ДОЛГОСРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА И РЕКОНСТРУКЦИИ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СЕТЕЙ Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

ДОЛГОСРОЧНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ КАПИТАЛЬНОГО РЕМОНТА И РЕКОНСТРУКЦИИ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СЕТЕЙ

Ю. С. Захаров

Научно-исследовательский институт строительной физики Российской академии архитектуры и строительных наук (НИИСФ РААСН), г. Москва

Аннотация

В статье рассматриваются вопросы долгосрочного планирования ремонтно-восстановительных мероприятий на канализационных сетях. Подробно изложены подходы и рекомендации по решению взаимосвязанных технических, экономических и юридических задач, связанных с достижением целей, сформулированных управляющей компанией в рамках долгосрочной стратегии капитального ремонта и реконструкции сетей.

Процесс восстановления канализационной сети, как замкнутой регулируемой системы, при реализации мероприятий капитального ремонта и реконструкции рассматривается как непрерывный процесс, который нельзя ограничивать локальным временным интервалом, за пределами которого восстановительные мероприятия не требуются.

Ключевые слова

Водоотводящие сети, оценка, стоимость, капитальный ремонт, реконструкция, восстановление, стратегия.

Дата поступления в редакцию

12.11.2024

Дата принятия к печати

22.11.2024

Безаварийная эксплуатация систем водоотведения требует, чтобы управляющие компании наряду с постоянным мониторингом состояния трубопроводов канализационных сетей, сопоставляли результаты ремонтно-строительных мероприятий с плановыми показателями долгосрочной стратегии капитального ремонта и реконструкции канализационных сетей, анализировали возможные причины несоблюдения сроков производства работ и плана финансирования. Изменения проектных решений должны быть обоснованы.

Информационной основой для разработки долгосрочных планов капитального ремонта и реконструкции канализационных сетей с горизонтом планирования не менее 20 лет и оценки эффективности реализации ремонтно-строительных работ, является их регулярное обследование [1, 2].

Капитальный ремонт и реконструкция сетей проводятся с целью обеспечения надежного непрерывного водоотведения хозяйственно-бытовых, промышленных сточных вод, а также атмосферных осадков, талых поверхностных или подземных вод. Надежность водоотведения обеспечивается за счет своевременного выполнения локального ремонта или восстановления трубопроводов (при капиталь-

ном ремонте), изменения (при реконструкции) эксплуатационных характеристик сетей, оптимизации затрат на обслуживание и внедрение ресурсосберегающих технологий [3, 4].

Планирование и реализацию мероприятий капитального ремонта и реконструкции канализационных сетей следует рассматривать как непрерывный процесс в замкнутой системе, который нельзя ограничивать локальным временным интервалом, за пределами которого никакие восстановительные мероприятия не требуются (рис. 1). Каждая управляющая компания должна вести системную работу по обеспечению работоспособного состояния канализационной сети, что предполагает достижение в краткосрочной, среднесрочной и долгосрочной перспективе целей, установленных в рамках долгосрочной стратегии капитального ремонта и реконструкции сетей.

г

м О

-I

м

Э СО

Рис. 1. Непрерывный процесс капитального ремонта и реконструкции канализационной сети

нализационных сетей, следует решить комплекс взаимозависимых технических, производственно- щ

Чтобы обеспечить успешную реализацию стратегии капитального ремонта и реконструкции ка-

экономических и юридических задач, перечень которых должен формироваться с учетом состояния трубопроводов системы водоотведения и условий их эксплуатации. Приоритетность решения задач определяется фактическим состоянием системы трубопроводов и положениями действующего зако-

Результатом стратегического планирования капитального ремонта и реконструкции канализаци-

Наиболее важными техническими задачами при капитальном ремонте и реконструкции канализационных сетей являются обеспечение их герметичности, статической устойчивости, пропускной

а.

0

1

.о

го

нодательства [5, 6, 7]. н

с

го ¡е

онных сетей, является создание приоритетного списка ремонтно-строительных мероприятий, кото- щ

рый предусматривает решение технических, экономических и юридических задач, исходя из установ-

го

ленных управляющей компанией долгосрочных целей (рис. 2). ш

а

I

ГО

способности и надежности при эксплуатации [8, 9]. Ш с

Несмотря на то, что перед вводом в эксплуатацию канализационных трубопроводов обязательно 2 О

проводятся их испытания на герметичность, требование к герметичности действующих сетей в норма- х

< а

тивной документации отсутствуют. М о

. о

" §

Следует отметить, что в большинстве используемых при стратегическом планировании ремонт-но-восстановительных мероприятий методик оценки состояния канализационных сетей, критерий герметичности является определяющим. Герметичность канализационных трубопроводов позволяет избежать вымывания грунта в их основании при эксфильтрации сточных вод и, как следствие, возникновения механических повреждений; инфильтрации грунтовых вод в систему водоотведения, что может привести к перегрузке очистных сооружений, а также загрязнения окружающей среды. Обеспечение герметичности трубопроводов и колодцев, а также специальных сооружений канализационной сети является долгосрочной задачей управляющей компании.

Рис. 2. Процесс создания перечня приоритетных мероприятий

При определении приоритетности ремонтных мероприятий, по восстановлению герметичности интервалов трубопровода, следует учитывать состав отводимых сточных вод, функциональные и конструктивные отличия сетей хозяйственно-бытовой и ливневой, раздельной и смешанной канализации,

а также повышенные требования к герметичности канализационных трубопроводов в водоохранных зонах и районах с высоким уровнем грунтовых вод.

В настоящее время оценка герметичности трубопроводов системы водоотведения проводится на основании анализа дефектов и повреждений конструкции трубопроводов, выявленных при визуальном обследовании. Важным индикатором негерметичности трубопроводов системы водоотведения в районах с высоким уровнем грунтовых вод является увеличение объема отводимых сточных вод.

Визуальное обследование позволяет оценить состояние строительной конструкции трубопроводной сети, определить интервалы, подлежащие капитальному ремонту или реконструкции, и предполагаемый объем строительных работ, но результаты визуального обследования не позволяют обнаружить все источники инфильтрации грунтовых вод и эксфильтрации сточных вод.

Однако, если в результате визуального обследования негерметичные участки не обнаружены, объем водоотведения стабилен, то можно принять допущение, что трубопроводная система герметична.

В тоже время, при эксплуатации канализационных трубопроводов в районах с высоким уровнем грунтовых вод, предотвращение их поступления в трубопроводную сеть может стать решающим, а иногда и основным фактором, определяющим всю стратегию реализации ремонтно-строительных мероприятий. В зависимости от площади бассейна стока может потребоваться разработка отдельного проекта по устранению источников инфильтрации грунтовых вод.

При решении задачи герметизации поврежденных трубопроводов в первую очередь нужно определить источники инфильтрации грунтовых вод, концепцию их устранения, в том числе последовательность реализации ремонтно-восстановительных мероприятий. Например, работы по устранению источников эксфильтрации сточных вод и / или инфильтрации грунтовых вод с использованием технологий локального ремонта должны быть выполнены в краткосрочной перспективе (как правило, в течение 5 лет). В то время как герметизация трубопроводов с использованием гибких полимерных рукавов, ввиду более высокой стоимости работ проводится как среднесрочной (до 10 лет) и долгосрочной (в течение 20 лет) перспективе.

Чтобы обеспечить выполнение своих функций, канализационные трубопроводы должны быть статически устойчивыми, что предполагает их способность в течение всего срока службы выдерживать внешние и внутренние нагрузки.

Оценить состояние действующих канализационных трубопроводов и классифицировать их с точки зрения статической устойчивости, можно с высокой степенью достоверности на основании результатов визуального обследования. Результаты классификации позволяют ограничить круг возможных технологических решений при капитальном ремонте и реконструкции трубопроводов [10]. Если при визуальном обследовании канализационных, проведенном с соблюдением нормативных требований, механических повреждений труб, в первую очередь продольных и поперечных трещин, не обнаружено, то можно считать, что трубопровод, на момент обследования, обладает необходимой статической устойчивостью.

Статическая устойчивость канализационных колодцев также оценивается визуально.

При оценке статической устойчивости трубопровода с продольными трещинами следует выполнить проверочный расчет системы «трубопровод-грунт» с учетом толщины слоя грунта над шелыгой и транспортных нагрузок. Также могут потребоваться исследования механических свойств грунта в зоне заделки трубопровода.

Для определения интервалов, где требуются ремонтно-восстановительные мероприятия для обеспечения требуемой статической устойчивости, управляющая компания должна использовать информационную систему (кадастр сети). Кадастр сети должен содержать информацию о трубопроводных

г

м О

-I

м

Э СО

со О

а <

X <

го

га н I

о

<и

.

0

1

.0 ц

га н

С

га ¡е

<и

I

га и

0

.

1

га ^

с

<и

0

1

т о

.

и

о ц

о Ч

сетях системы водоотведения, необходимую для планирования эксплуатационных и ремонтно-вос-становительных мероприятий. Примерный перечень данных для хранения в кадастре сети приводится в табл. 1.

Таблица 1

Данные об интервалах трубопровода и колодцах для хранения в кадастре сети

Обязательная информация Дополнительная информация

Колодцы

Обозначение колодца Год постройки

Географическое положение объекта Вид и конструкция люка

Размеры горловины и рабочей камеры Смещение люка относительно оси колодца

Форма колодца Адрес (название улицы)

Вид колодца и его функционал

Параметры сточных вод

Интервалы

Код интервала Профиль

Направление стока Год постройки

Длина интервала Уровень грунтовых вод

Форма сечения, размеры и материал труб Адрес (название улицы)

Уклон Результаты ТВ-обследования

Вид трубопровода (самотечный, напорный) Результаты проверки на герметичность

Параметры сточных вод

Система водоотведения

Следует отметить исключительную важность знания года ввода трубопровода в эксплуатацию. Год ввода в эксплуатацию позволяет оценить качество и долговечность трубной продукции, использованной при строительстве канализационных сетей и, как следствие, остаточный срок службы трубопроводов с точки зрения статической устойчивости.

Низкое качество трубной продукции, использовавшейся при строительстве трубопроводов в середине XX века, стало причиной их высокой аварийности и выхода из строя в течение планового срока службы [11 - 14].

При потере трубопроводом статической устойчивости, производится оперативная перекладка поврежденного участка. Если предполагается восстановление интервала с использованием семейства технологий «труба в трубе», то статическая устойчивость восстановленного интервала в течение не менее 50 лет должна быть подтверждена расчетным путем.

Управляющая компания должна обеспечить надежную эксплуатацию канализационной сети, а именно:

• заданную пропускную способность сети

• безопасное отведение сточных вод;

• поддержание системы водоотведения в работоспособном состоянии (независимо от состояния строительной конструкции).

Если информационной основой для планирования капитального ремонта или реконструкции трубопроводов являются результаты их визуального обследования, то для оценки надежности эксплу-

атации систем водоотведения используется информация о частоте возникновения подпора. Следует отметить, что оценка пропускной способности канализационной сети является первым шагом при разработке долгосрочного плана капитального ремонта и реконструкции.

Для обеспечения надежной эксплуатации сетей необходимо обеспечить свободную проходимость трубопроводов, используя их периодическую очистку. Частота очистки зависит от скорости образования отложений на конкретном участке сети.

На основании анализа количества намываемой при очистке трубопровода массы, можно диагностировать интервалы, где происходит интенсивное заиливание трубопровода, что ухудшает его гидравлические характеристики. Эту информацию следует учитывать при планировании реконструкции сетей. Кроме того, полученные результаты позволяют оптимизировать планы промывки сети, что является серьезным потенциалом для экономии средств при реализации мероприятий по текущему обслуживанию систем водоотведения.

Разработка стратегии реконструкции канализационных сетей невозможна без учета величины тарифа на водоотведение. Действующие в Российской Федерации тарифы не позволяют управляющим компаниям за счет поступлений от потребителей в полном объеме выполнить реконструкцию сетей. Главной предпосылкой для разработки технико-экономического обоснования стратегии реконструкции и привлечения инвестиций является знание стоимости и остаточного срока службы канализационной сети.

Новое строительство или реконструкция канализационных сетей, особенно в крупных мегаполисах, требуют больших временных и финансовых затрат. Для решения этих комплексных задач необходимо определение и реализация в ограниченном промежутке времени объемов строительных работ на сети с учетом долгосрочного планирования.

Предотвращение разрушения сетей за счет своевременного капитального ремонта или реконструкции и, обусловленное этим, поддержание на заданном уровне или увеличение их балансовой стоимости, играет важную роль с точки зрения обеспечения надежности (принципа продолжительного использования) эксплуатации систем водоотведения.

Различные циклы строительства канализационных сетей, применение различных технологий и конструкционных материалов, позволяют прогнозировать сильные колебания объемов необходимых инвестиций для поддержания надежного функционирования систем водоотведения.

Таким образом, реализация целей управляющей компании требует решения следующих производственно-экономические задач:

• сохранение или поддержание стоимости сетей на определенном уровне;

• разработка и реализация программы финансирования ремонтно-восстановительных мероприятий;

• стабилизация объемов перекладки трубопроводов за счет применения долговечных материалов и современных бестраншейных технологий строительства, капитального ремонта и реконструкции сетей.

Оценка стоимости канализационной сети, как материального актива, отражает существующее и может быть использована для прогнозирования будущего состояния сети.

На основании вышеизложенного управляющая компания может разработать долгосрочный план ремонтно-строительных мероприятий на основании стратегии сохранения стоимости чистых активов системы водоотведения. Использование этой стратегии позволит управляющей компании обосновать возможность решения долгосрочных производственно-экономических задач. План финансирования позволит контролировать изменение стоимости сети, выявлять отклонения плановых показателей на

03

г

м О

-I

м

Э СО

со О

а <

X <

го

га н I

о

<и а

0

1

.0 ц

га н

С

га ¡е

<и

I

га и

0

а ^

1

га ^

с

<и

0

1

т о а

и

о ц

о Ч

ранней стадии и, при необходимости, корректировать перечень ремонтно-восстановительных мероприятий.

При разработке стратегии капитального ремонта и реконструкции канализационных сетей, а также при непосредственной реализации ремонтно-восстановительных мероприятий, ввиду постоянного совершенствования законодательства и комплексности решаемых технических, экономических задач, требуется решать большое количество юридических задач, связанных соблюдением положений, установленные действующим законодательством, подзаконными актами или техническими регламентами.

На основе результатов, полученных при реализации мероприятий по капитальному ремонту и реконструкции канализационных сетей управляющая компания должна регулярно анализировать и, при необходимости, корректировать свой план производства работ, исходя из целесообразности и эффективности запланированных мероприятий. В зависимости от полученных результатов также может потребоваться коррекция установленных при планировании целей или задач.

Библиографический список

1. СП 272.132S800.2016 Системы водоотведения городские и поселковые. Правила обследования (с Изменением № 1).

2. Захаров Ю. С, Информационно-аналитическая основа для разработки стратегии планирования реконструкции водоотводящей сети// БСТ: Бюллетень строительной техники, 2022, № 6 (10S4), с. 30 - 33.

3. СП 32.13330.2018 «СНиП 2.04.03-8S Канализация. Наружные сети и сооружения» (c Изменением № 1, 2).

4. СП 129.13330.2019 «СНиП 3.0S.04-8S Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации».

5. Gemeinschaftspublikation DIN EN 14654-2/ Arbeitsblatt DWA-A 143-1 Management und Überwachung von betrieblichen Maßnahmen in Abwasserleitungen und -kanälen—Teil 2: Sanierung/ Sanierung von Entwässerungssystemen außerhalb von Gebäuden — Teil 1: Planung und Überwachung von Sanierungsmaßnahmen Februar 2015, 51 Seiten.

6. DWA-A 143-14 — Sanierung von Entwässerungssystemen außerhalb von Gebäuden — Teil 14: Entwicklung einer Sanierungsstrategie — August 2017; Stand: korrigierte Fassung, Dezember 2018.

7. Захаров Ю. С., Технические аспекты реконструкции трубопроводов канализационных сетей // БСТ: Бюллетень строительной техники, 2023, №7 (1067), с. 16 - 19.

8. Ремонт и восстановление самотечных водоотводящих сетей. Монография // Ю. С. Захаров, В. А. Орлов. — Москва: Издательство АСВ, 2023. — 266 с. ISBN S-436S-1342-S.

9. DIN EN 752—Entwässerungssysteme außerhalb von Gebäuden—Kanalmanagement—Juli 2017, 100 Seiten.

10. СП 273.1325800.2016 Водоснабжение и водоотведение. Правила проектирования и производства работ при восстановлении трубопроводов гибкими полимерными рукавами (с Изменением № 1).

11. Орлов В. А., Чухин В. А., Нечитаева В. А. Меры предупреждения эмиссии запахов от систем канализации в атмосферу // Системные технологии. 2020. № 3 (36). С. 64 - 70.

12. Орлов В. А., Крашенинина Ю. Е. Запах в самотечных водоотводящих сетях и мероприятия по борьбе с ним // Системные технологии. 2019. № 1 (30). С. 41 - 46.

13. Орлов В. А., Орешкина Р. Д. Технология запахивания трубопроводов в грунт // Системные технологии. 2019. № 1 (30). С. 71 - 75.

14. Захаров Ю. С. Европейская практика статических расчетов подземных трубопроводов самотечных систем водоотведения // Системные технологии. 2021. № 4 (41). С. 97 - 102.

LONG-TERM PLANNING OF CAPITAL REPAIRS AND RECONSTRUCTION OF SEWER NETWORKS

Y. S. Zakharov

Research Institute of Construction Physics of the Russian Academy of Architecture and Construction Sciences (NIISF RAASN), Moscow

Abstract

The article examines the issues of long-term planning of repair and restoration activities on sewer networks. Approaches and recommendations for solving interrelated technical, economic and legal problems related to achieving the goals formulated by the management company within the framework of the long-term strategy of capital repairs and reconstruction of networks are described in detail.

The process of restoration of the sewer network, as a closed regulated system, during the implementation of capital repairs and reconstruction activities is considered as a continuous process that cannot be limited to a local time interval, outside of which restoration activities are not required.

The Keywords

Drainage networks, assessment, cost, overhaul, reconstruction, restoration, strategy.

Date of receipt in edition

12.11.2024

Date of acceptance for printing

22.11.2024

Ссылка для цитирования:

Ю. С. Захаров. Долгосрочное планирование капитального ремонта и реконструкции канализационных сетей. — Системные технологии. — 2024. — № 4 (53). — С. 64 - 71.

О

CÛ

1-

и

-Û

с;

ш

1-

S

О

I 1-

и 5

О

Z

м

Û

-I

M

Э

CÛ

s

га н i о z

(U

а о

0

1 J

га н s с

(U

s

I

га и

0 а s

1

га ç

CÛ с О и

. о

" §

2â