CC BY
9
УДК 628.2(571.52)
doi 10.24411/2077-6896-2020-10026
ПУТИ РЕШЕНИЯ ПРОБЛЕМ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ
ВЫПУСКОВ В Г. КЫЗЫЛ
Терехов Л.Д., Майны Ш.Б. Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I, г. Санкт- Петербург Тувинский государственный университет, г. Кызыл
WAYS TO SOLVE PROBLEMS IN OPERATION OF SEWERAGE IN KYZYL
L.D. Terekhov, Sh.B. Mainy Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University, Saint-Petersburg
Tuvan State University, Kyzyl
В статье рассматриваются вопросы эксплуатации канализационных выпусков из здания в районах глубокого сезонного промерзания грунта. Приведены основные климатические показатели г. Кызыл. Канализационные выпуски являются одним из основных элементов системы водоотведения, определяющих ее надежность и экономичность. Система водоотведения г. Кызыла располагается в районах с суровым климатом, отличающимся глубоким сезонным промерзанием грунтов, превышающим 3,2 м.
Уменьшение глубины заложения канализационных выпусков в этих условиях является актуальной задачей. Это дает значительное снижение строительных затрат при устройстве в целом, всей канализационной сети города. Поэтому правильное назначение глубины заложения канализационного выпуска является одним из важнейших факторов надежной и экономичной работы всей системы канализации.
Ключевые слова: канализация; домовые выпуски; грунт; эксплуатация; суровый климат
The article is devoted to the operation of sewerage of the building in conditions of deep seasonal freezing of the soil. The main climatic indicators of the city of Kyzyl are given. Sewer is one of the main elements of the sewer system, which determines its reliability and effectiveness. The Kyzyl wastewater disposal system is located in harsh climatic conditions and is characterized by deep seasonal freezing of soils exceeding 3.2 m. Reducing the depth of the sewerage under these conditions is an urgent task. This gives a significant reduction in construction costs for the device as a whole, the entire sewer network of the city. Therefore, the correct assignment of the depth of the sewerage is one of the most important factors in the reliable and economical operation of the entire sewerage system. Keywords: sewage; sewerage; soil; operation; harsh climate
Территория Восточной Сибири характеризуется резко континентальным климатом. Этопроявляется в исключительно больших сезонных различиях температуры воздуха, малой облачности и повышенной глубиной сезонного промерзания грунтов 3,2 м. Зимой погода в Восточной Сибири формируется под влиянием обширной
области повышенного давления -Азиатского антициклона. К этим территориям относится и Республика Тыва. Столицей Республики Тыва является город Кызыл, с населением около 120 тыс. человек.
Основные климатические показатели города приведены в таблице 1 [1-4].
Таблица 1
№ п/п Показатель Месяцы Средние значения
I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII За лето За зиму
1 1„, °С -27,8 -25,8 -14,8 0,6 10,8 16,5 18,5 16,3 10,2 0,9 -11,7 -23,5 13,05 -18,2
2 Ьс, м 0,2 0,2 0,2 - - - - - - - 0,1 0,1 0,16
3 Vв, м/с 4,1 4,1 3,8 4,2 3,9 3,5 3,3 3,5 3,8 4,1 4,3 4,2 3,7 4,1
4 п, дол. ед 0,6 0,6 0,6 0,8 0,8 0,8 0,7 0,7 0,7 0,7 0,6 0,6
5 е, гПа 0,8 1,0 1,8 3,2 5,2 10,6 14,8 13,1 7,6 3,9 1,8 1,1 9,08 1,73
6 е0, гПа 0,4 0,4 1,6 7,1 14,0 19,0 23,0 19,0 12,0 6,1 1,6 0,4
7 ^ Вт/м2 75,0 75,0 75,0 100,0 100,0 75,0 85,0 85,0 90,0 100,0 75,0 75,0
8 (О+я^ Вт/м2 65,0 112,0 179,0 255,0 312,0 334,0 319,0 272,0 204,0 134,0 78,0 55,0
9 R, Вт/м2 -44,0 -35,0 -21,0 -16,0 -9,0 9,6 0,8 -8,5 -23,0 -42,0 -41,0 -45,0
10 Е, Вт/м2 0 0 0 34,0 72,0 63,0 59,0 44,0 35,0 18,0 0 0
где ^ - среднемесячная температура воздуха, °С; h - средняя за зиму толщина снежного покрова, м; V - средняя скорость ветра, м/с; п - наблюденная облачность в долях единицы; е - абсолютная влажность воздуха, г/м3; е0 - максимальная упругость водяных паров, гПа; J - эффективное излучение при безоблачном небе; Вт/ м2^+ф0 - суммарная солнечная радиация на уровне моря, Вт/м2 Я - среднемесячное значение радиационного баланса, Вт/м2, Е - среднемесячное значение затраты тепла на испарение с поверхности, Вт/м2
Канализационные выпуски из домов
в условиях Восточной Сибири являются наиболее ответственным участком канализационной сети как в отношении опасного влияния на стабильность грунта у фундаментов зданий, так и в отношении замерзания воды в самих выпусках. В первом случае опасность заключается в местном распространении талого грунта на глубину, большую глубину заложения фундамента здания, устойчивость которого может нарушиться вследствие периодических просадок и вспучиваний грунта в основании. Во втором случае, при перемерзании выпуска сложности
возникают с отогревом замерзшей воды. Если работы по оттаиванию проводятся с опозданием, возможны разрывы труб с последующими значительными затратами на их восстановление. Правильное назначение оптимальной глубины заложения канализационного выпуска является одним из важнейших факторов надежной работы всей системы канализации.
Учитывая эти обстоятельства, на устройство домовых выпусков должно быть обращено особое внимание как в отношении выбора наиболее рациональных проектных вариантов, так и в отношении соблюдения всех требований качественного строительства выпусков.
Принципы устройства домовых выпусков и их конструкции тесно связаны с конструкциями и методами строительства зданий [5].
Очень большую опасность представляет собой вода, просачивающаяся в грунт основания. Поэтому всякая утечка из водопровода или канализации, как бы незначительнаонанибыла,рассматривается как авария и должна устраняться немедленно после ее обнаружения.
При устройстве канализации необходимо уделять большое внимание сохранению трубопроводов от замерзания. В периоды минимального притока сточных вод в канализационные выпуски в трубопроводе могут осаждаться взвеси и при понижении температуры в этом месте может образовываться наледь. Для предохранения от замерзания трубы прежде всего следует надежно теплоизолировать. Если в результате теплотехнических расчетов
окажется необходимым слишком мощный слой теплоизоляционного материала, что приведет к значительному удорожанию строительств, тогда придется увеличивать глубину укладки выпуска, или для защиты труб от замерзания можно искусственно создавать дополнительный расход посредством сброса через санитарные приборы водопроводной воды.
Преимущество способа борьбы с замерзанием воды в трубопроводах с помощью искусственно создаваемых холостых сбросов воды в канализацию заключается в следующем:
- предохраняются от замерзания не только домовые выпуски, но и начальные участки уличной сети;
- простота осуществления, не требуется сколько-нибудь значительных усилий со стороны эксплуатационников;
- одновременно с канализацией предохраняется от замерзания и водопровод, особенно вводы в здания и участки трубопровода с малым расходом.
Наряду с перечисленными
преимуществами, существующая практика холостых сбросов воды в канализацию в целях предохранения ее от замерзания имеет и недостатки:
- значительно увеличивается расход воды;
- увеличиваются затраты на эксплуатацию канализационных сетей.
Во всяком случае, при проектировании канализации надо стремиться устраивать минимальное количество выпусков из здания (лучше всего не более одного выпуска), сокращать длину выпуска от здания до наружной канализационной сети.
Этого можно достичь только в том случае, если устройство внутридомовой наружной канализации будет полностью увязано как между собой, так и с внутренней планировкой здания и квартала или микрорайона.
Выбор способа защиты домового выпуска от замерзания определяется технико-экономическими показателями и должен в каждом отдельном проекте решаться с учетом местных условий [6].
В настоящее время для устройства домовых выпусков применяют стальные и чугунные трубы. Не говоря уже о дефицитности материала и о высокой стоимости этих труб, они обладают большой теплопроводностью и значительным весом, подвергаются коррозии, а при замерзании воды в них образуются трещины. Кроме того, стыки чугунных труб при их деформации довольно часто разрушаются.
Учитывая изложенное, а также трудности, связанные с доставкой труб в районы Восточной Сибири, надо обратить серьезнейшее внимание на применение труб из других материалов и, в частности, из полимерных материалов.
Полиэтиленовые трубы и
винипластовые (поливинилхлоридные), обладают рядом преимуществ по сравнению с металлическими трубами при использовании их не только для домовых выпусков, но и во всех внутренних и наружных канализационных прокладках.
Отметим общие положительные свойства полиэтиленовых труб: стойкость против химической и электрохимической коррозии, большая, чем у металлических труб, пропускная способность, что
позволяет уменьшать их расчетное сечение, небольшой вес - они в 5-10 раз легче чем металлических труб, малая теплопроводность, достаточная механическая прочность и долговечность, отсутствие зарастания труб,
неэлектропроводность, вследствие чего на них не действуют блуждающие токи.
В последние годы трубы из полимерных материалов получили довольно широкое распространение [7]. Производство и применение их в строительстве из года в год увеличивается.
В условиях сурового климата для устройства домовых выпусков и других наружных прокладок наиболее пригодными трубами являются полиэтиленовые, так как полиэтилен обладает многими положительными свойствами по сравнению с другими полимерными материалами.
Из всех видов полимеров полиэтилен самый легкий, обладает высокой морозостойкостью. При замерзании воды полиэтиленовые трубы не разрушаются, так как при образовании льда полиэтилен растягивается, а при таянии льда снова сжимается.
Благодаря большой прочности и упругости полиэтиленовые трубы хорошо противостоят усилиям, возникающим при деформации почвы.
Выводы
При проектировании и строительстве домовых выпусков от жилых и общественных зданий в целях создания оптимальных условий для их работы необходимо руководствоваться
следующими положениями: при внутренней планировке зданий надо
стремиться к компактному размещению санузлов в здании (объединение не менее четырех санузлов в каждом этаже одним канализационным стояком); объединять несколько стояков на один выпуск; количество выпусков должно быть
минимальным; проводить мероприятия по предотвращению попадания сточных вод из выпуска в грунт; целесообразно выпуски выполнять из полиэтиленовых труб взамен металлических.
Библиографический список
1. СП 131.13330.2012. Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99. - URL: http://docs.cntd. ru/document/1200095546 (дата обращения: 26.03.2020). - Текст : электронный.
2. Майны, Ш. Б. Особенности взаимодействия безнапорных канализационных трубопроводов подземной прокладки с несогласующимися грунтами / Ш. Б. Майны, С. С. Седип. - Текст : непосредственный // Естественные и технические науки. - 2015. - № 1 (79). -С. 144-146.
3. Терехов, Л. Д. Экспериментальное исследование оттаивания грунта вокруг канализационных трубопроводов мелкого заложения в зимнее время / Л. Д. Терехов, Ш. Б. Майны, Н. А. Черников. - Текст : непосредственный // Вода и экология : проблемы и решения. - 2019. -№ 4 (80). - С. 71-78.
4. Терехов, Л. Д. Исследование изменения теплового режима канализационных сетей в зимний период / Л. Д. Терехов, Ш. Б. Майны. - Текст : непосредственный // Водоснабжение и санитарная техника. -2019. - № 12. - С. 42-47.
5. Воловник, Г. И. Общие вопросы технической эксплуатации коммунальных систем водоснабжения и водоотведения : учебное пособие для студентов направ-
ления 653500 (270100) «Строительство» по специальности 290800 (270112) «Водоснабжение и водоотведение» вузов региона / Г. И. Воловник, Л. Д. Терехов, М. И. Коробко. - Хабаровск : Издательство ГОУ ВПО ДВГУПС, 2005. - 84 с. - Текст : непосредственный.
6. Майны, Ш. Б. Анализ опыта строительства и эксплуатации канализационных трубопроводов в районах глубокого сезонного промерзания грунтов / Ш. Б. Майны, О. В. Заборщиков. - Текст : непосредственный // Актуальные проблемы современного строительства : 62-я Международная научно-техническая конференция молодых ученых: сборник материалов конференции: в 5 частях. Федеральное агентство по образованию, Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет. - 2009. - С. 13-17.
7. Продоус, О. А. Гидравлические характеристики раструбных труб из ВЧШГ с полиуретановым покрытием внутренней поверхности / О. А Продоус, Л. Д. Терехов. - Текст : непосредственный // Водоснабжение и санитарная техника. - 2017. - № 5. - С. 53-57.
References
1. SP 131.13330.2012. Stroitel'naja klimatologija. Aktualizirovannaja
redakcija SNiP 23-01-99* [Set of Rules. 131.13330.2012. Building Climatology. Updated edition of Building Regulations 23-01-99 *]. Available at: http://docs.cntd. ru/document/1200095546 (access date: 26.03.2020). (In Russian)
2. Mainy Sh.B., Sedip S.S. Osobennosti vzaimodejstvija beznapornyh kanalizacionnyh truboprovodov podzemnoj prokladki s nesoglasujushhimisja gruntami [Features of the interaction of pressureless sewer pipelines of the underground installation with inconsistent soils]. Estestvennye i tehnicheskie nauki [Natural and Technical Sciences]. 2015, no. 1(79), pp. 144-146. (In Russian)
3. Terekhov L.D., Mainy Sh.B., Chernikov N.A. Jeksperimental'noe issledovanie ottaivanija grunta vokrug kanalizacionnyh truboprovodov melkogo zalozhenija v zimnee vremja [An experimental study of thawing soil around shallow sewage pipelines in winter]. Voda i jekologija: problemy i reshenija [Water and Ecology: Problems and Solutions]. 2019, no. 4 (80), pp. 71-78. (In Russian)
4. Terekhov L.D., Mainy Sh.B. Issledovanie izmenenija teplovogo rezhima kanalizacionnyh setej v zimnij period [The study of changes in the thermal regime of sewer networks in the winter]. Vodosnabzhenie i sanitarnaja tehnika [Water supply and sanitary equipment]. 2019, no. 12, pp. 42-47. (in Russian)
5. Volovnik G.I., Terekhov L.D., Korobko M.I. Obshhie voprosy tehnicheskoj jekspluatacii kommunal'nyh sistem vodosnabzhenija i vodootvedenija: uchebnoe posobie dlja studentov napravlenija «Stroitel'stvo»
po special'nosti «Vodosnabzhenie i vodootvedenie» vuzov regiona [General issues of technical operation of communal water supply and sanitation systems: textbook for students of the "Construction" direction in the specialty "Water supply and sanitation" of regional universities]. Khabarovsk, Far Eastern State Transport University Publ., 2005, 84 p. (In Russian)
6. Mainy Sh.B., Zaborshikov O.V. Analiz opyta stroitel'stva i jekspluatacii kanalizacionnyh truboprovodov v rajonah glubokogo sezonnogo promerzanija gruntov. V sbornike: Aktual'nye problemy sovremennogo stroitel'stva 62-ja Mezhdunarodnaja nauchno-tehnicheskaja konferencija molodyh uchenyh: sbornik materialov konferencii: v 5 chastjah [Analysis of experience in the construction and operation of sewer pipelines in areas of deep seasonal freezing of soils. Actual problems of modern construction. The 62nd International Scientific and Technical Conference of Young Scientists: a collection of conference materials: in 5 parts]. Federal'noe agentstvo po obrazovaniju, Sankt-Peterburgskij gosudarstvennyj arhitekturno-stroitel'nyj universitet, 2009, pp. 13-17. (In Russian)
7. Prodous O.A., Terekhov L.D. Gidravlicheskie harakteristiki rastrubnyh trub iz VChShG s poliuretanovym pokrytiem vnutrennej poverhnosti [Hydraulic characteristics of bell pipes made of ductile iron with polyurethane coating of the inner surface]. Vodosnabzhenie i sanitarnaja tehnika [Water supply and sanitary equipment]. 2017, no. 5, pp. 53-57. (In Russian)
Терехов Лев Дмитриевич, доктор технических наук, профессор, профессор кафедры «Водоснабжение, водоотведение и гидравлика» Петербургского государственного университета путей сообщения Императора Александра I, г. Санкт-Петербург, E-mail: [email protected]
Майны Шончалай Борисовна, старший преподаватель кафедры городского хозяйства Тувинского государственного университета, г. Кызыл, E-mail: [email protected]
Lev D. Terekhov, Doctor of Technical Sciences, Full Professor, Professor at the Department of Water Supply, Wastewater Disposal and Hydraulics, Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University, Saint-Petersburg, E-mail: [email protected]
Shonchalay B. Mainy, Senior Lecturer at the Department of Urban Economy, Tuvan State University, Kyzyl, E-mail: [email protected]
Дата поступления статьи в редакцию 03.02.2020
