Utvärdering av metodval vid förläggning av VA-ledningar: En granskning av klimatpåverkan samt kostnadsbedömningar för VA-ledningar
2024 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE credits
Student thesisAlternative title
Evaluation of method choices when laying VA lines : An examination of the climate impact and cost assessments for VA lines (English)
Abstract [sv]
Stora städer står inför betydande utmaningar som är relaterade till den accelererande urbaniseringen, vilket i sin tur leder till en omfattande belastning på befintlig infrastruktur, särskilt vatten- och avloppssystemen (VA-ledningar). En växande befolkning medför en proportionellt ökande hantering av dagvatten och spillvatten, vilket nödvändiggör utveckling och expansion av nya ledningsnät för att effektivt hantera ökade vattenflöden.
Denna studie undersöker och utvärderar metoder för förläggning av VA-ledningar vilket kan bidra till att underlätta expansion och förnyelse av föråldrade VA-ledningsnät, med särskilt fokus på att jämföra schaktfria metoder, som microtunneling, med konventionella ledningsförläggning i schaktad rörgrav. Studien är unik i sitt kombinerade tillvägagångssätt där både klimatpåverkan och kostnadsanalys tas i beaktande för varje metod. Genom att utveckla ett specialanpassat program i Python, möjliggörs snabba beräkningar av massvolym, körsträcka och arbetstid för konventionell ledningsförläggning i schaktad rörgrav. Programmet tillåter även en uppskattning av kostnader och koldioxidutsläpp för planerade projekt, med Barkarbystaden 2 i Järfälla kommun som fallstudie. Syftet är att belysa ekonomiska och miljömässiga aspekter av de olika metoderna för förläggning av VA-ledningar i mark och bidra till en djupare förståelse för hur förorenade massor påverkar både kostnader och utsläpp inom projekt för VA-läggning. För att öka kunskap och förståelsen har denna studie utgått ifrån följande frågeställningar:o Hur ser det grundläggande arbetsförfarandet ut för att implementera dessa metoder på olika projekt?o Hur stor är den procentuella skillnaden i klimatpåverkan (CO2-utsläpp) mellan de två metoderna, och hur kan denna skillnad kvantifieras?o Kan man effektivisera kalkylprocessen på ett visuellt sätt?o Hur påverkar kostnaderna för dessa metoder valet av metod vid projektering av VA-ledningar?
För att kunna besvara frågeställningarna har studien genomförts inom en av SKANSKA:s avdelning för väg- och anläggning. Studiemetoderna som använts innefattar både kvalitativa och kvantitativa tillvägagångssätt, såsom intervjuer med anställda, teoretisk projektanalys, visuella inspektioner av löpande arbeten, samt beräkningar och kalkyler relaterade till klimatpåverkan.
Resultaten från studien indikerar att schaktfria metoder är mer kostsamma jämfört med konventionella metoder när ledningar läggs i mindre djup eller i områden där byggnadsarbeten pågår. Å andra sidan visar sig schaktfria metoder vara mer ekonomiskt fördelaktiga när ledningar behöver installeras under befintliga bostäder eller stora vägar, eftersom behovet av omfattande rivningsarbeten och utgrävningar som krävs av konventionella metoder då kan undvikas.
När det gäller klimatpåverkan, visar studien att den schaktfria metoden genererar en tredjedel mindre koldioxid jämfört med den konventionella metoden när ett rör läggs på ett djup av 5 meter. Vid ett djup av 2,5 meter är koldioxidutsläppen från båda metoderna ungefär likvärdiga. Studien understryker även att den schaktfria metoden blir alltmer klimatvänlig ju djupare ledningen installeras, i jämförelse med den konventionella metoden.
Abstract [en]
Large cities face significant challenges related to accelerating urbanization, which in turn imposes extensive stress on existing infrastructure, particularly water and sewage systems (VA pipelines). A growing population entails a proportionally increasing demand for the management of stormwater and wastewater, necessitating the development and expansion of new pipeline networks to effectively manage increased water flows.
This study investigates and evaluates methods for the expansion and renewal of outdated VA pipelines, with a special focus on comparing trenchless methods, such as micro tunneling, with conventional excavation methods. The study is unique in its combined approach where both climate impact and cost analysis are considered for each method. By developing a customized Python program, quick calculations of mass volume, travel distance, and work time for the conventional excavation method are facilitated. The program also allows for an estimation of costs and carbon dioxide emissions for planned projects, with Barkarbystaden 2 in Järfälla municipality as the case study. The aim is to highlight the economic and environmental aspects of different excavation methods and contribute to a deeper understanding of how contaminated masses affect both costs and emissions within VA pipeline projects. To enhance knowledge and understanding, this study is based on the following questions:o What does the basic work procedure look like for implementing these methods on various projects?o What is the percentage difference in climate impact (CO2 emissions) between the two methods, and how can this difference be quantified?o Can the calculation process be accelerated in a visual way?o How do the costs of these methods affect the choice of method when designing VA pipelines?
To answer these questions, the study was conducted within SKANSKA's road and construction division. The study methods used include both qualitative and quantitative approaches, such as interviews with employees, theoretical project analysis, visual inspections of ongoing work, and calculations and estimates related to climate impact.The results from the study indicate that trenchless methods are more costly compared to conventional methods when pipelines are laid at shallower depths or in areas where construction activities are ongoing. On the other hand, trenchless methods prove to be more economically advantageous when pipelines need to be installed under existing residences or major roads, as this avoids the need for extensive demolition work and excavations required by conventional methods.
The study shows that the trenchless method produces one third less carbon dioxide compared to the conventional method when a pipe is installed at a depth of 5 meters. At a depth of 2.5 meters, the carbon dioxide emissions from both methods are roughly equivalent. The study also emphasizes that the trenchless method becomes increasingly climate-friendly the deeper the pipeline is installed, compared to the conventional method.
Place, publisher, year, edition, pages
2024.
Series
TRITA-ABE-MBT ; 24591
Keywords [en]
excavation masses, carbon dioxide emissions, sustainability, Python, transport, mass management.
Keywords [sv]
Schaktmassor, Microtunnling, Schaktfriförläggning, Koldioxidutsläpp, Hållbarhet, Python, Transporter, Masshantering.
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-359709OAI: oai:DiVA.org:kth-359709DiVA, id: diva2:1936058
Supervisors
Examiners
2025-02-102025-02-10