КАНАЛИЗАЦИЯ

ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ТРАССИРОВКИ И РЕКОНСТРУКЦИИ КАНАЛИЗАЦИОННОЙ СЕТИ

Ний, а в городах и поселках — в пределах размещения застройки или в пределах, предусмотренных в задании на проектирование.

Проектирование канализационной сети начинают с разбивки терри­тории города на бассейны канализования по водоразделам, а затем вы­бирают и согласовывают с органами Государственной санитарно-эпиде­миологической службы и рыбного и водного надзора площадку для раз­мещения очистной станции и место выпуска очищенных сточных вод в водный проток (см. § 117 и 118).

При выборе места для размещения очистных станций необходимо учитывать долговременные перспективы развития и стремительный рост населения и особенно территории городов, чтобы станции не оказались в зоне застройки.

При проектировании канализационной сети по возможности прини­мают минимальное ее заглубление и самотечный режим движения бы­товых и производственных сточных вод. Намечают трассу главного коллектора и трассы коллекторов бассейнов канализования, выявляют районы, для которых требуется перекачка сточных вод, выбирают пло­щадки для размещения насосных станций (см. рис. 1.3) и намечают принципиальную схему канализации города по бассейнам канализова­ния (см. § 4).

Границы отдельных бассейнов канализования наносят на план на­селенного пункта с горизонталями. Их определяют по рельефу местно­сти и проекту вертикальной планировки города. При плоском рельефе местности границы бассейнов назначают исходя из условий возможно большего охвата территории самотечной сетью при наиболее целесо­образной глубине заложения главного коллектора. По бассейнам кана­лизования выявляют направление движения сточных вод и районы, где требуется перекачка сточных вод.

Перекачку сточных вод предусматривают лишь в случае нецелесо­образности их самотечного транспортирования при заложении сети на большой глубине, неудовлетворительных грунтовых условий и т. д., а также при отсутствии возможности самотечной подачи сточных вод на очистные сооружения (см. гл. XII).

Трассировкой называют начертание канализационной сети в плане. Это один из ответственных этапов при составлении схемы канализации. От принятых принципов трассировки зависит стоимость канализации. На выбор трассы сети влияют рельеф местности и вертикальная плани­ровка; принятая система канализации и число канализационных сетей; перспективы развития и очередность строительства; грунтовые условия; характер застройки кварталов; ширина улиц; напряженность движения по ним; насыщенность подземными сооружениями; места расположения промышленных предприятий.

Трассировку канализационной сети производят следующим образом: сначала трассируют главный и отводной коллекторы, подающие воду на очистные станции; затем — коллекторы бассейнов канализования; в последнюю очередь — уличную сеть (см. рис. 1.3). При трассировке кол­лекторов и сети исходят из условий самотечного канализования возмож­но большей части населенного места при минимальной' их протяжен­ности.

На общее направление главного и отводного коллекторов влияет место расположения очистной станции и выпуска сточных вод. В очень крупных городах и городах с плоским рельефом местности может ока­заться целесообразным устройство нескольких насосных и очистных станций. Число главных и отводных коллекторов, а также их направле­ние будут зависеть от числа и места расположения очистных станций.

Главные коллекторы трассируют по тальвегам, по набережным рек и ручьев, учитывая при этом возможность присоединения коллек­торов бассейнов канализования и всех боковых присоединений без из­лишнего заглубления главного коллектора. При плоском рельефе мест­ности коллекторы трассируют по возможности по середине бассейна. Коллекторы больших диаметров целесообразно трассировать по проез­дам со слаборазвитой подземной сетью городских сооружений и неболь­шим движением городского транспорта. При трассировке коллекторов следует иметь в виду, что чем больше диаметр коллектора, тем меньший уклон требуется для создания самоочищающей скорости. Следует из­бегать прокладки длинных параллельных коллекторов с малым расхо­дом сточных вод.

В пределах застройки все коллекторы трассируют по городским проездам в зеленых или в технических зонах Исключение допускают для бассейнов, в которых направление городских проездов не совпада­ет с тальвегами. Такие отступления должны быть согласованы с орга­нами, ведающими планировкой города.

При проектировании обычно разрабатывают несколько возможных вариантов схем трассировки канализационных коллекторов и выбира­ют наиболее выгодный по технико-экономическим показателям при рав­ноценности вариантов по санитарно-техническим показателям.

Уличную сеть трассируют по проездам и внутри кварталов по наи­кратчайшему направлению от водоразделов к тальвегам с уклоном, по возможности параллельным поверхности земли, уменьшая до минимума глубину заложения сети, особенно при наличии грунтовых вод и плыву­нов. Наиболее трудно трассировать канализационную сеть при плоском рельефе местности, когда даже при незначительном протяжении кана­лизационных линий последние получают большое заглубление.

При квартальной застройке уличную сеть наиболее часто трассируют по пониженной стороне квартала. В этом случае значительно сокраща­ется длина уличной сети и обеспечивается присоединение всех зданий жилого квартала. Однако возможна трассировка по объемлющей (см. рис. 3.15, А) и внутриквартальной (см. рис. 1.2) схемам. При объемлю­щей схеме канализационную сеть трассируют по проездам, опоясыва­ющим квартал со всех сторон. Ее принимают при плоском рельефе ме­стности, больших размерах кварталов и при отсутствии застройки внутри кварталов. По внутриквартальной схеме канализационную сеть про­кладывают через кварталы — от вышерасположениых к нижерасполо­женным. При этой схеме по сравнению с объемлющей получается бо­лее экономичное сочетание дворовой канализационной сети с уличной, сокращается на 30—40% длина уличной сети и снижается на 10—20% стоимость строительства.

Прогрессивным способом является прокладка внутренних канализа­ционных сетей под зданием в техническом подполье с выпуском сточных вод с торца здания во внутриквартальную сеть. Этот способ прокладки позволяет сократить протяженность внутриквартальных сетей до 40— 45%, число смотровых колодцев в 3—4 раза и уменьшить стоимость строительства в 2,3—2,5 раза по сравнению с внутриквартальной заст­ройкой и выпуском внутренней канализации из каждой секции здания.

При трассировке канализационных сетей следует по возможности избегать пересечений (или сводить к минимуму их число) с водными протоками, железнодорожными путями и всякого рода подземными со­оружениями, так как устройство этих пересечений сложно, связано с затратой больших средств и вызывает затруднения в эксплуатации. В таких случаях иногда целесообразно трассировать два параллельных коллектора по обеим сторонам ручья, оврага, реки, линии железной дороги или широкого проезда. На проездах шириной более 30 м также допускают прокладку двух параллельных линий, что обосновывается технико-экономическими расчетами.

На трассировку канализационных сетей влияет принятая система канализации.

При полной раздельной системе канализации предусматривают про­кладку по проездам двух сетей — дождевой и бытовой; при неполной раздельной системе оставляют трассу для последующей прокладки коллекторов дождевой канализации.

Дождевую канализацию трассируют так, чтобы расстояние до места выпуска сточных вод в ближайший водоем или в тальвег было наи­меньшим (см. рис. 1.4, а).

При общесплавной канализации главный коллектор трассируют вдоль берега водотока или тальвега, в которые можно сбрасывать часть сточных вод через ливнеспуски во время сильных ливней.

Необходимо по возможности избегать трассировки сетей и особенно коллекторов в неблагоприятных грунтовых условиях, в слабых и скаль­ных грунтах с большим притоком грунтовых вод. Такие участки обхо­дят, применяют прокладку коллекторов на большой глубине в более надежных грунтах методом щитовой проходки или устраивают станции перекачки. Места расположения насосных станций следует назначать с учетом санитарных требований и планировки населенного пункта.

При пересеченном рельефе местности иногда оказывается целесо­образным вместо устройства станции перекачки пересечь местную воз­вышенность туннелем небольшого протяжения. Большие единовремен­ные затраты на сооружение туннеля компенсируются тем, что отпадают расходы по эксплуатации станции перекачки. Целесообразность уклад­ки коллекторов и сети на больших глубинах по сравнению со строитель­ством насосных станций при меньших глубинах заложения коллекторов и сети необходимо обосновать технико-экономическим расчетом.

После начертания сети в плане составляют общую схему канализа­ции, на которой помимо основных коллекторов и сети наносят места расположения насосных станций, очистных сооружений и выпусков.

В последнее время намечены пути по оптимизации трассировки и на­чертания сети в плане с помощью ЭЦВМ, а также механизации расче­тов, связанных с перекачкой сточной жидкости насосами, и выбора мест размещения станций перекачки; предложены методы технико-экономи­ческого расчета канализационной сети с помощью ЭЦВМ (см. § 21).

Значительную сложность представляют реконструкция и расширение уже сложившихся канализационных систем крупных городов с населе­нием свыше 500 тыс. человек. Канализации крупных городов историче­ски развивались по полной раздельной системе, а канализационная сеть строилась по самотечно-напорной схеме с чередованием самотечных коллекторов мелкого заложения, большим количеством станций пере­качки и напорных участков из стальных труб, имеющих ограниченный срок службы (20—25 лет). Такое конструктивное решение позволяет развивать раздельные системы канализации крупных городов постепен­но без больших единовременных капитальных затрат. Однако дальней­шая реконструкция существующих систем канализации крупных горо­дов по самотечно-напорной схеме нерациональна по следующим при­чинам: а) многочисленность насосных станций снижает надежность системы и требует больших затрат электроэнергии; б) коллекторы мел­кого заложения прокладываются проходческими щитами в неблагопри­ятных геологических условиях на глубине 8—10 м; в) из-за отсутствия свободных территорий и необходимости периодической перекладки не­долговечных напорных трубопроводов и переустройства действующих подземных коммуникаций нарушается работа городского транспорта, требуется снос строений и пересадка зеленых насаждений; г) повыша­ется требовательность к охране городских водоемов и возникает необ­ходимость очистки загрязненного поверхностного стока.

Таким образом, при реконструкции существующей канализации крупных городов необходимо постепенно переходить от традиционной самотечно-напорной схемы к новой надежной схеме с магистральными каналами глубокого заложения, трассируемыми через центры наиболь­шего притока сточных вод сложившихся систем. Такие схемы обеспечи­вают совместное отведение и очистку всех бытовых, производственных и загрязненных поверхностных вод, рациональное использование водных ресурсов и охрану окружающей среды.

В мировой практике с помощью коллекторов глубокого заложения реконструированы канализации городов Чикаго, Мехико и др. В СССР применены коллекторы глубокого заложения при реконструкции сло­жившихся полных раздельных систем канализации Киева, Харькова, Ленинграда, Москвы и общесплавной системы Львова.

В Киеве путем переброски сточных вод новых жилых районов через центр города магистральным каналом диаметром 3000 мм и длиной 7 км, проложенным способом щитовой проходки на глубине от 18 до 80 м в спондиловых глинах, решена канализация новых и разгрузка существующих районов без перестройки подземных коммуникаций. На всем протяжении канала имеются только три камеры.

Строительство каналов глубокого заложения проходческими щита­ми диаметром 2,6 и 4 м на глубине 36—70 м ведется во Львове.

В Харькове построено 22 км каналов глубокого заложения проход­ческими щитами диаметром 2,6; 3,2; 3,7 и 4 м на глубине 15—55 м с единой насосной станцией диаметром 47 м, мощностью 1,4 млн. м3/сут - ки, находящейся на глубине 38,8 м. Это позволило без перестройки ка­нализационной сети ликвидировать 16 насосных станций. Кольцеванием коллекторов повышена надежность всей системы и облегчен осмотр и ремонт коллекторов. Годовой экономический эффект этой системы по сравнению с каналами мелкого заложения составил 293 тыс. руб.

В Ленинграде начато строительство коллекторов в плотных грунтах на глубине 38 м, а строительство насосной станции на глубине 80 м бу­дет осуществлено в виде подземного туннеля, сооружаемого станцион­ным щитом метро.

В качестве примера оригинального решения рассмотрим реконструк­цию канализации Москвы (рис. 3.10). Московская канализация имееч 4560 км коллекторов и уличных сетей и 240 км напорных трубопроводов, отводящих 4 млн. м3/сутки сточных вод; 73 насосные станции общей мощностью 6,2 млн. м3/сутки и 6 станций аэрации общей мощностью 4,13 млн. м3/сутки. Расход загрязненных сточных вод к 1990—1995 гг. достигнет 11 млн., а на перспективу 13 млн. м3/сутки, в том числе 2,5 млн. м3/сутки составят поверхностные стоки от дождей частой повторяемости, промышленных условно чистых вод, а также от поливки улиц, которые в настоящее время сбрасываются в дождевую канализа­цию и р. Москву в пределах города. Дальнейшее увеличение мощности московской канализации, повторяющей традиционное ее самотечно-на - порное построение, крайне нерационально из-за отсутствия сво­бодного подземного пространства, недостаточной надежности такой схе­мы, большого числа канализационных насосных станций и относитель­ной недолговечности стальных напорных трубопроводов.

Реконструкция канализации Москвы будет развиваться в первую очередь по раздельной системе (с устройством насосных станций) с по­степенным переходом к комбинированной системе (раздельной и полу - раздельиой). Преобладающей будет полураздельная система, по которой загрязненные поверхностные стоки транспортируются и очищаются со­вместно с бытовыми и производственными водами, а малозагрязненные при дождях менее 20-кратной повторяемости перепускаются в реку. Такая полураздельная система наиболее рациональна и эффективна в отношении охраны водоемов or загрязнения. Предусматривается про­кладка самотечных магистральных каналов-туннелей глубокого заложе­ния, трассируемых через центры наибольшего скопления сточных вод, что ограничит дальнейшее строительство насосных станций и напорных трубопроводов в пределах города.

Каналы глубокого заложения общим протяжением 120 км выполня­ются в три очереди в виде трех ветвей: восточной, западной и юго-за­падной. Каналы прокладывают с помощью проходческих щитов, при-

Меняемых при строительстве метро, в устойчивых грунтах на глубине 80 м вблизи крупных насосных станций. После пуска в эксплуатацию каналов глубокого заложения большинство насосных станций будет ликвидировано.

Из шести останутся три станции аэрации: Люберецкая, Курьянов­ская и Пахринская пропускной способностью соответственно 2,5; 3 и 8 млн. м3/сутки. Намечается интенсивная реконструкция канализации: замена ветхих канализационных коммуникаций и частичный прием по­верхностного стока в городскую канализацию, кольцевание канализа­ционных каналов для передачи сточнык вод из одной системы в другую через определенные эксплуатационные узлы.