Инженерные сети и системы населенных пунктов

качество применяемого антикоррозионного  покрытия; конструкция прокладки тепловых сетей (наличие или отсутствие воздушного зазора); гидрогеологические условия; коррозионная активность окружающего грунта (наличие блуждающих токов); условия эксплуатации, в том числе затопления каналов, материал и толщина стенки трубопроводов.

Известно, что надежность определяется способностью объекта  выполнять заданные функции, сохраняя во времени значения установленных эксплуатационных показателей в заданных пределах, соответствующих заданным режимам и условиям использования .

Надежность объекта включает следующие свойства: долговечность, безотказность, ремонтопригодность, сохраняемость и эффективность.

Различают единичные и  комплексные показатели надежности (критерии). Единичный показатель количественно  характеризует только одно свойство надежности объекта (вероятность безотказной работы, наработка на отказ, интенсивность отказов). Комплексные показатели количественно характеризуют не менее двух основных свойств, определяющих надежность .

Параметры могут быть получены тремя способами:

- по данным эксплуатации  объектов в производстве;

- путем проведения специальных  испытаний;

- по результатам расчета  или испытаний на надежность  лимитирующих элементов сложных систем.

При проектировании и реконструкции  тепловых сетей разработан критерий для удовлетворения требованиям  надежности при восстановлении отказавшего теплопровода с определением максимального диаметра тупикового теплопровода, предельно допустимого радиуса тупикового ответвления и предельно допустимой длины участков резервированных тепловых сетей .

Рекомендации по повышению  безотказной работы трубопроводов :

- с целью экономии материально-технических,  трудовых и энергетических ресурсов в процессе эксплуатации за счет определения участков теплопровода со значительной частотой повреждений необходимо указывать место повреждений; характер повреждения; назначение трубопровода; дату фиксации и дату устранения; диаметр; длину заменяемого участка; глубину заложения, характер покрытия;

- для решения указанной  выше задачи необходимо представить  паспорт тепловой сети в электронном  виде с геодезической привязкой трассы теплопровода с указанием всего инженерного оборудования;

- при реконструкции сетей  использовать предизолированные трубы в полиуретановой изоляции, обладающих повышенной противокоррозионной стойкостью и имеющих малый коэффициент теплопроводности;

- при реконструкции использовать  современные методы прокладки  и технологии, позволяющие закрытым  способом без вскрытия дорог осуществлять прокладку и ремонт трубопроводов;

- своевременно и в полном  объеме проводить все мероприятия  по технической эксплуатации  трубопроводов и оборудования  СЦТ.

3.2. Устройство водопроводной сети и водоводов

Для устройства водопроводной  сети и водоводов используются трубы  различных типов и из различных  материалов. Применение того или иного  типа труб зависит от геологических  и климатических условий в  районе укладки, от величины предполагаемых напоров в сети, от способа прокладки (подземная в траншеях и каналах, коллекторах, наземная, надземная).

В современной практике строительства  напорных водопроводов применяются  чугунные, стальные, асбестоцементные, бетонные, железобетонные, пластмассовые, стеклянные и другие трубы. Для безнапорных  водопроводных сетей применяются  бетонные и железобетонные трубы, открытые каналы из бетона, железобетона, дерева, каналы с земляной одеждой, а также  бракованные стальные и чугунные трубы.

Чугунные трубы в зависимости  от толщины стенок и испытательного давления подразделяются на три класса - ЛА, А и Б. Соединения таких труб - раструбные и раструбно-винтовые. Порядок соединения труб достаточно подробно рассмотрен ниже. Длины труб, выпускаемых отечественной промышленностью, колеблются в пределах от 2 до 6 м, а диаметры - от 65 до 1000 мм.

Для изменения направления  потоков воды, а также их разделения применяются фасонные части: колена, отводы, полуотводы, тройники, крестовины и др. Переход от одного диаметра трубопровода к другому производится с помощью переходных деталей. Этими деталями могут быть двойные раструбы и различные переходные патрубки. Установка пожарных гидрантов осуществляется на специальной фасонной части - пожарной подставке. Подобные подставки выполняются либо отдельно, либо совмещенными с другими фасонными частями.

Существуют и другие специфические  детали водопроводных сетей: выпуски, вантузы, седелки, промывные комплекты  и др. Первые применяются для опорожнения  сети и монтируются в наиболее низких точках магистралей, вторые - для  выпуска воздуха; седелки и промывные  комплекты используются в основном при ремонтных работах.

Достоинствами чугунных труб являются большой срок службы, так  как они менее подвержены коррозии, чем, например, стальные трубы, возможность  легко и просто производить монтаж сетей по сравнению с асбестоцементными  и пластмассовыми трубами благодаря  наличию широкого ассортимента фасонных частей, выпускаемых нашей промышленностью. Основные недостатки чугунных труб - их относительно слабое сопротивление  динамическим нагрузкам, значительный расход металла по сравнению со стальными  трубами, длительность монтажа, обязательное наличие фасонных частей для устройства узлов сети. Недостатком чугунных труб является также то, что в  случае нарушения целостности из них могут выпадать целые куски  стенок, что приводит к большим  потерям воды, особенно на линиях, имеющих  большие диаметры труб.

Диаметр стальных труб в  отличие от чугунных труб измеряется по наружному размеру. По сравнению с чугунными стальные трубы имеют существенные преимущества: они могут выдерживать большие внутренние давления - до 2,5+3,0 МПа, хорошо сопротивляются динамическим нагрузкам, требуют меньшего расхода металла, дают возможность легко и быстро производить их монтаж индустриальными методами и тем самым значительно снижать сроки производства работ.

Стальные трубы в водопроводной  практике находят применение главным  образом при устройстве высоконапорных водоводов и трубопроводов, подвергающихся воздействию динамических нагрузок.

Для монтажа трубопроводов  применяют электрическую или  газовую сварку, фланцевые, раструбные и соединения на муфтах Сварные стыки  прочны и герметичны. В настоящее  время они нашли наиболее широкое  применение. Фланцевые соединения устраиваются при помощи стальных фланцев либо привариваемых к трубе, либо надеваемых на трубу с последующей развальцовкой  концов труб или наваркой на них  опорных колец. Раструбные соединения могут осуществляться приваркой  к трубе стальных раструбов или  устройством раструба на одном из концов соединяемых труб путем развальцовки при изготовлении труб или применением  двухраструбных муфт. Этот способ соединения применяется крайне редко. Муфтовые соединения нашли применение для труб малых диаметров - до 75 мм.

Для соединения труб, изменения  и разделения потоков воды изготавливаются  стальные фасонные приварные части: отводы с углом 30, 45, 60 и 90°, тройники проходные и переходные, переходы и др.

К серьезным недостаткам  стальных труб следует отнести подверженность их значительной коррозии как внутренней со стороны транспортируемой жидкости, так и с внешней - со стороны  грунтовых вод.

Бетонные и железобетонные трубы, изготавливаются как заводским  способом, так и непосредственно  на строительных площадках. Трубы могут быть безнапорными (бетонные и железобетонные) и напорными (железобетонные). Если транспортируемая жидкость или грунтовые воды являются агрессивными по отношению к бетону и арматуре труб, то трубы следует изготавливать из бетонов, стойких к данному виду агрессии.

По типу стыковых соединений бетонные и железобетонные трубы  разделяются на раструбные, фальцевые и муфтовые.

В практике водоснабжения  и канализации населенных мест, промышленных предприятий и отдельных объектов за последние десятилетия все  больше начинают применяться различные  пластмассовые трубы. Использование  таких труб позволяет экономить  металл, сокращать продолжительность  монтажа трубопроводов, а также  удлинять срок их службы. Это обстоятельство связано с тем, что пластмассовые  трубы не подвержены коррозии.

3.3. Устройство канализации

Канализационную сеть обычно устраивают самотечной (безнапорной) и проектируют на неполное заполнение. Для того чтобы вода протекала с необходимой скоростью, сеть прокладывают с уклоном. При малых уклонах поверхности земли и большом протяжении сети коллекторы приходится заглублять, что значительно удорожает производство работ. Экономически, например, целесообразно прокладывать канализационную сеть в водонасыщенных грунтах до глубины 5 - 6 м. Если сеть уже заглублена до этого предела, то во избежание увеличения глубины на сети целесообразно сооружать насосную станцию. Станции перекачки устраиваются также в пониженных районах города.

При трассировке канализационных  сетей учитывают рельеф местности  и вертикальную ее планировку, размещение водных протоков и мест сброса сточных  вод, а также данные гидрогеологических изысканий. На схему канализации  влияет также размещение очистных сооружений. Различают несколько схем трассировки  канализационной сети относительно кварталов в зависимости от рельефа  местности и вертикальной планировки.

Сборные коллекторы трассируют вдоль рек и тальвегов (линий, соединяющих наиболее пониженные участки  речной долины, оврага). По этим коллекторам сточные воды бытовой или общесплавной сети отводят на очистные сооружения и после очистки сбрасывают в водоем. В подобном случае выпуск сточных вод производится за чертой населенного места. Дождевую сеть при проектировании трассируют из расчета выпуска сточных вод в водоем по наикратчайшему расстоянию. Грунтовые условия так же оказывают влияние на трассировку сети.

На общей схеме канализации  кроме линий сети отмечают сетевые  сооружения: дюкеры, переходы и камеры различного назначения. На схеме намечаются места расположения насосных станций, очистных сооружений и выпусков.

Канализационные насосные станции  служат для перекачки сточных  вод на очистные сооружения из заглубленных коллекторов, а также для подъема  воды из коллекторов глубокого заложения  в коллекторы с меньшим заложением. В первом случае станции называются главными, во втором - станциями подкачки (перекачки). Место расположения насосных станций определяется при проектировании сети.

По форме в плане  станции бывают круглыми и прямоугольными. Круглыми насосные станции устраивают в случае их глубокого заложения, высокого уровня грунтовых вод и  сложных но строительным свойствам грунтов. Строят их обычно опускным способом. Прямоугольными, как правило, сооружают станции большой производительности, имеющие сравнительно малое заглубление.

При насосных станциях предусматриваются  приемные резервуары (емкости). Эти  емкости необходимы для выравнивания режима работы насосов, так как сточные  воды поступают на станцию неравномерно. Резервуары устраивают совмещенными со зданием станции или отдельно стоящими. Трубы, применяемые для прокладки канализационных сетей, должны быть водонепроницаемыми, прочными и долговечными, устойчивыми по отношению к коррозии и температурному влиянию, а также должны иметь гладкую внутреннюю поверхность. Этим требованиям в основном отвечают керамические, бетонные, железобетонные и асбестоцементные трубы, получившие наибольшее распространение в практике строительства.

Керамические трубы канализационные  изготовляют диаметром 150...600 мм. Они  особенно широко используются для устройства сетей бытовой канализации, прокладываемой обычно из труб малых диаметров и  отводящей слабоагрессивные сточные  воды. Для отведения стоков промышленных предприятий, содержащих большое количество кислоты, применяются керамические кислотоупорные трубы.

Железобетонные трубы  безнапорные изготовляют диаметром 400+2400 мм, нормальной и повышенной прочности; бетонные безнапорные гладкие трубы  изготовляют диаметром 100+1000 мм. Эти  трубы также применяются для  строительства канализационных  сетей населенных мест и промышленных предприятий. В первую очередь их используют при прокладке дождевой канализации. Эти трубы также  применяются для устройства бытовой  канализации, причем их поверхность  покрывается противокоррозионными защитными мастиками.

Асбестоцементные трубы  для безнапорных трубопроводов  изготовляются диаметром 100+400 мм с  гладкими концами, длиной 3 и 4 м. В последние  годы они нашли широкое применение при строительстве канализационных  сетей. Канализационные трубы соединяют  при помощи раструбов фальцев  с накладным поясом и муфт. Стыки  труб (или места их соединений) должны быть прочными, водонепроницаемыми, эластичными  и устойчивыми против коррозии и  температурных влияний.

3.4. Проблемы водоснабжения и водоотведения

Проблемы водоснабжения  и водоотведения проявляются  в:

- Прогрессирующей тенденции  к ухудшению уровня предоставляемых  потребителям услуг по водоснабжению  и водоотведению;

- Повышении аварийности в системах водопровода и канализации;

- Тяжелом финансово-экономическом  состоянии предприятий водопроводно-канализационного хозяйства.

Проблемы являются значимыми, но их преодоление будет способствовать надежному обеспечению работы систем водоснабжения и водоотведения  всего региона, а следовательно  и сохранению здоровья населения, повышению  его благосостояния; эффективному использованию  материальных и энергетических ресурсов в сфере водопроводно-канализационного хозяйства, защиты окружающей среды  от негативного воздействия неочищенных  и недостаточно очищенных сточных  вод.