Publikacje

W miarę jak coraz bardziej odczuwamy skutki ekstremalnych warunków pogodowych będących wynikiem postępujących zmian klimatu, kluczowe jest utrzymanie infrastruktury przeciwpowodziowej w dobrym stanie. Jej ważnym elementem, stanowiącym  pierwszą linię obrony przed powodzią, są wały przeciwpowodziowe, których niezawodne działanie jest szczególnie ważne tam, gdzie zasoby wodne, m.in. rzeki, są częścią miejskiego krajobrazu. Ludzie od wieków osiedlali się nad rzekami. Tak było również w przypadku Krakowa, jednego z najstarszych miast w Europie, gdzie Wisła stanowi bezcenny walor krajobrazowy, ale jednocześnie jest źródłem potencjalnego zagrożenia.

Na przykładzie projektu rozbudowy wałów przeciwpowodziowych w Krakowie, w niniejszym artykule pokazujemy jak elastyczne podejście i otwartość na innowację umożliwiły sprawne przeprowadzenie remontu kluczowej infrastruktury przeciwpowodziowej Wisły, gdzie zastosowanie naszych przyjaznych dla środowiska grodzic winylowych nie tylko okazało się rozwiązaniem idealnym pod względem technicznym, ale jednocześnie pozwoliło wygenerować znaczące oszczędności finansowe.

Wyzwanie

Wały powodziowe rzeki Wisły we wschodniej części Krakowa wymagały przebudowy, aby   zapewnić odpowiednią ochronę przeciwpowodziową. Ich stan techniczny był na tyle zły, że w przypadku powodzi, sączenie przez wał mogłoby doprowadzić do przebicia hydraulicznego i w konsekwencji zniszczenia wału. Brak odpowiedniej interwencji mógł skutkować poważną katastrofą.

Aby chronić okolicznych mieszkańców, inwestor, czyli Wody Polskie, podjął decyzję o rozbudowie i modernizacji wałów przeciwpowodziowych w obrębie trzech wschodnich dzielnic Krakowa: Podgórza, Czyżyn i Nowej Huty. Inwestycja miała także częściowo objąć gminę Wieliczka. W ramach projektu założono budowę lub modernizację łącznie 21 kilometrów wału, który zapewni ochronę przed powodzią 40 000 mieszkańców na obszarze 31 km².

Na Odcinku 1 projektu, wał powodziowy pełni jednocześnie rolę drogi przystosowanej do ruchu kołowego, stanowiąc ulicę Longinusa Podbipięty, na odcinku od mostu Wandy do skrzyżowania z ulicą Zakarnie.

Fiasko pierwotnego rozwiązania

Początkowy projekt zakładał uszczelnienie wału w jego osi za pomocą technologii TrenchMix/CDMM. Technologia ta polega na wgłębnym mieszaniu gruntu z zaprawą cementową za pomocą specjalnego narzędzia przypominającego wielką piłę łańcuchową o długości ponad 10 metrów. Mieszanie gruntu z zaprawą cementową odbywa się na miejscu. Technologia TrenchMix/CDMM charakteryzuje się stosunkowo szybkim tempem wykonywania prac oraz niskim kosztem.

Niestety, tuż po rozpoczęciu prac okazało się, że korpus wału, zbudowany ze zwartego materiału pohutnicznego, jest zbyt twardy do urobienia przez maszynę TrenchMix/CDMM. Ze względu na brak możliwości efektywnego wymieszania materiału gruntowego z cementem należało znaleźć rozwiązanie alternatywne.

Zmiana koncepcji – podejście nr 1

Ze względu na czynniki opisane powyżej, które uniemożliwiły zastosowanie bariery cementowo-gruntowej,  zdecydowano się zastąpić przesłonę CDMM grodzicami stalowymi o długościach 7-8m.

Grodzice stalowe miały być wbite  w podstawę skarpy a do ich górnej krawędzi miała zostać zamontowana membrana bentonitowa, pokrywająca odwodną powierzchnię wału, aby zapobiec filtracji wody przez korpus wału, ponad grodzicami.

Dzięki takiemu rozwiązaniu, zarówno podstawa wału do głębokości 7m oraz jego korpus miały zostać zabezpieczone przed przesiąkaniem podczas potencjalnych wezbrań, jakie mogły wystąpić w tym rejonie.

Wojna w Ukrainie

Pod koniec lutego 2022 roku, kiedy prace na wale przeciwpowodziowym znajdowały się w fazie znacznego zaawansowania, rozpoczął się konflikt zbrojny w Ukrainie, którego bezpośrednie i pośrednie konsekwencje objęły wiele sfer światowej gospodarki, w tym m.in. rynek stali, na którym wystąpiło tąpnięcie podaży przynosząc znaczne niedobory surowca. Zakontraktowany termin wykonania prac był zagrożony. Zagrożeni byli również mieszkańcy Krakowa, ponieważ zbliżał się sezon, kiedy ryzyko powodzi znacznie rosło. W wyniku konsultacji zamawiającego, z głównym projektantem i firmą wykonawczą podjęto decyzję o zastąpieniu grodzic stalowych konstrukcją wykonaną z grodzic winylowych.

Jak się później okazało, partnerzy projektu nie mogli podjąć lepszej decyzji.

Pomimo wyzwań, projekt zakończył się sukcesem. Zainstalowano w nim łącznie 7840 m2 grodzic winylowych na odcinku około 900 metrów.

Konstrukcja z grodzic pełni tę samą funkcję jak planowana ściana z grodzic stalowych. Połączenie z bentomatą wykonano w identyczny sposób jak było zaprojektowane w przypadku grodzic stalowych, tzn. z tyłu za ścianą z grodzic winylowych wylano oczep żelbetowy, który został połączony mechanicznie z bentomatą.

Grodzice winylowe i wymierna wartość dodana

Innowacyjne podejście do problemu nie tylko zapewniło bezpieczeństwo, ale również przyniosło znaczące oszczędności inwestycyjne.

Koszt 1m² grodzicy stalowej, którą należało  zastosować w tym zadaniu i możliwy byłby  jej bezproblemowy montaż wyniósłby ok. 1000 PLN, natomiast 1m² zastosowanej jako alternatywa grodzicy winylowej wynosił jedynie 255 PLN. Oznacza to oszczędność 745 PLN na każdym metrze kwadratowym. Dla całkowitej powierzchni 7840m², nakłady materiałowe zostały zatem obniżone o 5 840 800 PLN.

Technologia grodzic winylowych wymaga użycia dokładnie tego samego sprzętu do pogrążania grodzic, jak w przypadku grodzic stalowych, przy znacznie uproszczonej logistyce na miejscu budowy ze względu na znacznie niższą wagę materiału PVC w porównaniu ze stalą.  Do transportu grodzic na miejsce budowy jest angażowane mniej sprzętu i nakładów ludzkich.

O ile oszczędności logistyczne byłyby tutaj trudne do precyzyjnego oszacowania, faktem jest, że w budżecie inwestora zostało około 6 mln PLN więcej. Obok takiej kwoty nie można przejść obojętnie!

Podsumowanie

Projekt rozbudowy wałów przeciwpowodziowych rzeki Wisły w Krakowie był pełen wyzwań i zwrotów akcji, zarówno pod względem technicznym, jak i tych wynikających z sytuacji geopolitycznej.

Jednakże, dzięki rozwadze inwestora, elastycznemu podejściu do planowania i zdolności do adaptacji w obliczu nieprzewidzianych okoliczności, udało się dokończyć projekt z zastosowaniem alternatywnej technologii, osiągając przy tym znaczne oszczędności.

Powyższy przypadek stanowi dowód, że nawet w obliczu niespodziewanych przeszkód, otwartość na alternatywne rozwiązania, innowacyjne myślenie i współpraca między inwestorem, wykonawcą i projektantem mogą przynieść zarówno sukces techniczny, ekologiczny jak i finansowy.