Определение диаметров начальных участков канализационной сети г. Кызыла

УДК 628.2:721

doi 10.24411/2221-0458-2020-10036

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИАМЕТРОВ НАЧАЛЬНЫХ УЧАСТКОВ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ

Г. КЫЗЫЛА

Майны Ш.Б.

Тувинский государственный университет, г. Кызыл

DETERMINATION OF DIAMETERS OF THE KYZYL SEWERAGE

IN INITIAL SITES

Sh.B. Mayny Tuvan State University, Kyzyl

Начальные участки канализационных сетей являются одним их основных элементов системы водоотведения, определяющих ее надежность и экономичность. Система водоотведения г. Кызыла располагается в районах с суровым климатом, отличающимся глубоким сезонным промерзанием грунтов. Надежность и эксплуатационная эффективность канализационных сетей, прокладываемых в районах распространения сезонного промерзания грунтов, в значительной мере определяется их тепловым взаимодействием с окружающей средой. Мониторинг теплового взаимодействия является важной составной частью проектирования санитарно-технических сетей в указанных районах. Уменьшение глубины заложения канализационных трубопроводов в этих условиях является актуальной задачей. Поэтому правильное назначение глубины заложения канализационного выпуска является одним из важнейших факторов надежной и экономичной работы всей системы канализации. Рекомендуется минимальный диаметр начальных участков сетей водоотведения с учетом стоимости строительства и интенсивности засоров увеличить до d=200 мм.

Ключевые слова: начальный участок; канализация; грунт; эксплуатация; суровый климат

The initial sections of the sewer networks are one of the main elements of the drainage system, determining its reliability and efficiency. The Kyzyl sewage system due to harsh climate is characterized by deep seasonal freezing of soils. The reliability and operational efficiency of sewer networks laid in the areas of seasonal freezing of soils is largely determined by their thermal interaction with the environment. Monitoring thermal interaction is an important part of the design

of sanitary networks in these areas. Reducing the depth of the sewer pipelines in these conditions is an urgent task. Therefore, the correct assignment of the depth of the sewer outlet is one of the most important factors in the reliable and economical operation of the entire sewage system. It is recommended that the minimum diameter of 200 mm in the initial sections of drainage networks, taking into account the cost of construction and the intensity of blockages.

Keywords: initial section; sewerage; priming; exploitation; harsh climate

Начальные участки канализационной сети в суровых условиях являются самым сложным и неблагоприятным участком канализационной сети. Надежность и эксплуатационная эффективность

канализационных сетей, прокладываемых в районах распространения сезонного промерзания грунтов, в значительной мере определяется их тепловым

взаимодействием с окружающей средой. Поэтому мониторинг теплового взаимодействия является важной составной частью проектирования санитарно-технических сетей указанных районов. Особенностями строительства и эксплуатации канализационных сетей в таких районах, являются отрицательная в течение длительного периода года температуры окружающей среды и резкое изменение физико-механических свойств большинства грунтов при их оттаивании.

К этим территориям относится и Республика Тыва. Столицей Республики Тыва является город Кызыл. На территории Республики Тыва работают 6 систем централизованного водоотведения,

в том числе в гг. Кызыле - 2, Ак-Довураке - 1, Шагонаре - 1, сс. Хову-Аксы - 1, Чаа-Холь - 1. 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 настоящее время актуальность реконструкции инженерных сетей увеличилась, в связи с активным ростом строительства жилья и социальных объектов города Кызыла. На рисунке 1 показаны объекты теплоснабжения, водоснабжения, водоотведения и твердых бытовых отходов.

Опыт эксплуатации канализационных сетей г. Кызыл показал, что в сетях канализации часто возникают отказы, связанные с образованием засоров и выпадением осадка [4-6]. При этом неблагоприятные условия и режимы работы создаются в сетях диаметром до

500 мм и особенно 150 и 200 мм, т.е. приходящихся на 1 км сетей диаметром дворовой и внутриквартальной сети (около 150-200 мм, составляет 10-15 в год. 80%). Среднее количество аварий,

Рис. 1. Объекты теплоснабжения, водоснабжения, водоотведения и твердых бытовых отходов РТ

Основные климатические показатели города приведены на рис. 1 [1,2,3].

Вт/м2

Рис. 1. Основные климатические показатели г. Кызыла

Например, в Якутии наиболее эффективным мероприятием,

обеспечивающим сохранение мерзлого состояния грунтов основания, является круглогодично проветриваемое подполье под зданиями. В этом случае трубы в подполье подвешиваются к цокольному перекрытию. Они должны быть в

надежной тепло- и гидроизоляции. В установленных местах на трубопроводах размещаются ревизии для осмотра и прочистки канализационной линии в подполье. На рис. 2 показано проветриваемое подполье с

трубопроводами г. Якутска.

Рис. 2. Проветриваемое подполье с трубопроводами

Для возможности обслуживания санитарно-технических коммуникаций подполья имеют лазы для доступа в них и высоту не менее 1,2-1,4 м от низа выступающих элементов цокольного перекрытия до уровня земли.

Очень большую опасность представляет собой вода, просачивающаяся в грунт основания. Поэтому всякая утечка из водопровода или канализации, как бы незначительна она ни была, рассматри-

вается как авария и должна устраняться немедленно после ее обнаружения.

Кроме того, в целях предотвращения просачивания воды в грунт, смотровые лотки, устраиваемые под трубопроводами, выстилаются каменной отмосткой или бетонными плитками по глинобетонному основанию.

При устройстве канализации, кроме предохранения грунтов основания от протаивания, необходимо уделять большое

внимание сохранению трубопроводов от замерзания. Из всей системы канализации особенно подвержены промерзанию выпуски из домов и, в частности, притока от отдельных стояков, а также сборные трубопроводы, проходящие в

проветриваемом подполье.

Во время минимального

водоотведения притоки могут зарастать отложениями, в них образуется наледи. Кроме того, при отсутствии расхода, трубы при охлаждении покрываются с внутренней стороны инеем и при новом поступлении сточных вод обледневают.

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 строительства, то можно применять способ совместной прокладки труб канализации и отопления. Кроме того, может быть применен способ теплового

сопровождения, т.е. прокладывается специальный трубопровод с

теплоносителем рядом с основным трубопроводом и в одной изоляции с ним. Диаметр трубопровода теплоносителя, а также расход пара или горячей воды зависят, главным образом, от принятого типа тепловой изоляции трубопровода.

Кроме того, для защиты труб от замерзания можно искусственно создавать дополнительный расход посредством сброса через санитарные приборы водопроводной воды.

Проектирование водоотводящих сетей преимущественно осуществляется на безнапорный (самотечный) режим движения жидкости. В бытовых водоотводящих сетях предусматривается некоторый резерв в живом сечении трубопровода, необходимый для пропуска расхода, больше расчетного, который наблюдается в течение часа и не учитывается расчетами [7]. Через свободную верхнюю часть сечения трубы также осуществляется вентиляция всей водоотводящей сети. На рис. 3 показана схема определения начальной глубины заложения участка примыкания

самотечной канализации здания к уличной сети самотечной канализации.

Важнейшим условием

проектирования водоотводящих сетей является обеспечение в трубопроводах при расчетных расходах необходимых скоростей, исключающих образование в них плотных несмываемых отложений.

Однако, известно, что наполнение начальных участков сети вследствие незначительных расходов меньше расчетных, поэтому обеспечить

самоочищающую скорость в этих трубопроводах при минимальном уклоне

невозможно. Диаметр таких участков согласно СНиП 2.04.03-85 принимается ^=150 мм без гидравлического расчета. При снижении расходов фактические скорости также уменьшаются, и сам расчетный случай не обеспечивает требуемое условие самоочищения сетей. В результате этого участок сети из

расчетного становится безрасчетными. Это приводит к увлечению протяженности начальных безрасчетных участков, что вызывает увеличение интенсивности засоров и необходимость неоднократных профилактических прочисток в году.

Рис. 3 Схема определения начальной глубины заложения участка примыкания самотечной канализации здания к уличной сети самотечной канализации

Для сокращения количества засоров рекомендуется увеличить диаметры трубопроводов и их уклоны и, в частности, при проектировании сетей канализации в районах с глубоким сезонным промерзанием. Принимать минимальный диаметр труб 200 мм и уклон 0,007 вместо 0,005 по СП 32.13330.2012 Канализация. Наружные сети и сооружения. Следует отметить, что такие сети обслуживают, как правило, отдельные здания, расчетный расход стоков которых невелик, поэтому на практике неприемлемы. С уменьшением наполнения трубопроводов (менее 0,3) будет иметь место так называемое «сухое течение» сточной жидкости. В

трубопроводе начинают откладываться, в первую очередь, крупногабаритные предметы, несмотря на высокие скорости течения жидкости.

Основные причины

неудовлетворительной работы начальных участков канализационных сетей: попадание в канализационную

посторонних крупногабаритных

предметов, не являющихся компонентами сточной жидкости, начальные участки канализационных обслуживают, как правило, отдельные здания, режим водоотведения которых характеризуется залповым поступлением сточной жидкости и большой неравномерностью притока, что

приводит к значительному осреднению и

уменьшению расчетного расхода.

Рекомендуется минимальный диаметр

начальных участков сетей водоотведения с

Библиографический список

1. СП 131.13330.2012 Строительная климатология. Актуализированная редакция СНиП 23-01-99. - URL: http://docs.cntd.ru/document/1200095546 (дата обращения: 25.05.2020). - Текст : электронный.

2. Майны, Ш. Б. Температурный режим сезоннопромерзающих грунтов (на примере города Кызыла) / Ш. Б. Майны. - Текст : непосредственный // Промышленное и гражданское строительство. - 2010. - № 10. -С. 50-51.

3. Майны, Ш. Б. Проблемы бесканальной прокладки трубопроводов в горных регионах (на примере Республики Тыва) / Ш. Б. Майны. - Текст : непосредственный // Естественные и технические науки. - 2014. -№ 7 (75). - С. 114-118.

4. 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.

5. 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.

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 // В сборнике : 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. 1317.

учетом стоимости строительство и интенсивности засоров увеличить до d=200 мм.

7. 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.

References

1. SP 131.13330.2012 Stroitel'naja klimatologija. Aktualizirovannaja redakcija SNiP 23-01-99 [Set of Rules 131.13330.2012. Construction climatology. Updated edition of Construction regulations 23-01-99]. Available at: http://docs.cntd.ru/document/1200095546

2. Mainy Sh. B. Temperaturnyj rezhim sezonnopromerzajushhih gruntov

3. Mainy Sh. B. Problemy beskanal'noj prokladki truboprovodov v gornyh regionah

4. Terekhov L. D., Mainy Sh.B.and Chernikov N.A. Jeksperimental'noe issledovanie ottaivanija grunta vokrug kanalizacionnyh truboprovodov melkogo zalozhenija v zimnee vremja [An experimental study of thawing soil around shallow sewer pipelines in winter]. Voda i jekologija : problemy i reshenija [Water and Ecology: problems and solutions]. 2019, no. 4

5. Terehov 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, p. 42-47.

6. Mainy Sh. B., Zaborschikov O.V. Analiz opyta stroitel'stva i jekspluatacii kanalizacionnyh truboprovodov v rajonah glubokogo sezonnogo promerzanija gruntov [Analysis of experience in the construction and operation of sewer pipelines in areas of deep seasonal freezing of soils]. Aktual'nye problemy sovremennogo stroitel'stva 62-ja Mezhdunarodnaja nauchno-tehnicheskaja konferencija molodyh uchenyh : sbornik materialov konferencii : v 5 chastjah [Actual problems of modern construction. Works of the 62Nd International Scientific-Technical conference of young scientists].

Saint-Petersburg State University of Architecture and Construction, 2009, p. 13-17.

7. 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

Майны Шончалай Борисовна, - старший преподаватель кафедры городского хозяйства Тувинского государственного университета, г. Кызыл, е-mail: shonchikspb@mail.ru

Shonchalay B. Mayny, Senior Lecturer, Tuvan State University, Kyzyl, e-mail: shonchikspb@mail.ru

Статья поступила в редакцию 27.05.2020