GRADBENI VESTNIK GLASILO ZVEZE DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE IN MATIČNE SEKCIJE GRADBENIH INŽENIRJEV PRI INŽENIRSKI ZBORNICI Glavni in odgovorni urednik: P ro f.d r. Janez DUHOVNIK Navodila avtorjem za pripravo člankov in drugih prispevkov Lektorica: A lenka RAIČ - BLAŽIČ Lektorica angleških povzetkov: D a rja OKORN Tehnični urednik: D anije l TUDJINA Uredniški odbor: M ag. G o jm ir ČERNE G orazd HUMAR D o c .d r. Ivan JECELJ Ja n K r is t ja n JUTERŠEK A n d re j KOMEL Ja n ja PEROVIC-MAROLT M a rja n PIPENBAHER M ag. Č r to m ir REMEC P ro f.d r . F ra n c i STEINMAN P ro f.d r . M iha TOMAŽEVIČ D o c .d r. B ranko ZADNIK Tisk: TISKARNA LJUBLJANA d.d. Naklada: 2750 izvodov Revijo izdajata ZVEZA DRUŠTEV GRAD BENIH INŽENIRJEV IN TEHNIKOV SLOVENIJE, Ljubljana, Karlovška 3, telefon/ faks: 01 422-46-22 in MATIČNA SEKCIJA GRADBENIH INŽENIRJEV pri INŽENIRSKI ZBORNICI SLOVENIJE obfinančni pomoči Ministrstva RS za šolstvo, znanost in šport, Fakultete za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani ter Zavoda za gradbeništvo Slovenije. Podatki o objavah v reviji so navedeni v bibliografskih bazah COBISS in ICONDA (The International Construction Database). http://www.zveza-dgits.si Letno izide 12 številk. Letna naročnina za individualne naročnike znaša 5000 SIT; za študente in upokojence 2000 SIT; za gospodarske naročnike (podjetja, družbe, ustanove, obrtnike) 40.687,50 SIT za 1 izvod revije; za naročnike v tujini 100 USD. V ceni je vštet DDV. Poslovni račun se nahaja pri NLB, d.d. Ljubljana,številka: 1. U redništvo sp re jem a v objavo znanstvene in strokovne članke s področja gradbeništva in druge prispevke, pom em bne in zan i mive za gradbeno stroko. 2. Znanstvene in strokovne članke pred objavo pregleda najmanj en anonimen recenzent, ki ga določi glavni in odgovorni urednik. 3. Besedilo prispevkov mora biti napisano v slovenščini. 4. B esed ilo m ora biti izp isano z dvojnim presledkom med vrsti cami. 5. Prispevki m orajo imeti naslov, im en a in p riim k e avto rjev ter besedilo prispevka. 6. Besedilo člankov m ora obvezno imeti: naslov č lanka (velike črke); im ena in priim ke avtorjev; naslov PO VZETEK in povzetek v s lo v e n š č in i; n a s lo v S U M M A R Y, naslov članka v angleščini (velike črke) in povzetek v angleščini; naslov UVOD in besedilo uvoda; n as lo v n a s le d n je g a p o g la v ja (velike črke) in besedilo poglavja; n a s lo v ra z d e lk a in b e s e d ilo razdelka (n eo b vezn o );..., naslov SKLEP in besedilo sklepa; naslov ZAHVALA in besed ilo zahvale (n e o b v e zn o ); naslo v L ITE R A T U R A in s e z n a m lite ra tu re ; n aslo v D O D A T E K in besed ilo d o d a tk a (n e o b v e z n o ). Če je dodatkov več, so dodatki ozna čeni še z A, B, C, itn. 7. P o g lav ja in razd e lk i so lahko oštevilčeni. 8. Slike, preglednice in fotografije morajo biti vključene v besedilo p risp evka , o š te v ilč e n e in o p rem ljene s podnapisi, ki pojas njujejo njihovo vsebino. Slike in fotografije, ki niso v elektronski o b lik i, m o ra jo b iti p r ilo ž e n e prispevku v originalu. 9. Enačbe m orajo biti na desnem ro b u o z n a č e n e z za p o re d n o številko v okroglem oklepaju. 10. U p o ra b lje n a in c it ira n a d e la m o ra jo b iti n a v e d e n a m ed besedilom prispevka z oznako v obliki [priim ek prvega avtorja, le to o b ja v e ]. V is te m letu o b jav ljen a d e la is teg a avtorja m o ra jo b iti o z n a č e n a še z oznakam i a, b, c, itn. 11. V p o g la v ju L IT E R A T U R A so u p o ra b lje n a in c it ira n a d e la opisana z naslednjim i podatki: priim ek, ime avtorja, priim ki in im en a drugih avtorjev, naslov dela, način objave, leto objave. 12. Način objave je opisan s podatki: knjige: založba; revije: ime revije, založba, letnik, številka, strani od do; zb o rn ik i: naziv s e s tan ka , o rg a n iz a to r , kra j in d a tu m s e s ta n k a , s tra n i od do; ra z is k o v a ln a p o r o č ila : v rs ta p o ro č ila , n a ro č n ik , o z n a k a pogodbe; za druae vrste virov: kra tek opis, npr. v zase b n e m pogovoru. 13. Pod črto na prvi s tra n i, pri prispevkih, krajših od ene strani pa na koncu prispevka, morajo biti navedeni obsežnejši podatki o avtorjih: znanstveni naziv, ime in p r iim e k , s tro k o v n i n az iv , p od jetje ali zavod, navadni in elektronski naslov. 14. P r is p e v k e je tre b a p o s la ti g la v n e m u in 'o d g o v o rn e m u u re d n ik u p ro f. dr. J a n e z u D u h o v n ik u na n a s lo v : F G G , Jam ova 2 ,1 0 0 0 LJUBLJANA oz. janez.du hovnik@ fg g.un i-lj.s i. V sprem nem dopisu m ora avtor č lan ka napisati, kakšn a je po n je g o v e m m n e n ju v s e b in a č lan ka (p re težn o znan s tv en a , pretežno strokovna) ozirom a za katero rubriko je po njegovem m n en ju p r is p e v e k p r im e re n . Prispevke je treba poslati v enem izvodu na papirju in v elektronski obliki v formatu MS W O RD. Uredniški odbor0 2 0 1 7 - 0 0 1 5 3 9 8 9 5 5 GRADBENI VESTNIK GLASILO ZVEZE DRUŠTEV GRADBENIH INŽENIRJEV IN TEH NIKOV SLOVENIJE IN MATIČNE SEKCIJE GRADBENIH IN ŽEN IRJEV PRI IN ŽEN IRSKI ZB O R N IC I SLOVENIJE U D K - U D C 0 5 : 6 2 5 ; I S S N 0 0 1 7 - 2 7 7 4 L J U B L J A N A , J A N U A R 2 0 0 2 L E T N I K L i l S T R . 1 - 2 4 VSEBINA - CONTENTS U v o d n ik S t r a n 2 J . D u h o v n ik _______________________________________ KAKŠEN GRADBENI VESTNIK HOČEMO ? A r t ic le s , s tu d ie s , p ro c e e d in g s S t r a n 4 M . R is m a l_________________________________________ TERMIČNA BIOKEMIJSKA STABILIZACIJA BLATA IZ BIOLOŠKIH ČISTILNIH NAPRAV THE THERMAL BIOCHEMICAL STABILISATION OF THE SLUDGE FROM BIOLOGICAL WASTEWATER TREATMENT PLANTS Aeraeijski reaktor Naknadni S t r a n 11___________________________________________ A. A š k e rc REKONSTRUKCIJA MOSTU ČEZ MURO V PETANJCIH RECONSTRUCTION OF PETANJCI MURA RIVER BRIDGE S t r a n 1 5 ____________________________________ K. F ife r B iz ja k , B. P e tk o v š e k , R. P e t r ič a GEOLOŠKE IN GEOMEHANSKE RAZISKAVE ZA PREDOR ŠENTVID GEOLOGICAL AND GEOTECHNICAL INVESTIGATIONS FOR TUNNEL ŠENTVID Gradbeni vestnik • letnik 52, januar, 2003 J. DUHOVNIK: Kakšen gradbeni vestnik hočemo? UVODNIK KAKŠEN GRADBENI VESTNIK HOČEMO? Konec leta 2002 je strokovno revijo Gradbeni vestnik (GV) prejemalo 2818 naročnikov. Od tega je bilo 2350 pooblaščenih inženirjev, članov Matične sekcije gradbenih inženirjev pri Inženirski zbornici Slovenije (MSG IZS), 291 je bilo drugih posameznih naročnikov v Sloveniji, 110 izvodov je prejelo 91 podjetij, 34 pa naročniki iz tujine. Za domače revije je bilo zamenjanih 15 izvodov, za tuje pa 18. Čeprav podrobnega pregleda nad strokovno dejavnostjo naročnikov nimam, si upam glede na njihovo številč nost sklepati, da so dejavni na vseh področjih gradbeništva. Predvidevam, da so dejavni pri zasnovi, projektiranju, gradnji, vzdrževanju in odstranjevanju gradbenih objektov. V celoti gledano je torej za bralce GV zanimivo vse, kar je povezano z grajenim okoljem. Kako z vsebino GV čimbolj ustreči vsem naštetim, ki revijo redno prejemajo vsak mesec? Glavno vlogo pri tem imajo avtorji prispevkov. V treh letih, odkar sem urednik, so bili s sodelovanjem avtorjev, recenzentov in lektoric objavljeni skoraj brez izjeme vsi prejeti prispevki. Zato vsebina revije ni posledica uredniške politike in selekcije prispevkov. Le razpored objav je tak, da je vsaka številka v okviru razpoložljivih prispevkov čim bolj pisana. Gradbena stroka je sorazmerno široka in obsega tudi številna ožja področja, na kate rih delujejo le redki specialisti. Njihovo znanje pa je širše koristno le, če ga uspejo posredovati v prakso. Ena izmed možnosti za prenos znanja v prakso je tudi objava v GV. Številni strokovnjaki se tega zavedajo in se redno pojavljajo kot avtorji prispev kov. Vsebinski pregled zadnjega letnika pa kaže, da so nekatera področja premalo udeležena v objavah. Glede na obseg del je premalo objav o graditvi avtocest in pro metnic nasploh, pa tudi sicer je premalo prispevkov o gradnji vseh vrst objektov. Prispevkov s področja uporabe in vzdrževanja objektov pa skoraj ni. Zlasti zadnje je za stroko posebej škodljivo, saj je znano, da se dobre in slabe strani načrtov večkrat pokažejo šele pri gradnji, še bolj pa pri uporabi objektov. Številne nezapisane sploš no koristne izkušnje, ki se pogosto zbirajo le v ozkih krogih, se slej ko prej pozabijo. Menim, da bi vodilni strokovnjaki na področjih, s katerih je manj objav, morali svoje sodelavce bolj spodbujati k objavljanju v GV. Večina avtorjev prispevkov je sicer gradbenikov. Prispevke v GV torej pišejo predvsem gradbeniki za gradbenike. Kako za pisanje prispevkov pridobiti še avtorje s področij, s katerih je prispevkov premalo, je torej ključno vprašanje, katerega rešitev bo pris pevala k popolnejšemu prekrivanju vsebine revije s stroko. Odgovore na to vprašanje je skušal znova najti tudi Uredniški odbor (UrO), ki se je sestal sredi oktobra 2002. Čeprav UrO ni odgovoren za finančno problematiko, ki zadeva izdajanje revije, se je najprej seznanil s tem, da je imel GV zaradi pokrivanja starih Gradbeni vestnik • letnik 52, januar, 2003 J. DUHOVNIK: Kakšen gradbeni vestnik hočemo? izgub pri delovanju ZDGITS, katerega pomemben del je tudi izdajanje G V, v prvih devetih mesecih 1.2002 manjšo izgubo. Ta problem bo v bodoče odpravljen, saj je tekoče poslovanje GV finančno zadovoljivo. Tudi vsi tisti člani Izvršnega odbora ZDGITS, ki doslej še niso pridobili vsaj enega oglasa v svojem okolju, so se na zadnji seji zavezali, da bodo to storili. Razpravi o vsebinski oceni letnika 2002 so kot podlaga služili pisna ocena in priporočila predsednika MSG-IZS G. Humarja in moj predlog o vsebinski in oblikovni prenovi GV. V razpravi so aktivno sodelovali vsi prisotni. Ugo tovljeno je bilo, da so stroški za izdajanje revije visoki in da glede na to revija ponuja bralcem premalo zanimivih vsebin. Nekateri kot neprivlačno ocenjujejo tudi njeno grafično obliko. Z g. Humarjem sva predlagala izvedbo javnega natečaja za grafično oblikovanje revije, obenem pa tudi pridobitev ponudb za celotno grafično pripravo, lektoriranje in korekture, tisk in distribucijo. Za izvedbo natečaja naj bi izdajateljici imenovali posebno komisijo in namenili potrebna sredstva. V razpravi o vsebini GV je večina menila, da bi morali objavljati več bolj berljivih, poljudnejših, a še vedno stro kovnih člankov, ki bi pritegnili najširši krog članstva in strokovne javnosti in bi bili za spodbudo avtorjem tudi honorirani. Mednje bi spadali tudi povzetki splošno zanimi vih objav v tujih revijah. Predstavniki MSG-IZS v UrO so opozorili, da je MSG-IZS postala soizdajatelj in s tem sofinancer revije zato, da bi omogočila vsebinsko po pestritev revije s primernimi aktualnimi temami in zapisi dogodkov in na tak način približala revijo svojim članom. G. Černe je predlagal, naj bi GV objavljal več prispev kov, ki bi bili po zahtevnosti med komercialnimi objavami v reviji Gradbenik in znanstve nimi članki v GV. Navedene ugotovitve in predloge so soglasno podprli vsi člani UrO. Kot glavni urednik sem se strinjal, da so manj zahtevni prispevki nujni za popestritev vsebine, vendar morajo biti v strokovni reviji jedro objav strokovni članki. Poudaril sem tudi, da morajo pri pisanju ali pridobivanju prispevkov sodelovati prav vsi člani UrO in tako bistveno vplivati na vsebino objav. F. Steinman je po zgledu tujih strokov nih revij predlagal delitev revije na tri vsebinske sklope: (1) znanstveni prispevki in poročila o inovacijah; (2) manj zahtevni strokovni del; (3) poljudni del z raznimi aktual nimi informacijami, kot so npr. poročila z gradbišč. Ugotovil je, da v GV primanjkuje predvsem člankov iz prakse. Razprava o vsebini in njeni aktualnosti se je ves čas na našala tudi na pisni predlog g. Humarja, da bi veljalo zmanjšati število izdanih zvezkov na leto od 12 na 6 številk, s čimer bi zmanjšali stroške opreme in distribucije glede na visoke stroške poštnih storitev. Ob tem predlogu sem opozoril na do sedaj zbrane rezultate ankete, ki jo je preko interneta izvedla MSG-IZS, ki kažejo, da se članom MSG- IZS zdi 12 številk letnika primerno. V zvezi s tem sem pripravil pregled distribucijskih stroškov glede na število zvezkov posameznega letnika in ob upoštevanju cene poštnih storitev za en izvod enojne, dvojne in trojne številke. Pregled kaže, da bi nekoliko večje distribucijske stroške pri mesečnem izhajanju z lahkoto pokrili z minimalnim števi lom oglasov na zadnjih straneh platnic revije. Na koncu smo se dogovorili, da vso problematiko, za katero UrO ni pristojen, s predlogi rešitev posredujemo Izvršnemu odboru ZDGITS in Upravnemu odboru MSG IZS. Ker sem prepričan, da večini gradbenikov ni vseeno, kakšen je GV, vas vabim, da se pridružite dosedanjim avtorjem člankov, da sodelujete v rubrikah in da nam v odgo vorih na že omenjeno anketo, objavljeno tudi na koncu te številke, posredujete pred loge za izboljšanje revije. Veseli bomo tudi vsakršnih drugih predlogov. Ob začetku novega leta 2003 Vam želim čimveč poslovnih uspehov, zdravja in oseb ne sreče. prof. dr. Janez Duhovnik, glavni in odgovorni urednik GV M. RISMAL: Termična biokemijska stabilizacija blata iz bioloških čistilnih naprav TERMIČNA BIOKEMIJSKA STABILIZACIJA BLATA IZ BIOLOŠKIH ČISTILNIH NAPRAV THE THERMAL BIOCHEMICAL STABILISATION OF THE SLUOGE FROM BIOLOGICAL WASTEWATER TREATEMENT PLANTS STROKOVNI ČLANEK UDK 628,356 : 628.32 MITJA RISMAL P O V Z E T E K V p r is p e v k u s o o p is a n e l a s t n o s t i in u p o r a b n o s t a e r o b n e t e r m ič n e s t a b i l i z a c i j e b la t a iz b io lo š k ih č i s t i l n i h n a p ra v . P o d a n je r a č u n s k i p o s t o p e k z a d o lo č i t e v t e m p e r a t u r e z a p r e s o jo m o ž n e p a s t e r i z a c i je b la t a t e r r e d u k c i je k o lič in e in s t o p n je s t a b i l iz a c i je b io lo š k e g a b la ta iz b io lo š k ih č i s t i l n ih n a p r a v v o d v is n o s t i o d z a d r ž e v a ln e g a č a s a v t e r m ič n e m r e a k t o r j u in o d d o s e ž e n e s t a r o s t i b io lo š k e g a b la ta v p r e d h o d n ih b io lo š k ih r e a k t o r j ih č i s t i l n e n a p ra v e . S U M M A R Y T h e p a p e r d e s c r ib e s t h e p r o p e r t ie s a n d t h e a p p l ic a b i l i t y o f t h e r m a l a e r o b i c s l u d g e s t a b i l i z a t i o n in b i o l o g i c a l w a s t e w a t e r t r e a t m e n t p la n ts . T h e c o m p u t a t io n a l d e t e r m in a t io n o f t h e t e m p e r a t u r e a n d c o n s e q u e n t ly t h e p o s s ib le p a s t e u r i s a t i o n o f t h e s lu d g e , t h e q u a n t i t y o f s lu d g e r e d u c t io n , a n d t h e d e g r e e o f s lu d g e s t a b i l i z a t i o n d e p e n d in g o n t h e s lu d g e d e t e n t i o n t im e in t h e t h e r m a l r e a c t o r a s w e l l a s t h e s lu d g e a g e in t h e p r e v io u s t r e a t m e n t o f t h e w a s t e w a t e r in t h e b io lo g ic a l t r e a t m e n t p la n t , a r e g iv e n . Avtor: p ro f.d r. M it ja R ism al, F a k u lte ta za g ra d b e n iš tv o in geodez ijo , H a jd riho va 2 8 , 1 0 0 0 L jub ljana U V O D Termična aerobna stabilizacija blata v tehniki čiščenja odpadnih voda ni pose bej razširjena. Ko je potrebno iz odpad ne vode odstraniti tudi hranila (N, P), pa ima termična aerobna stabilizacija kljub večjim energetskim stroškom v primerja vi z anaerobno stabilizacijo določene pre dnosti. Pri obeh postopkih se za pospeševanje stabilizacije blata izkorišča v bioke mijskih procesih sproščena energija. Pri anaerobni stabilizaciji v obliki bioplina kot produkta redukcije in pri aerobni sta bilizaciji kot sproščena toplota pri oksi daciji organskega ogljika. Zaradi hitrejšega poteka aerobnih proce sov je velikost reaktorjev za termično aerobno stabilizacijo štiri do šestkrat manjša od anaerobnih reaktorjev. Za tem perature »surovega« blata med 5 °C in 20 °C je mogoče oceniti povišanje tempera ture blata v reaktorju po empirični enač bi [Metcalf, 1991] : 0CT = 250 do 300 (1) Enačba pravi, da se produkt zadrževalnega časa 0c (d) in dosežene temperature blata T(°C) giblje v mejah med 250 do 300. V primerjavi z anaerobno ima aerobna stabilizacija predvsem naslednje predno sti: (a) povratna voda (blatenica) iz ae robne stabilizacije blata ne vsebuje amo nija, ki pri anaerobni stabilizaciji č istil no napravo dodatno obremenjuje; (b) poleg nižjih investicijskih stroškov je pogonsko bolj enostavna in bolj varna v obratovanju (eksplozivnost bioplina pri anaerobnih reaktorjih); (c) če vsebuje blato še dovolj razgradljivih organskih snovi (če npr. dodajamo biološkemu bla tu tudi blato iz primarnega usedalnika), je mogoče povišati temperaturo stabilizira nega blata na 60 do 70 °C in s tem omo gočiti tudi pasterizacijo blata. Energetska bilanca aerobne stabilizacije je v primerjavi z anaerobno negativna, ker energije ne proizvaja, ampak jo za prezračevanje blata potrebuje. Velja pa omeniti, da se z uvedbo tretje stopnje čiščenja ekonomski pomen te negativne energetske bilance zmanjšuje. Zaradi manjše vsebnosti organskih snovi v bio loškem blatu tretje stopnje je namreč pri anaerobni stabilizaciji proizvodnja biopli na manjša kot pri prej grajenih dvosto penjskih napravah. Presoja o primernosti aerobne termične stabilizacije je lažja, če je mogoče omenjene lastnosti tudi kvantitativno opredeliti. Prispevek obravnava kvantitativno pre sojo štirih, za presojo stabilizacije in hi- gienizacije blata relevantnih parametrov: 1. stopnjo stabilizacije - eliminacije or ganskih snovi iz blata 2. količino proizvedenega blata 3. doseženo temperaturo, oziroma mož nost higienizacije - pasterizacije bla ta 4. energetsko bilanco - količino za sta bilizacijo potrebne energije Za kvantitativno opredelitev navedenih parametrov je v prispevku ovrednotena aerobna termična stabilizacija blata za štiri različno obremenjene čistilne na prave (L s = 0,3 — 0,15 - 0,10 in 0,05 kgBPK5/kgSSd), ki se med seboj razlikujejo po deležu v odvečnem blatu M. RISMAL: Termična biokemijska stabilizacija blata iz bioloških čistilnih naprav prisotnih biološko razgradljivih organ skih snovi. Rezultati tega vrednotenja so prikazani na slikah 2 do 7. Blato v prvih dveh primerih za L = 0,3 in 0,15 (kgBPK/kgSSd) je iz čistilnih naprav brez nitrifikacije in denitrifikacije in vsebuje večji delež organskih snovi, posebno če imajo čistilne naprave pri marno sedimentacijo (slednja v tem pri spevku ni upoštevana). Primera L s= 0,10 in 0,05 (kgBPKj/kgSSd) pa veljata za či stilne naprave z nitrifikacijo in denitrifika- cijo, brez primarne sedimentacije in z manjšim deležem organskih snovi v proizvedenem blatu. OPIS PROCESA TERMIČNE AEROBNE STABILIZACIJE BLATA V nasprotju s simultano aerobno stabi lizacijo se blato termično aerobno sta bilizira v ločenem reaktorju (slika 1). Zaradi sproščene toplote v procesu ok sidacije se blato bolj segreje, če vse buje manj vode. Stabilizacija blata pa poteka hitreje, zato blato pred term ič nim reaktorjem čim bolj zgostimo. Temperatura blata, ki jo je mogoče do seči pri termični stabilizaciji, je torej odvisna od zgoščenosti blata in ostanka razgradljive organske mase v b io loš kem blatu po nitrifikaciji in denitrifika- c iji efluenta v biokemijskih reaktorjih (bazenih) čistilne naprave. Kot kriterij za stopnjo stabilizacije blata smo upoštevali mejno vrednost respi- racije 0,1 g02/gVSSd organskega dela blata [Imhoff, 1999], Pri oceni temperature blata je privze to, da se pri oksidaciji organskega dela blata sprosti okoli 20.000 kJ/kgVSS toplote [Degremont, 1991]. V nadaljevanju so z enačbami opisani procesi oksidacije - stabilizacije - biološkega blata v obeh reaktorjih. ANALIZA DELNE STA BILIZACIJE BLATA V PROCESU ČIŠČENJA ODPADNE VODE Proces stabilizacije biološkega blata se začne v biološkem reaktorju čistilne na prave in se konča v termičnem reaktorju za stabilizacijo blata. Razgradljivi del x dl proizvedenega odvi- šnega biološkega blata v reaktorjih za nitrifikacijo in denitrifikacijo efluenta določimo v odvisnosti od njegove staros ti po enačbi 2 [Eckenfelder 1989]: X dl je dosežena pri obremenitvi organ skega dela biološkega blata L sv [Ecken- felder, 1989] L 1+ kdOc F, " Y 0c(l + kdX '0cF,) (kgBPKJkgVSS) in pri specifični obremenitvi L s celotne mase biološkega blata, ki vključuje tudi mineralni, biokemijsko nerazgradljivi del: Ls= — J * ------ (kgBPK5/kgSS), (4) 1 + _? L - 9‘ F, =1,072(Ti-15) ", (5) T j (°C) je temperatura vode v aeracijskem bazenu. Koncentracija organskega dela biološke ga blata v aeracijskem bazenu je določe na z enačbo: Xln=Clm̂ (k g S S ,n/m3) , (6) Koncentracija inertne, anorganske, mase biološkega blata pa je: x v = - ^ (kgVSS/m3) , (7) A , yn Pri hidravličnem zadrževalnem času 0H odpadne vode v reaktorjih čistilne napra- M. RISMAL: Termična biokemijska stabilizacija blata iz bioloških čistilnih naprav ve [Rismal, 1980 - 1997] : -+ e . C„„ ( 8) je koncentracija celotne mase organske ga in anorganskega dela biološkega bla ta: X TOT = X V + X lr L v eH -+c„ ,0 ) (kgSS/m3) Za oksidacijo organske mase biološkega blata v termičnem reaktorju preostane, po aeracijskem bazenu čistilne naprave njen razgradljivi del X Vrazgr: Aeracijski reaktor Naknadni xVrazgr = xdxv = c X L,, 0H (l + kd X n 6C F,) , ( 10) (kgVSS/tn3) Dnevna količina odvečnega biološkega blata s koncentracijo X T0T| (kgSS/m3) iz reaktorjev za nitrifikacijo in denitrifikacijo V j čistilne naprave znaša q = ^ J - (m 3/ d ) , (11) Slika 1: Funkcionalna shema termične stabilizacije biološkega blata in koncentracija anorganskega dela: X,nzg = X m-5 - (kgSSin/m 3) , (H ) ^zg Celotna koncentracija biološkega blata iz zgoščevalnika znaša torej: X T0Tzg= — (X v + X j(k g S S /m 3), (15) X X , 1 + kd ( l - X d )e, F2 =1,072(T2“1s:) FHstab A 2 (18) T2 (°C) je temperatura blata v termičnem reaktorju. Celotna koncentracija v termičnem reak torju stabiliziranega blata znaša: X T0Tsub= Xm + X vsab(kgSS/m3) , (19) ZGOSTITEV BLATA V ZGOŠČEVALNIKU PRED REAKTORJEM ZA TER MIČNO STABILIZACIJO BLATA V zgoščevalniku se blato zgosti na X T0Tzg = 50 (kgSS/m3). Količino tako zgošče nega blata qzj(m3/d), ki se prečrpa na dokončno stabilizacijo v termični reaktor, določimo z enačbo q ^ q ^ M m V d ) . d 2) ^TOTzg Od totalne koncentracije blata X T0Tzg je koncentracija organskega dela blata, ki doteka v termični reaktor: XV2g = Xv^-(k gV SS/m 3) , (13) PROCESI STABILIZACIJE BLATA V TERMIČNEM REAKTORJU V termičnem reaktorju s pretočnim ča som 0Hstab(d) in prostornino V = qzgeHstab(m3) _ (16) se koncentracija biokemijsko razgradlji vega dela biološkega blata X vzg ponovno zmanjša na: X xV2g "■* 1 + k d X ^ e ^ F , ̂ (17) ( kgVSS/m3) Pri tem je ostanek biokemijsko razgradlji ve organske mase biološkega blata X dstab enak: V termičnem reaktorju oksidirana organ ska masa biološkega blata znaša: ^XvsUb = Xvzg-X vstab(kgVSS/m3) , (20) in količina v termičnem reaktorju oksidi rane mase biološkega b la ta : AW =q^AXvstab(kgVSS/d), (21) Celotna količina stabiliziranega biološke ga blata je: XTOTstab Xvstab + X,nZg (kgSS/m3) , (22) Redukcija količine blata v termičnem re aktorju : AXj-ot = XTOTzg — XTOTstab i (23) (kgSS/m3) M. RISMAL: Termična biokemijska stabilizacija blata iz bioloških čistilnih naprav Slika 2: Termični reaktor Ls = 0,30 (kgBPK5/SS.d) Relativna redukcija količine odvečnega blata v termičnem reaktorju : R Ä 100 («/o) , (24) ^TOTzg V termičnem reaktorju stabilizirano bla to se zunaj reaktorja ohladi na tempera turo zraka T .z Stopnjo stabilizacije blata presojamo po endogeni respiraciji blata, preračunano na enoto teže organske mase stabilizira nega blata: kgC>2 Xvstab (kgVSS/m3 ).d (25) = b 1,072(T2~15) Xdstab Slika 3: Termični reaktor Ls = 0,15 (kgBPK5/SS.d) 50.00 45.00 40.00 35.00 30.00 af ^ 25,00 O 20.00 15.00 10.00 5,00 0,00 1 2 3 4 5 8 H(dni) Zadrževalni čas blata v termičnem reaktorju |~»-T©temperatura blata redukcija količine blata r (kgCQ/kgSSorg) respiracija org dela blata) Slika 4: Termični reaktor Ls = 0,1 tkgBPK5/SS.d) Na slikah od 2 do 7 so podani rezultati po zgornjih enačbah izvedenih računov tem perature blata (vode), respiracije stabili ziranega blata in redukcije količine blata v odvisnosti od zadrževalnih časov blata 0H od 1 do 5 dni v termičnem reaktorju in od obremenitve biološkega blata Ls (kgBPK5/kgSS) vaeracijskem bazenu čis tilne naprave. Pri izračunu tabele so uporabljene nasle dnje vrednosti uporabljenih konstant: kd = 0,08 d '1 ; Y = 0,6 ; x ; = 0 , 2 ; X ' = 0 ,8 ; F2 = 1,072(t2' 15) povprečna koncentracija onesnaženja v odpadni vodi C. = 300 mgBPK5/l in C..n = 125 mg/l ter v zgoščevalniku dosežena koncentracija biološkega blata 50 kgSS/ m3. TOPLOTNA BILANCA BLATA V TERMIČNEM REAKTORJU Del sproščene toplotne energije v pro cesu endogene respiracije biološkega blata v termičnem reaktorju se porabi za segrevanje vode, oziroma blata, za toplot ne izgube preko izoliranih sten reaktorja, del energije pa za segretje vpihovanega M. RISMAL: Termična biokemijska stabilizacija blata iz bioloških čistilnih naprav zraka (zaradi komprimiranja povišana temperatura vpihovanega zraka se zara di izravnave z atmosferskim pritiskom v reaktorju izniči), D o l o č i t e v p o t r e b n e k o l i č i n e z r a k a z a e n d o g e n o r e s p i r a c i j o b la t a v t e r m i č n e m r e a k t o r j u : Poraba kisika v reaktorju: 0 2 = b F2 Xvstab Vstab (kg02/dan), (26) b = 0,24(kg(ykg VSS) koeficient endo gene respiracije X vstab Pri izkoristku kisika z (%) je poraba zraka: y 0 2(kg0;/d) (27) 2131:3 z(%) 0,280(kgO2/m3) (m3zraka/dan) Qzraka = Vzraka/24 (m3/h); Rzraka Q z rak a / 3 6 0 0 (m /s ) (28) P o r a b l j e n a e n e r g i j a z a s e g r e v a n j e v p i h a n e g a z r a k a Slika 5: Termični reaktor Ls = 0,05 tkgBPK5/SS.d) 6h -T(C)za Ls=0,3 -< “ T(C) za Ls=0,15 - * - T (C) za Ls=0,1 — T(C) za Ls=0,05 { Poraba toplote za gretje zraka: Za segretje 1 m3 zraka za 1°C se porabi energija Cpz = 1,262 (kJ/m3 °C) T z = zunanja temperatura zraka v °C T, = temperatura biol. blata na vtoku v termični reaktor °C T 2 = temperatura biol. blata v termičnem reaktorju °C Ezrak = Vzraka (m3/d) Cpz (T2 - Tz) ,ggv (kJ/dan) P o r a b l j e n a e n e r g i j a z a s e g r e t j e b la t a n a T 2 Toplotna bilanca v reaktorju: Cb = 20.000(kJ/kgVSS) koeficient proizvodnje toplote pri oksidaciji 1 kgVSS [Degremont, 1991], Slika 6: Temperatura blata kot funkcija Ls in zadrževalnega časa 0H v termičnem reaktorju Slika 7: Poraba kisika za termično stabilizacijo blata v kg 02/PE.d M. RISMAL: Termična biokemijska stabilizacija blata iz bioloških čistilnih naprav 1000qzgT1+dXvstabqzgCb = = 1000q2gT2+ 2 4 k X S + E ; ,(30) T2 — Tj H------------[dX t b Qzs — 2 1000 L ^ -24k(T2-7 ’z)X S -(T 2-T z)CpzVaaka] . To enačbo rešimo iteracijsko. Vsota vseh površin reaktorja : 2 V" ’ ct; L + 7 C ( h stab + + 1) 4 V^ vsb JE h , . (m2) ,(31) Na slikah 2 do 5 so po obravnavani metodi podani rezultati izvedenih izračunov. Za či stilne naprave z različnimi obremenitvami biološkega blata ( Ls = 0 ,3 -0 ,1 5 -0 ,1 0 - 0,05) in v odvisnosti od zadrževalnega časa v termičnem reaktorju reaktorju 0Hstab v reaktorju so podane izračunane pripa dajoče temperature, respiracija (stabiliza cija) in redukcija količine blata. Iz istih diagramov je tudi razvidno, v ka terih območjih pri čistilnih napravah z različno obremenitvijo biološkega blata je dosežena »popolna« termična stabiliza cija blata, če upoštevamo, da je stabil nost dosežena pri mejni respiraciji bla ta 0,1 (g02/gVSSd) [Imhoff, 1999], iz slike 6 je razvidno, da je mogoče temperaturo blata nad 50 °C (pasteriza cijo) pričakovati le pri čistilnih napravah z obremenitvijo biološkega blata nad L s = 0,15 (kgBPK5/kgSSd) ali pri nižje obremenjenih čistilnih napravah z nitri- fikacijo in denitrifikacijo efluenta, če imajo primarno sedimentacijo in se pri marno blato aerobno stabilizira skupaj z biološkim blatom. Slika 7 pa podaja potrebno količino kisika in s tem porabo energije za posamezna območja termične stabilizacije v odvi snosti od obremenitve blata Ls in časa zadrževanja blata v termičnem reaktorju. nitvijo blata in brez primarne sedimenta cije se za stabilizacijo blata porabi manj kisika, dosežene temperature blata pa so nižje od 60°C (ni pasterizacije). In obrat no: pri visoko obremenjenih (ali nizko obremenjenih s primarno sedimentacijo) napravah je pasterizacija mogoča, pora ba kisika za termično stabilizacijo pa je večja. SKLEPNE UGOTOVITVE V primerjavi z empirično enačbo (1) omo goča opisana metoda za račun termične aerobne stabilizacije biološkega blata natančnejšo kvantitativno oceno rezultatov stabilizacije blata. Enačba (1) omogoča namreč le orientacijsko oceno povišanja temperature blata v termičnem reaktorju zgolj v odvisnosti od reakcijskega časa 0H oziroma od zadrževanja blata v reaktorju, ne pa tudi od lastnosti blata in drugih pa rametrov, ki na proces stabilizacije vpli vajo. Z obravnavano metodo pa je mogoče po leg povišanja temperature blata določiti redukcijo količine in respiracijo blata, ki je kriterij za doseženo stopnjo stabilizacije blata, v odvisnosti od naslednjih parame trov: (a) od temperature blata, (b) od zgo stitve blata pred termičnim reaktorjem, (c) od deleža X dl organske mase v biološkem blatu iz predhodnega čiščenja, (d) od sta rosti blata 0c iz predhodnega čiščenja, (e) od reakcijskega časa v termičnem reak torju 0Hstab f ) od temperature zraka in g) od izolacije reaktorja. Rezultati analize, ki so podani na slikah 2 do 7, logično sledijo dejstvu, da je možno povečanje temperature blata v termičnem reaktorju neposredno odvisno od ostanka organskih snovi v odvečnem biološkem blatu iz predhodnega čiščenja. Pri podaljšani aeraciji, ki jo zahteva nitri- fikacija in denitrifikacija efluenta, pade koncentracija organskih snovi v blatu pod mejo, ki je potrebna za temperature nad 50 “C . V takšnih primerih je mogoče povečati vsebnost organskih snovi v blatu z uvedbo primarne sedimentacije in uvajanjem pri marnega blata v termični reaktor. Ener getska bilanca je enaka kot brez primarne sedimentacije. Izvedena analiza daje možnost higieniza- cije oziroma pasterizacije blata pri napra vah s podaljšano aeracijo, to je z nitrifika- cijo in denitrifikacijo, če uvedemo tudi primarno sedimentacijo. Pred odločitvijo pa je potrebno zagotoviti, da s primerno sedimentacijo v odpadni vodi ni poruše no za denitrifikacijo potrebno razmerje N/ C. W h /m 2h l° C W h /m 2h l° C P lo čev in a 11,6 B e to n v su h i zem ljin i 0 ,5 B eto n 30 cm 2 ,3 O p ečn i z id 38 cm 1,3 B eto n 50 cm 1,7 Z a šč iten a bet. streha 0 ,9 B eto n v v la žn i zem ljin i 1,5 Preglednica 1: Koeficienti »k« toplotnih izgub reaktorja na 1m2 površine POPRAVKI ČLANKA v junijski številki 2002 GRADBENEGA VESTNIKA »Problematika načrtovanja in izgradnje Ljub ljanske čistilne naprave« Š tev ilk a p reg le d n ic e V rs ta S to lpec P ra v iln a v red n o st 2 12 zadn ji 12.393 4 5 zad n ji 3 .447 4 7 zad n ji 7 .316 8 1 d ru g i 9 .803 8 •2 zadn ji 19.567Pri napravah z nižjo specifično obreme- M. RISMAL: Termična biokemijska stabilizacija blata iz bioloških čistilnih naprav SIMBOLI X /x ;n X dl V 0 ( d ) 0 H(d) 0 Hstab(d) B (1/d) kd (1/d) F , F Y (kgVSS/kgBPKj) L v (kgBPKj/ kgVSS) Ls (kgBPKj/kgSS) C (kgBPKj/m3) đ (kgSS/m3) X (kgVSS/m3) XV (kgSS/m3) Xt"ot (kgSS/m3) X (kgVSS/m3) X (kgVSS/m3) D < stab (kgVSS/m3) Q (m3/d) q (m3/d) q (m3/d) x l b( k g vss /m 3 ) x dstab (kgSS/m3) Tp T2 (°C) A X stab (kgVSS/m3) AW (kgVSS/d) XT0T (kgSS/m3) R (%) Biološko razgradljivi del org. dela biološkega blata pri starosti blata 0C = 0 Biološko nerazgradljivi del org. dela biološkega blata pri starosti blata 0c = 0 Delež biološko razgradljivih org. snovi biol. blata pri 6C Delež biološko nerazgradljivih org. snovi biol. blata pric0c Starost biološkega blata Čas zadrževanja odpadne vode v biološkem reaktorju 9. naprave Čas zadrževanja biol. blata v termičnem reaktorju Koenficient endogene respiracije biološkega blata Koeficient endogene razgradnje org. mase biol. blata Temp. koeficient (Arrhenius) Koeficient prirastka organske mase biološkega blata Obremenitev organskega dela biološkega blata Obremenitev biološkega blata Koncentracija organskega onesnaženja v odpadni vodi Koncentracija inertnih snovi v odpadni vodi Koncentracija biološkega blata v reaktorju kot organskih snovi Koncentracija biološkega blata v reaktorju kot inertnih snovi Koncentracija biološkega blata v biološkem reaktorju č.n. Koncentracija razgradljivega organskega dela biol. blata v biološkem reaktorju Koncentracija razgradljivega org. dela blata v ter. reaktorju V termičnem reaktorju razgrajeni del organske mase biol. blata Dotok odpadne vode na čistilno napravo Dotok odvečnega biol. blata iz biološkega reaktorja v zgoščevalec Dotok zgoščenega biol. blata v term. reaktor za stabilizacijo blata Koncentracija razgradljivega org. dela biol. blata v termičnem reaktorju za stabilizacijo blata. Koncentracija biološko razgradljivega dela biol. blata v termičnem reaktorju Temperatura vode biološkem in termičnem reaktorju V termičnem reaktorju zmanjšani del org. mase v biološkem blatu Dnevna količina organskega dela blata iz termičnega reaktorja Koncentracija stabiliziranega blata iz termičnega reaktorja Relativna redukcija količine odvečnega, blata v termičnem reaktorju Prostornina termičnega reaktorja L IT E R A T U R A Degremont, Water Treatment Handbook, Sixt edition, Vol 2, 1991. Eckenfelder, W. W., Industrial Water Pollution Control - Second Edition, Me. Graw - Hill Book Company, 1991. Imhoff, Ka. und Kl. R., Taschenbuch der Stadtenwässerung, 29 Auflage, Oldenbourg Verlag, 1999. Mtcalf & Eddy, inc. Wastewater Engineenring: Treatment Disposal Reuse, Second Edition, TATA Mc Graw - Hill Publishing Company LTD, 1991. Rismal, M , Čiščenje odpadnih vod, Zapiski predavanj, FGG, 1980 - 1997. Gradbeni vestnik • letnik 52, januar, 2003 A. AŠKERC: Rekonstrukcija mostu čez M uro v Petanjcih REKONSTRUKCIJA MOSTU ČEZ MURO V PETANJCIH RECONSTRUCTION OF PETANJCI MURA RIVER BRIDGE STROKOVNI ČLANEK UDK 624.21 : 627.745.1 ANTON AŠKERC P O V Z E T E K Č lanek o p is u je r e k o n s t ru k c i jo m o s tu na c e s t i p re k o re ke M u r e m e d k r a je m a R a d e n c i in P e ta n jc i . P r o je k t je o b s e g a l g r a d n jo p e t ih in u n d a c i js k ih o b je k to v , r e k o n s t r u k c i j o c e s t e v s k u p n i d o lž in i 3 0 0 m in r e k o n s t r u k c i jo g la v n e g a m o s t u č e z M u r o . S U IVI M A R Y T h e p a p e r d e s c r ib e s t h e r e c o n s t r u c t i o n o f t h e r o a d b r id g e s o v e r t h e M u r a r i v e r b e t w e e n t h e p la c e s R a d e n c i a n d P e t a n jc i . T h e p r o j e c t in v o lv e s t h e c o n s t r u c t i o n o f f i v e i n u n d a t i o n b r i d g e s , t h e r e c o n s t r u c t i o n o f t h e 3 0 0 m lo n g r o a d , a n d t h e r e c o n s t r u c t i o n o f t h e m a in b r id g e o v e r t h e M u r a r it /e r . Avtor: A n to n A š k e rc , u n iv .d ip l. in ž .g ra d ., C e s te m o s to v i C elje d .d ., Lava 4 2 , 3 0 0 0 Celje UVOD Gradnja petanjskih mostov - tako jih imenujejo domačini - se je na terenu pričela 14.1.2002 s popolno zaporo ce ste v skupni dolžini 640 m. Projekt je obsegal izgradnjo petih inundacijskih objektov, rekonstrukcijo ceste v skupni dolžini 300 m ter sanacijo glavnega mo stu čez Muro. Naročnik del je bila Di rekcija RS za ceste. Celotna investicijska vrednost projekta je znašala 766 m ilijo nov tolarjev. Dela smo kot glavni izvaja lec izvedli CM Celje, d.d., Celje ter kot pogodbeni partner Gradis NG, d.d., Ma ribor. Strokovni nadzor je vršila Družba za državne ceste, d.o.o. Ljubljana. PROJEKTNA DOKUMENTACIJA Projektno dokumentacijo za sanacijo mostu čez Muro in izgradnjo petih inun dacijskih objektov ter rekonstrukcijo glav ne ceste G1-3/317 pri Petanjcih je izde lalo projektivno podjetje KO-BIRO d.o.o. iz Maribora. V idejnem projektu je projek tant preizkusil več variant zasnove za vse tipe objektov, ki jih je nato ovrednotil po tehnični, ekonomski in naravovarstveni plati. Na podlagi teh odločitev je inunda- cijske mostove zasnoval kot okvirne kon strukcije s polmontažnimi zgornjimi konstrukcijami. Širitev nasipa je predvi del z nadgradnjo betonskega korita (slika 1), kot najbolj ustrezne rešitve, ki zado voljuje vse omenjene vidike. REKONSTRUKCIJA MOSTU ČEZ MURO Največji objekt v celotnem projektu je glavni most čez reko Muro. Njegova Slika 1: Karakteristični prerez z armiranobetonskim koritom na vrhu nasipa razširjene ceste Gradbeni vestnik • letnik 52, januar, 2003 A. AŠKERC: Rekonstrukcija mostu čez Muro v Petanjcih Slika 2: Most čez Muro pred rekonstrukcijo Slika 3: Ojačitev zgornjega dela temeljev rečnih stebrov rekonstrukcija je bila tudi rokovno in teh nološko najzahtevnejša naloga. Izvedlo jo je podjetje CM Celje, d,d. Po vojni - leta 1946 na starih temeljih zgrajen most (slika 2) smo pričeli rekon struirati z odstranitvijo krova mostu in kontaminiranega zaščitnega sloja betona nad armaturo ter rušenjem obstoječih konzol. S tem smo prekladno konstrukcijo - glavne vzdolžne nosilce - razbremeni li. Nato smo se lotili ojačitve zgornjega dela temeljev rečnih stebrov z močnim armi ranobetonskim vencem ter tako zagotovili zanesljiv prenos sil iz stebra v temelj (slika 3). Pri tem so nam bile v veliko pomoč ob stoječe zagatne stene iz leta 1939 (slika 4). Ojačilni armiranobetonski venec je služil tudi kot temelj štirih pomožnih steb rov, na katerih je do vgradnje novih gu menih ležišč slonela celotna prekladna konstrukcija (slika 5 in 6). Po vgradnji ležišč smo pomožne stebre v celoti po rušili. Oba rečna stebra, ki sta sicer nearmira- na, smo na vrhu po celotni površini pod ležišči ojačili z močneje armirano beton sko gredo. V njo smo vgradili potrebno armaturo za prevzem razcepnih sil pod ležišči (slika 6). Med obema ležiščema smo vgradili armaturo za prevzem razcep nih sil na mestu, kje bodo nameščene hidravlične dvigalke ob zamenjavi ležišč. Podobno smo tudi na obrežnih opornikih vgradili nove ležiščne grede in nanje na mestili nova gumena ležišča. Zunanja lica opornikov smo obbetonirali z armirano betonskimi oblogami, vpetimi v ležiščne grede, tako da smo ustvarili horizontalne povezave na nivoju vnašanja podpornih sil. Površino celotne podporne kon strukcije smo sanirali skladno s pos topkovnimi navodili. Tudi prekladno konstrukcijo smo v celoti sanirali. Bistveno spremembo stare kon strukcije predstavlja nova voziščna ploš ča iz polimeriziranega betona, razširjena s podaljšanimi konzolami in sovprežena Slika 4: Zaščita temeljne jame z zagatno steno iz leta 1939 Slika 5: Naslonitev prekladne konstrukcije v času rekons trukcije ležišč na začasne armiranobetonske stebre Gradbeni vestnik • letnik 52, januar, 2003 A. AŠKERC: Rekonstrukcija mostu čez Muro v Petanjcih s starimi armiranobetonskimi glavnimi nosilci (sliki 7 in 8), Močno smo po večali tudi zgornjo vzdolžno armaturo nad vmesnimi podporami glavnih nosil cev in dodali armaturo v spodnji coni glavnih nosilcev in prečnikov nad ležišči. Med rekonstrukcijo smo po pranju betona z vodo pod visokim tlakom ugotovili tudi slabo stanje preč nika nad levim obrežnim opornikom. Prečnik smo ojačili z dobetoniranjem nove, v oba glavna nosilca in v ob stoječi prečnik usidrane ojačilne mem brane. Krov mostu (hidroizolacija, robni ven ci in hodniki, ograje, asfalt) je bil izve den po detajlih SODOC. Ker smo celotno rekonstrukcijo mostu izvedli znotraj območja Krajinskega parka Mura, smo veliko pozornost po svečali tudi ohranitvi obstoječe vege tacije. Odvodnjavanje meteornih voda z mostu smo izvedli preko mostnih iz li- vnikov in vodotesnega kanalizacijske ga sistema iz cevi iz duktilne jeklene litine R 200 mm v betonski usedalnik ter nato preko lovilca olja s koalescent- nim filtrom v vodotok. Prostor med rečnimi stebri in zagatni- cami smo delno zasuli z gramozom, na vrhu pa zapolnili z betonom v nagibu in tako zagotovili boljše hidrološke raz mere ob stebru. Brežine reke Mure v območju rekonstrukcije smo tlakovali s kamnito oblogo (slika 9) . Ves čas gradnje smo omogočili prehod preko mostu pešcem in kolesarjem. Na mestu, kjer smo izvajali dela na ploš či, smo prehod omogočili z brvjo š iri ne 2 m (slika 10). Po drugih delih grad bišča smo pot za pešce in kolesarje za varovali z varnostno ograjo. Nemalo sreče pa smo imeli tudi z vo dostajem reke Mure, ki nam je svojo moč pokazala proti koncu gradnje. V mesecu avgustu smo morali zaradi vi- Slika 6: Detajl glave začasnega stebra in armatura pod ležiščem glavnega nosilca Slika 7: Konstrukcija opaža za novo voziščno ploščo Slika 8: Most čez Muro po zabetoniranju prvega dela nove voziščne plošče Slika 9: Betonska plošča med rečnimi stebri in zagatnicami te r kamnita obloga rečnih brežin Gradbeni vestnik • letnik 52, januar, 2003 A. AŠKERC: Rekonstrukcija mostu čez Muro v Petanjcih Slika 12: Most čez Muro po rekonstrukciji šoke vode za dober teden dni ustaviti delo na rekonstrukciji srednjega polja prekladne konstrukcije (slika 11). Kljub temu nam je uspelo zahteven projekt dokončati skoraj dva meseca pred pogodbenim rokom ter ga s slavnostno otvoritvijo predati v uporabo 19. oktobra 2002 (slika 12). K. FIFER BIZJAK, B. PETKOVŠEK, R. PETRIČA: Geološke in geomehanske raziskave za predor Šentvid GEOLOŠKE IN GEOMEHANSKE RAZISKAVE ZA PREOOR ŠENTVIO GEOLOGICAL ANO GEOTECHNICAL INVESTIGATIONS FOR TUNNEL ŠENTVID STROKOVNI ČLANEK UDK 550.82 KARMEN FIFER BIZJAK, BORUT PETKOVŠEK, RAJKO PETRIČA P O V Z E T E K P o e d o r Š e n t v id b o z g r a je n n a A C o d s e k u Š e n t v id - K o s e z e , ki p o v e z u je G o r e n js k o A C z z a h o d n o l ju b l ja n s k o o b v o z n ic o . V p r o je k t u s t a p r e d v id e n i d v e d v o p a s o v n i c e v i, d o lg i p r ib l iž n o 1 .1 km . P r e d o r Š e n t v id je p o n o v n o e d e n iz m e d p r e d o r o v , ki s e b o d o g r a d i l i v te ž a v n ih g e o te h n ič n ih r a z m e r a h . P r e d o r b o v v e č je m d e lu z g r a je n v p e r m o k a r b o n s k ih k l a s t i t i h , v m a n jš e m p a v n jih o v i p r e p e r in i . P rv a n a lo g a r a z is k a v je b ila u g o t o v i t i g lo b a ln o s t r u k t u r o š i r š e g a o z e m lja in jo n a t o p r e n e s t i n a m ik r o lo k a c i jo p r e d o r a . P rv a s t o p n ja r a z is k a v je b ila iz v e d e n a le t a 1 9 9 1 , d o d a tn e r a z is k a v e s o s e n a t o iz v e d le š e le t a 1 9 9 9 . D o lo č i l i s m o p o lo ž a j t r e h n a r iv n ih lu s k , p r e s e k a n ih z n e k a te r im i m o č n e jš im i p r e lo m i v d in a r s k i in p r e č n o d in a r s k i s m e r i . T ako k o t ž e v e č k r a t v p r e t e k l o s t i s m o s e s r e č e v a l i s p r o b le m o m d o lo č a n ja g e o m e h a n s k ih p a r a m e t r o v k a m n in e . V z o r c i p e r m o k a r b o n s k ih k l a s t i t o v s o n a v a d n o m o č n o r a z p o k a n i, z a to je iz n jih p o g o s to t e ž k o d o b i t i r e p r e z e n t a t i v n e p o d a tk e o n j ih o v i t r d n o s t i . Z a d o lo č i t e v g e o m e h a n s k ih l a s t n o s t i h r ib in e s m o u p o r a b i l i G S I in d e k s , h r ib in o p a s m o k la s i f i c i r a l i p o d v e h n e o d v is n ih in v s v e t u p r iz n a n ih s i s t e m ih [ k la s i f ik a c i ja p o O E N O R M 2 Q Q 3 in R M R k la s i f ik a c i ja . T a ko s m o z u p o š te v a n je m t i s t i h r e z u l t a t o v l a b o r a t o r i j s k ih p re is k a v , ki j ih je b ilo m o g o č e o p r a v i t i , p r iš l i d o d o v o lj r e a ln e o c e n e t r d n o s t n i h in d e f o r m a c i js k ih l a s t n o s t i o b e h t ip o v k a m n in e , ki ju p r ič a k u je m o v p r e d o r u . S U M M A R Y T h e Š e n t v id t u n n e l is t h e l a s t l in k c o n n e c t in g t h e S lo v e n ia n h ig h w a y f r o m t h e A lp s t o t h e s e a . D u e t o t h e f a c t t h a t t h e r o a d , w h ic h n o w le a d s t h r o u g h t h e n o r t h e r n p a r t o f L ju b l ja n a , is h e a v ily o v e r lo a d e d w i t h t r a f f i c , t h e im p o r t a n c e o f t h i s t u n n e l is n o t in q u e s t io n . B y t h e b a s ic d e s ig n , t h e tu n n e l c o n s i s t s o f t w o d o u b le t r a c k t u b e s , 1 .1 k m lo n g . B y t h e p r e l im in a r y p r o g n o s is , t h i s t u n n e l is o n e o f t h e g r o u p o f S lo v e n ia n h ig h w a y t u n n e ls w i t h h e a v y g e o te c h n ic a l c o n d i t io n s . I t w i l l b e c o n s t r u c t e d t h r o u g h p e r m o - c a r b o n i f e r o u s c l a s t i c r o c k . T h e f i r s t t a s k f o r a g e o lo g is t w a s t o d e f in e t h e g e o lo g ic a l s t r u c t u r e o f G r a d iš č e h il l, w h ic h w i l l b e p e n e t r a t e d b y t h e t u n n e l , f r o m t h e r e g io n a l g e o lo g ic a l d a ta a n d f r o m t h e d a t a o f t h e s i t e , . Q u i t e e x te n s iv e p r o g r a m , e x e c u te d in t w o p h a s e s [ t h e f i r s t in 1 9 9 1 a n d t h e s e c o n d in 1 9 9 9 / 2 0 0 0 ) , le d t o a g o o d f u l f i lm e n t o f t h i s t a s k . I t s h o w e d t h a t t h e r o c k c o n s is t e d o f t h r e e s u c c e s s iv e t h r u s t s , f r o m t h e n o r t h t o t h e s o u t h , w h ic h w e r e la t e ly c u t w i t h s o m e f a u l t s in D in a r ic a n d c r o s s - D in a r i c d i r e c t io n . T h e in v e s t ig a t io n s h o w e d a ls o t h e o r ig in a n d t h e t h i c k n e s s o f t h e q u a t e r n a r y d e l lu v ia l s e d im e n t s , w h ic h h a v e b e e n u n s t a b le a n d t h u s s l id in g m a n y t im e s in t h e p a s t . L ik e m a n y t im e s b e f o r e , w e m e t w i t h t h e p r o b le m o f t h e a c q u is i t i o n o f r e p r e s e n t a t i v e s a m p le s , p e r m i t t i n g t o p e r f o r m t e s t s o f r o c k s t r e n g t h a n d d e f o r m a b i l i t y . W e g o t s o m e r e s u l t s b y m e a n s o f i n - s i t u t e s t s . S o m e o t h e r s w e r e a c q u ir e d f r o m la b o r a to r y . B u t t h e m a in p r o b le m s , t h e e s t im a t i o n o f s t r e n g t h a n d d e f o r m a b i l i t y o f t h e r o c k m a s s a s t h e w h o le , w e r e s o lv e d b y u s in g t h e G S I in d e x . T h e o t h e r w a y u s e d h e r e , b u t a ls o in s o m e K. FIFER BIZJAK, B. PETKOVŠEK, R. PETRIČA: Geološke in geomehanske raziskave za predor Šentvid o t h e r S lo v e n ia n t u n n e ls , w a s t o g e t t h e e s t im a t io n o f g e o te c h n ic a l p a r a m e t e r s f r o m t h e r o c k m a s s c la s s i f i c a t io n (R M R ). Avtorji: dr. Karmen Fifer Bizjak, dipl. inž. geol., karm en .fife r@ zag .s i, Zavod za gredbeništvo Slovenije, Dimičeva 12 , Ljubljana d r B orut Petkovšek, dipl. inž. geol. borut.petkovšek@ zag .s i, Zavod za gredbeništvo Slovenije, Dimičeva 12 , Ljubljana Rajko P e triča , dipl. inž. geol., ra jko .p e tr ic a @ za g .s i, Zavod za gredbeništvo Slovenije, Dimičeva 12 , Ljubljana__________________________ 1 . U V O D Predor Šentvid bo zgrajen na odseku AC Šentvid - Koseze. Povezal bo gorenjsko avtocesto z zahodno ljubljansko obvoz nico in tako razbremenil Celovško cesto med Šentvidom in odcepom na zahod no ljubljansko obvozno cesto, kakor tudi samo zahodno obvoznico. V idejnem projektu predora sta predvi deni dve dvopasovni cevi, dolgi približno 1.1 km. Debelina nadkritja nad predorom je od 5 do 107 m. Na začetku predora sta cevi v Šentvidu predvidoma razmaknjeni le za 4 - 6 m, (na strani se vernega portala). Ta razdalja se nato veča do 65 m (na sredini predora), nato pa se proti južnem portalu cevi ponov no približata na razdaljo 35 m. Gradnja predora bo potekala v permokar- bonskih klastitih, zadnjih 100 - 150 m na južni strani pa v kvartarnih deluvial- nih nanosih iste hribine. Predvidoma bo za gradnjo predora upo rabljena Nova avstrijska metoda. Prva faza raziskav za predor je potekala v letu 1991 [Petkovšek, 1991], Ker so slovenske izkušnje v predorih, grajenih v podobnih kamninah, pokazale na možnost razvoja velikih deformacij pri gradnji in na velike težave s stabilnostjo portalov, so se v letu 1999 pričele do datne raziskave za predor Šentvid. Dodatna raziskovalna dela je vodil ZAG Ljubljana, sodelovali pa so še Geo- projekt z vrtalnimi deli, Geoinženiring z izvedbo geofizikalnih raziskav in njiho vo interpretacijo in Geološki zavod Slo venje s sodelovanjem pri reševanju hi- drogeološke problematike. Rezultati vseh raziskav so zbrani v poročilu [Petkovšek, 2000], 2 . O P R A V L J E N E R A Z IS K A V E S terenskim delom raziskav smo pričeli decembra 1999. Najprej smo teren inženirsko geološko kartirali. Na tej osno vi smo določili položaj dodatnih vrtin. Skupaj je bilo izvrtanih pet strukturnih in devet geomehanskih vrtin. Opravljeno je bilo tudi hidrogeološko kartiranje širše ga območja predora. Geofizikalne preiskave so bile opravljene v tej fazi le na območju severnega porta la, kjer smo pričakovali večjo tektonsko porušenost kamnine. Opravljene so bile meritve hitrosti seizmičnih valov (re- frakcijska seizmika) in geoelektrična identifikacija kamin. V vrtinah, ki so bile stoodstotno jedrova- ne in ves čas vrtanja natančno geološko spremljane, so bile opravljene geofizikal ne meritve hitrosti seizmičnih valov: down - hole, presiometrične meritve, SPT me ritve in nalivalni poizkusi. V nekaterih vr tinah v območju portalov še vedno opra vljamo meritve inklinacije in meritve ni voja podzemne vode. V laboratorijih smo opravili vrsto geo mehanskih in mineraloških preiskav re prezentativnih vzorcev kamnin in zemljin. 3 . P R E D S T A V IT E V S T R U K T U R N O - G E O L O Š K E G A M O D E L A Izdelan strukturno-geološki model temelji na našem poznavanju literaturnih poda tkov geološke zgradbe širšega ozemlja in na rezultatih vseh doslej opravljenih preiskav. Vanj so vključena tektonska dogajanja, ugotovljena v širši okolici preiskovanega ozemlja. Glede na tako ugotovljene premike narivnih struktur smo določili območja večjih tektonskih con. 3 . 1 . G E O L O Š K A Z G R A D B A Š IR Š E G A O B M O Č J A P R E D O R A Š E N T V I D Prognozni strukturno-geološki model šir šega ozemlja predora temelji na ob stoječih literaturnih podatkih in na rezul tatih vseh do sedaj opravljenih raziskav. Območje predora Šentvid je v bližini na- rivne ploskve trnovskega pokrova na hru- šiški pokrov. Oba pokrova predstavljata tektonski enoti regionalnih razmer v strukturni zgradbi Slovenije. Narivna plo skev trnovskega pokrova poteka po poda tkih geološke literature nekaj 100 m južneje od južnega portala predora v Pržanju, ob vznožju grebena Šentviškega hriba. Po podatkih regionalnih tektonskih raziskav naj bi narivanje potekalo od se vera proti jugu [ Premru, 1983], K. FIFER BIZJAK, B. PETKOVŠEK, R. PETRIČA: Geološke in geomehanske raziskave za predor Šentvid Pokrov je razkosan z dinarskimi in preč- nodinarskimi prelomi. Od močnejših di narskih prelomov so v bližini preiskane ga ozemlja locirani dražgoški, ratitovški in blejski prelom ter od prečnodinarskih prelomov viški prelom. Ob teh prelomih naj bi nastal severozahodni rob udorine Ljubljanskega polja in Ljubljanskega barja. 3 . 2 . O Ž J E O B M O Č J E P R E D O R A 3 .2 .1 L i t o s t r a t i g r a f s k e r a z m e r e v t r a s i Pretežni del predora bo potekal po kla- stičnih permokarbonskih sedimentih, le okoli 30 m trase na severnem portalu ter 75 m trase na južnem portalu bo poteka lo po kvartarnih nanosih (slika 1). V trasi predora izdvajamo dve litološki enoti permokarbonskih sedimentov: • muljevec in glinasti skrilavec, z do 5 m debelimi plastmi peščenjaka (mu-gs CP) Kot muljevec smo poimenovali masivni temnosivi sljudnati meljevec in glinovec, medtem ko v glinasti skrilavec uvrščamo plasti tankoskrilavega sljudnatega glino- vca in meljevca. Več 10 m debel horizont prevladujočega glinastega skrilavca je bil ugotovljen v zgornjem delu prereza. Po ugotovitvah terenskega kartiranja pripada enoti večjega nariva, ki gradi osrednji del preiskanega ozemlja. menjavanje plasti glinastega skrilavca, skrilavega meljevca in peščenjaka cm- dm debeline (pem CP), v sekvencah z gradacijsko sedimentacijo, debelih do 30 cm . Posamezne sekvence so debele od 5 cm do 30 cm. V spodnjem delu sekvence je plast drobnozrnatega, sljudnatega kreme novega peščenjaka z navzkrižno lamina- cijo. Ta postopno prehaja navzgor v plast temnosivega sljudnatega meljevca. Vsaka sekvenca se konča z nekaj mm do nekaj cm debelo lamino temnosivega glinovca, ki leži nad plastjo meljevca. Horizont pe- ščenomeljastih sekvenc gradi pretežni del predora. 3 . 2 . 2 T e k t o n s k e r a z m e r e Trasa predora poteka po močno deformi rani gubi (verjetno sinklinali) permokar bonskih plasti, ki je zaradi narivanja od severa proti jugu razpadla na tri narivne tektonske enote (luske). Luske si slede od severa proti jugu (slika 2). Narivne ploskve lusk bolj ali manj vzpo redno vpadajo proti NW (generalni vpad ploskev je 330°-350730°-40°) in po- SPLOŠNA LEGENDA H GEOLOŠKIM KARTAM M PREREZOM |ajÜ *, •*.-jj ijavo siva meljna glina z ddoma zaobljenim kosi rtmlavca. mdjevca V tektonsko glino in tektonski zdrob pregneten glinovec. meljevec in peščenjak, tektonska cona preloma ali nariva-permokarbon L-.-1 - J obtektonstaconimočnodefoniiiianskrilavec.mdjevecinpeščenjak. Ev J • ' I sknlava m plastovita struktura v hnbini otiranj ena-permokarton — ■ ugotovljena inpredvidena geoloäca meja ugotovljena tektonska cona -W~ prelom ali nalivna cona - predvidena predvidena meja labilne cone in paleoplazu geomehandta strukturna razidcovalna vrtina, na karti, v prerezu manj le sekundarne gube vpad dciilavosti in vpad plasti _______ prelom 40A preča geoloäo prerez Slika 2: Položaj tektonskih lusk K. FIFER BIZJAK, B. PETKOVŠEK, R. PETRIČA: Geološke in geomehanske raziskave za predor Šentvid tekajo poševno na smer predora. Glede na lego v prostoru jih bomo poimenovali severna, srednja in južna luska. Predpo stavljamo, da so vse tri luske del večje narivne enote, bodisi litijskega ali dol skega pokrova (Grad, 1976). Znotraj narivnih enot so med narivanjem nastale sekundarne gube s poleglimi in prevrnjenimi krili. Zaradi močne tekton ske deformiranosti hribine se natančnej še lege posameznih gub ne da določiti. 4 . G E O T E H N I Č N I O P IS K A M N I N IN Z E M L J I N V O B M O Č J U P R E D O R A Permokarbonski klastiti so močno razpo kani, tako da je iz njih težko pridobiti ustrezne vzorce za laboratorijske geo mehanske preiskave. Mnogo vzorcev se je porušilo že med samo pripravo. Geo- tehnične parametre hribine smo zato do ločevali s pomočjo RMR in GSI indeksa. Predvsem GSI indeks omogoča, da pri vrednotenju upoštevamo tudi razpokanost in heterogenost hribine. Na osnovi poda tkov GSI, enoosne tlačne trdnosti vzorcev (qu) in Hoekovega parametra m! smo izračunali enoosno tlačno trdnost razpo kane hribine kot celote ( q j , njen elastič ni modul (E), strižni kot (