Major rebuilding and reconstruction of sewer networks in Samara

Full Text

Наружная канализационная сеть трубопроводов является элементом взаимосвязанной многокомпонентной системы канализации поселения, описание которой представлено в работе [1]. Анализ статистических данных о канализационных сетях в 129 населенных пунктах Российской Федерации, представленный в статье [2], показывает, что более 55 % этого вида коммуникаций исчерпали нормативный срок службы и нуждаются в капитальном ремонте. Следует отметить, что свой ресурс выработали наружные канализационные сети, построенные из стальных труб, в количестве 71 % от их протяженности: из хризотилцементных – 67,8 %, чугунных – 65,3 %, из керамических труб – 46,7 %.

Одним из основных видов деятельности предприятий водопроводно-канализационного хозяйства городов по обеспечению устойчивого развития их территорий является проведение мероприятий по капитальному ремонту и реконструкции трубопроводных сетей. В Градостроительном кодексе [3] прописаны отличительные признаки видов строительства – «капитальный ремонт линейных объектов» и «реконструкция линейных объектов». При выполнении работ по «капитальному ремонту» трубопроводных сетей или их участков (частей), так же как и при «реконструкции», принято считать, что происходит изменение параметров линейных объектов, но при производстве второго вида работ это «влечет за собой изменение класса, категории и (или) первоначально установленных показателей функционирования таких объектов (мощности и др.) или при котором требуется изменение границ полос отвода и (или) охранных зон таких объектов».

В нормативной документации и технической литературе для описания технологий капитального ремонта и реконструкции трубопроводных сетей наиболее широко применяются термины: «восстановление трубопровода», «реновация трубопровода» и «санация трубопровода». В работе [4], изданной авторитетным ученым в области реконструкции и ремонта трубопроводных сетей профессором МГСУ В.А. Орловым и соавторами, приведено наиболее полное определение понятия «реновация»: «полное восстановление структуры трубопровода путем устранения всех видов дефектов по длине труб и в местах их стыковки при соблюдении (поддержании) исходных характеристик течения потока транспортируемой среды».

В настоящее время в Самаре капитальный ремонт и реконструкция канализационных сетей осуществляются с применением современных бестраншейных методов восстановления (реновации) и санации трубопроводов, а также с применением традиционного метода строительства, заключающегося в замене труб на ремонтируемом участке трубопроводной сети с использованием открытого способа разработки грунта в траншеи.

Одним из эффективных методов восстановления поврежденных трубопроводов является технология санации трубопроводов посредством установки в предварительно очищенную старую трубу гибкого полиэфирного рукава. При применении этой технологии полностью отсутствует необходимость в производстве земляных работ. В Самаре данный метод восстановления трубопроводов был применен впервые в 2003 г. при выполнении ремонтных работ на улице Советской Армии (вблизи со зданием «МТЛ Арена») на участке длиной 220 м коллектора дождевой канализации из железобетонных труб диаметром 1200 мм (рис. 1). Исполнителями этих работ являлись самарская компания ООО «ПроФактор» и датская компания «Per Aarsleff A.S.».

    

Рис. 1. Выполнение работ на улице Советской Армии по подаче гибкого полимерного рукава в колодец ремонтного участка трубопровода с применением монтажной вышки и автокрана в процессе санации коллектора дождевой канализации

 

В ряде случаев капитальный ремонт канализационных сетей поселения целесообразно осуществлять посредством замены труб на аварийном участке трубопровода. Например, в 2007 г. в Кировском районе Самары на улице Псковской по проекту, разработанному ООО НПФ «ЭКОС», был выполнен капитальный ремонт участка длиной 682 м дождевого коллектора диаметром 1000 мм посредством перекладки трубопровода с применением технологии строительства открытым способом (рис. 2). Решение о замене труб на данном объекте было обусловлено тем, что из-за отсутствия надлежащей эксплуатации указанного участка дождевого коллектора в период с 1990–2007 гг. произошло его существенное заиление. Это привело к значительному ухудшению отведения поверхностных сточных вод с территорий промышленных предприятий, расположенных в бассейне канализования данного коллектора. Работы по механической прочистке и промывке заиленного коллектора с помощью спецтехники на линейном объекте не дали положительного результата, и по заданию Департамента городского хозяйства и экологии Самары был разработан проект, в соответствии с которым были произведены работы по демонтажу старых и монтажу новых железобетонных труб на искусственном основании по старой трассе коллектора на прежних отметках с небольшим изменением трассы при обходе участков земли, владельцы которых выразили несогласие в проведении ремонтных работ на существующем коллекторе. В процессе демонтажа старых элементов дождевого коллектора, построенного в 60-е гг. ХХ в. на естественном основании из железобетонных колец, соединенных между собой монолитными железобетонными поясами, было установлено, что степень износа внутренней поверхности старого коллектора была незначительной.

 

Рис. 2. Строительно-монтажные работы на улице Псковской по демонтажу старых и укладке новых труб дождевого коллектора 1000 мм

 

Характерным примером реконструкции существующей канализационной сети являются строительно-монтажные работы на участке главного Безымянского коллектора бытовой канализации, выполненные по проекту ООО НПФ «ЭКОС». В 2009 г. служба эксплуатации МП «Самараводоканал» установила, что на левом берегу р. Самары два параллельно уложенных вдоль Южного шоссе канализационных коллектора (входящих в состав главного Безымянского коллектора) из стальных труб диаметром 1400 мм на участке протяженностью около 2800 м находятся в критически плохом состоянии. Строительство данного участка Безымянского коллектора было выполнено в 1970–1974 гг. до начала производства работ в этом районе по намыву песка с целью увеличения уровня земли для строительства жилого района «Самарское Заречье». За пятьдесят лет эксплуатации лоток стальных коллекторов подвергся значительному абразивному износу, а верхний свод (шелыга) труб деформировался под давлением слоя грунта 6–12 м, увеличение которого произошло в результате намыва песка в этом районе, выполненного в 80-х гг. прошлого столетия. Поэтому в 2009 г. в срочном порядке были выполнены проектные и строительно-монтажные работы по реконструкции указанной части Безымянского коллектора, для осуществления которых потребовалось изменение полосы отвода и охранной зоны данного линейного объекта. В результате был построен новый канализационный коллектор протяженностью 2880 м из раструбных железобетонных труб диаметром 1400 мм вблизи с трассой старых стальных коллекторов и на более высоких отметках (рис. 3 и 4). Вторую аварийную линию коллектора из стальных труб заменили работники ООО «Самарские коммунальные системы» в 2014 г. на новый, который смонтировали из полиэтиленовых труб диаметром 1500 мм.

 

Рис. 3. Строительство нового коллектора диаметром 1400 мм вдоль Южного шоссе в процессе реконструкции Безымянского коллектора на левом берегу р. Самары

 

Рис. 4. Врезка нового канализационного коллектора 1400 мм в камеру переключения на выходе трех дюкеров через р. Самару в процессе реконструкции Безымянского коллектора

 

При аварии (засор или нарушение целостности трубопровода) на самотечной канализационной сети, которая по нормативным правилам проектируется и строится в одну линию, происходит нарушение ее функционирования на вышележащих участках сети (по направлению транспортирования сточных вод), что в свою очередь приводит к нарушению комфортности условий проживания граждан и ухудшению санитарно-эпидемиологического и эстетического состояния территории поселения в зоне аварии.

На рис. 5 представлена фотография процесса разработки экскаватором траншеи для перекладки аварийного участка бытовой канализации из керамических труб диаметром 300 мм на Волжском проспекте в Самаре (июль 2021 г.). Глубина заложения трубопровода на этом участке составляет около 8 м, что послужило причиной разрушения трубопровода, смонтированного более 50 лет назад при совершенно другой организации рельефа местности. Учитывая большую значимость Волжского проспекта в организации дорожного движения в городе, ООО «Самарские коммунальные системы» было принято решение провести реновацию всего участка старой канализации длиной 980 м, проходящего в полосе автодороги по Волжскому проспекту, методом протягивания нового полиэтиленового трубопровода с предварительным разрушением старого, построенного из керамических труб. Необходимо отметить, что при применении этого метода, как и ряда других современных методов восстановления (реновации) трубопроводов, требуется осуществлять разработку грунта открытым способом (для устройства стартовых и приемных котлованов для размещения рабочего оборудования), но гораздо в меньших размерах. На рис. 6 представлены фрагменты строительно-монтажных работ (декабрь 2021 г.) по реновации старой бытовой канализации на Волжском проспекте, выполненных строительной организацией ООО «СМП».

 

Рис. 5. Разработка траншеи экскаватором на Волжском проспекте в процессе перекладки аварийного участка бытовой канализации диаметром 300 мм

 

Рис. 6. Строительно-монтажные работы на Волжском проспекте по реновации бытовой канализации диаметром 300 мм (1)

 

Современные бестраншейные методы строительства трубопроводов – горизонтальное направленное бурение и микротоннелирование, внедренные в мировую практику строительства в последней четверти прошлого столетия, в Самаре тоже находят все большее применение наряду с традиционными методами (прокол, продавливание, горизонтальное шнековое бурение и щитовая проходка) не только для реконструкции существующих подземных сетей, но и для строительства новых трубопроводов в стесненных условиях на трассе линейного объекта и при устройстве переходов под водными объектами, автодорогами и железнодорожными путями, а также при глубине заложения трубопровода более 7 м.

Следует отметить, что в Самаре в 1911–1914 гг. при реализации проекта инженера В.Г. Линдлея по строительству общесплавной канализации участок коллектора 1000х1750 мм из кирпича (рис. 7) протяженностью 750 м вдоль склона р. Самары и два других участка канализации, проложенных вдоль склона р. Волги, были построены закрытым способом в виде тоннеля на глубине 8–19 м. В советский период большинство крупных канализационных коллекторов диаметрами 1500–2000 м тоже были построены закрытым способом с применением проходческого щита.

 

Рис. 7. Поперечный и продольный разрез канализационного коллектора 1000х1750 мм из кирпича на участке строительства тоннельным методом (чертеж из архива МП «Самараводоканал»)

 

Выводы. 1. Нарушения стандартизированных правил эксплуатации инженерных сетей приводят к появлению аварий на канализационных сетях в виде засора или нарушения целостности и герметичности трубопровода. Для выполнения работ по ликвидации аварии на канализационной сети отводится ограниченное время, поэтому выбор технологии прочистки трубопровода и (или) его восстановления (реновации) должен выполняться в оперативном порядке на основе заранее разработанных технологических карт с учетом сведений и документов из информационной модели данного участка канализационной сети.

2. Выполнение строительно-монтажных работ по капитальному ремонту и реконструкции канализационных сетей на застроенной территории городов и поселений рекомендуется производить с применением бестраншейных методов восстановления трубопроводов с использованием полимерных материалов.

About the authors

Mikhail V. Shuvalov

Samara State Technical University

Author for correspondence.
Email: mshuv57@gmail.com

PhD in Engineering Science, Associate Professor of the Water Supply and Wastewater Chair, Director of Academy of Civil Engineering and Architecture

Russian Federation, 443100, Samara, Molodogvardeyskaya str., 244

Roman M. Shuvalov

LLC Scientific and production company "EKOS"

Email: shuvroman0055@gmail.com

PhD of Engineering Sciences, Chief Specialist of the Design Department

Russian Federation, 443100, Samara, Chapaevskaya str., 234

References

Supplementary files