Выглубление каналов тепловых сетей - ключ к их эффективной эксплуатации

Abstract

Актуальность. Бедственное состояние объектов подземной инфраструктуры жизне- и ресурсообеспечения вынуждает производить постоянные вскрытия прокладки и замену отдельных элементов инфраструктуры на протяжении всего срока службы (до 25 лет). В качестве примера можно привести работы по эксплуатации сильно заглубленных каналов тепловых сетей, требующие значительных по размеру строительных площадок и применения специального оборудования (например, тяжелой строительной техники), рабочей силы и материалов, что делает характерной конструктивной особенностью тепловой сети глубину ее заложения. Цель и задачи исследования. В настоящее время возникает множество проблем с теми участками системы тепловых сетей, при строительстве которых не выполнялись требования по выполнению мер, соответствующих геологическим условиям местности, в которой они были проложены. С целью решения этой проблемы требуется сопоставить практику заложения каналов тепловых сетей в 70-80-е гг. прошлого столетия и в настоящее время; определить факторы, влияющие на расположение отметки низа канала; обосновать необходимость выглубления каналов тепловых сетей; предложить дополнительные меры. Методы. Автор руководствуется схемой системного подхода, что предопределило использование следующих методов: декомпозиции, связанной с изучением объектов исследования с точки зрения выделенных критериев (уровней заглубления и отметок), и практики организации эксплуатации теплосетевой инфраструктуры в условиях наличия проблемы грунтовых вод; обработки, анализа и синтеза полученных результатов; композиции, т. е. составления выводов, рекомендаций и заключения в целом. Объектом исследования послужили: приложения к актам на осмотр тепломагистрали в шурфе, рабочая и проектная документация омского предприятия магистральных тепловых сетей с акцентом на раздел профилей, включая отметки всех точек системы, величину ее уклона к низшим точкам, показанную в масштабе, все существующие и новые коммуникации с обозначением их фактического заглубления; отчеты по инженерно-геологическим изысканиям на объекты капитального строительства в г. Омске. Результаты. Обращает на себя внимание участок канальной прокладки тепловой сети по ул. 8-я Ремесленная диаметром 1020 (!) мм, где глубина заложения составляет всего 0,3 м, что меньше нормативной величины. Отмечено, что происходит чрезмерное местное увеличение глубины заложения, приводящее не только к увеличению земляных работ, но и к усложнению дальнейшей эксплуатации, его причинами становится необходимость обеспечения минимальной величины уклона 0,002 при сохранении заглубления не менее 0,5 м в точке максимального подъема и наличие пересечения трассы тепловой сети другими коммуникациями. Таким образом, установлено, что отметка низа канала, как правило, мало зависит от диаметра и в большей степени определяется местными условиями нахождения участка тепловой сети. В городе Омске остро стоит проблема высокого уровня грунтовых вод. Положение уровня грунтовых вод относительно глубины прокладки труб тепловой сети также оказывает существенное влияние на скорость их коррозии. Наиболее неблагоприятным оказывается вариант, когда трубопроводы тепловых сетей проложены на уровне грунтовых вод и периодически подвергаются увлажнению. Принятые ранее решения о значительном заглублении тепловых сетей приводят к тому, что в условиях повсеместного отсутствия ливневой канализации теплофикационные каналы регулярно затапливаются водой. Объектом исследования послужили: приложения к актам на осмотр тепломагистрали в шурфе, рабочая и проектная документация омского предприятия магистральных тепловых сетей с акцентом на раздел профилей, включая отметки всех точек системы, величину ее уклона к низшим точкам, показанную в масштабе, все существующие и новые коммуникации с обозначением их фактического заглубления; отчеты по инженерно-геологическим изысканиям на объекты капитального строительства в г. Омске. Результаты. Обращает на себя внимание участок канальной прокладки тепловой сети по ул. 8-я Ремесленная диаметром 1020 (!) мм, где глубина заложения составляет всего 0,3 м, что меньше нормативной величины. Отмечено, что происходит чрезмерное местное увеличение глубины заложения, приводящее не только к увеличению земляных работ, но и к усложнению дальнейшей эксплуатации, его причинами становится необходимость обеспечения минимальной величины уклона 0,002 при сохранении заглубления не менее 0,5 м в точке максимального подъема и наличие пересечения трассы тепловой сети другими коммуникациями. Таким образом, установлено, что отметка низа канала, как правило, мало зависит от диаметра и в большей степени определяется местными условиями нахождения участка тепловой сети. В городе Омске остро стоит проблема высокого уровня грунтовых вод. Положение уровня грунтовых вод относительно глубины прокладки труб тепловой сети также оказывает существенное влияние на скорость их коррозии. Наиболее неблагоприятным оказывается вариант, когда трубопроводы тепловых сетей проложены на уровне грунтовых вод и периодически подвергаются увлажнению. Принятые ранее решения о значительном заглублении тепловых сетей приводят к тому, что в условиях повсеместного отсутствия ливневой канализации теплофикационные каналы регулярно затапливаются водой. К сожалению, в условиях плотной городской застройки и наличия большого числа смежных коммуникаций выглубить канал без их выноса не всегда возможно. Исследование показало, что практика заглубления каналов тепловых сетей более чем на 2 м, имевшая место в 70-80-е гг. прошлого столетия, не имеет широкого распространения в настоящее время. Выводы. Следует еще раз поднять вопрос о пересмотре преимущественного положения «мягких» коммуникаций (электрические, телефонные и осветительные кабели) перед теплосетью, особенно большого диаметра (от 500 мм), тем более в свете бедственного положения в вопросе реконструкции аварийных теплосетей; продолжить рассматривать в качестве приоритетного мероприятия выглубление канала; в процессе производства ремонтных работ особое внимание уделять восстановлению и замене строительных конструкций каналов, устройству их гидроизоляции, а также нанесению антикоррозионных покрытий и покровного слоя теплоизоляции. Плита перекрытия канала тепловой сети может и должна служить основанием для дорожного покрытия тротуаров и автомобильных проездов, а не должна быть глубоко закопанной в землю.

Relevance. The poor-quality of utilities causes the need to repeat excavation and reinstatement over their lifetime (up to 25 years) and therefore adds many longer-term costs relating to sustainability costs. For example, maintenance works are carried out within the deepbury district heating networks therefore increasing significantly the size of working areas (above ground) and requirements for equipment (e.g. heavy machinery), labour and materials. The aim of the research. Numerous problems are now encountered with such systems. Suitable design and installation guidelines were eventually developed which, when followed, gave no reasonable assurance of satisfactory service. In order to fill this need, we have undertaken a study to develop some guides for current systems. Methods. We are reasonably aware of the key concepts of systems thinking to describe and understand the forces and interrelationships that shape the behavior of the system. The object is appendixes related to inspection acts, projects of Omsk heat transmission enterprise with emphasis to the system layout profiles showing: all system stationing numbering, system slope drawn to scale to all low points, new and existing grade, all existing and new utilities shown at their actual burial depths; and a few detailed soil surveys made for capital projects in Omsk. Results. Concrete trench floors shall be sloped at 2 meters in 1000 meter slope toward all low points to ensure proper drainage. This, and existing or new utilities at their actual burial depths lead to a low grade of buried systems. The grading design should ensure ground water will not pond or sit over the trench. The trench should not be routed through the existing flood plains, swales, or in areas where seasonal water are accumulated. In areas where seasonal ground water may cause a trench flotation problem, the design that will include a subdrainage system along the trench if thickening of the system walls and floor slabs to offset the buoyancy effect is not practical. The systems with the floor, usually about 2 meters below surface-grade elevation, emerged in the 1930s and dominated all new systems until the 1990s. Today, such systems are largely covered with soil and sloped independently of topography may be considered as an outdated technology. Conclusions. It is an important challenge to gain the knowledge from placing electricity cables above district energy system and consequent catering disturbance claims for repeated excavation and reinstatement procedures. The installers of district heating should consider the location, spacing and depth of cover to avoid potential conflict with other existing underground apparatus. Heat distribution systems should be spaced to minimize the depth of the trench. The trench should be sealed to minimize the influx of ground water. Waterproof membranes should be placed in or below the concrete bottom slab and should be continued up the outer sides to the top of the sidewalls in accordance with the valve manhole guide specification. The top is constructed of reinforced concrete covers that protrude slightly above the surface and may also serve as a sidewalk.