AkvaVejen. Gravemanual

Transkript

1 AkvaVejen Gravemanual Udarbejdet for Klimatilpasningspartnerskabet bestående af: Københavns Kommune, HOFOR, Tårnby Kommune, Tårnby Forsyning og Markedsmodningsfonden 27. SEPTEMBER 2018

2 Indhold 1. Baggrund og formål med AkvaVejen Teknisk gennemgang af AkvaVejen Teknisk beskrivelse af materialerne i AkvaVejen Gravemanual Bilag Nr. Indhold Antal sider 1 Specifikation/produktblad asfalt PermaSlid 1 2 Specifikation/produktblad asfalt PermaGAB 1 3 Specifikation/produktblad NCC DrænStabil 1 4 Specifikation/Produktblad Dantonit lermembran 1 5 Std. Arbejdsbeskrivelse DantoCrude bentonit membran 1 AkvaVejen Gravemanual Side 2 af 18

3 1. Baggrund og formål med AkvaVejen Markedsmodningsfonden (tidligere Fornyelsesfonden) har derfor samlet en række kommuner samt deres forsyningsselskaber i et klimatilpasningspartnerskab med henblik på, at identificere tværgående kommunale udfordringer inden for regn- og spildevandshåndtering og koordinere efterspørgslen efter nye innovative generiske løsninger. Partnerskabet består af: Tårnby Kommune, HOFOR A/S, Københavns Kommune, Tårnby Forsyning Spildevand A/S og Markedsmodningsfonden. Målsætningen er, at partnerskabet skal bidrage til udviklingen af billigere og/eller bedre løsninger på udvalgte kommunale klimamæssige udfordringer. Det eksisterende udbud af løsninger til tæt bebyggede områder er i dag sparsomt og ofte ufleksible i forhold til de forskellige lokale behov. Konkret efterspørges derfor løsninger til lokal håndtering af regnvand i tæt bebyggede områder med en høj befæstelsesgrad, hvor løsningen i dette projekt har fokuseret på følgende forhold som listet i behovsbeskrivelsen: - Kapacitet o AkvaVejen har høj kapacitet, både ift. fjernelse af vand og magasinering af samme. AkvaVejen præsterer en kapacitetsforbedring på 675 % sammenlignet med den tidligere løsning. - Potentiale for at være et omkostningseffektivt alternativ til en traditionel udvidelse af kloakken (både som anlæg og i drift) o AkvaVejen har lavere anlægsomkostninger end traditionel udvidelse af afløbsledningerne og den lave indbygningsdybde (ca. 0,5-1,0 m), betyder at der ikke umiddelbart skal tages hensyn til eksisterende ledninger i vejen ved anlæg. AkvaVejen fungerer desuden som en buffer for det vand som skal bortledes lokalt, hvilket aflaster afløbssystemet nedstrøms, hvor en udvidelse af afløbsledningerne typisk kræver at hele ledningsstrengen udvides for ikke at skabe en flaskehals nedstrøms, da buffer-effekten her er lille i sammenligning. - Evne til at genanvende regnvandet o Vejvand bliver med AkvaVejen renset lokalt og opsamles i det lukkede, afkoblede system og leder vandet til nedsivning på offentlig matrikel under vejkassen. Ved yderligere optimering af rensesystemet, forventes det at vandet (efter vurdering fra embedslægen) vil kunne genanvendes til rekreative og sociale formål. - Potentiale til at forny det område, som løsningen etableres i o Med AkvaVejen kan vejoverfladen anlægges helt uden hældning og det rensede, genanvendte vejvand kan på sigt danne basis for nye rekreative områder. - Fleksibilitet i anvendelse o AkvaVejen er yderst fleksibel og kan nemt skræddersyes til den pågældende lokalitet. Af justérbare parametre kan f.eks. nævnes: kapacitet, renseeffektivitet, nedsivning/forsinkelse/genanvendelse af vand. Idet AkvaVejen kan håndtere regnintensiteter svarende til en 100 års hændelse i 15 minutter, uden at der forekommer vand på terrænet vil denne konstruktion sikre tæt bebyggede områder mod oversvømmelser som følge af opstuvning i ledninger. Dermed er AkvaVejen en gevinst for kommunerne i forhold til at sikre et fremadrettet serviceniveau. Denne manual er udarbejdet som en del af slutrapporteringen for fase 2 af Klimatilpasningspartnerskabet gruppe 1 med udgangspunkt i udbudsmaterialet fra Markedsmodningsfondens Klimatilpasningspartnerskab ved Københavns og Tårnby Kommune samt HOFOR og Tårnby Forsyning. Arbejdet er gennemført i perioden juni 2015 til marts 2018 (fase 2) og består i udførsel af demonstrationsprojekt/prototype og afprøvning af løsningsforslaget VandVejen (fase 1) med Teknologisk Institut og NCC Industry A/S som leverandører. Undervejs i fase 2 skiftede VandVejen navn til Akva- Vejen. AkvaVejen Gravemanual Side 3 af 18

4 2. Teknisk gennemgang af AkvaVejen AkvaVejen er i tal ca. 95 m lang og 6 m. bred, mens p-arealerne består af 18 pladser (2,15 m x 5 m). Overfladearealet er dermed 765 m 2. Figur 1: Prototypens placering er markeret med blåt AkvaVejen fremtræder ikke meget anderledes end en almindelig asfaltbelægning. Forskellen ligger i at de traditionelle afvandingsriste mangler og belægningens overflade har en mere åben struktur. Asfaltbelægningen på AkvaVejen; åben overfladestruktur. En prototype af AkvaVejen er anlagt i fuldskala på Bredagervej mellem Nordmarksvej og Kastruplundgade i Tårnby Kommune. Strækningen udgøres af vejbanen og de to tilstødende parkeringsarealer. Nyudlagt asfaltbelægning med tæt overfladestruktur. Figur 2: Synlig forskel på AkvaVejens permeable (åbne) overfladestruktur og almindelige impermeable (tætte) asfaltbelægninger. Ældre asfaltbelægning med tæt overfladestruktur AkvaVejen Gravemanual Side 4 af 18

5 For at synliggøre forskellen mellem AkvaVejen og andre veje, blev AkvaVejen påmalet blå cirkler i varierende størrelse. Disse cirkler udgør AkvaVejens signatur og det er hensigten at signalere at denne vejbelægning har en særlig afhjælpende funktion til gavn for dem der bor ved vejen. Figur 3: AkvaVejens signatur 2.1. Teknisk beskrivelse af materialerne i AkvaVejen AkvaVejens materialer og de komponenter som indgår er beskrevet herunder. Komponenterne optræder kronologisk i forhold til udførslen. Vandets vej igennem løsningen er angivet ved hjælp af blå pile på figur 4. Forløbet er at efter at vandet rammer vejens overflade, hvor større partikler tilbageholdes af asfalten (punkt 7), siver resten ned gennem øverste drænbærelag (punkt 6) og ind i bunddrænet (punkt 4). Derfra ledes vandet ind i rensesystemet (punkt 1) hvor det renses så det kan anvendes rekreativt. Fra rensesystemet kan vandes ledes tilbage under vejkassen og nedsives i det nederste drænbærelag eller ledes til offentlig kloak. I tilfælde af at belægningen tilstoppes, vil kantriste og linjedræn (punkt 5) sørge for at regnvandet ledes til bunddræn. Membranen (punkt 3) der adskiller øvre og nedre drænbærelag, sørger for at intet urenset vand nedsives på lokaliteten. AkvaVejen Gravemanual Side 5 af 18

6 Figur 4 Overblik over komponenter i AkvaVejen 1: Rensesystemet, 2: Nederste drænbærelag, 3: Membran, 4: Bunddræn (og øvrig rørføring), 5: Kantriste (og linjedræn), 6: Øverste drænbærelag, 7: Drænsasfalt. (Illustration af Frits Ahlefeldt) Punkt 1. Rensesystemet Fra bunddrænet, ledes det opsamlede vand gennem en stikledning til en samlebrønd af beton (IBF) placeret i vejbanen mod P-lommerne. Samlebrønden (eller indløbsbrønden) er den første brønd i AkvaVejens rensesystem og betegnes Brønd 1. I denne brønd er monteret to skydeventiler så vandet manuelt kan dirigeres via stikledning til offentlig kloak hvilket er relevant i de måneder hvor der saltes, eller via stikledning (med vandlås) igennem rensesystemet. Rensesystemet består af 4 ens IBF (1250 mm X 3000 mm) betonbrønde, afsluttet mod terræn med flydende karm. Brøndene er placeret sekventielt i P-lommerne. Når ventilen i samlebrønden er lukket mod offentlig kloak, vil det opsamlede vejvand blive ledt til brønd 2, som er et sandfang og olieudskiller. Derfra ledes vandet videre til brønd 2 (kemisk filter) og brønd 4 (kemisk filter) og samles i brønd 5, hvorfra det kan ledes til nedsivning eller tilbage til offentlig kloak. AkvaVejen Gravemanual Side 6 af 18

7 Figur 5: Skitse af rensesystemet Punkt 2. Nederste drænbærelag Nederst i AkvaVejen er der i hele anlæggets bredde udlagt et 40 cm permeabelt grusbærelag som fungerer som nedsivningstrug. Det anvendte grusbærelag, NCC Drænstabil, er et varemærkebeskyttet produkt, certificeret gennem Dancert. For at dokumentere at NCC Drænstabils egenskaber, såsom bæreevne og frostbestandighed ikke reduceres, selv når drænbærelaget er delvist vandfyldt, er der foretaget en omfattende produkttest. NCC Drænstabil har en hulrumsprocent på ca. 30, hvilket medfører at AkvaVejen typisk kan rumme ml liter vand pr. m 2 afhængigt af den tykkelse som drænbærelaget udlægges i. Udlægningsteknisk adskiller drænbærelaget sig også fra almindelige bærelag, da det ikke kan komprimeres så hårdt i overfladen som et almindelig stabilgrusbærelag. Det kan derfor være svært at køre på uden at stenene løsner sig og derfor anbefales det at udlægge køreplader. I denne opbygning er drænbærelaget komprimeret ved brug af en stor pladevibrator og efterfølgende glattet af med en statisk tromle. Figur 6: Køreplader udlagt hvor der forventes hjulvrid på nederste lag drænbærelag Figur 7: Close-up af ukomprimeret NCC Drænstabil Punkt 3. Membran Oven på drænbærelaget er der udlagt en impermeabel in-situ membran af naturmaterialet bentonitler. Membranen adskiller det nederste drænbærelag (punkt 2) fra det øverste drænbærelag (punkt 6). Denne membran er udlagt med naturligt indhold af vand i fuld bredde og en tykkelse på 10 cm. Bentonitten komprimeres hårdt ved brug af råjordsindstamper eller stor pladevibrator. AkvaVejen Gravemanual Side 7 af 18

8 Bentonitmembranen er mest velegnet til rette, horisontale flader og mindre egnet til flader med stejle hældninger. Årsagen til dette ligger primært i komprimeringen, da de mest anvendte traditionelle pladevibratorer ikke kan anvendes i denne situation. I vejkassens sider, er der derfor valgt et andet beslægtet produkt, en tør bentonitberiget sand (BES), da denne er nemmere at håndtere manuelt og kan komprimeres med fx skovlen på en gravemaskine. Derudover egner BES sig bedre til at ligge tæt på overfladen uden så meget modtrykslag, som bentonitler kræver. Membranen skal sikre at intet urenset vejvand ledes til grundvandet. Figur 8: Komprimering af bentonitler bør ikke ske i regnvejr Figur 9: Komprimering af BES op ad kanterne af vejkassen sker i flere etaper. Her er vist første del. Punkt 4. Bunddræn Oven på membranen (ca. 1 m. fra nordvest-liggende kantsten), er etableret en drænledning Ø:110 mm i hele strækningens længde. Drænledningen er perforeret (fuldslidset) og tillader dermed at vandet fra bunden af øverste grusbærelag kan sive ind i ledningen. Drænledningen er omhyllet af geotekstil, for at sikre sedimenter ikke trænger ind og stopper drænledningens effekt. For dels at kunne tilse tilstanden af drænet og for at kunne monitorere vandfyldningsgrad (fordeling) er der etableret 3 inspektionsbrønde Ø:315mm, hvorfra bunddrænet kan oprenses efter behov. AkvaVejen Gravemanual Side 8 af 18

9 Figur 10: Skitse af bunddrænets placering i forhold til rensebrønde og kantsten. På bunddrænet er der sat 3 inspektionsbrønde. Punkt 5. Kantrist og linjedræn For at sikre mod overløb af regnvand, er en bypass-løsning i form af specialdesignede kantriste (Johnnieriste) monteret i kantstenssætningen. Dette er en metalkasse som leder vandet direkte fra asfaltslidlagets overflade, uden om de bundne og ubundne bærelag og ned til drænrøret på bunden af øverste drænbærelag. Den synlige del ses som en rist i kantstenssætningen. I den vandrette flade er et låg der giver mulighed for oprensning af sediment. AkvaVejen Gravemanual Side 9 af 18

10 Figur 11: Johnnierist med udgang til drænrør Figur 12: Indbygget Johnnierist, hvor inspektionslugen er markeret med gult AkvaVejens østlige ende er det laveste punkt på anlægget og her er etableret et særligt konstrueret linjedræn (GH Form) på tværs af vejbanen, der sikrer at det lavere område med en impermeabel belægning ikke oversvømmes hvis AkvaVejens dræningsevne svigter. Figur 13: Linjedrænet der adskiller permeabel belægning fra impermeabel belægning Figur 14: Linjedrænet set mod Nordmarksvej Punkt 6. Øverste drænbærelag Oven på membranen er udlagt et drænbærelag af NCC Drænstabil i fuld bredde og en tykkelse på ca. 40 cm. Dette drænbærelag fungerer først og fremmest som magasin for det vand som er infiltreret ned igennem den åbne drænasfalt. Derudover fungerer drænbærelaget som en form for grovfilter. AkvaVejen Gravemanual Side 10 af 18

11 Figur 15: Øverste drænbærelag er udlagt og klar til asfalt. Brønddækslerne ses tydeligt. Punkt 7. Drænasfalt Teknologisk Institut og NCC har tidligere arbejdet sammen om udviklingen af permeable asfaltbelægninger, med mål om samme holdbarhed som impermeable asfalttyper. Dette arbejde foregik bl.a. i forbindelse med udviklingsprojektet: Klimavejen, som blev støttet af Miljøstyrelsens MUDP program. I Klimavejen blev ligeledes foretaget fuldskalaforsøg med udlægning af den mest lovende af de nyudviklede belægningstyper i Rødovre. Der er anvendt en drænasfalt med stor stenstørrelse og meget åben kornkurve, hvilket giver en høj porevolumen/hulrum. Den meget åbne overflade tillader regnvand at sive ned igennem asfaltbelægningen. Højt hulrum i asfaltbelægningen kan give anledning til laterale forskydninger i bærelagene, hvis disse i vandfyldt tilstand skal bære trafik (opstår pumpeeffekt) og når vandet i hulrummene udsættes for frost om vinteren. Derudover vil den åbne struktur give en langt større fri overflade på det bindemiddel som kitter asfalten sammen (bitumen). Bitumen er et olieprodukt, der holdes smidigt af de mere eller mindre flygtige olier der findes deri. Når disse olier udsættes for ilt, så begynder de at reagere og hærder langsomt op (den såkaldte oxideringsproces). Denne proces forløber over længere tid og i traditionelle tætte asfaltbelægninger går der oftest mange år, inden bindemidlet (bitumen) er hærdet i en sådan grad at det giver anledning til holdbarhedsmæssige udfordringer i asfalten pga. mistet elasticitet/fleksibilitet i bindemidlet. I drænasfalter foregår denne proces hurtigere og det er derfor essentielt at have dette for øje når permeable belægninger designes. For at imødekomme dette er bindemidlet i drænasfalten modificeret kraftigt. Det betyder at drænasfalten opnår en holdbarhed som svarer til impermeable (tætte) asfaltbelægninger. Drænasfalten er opdelt i to lag. Nederst ligger NCC PermaGAB (lige oven på drænstabilen) med maximal kornstørrelse på 16mm og udlagt med 120 kg/m², svarende til en lagtykkelse på ca. 6 cm Samme tekniske egenskaber gør sig gældende for den øverste og synlige del af belægningen, som er NCC PermaSlid med en maximal kornstørrelse på 8mm og udlagt med 60 kg/m², svarende til en lagtykkelse på ca. 3-4 cm. AkvaVejen Gravemanual Side 11 af 18

12 Figur 16: Tværsnit af belægningsopbygningen Den samlede asfaltopbygning er dermed ca cm og indgår som en del af filtreringssystemet i AkvaVejen, ved at fjerne praktisk talt alle større partikler. Materialer anvendt til VandVejen er 100 % genanvendelige. Når asfaltlagene er udtjent kan de nedknuses og laves til nye asfaltlag eller bærelag på samme måde som traditionelle typer asfalt. AkvaVejen Gravemanual Side 12 af 18

13 3. Gravemanual Opstår der skader på belægningen, skal disse udbedres ved affræsning af det skadede areal samt reetablering med nye materialer med samme specifikationer som den eksisterende (se bilag 1-5) Skal der foretages opgravninger, skal følgende metode anvendes: Inden opgravning: Området der skal udbedres lokaliseres præcist, så der foretages opgravning hvor det er nødvendigt. Hvis der skal graves gennem lermembranen, er det nødvendigt at have indkøbt og modtaget tørt bentonit til at erstatte den opgravede med. Studér belægningens opbygning, da AkvaVejen er opbygget anderledes end traditionelle vejbelægninger. Under opgravning: For at kunne lave et godt overlap ved reetablering af membranen, er det vigtigt at hullet graves større end normalt. Sørg for at udlægge plader/presenninger der beskytter den resterende belægning mod snavs fra opskæring og opgravning. Opskæring af asfalten foretages med almindeligt udstyr og det opbrudte asfalt lægges i et særskilt depot indtil bortskaffelse evt. til nærmeste asfaltfabrik, der kan genbruge det. Det opgravede Drænstabil lægges i et depot for sig, så mest muligt kan genbruges ved genopfyldning. Opgravningen af bentonit membranen skal ske meget omhyggeligt og materialet lægges i depot for sig, så mest muligt kan genbruges ved retablering. Ved retablering af belægningsopbygningen: Genopfyldning med genbrugte materialer eller nye og tilsvarende med samme specifikationer. Til komprimering af Drænstabil bruges en stor pladevibrator og til komprimering af Bentonitmembranen bruges en råjordskompakter eller en stor pladevibrator. Bentonitmembranen kræver særlig opmærksomhed, idet den nye bentonit skal hæftes på den eksisterende og det er derfor nødvendigt at grave hullet større end normalt. Reetablering af membranen sker ved at banke den nye bentonit godt sammen med overlæg på den eksisterende bentonit. Vær sikker på at der ikke kan opstå utætheder. Derefter fyldes Drænstabil på med lille overhøjde, så det komprimeres ned til underkanten af eksisterende asfalt. Udlægning af permeabel asfalt er anderledes end udlægning af almindelig asfalt, idet den permeable asfalt skal beholde det høje hulrum og derfor ikke må komprimeres for hårdt. Samtidig må det retablerede ikke synke i forhold til det eksisterende og det er derfor nødvendigt at tænke i overhøjder. AkvaVejen Gravemanual Side 13 af 18

14 Bilag 1: AkvaVejen Gravemanual Side 14 af 18