Контроль качества строительства водостоков

Высокое качество и надежность работы подземных коммуникаций в значительной степени обеспечиваются систематическим контролем за их строительством. Качество выполнения этих работ контролирует в первую очередь лаборатория строительной организации. Контроль за строительством (технический надзор) осуществляют также представители заказчика, проектной и эксплуатирующей организаций и др.

В процессе выполнения работ визуальными и инструментальными методами проверяют: качество труб, колодцев и других элементов водосточной сети; качество материалов, применяемых для устройства оснований и заделки стыков; правильность укладки труб в плане и профиле и установки колодцев; качество стыковых соединений и надежность оснований; плотность грунта обратной засыпки.

Качество труб, колодцев и других, сборных элементов проверяют наружным осмотром (отсутствие трещин, сколов, наплывов) и геометрическими измерениями (соответствие размеров ГОСТу).

Качество строительных материалов (песок, щебень, цементобетонная смесь, раствор, мастики и др.) контролируют лабораторными испытаниями.

Контроль готовых оснований включает: проверку продольного профиля и отметок основания геодезическими измерениями; определение толщины искусственного основания пробным вскрытием или выбуриванием кернов; проверку плотности оснований из дискретных материалов и грунта радиоизотопными, динамометрическими методами, методом лунок и проверку прочности бетонных оснований ультразвуковыми приборами.

Качество монтажных работ оценивают:
1)       точностью привязки колодцев в плане и профиле, проверяемой инструментально: отклонение колодцев в плане от проектного положения не должно превышать 15 см, отклонение вертикальных отметок лотков — 5 мм;
2)       прямолинейностью участка трубопровода между двумя смежными колодцами, проверяемой:
а)       просмотром трубы на свет (на одном конце устанавливают источник света, на другом — зеркало): видимое в зеркало поперечное сечение может иметь отклонение от круга по горизонтали не более 1/4 диаметра трубы, по вертикали отклонение не допускается;
б)       пробным пуском воды после заделки стыков, обнаруживающим застойные места в лотке трубопровода: глубина слоя воды в застойных местах не должна превышать 10 мм.

Герметичность и прочность стыковых соединений труб проверяют сначала визуально, а затем гидравлическими испытаниями водосточной сети. Качество засыпки траншей оценивают по плотности грунта, систематически контролируя ее в процессе засыпки неразрушающими методами.

Гидравлические испытания водосточной сети — главный критерий оценки качества строительства. Гидравлические испытания включают три этапа: подготовку сети к испытаниям, предварительное и окончательное испытание на плотность.

Технология строительства городских водостоков

Одним из основных принципов организации городского строительства является опережающая прокладка подземных коммуникаций. Подземные сети, включая водостоки, должны быть построены до начала дорожных работ и застройки районов.

Городские водостоки сооружают, как правило, наиболее экономичным открытым способом, применяя закрытые методы прокладки только в стесненных условиях и при расположении трубопроводов на большой глубине. При строительстве водосточной сети сначала прокладывают главные коллекторы, затем продольные водостоки, к которым присоединяют поперечные ветки с водоприемными колодцами.

Строительство водосточной сети характеризуется вытянутым вдоль трассы фронтом работ и слагается из отдельных последовательно выполняемых операций. Наиболее рациональной организацией строительства является поточный метод (см. гл. 2), в рамках которого необходимо предусматривать опережающее производство сосредоточенных работ: строительство очистных сооружений, сложных камер и т. п.

Технология строительства водосточной сети включает следующие основные процессы: а) подготовительные работы; б) разработку траншей; в) устройство оснований под трубы и колодцы; г) монтаж элементов водосточной сети; д) заделку стыков; е) засыпку траншей с уплотнением грунта.

Подготовительные работы при строительстве подземных сетей аналогичны работам, подробно рассмотренным в гл. 8, и состоят из следующих основных операций: разбивки и закрепления на местности трассы трубопровода и контура траншеи; разметки мест пересечения с подземными сетями; разметки осей движения строительных машин и зон складирования грунта, материалов, изделий.

Очистные сооружения на водосточной сети

Поверхностные сточные воды крупного современного города загрязнены нефтепродуктами, взвесями, хлористыми солями и другими веществами. Загрязненность поверхностного стока зависит от многих факторов: вида стока (дождевые, талые, моечные воды), вида поверхностного покрова, загрязненности воздушного бассейна, продолжительности дождя и др.

Например, в первые минуты дождя концентрация взвешенных веществ в стоке превышает 1000—3000 мг/л (до 15 000 мг/л), что намного превышает аналогичный показатель в промышленном и бытовом стоках. К концу дождя загрязненность стока уменьшается в 10 раз.

Поверхностные сточные воды не разрешается сбрасывать в водоемы без очистки. Однако создание мощной системы очистных сооружений — чрезвычайно дорогостоящее и трудоемкое дело, поэтому в очистные сооружения в настоящее время отводится только наиболее загрязненная часть поверхностного стока. Расчетные (пиковые) расходы относительно светлой воды от сильных дождей и весенних паводков сбрасывают в водоемы без очистки. Без очистки допускается также сбрасывать воды с территорий городских лесопарков.

Очистные сооружения располагают на устьевых участках главных коллекторов отдельно для каждого водосборного бассейна площадью 50—3000 га. Очистные сооружения на водосточной сети, в отличие от бытовой и промышленной канализации, обеспечивают только механическую очистку сточных вод — улавливают мусор, взвешенные вещества, нефтепродукты. Степень очистки сточных вод должна составлять не менее 80 % для взвешенных веществ и нефтепродуктов (от данных табл. 5.2) и 100 % —для мусора.

Принцип работы очистных сооружений основан на отстое сточных вод — осаждении взвешенных частиц крупностью более 5·10-2 мм, всплывании и удалении нефтепродуктов мельче 10-5 мм. Поэтому степень очистки зависит от времени отстоя t и составляет 80 % при t = 2 ч и 95 % — при t=8 ч.

Основные расчетные параметры, по которым назначают размеры очистных сооружений — расходы дождевых, талых и моечных вод, степень загрязнения поверхностного стока, требуемая степень очистки.

Длину очистного сооружения L (м) определяют но формуле
L = 1,2σt·3600,
где σ — скорость протекания воды в очистном сооружении, м/с; t — время отстоя, ч.

Скорость, при которой происходит осаждение взвешенных частиц указанной ранее крупности, составляет не более 0,01 м/с. Принимая минимальное время отстоя 2 ч, получаем длину очистного сооружения около 100 м.

Площадь поперечного сечения очистного сооружения S (м2) можно определить по формулам: S = Qp/σ; S=bh,
где Qp — расчетный расход воды, м3/с; /> b и h — соответственно ширина и глубина сооружения, м.

Зная расчетный расход сточных вод Qp и оперируя прицеленными здесь формулами, можно определить глубину и ширину сооружения. Для удобства эксплуатации ширину очистных сооружений принимают в пределах 40 м.

Объем осадочной части зависит от объема осадка и регулярности очистки сооружения. Годовой объем осадка Vо (м3/год) определяют по формуле
 Vо = CЭVв Sв/100ρ,
где С — содержание взвешенных частиц в поверхностных сточных водах, т/м3; Э — степень очистки сточных вод, %; ρ — плотность осадка, т/м3; Vв — объем воды, поступающей на очистку с 1 га, м3; Sв — площадь водосбора, га.

Зная длину и ширину очистного сооружения, можно определить глубину осадочной части hoc, м: при периодичности очистки один раз в год она будет равна hoc  = Vo/bL.

Назначение и структура систем водоотвода в городах

Системы отвода поверхностных вод в городах называют дождевой (ливневой) канализацией, или водостоками. Водосточная система в городах предназначена для отвода дождевых и талых поверхностных вод, вод от полива и мытья улиц, вод из дренажных систем и внутренних водостоков зданий.

Устройство городских водостоков создает благоприятные условия для эксплуатации улиц, так как обеспечивает бесперебойное и безопасное движение транспорта и пешеходов, увеличивает срок службы дорожных одежд и подземных сооружений.

С ростом благоустройства городов значение поверхностного водоотвода многократно возрастает. В старых городах, где преобладали грунтовые поверхности и газоны, а дорожные одежды были водопроницаемы (щебеночные покрытия, брусчатые и булыжные мостовые), средний коэффициент стока поверхности бассейна составлял 0,3—0,5, т. е. большая часть дождевой воды впитывалась в грунт или задерживалась на поверхности. В центральной части современного города преобладают водонепроницаемые поверхности — кровли зданий, асфальтобетонные покрытия. Коэффициент стока, например, для центра Москвы составляет 0,85, т. е. почти вся поверхностная вода за очень короткое время собирается в пониженные места рельефа и при недостаточной пропускной способности водостоков затапливает их и прилегающие территории.

Отвод поверхности вод в городских условиях может осуществляться:
самостоятельно по открытым водостокам или подземным трубопроводам при раздельной системе канализации;        
совместно с бытовыми и производственными сточными водами при общесплавной системе канализации;
частично совместно с бытовыми и производственными сточными водами при полураздельной системе (уличная сеть трубопроводов раздельная, а главные коллекторы общесплавные).

В СССР в основном принята раздельная система канализации с самостоятельной сетью для отвода поверхностных вод — водостоками. В зависимости от размеров города и степени его благоустройства применяют открытую, закрытую или смешанную системы поверхностного водоотвода.

Открытая система состоит из лотков и кюветов, входящих в поперечный профиль улиц, водоотводных канав, тальвегов, русел малых рек. Закрытая система состоит из сети трубопроводов, водоприемных и смотровых колодцев и камер. Смешанная система включает в себя элементы закрытой и открытой сети.

В крупных и средних городах основная система водоотвода — закрытая: на ранних стадиях развития города в ней используют элементы открытой системы.

Принципиальная схема водосточной сети в городах включает в себя следующие части:
а)       вертикальную планировку территории, обеспечивающую сток поверхностных вод к водоотводящей сети;
б)       лотки на проезжей части улиц и водоприемные колодцы;
в)       систему трубопроводов — водосточные ветки и продольные водостоки, прокладываемые под улицами;
г)       главные водоотводящие коллекторы, трассируемые по направлению тальвегов, преимущественно под улицами;
д)       городские водоемы, используемые для регулирования паводковых вод (пруды-регуляторы);
е)       очистные сооружения на устьевых участках водосточной сети.

Классификация, принципы размещения подземных инженерных сетей

Система подземных коммуникаций является составной частью инфраструктуры современного города и определяет уровень его развития и благоустройства. В крупных городах протяженность подземных инженерных сетей в несколько раз превышает суммарную протяженность улиц и составляет десятки тысяч километров. Доля подземных инженерных сетей в градостроительном процессе достигает 25—30 % по стоимости строительства и 30—40 % по затратам труда и времени. Поэтому всемерное совершенствование строительства подземных сетей на основе достижений научно-технического прогресса приобретает первостепенное значение.

Всю совокупность подземных инженерных сетей можно разделить на три группы: трубопроводы, кабельные сети, коллекторы.

Трубопроводы подразделяют на магистральные (транзитные), обслуживающие город или его отдельные районы; разводящие, обслуживающие микрорайоны и кварталы; внутриквартальные, обслуживающие отдельные дома.

По функциональному назначению трубопроводы разделяются на общегородские (водопровод, канализация, теплопроводы, газопроводы, дренажи) и специальные промышленные (нефтепроводы, паропроводы, водопроводы и др.).

Кабельные сети — электрические сети высокого (до нескольких десятков киловольт) и низкого напряжения, а также сети слабого тока — телефонные, телеграфные, радиовещания, телевидения.

Коллекторы подразделяют на три группы: коллекторы-трубопроводы— трубы большого диаметра (больше 1—1,5 м) и тоннели, служащие для пропуска различных жидкостей — в основном канализационные и водосточные коллекторы; специальные коллекторы (каналы), в которых размещают один вид подземных сетей, чаще всего теплосеть или кабельные прокладки; общие, или совмещенные коммуникационные коллекторы для совместной прокладки трубопроводов и кабелей различного назначения.

Инженерные подземные сети предназначены для обслуживания промышленных предприятий, населения жилых микрорайонов, городских улиц и дорог. В процессе застройки городов инженерные подземные сети проектируют как комплексное хозяйство, увязывая их размещение с направлением и поперечным профилем улиц.

При размещении подземных сетей следует учитывать, что срок их службы колеблется от 25 (для стальных трубопроводов, размещаемых непосредственно в грунте) до 100 лет (для коллекторов, оборудованных вентиляцией и водоудалением), т. е. долговечность подземных коммуникаций, как правило, намного ниже срока службы наземных сооружений. Поэтому размещать подземные сети следует таким образом, чтобы их эксплуатация, ремонт и замена могли осуществляться в рамках сложившегося города.

Подземные инженерные сети располагают под улицами, руководствуясь следующими принципами:
1.       Для лучшей эксплуатации сетей без нарушения движения транспорта и пешеходов недопустимо их размещать под проезжей частью улиц, а под тротуарами — нежелательно. Размещать подземные сети следует на специальных зеленых технических полосах, которые могут служить и разделительными полосами.

2.       Для предотвращения просадок зданий и наземных сооружений регламентируется минимальное расстояние от них до подземных коммуникаций: от 2 до 15 м в зависимости от вида и глубины заложения сетей.

3.       Подземные сети по отношению к транспортным сооружениям, рельсовым путям, зеленым насаждениям следует размещать на расстоянии от 0,5 до 15 м, что должно исключать повреждение сетей, сооружений и элементов инженерного оборудования улиц.

4.       Для предотвращения взаимного повреждения сетей регламентируется наименьшее расстояние между соседними прокладками — от 0,5 до 5 м.

5.       В зависимости от функционального назначения сетей регламентируется минимальная глубина их заложения, которая определяется: а) глубиной промерзания грунта (для водопровода, водостока, канализации, газопровода влажного газа); б) сохранностью сетей от воздействия внешних нагрузок (для всех сетей).

6.       При ширине улиц более 60 м и соответствующем технико-экономическом обосновании следует предусматривать дублирование подземных сетей — их прокладку по обеим сторонам улицы.

7.       Следует всемерно развивать совмещенную прокладку подземных коммуникаций в коллекторах, что значительно улучшает условия эксплуатации улиц и инженерных сетей.