Журнал Полимерные трубы - Производство и качество

Современный канализационный колодец. Бетонный? Полиэтиленовый!

 

«Будущее должно быть заложено в настоящем.

Это называется планом.

Без него ничто в мире не может быть хорошим».

Георг Кристоф Лихтенберг, «Афоризмы»

 

121_27

Изобретение канализации – одной из величайших достижений человечества. Системы канализации известны со времен древних цивилизаций (Древний Египет, Китай, Римская Империя и др.). Как правило, они представляли собой открытые сточные каналы, реже для отведения стоков использовались колодцы, изготовляемые как цельно-монолитными, так и сооружаемые из доступных материалов (камня, песчаников и прочих). Канализационные колодцы древних эпох существенно отличались от привычных нам современных колодцев.

 

С тех пор прошло немало времени, прогресс не стоял на месте. Инновации и изменения коснулись всего, и канализационные коллекторы – не исключение! Сегодня можно выделить основные типы колодцев, которые предусматривают доступ в них человека: обслуживаемые, инспекционные.  В свою очередь, они делятся по возлагаемым на них функциям:                

   ● смотровые,      

   ● ливневые,                                                                                       

   ● перепадные.

В Украине еще с советских времен привычной осталась практика строительства инженерных коммуникаций основанной на нормативной базе, главным принципом которой была минимизация капитальных затрат и стоимости строительно-монтажных работ. При этом требования к надежности применяемых материалов, условиям эксплуатации и организационно-техническим возможностям эксплуатирующих организаций часто не учитывались, а качество материалов не подвергалось сомнению. Тогда и установилась «мода» использования бетонных и железобетонных конструкций, выполняемых из тяжелого бетона, предназначенных для круглых колодцев канализационных, водо- и газопроводных сетей.

Такие изделия изготавливаются на стационарных заводах, оснащенных пропарочными камерами и соответствующим дополнительным оборудованием для изготовления форм и сварки арматурных каркасов. Железобетонные кольца для колодцев должны изготовляться из предварительно напряженного железобетона заводским способом. Они должны быть коррозиеустойчивыми и водонепроницаемыми в обычных условиях, а также при воздействии статических и динамических нагрузок и изменении температур

Общеизвестный факт, что в процессе эксплуатации канализационная сеть подвергается агрессивному воздействию как с внутренней (газы и сточные воды), так и с наружной (грунтовые воды) сторон. Это зачастую становится первой причиной, которая приводит к разрушению железобетонных коллекторов. Потому к трубопроводам и колодцам должны выдвигаться более жесткие требования.

Все, без исключения, изделия, применяемые в канализации для отведения сточных вод, должны обладать прочностью, долговечностью, водонепроницаемостью, удовлетворять гидравлическим требованиям, обеспечивать возможность применения индустриальных методов строительства и требовать минимальных затрат средств и материалов для их выполнения. Материал для канализационных коллекторов не должен истираться при механическом воздействии твердых частиц, транспортируемых сточной водой. Несоблюдение этих норм может привести к необратимым последствиям.

До недавнего времени повсеместно сооружения для самотечной канализации изготавливались из бетона и только из него. Однако время и опыт показали, что бетонные колодцы имеют множество недостатков и приносят массу проблем эксплуатирующим организациям. Прежде всего,  это – отсутствие герметичности. Также железобетон подвержен газовой коррозии, и без должного обслуживания ж/б коллекторы недолговечны (рис. 1). Тем не менее в украинских инженерных сетях такие колодцы превалируют, и, что более тревожно, их продолжают массово использовать в новых строительствах (рис. 2). Рассмотрим несколько примеров аварийных ситуаций, вызванных разрушением ж/б коммуникаций и повлекших за собой как неудобства для пользователей канализации, так и дополнительные расходы государственного бюджета, которые легли на плечи налогоплательщиков.

121_27a

Рис. 2. Качество современных железобетонных колодцев. Изделия разрушаются еще до начала их эксплуатации

Печальным примером использования железобетона стала авария коллектора в Славянске,  которая преподнесла жителям города неприятный «сюрприз». 31 декабря 2011 года в центральной части города произошло резкое проседание трехметрового слоя грунта. Причиной этому стало разрушение прогнившего железо-бетонного канализационного коллектора диаметром 1000 мм. После обрушения подмокшего грунта образовалась огромная воронка, которая немедленно наполнилась канализационными стоками.

В качестве еще одного не менее красноречивого примера ненадежности ж/б канализации можно привести случай в Мариуполе. В начале марта 2012 года там тоже произошла авария железобетонного канализационного коллектора и оказалось, что ремонтировать, в общем-то, нечего: участок трубопровода протяженностью около 300 м просто рассыпался в труху, т.е.  в нерабочем состоянии находилась приблизительно десятая часть трубопровода общей протяженностью 2,8 км. К тому же неизвестным осталось состояние коллектора на других его участках. А ведь на баланс мариупольского водоканал этот канализационный коллектор постройки 1998-2000 гг. был поставлен в 2001 году. Срок его эксплуатации – всего 11 лет. Специалисты озвучили две наиболее вероятные версии его разрушения. Первая – газовая коррозия, обусловленная характером транспортируемых сточных вод, вторая – плохое качество труб. А скорее всего, сработали обе версии одновременно.

Таких примеров можно привести достаточное количество, т.е. можно смело утверждать, что сохранившаяся с советских времен практика строительства канализации из железобетона в очередной раз доказала свою неэффективность и то, что эта технология морально устарела.

В чем же причина такого массового использования колодцев и коллекторов из железобетона? По всей видимости в том, же, что стало в свое время причиной, по которой долгое время выбирали надежные, но совсем, как оказалось, не подходящие стальные трубы для строительства водопровода, чугунные трубы – для канализации, асбестоцементные – для прокладки кабельной продукции:  слабая информированность проектировщиков. Ведь именно от них во многом зависит, какой материал будет заложен в проект.

Сегодня, к счастью, современные строительные технологии предлагают нам другие эффективные решения – колодцы из полимерных материалов, прежде всего, из полиэтилена (рис. 3). Их главные преимущества в сравнении в железо-бетонными – полная герметичность и длительный срок безаварийной эксплуатации. Кроме того, они существенно легче, что упрощает их транспортировку и монтаж.

121_28

Рис. 3. Сварной ливневый тройниковый колодец

Полимерные материалы как нельзя лучше удовлетворяют требованиям и задачам строительства современных, долговечных и удобных в эксплуатации инженерных систем. Пластиковые трубопроводы широко используются при сооружении сетей водоотведения и канализации. Ревизионные и смотровые полимерные колодцы используются еще не так широко, как железобетонные, но потребитель уже «распробовал» их, и спрос на пластиковые колодцы увеличивается год от года. Полиэтиленовые канализационные колодцы начинают решительно вытеснять привычные железобетонные. Появились они и на многих украинских объектах.

Причиной такого медленного внедрения, по мнению автора, является не только несколько бóльшая цена на полиэтиленовые колодцы по сравнению из бетонными, но и отсутствие информации о технических свойствах полимерных колодцев и правильном их монтаже. Тут речь идет о нормативной документации, стандартах и технических решениях, разработанных производителями, с целью внедрения в строительство подземных трубопроводных систем безнапорной хозяйственно-бытовой и дождевой канализации полиэтиленовые колодцы.

В ряде случаев проектировщики подземных трубопроводов готовы идти на определенный риск с использованием новых материалов и технологий, однако морально устаревшие  СНиПы [2,3] в ряде случаев включают «красный свет» при использовании полимерных безнапорных трубопроводов. На данный момент в Украине сложилась парадоксальная ситуация –  проектировать и строить газопроводы давлением до 10 бар и водопроводы давлением до 25 бар из полиэтилена значительно проще (полностью обновлены стандарты), чем безнапорные полимерные трубопроводы и полиэтиленовые колодцы.

Для того, чтобы облегчить работу проектных организации Группа Полипластик  разработала ряд нормативных документов и технических решений [8, 9] по проектированию и строительству подземных безнапорных трубопроводных канализационных систем и полиэтиленовых колодцев. Эти документы востребованы и уже дают свои плоды.

Среди стран СНГ флагманом по применению полиэтиленовых колодцев на объектах различного назначения стала Россия, в нашей же стране эта продукция пока остается для строительных организаций интересной, но мало изученной новинкой, не смотря ни на что, полиэтилен  решительно и уверенно вытесняет привычный всем нам железобетон.  Отличные технические характеристики и успешный опыт практического применения – самые лучшие рекомендации. И как следствие в Украине колодцы из полимерных материалов уже можно встретить на многих объектах, в их числе немало бюджетных. 

Основные преимущества полиэтиленовых колодцев:

● небольшой удельный вес (по сравнению с железобетоном)

● герметичность изделия

● очень низкая теплопроводность материала

● долговременный срок безаварийной эксплуатации

● простота монтажа, транспортировки и складирования

● высокая ударопрочность материала

● устойчивость материал к механическим повреждениям и имеет

● высокая коррозионная стойкость

● морозоустойчивость

● пластичность

● устойчивость к истиранию

● устойчивость к агрессивным средам и ультра-фиолетовому излучению

● большой ассортимент разнообразных конструкций

● простота и удобство обслуживания

В связи с растущим спросом сегодня уже налажено отечественное производство полиэтиленовых канализационных колодцев. Одним из лидеров в этой области Рубежанский трубный завод (Группа ПОЛИПЛАСТИК). Широкие возможности предприятия включают не только собственное производство, но и техническую поддержку НТЦ «Пластик», собственного конструкторского и проектного отделов.

На РТЗ производят сварные колодцы из полиэтилена по собственным, согласованным и зарегистрированным в установленном порядке техническим условиям. По своей конструкции производимые полиэтиленовые колодцы подразделяются на сварные и сборные.

Сварные колодцы изготавливаются из соединяемых сваркой отдельных элементов, получаемых из стандартных экстрадированных двухслойных гофрированных полиэтиленовых труб КОРСИС с наружным диаметром  от 630 до 1200 мм, а также КОРСИС ПЛЮС диаметром  1400 и 2000 мм (рис. 4).

121_28a

Рис 4. Сварная инспекционная камера диаметром 1400 мм

При производстве сварных колодцев все работы выполняются на специальном участке Рубежанского трубного завода по эскизам заказчика вручную. Для изготовления используется метод сварки ручным экструдером. Сегменты привариваются по всем швам, как по наружной, так и по внутренней поверхности стенки трубы, что обеспечивает колодцу необходимые прочность и герметичность. Входы/выходы могут выполняться как из гладкой, так и из гофрированной двухслойной полиэтиленовой трубы, в соответствии с пожеланиями заказчика и типом трубопровода, на которой расположен колодец. Это позволяет реализовать технические решение любой сложности и упростить монтаж колодца на объекте.

Также Группа ПОЛИПЛАСТИК развивает и программу сборных полимерных колодцев, предоставляющих типовые решения для стандартных ситуаций.

Сборные колодцы предоставляют возможность монтажа конструкции прямо на объекте. Они состоят из рабочей камеры, изготавливленной из гофрированной трубы КОРСИС или КОРСИС ПЛЮС, литой горловины, литой лотковой части (рис. 5). При использовании колодцев из сборных элементов не требуется применения тяжелой грузоподъемной техники, что не только ускоряет, но и удешевляет монтаж.

121_29

Рис. 5. Сборный колодец

 

Основным преимуществом сборных колодцев является высокая скорость поставки составляющих элементов и возможность сборки на месте монтажа.

Область применения сварных и сборных колодцев очень широка. Их можно использовать в сетях ливневой, самотечной и хозяйственно-бытовой канализации, а также в промышленной канализации (технологические каналы) при выполнении условия, что полиэтилен устойчив к транспортируемой рабочей жидкости. Также они предназначены для доступа к запорно-регулировочной и измерительной арматуре (рис. 6), сточным каналам, служат в качестве дренажных и дождеприемных колодцев и колодцев-ревизий. Благодаря гибкой конструкции, широкому выбору элементов и индивидуальному подходу изготавливаются колодцы любой сложности в соответствии с требованиями заказчика под конкретную задачу.

121_30

Рис. 6. Запорная арматура в инспекционной камере

Подводя итог всего вышеизложенного можно смело утверждать, что внедрение новых технологий набирает темп. Преимущества полиэтиленовых колодцев настолько очевидны, что даже в кризисном 2009 году их применение выросло. На различных объектах установлено более 1200 ПЭ колодцев, изготовленных из труб КОРСИС и КОРСИС ПЛЮС. География объектов  охватывает все страны СНГ. И есть уверенность в том, что в дальнейшем спрос на эти изделия будет расти.

Литература

1.  ГОСТ 8020-90 «Конструкции бетонные и железобетонные для колодцев канализационных, водоводных и газопроводных сетей. Технические условия

2.  СНиП 2.04.03-84 «Канализация. Наружные сети и сооружения»

3.  СНиП 3.05.04-85 «Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации»

4.  ДСТУ Б В.2.5-32:2007 «Труби безнапірні з поліпропілену, поліетилену, непластифікованого полівінілхлориду та фасонні вироби до них для зовнішніх мереж каналізації будинків і споруд та кабельної каналізації. Технічні умови»

5.  ДСТУ-Н Б В.2.5-40:2009 «Проектування та монтаж мереж водопостачання та каналізації з пластикових труб»

6.  ТУ У В.2.7-25.2-32926466-005: 2008 «Криниці з поліетилену зварені для безнапірних трубопроводів»

7.  Канализация/Авт: С.В. Яковлев, Я.А. Карелин, А.И. Жуков, С.К. Колобанов. – Учебник для вузов.– М:, «Стройиздат», 1975. – 632 с.

8.  Технические рекомендации ТР 101-07. На проектирование и строительство безнапорных подземных трубопроводов хозяйственно-бытовой и дождевой канализации из полиэтиленовых труб с двухслойной профилированной стенкой «КОРСИС».

9.  Техническое руководство ТР 102-08. Технические рекомендации по проектированию и строительству подземных трубопроводных систем безнапорной хозяйственно-бытовой и дождевой канализации с применением колодцев из полиэтилена.

Автор: Эдуард Осипчук

 

 

ЖУРНАЛ ПОЛИМЕРНЫЕ ТРУБЫ - УКРАИНА