Schaktfritt byggande av markförlagda VA-ledningar av plast ur beställarens synvinkel P101 Ger råd vid dimensionering och upphandling Syfte: Att säkerställa kvalitet vid schaktfritt ledningsbyggande Målsättning: Schaktfritt ledningsbyggande skall kunna likställas med omläggning (förväntad livslängd 100 år) 1
Schaktfri ledningsteknik är internationell Samma metoder i olika länder Viss EN-standard finns, men är inte tillräcklig för att garantera nordisk kvalitetsnivå P101 är ett hjälpmedel för svenska beställare att få den kvalitet man önskar schaktfritt ledningsbyggande Kvalitetstraditioner varierar i olika länder Importerade PE rör i Sverige år 2009 EN-standarder ger ingen garanti för Nordisk kvalitet vid ledningsbyggande Plaströr under installation i Sydeuropa år 2009 Detsamma gäller även för schaktfritt ledningsbyggande 2
Nordisk kvalitet Innebär t.ex. för plaströr: Högre ringstyvhet Bättre slagseghet Mindre rördeformation efter läggning Högre täthetskrav Kvalitetskontrollerade rör Sverige har varit ett föregångsland för att skapa plaströrssystem av god kvalitet Med P101 hoppas Svenskt Vatten kunna etablera en motsvarande nordisk kvalitet för schaktfritt ledningsbyggande Hur säkerställa kvalitet vid schaktfritt ledningsbyggande? Kunniga beställare sätter kravnivå. P101 ger vägledning och fungerar som en checklista. En bra dialog mellan beställare och specialistentreprenör är värdefull och kan öka kvaliteten. Produktkontroll av formpassade PE rör och flexibla foder ( -märkning av formpassade PE rör kommer sannolikt inom kort). 3
Miljöaspekter Markarbeten svarar för en mycket stor del av miljöbelastningen vid ledningsbyggande. Schaktfritt ledningsbyggande är därför nästan alltid betydligt mindre miljöbelastande än konventionell läggning. Men bara om den schaktfritt installerade ledningens livslängd är likvärdig med den nylagda ledningens livslängd. Schaktfri teknik behandlad i P101 Dimensioneringsprinciper och checklistor vid upphandling för metoderna: 1. Infodring med PE rör 2. Rörspräckning med PE rör 3. Formpassade PE rör 4. Styrd borrning med PE rör 5. Flexibla foder 4
Belastningsfall och beräkningsmetoder beskrivna i P101 Beräkningsmetoder för de flesta belastningsfall finns i bilagor till P101. Beräkningsmetodik och beräkningsexempel för 5 olika schaktfria metoder finns angivna i P101. Beräkningsresultat finns sammanfattade i tabeller. Checklistor finns också över vad man behöver tänka på vid användning av respektive metod. Med nordisk kvalitet på rören och vår byggtradition minskar behovet av beräkningar I Norden använder vi vanligen SN 8 rör för markförläggning, i Sydeuropa SN 2. Nästan inga skador hos oss. SN 8 rör blir överstarka; kostnadsökningen blir marginell; behovet av beräkningar minimalt. Logiskt att använda styvhetskrav också vid schaktfri installation. Ökning av rörstyvhet är relativt billig. En fördubblad styvhet kostar normalt < 10 % (ca 20% ökning av rörkostnaden). 5
Schaktfritt ledningsbyggande bör jämställas med byggande i öppen schakt Schaktfri rörläggning har nu hunnit tillämpas i mer än två decennier. Barnsjukdomarna bör vara överstökade. Viktigt att få ett regelverk. Samma kvalitetsnivå bör eftersträvas som vid traditionellt ledningsbyggande. Viktigt med kunniga beställare. Klassificeringsbegrepp för rör PN SDRvärde SN - PN står för nominellt tryck. Är det tryck ledningen kontinuerligt kan klara under 50-år vid +20 o C med en säkerhetsfaktor. - SDR-talet (standard dimension ratio) motsvarar kvoten D y /e. SDR-tal och rörmaterialets E-modul definierar rörets egenskaper. - Rörstyvhet är ett mått på rörets förmåga att motstå yttre belastning. SN betecknar rörets korttidsstyvhet. Långtidsstyvheten blir lägre (beror på E-modulens tidsberoende). 6
Yttre laster blir oftast dimensionerande vid schaktfritt ledningsbyggande Bucklingslasten beror på bucklingsformen Vid fri buckling plattas ledningen till (2 noder) Fler noder ger högre bucklingslast Bucklingslasten för rör i mark ökar med ökad fasthet hos omgivande fyllning Rörets bucklingslast bestäms av rörets ringstyvhet (SN-värde) Rekommenderade minimistyvheter i P101 för rör installerade med schaktfri teknik Installationsmetod Styrd borrning Lägsta styvhetsklass SN 16 (SDR17) Infodring med PE rör utan injektering SN 16 Rörspräckning SN 16 Infodring med PE rör som injekterats SN 4 (SDR 26) Formpassade PE rör SN 4 (SN 2*) Platshärdade flexibla foder SN 2 (SN 1*) * Vid dimensionering enbart för utvändigt vattentryck 7
Varför olika krav på formpassade rör och platshärdade foder? Det formpassade röret ansluter inte lika väl mot befintlig ledning som ett platshärdat foder. Långtids E-modulen är lägre för PE än för polyestermaterialen. Minimikrav SN 1 för platshärdade foder Minimikrav SN 2 för formpassade rör Styrd borrning 8
Vad klarar olika PE rör vid förläggning med styrd borrning? SDR 17 SDR 11 Max. invändigt vattentryck (bar) 10 16 Max. borrvätsketryck mot rör (bar) 1,1 3,8 Långtidsbucklingslast i fast lera (kn/m 2 ) 672 990 Långtidsbucklingslast i lös lera (kn/m 2 ) 216 426 Max. läggningsdjup i fast lera* (m) 16-22 23-33 Max. läggningsdjup i lös lera* (m) 5-7 10-14 *) Ständigt vattenfylld ledning kan läggas djupare Styrd borrning övrigt att tänka på Hantering av rör och rörlängder före infodring Hantering av borrvätska och jordmaterial Ansvarsfördelning, hantering av oväntade hinder Vätsketryck mot röret vid indragning Eventuell rengöring av röret efter installation Kontrollåtgärder, avseende t.ex.: - Plan- och profilläge - Dragkraft vid installation - Ev kvarstående längdförändring hos PE röret - Ev ytskador på PE röret - Hållfasthet hos svetsfogar - Täthetsprovning av ledningen 9
Infodring med kontinuerliga rör Metod som använts länge. Ger relativt kraftig areaminskning. Dragkraften kan bli stor vid långa indragningssträckor. Klokt att mäta rörlängden för att beräkna töjningen i röret (gäller även styrd borrning och rörspräckning) Kan utföras med eller utan injektering. Infodring med kontinuerliga rör övrigt att tänka på Läge och storlek på schaktgropar Rördelar och anslutningar vid inkopplingspunkter Hantering av rör och rörlängder före infodring Kontrollåtgärder, avseende t.ex.: - Dragkraft vid installation - Ev kvarstående längdförändring hos PE röret - Ev ytskador på PE röret - Hållfasthet hos svetsfogar - Täthetsprovning av ledningen - Kontroll av täthet vid anslutningspunkter 10
Rörspräckning Ger en möjlighet att installera rör med större diameter än vid infodring med kontinuerliga rör. Befintlig ledning spräcks och ger därför inget stöd. Rör installerade genom rörspräckning kan därför i princip likställas med rör i mark. Vanligen används PE rör av SDR-klass 11-17. Viss risk för markhävning. Rörspräckning vilka rör bör användas för infodringen? Infodringsröret maximala ovalitet bestäms av spalten mellan infodringsrör och uppspräckt ledning. *) Kan läggas djupare om utredning görs Tillåtet läggningsdjup (m) Kringfyllningsmaterial PE SDR 17 PE SDR 11 Friktionsmaterial eller fast lera 6* 6* Lös lera Ca 4 6* 11
Rörspräckning övrigt att tänka på Inventera närliggande ledningar Läge och storlek på schaktgropar Rördelar och anslutningar vid inkopplingspunkter Hantering av rör och rörlängder före infodring Kontrollåtgärder, avseende t.ex.: - Dragkraft vid installation - Ev kvarstående längdförändring hos PE röret - Ev ytskador på PE röret - Hållfasthet hos svetsfogar - Täthetsprovning av ledningen - Kontroll av täthet vid anslutningspunkter - Kontroll av ev skador gatubeläggning och närliggande ledningar Infodring med formpassade rör Infodring görs vanligen med ett nedvalsat eller hopvikt PE rör. Genom uppvärmning och ett invändigt tryck fås röret att återta sin form. Röret har tillverkats med en ytterdiameter som anpassats efter det befintliga rörets innerdiameter. Röret är ett vanligt PE rör som formas och återformas enligt rörtillverkarens anvisningar. Rör av modifierad PVC finns också för infodring med denna teknik. 12
Linerkrympningen bör beaktas för formpassade rör och flexibla foder (Foto: D. Ridgers, Thames Water) Ovalitet Krympning Flexibla foder krymper vid härdningen. När linern anbringas är den utsatt för värme och tryck. Linern krymper när den kyls. Spalt uppkommer mellan liner och rör, både för formpassade rör och platshärdade foder. Olika material har olika längdutvidgningstal, dvs olika krympning. Spaltens storlek påverkar rörets lastupptagande förmåga Spaltbredd (%) a buckling (o) P buckling ------------------------ P fri buckling 0,5 75 9,53 1 95 6,05 2 120 4,11 3 135 3,34 4 150 2,94 5 160 2,68 För tryckledningar har spalten ingen praktisk betydelse. 13
Formpassade PE rörs lastbärande förmåga Bucklingslast (kn/m 2 ) SDR 26 SDR 21 SDR 17 Max. inv. tryck i PE 100 rör (bar) 6,3 8 10 Korttidsbucklingslast, spalt 2 % 395 789 1578 Korttidsbucklingslast, spalt 5 % 257 515 1029 Långtidsbucklingslast, spalt 2 % 99 197 395 Långtidsbucklingslast, spalt 5 % 64 129 257 1 m jordlast motsvarar en belastning av ca 16-21 kn/m 2 1 m grundvattenlast motsvarar en belastning av 10 kn/m 2 Infodring med formpassade rör övrigt att tänka på Bestämning av ledningstvärsnitt Läge och storlek på ev. schaktgropar Rördelar och anslutningar vid inkopplingspunkter Kontrollåtgärder, avseende t.ex.: - Dragkraft vid installation - rör och svetsfogar - Täthetsprovning av ledningen - Kontroll av täthet vid anslutningspunkter 14
Infodring med platshärdade flexibla foder Ett ohärdat foder förs in ledningen och trycks ut mot det befintliga röret med vatten- eller lufttryck. När fodret anbringats på plats startas en härdningsprocess med hjälp av värme eller UV-ljus. Slutsteget i foderrörets tillverkning sker således på plats i den befintliga ledningen. Vilken styvhet bör väljas för foder som endast skall uppta grundvattentryck? Långtidsringstyvhet (kn/m 2 ) Tillåtet grundvattentryck (mvp) Spalt 0,5 % Spalt 1 % Spalt 1,5 % Spalt 2 % 0,2 2,3 1,4 1,2 1,0 0,4 4,6 2,9 2,3 2,0 0,6 6,9 4,3 3,5 3,0 0,8 9,1 5,8 4,6 3,9 1,0 11,4 7,2 5,8 4,9 Fodrets korttidstyvhet får inte understiga 1 kn/m 2 (SN 1) 15
Maximalt läggningsdjup (m) för foder som skall kunna uppta jord-, trafiklast Långtidsstyvhet Friktionsmaterial Fast lera Lös lera 0,2 3 1,9 0,9 0,4 5 2,7 1,2 0,6 6* 3,3 1,5 0,8 6* 3,8 1,7 1,0 6* 4,2 1,9 1,2 6* 4,7 2,1 1,4 6* 5 2,3 1,6 6* 5,4 2,4 1,8 6* 5,7 2,6 2,0 6* 6 2,7 Fodrets kortidsstyvhet får inte understiga 2 kn/m2 (SN 2) Infodring med platshärdade flexibla foder övrigt att tänka på Bestämning av ledningstvärsnitt bör göras av entreprenören. Fodrets materialegenskaper skall specificeras av leverantören. Härdningsmetod och foderkrympning skall anges. Anslutningar skall specificeras. Kontrollåtgärder, avseende t.ex.: - Foderegenskaper - Täthet vid anslutningspunkter - Täthetsprovning av infodringen 16
Kvalitetssäkring vid schaktfritt ledningsbyggande Kontroll av: 1. Rörkvalitet 2. Utförande I Sverige kontrolleras vanligen rörfabrikanterna av opartiskt provningsinstitut (s.k. tredjepartskontroll) Standardiserade PE rör märks med Nordic Poly Mark Formpassade rör och platshärdade foder tillverkas delvis i den befintliga ledningen. Särskild kontroll är därför motiverad. Utförandekontrollen är viktig. Försök om möjligt även kontrollera anslutningspunkter Kontroll av flexibla foder Foderegenskaper är inte definierade i ENstandarden. Fabrikanten skall deklarera värden. Värden som skall deklareras och som påverkar fodrets dimensionering är t.ex.: - fodrets korttidsstyvhet - fodrets kort- och långtids E-modul Viktigt att få fabrikantens deklarerade värden och att kontrollera att de innehålls (helst genom opartiskt provningsinstitut). 17
EN-standarder för schaktfritt ledningsbyggande EN 12889 Trenchless construction of drains and sewers EN 13566 Plastic piping systems for renovation of underground drainage and sewerage networks Part 1: General; Part 2: Lining with continous pipes Part 3: Lining with close-fit pipes; Part 4: Lining with cured-in-place lining; Part 7: Lining with spiral wound pipes EN ISO 11295 Classification and information of plastics piping systems used for renovation EN 14409 Plastic piping systems for renovation of underground water supply networks Part 1: General; Part 2: Lining with close-fit pipes Sammanfattning P101 ger förslag till dimensionering för 5 schaktfria metoder med laster framräknade i tabeller för förenklad användning. Det skall inte vara svårare för en kunnig beställare att använda schaktfria metoder än att använda rör för konventionell läggning. Kommande P101-kurser i höst: - 27 september i Stockholm - 12 oktober i Göteborg - 9 november i Hässleholm 18