Intenzifikace ČOV Kamenice – postup výstavby

Úvod

Kamenice ve Středočeském kraji ležící jihovýchodně od Prahy je, vzhledem ke své příhodné poloze a krásné přírodě, rozrůstající se obcí. V osmdesátých letech minulého století byla v její části vybudována kanalizace s navazující čistírnou odpadních vod. Tato stavba byla roku 2010 poprvé intenzifikována na necelé čtyři tisíce EO. Vzhledem k růstu obyvatel a postupnému připojování dalších částí obce na obecní kanalizaci v posledních letech vyvstala nutnost stávající kapacitu ČOV dále rozšířit. Kamenici se tak, za pomoci financování z evropských fondů, podařilo toto rozšíření realizovat. Zintenzifikovaná ČOV na kapacitu pro 7 500 EO je v současnosti plně funkční a bezmála rok již běží ve zkušebním provozu. Předpokládá se, že začátkem července tohoto roku bude zkolaudována a tím uvedena do trvalého provozu. Následující článek přibližuje rozsah stavby a nechává nahlédnout do zkušeností a zajímavostí z výstavby.

Postup výstavby

Základní stávající přípojka elektro pro objekty čistírny odpadních vod byla na hraně svých možností, byla tudíž nedostatečná pro rozvoj dalších nových technologií. Součástí intenzifikace proto bylo rovněž vybudování nové přípojky elektro 22 kV vč. nové sloupové transformační stanice. Ta pak již zajistila dostatečnou elektro připojovací kapacitu technologiím rozšířené ČOV z původních 108 kW na potřebných 223 kW. Toto připojení se v předstihu podařilo zajistit tak, že samotná stavba při výstavbě již byla zásobena dostatečnou kapacitou elektro.

1. etapa
Nejdříve byla vybudována nová Aktivační linka (SO 06) s Dmychárnou (SO 07), nová Čerpací stanice s jímkou svážených vod (SO 01), nové Hrubé česle a lapáky písku (SO 02), osazena nová technologie jemných česlí v Česlovně (SO 03), vč. nových kanalizačních přípojů a propojů (SO 14), vše doplněno novou technologií čerpání fekálních vod (SO 01), aerace – nová dmychadla (SO 07), přestrojení stávající Čerpací stanice kalů (SO 10) apod. To vše posléze oživeno novými trasami a připojeními elektro technologickými silnoprodými i slaboproudými. Tato 1. etapa byla částečně budována na „zelené louce“, půdorysně na sousedním pozemku, vedle stávající ČOV. Po zprovoznění a odzkoušení všech technologií byla ČOV přepojena na novou biologickou linku. Součástí 1. etapy bylo také vybudování mikrosíta na odtoku čisté vody v areálu stáva­jící ČOV. Tímto byla výstavba 1. etapy ukončena.

2. etapa
Teprve poté mohly být v původní části ČOV objekty dešťové zdrže, aktivací, propojovacích potrubí a kolektoru, původní čerpací stanice fekálních vod, kalojemu a dalších zrušeny, demontovány a na jejich místě postaveny objekty nové. Nově byly budovány objekty SO 09 Dosazovací nádrž nová, SO 05 Dešťová zdrž, a v SO 11 Provozní budova, v místnosti původních starých dmychadel, nové Zahuštění přebytečného kalu. Úprav se dočkaly i objekty SO 13 Kalojem (vybourání starých spádových betonů a osazení novou technologií vč. ­aerace a dmychadla), SO 08 Dosazovací nádrž stávající (osazena novou technologií), SO 14 Kolektor a všechna příslušná propojovací potrubí.

Stavebními úpravami prošly též objekty SO 11 Provozní objekt, SO 03 Česlovna a SO 12 Kalolis, kde byly obnoveny vnitřní prostory, střešní pláště a objekty dostaly nové fasády. Projektem navržené 20% opravy fasád byly změněny na 100% se zateplením, což výrazně vylepšilo jak kvalitu provedených prací na fasádách, tak i celkový dojem z hotového díla. Jako poslední byly provedeny objekty SO 15 Komunikace a Oplocení.

Základové poměry

Za zmínku stojí různorodé základové poměry objektů realizovaných v 1. etapě – SO 06 (Aktivační nádrže) a SO 01 (Čerpací stanice a Jímka svážených vod) versus v 2. etapě budované SO 09 (Nová dosazovací nádrž). Vyčištěné vody z ČOV jsou vypouštěny do potoka, který teče podél ČOV a jehož hladina je jen o cca 0,8 m níže, než je niveleta terénu v ČOV. Z tohoto důvodu bylo od počátku zřejmé, že bude nutno při zakládání objektů, a to po celou dobu jejich výstavby‚ bojovat s vysokou hladinou podzemní vody.

Před zahájením zemních prací byl proveden monitoring studní vedlejších obytných rodinných domů. Ty jsou výškově nad svahem k ČOV, takže i přes kontinuální snižování hladiny podzemní vody v základových jamách v průběhu provádění prací nebylo dlouhodobým průběžným monitoringem zjištěno žádné významné ovlivnění hladin ani vydatností vody ve studních.

SO 06 Aktivační nádrže
Rozměr základové desky půdorysně 34,7 m × 16,5 m, tl. 0,5 m, hloubka založení pod terénem 3,4 m. Tl. základové desky činí 0,5 m, tl. stěn 0,5 a 0,4 m. Čistá výška stěn je 5,2 m a výška provozní hladiny ode dna 4,45 m. Přesně podle geotechnické zprávy byla v hloubce cca 0,8 m zjištěna hladina spodní vody. Přitom se zjistilo, že výkop probíhá v různých vrstvách starých navážek. Pamětníci potvrdili, že na místě nových aktivací se nacházel kdysi rybník. Tomu nasvědčovala i stará kamenná opevnění svahů nalezená po obvodu. V hloubce cca 3,5 m byla zjištěna humózní vrstva se zbytky orobinců. Zemina byla převážně hlinito-písčitá, ale nasycená vodou. I přes neustálé sčerpávání hladiny podzemní vody čerpadly ze dvou k tomu účelu zřízených studní zemina zůstávala do značné míry velmi tekutá. To se nezměnilo ani při dosažení úrovně základové spáry. Po jednáních a dohodě bylo rozhodnuto, že úroveň základové spáry je nutno překopat o cca 1 m a spáru doplnit lomovým kamenem. To bylo úspěšně provedeno a na takto připravené základové spáře pak bylo možno uložit podkladní betony a realizovat celkové založení objektu. Aktivační nádrže se zakládaly ve svahovaném výkopu. GP tím objednateli ušetřil finance za jímku, ale vlastní provádění tím bylo dosti ztíženo. Založit objekty se však nakonec podařilo kvalitně, což prověřil i stávající provoz.

SO 01 Čerpací stanice a jímka svážených vod
Základové poměry u této jímky byly obdobné jako u SO 06, jen tato jímka byla podstatně půdorysně menší (základová deska rozměru 4,4 m × 8,2 m), zato však o 1 m hlubší. V tomto případě již byla v PD navržena štětová jímka. Postup na základové spáře byl pak obdobný jako u SO 06 – překopat, vyplnit lomovým kamenem a připravit základovou spáru. Pro tuto jímku bylo zvoleno provedení v prefa, i když podle projektové dokumentace byla navržena v monolitu. Prefa provedení velmi usnadnilo a hlavně urychlilo její výstavbu. Štětovnice a výkopy byly provedeny v předstihu. Dovezená prefa konstrukce byla uložena na připravené podloží s vrchní vrstvičkou z jemného štěrku frakce 4–8 mm, aby konstrukce dobře dosedla a podloží se k ní jemně dotvarovalo. Osazení jímky pak bylo otázkou montáže jednoho dne.

Jímka byla vyrobena i s otvory pro všechna propojovací potrubí a s těsnicími límci v nich zabudovanými. Bylo proto nutné přesně definovat umístění všech těchto otvorů bez možnosti případné úpravy nebo převrtání na místě. Vzhledem k tomu, že se trubní rozvody napojovaly i na stávající objekty a stávající odtoky i přepady staré ČOV, i s ohledem na minimální projektované spády přítoků a bezpečnostních přepadů, byla na provedení prefa nakonec nejnáročnější příprava její PD. Ta vycházela z opětovného zaměření stávajících napojovaných přípojů, jakož i z projektovaného objemu a z provozních hladin. Zároveň bylo poté zásadní i její přesné výškové osazení na místo samotné.

SO 09 Dosazovací nádrž nová
Zcela jiná se však ukázala být situace na objektu nové dosazovací nádrže budované ve 2. etapě. Návrh tam předpokládal cca tři plovoucí větší balvany. Plovoucích balvanů bylo překvapivě podstatně více a byly tak velké, že je bagr neuměl rozklínit a vynést z výkopu. A ty ještě postupně přešly až v naprosto rostlou skálu – ne nadarmo se obec jmenuje Kamenice. V tu chvíli se stavba na tomto úseku musela zastavit a bylo nutno nalézt adekvátní řešení. Po prověření různých možných technik rozpojování uprostřed funkční a pracující ČOV, jejíž chod nebylo možno v žádném případě ohrozit, bylo nakonec zvoleno rozpojování odstřelem. Ostatní rozpojovací techniky by byly málo účinné a časově neodhadnutelně zdlouhavé. „Odstřelů“ se nakonec zhostili kolegové z Metrostavu, divize 5. Použili techniku rozpojování na bázi pyrotechniky, která byla rychle přístupná k realizaci a nevyžadovala žádnou zvláštní povolovací agendu. Řešení tohoto problému sice práce o několik týdnů pozdrželo, ale protože v tu dobu byla stavba oproti smluvnímu harmonogramu v cca 1,5měsíčním předstihu, ve výsledku nebyl postup výstavby nijak významně ovlivněn.

Provádění štětových jímek

SO 01
I přes penetrační zkoušku, která měla potvrdit předpoklady PD a významně je nepřehodnotila, při samotném provádění se nepovedlo štětovnice na všech místech zcela zavibrovat do předepsaných hloubek. Rozdíl však nebyl tak významný, aby proto bylo nutno použít dodatečné techniky zajištění jámy. U této jímky bylo obtížné vybalancovat její velikost s ohledem na její blízkost ke stávajícím objektům. Velikost jímky ovlivňuje též velikost a umístění šikmých vzpěr v rozích obdélníkové jímky versus vnější obvod budované konstrukce vč. minimálního pracovního prostoru. Dodavatel s tím měl v realizaci částečně problém a některé vzpěry musel dodatečně upravit, aby se finální konstrukce betonové nádrže do štětové jímky vešla.

SO 09
U nové dosazovací nádrže byl problém se štětovou jímkou zajímavější. Navržena byla podle PD jímka kruhová, ale tu, podle dodavatele, nebylo možné ze statického hlediska realizovat. Provedení jímky bylo limitováno na západní straně stávající vysokou kruhovou betonovou nádrží, na severní straně pozůstatky betonových konstrukcí pod zemí, především po staré čerpací stanici, a z východní strany stále ještě funkční a využívanou ocelovou nadzemní nádrží starého kalojemu. V technických možnostech vibrační hlavy při osazování štětovnic je jen omezená vzdálenost od vedlejších pevných objektů. Hlava je na štětovnici připevněna na kolmo a nebylo v možnostech zavibrovat štětovnice tak blízko ke stávajícím objektům, jak by bylo potřeba podle PD. Navíc zapouštění štětovnic místně ztěžovaly balvany a skalní podloží. Problémy byly tedy jak půdorysné, tak výškové. Nakonec se podařilo stěny zrealizovat v jakémsi nejblíže možném „zborceném šišoidu“, daném minimálními proveditelnými vzdálenostmi od ostatních konstrukcí. Po provedení převázek byly vnitřní rozměry zaměřeny a s geodetem byla vystředěna finální nádrž tak, aby se do dané provedené štětové jímky vešla i s rezervou pro pohyb a realizaci bednění betonových stěn nádrže a s ohledem na půdorysné umístění budoucího kolektoru na severní straně. Vzhledem k následné technologii tzv. dosazováku bylo nutno zachovat přísně kruhový tvar celé nádrže. To se nakonec s „odřeným hřbetem“ podařilo – což bylo jedním ze zásadních bodů úspěšné realizace tohoto objektu.

Vzhledem ke sníženému trychtýři uprostřed kruhové nádrže, do kterého finálně padá a ze kterého se odtahuje dosazený kal, bylo třeba po odstřelech základovou spáru připravit do žádaného tvaru. To se částečně podařilo ve spádované figuře zahutněného štěrku a poté i s určitou nadspotřebou podkladního betonu. Komplikace byla ještě v přívodním potrubí, odtahu kalu a elektro chráničky zavedené do středového válce, které již v této fázi musely být osazeny relativně velmi přesně. I to se zdárnou koordinací subdodavatelů podařilo. Štětové jímky byly provedeny firmou Zakládání staveb, a.s.

Železobetonové konstrukce

SO 06 Aktivační nádrže
Byly provedeny monoliticky; subdodavatelsky je realizovala firma TERRACON a.s.

SO 01 Čerpací stanice a jímka svážených vod
Prefa konstrukce byla vyrobena a sestavena ze čtyř dílů, nejtěžší díl vážil 29,5 t. Dodavatelem byla firma FUCHS Fertigteilwerke Ost GmbH, odštěpný závod, Lysá nad Labem.

SO 09 Dosazovací nádrž nová a SO 05 Dešťová zdrž
Byly provedeny metodou Wolf, dodavatelem WOLF SYSTEM spol s r.o. Bedněny byly speciálním kruhovým bedněním bez nutnosti použití Schwupp tyčí, a tedy bez nutnosti dodatečného dotěsňování otvorů ve stěnách. Navíc vše s velmi rychlou dobou provedení – u SO 09 byla v pátek zabetonována základová deska a v úterý poté vybetonovány 4,9 m vysoké stěny kruhové nádrže. Stavba bednění s montáží armatury stěn trvala cca tři dny.

Zkoušky těsnosti u všech konstrukcí nádrží proběhly bez problémů; nevýznamná drobná slzení se objevila pouze na několika místech, ale i ta se však v průběhu zkoušek sama „zatáhla“.

Propojovací potrubí

Náročnou součástí Intenzifikace ČOV bylo provedení všech potrubí SO 14 Propojovací potrubí. Složitost spočívala jednak po technické stránce v napojování se na stávající funkční sítě a v provedení provizorních propojů (např. z SO 10 Čerpací stanice kalů po jejím vymístění), křížení s bohatě obetonovanými kanalizačními potrubími „modrým“ betonem, jednak termínově v načasování jejich postupného provádění s ohledem na zachování kontinuální funkčnosti stávající ČOV. Vzhledem k mnohočetným nástupům na provádění postupných úseků jednotlivých tras potrubí se ukázalo jako velmi výhodné zadat tuto část prací místní firmě. To se poté dvojnásob vyplatilo i při řešení postupů prací během koronavirové krize, kdy s nástupy a s prováděním těchto prací nebyly vážnější problémy.

Kompozitní konstrukce

Za další plus této stavby je možno považovat použití kompozitních materiálů na většinu lávek a zábradlí. Pro uživatele je použití těchto materiálů jistě výhodnější, protože nevyžadují žádnou další pravidelnou údržbu ve formě oprav a udržování nátěrů. Dodavatelem byla firma PREFA KOMPOZITY, a.s.

Závěr

Musím konstatovat, že spolupráce se všemi účastníky výstavby navzájem byla sice jasně vymezena a striktní, nicméně zároveň velmi profesionální v nejlepším slova smyslu. Objednatel měl jasnou představu a my jsme věděli, jak výsledku dosáhnout. Na závěr je možno citovat slova starosty obce Kamenice Ing. Pavla Čermáka: „Je to vlastně poprvé v životě Kamenice, kdy máme rezervu v čištění odpadních vod – to znamená, že se nemusíme obávat, když se k nám v budoucích letech někdo přistěhuje, že ho nebudeme umět napojit na kanalizační síť.“

Pro realizační firmu je právě takovéto konstatování objednatele a uživatele stavby velmi potěšitelné. I z tohoto důvodu byla snaha stavbu realizovat a předat v nejvyšší možné kvalitě. S Boží pomocí děláme to, co umíme, a z procesu stavění i z výsledků naší práce chceme mít radost. Stavíme proto, aby naše dílo vedlo k rozvoji a plnohodnotně sloužilo druhým. Celkově zhodnoceno, se podařilo vybudovat velmi kvalitně provedenou a vysoce funkční ekologickou stavbu. Nová ČOV zajišťuje možnost rozšiřování obce Kamenice zvýšením své kapacity ze 4 tis. na 7,5 tis. EO. Stavba je navíc velmi vkusně esteticky začleněna do stávajícího prostředí a svým přínosem výrazně zvyšuje kvalitu bydlení v dané lokalitě.

Foto: autor, Václav Fořt