Wstęp
Celem tego artykułu jest omówienie nowych doświadczeń w mikrotunelowaniu oraz wskazanie na korzyści związane z zastosowaniem przeciskowych rur CC-GRP.
Polska po raz kolejny stała się miejscem wartym odwiedzenia nie tylko ze względu na walory turystyczne, ale ze względu na ciekawą pionierską realizację. Budowa kolektora „E1” jest wizytowana nie tylko przez krajowych projektantów i inwestorów, ale również przez wycieczki z Francji, Litwy i Niemiec. Wszyscy łakną szczegółowych informacji od wykonawców drążących mikrotunel.
Budowa kolektora „E1” jest przełomowa z wielu względów: rekordowa w Polsce długość odcinka wykonana rurami CC-GRP (500 m), sześć odcinków zawierających łuki o promieniach R = 200–600 m, zbliżenie do sklepienia metra poniżej 1 m. Kolektor ma długość 3,5 km i jest wykonywany całkowicie metodą bezwykopową przy pomocy rur przeciskowych Hobas® o średnicy nominalnej 2 m.
Można bez wątpienia stwierdzić, że jest to budowa będąca kamieniem milowym w historii polskiego mikrotunelu.

Przecisk po łuku
Realizacja kolektora o średnicy przekraczającej 2 m nie jest w obecnych czasach niczym szczególnym. Jednak budowa kolektora „E1” jest ciekawym rozwiązaniem inżynierskim. Wykonanie zaprojektowanych łuków poziomych o małych promieniach(R= 200 i 300 m) stawia wysokie wymagania względem wykonawcy. Za kwalifikacjami wykonawcy oraz wymaganiami projektu musi podążać sprzęt oraz materiał. W przypadku zestawu mikrotunelowego jedynym elementem zasadniczo różniącym mikrotunelowanie po trasie prostej i łuku jest sposób sterowania. Dostępne są obecnie co najmniej dwa rozwiązania umożliwiające sterowanie: przy pomocy lasera i pryzmatów umieszczonych w przedniej części mikrotunelu lub przy pomocy systemu żyroskopowego. Z uwagi na wygodny dostęp w dużej średnicy optymalny okazał się system laserowy. Natomiast do sterowania w pionie wykorzystywane jest pole grawitacyjne ziemi, które przy pomocy klasycznych lub elektronicznych poziomic umożliwia precyzyjne sterowanie.
Do osiągnięcia sukcesu w przedsięwzięciu mikrotunelowym potrzebny jest również odpowiedni materiał, w tym wypadku rury przeciskowe. W Warszawie stosowane są rury przeciskowe CC-GRP Hobas® . Najmniejsza sztywność rur SN wynosi 32 000 N/m2 i mogą one być wpychane w grunt z siłą 755 t.
Jednak sprawa komplikuje się znacznie na łuku, ponieważ rury przesuwające się po łuku rozchylają się na połączeniach i nacisk przekazywany jest tylko przez część przekroju, a dopuszczalna siła dla rur musi być obniżona w zależności od promienia łuku. Dla przykładu – siłę dla odcinka prostego, wynoszącą 755 t, zredukowano do 487 t przy promieniu R = 600 m. Należy zwrócić uwagę również na wymóg szczelności połączeń przy projektowanym odchyleniu kątowym. Dlatego dla małych promieni zastosowano krótkie rury, o długości do 1,5 m. Biorąc pod uwagę wszystkie te wytyczne przy opracowywaniu technologii poszukiwano rozwiązania kompromisowego. Można było zastosować rury o wyżej klasie i sile przeciskowej lub zmniejszyć odległość pomiędzy stacjami pośrednimi. W ramach opracowania technologii ciekawym zadaniem było również określenie przewidywalnego maksymalnego odchylenia w miejscach połączeń na łuku. W tym wypadku posłużono się wcześniejszymi doświadczeniami z pierwszego polskiego projektu mikrotunelu po łuku w Zielonej Górze. Przyjęto, że maksymalne odchylenie będzie składało się z  odchylenia rur na łuku (wynikające z promienia i długości rur) powiększonego o niedokładności podczas drążenia, jakie są osiągane na odcinkach prostych.

Korzyści dla inwestorów
Rury CC-GRP są produktem nienajtańszym, ale cena rur rekompensowana jest wysoką żywotności rurociągu. Żywotność ta wynika z budowy rur, która posiada część konstrukcyjną i zabezpieczającą o grubości ponad 1 mm. Żywotność tej warstwy potwierdzana badaniami długookresowymi i praktyką sięga powyżej 50 lat. (Na świecie najstarsze funkcjonujące rurociągi mają już ponad 50 lat.) Zabezpieczenie to jest wysoce odporne na ścieranie oraz działanie substancji agresywnych występujących w kanalizacji sanitarnej i przemysłowej. Potwierdzeniem tego może być bezproblemowa eksploatacja instalacji wewnątrzzakładowej w toruńskiej „Elanie”. Instalacja ta została wybudowana w 1978 r. z rur CC-GRP HOBAS®, które jako nieliczne spełniały wymagania wynikające z agresywnego składu ścieków.
Należy zwrócić uwagę również na wyjątkową korzyść wynikającą z zastosowania rur przeciskowych CC-GRP. Rury przeciskowe posiadają od 3 do 100 razy większą wytrzymałość niż rury do otwartego wykopu. Dzieje się tak dlatego, że projektowane są głównie ze względu na siłę przeciskową, a siła ta występuje jedynie w czasie procesu mikrotunelowania lub przecisku. W związku z tym inwestor często posiada rurociąg zbudowany z rur, które są przewymiarowane względem faktycznych warunków eksploatacji.
Należy w tym momencie podkreślić, że przetargowy koszt metra bieżącego wykonania rurociągu metodą mikrotunelu jest często niższy od wykonania metodą w otwartym wykopie. Na dowód tego można podać niektóre realizacje w kraju, gdzie wykonawcy decydują się zamienić metodę tradycyjną na mikrotunel. Chyba nikt nie podejrzewa, że chcą dopłacić do tego interesu.

Koszty mikrotunelowania
Biorąc pod uwagę ostatnie tendencje wzrostu kosztów robocizny, okazuje się, że rola ceny materiałów użytych do mikrotunelowania w globalnej wartości kontraktu maleje. Prowadzone proste szacunki wskazują, że udział kosztu rur mikrotunelowych CC-GRP w latach 1999–2003 wynosił ok. 50% kosztów, a obecnie jest to jedynie 30-40%.
Biorąc pod uwagę bieżącą realizację, również koszty materiałowe zostały ograniczone do minimum. W tym celu zastosowano pełen arsenał możliwości: stacje pośrednie, smarowanie bentonitem, użycie rur o różnych klasach wytrzymałościowych – w zależności od miejsca położenia w odcinku.
Należy jednak pamiętać, że bezkrytyczne ograniczanie kosztów może w przypadku mikrotunelu skutkować zatrzymaniem prac i kosztami związanymi z komorami ratunkowymi. Dzięki zastosowaniu stacji pośrednich uzyskujemy sprzęgła dzielące dłuższy odcinek na odcinki krótsze (zazwyczaj 70–150 m), jednak bez potrzeby stosowania dodatkowych komór startowych. W przypadku krótszych odcinków oczywiście siły przeciskowe są dużo mniejsze. O stosowaniu stacji pośrednich w większości przypadku optymiści powiedzą, że były niepotrzebne, ponieważ długie odcinki (ponad 300 m) nie wymagały uruchomienia stacji pośrednich. Jednak dla doświadczonych wykonawców stanowią one wentyle bezpieczeństwa, które w przypadku nieoczekiwanego wzrostu siły przeciskowej (zmian warunków gruntowych, wielodniowa przerwa w przeciskaniu itp.) zostają uruchomione i tym samym umożliwiają kontynuację prac.
Oczywiście, nie ma róży bez kolców. W przypadku uruchomienia stacji pośrednich spada wydajność przeciskania mniej więcej wprost proporcjonalnie do ilości uruchomionych stacji. Z praktyki wiadomo jednak, że czas dla budowy jest krytyczny i bezcenny w związku z tym opłaca się ograniczać tarcie a przez to siły niezbędne do przeciskania. Głównymi czynnikami, jakie mają wpływ na tarcie jest: różnica średnic pomiędzy drążonym tunelem a rurą, współczynnik tarcia materiału w środowisku gruntowym oraz zastosowanie substancji obniżających tarcie. Należy wspomnieć, że w warszawskim projekcie „E1” zastosowano optymalną średnicę tarczy, a rury CC-GRP posiadają minimalny współczynnik tarcia. Ostatnim czynnikiem wymagającym od wykonawcy szczególnej staranności jest smarowanie. Smarowanie odbywa się przez specjalne sekcje dysz bentonitowych (cztery po obwodzie co 12–15 m).
Sześć spośród 15 odcinków posiada łuk. W takich przypadkach najczęściej odcinek składa się z odcinka prostego zakończonego łukiem. Na odcinkach łukowych, jak już wspomniałem, stosuje się rury krótsze. Wykonawca kolektora „E1” zdecydował się zoptymalizować ekonomicznie rozwiązanie i dla odcinków łukowych stosuje się rur o zwiększonej grubości i wysokiej nominalnej sile przeciskowej. Natomiast na odcinkach prostych stosuje standardową klasę sztywności. Zastosowanie rur o wysokiej nominalnej sile przeciskowej na łuku wynikało z konieczność obniżenia sił wynikającej z ponadnormatywnego rozwarcia połączeń. W czasie realizacji w pierwszej kolejności wciskane są wszystkie rury krótkie, które ostatecznie dopychane są na odcinek łukowy przez rury długie.

Niepoliczalne korzyści
Biorąc pod uwagę obecne tendencje związane z ograniczeniem wpływu budowy na otoczenie, metoda mikrotunelowania może być niedoścignionym wzorcem. Należy tutaj wziąć pod uwagę korzyści z mikrotunelowania związane z ograniczeniem do minimum osiadania sąsiadującym obiektów, ograniczonym zapotrzebowaniem na miejsce i przede wszystkim z minimalnym wpływem na komunikację. Nie wszyscy jednak zdają sobie sprawę, że rodzaj użytego materiału może mieć wpływ na otoczenie. Oczywistym jest, że urobek z drążenia tunelu musi zostać wywieziony. W przypadku opisywanego projektu wywrotki kursują pomiędzy samym centrum miasta a wysypiskiem. Okazuje się, że dzięki zastosowaniu rur CC-GRP ilość wywrotek została poważnie ograniczona. Dzieje się tak dlatego, że przy średnicy nominalnej 2 m zewnętrzna średnica wynosi zaledwie 2,16 m. Rury przeciskowe z innych materiałów mają średnicę zewnętrzną od 2,36 do 2,5 m. Biorąc to pod uwagę uzyskujemy od 20 do 34% większą ilość urobku do przewiezienia w porównaniu do rur CC-GRP. Podsumowując, zastosowanie rur Hobas®  korzystnie wpływa na otoczenie przez ograniczenia hałasu i zanieczyszczenia spalinami w wyniku zmniejszenie o jedną trzecią ilości wywrotek. Takie działanie na pewno wywołuje zadowolenie mieszkańców.
W tym miejscu należy odpowiedzieć na pytanie, dlaczego rury CC-GRP mają cienkie ścianki dla porównywalnych osiągów przecisku rur z innych materiałów. Dzieje się tak za sprawą wytrzymałości na ściskanie, zbrojenia obwodowego oraz gładkiej powierzchni zewnętrznej (małe opory pchania). Wytrzymałość tworzywa CC-GRP zdecydowanie przekracza 90 MPa. Dla porównania jest to wytrzymałość dwukrotnie większa od najmocniejszych stosowanych powszechnie betonów, tj. betonów mostowych.
Podsumowanie
Biorąc pod uwagę dotychczasową realizację kolektora „E1” można stwierdzić, że przyjęte założenia były prawidłowe. Jeden z najtrudniejszych odcinków pomiędzy komorami K1–K3 (okolice ul. Słowackiego i pl. Willsona) został zakończony z pełnym sukcesem. Odcinek był trudny, ponieważ przejście było pod wielopasmowym skrzyżowaniem z linią tramwajową oraz 0,9 m nad tunelami szlakowymi warszawskiego metra. Skala trudności została zwielokrotniona, ponieważ trasa 130 m odcinka zawierała w środku 95 m łuk o promieniu R = 200 m. Biorąc pod uwagę dotychczasową realizację, należy w tym momencie podkreślić wysokie doświadczenie przedsiębiorstw zaangażowanych w realizację tj. Hydrobudowy 9 oraz PRG Metro. W firmach tych pracują osoby, które wykonywały 10 lat temu pierwszy polski mikrotunel w Toruniu. Wówczas był on również wykonywany z rur CCGRP Hobas®.
Nie bez znaczenia jest więc zaufanie, jakim obdarzone zostały rury CC-GRP przez inwestorów ceniących sobie wysoką żywotność rurociągów. Sądzę, że również dzięki temu jest to obecnie najbardziej popularny typ rury przeciskowej w Polsce.
Z pełnym zadowoleniem można powiedzieć, że w Polsce mamy przedsiębiorstwa budowlane, które odważnie wprowadzają nowe rozwiązania. Firmy te dzięki swojej determinacji w dążeniu do celu, pokonują bez większych problemów trudności pojawiające w trakcie budowy Na uwagę zasługuje fakt, że liczba realizacji mikrotunelowych oraz przeciskowych jest coraz większa. Należy się cieszyć, że rynek technologii bezwykopowych rozwija się z pożytkiem dla wykonawców, inwestorów oraz mieszkańców dużych aglomeracji.