Humallahtea ruopattiin noin. Merenpohjasedimentin kuivatus geotuubissa

Transkriptio

1 Merenpohjasedimentin kuivatus geotuubissa Helsingin rakennusvirasto rakennutti kesällä 2005 Humallahdelle vedenottojärjestelmän, jolla on tarkoitus johtaa merivettä Töölönlahteen. Helsingin rannikon merenpohjasedimentti on usein pilaantunutta, Humallahdessa jopa niin, ettei sieltä ruopattu materiaali ollut meriläjityskelpoista. Ruopattu sedimentti piti käsitellä maalla. Pilaantunut pohjasedimentti nostettiin imuruoppauksella geotuubeihin. Geotuubit ovat Keski-Euroopassa tuttu tekniikka, mutta Suomessa uusi tapa käsitellä märkiä massoja. Humallahtea ruopattiin noin neliömetrin alueella vedenottoputken suulta. Ennen kunnostustyötä tehdyt tutkimukset osoittivat merenpohjasedimentin olevan vaihtelevasti raskasmetallien, tributyylitinan ja PCB:n pilaamaa. Poistetun pohjasedimentin laatu ei täyttänyt vallitsevia meriläjityskelpoisuuden rajoja, vaan sedimentti oli nostettava maalle ja loppusijoitettava luvanvaraiseen loppusijoituskohteeseen. Helsingin kaupungin rakennusvirasto on kuivattanut märkiä massoja murskealtaissa Kyläsaaren pilaantuneiden maiden välivarastokentällä sekä koeluontoisesti käytöstä poistetuissa jätevedenpuhdistamon selkeytysaltaissa. Märän sedimentin kuivattaminen tasamaalla murskealtaissa vaatii kuitenkin paljon tilaa ja massojenkäsittelykapasiteksti NEA NERG kuvat NEA NERG, MIKKO SUOMINEN 24 kuntatekniikka - kommunteknik

2 Geotuubin allasrakenteen rakennustyöt alkoivat huhtikuun lopussa Rajasaaren työmaalla. teettia. Pilaantuneita ja märkiä massoja arvioitiin Humallahden ruoppaustyössä muodostuvan noin 700 kuutiometriä. Ruoppauksen suuren massamäärän ja vesipitoisuuden vuoksi geotuubi oli varteenotettava kuivatusvaihtoehto, varsinkin kun selkeytysaltaissa tehty kuivatuskoe oli tuubihankkeen suunnitteluajankohtana kesken. Mikä on geotuubi ja miten se toimii? Geotuubi on muovista, esimerkiksi polypropyleenistä, kudottu lieriönmuotoinen säkki. Geotuubin toimintaperiaate on, että hienoaines jää tuubin sisälle veden purkautuessa ulos tuubirakenteen pienistä rei istä. Haitta-aineet sitoutuvat hienoainekseen ja pysyvät tuubissa, jolloin pilaantuneen materiaalin hallinta helpottuu. Ruoppauksen alkuvaiheessa tuubirakenteen reiät ovat vielä sen verran suuria, että jonkin verran hienoainesta voi päästä niistä läpi heikentäen tuubista suotautuvan veden laatua. Varsin nopeasti geotuubin täytön alettua hienoainesta holvautuu reikien suulle, jolloin ulos suotautuvan veden hienoainespartikkelien määrä vähenee ja veden laatu paranee. Sedimenttiin voidaan lisätä saostuskemikaaleja eli flokkulantteja hienoaineksen saostumista tehostamaan. Flokkulantti on polymeeri, jota käytetään muun muassa vesilaitoksissa lietteen kuivatukseen. Hanging bag -testi ja työmaan suunnittelu Hankkeen suunnittelu alkoi syksyllä Suunnittelusta ja työmaavalvonnasta vastasi Golder Associates Oy. Merenpohjasta otettiin noin 350 litran sedimenttinäyte, josta tehtiin niin kutsuttu Hanging Bag -testi. Testissä sedimentti jaetaan useaan pieneen koesäkkiin, joihin lisätään erilaisia flokkulantteja. Testin tarkoitus on tutkia, mikä flokkulanttivalmiste muodostaa juuri kyseisen hienoaineksen kanssa tehokkaimmin saostuman, joka lopullisessa rakenteessa no- Geotuubista poistuvat vedet kerättiin selkeytysaltaaseen. Geotuubin alle asennettiin PE-muovista valmistettu kalvo, jota pitkin vedet ohjautuivat selkeytysaltaaseen. kuntatekniikka - kommunteknik

3 Pilaantuneen maaperän kunnostusyksikkö Helsingin kaupungin rakennusviraston HKR-Ympäristötuotannon päätoimialueita ovat katu- ja vihertuotanto. Toiminta kattaa uudisrakentamisen, hoidon, ylläpidon ja pilaantuneen maaperän kunnostuksen sekä kaupungin maatalousalueiden ja metsien hoidon. Rakennusviraston pilaantuneiden maiden asiantuntemus juontaa luvun puoliväliin, mutta oma, pilaantuneisiin maihin erikoistunut yksikkö saatiin vuoden 2002 syksyllä. Pilaantuneen maaperän kunnostusyksikkö hoitaa katu- ja puistoalueiden pilaantuneiden maiden kunnostushankkeiden rakennuttamista ja asiantuntijatehtäviä. Asiantuntijatehtäviin kuuluu muun muassa maaperän tutkimista sekä kunnostussuunnitelmien ja ympäristölupien laadintaa. Lisäksi yksikön toimintaan kuuluu HKR-Ympäristötuotannon neljän pilaantuneiden maiden käsittelykentän hoito ja massojen vastaanotto sekä Vuosaaren loppusijoituskentän ylläpito ja kiinteytysurakat. peuttaisi kuivumista ja veden suotautumista ulos säkistä. Helsingin hankkeeseen valittiin kaksi flokkulanttia, jotka muodostivat yhdessä parhaimman saostuman. Geotuubin alle suunniteltiin ja myöhemmin myös rakennettiin allasrakenne. Se muotoiltiin maamassoilla, joiden päälle asennettiin suodatinkangas ja PEmuovinen tiivis pohjarakenne. PE-kalvon saumat limitettiin ja tehtiin vedenpitäviksi. Altaan pohja oli kalteva, jotta vedet ohjautuisivat selkeytysaltaaseen. Selkeytysaltaassa oli V-pato, josta selkeytynyt vesi ohjattiin mereen. Geotuubin paikaksi valittiin Rajasaarenpenkereen ja Merikannontien kulmauksessa sijaitseva alue aivan ruoppauspaikan tuntumassa. Alueelle mitoitettiin kaksi 280 kuutiometrin geotuubia. Merenpohjan sedimentti päätettiin ruopata tuubeihin imuruoppauksella. Työsuunnitelman pohjalta laadittiin koetoimintailmoitus, joka toimitettiin helmikuussa 2005 Helsingin kaupungin ympäristökeskukseen käsiteltäväksi. Työn eteneminen Alustavat työt työmaalla aloitettiin rakennusviraston omalla johdolla huhtikuun puolivälissä. Töihin kuului altaan rakentaminen sekä alueen aitaaminen ja merkitseminen työmaa-alueeksi. Lisäksi työmaan henkilökunta perehdytettiin työturvallisuuteen. Sito Rakennuttaja Oy toimitti geotuubit työmaalle toukokuun alussa. Eko Instrumentti Oy levitti tuubit varovasti allasrakenteen päälle ja lisäsi flokkulantin. Tämän jälkeen putkilinjat asennettiin paikoilleen imuruoppausta varten ja itse ruoppaustyö alkoi. Ruoppauksesta vastasi Helsingin Sataman aliurakoitsijana Suomen Vesityö Oy. Putkilinja kulki ruoppausalueelta maitse geosäkkeihin. Linjassa oli kaksi flokkulantin syöttökohtaa, toinen rannan tuntumassa ja toinen noin 20 metrin päässä ensimmäisestä. Flokkulantti lisättiin materiaaliin liuoksena erillisen pumppauslaitteiston avulla. Flokkulantti saosti sedimenttiä hyvin, ja geotuubit alkoivat täyttyä hiljalleen veden suotautuessa ulos tuubeista. Työtä hidastivat sedimentin siirtoputken tukkeumat; tukoksen aiheutti milloin kivi, milloin merenpohjaan jäänyt kalastajan verkko. Märkää sedimenttiä ruopattiin merenpohjasta noin sadan kuutiometrin tuntinopeudella. Ruoppaus hidastui merkittävästi loppua kohden, sillä tuubia ei saanut täyttää yli sille asetetun turvakorkeuden. Jos turvakorkeus olisi ylitetty, tuubin repeämisvaara olisi kasvanut. Niinpä loppuvaiheessa pystyttiin ruoppaamaan vain muutamia tunteja, minkä jälkeen geotuubien piti antaa painua muutama tunti. Ruoppaus saatiin päätökseen toukokuun puolivälissä. Geotuubit jätettiin kuivumaan aidatulle työmaa-alueelle. Kun säkeistä ei enää poistunut merkittävämmin vettä, tuubeista otettiin sedimenttinäytteet, joista analysoitiin raskasmetallit, PCB, TBT, savipitoisuus, humuspitoisuus ja vesipitoisuus. Lisäksi vesipitoisuutta tarkkailtiin noin 1,5 viikon Geotuubit asennettiin allasrakenteen päälle ja asemoitiin köysin kiinni painoihin. 26 kuntatekniikka - kommunteknik

4 Ruoppaustyö tehtiin imuruoppauksena. välein aina massan poisajohetkeen asti. Päätös massojen poisajosta tehtiin kesäkuun lopussa, ja heinäkuun puolivälissä massat kuljetettiin maalle luvanvaraiseen loppusijoituspaikkaan. Veden laadun tarkkailu Geosäkin toimivuutta valvottiin paitsi silmämääräisesti ja mittauksin, myös täyttövaiheen päivittäisillä vesinäytteillä, jotka toimitettiin laboratorioon analysoitavaksi. Siellä näytteistä analysoitiin raskasmetallit, PCB, organotinayhdisteet ja kiintoainespitoisuus. Geotuubien täytön aikana suotautuvan veden kiintoainespitoisuutta tarkkailtiin työmaalla laskeutustestillä, jossa kiintoaineksen laskeutumista havainnoitiin 100 millilitran mittalasissa 10 minuutin ajan. Mikäli kiintoaineksen määrä olisi vesinäytteessä ylittänyt 0,5 millilitraa ylivuotoaltaaseen suotautunutta vettä olisi kierrätetty takaisin geotuubiin. Rajasaaren hankkeessa geotuubirakenteen läpi ei erottunut kiintoainesta, joten vettä ei kierrätetty, vaan se juoksi noin seitsemän kuutiometrin kokoisesta selkeytysaltaasta ylivuotopadon kautta mereen. Mereen johdetun veden laatu ei aiheuttanut haittaa vesistölle tai muulle ympäristölle. Haasteet ja tulevaisuus Geotuubeihin ruopatun sedimentin ruoppausta ja massan siirtoa hidastivat imuruoppausputken tukkeumat. Pullonkauloja olivat varsinkin siirtoletkuun asennetut sekoittimet ja liitospalat. Halkaisijaltaan satamillinen siirtoletku liitoskappaleineen olisi voinut olla hieman suurempikin, mikä olisi nopeuttanut työtä ja vähentänyt tukkeumia. Lisäksi massan kuivatusta olisi voinut tehostaa lisäämällä säkin ja allasrakenteen väliin salaojarakenne. Työ oli haasteellinen flokkulantin lisäämisen osalta, sillä siinä piti ottaa huomioon tukokset ja vaihteleva kiintoaineksen määrä ruopatussa massassa. Flokkulanttia joutui helposti liikaa ruopattuun materiaaliin. Geotuubiin ruopattu sedimentti todettiin laboratorioanalyyseissa erittäin savi- ja humuspitoiseksi. Tämä hidasti massan kuivumista geosäkissä, sillä savi sitoo tehokkaasti vettä. Vesipitoisuus ruoppausvaiheessa saattoi olla jopa prosenttia. Aluksi vesipitoisuus laski hyvin, mutta veden erottumi- kuntatekniikka - kommunteknik

5 nen hidastui ja reilun kuukauden kuivatuksen jälkeen vesipitoisuus geotuubeissa oli noin 250 prosenttia, vaikka tavoite oli 100 prosenttia. Saven kuivatukseen kannattaa siis varata useampi kuukausi. Vähemmän vettä sitovien massojen kuivatus onnistunee nopeammin. Suunnitteluvaiheen ennakkokokeissa kuivatusnopeudeksi oli arvioitu flokkulanttien kanssa noin kuukausi. Myöhemmissä laskelmissa on todettu, että suunnitteluvaiheen laskelmat ja tutkimukset antoivat oikeat flokkulantin seossuhteet ja oikeat parametrit hankkeen toteutukseen. Sen sijaan merenpohjasta hanging bag -testiä varten otettu sedimenttinäyte oli kuivempi tai sen savipitoisuus oli pienempi kuin mitä imuruoppauksessa ruopattu sedimentti lopulta oli. Tämä Hankkeen toteuttajat Tilaaja: Helsingin kaupungin rakennusvirasto, katu- ja puisto-osasto Rakennuttaja: Helsingin kaupungin rakennusvirasto, HKR- Ympäristötuotannon pilaantuneen maaperän kunnostusyksikkö Allasrakenteet ja massojen poisajo: HKR-Ympäristötuotannon läntinen katuyksikkö Suunnittelu ja työmaavalvonta: Golder Associates Oy Ruoppaustyö: Helsingin Sataman aliurakoitsijana Suomen Vesityö Oy Geotuubien toimittaja: SITO Rakennuttaja Oy Geotuubien asennus ja flokkulantin lisäys: Eko Instrumentti Oy Flokkulantit: Ciba Specialty Chemicals Oy Ympäristöviranomaiset: Uudenmaan ympäristökeskus ja Helsingin kaupungin ympäristökeskus luultavasti vaikutti siihen, ettei arvioitu kuivatusaika vastannut todellisuutta. Rajasaaren hankkeen suurimmat kustannuserät olivat ruoppaustyö, flokkulantin lisäys ja asiantuntijapalkkiot esimerkiksi konsultti- ja laboratoriopalveluista. Pilottihankkeen kustannukset olivat suuremmat kuin vastaavan kokoisessa pilaantuneiden maiden kunnostushankkeessa. Kokemuksen kartuttua tulevissa geotuubihankkeissa kustannusten arvellaan laskevan kuivatettavaa massayksikköä kohden, kun työn tehokkuus ja mahdollisesti ruoppausmäärätkin kasvavat. Kuivempi lopputuote vähentää loppusijoitettavan materiaalin määrää ja kustannuksia. Kokonaisuudessaan geotuubihanke onnistui hyvin. Hankkeen toteutuksen suurimpia hyötyjä oli kokemuksen lisääntyminen märkien massojen käsittelyssä. Geotuubi on toimiva ratkaisu myös tulevissa märkien massojen käsittelyä vaativissa hankkeissa. Hyvin suunniteltuna ja optimoituna geotuubi on varsin vaivaton tapa saada märät massat helposti käsiteltävään muotoon. Hienoaines jää sisälle ja vesi poistuu geosäkin pienistä rei istä. Nea Nerg Ympäristöinsinööri (AMK) ja työskentelee Helsingin kaupungin rakennusviraston pilaantuneiden maiden kunnostusyksikössä. Työssä on painottunut viime vuosina erilaisten kunnostuskohteiden ympäristölupaprosessien ohjaus sekä märkien ja pilaantuneiden massojen käsittelyyn liittyvät tehtävät, kuten kuivatusprojektien johtamis- ja valvontatyöt. 28 kuntatekniikka - kommunteknik