach. PVC to materiał około 5 razy lżejszy niż stal, dzięki czemu na jednostkę transportową przypada kilkukrotnie więcej metrów kwadratowych grodzic winylowych.

Transport profili z fabryki na miejsce budowy pozwala zatem na wymierne oszczędności. Mniej jednostek transportowych to również mniejsze zużycie paliwa i niższa emisja gazów cieplarnianych do atmosfery.

Grodzice winylowe są odporne na działanie czynników chemicznych i biologicznych, nie korodują w  kontakcie  z  wodą, również słoną, przez co nie wymagają pokrywania dodatkową warstwą zabezpieczającą. Są ponadto produkowane materiału pochodzącego z recyklingu, dzięki czemu są przyjazne dla środowiska. Szczegółowa analiza Cyklu Życia Produktu, wykonana przez Politechnikę Łódzką, potwierdza, że grodzice stalowe obciążają środowisko kilkukrotnie bardziej niż grodzice winylowe, zarówno jeśli chodzi o wskaźniki wpływu na zdrowie, ekosystemy, zasoby naturalne jak i ślad węglowy.

Montaż grodzic winylowych przebiega analogicznie do montażu grodzic stalowych za pomocą tego samego sprzętu, czyli koparek, dźwigów lub palownic wyposażonych w wibromłoty. Przy montażu grodzic PVC stosuje się dodatkowo mandrelę, czyli stalową prowadnicę wielokrotnego użytku służącą do wprowadzania profilu w grunt. Działając jak ostrze, mandrela usuwa przeszkody na drodze pogrążanej grodzicy, takie jak kamienie i korzenie. Dzięki mandreli można instalować profile o długościach do 13 metrów. W wymagających warunkach  gruntowych, oraz dla profili o długości/ głębokości  powyżej 8 m, producent dostarcza mandrelę wykonaną ze wzmocnionej blachy zapewniającej sztywność i odpowiednią wytrzymałość nawet w trudnych warunkach gruntowych.

Przegląd projektów wykorzystujących grodzice winylowe

Na przestrzeni 15 lat, grodzice winylowe z Polski znalazły zastosowanie w tysiącach projektów zrealizowanych w ponad 40 krajach. Niektóre z nich zasługują za szczególne wyróżnienie, ze względu na specyfikę i kompleksowość.

Jednym z takich kompleksowych przedsięwzięć była „Budowa wałów wokół Polderu Gardna”. Projekt realizowany w latach 2012-2013 był największą tego typu inwestycją w Europie, gdzie użyto łącznie 72 400m² grodzic winylowych o profilu GW-270/5,5.

Profil GW-610 o zmiennych grubościach ścianki został również wykorzystany w kolejnym dużym projekcie „Wrocławski Węzeł Wodny”, realizowanym przez RZGW we Wrocławiu. Grodzice winylowe zostały użyte w celu doszczelnienia i wzmocnienia wałów przeciwpowodziowych. Konstrukcję z grodzic zwieńczono dodatkowo oczepem żelbetowym, dokładnie takim jaki stosuje się na grodzicach stalowych. We wrocławskim projekcie użyto łącznie ponad 25 000 m² grodzic winylowych.

Kolejnym dużym przedsięwzięciem z użyciem grodzic winylowych jest wieloetapowy projekt przebudowy i wzmocnienia wałów przeciwpowodziowych na rzece Warcie w rejonie Częstochowy. Modernizację podzielono na kilka etapów a łączna długość wałów przeciwpowodziowych do umocnienia w tym projekcie wynosi niemal 19 km. Długości profili (4,0m i 5,5m) zostały tak dobrane aby uszczelnić wał ale nie uniemożliwić spływu wód gruntowych z obszarów zewnętrznych w kierunku ich naturalnego ujścia czyli rzeki Warty. Założono, że wody gruntowe będą przepływać pod konstrukcją. W przypadku wystąpienia ulewnych deszczów, takie rozwiązanie zapewni szybkie osuszanie się gruntów rolnych oraz terenów mieszkalnych usytuowanych na wschód od rzeki.

Najbardziej wymagającym projektem zrealizowanym przez Grupę Pietrucha był projekt budowy szczelnej przesłony przeciwfiltracyjnej wokół zbiornika odpadów poflotacyjnych w kopalni odkrywkowej rudy cynku i ołowiu w Kazachstanie. Niezwykle trudne warunki gruntowe oraz bardzo duże amplitudy temperatur nie przeszkodziły w trwających ponad 12 miesięcy pracach wykonawczych. W projekcie wykorzystano 69 000m² grodzic winylowych z uszczelką z miękkiego PVC, a długość ściany przeciwfiltacyjnej to niemal 9km. Długość profili GW-610/7,2 i GW-610/9,0 wynosiły od 6m do 11m. Zabezpieczenie zbiornika polegało na wykonaniu przesłony szczelnej, w której natychmiast po montażu pogrążano grodzice winylowe do warstwy nieprzepuszczalnego iłu na głębokość minimum 1m,  tak aby nie dopuścić do wycieku toksycznych substancji składowanych w zbiorniku w wyniku migracji zanieczyszczonych wód  gruntowych do pobliskiej rzeki.

W  czasie prac wykonawca cyklicznie dokonywał obowiązkowych prób szczelności przesłony w  gruncie. Test  polegał na  odkopaniu ściany  z  dwóch stron  do głębokości  5  - 6  m i zalaniu jednej strony wodą  z barwnikiem.  Obserwacja takiej przesłony trwała od  24  do 48h.

Rys. 3 Potwierdzenie szczelności zamków grodzic winylowych z uszczelką bez efektu kolmatacji gruntu