CC BY
11Проблемы эксплуатации канализационных трубопроводов в районах глубокого сезонного промерзания грунтов (на примере г. Кызыла)
Майны Шончалай Борисовна
старший преподаватель, кафедра «Городское хозяйство», ФГБОУ ВО «Тувинский государственный университет», [email protected]
Терехов Лев Дмитриевич
д.т.н., профессор, кафедра «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика», ФГБОУ ВО «Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I», [email protected]
В статье рассматриваются проблемы эксплуатации канализационных трубопроводов в районах глубокого сезонного промерзания грунта на примере города Кызыл Республики Тыва. Проведен анализ эффективности технологий применяемых в городе для прокладки канализационных сетей. Выявлены основные проблемы, составлены задачи, решение которых должно улучшить эксплуатацию существующих сетей водоотведения и их строительство в условиях глубокого сезонного промерзания. Протяженность канализационных сетей в целом по республике составляет 172,5 км. Удельный вес протяженности канализационных сетей, нуждающихся в замене, в общем протяжении канализационных сетей составляет 84 %. Удельный вес жилой площади, оборудованной канализацией, составляет 36,8 % от общей площади жилищного фонда республики. В результате проведенных работ планируется достигнуть снижения количества аварий и инцидентов в год.
Ключевые слова: канализация, коллектор, эксплуатация, глубокое заложение, сезонное промерзание.
В настоящее время экономика республики только выходит из экономического кризиса охватившего страну в конце прошлого столетия. Начали появляться положительные тенденции в социально-экономической жизни республики.
Однако вследствие сложных природно-климатических условий (низкая температура воздуха с годовыми амплитудами колебания до 90-100°С, продолжительный период с отрицательной температурой воздуха - свыше 190 дней в году, и т.п.) условия строительства в Тыве существенно отличаются от строительства в средней полосе России [1, 2]. На рисунке 1 представлена средняя сезонная аномалия (1936-2018 гг.) температуры воздуха (°С) районов Среднесибирского региона.
а) Центральные районы
э ; 2
и
п ^ Центральные районы ..-а гЛтгП [
гт рй ГмГ^
б) Красноярский край
в) Республика Тыва
8"
Тыва
г У и ^
ПН
Я V
я я
Рис. 1 Средняя сезонная аномалия (1936-2018 гг.) температуры воздуха (°С) районов Среднесибирского региона
X X О го А С.
X
го т
о
ю 4
М О
О)
о
см
О!
Столбцы представляют аномалии - отклонения от средней температуры базового периода 1961 - 1990 гг. Показаны Х11-летняя скользящая средняя, а также линейные тренды сезонной температуры воздуха за период 1936-2018 гг. (чёрная прямая) и за период 1989-2018гг. (красная прямая). В таблице 1 представлена аномалия регоинально-осредненной температуры воздуха за осенний сезон 2018 года.
Таблица 1
Аномалия регионально-осредненной температуры воздуха
О Ш
т х
<
т о х
X
Регионы Т<^,°С от нормы 1961-1990 гг Оценка тренда 0С/10 лет (19892018 гг) Оценка тренда 0С/10 лет (19362018 гг)
Среднесибирский регион 3,2 0,29 0,04
Красноярский край 3,5 0,31 0,01
Северные районы Края 4,0 0,31 -0,02
Центральные районы Края 2,7 0,12 0,06
Республика Тыва 1,9 0,27 0,17
Строительство является очень сложным и дорогостоящим процессом, а эксплуатация построенных объектов требует большой затраты сил и средств.
В первые годы строительства водопроводно-канализационных сетей трубы укладывались на большой глубине (2-6 м) при глубине промерзания 3,2м (Рис. 2). [3, 4].
Рис. 2 Прокладка сетей канализации в г. Кызыл
Эксплуатация таких сетей показала несостоятельность этих решений. Разрушение тру-
бопроводов и частые аварии, ликвидация которых обходилась очень дорого и требовала большой затраты сил и времени, заставила значительно уменьшить глубину заложения трубопроводов [5].
Эксплуатация канализационных трубопроводов в условиях глубокого сезонного промерзания грунта имеет ряд нерешенных на сегодняшний день задач: высокая глубина прокладки сетей, проблемы промерзания труб, сложность технологии прокладки труб, высокие затраты на земляные работы, сложность эксплуатации труб, технологическая сложность конструкций при удлинении уличных сетей, заполняемость труб в течение суток, влияющих на работоспособность, высокая аварийность в период межсезонья, несовершенство материалов труб, трудоемкость выполнения аварийно-восстановительных работ, неопределённость защитного времени для ремонтно-восстановительных работ. [6].
В стратегии развития г. Кызыла, а непосредственно в генеральном проекте предусмотрено присоединение существующих канализационных сетей по ул. Дружбы через проектируемый колодец на сети для подачи в КНС-4.
Необходимость завершения строительства данного объекта обусловлена создавшейся критической ситуацией по сбросу хозяйственно-бытовой канализации по ул. Дружбы через КНС-4, которая не завершена строительством.
Сброс канализации увеличивается за счет сдаваемых объектов по ул. Дружбы:
- 6 жилых домов по программе переселения (№№ 3/5, 26, 28, 30, 32, 43), а также планируемого к строительству детского сада на 280 мест в 7 микрорайоне Восточной части г. Кызыла, подключения существующих 7 жилых домов микрорайона Энергетиков и школы № 12.
Подпор в сети самотечных трубопроводов по ул. Дружбы может создать аварийные ситуации с выбросом стоков канализации.
Новая насосная станция (КНС-4) крайне необходима для города, поскольку позволяет перенаправить поток сточных вод восточного квартала по напорному трубопроводу, проложенному по ул. Каа-Хем до ул. Оюна Курседи, на канализационную насосную станцию №5 на ул. Оюна Курседи.
Затягивание запуска КНС-4 ведет к дополнительной нагрузке на трубопровод по ул. Ленина, которое может привести к затоплению улиц и подвальных помещений от парка до ул. Тувинских Добровольцев до КНС-2, которая находиться в аварийном состоянии (необходимо строительство новой КНС).
Для возобновления работ на объекте ООО «Водоканал» г. Кызыл предложены следующие мероприятия:
- обнаружение камеры гашения напора и приемного колодца самотечной канализации (вскрытие дорожного полотна в районе перекрестка);
- определение физического состояния напорного коллектора канализационной сети от КНС-4 до ул. Оюна Курседи (Ь=1200 м в две нитки);
- определение местонахождения грязевых колодцев с целью уточнения состояния железобетонных элементов и запорной арматуры (в случае необходимости - замена запорной арматуры);
- гидравлические испытания приемной камеры и напорного коллектора канализационной сети от КНС-4 до перекрестка ул. Каа-Хем - ул. Оюна Курседи (Ь=1200 м в две нитки);
- проверка и ревизия имеющегося оборудования трансформаторной подстанции и КНС (трансформаторы, ВРУ, насосное оборудование, шкафы управления, насосы и т.д.);
- строительство перемычки диаметром 250 мм от распределительной камеры КНС-4 до напорного коллектора в сторону ул. Ленина с устройством смотрового колодца и монтажом запорной арматуры (Ь= 25-30 м).
Анализ существующей системы водоотведе-ния г. Кызыла показывает, что действующие сети водоотведения работают на пределе ресурсной надежности. Необходима полная модернизация системы водоотведения, включающая в себя реконструкцию сетей и замену устаревшего оборудования на современное, отвечающее энергосберегающим технологиям.
Отсутствие необходимых финансовых средств у предприятий жилищно-коммунального хозяйства не позволяет осуществлять в должной мере эксплуатацию физически устаревших канализационных сетей.
Литература
1. Майны Ш.Б. Проблемы бесканальной прокладки трубопроводов в горных регионах (на примере Республики Тыва) // Естественные и технические науки. 2014. № 7 (75). С. 114-118.
2. Терехов Л. Д., Гинзбург А.В. Аварийность водоводов БАМа. Материалы семинара МДНТП / Обеспечение надежности систем хозяйственно-питьевого водоснабжения. М.: МДНТП, 1989. С. 63-66.
3. Майны Ш.Б., Заборщиков О.В. Анализ опыта строительства и эксплуатации канализационных трубопроводов в районах глубокого сезонного промерзания грунтов // Актуальные проблемы современного строительства: 62-я меж-дунар. науч.-техн. конф. молодых ученых: СПб.: СПбГАСУ, 2009. Ч. IV. С. 13-17.
4. Майны Ш.Б. Температурный режим сезон-нопромерзающих грунтов (на примере г. Кызы-
ла) //Промышленное и гражданское строительство. 2010. № 10. С. 50-51.
5. Алексеев М.И., Ермолин Ю.А. Стациона-ризация процесса «отказ - восстановление» при анализе надежности сложных систем // Вестник гражданских инженеров. 2014. - № 1 (42). - С. 84-87.
6. Майны Ш.Б., Терехов Л.Д., Заборщикова
H.П. Методика определения минимальной глубины заложения начального участка канализационных трубопроводов в суровых климатических условиях //Вестник гражданских инженеров. 2016. № 3 (56). С. 116-122.
Problems of operation of sewage pipelines in areas of deep seasonal freezing of groundes (on the example of town of Kyzyl) Mayny Sh.B., Terekhov L.D.
Tuvan State University
The article deals with the problems of sewer pipelines operation in areas of deep seasonal soil freezing on the example of the Kyzyl city of the Tyva Republic. The analysis of the effectiveness of technologies used in the city for the construction of sewer networks. The main problems have been identified, tasks have been compiled, the solution of which should improve the operation of existing sewage networks and their construction in conditions of deep seasonal freezing. The length of sewer networks in the whole republic is 172.5 km. The share of the length of sewer networks that need to be replaced in the total length of sewer networks is 84%. The share of residential area equipped with sewage is 36.8% of the total area of the republic's housing stock. As a result of the work carried out, it is planned to achieve a reduction in the number of accidents and incidents per year. Key words: sewage system, sewer, operation, deep laying, seasonal freezing. References
I. Mains Sh. B. Problems of channelless laying of pipelines in
mountain regions (on the example of the Republic of Tyva) // Natural and Technical Sciences. 2014. № 7 (75). P. 114118.
2. Terekhov, L. D., Ginzburg, A.V. The accident of the BAM water lines. Workshop materials MDNTP / Ensuring the reliability of drinking water supply systems. M .: MDNTP, 1989. S. 63-66.
3. Mains Sh.B., Zaborschikov O.V. Analysis of the experience of
construction and operation of sewer pipelines in areas of deep seasonal freezing of soils // Actual problems of modern construction: 62nd Intern. scientific and technical conf. Young Scientists: St. Petersburg: SPSUHU, 2009. Part IV. P. 13-17.
4. Mains Sh. B. Temperature regime of seasonally frozen soils
(on the example of Kyzyl) // Industrial and civil construction. 2010. No. 10. P. 50-51.
5. Alekseev M.I., Ermolin Yu.A. The stationary process of the
"failure - recovery" in the analysis of the reliability of complex systems // Bulletin of civil engineers. 2014. - № 1 (42). - p. 84-87.
6. Mains Sh.B., Terekhov LD, Zaborschikova N.P. Method of
determining the minimum depth of the initial section of sewer pipelines in harsh climatic conditions // Bulletin of civil engineers. 2016. № 3 (56). Pp. 116-122.
X X О го А С.
X
го m
о
ю 4
М О
to
