HIEKKAHARJUN UUSI VESITORNI

Transkriptio

1 HIEKKAHARJUN UUSI VESITORNI Hankesuunnitelma HSY:n hallitus Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä Samkommunen Helsingforsregionens miljötjänster Helsinki Region Environmental Services Authority

2 Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä Opastinsilta 6 A Helsinki puhelin faksi Lisätietoja Jukka Piekkari, puhelin jukka.piekkari@hsy.fi Copyright Kartat, graafit, ja muut kuvat: HSY Kansikuva: HSY 2

3 Sisällys 1 Tausta 5 2 Hankkeen suunnittelun perusteet Vedenjakelu Tikkurilan painepiirissä tällä hetkellä Vedenjakelun riskienhallinta Tikkurilan painepiirissä Tikkurilan painepiirin paineenhallinnan vaihtoehtoselvitys Vaihtoehto 0 Vanhan vesitornin saneeraus Vaihtoehto 1 - Uusi vesitorni Vaihtoehto 2 - Vesitorniton vaihtoehto Johtopäätökset ja HSY:n tavoitteet vedenjakelun varmistamiseksi Hankkeen kuvaus Tekninen kuvaus Vesitornin rakenteellinen esisuunnittelu Arkkitehtuuriehdotus Rakenneratkaisu Ympäristövaikutukset Rakentamisen aikaiset ympäristövaikutukset Käytön aikaiset ympäristövaikutukset Toteutus Hankkeen johtaminen Suunnittelutyö Rakentaminen Aikataulu Kaavoitus ja lupamenettely Kaavatilanne ja rakennuslupa Tontti Nykyiset maanalaiset putkistot Lentoesteluvitus YVA Käyttö ja ylläpito Johtaminen ja vastuuorganisaatio Vaikutukset käyttötalouteen Vaikutukset henkilöstöön Investoinnin kustannusarvio Investointikustannusarvio Käyttökustannukset Riskien hallinta Kapasiteettiin ja sijaintiin liittyvät riskit Tekniset riskit Rakentamiseen liittyvät riskit Kustannusriskit

4 9.5 Aikatauluriskit Käyttöön liittyvät riskit Tiedottaminen 27 4

5 1 Tausta Hiekkaharjun nykyinen vesitorni on rakennettu kahdessa vaiheessa ja sitä kutsutaan myös jossain yhteyksissä Hiekkaharjun vesitorniksi sen sijaintipaikan mukaan. Vuonna 1962 valmistunut Väinö Vuorisen suunnittelema tornin ensimmäinen osa oli kapea ja korkea yksijalkainen torni. Nykyinen Matti Ollilan suunnittelema vesitorni on hyvin poikkeuksellinen malliltaan. Vantaan kaupunki laajensi vesitornia 70-luvun lopulla KVR-urakkana vuodesta 1976 alkaen. Täysin elementtirakenteinen vesitorni rakennettiin vanhan tornin ympärille siten, että vanha torni toimi rakennusvaiheessa tukena uudelle tornille ja jäi nykyisen tornin keskiöön. Hiekkaharjun tornin rakentaminen oli erittäin vaativa rakennushanke ja silloisen Suomessa vallinneen elementtirakentamisboomin eräs haastavimmista kohteista. Kuvassa 1 on esitetty nykyisen tornin rakennusvaihetta ja vesitorni valmiina. Kuvassa nähtävät jännitetyt vetotangot antavat tornille vahvan leiman. Kuva 1. Hiekkaharjun vesitorni oli aikansa elementtirakentamisen taidonnäyte (kuvat Petri Janhunen, Betoni lehti 3/2008) Hiekkaharjun vesitornin nykyiset betonielementtirakenteet edustavat valtaosin 1970-luvulla käytössä ollutta rakenneteknistä suuntausta, jossa betonirakenteet esi- ja jälkijännitettiin teräksisillä raudoituksilla ja siten rakenteen massaa voitiin pienentää ja rakenteista voitiin muokata virtaviivaisempia. Sittemmin jännemenetelmäksi kutsuttu rakenneratkaisu on todettu haastavaksi niin kunnontarkkaillun kuin saneerauksenkin osalta, ja teräsjänteiden ruostuessa rakenteen kantokyky saattaa heiketä ja pahimmillaan se häviää kokonaan ns. viivästyneen vetymurtuman seurauksena. Viivästynyttä vetymurtumaa esiintyy lujilla staattisesti kuormitetuilla teräksillä ja vetymurtumalle on tyypillistä, että säröt alkavat materiaalin sisältä teräksessä olevan vedyn tai veden vaikutuksesta. Tästä ikävänä esimerkkinä toimi Jyväskylässä vuoden 2012 lopussa romahtanut Kangasvuoren vesitorni, jossa kyseistä rakenneratkaisua oli käytetty vesitornin säiliön betoniosien rengasmaisessa palkissa. Jyväskylän vesitorni sortui, koska sen säilöosan alareunassa sijainnut lattiaelementtejä sitonut ja seiniä tukenut suuri rengasmainen palkki jännepunoksineen katkesi. 5

6 Vesitornin sortumisen myötä vesitorni tuhoutui täysin. Vuonna 2013 Onnettomuustutkintakeskus suositti, että ympäristöministeriön ja Liikenneviraston tulisi yhdessä kuntien kanssa kartoittaa vetymurtumalle alttiit rakenteet ja huolehtia, että niiden turvallisuudesta vastaavat tahot tekevät tarvittavat tarkastus- ja korjaustoimet. HSY käynnisti välittömästi onnettomuuden jälkeen omat tutkimuksensa vesitornien rakenteista niiltä osin kuin tornit eivät jo olleet saneerausselvityksien alla tai juuri saneerattuja. Hiekkaharjun vesitornin tapauksessa jännemenetelmän tyyppisiä rakenneratkaisuja on käytetty 70-luvun lopulla toteutetuissa elementtirakenteissa eli nykyinen vesitorni on ns. täyselementtirakenteinen vesitorni. Hiekkaharjun tornin saneerauksesta on teetetty erillinen selvitys. Saneerauksen kustannusarvioon sisältyy huomattava taloudellinen ja rakennustekninen riski rakenteiden poikkeuksellisesta toteutuksesta ja rakenteiden kunnosta johtuen. Lisäksi vanhan vesitornin operointi ei ole mahdollista saneerauksen aikana, joten Hiekkaharjun alueen vedenjakelun varmistaminen olisi tuolloin haastavaa. Tämän Hiekkaharjun vesitornin uudisrakennushankkeen tarkoituksena on varmistaa, että Vantaan vedenjakelun varmuus kasvaa nykyisestä tasosta rakenteiden uudistuessa, vesisäiliön volyymin palautuessa vuotta 2013 edeltävälle tasolle sekä tornin tilavuuden kasvaessa yli 15 %. Lisäksi uuden tornin vesisäiliö on mahdollista jakaa kahteen itsenäiseen osaan, mikä helpottaa kohteen käytön aikaista kunnossapitoa ja mahdollistaa aikanaan kohteen saneerauksen. Samalla vesitorniin kohdistuva investointipanostus tuo sille saneerausta selkeästi pidemmän teknisen käyttöiän. Vesitorni on yksi näkyvimmistä vesihuollon rakenteista ja poikkeuksellisen kokoisena rakennuksena se on usein alueen kaupunkikuvassa merkittävä maamerkki. Vesitornin on myös toimittava vedenjakelun kannalta optimaalisessa paikassa. Erityisesti olemassa olevan kaupunkirakenteen alueelle voi olla haastavaa löytää sekä operatiivisesti että maisemakuvan kannalta oikeaa paikkaa. Tämän hankesuunnitelman valmistelun yhteydessä on tarkasteltu viittä eri sijoituspaikkaa uudelle vesitornille Tikkurilan painepiirin alueella. Sijoittelutarkastelut on tehty yhteistyössä Vantaan kaupungin kanssa. Rakennuspaikan olosuhteiden, verkostomallinnuksen, tarvittavien verkoston muutosten sekä Vantaan kaupungin edustajien kanssa käytyjen neuvottelujen perusteella uusi korvaava vesitorni olisi mahdollista rakentaa nykyisen vesitornin itäpuolelle Malmimäelle. Kohteessa toteutuu hyvin vesihuollon edellyttämät operatiiviset edellytykset, paikka antaa mahdollisuuden toteuttaa hanke kokonaistaloudellisesti edullisimmin ja maisemakuvallisesti torni sijoittuu alueelle, jossa vanhakin torni sijaitsee. Tässä hankesuunnitelmassa Hiekkaharjun uuden vesitornin rakennushankkeelle asetetaan laajuutta, toimivuutta, laatua, kustannuksia, ajoitusta ja ylläpitoa koskevat tavoitteet. Hankesuunnitelma sisältää HSY:n investointipäätökseen tarvittavat rakennushanketta koskevat tiedot ja rakennussuunnittelun tavoitemäärittelyn. Hankesuunnitelman pohjalta tehdään investointipäätös ja myönteisen päätöksen jälkeen voidaan käynnistää varsinainen toteutussuunnitteluvaihe ja kaavoitukseen liittyvät toimenpiteet. 6

7 2 Hankkeen suunnittelun perusteet Vesitorneihin eli ns. ylävesisäiliöihin varastoidaan vettä vuorokautisten kulutushuippujen varalle. Vesitornissa oleva vesi on normaalissa jakelupaineessa. Vesitornissa oleva vesimäärä vaihtelee hetkittäisen kulutuksen mukaan ja kulutushuippujen aikaan vesimäärä vesitorneissa vähenee. Vastaavasti tornit täyttyvät matalan kulutuksen aikaan eli yöllä ja keskipäivällä. Vesitorneissa oleva vesireservi mahdollistaa vedenpuhdistuslaitosten vakaan operoinnin ja mahdollisimman tasaisen pumppauksen vuorokauden ympäri. Tällöin verkoston pumppaukset voidaan optimoida energiatehokkaasti ja säästää käyttökustannuksia. Investointien näkökulmasta vesitornit mahdollistavat sen, että alueen verkostoa ja vedenpuhdistuslaitteistoja ei ole tarpeen mitoittaa kaikilta osin hetkittäisen maksimikulutuksen mukaan, jolloin investointikustannukset jäävät niiltä osin pienemmäksi. Verkoston koon optimoinnilla parannetaan myös veden vaihtumista verkoston eri osissa, mikä edesauttaa talousveden laadun ylläpitoa. Vesitorneilla on myös keskeinen rooli verkostopaineen tasaajana. Voimakas verkostopaineen vaihtelu saattaa aiheuttaa laatuongelmia sakan lähtiessä liikkeelle. Paineen vaihtelut kasvattavat myös tunnetusti putkirikkojen riskiä. Vesihuollon varautumisen näkökulmasta vesitornin säilöihin on varastoitu vettä vedenjakelun häiriötilanteiden varalle. Tällaisia mahdollisia häiriötilanteita ovat esimerkiksi sähkökatkot ja laiterikot paineenkorotusasemilla, häiriöt talousveden tuotannossa sekä putkirikkotilanteet. Vesitornit toimivat myös sammutusveden varastona. Vedenjakelu on mahdollista toteuttaa myös ilman vesitorneja. Vesitornittomien painepiirien haasteet liittyvät edellä kerrotun mukaisesti vedenjakelun varmistamiseen kulutushuippujen ja häiriötilanteiden aikaan erityisesti verkoston ylemmissä käyttökohteissa (kerrostalot, mäen päällä sijaitsevat käyttökohteet) sekä mitoituksen ja käytön optimointiin. Tällöin syöttöpumppaus ja syöttölinjat täytyy mitoittaa hetkittäisen maksimikapasiteetin mukaan, jolloin verkoston putkikoot kasvavat ja viipymät verkostossa kasvavat. Vesitorniton vedenjakelu reagoi välittömästi mahdollisiin vedensyöttöhäiriöihin, putkirikkoihin ja poikkeavaan vedenottoon. Syöttöpumppaus vaihtelee niin ikään hetkittäisen minimi- ja maksimikulutuksen välillä, mikä useimmiten ei mahdollista energiatehokasta verkoston operointia. Myös paineenvaihtelujen hallintaan tulee löytää muita teknisiä ratkaisuja putkirikkojen välttämiseksi. Alueellisen vedenjakelun varmistaminen edellyttää edellisten lisäksi, että vesitornittomalle alueelle johtaa vähintään toinen kapasiteetiltaan samansuuruinen vaihtoehtoinen syöttöyhteys. Myös tekniset järjestelmät tulee lähtökohtaisesti varmentaa korkeammalla riskiluokituksella. 2.1 Vedenjakelu Tikkurilan painepiirissä tällä hetkellä Tikkurilan painepiirin vaikutusalueella asuu n asukasta, josta itse Tikkurilan painepiirissä n asukasta. Alueella sijaitsee Helsinki-Vantaan lentokenttä ja kahdeksan muuta kriittistä vedenkuluttajaa. Tikkurilan painepiirin kautta vesi johdetaan Korson painepiiriin ( as.) ja pääosin Hakunilan painepiiriin ( as.). Näillä alueilla on yhteensä 12 kriittistä vedenkäyttäjää. Verkostoveden pääsyöttöyhteys Tikkurilan painepiiriin lähtee Pitkäkosken vedenpuhdistuslaitokselta Ylästön paineenkorotusaseman kautta. Pääsyöttöyhteys on varmistettu osin Vanhankaupungin laitokselta Ala- Tikkurilan paineenkorotusaseman kautta. Varmistus kattaa 60 % normaalista vedensyötöstä. Kuvassa 2 on esitetty vedenjakelun päälinjat Tikkurilan painepiirissä. 7

8 Kuva 2. Tikkurilan painepiiri ja vedenjakelun suunnat Painepiirissä sijaitsevan nykyisen vesitornin vesitilavuus on m 3, jonka on katsottu olevan yleisten vedenjakelun suunnitteluperusteiden mukaan riittävä alueen kulutukseen nähden. Tällä hetkellä nykyisen tornin vesitilavuudesta on kuitenkin turvallisuussyistä vain kolmannes käytössä ja käytännössä alueen toleranssi vedenjakeluhäiriöihin on vain kolmannes vuotta 2013 edeltäneestä tilanteesta. Vesitilavuuden laskeminen pienentää nykyisiin elementtirakenteisiin kohdistuvaa rasitusta ja toimii tässä tilanteessa varotoimenpiteenä rakenteiden kestävyyden varmistamiseksi. 2.2 Vedenjakelun riskienhallinta Tikkurilan painepiirissä Itä-Vantaan (Tikkurilan, Korson ja Hakunilan painepiirit) vedenjakelu on kokonaisuutena HSY -alueen haavoittuvin. Vuoden 2012 syyskuun jälkeen Itä-Vantaalla on ollut neljä vaikutuksiltaan laajaa vedenjakelun häiriötilannetta. HSY:n hallituksen hyväksymässä vesihuollon investointistrategiassa määriteltiin yleinen vedenjakelun varmuuden palvelutaso. Strategiassa todettiin, että Yksittäinen häiriö ei aiheuta laajaa vedenjakelun häiriötä. Itä-Vantaan osalta tähän palvelutasoon ei päästä vielä investointiohjelmakauden aikana. Hiekkaharjun nykyisen vesitornin korvaaminen kokonaan uudella ylävesisäiliöllä tai vaihtoehtoisesti vanhan säiliön perusteellinen saneeraus ei yksinään nosta Itä-Vantaan vedenjakelun varmuutta HSY:n määrittelemälle palvelutasolle. Uuden vesitornin rakentaminen tai vanhan tornin saneeraaminen kuitenkin palauttaa ylävesisäiliön vesivarastovolyymin vuotta 2013 edeltäneelle tasolle ja uuden vesitornin myötä varastokapasiteettia on mahdollista myös kasvattaa n. 15 %. Tämä vaikuttaa häiriötilanteiden sietokynnykseen palauttaen sen 2012 tasolle tai uuden vesitornin tapauksessa sitä korkeammalle. Uuden vesitornin rakenne voidaan toteuttaa siten, että se voidaan jakaa toiminnan aikana kahteen osaan, jolloin 8

9 tulevat saneerauksiin ja huoltoihin kohdistuvat toiminnalliset riskit laskevat vuoden 2012 tasosta. Lisäksi kokonaan uusi vesitornirakenne minimoi itse vesitornin rakenteisiin kohdistuvan romahdusriskin, joka toteutuessaan olisi vesihuollon aiheuttama alueellinen yhteiskunnallinen poikkeustilanne. Vanhan tornin saneerauksen osalta vastaavan kokoista, uuteen rakenteeseen verrattavaa rakenteellista riskitason madaltumista ei voida sen sijaan taata. Itä-Vantaan vedenjakelun varmuuden pitäminen vuotta 2013 edeltäneellä tasolla edellyttää edellisten toimien lisäksi myös Kuninkaanlähteen pohjavesilaitoksen ylläpitoa sekä Keravan- ja HSY:n välistä sopimusta kriisiveden toimittamisesta vedenjakelun häiriötilanteissa. Kriisivesisopimuksen päivittäminen on käynnissä ja työ saadaan päätökseen syksyn 2015 aikana. Tehdyt, käynnissä olevat ja suunnitellut paineenkorotusasemien saneeraukset parantavat häiriötilannevarmuutta sähkökatkotilanteissa, mutta eivät tuo juurikaan lisävarmuutta pääsyöttöyhteyksien putkirikkotilanteisiin. 2.3 Tikkurilan painepiirin paineenhallinnan vaihtoehtoselvitys Pöyry Oy on HSY:n toimeksiannosta laatinut Hiekkaharjun nykyisen tornin kuntokartoituksen sekä saneerattavuusselvityksen, uuden vesitornin vaihtoehtojen toiminnallisen tarkastelun ja vertailun sekä yleissuunnitelmatasoisen selvityksen uuden vesitornin rakentamisesta hankesuunnitelman perustaksi. Ramboll Oy laati Pöyryn saneerattavuusselvityksen perusteella nykyisen tornin peruskorjauksen kustannusarvion. Vaihtoehtoselvityksessä vertailtiin nykyisen vesitornin saneerausta ja viittä uuden vesitornin sijoituspaikkaa sekä edellisten lisäksi vesitornitonta vaihtoehtoa Vaihtoehto 0 Vanhan vesitornin saneeraus Vaihtoehto 0:na käsiteltiin nykyisen tornin saneeraus, koska vaihtoehtoa, jossa ei tehdä mitään, ei ole mahdollista ylläpitää ilman korkeaa toiminnallista riskiä. Selvityksessä todettiin, että olemassa olevan vesitornin saneeraus on työnä erittäin haastava ja kustannuksiltaan uutta rakennetta vastaava. Lisäksi saneerauksen kustannusarvion ns. arvaamattomien kustannusten osuus on arvioitu uudisrakentamista korkeammaksi olemassa olevien elementtirakenteiden saneerattavuuden ollessa erittäin vaativaa ja saneerauksen toteutuksen ollessa vaikeaa ko. paikalla. Saneerauksen tekee erityisen hankalasi vanhan vesitornin täyselementtirakenne, joka perustuu jännepunoksilla jännitettyihin rakenteisiin. Jännepunokset ovat vastaavan tyyppiset kuin sortuneessa Jyväskylän tornissa. Tornin saneeraus vaatisi käytännössä kaikkien kantavien rakenteiden ympäröimistä uusilla betonirakenteilla. Saneerauksen aikana Tikkurilan painepiirin ylävesisäiliö on kokonaan pois käytöstä toisin kuin aikanaan vesisäiliötä laajennettaessa 1970-luvulla. Tämä alentaisi jakeluvarmuutta käytännössä kestämättömälle tasolle, koska Tikkurilan painepiiri olisi tuolloin käytännössä vesitorniton ja erittäin haavoittuva häiriötilanteissa. Saneerauksen jälkeen nykyisessä vesitornissa olisi edelleen osittain vanhoja rakenneosia ja vesisäiliön tiiveys olisi esimerkiksi hoidettu muovisilla sisäpusseilla. Vanhoihin rakenneosiin jää piileviä rakenteellisia riskejä saneerauksesta huolimatta. Vesitornin sisäpusseilla on myös rajallinen käyttöikä. Ne ovat myös HSY:n käyttökokemuksen perusteella aiheuttaneet tiiveysongelmia. Näin ollen saneeraus on vain 9

10 väliaikaisratkaisu, koska asiantuntijat ovat arvioineet tornin tekniseksi käyttöiäksi saneerauksen jälkeen noin 20 vuotta Vaihtoehto 1 - Uusi vesitorni Vaihtoehdossa 1 tarkasteltiin kokonaan uutta vesitornia osana Itä-Vantaan vedenjakelun varmuuden kokonaisratkaisua. Tarkastelun lähtökohtina olivat säiliön tilavuus, vedenpinnan taso ja sijainti. Yleissuunnittelussa tarkasteltiin säiliön rakennetta ja muotoa, toiminnallisuutta sekä sen toteutettavuutta kaupunkisuunnittelullisista näkökulmista ja soveltuen alueen arkkitehtuuristrategiaan. Esitystä säiliön rakenteesta ja sijainnista on valmisteltu yhteistyössä Vantaan kaupunkisuunnittelun kanssa. Uusi vesitorni antaa mahdollisuuden lisätä vesitornitilavuutta ja muuttaa vedenpinnan korkeutta. Tarkastelun tuloksena päädyttiin esittämään uuden tornin tilavuudeksi m 3. Tämä on yli 15 % suurempi kuin nykyisen säiliön tilavuus olisi saneerattuna. Myös säiliön vedenpintaa voidaan laskea jonkin verran, kun lentokentän pienpainepiiri valmistuu. Tämä luo mahdollisuudet parantaa vedenjakelun energiatehokkuutta ja pienentää alueen verkoston vuotovesimääriä. Vantaan kaupunki esitti viittä mahdollista sijoituspaikkaa uudelle vesitornille. Sijaintipaikkaa valittaessa tarkasteltiin seuraavia kriteerejä: Toiminnallisuus vedenjakelun osalta nyt ja tulevaisuudessa, Rakennettavuus esitetylle sijaintipaikalle Kokonaiskustannukset investoinnille sisältäen uuden säiliön ja tarvittavat verkostoinvestoinnit tornin liittämiseksi vedenjakeluverkostoon Hankkeen toteutettavuus kaavoituksellisesta näkökulmasta Malmimäen puisto nykyisen vesitornin vieressä osoittautui parhaaksi sijoituspaikaksi. Perusteina valinnalle olivat: Sijainti keskellä kulutusaluetta on vedenjakelullisesti hyvä myös tulevaisuutta silmällä pitäen Alueen vedenjakeluverkosto valmiina, mikä minimoi säiliön sijaintipaikasta johtuvia uusia runkolinjainvestointeja Kaavoituksellisesti todennäköisesti varsin ongelmaton sijainti vanhan vesitornin naapurissa Itse säiliön muodossa on tässä vaiheessa haettu kokonaistaloudellista edullisuutta, jossa on huomioitu rakennettavuus, säiliön tekninen rakenne, toiminnallisuus sekä soveltuvuus maisemaan ja ympäristöön. Toiminnallisia näkökulmia ovat mm se, että torni on jaettavissa kahteen erilliseen vesisäiliöön ja se voidaan myöhemmin tulevaisuudessa saneerata käytön aikana. Myös käytön aikainen tarkkailu ja kunnossapito tullaan huomioimaan tornin rakenteissa nykyistä säiliötä selvästi paremmin. Uusi säiliö on luonnollisesti pysyvä ratkaisu ja rakennesuunnittelussa on käytetty mitoitusperusteena 100 vuoden käyttöikää Vaihtoehto 2 - Vesitorniton vaihtoehto Vaihtoehdossa 2 käsitellyn vesitornittoman Itä-Vantaan painepiirivaihtoehdon toteuttaminen vaatisi huomattavia lisäyksiä nyt suunniteltuihin Vantaan vedenjakelua parantaviin runkolinjainvestointeihin ja keskeisten verkostoinvestointien välitöntä toimeenpanoa ennen vanhan säiliön käytöstä poistoa. Lisäksi 10

11 Ylästön ja Ala-Tikkurilan paineenkorotusasemien pumppaamot tulisi saneerata osin uudelleen Tikkurilan painepiirin hetkittäisen maksimikulutuksen mukaiseksi. Näistäkään toimenpiteistä huolimatta ilman vesitornia ei saavuteta samaa toiminnallista varmuutta kuin vesitornin kanssa. Tämä vaikuttaa myös Korson ja Hakunilan painepiirin vedenjakelun varmuuteen. Operoinnin häiriövarmuuden alentumisen lisäksi vesitorniton vaihtoehto kuluttaa enemmän energiaa käytön aikana ja lisää verkoston vuotovesien määrää. 2.4 Johtopäätökset ja HSY:n tavoitteet vedenjakelun varmistamiseksi HSY:n vedenjakelun palvelutaso on määrittely HSY:n Hallituksen investointistrategiaa koskevassa käsittelyssä Tämä päätös ja HSY:n vastuu alueen vesihuollon kestävästä ja laadukkaasta toteuttamisesta on toiminut johtopäätösten perusteena tässä selvityksessä. Jotta Tikkurilan ja koko Itä- Vantaan alueen vedenjakelun varmuudessa saavutetaan aikanaan HSY:n yleinen palvelutaso, Tikkurilan painepiirissä tulee olla vähintään nykyisen tilavuinen vesitorni. Palvelutason saavuttaminen edellyttää myös suunniteltujen vedenjakelua varmistavien runkolinjainvestointien toteuttamista, paineenkorotusasemien saneeraamista sekä Kuninkaanlähteen pohjavesilaitoksen ja Keravan ja Korson painepiirin välisen kriisivesiyhteyden ylläpitoa. Kuntokartoituksen perusteella nykyisen säiliön käyttöikä on ilman mittavaa saneerausta lopuillaan ja jo nyt on jouduttu tekemään säiliön nykykunnon vuoksi vedenjakelun varmuutta heikentäviä toimenpiteitä. Kuntokartoituksen perusteella nykyisen tornin saneeraus tulisi aloittaa mahdollisimman pian. Vanhan tornin saneeraus on todettu hyvin haasteelliseksi ja kalliiksi. Lisäksi lopputulos on vain väliaikainen n 20 v teknisellä käyttöiällä. Lisäksi alueen vesihuolto on saneerauksen aikana (n. 1,5 vuotta) vielä nykyistä haavoittuvampi. Itä-Vantaan vesihuollon kokonaisuuden kehittämisen kannalta paras ratkaisu on Vaihtoehto 1. Vaihtoehdon mukaisesti Hiekkaharjun nykyisen vesitornin läheisyyteen rakennetaan uusi, nykyisen tornin korvaava vesitorni Malmimäen puistoon. Uuden vesitornin valmistuttua vanha Hiekkaharjun vesitorni puretaan. 11

12 3 Hankkeen kuvaus Tämän hankesuunnitelman tarkoituksena on esittää sijoituspaikan, rakenteellisen toteutuksen, kustannustehokkuuden ja arkkitehtuurin osalta paras mahdollinen ratkaisu Hiekkaharjun uudeksi vesitorniksi. Hankkeessa tullaan rakentamaan uusi vesitorni sekä tarvittavat uudet veden runkojohdot ja jätevesiviemäri olemassa oleviin verkostoihin. Vesitorni varustetaan nykyaikaisilla prosessiteknisillä laitteilla ja ratkaisuilla, joiden avulla vesitornille ja sen operatiiviselle toiminnalle saavutetaan mahdollisimman pitkä käyttöikä. Kappaleessa 2 kuvatun mukaisesti hankesuunnittelun esivaiheessa on vertailtu useita eri vesitornimalleja, joista valittiin hankesuunnitelmaa varten toteuttamiskelpoisin vaihtoehto. Havainnekuva uudesta vesitornista istutettuna suunnitellulle paikalleen Vantaan Malmimäkeen on esitetty kuvassa 3. Kuva 3. Havainnekuva uudesta vesitornista Tikkurilasta päin lähestyttäessä 3.1 Tekninen kuvaus Hiekkaharjun uuden vesitornin säiliöiden korkeusasema on valittu vanhan vesitornin mukaisesti siten, että uusien säiliöiden vesitilavuus tulee olemaan yhteensä m 3 ja säiliön alavesitaso on +73,00 ja 12

13 ylävesitaso on +80,00. Hiekkaharjun nykyisen tornin tilavuus on m 3, joten uuden vesisäiliön tilavuus on selkeästi sitä suurempi. Uusi säiliö on suunniteltu jaettavaksi kahteen altaaseen, joiden tilavuudet ovat 3500 m 3 ja 4500 m 3. Säiliön pohja on mahdollisimman loivasti kallistuva huollettavuuden parantamiseksi. Uuden vesitornin säiliötilan kokonaiskorkeus on noin 9 metriä, josta vedenkorkeus on 7 metriä. Ulomman ja sisemmän säiliötilan väliseinään on suunniteltu rakennettavaksi betoninen ylivuotokouru. Se toimii samalla hoitotasona, josta allastila voidaan tarkastaa ja operoida säiliöt erottavia venttiilejä Vesitornin rakenteellinen esisuunnittelu Hankesuunnittelussa selvitettiin yhteensä 11 erilaista vesitornin rakenteellista vaihtoehtoa. Vesitornin eri muotovaihtoehtoja on tarkasteltu rakenteellisesti eri tavalla toimivina rakennemalleina. Tarkastelut on suoritettu Robot Structural Analysis 3D -laskentaohjelmalla. Lisäksi yksinkertaistettuja vertailulaskelmia on tehty käsin laskemalla. Rakennetarkastelulla on pyritty parhaaseen mahdolliseen teknistaloudelliseen tehokkuuteen. Esisuunnittelun jatkovalmisteluun valittiin vaihtoehto, jonka rakennettavuus, säiliörakenne, rakennetekniikka sekä soveltuvuus maisemaan ja ympäristöön on kokonaistaloudellisesti toteuttamiskelpoisin. Vantaan kaupunkisuunnittelun edustaja on ollut mukana esisuunnitteluvaiheessa. Vaihtoehtoa on käytetty tässä hankesuunnitelmassa esitettyjen laskentojen perusteena ja rakennemalli esitelty kuvassa 4. Kuva 4. Hiekkaharjun uuden vesitornin rakennemalli- ja julkisivuehdotus. 13

14 3.2 Arkkitehtuuriehdotus Vantaan kaupungin arkkitehtuuristrategia määrittelee kaupunkikuvan kehittämisen perusteet. Vesitorni on kaupunkikuvassa yksi merkittävimmistä infrastruktuurielementeistä, ja vesitornin maisemakuvallinen vaikutus ulottuu kauas sen poikkeavan korkeuden ja massiivisen koon vuoksi. Tämän tyyppisissä hankkeissa varhainen yhteistyö kaavoittajan kanssa korostuu. Hiekkaharjun uuden vesitornin yläosassa on suunniteltu olevan sylinterimäinen lämpöeristetty kaksiosainen betonisäiliö, joka kannatetaan betonisilla diagonaalituilla. Säiliön julkisivumateriaali on esitetty olevan koboltin sininen 900x900 mm teräskasetti. Näkyvät betonirakenteet on suunniteltu maalattavaksi silikaattimaalilla valkoiseksi. Kulku maanpinnan tasolta ylös säiliöosaan toteutetaan henkilöhissillä sekä portailla. Vesitornin julkisivut on suunniteltu varustettavan älykkäällä led-tyyppisellä julkisivuvalaistuksella, josta on esimerkki kuvassa 5. Led-valaisimien avulla valaistaan tornin varsiosa, vinotuet sekä säiliöosan alapinta. Näin valaistus kohdistetaan vain haluttuihin kohtiin, jolloin vesitornin arkkitehtuuria voidaan korostaa ja valosaaste ympäristöön on minimoitu. Älykkäällä valaistuksella on mahdollista säätää valaistusta valvomosta etäohjauksella sekä ohjelmoida kirkkautta aikaohjatusti. Vesitornin sijoittumista ympäristöön on tarkasteltu havainnekuvassa, joka on esitetty kuvassa 3. Kuva 5. Vesitornin julkisivuvalaistusehdotus. 3.3 Rakenneratkaisu Vesitornin perustus-, keskijalka- ja säiliörakenteita on tarkasteltu alustavasti massiivisina, ei jännitettyinä ja paikalla valettuina teräsbetonirakenteina. Säiliörakenne jaetaan kahteen allastilaan väliseinällä, joka toimii samalla kantavana rakenteena. Säiliön yläpohjan kantava rakenne on ontelolaatasto. Tornin vesikattorakenne on tasakatto. Kattovedet johdetaan tornin jalan kautta alas ja edelleen hulevesiviemäriin. Rakenteiden mitoitusperusteena on ollut 100 vuoden suunnittelukäyttöikä. 14

15 4 Ympäristövaikutukset Hanke on tavanomaista vesihuoltorakentamista eikä sillä ole merkittäviä suoria ympäristövaikutuksia. Hankkeella on kuitenkin maisemakuvallinen vaikutus alueen kaupunkiympäristöön uuden tornin rakenteen kautta. Lisäksi vanhan tornin purkaminen vaikuttaa osaltaan kaupunkikuvaan sitä muuttavasti. uden vesitornin ja olemassa olevien rakennusten väliin jää etäisyyttä seuraavasti: eteläpuolella sijaitseva koulu 90 metriä, itäpuolella sijaitseva pientaloalue 190 metriä ja koillisessa sijaitseva pientaloalue 130 metriä. Länsipuolella lähimmät asuintalot sijaitsevat 130 metrin etäisyydellä Talvikkitien toisella puolella. 4.1 Rakentamisen aikaiset ympäristövaikutukset Rakennusvaiheen aikana hanke lisää liikennemääriä Talvikkitiellä, Lillukkakujalla, Malmimäenpolulla sekä lähiympäristössä. Rakentamisvaiheen aikana rakennustyömaalta kuuluu myös normaalia enemmän melua, josta saattaa olla haittaa lähialueen asukkaille sekä viereisen koulun oppilaille. Rakennusvaihe muuttaa rakennusalueen ulkonäköä väistämättä. Ympäröivien Talvikkitien ja Malmimäenpolun puustoa säilytetään kaavamääräysten mukaisesti ja rakennustyöt tehdään luontoarvoja kunnioittaen. 4.2 Käytön aikaiset ympäristövaikutukset Hiekkaharjun uusi vesitorni ei aiheuta käytön aikaisia suoria ympäristövaikutuksia muutoin kuin vesitornin aiheuttaman varjostus- ja valaistuksenvaikutuksen muodossa. Valaistusta on käsitelty ehdotusesimerkin kautta kappaleessa 3.2. Vesitornin esitetylle rakennuspaikalle on laadittu erillinen varjotarkastelu, jonka perusteella esitetyn mallinen ja kokoinen vesitorni varjostaa ympäröiviä alueita itä-, etelä- ja länsipuolella. Varjotarkastelun perusteella säiliöosan varjostus ulottuu kevätpäiväntasauksen aikaan auringon nousun ja laskun aikana noin 300 metrin etäisyydelle tornin länsi- ja itäpuolelle. Kevätpäiväntasauksessa auringon ollessa korkeimmillaan varjo ulottuu noin 140 metrin etäisyydelle pohjoisluoteeseen. Varjotarkastelusta esimerkkinä kuvassa 6 on esillä tilanne kevätpäivän tasauksen aikaan auringon noustessa ja laskiessa. Kuvassa esiintyvä Hiekkaharjun nykyisen tornin varjo ei vastaa esitettyjen ajanhetkien tilannetta, vaan se on kuvassa vakiona osoittaen nykyisen vesitornin varjostusvaikutusta asuinkorttelin päällä. 15

16 Kuva 6. Varjotarkastelu tilanne kevätpäivän tasaus: auringon nousu ja lasku Uuden vesitornin kautta syntyvät epäsuorat ympäristövaikutukset ovat pääosin positiivisia. Uuden tornin myötä Itä-Vantaan alueen verkostopaineen hallintaa voidaan kehittää energiatehokkaammaksi ja painetason laskulla vaikutetaan myös verkoston vuotovesien määrään. Uuden vesitornin tekniset järjestelyt ja automatisointi mahdollistavat myös nykyistä tilannetta tehokkaamman tornin operoinnin, jolla voidaan vaikuttaa energiatehokkuuteen ja esimerkiksi valaistusvaikutuksen optimointiin. Negatiiviset käytön aikaiset ympäristövaikutukset liittyvät vesitornin ja sen suoja-alueella tapahtuvan liikkumisen rajoitteisiin, jotka muuttavat nykyisen puistoalueeksi kaavoitetun metsäsaarekkeen virkistyskäyttöä. Normaalikäytössä vesitornin alueelle kohdistuvat liikennemäärät ovat erittäin vähäisiä ja niistä ei ole merkittävää haittaa alueen asukkaille. 16

17 5 Toteutus 5.1 Hankkeen johtaminen Hankkeen toteutusvastuu jakaantuu HSY:n sisällä vesihuollon toimialan investoinnit -osaston ja vedenpuhdistusosaston kesken. Investointiosasto vastaa hankkeen suunnittelusta, urakoinnin kilpailutuksesta ja aikanaan toteutushankkeen johdosta ja valvonnasta. Vedenpuhdistusosaston rooli tornin tulevana käyttäjänä on tärkeä osatekijä hankkeen johdon ja suunnittelijoiden muodostamassa tiimissä. Vedenpuhdistusosasto vastaa myös verkostoveden laadusta ja tuo suunnitteluun WSP (Water Safety Plan) ohjauksen sekä käyttöönottovaiheen johdon. 5.2 Suunnittelutyö Hankkeen suunnittelutyöhön tarvittavaa osaamista on tarjolla usealla Suomessa toimivalla konsulttitoimistolla. Tornin arkkitehtisuunnittelun toteuttamisen taso vaikuttaa hankkeen kustannuksiin ja aikatauluun. Tässä hankesuunnitelmassa esitetty suunnitteluaikataulu ei sisällä normaalia vesihuollon arkkitehtisuunnittelutasoa korkeatasoisempaa arkkitehtisuunnittelua tai arkkitehtisuunnitteluosion mahdollista erillistä kilpailuttamista. Hankkeen toteutussuunnittelu ja urakka-asiakirjojen laadinta tullaan kilpailuttamaan HSY:n hankintaohjeiden mukaisesti. Suunnittelutyön aikataulu on esitetty kappaleessa Rakentaminen Rakennusurakka toteutetaan HSY:n laadituttamilla suunnitelmilla, jolloin tilaajalla on mahdollisuus osallistua toteutussuunnitteluun sekä suunnittelutyön ohjaukseen. Työ toteutetaan kokonaisurakkana, mihin sisältyy rakennustekniset-, alue-, koneisto-, putkisto-, LVI-, sähkö-, instrumentointi- ja automaatiotyöt. Tällöin hankkeen voittanut urakoitsija toimii urakassa selkeänä pääurakoitsijana ja vastuun jakautuminen on selkeintä. Urakka tullaan kilpailuttamaan HSY:n hankintaohjeiden mukaisesti julkisena hankintana. Hankkeen rakennuttamisesta vastaa vesihuollon toimialan investoinnit -osasto. Urakkakilpailutuksen ja rakentamisvaiheen aikataulu on esitetty kappaleessa Aikataulu Hiekkaharjun uuden vesitornin hankeaikataulu on esitetty kuvassa 7. Hankkeen kokonaiskestoksi on arvioitu noin neljä vuotta. Vesitornin rakennushankeen valmistelu käynnistyy hankesuunnitelman ja investointipäätöksen hyväksymisen jälkeen välittömästi kaavamuutoksen valmisteluun liittyvillä neuvotteluilla. Vantaan kaupunki voi aloittaa kaavamuutoksen valmistelun syksyllä Kaavamuutosten arvioidaan valmistuvan vuoden 2016 lopussa. Mikäli kaavamuutoksesta valitetaan, on rakennuslupahakemuksen valmistelua sekä rakennustöiden aloitusta varauduttava siirtämään noin vuodella eteenpäin. 17

18 Kaavoitusprosessin rinnalla käynnistetään vesitornin toteutussuunnitteluvaiheen kilpailutus, ellei vesitornin arkkitehtuurin osalta muodostu lisäsuunnittelutarpeita. Kilpailutuksen jälkeen tehdään suunnittelijan valinta. Toteutussuunnitteluvaihe ja urakka-asiakirjojen valmistelu ajoittunee kevät-kesään Varsinainen urakkakilpailutus tapahtuu aikataulun mukaan loppuvuodesta Hankkeen vaatima rakennuslupahakemuksen valmistelu tehdään syksyllä 2016 ja se jätetään käsittelyyn vuoden 2017 alussa. Urakoitsijan valinta käsitellään tämän aikataulun mukaan HSY:n hallituksessa alkuvuodesta Näin ollen urakkasopimus voidaan solmia kevättalvella ja rakennustyöt voidaan aloittaa keväällä Rakennustöiden arvioidaan kestävän noin vuoden ja ne valmistumistuvat keväällä Rakennustöiden rinnalla toteutetaan erillisenä putkistourakkana hankkeen vaatimat verkoston muutostyöt. Aikataulun mukaisesti Hiekkaharjun uusi vesitorni voidaan ottaa käyttöön kesällä Hiekkaharjun nykyinen vesitorni voidaan poistaa käytöstä, kun uuden vesitornin käyttöönottotestaukset ja -tarkastukset on hyväksytysti suoritettu. Vanhan tornin purkaminen on haasteellinen tehtävä ja se tapahtuu vuosien 2018 ja 2019 aikana. HSY:n hallituksen hyväksymän vesihuollon investointiohjelman mukaan Hiekkaharjun olemassa oleva vesitorni oli kaavailtu saneerattavan samaan aikaan kuin kuvassa 7 esitetyn aikataulun mukainen uuden vesitornin rakentaminen tapahtuu. Kuva 7. Hankkeen alustava aikataulu 18

19 6 Kaavoitus ja lupamenettely 6.1 Kaavatilanne ja rakennuslupa Hiekkaharjun uudelle vesitornille on hankkeen valmistelun aikana pyritty löytämään kaikkien osatekijöiden kannalta optimaalisin paikka. Kaupunkialueella sijoituspaikkavalinta on aina jonkin asteinen kompromissi. Vertailussa parhaaksi vaihtoehdoksi nousi viereinen Malmimäki. Malmimäki on länsi- ja eteläpuolelta jyrkästi nouseva soraharju, missä kasvaa matalahkoa havupuustoa. Alueen pohjois- ja itäpuolet ovat loivempia. Harjulla kulkee muutamia kävelypolkuja. Voimassa olevan asemakaavan mukaan Malmimäki on puistoaluetta (P), jonka maanomistajana on Vantaan kaupunki, Asemakaavaote on esitetty kuvassa 8. Vesitornin rakentaminen Malmimäelle edellyttää kaavamuutosta, jonka arvioitu kesto on 1-1,5 vuotta ilman valituksia. Mikäli kaavamuutoksesta valitetaan, siirtyy rakennustöiden aloitus noin vuodella eteenpäin. Vantaan kaupungin suunnitelmissa on kaavoittaa Malmimäen itäpuolelle uusi asuinalue, jolloin tuleva kaava olisi lännestä itään lukien vesitornin ET -alue, virkistysalue ja pientaloalue. Vesitornin korkean muodon vuoksi itäpuoliset alueet jäävät tornin varjoalueelle, jolloin lähitalojen asukkaiden valitukset ovat mahdollisia. Rakennuslupaa hankkeelle voidaan hakea, kun asemakaava on lainvoimainen. Kuva 8. Voimassa oleva asemakaava 19

20 Kaavamuutosprosessi käynnistyy HSY:n aloitteesta, ja kaavamuutoshakemus allekirjoitetaan Vantaan kaupungin yrityspalveluissa. Kaavamuutostyö alkaa osallistumis- ja arviointisuunnitelman laatimisella, jonka jälkeen laaditaan tarvittavilta osin selvitykset mm. liikenteestä, melusta, tärinästä ja luontoarvoista. Vantaan kaupunki laatii kaavan HSY:n teettämien tarpeellisten selvitysten perustella. 6.2 Tontti HSY ostaa tai vuokraa muodostettavan tontin Vantaan kaupungilta. Tästä tehdään erillinen päätös. Mahdolliset tontin hankintakustannukset eivät sisälly kustannusarvioon. Uuden vesitornin alueeseen kohdistuva vuokra vastannee nykyisen Hiekkaharjun vesitornin alueesta perittävää vuokraa. 6.3 Nykyiset maanalaiset putkistot Vesitornin rakennuspaikan alueella ei ole tiedossa maanalaisia vesi-, jätevesi, kaukolämpö- tai sähköjohtoja. Lähimmät maanalaiset putkistot sijaitsevat lännessä Talvikkien ja idässä Malmimäenpolun reunassa. Olemassa olevat maanalaiset putkistot eivät haittaa vesitornin rakentamista. Kuva olemassa olevasta putkistosta on esitetty kuvassa 9. Vesitornin läheisyyteen ei ole suunnitteilla uusia maanalaisia putkistoja. Kuva 9. Olevat maanalaiset putkistot rakennuspaikan länsi- ja itäpuolella. 20