Капитальный ремонт и реконструкция канализационных сетей в Самаре

Полный текст

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.

Об авторах

Михаил Владимирович Шувалов

Самарский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: mshuv57@gmail.com

кандидат технических наук, доцент кафедры водоснабжения и водоотведения, директор Академии строительства и архитектуры

Россия, 443100, Самара, ул. Молодогвардейская, 244

Роман Михайлович Шувалов

ООО Научно-производственная фирма «ЭКОС»

Email: shuvroman0055@gmail.com

кандидат технических наук, главный специалист отдела проектирования

Россия, 443100, Самара, ул. Чапаевская, 234

Список литературы

Дополнительные файлы