Подземные коммуникации: понятие, определение, проектирование, строительство
Около 70 % населения России нынче проживает в городах численностью более 100 тыс. человек. При этом явно прогрессирует тенденция последовательного включения сельских населенных пунктов в городскую черту.
Весомым фактором обеспечения социального прогресса выступают надежно функционирующие подземные коммуникации города, которые обеспечивают его население связью и интернетом, водой, электроэнергией, газом, отоплением, канализацией.
Они чрезвычайно насыщены и разветвлены. Их характерными конструктивными компонентами являются коллекторы, трубопроводы, а также низко- и высоковольтные кабели. Кроме населенных пунктов, свои собственные инженерные обеспечивающие структуры имеют также предприятия и организации.
Примечательно, что балансовая стоимость коммуникационного хозяйства порой превышает треть всей надземной застройки. Его развитие и планомерное совершенствование может стимулировать или же, наоборот, сдерживать развитие мегаполисов.
Существующая городская застройка же, со своей стороны, также влияет на допустимые способы построения инженерных сетей и коммуникаций. Нынче они в своем большинстве прокладываются закрытым способом без предварительного прокладывания траншей.
Определение и понятие коммуникаций (ПК)
Таким образом, подземные инженерные коммуникации функционально обеспечивают население услугами электро- и теплоснабжения, водоснабжения и водоотвода, связи, сигнализации и интернета. Их магистральные жилы чаще всего размещают под уличными и дорожными трассами.
Таким образом, конструктивными элементами ПК являются:
- Стальные, керамические, бетонные, полиэтиленовые, асбестоцементные трубопроводы. Их прокладывают, руководствуясь гидравлическими расчетами. Они бывают напорные (водо -, газо -, нефтепроводы) и самотечные (дренажи, канализация, отвод воды).
- Кабельные коммуникации электроснабжения высокого и низкого напряжения.
- Кабельные коммуникации связи, сигнализации.
Классификация подземных коммуникаций
По способу предоставления услуг ПК подразделяются на транзитные, магистральные, разводящие. Первые проходят через город к другим населенным пунктам (газо- и нефтепроводы). Вторые являются основными каналами обеспечения всего города или районов мегаполиса, Третьи же непосредственно подводят услуги к домам.
По глубине залегания сети подразделяются на заложенные до границы промерзания грунта и ниже ее (СниП 2.05.02.85).
В свою очередь, схемы водо- и теплоснабжения подразделяются на имеющие принудительную и естественную циркуляцию, обладающие нижней и верхней раздачей, с попутным движением воды и тупиковые, двух- и однотрубные.
Схемы подземного электроснабжения и связи состоят из кабельных шахт, распредустройств и подстанций.
Проектирование ПК
План подземных коммуникаций является важной и обязательной составляющей любого комплексного строительного проекта. Обычно коммуникации во избежание излишнего механического напряжения располагаются за пределами площадей давления на грунт зданий.
В плане ПК обязательно находят отражение способы прокладки. Рассмотрим их варианты.
При раздельном способе та или иная коммуникация подводится к объекту строительства индивидуально. Сроки ее строительства также индивидуальны, независимы от прокладки других ПК. Это – устаревший метод, поскольку в условиях насыщенной городской застройки земляные работы по ремонту одной коммуникации могут повредить другую. Он используется нынче узконаправлено, в случаях доработки существующих ПК.
Совмещенный метод предполагает расположение нескольких коммуникаций одновременно в одной траншее. Его применяют в условиях ограниченного финансирования и критической потребности в конкретных ПК.
Наиболее же распространенным и перспективным в условиях массовой застройки является коллекторный метод (КМ), при котором различные ПК размещают в стандартном общем коллекторе. Этот способ значительно упрощает ремонт и эксплуатацию ПК. Впрочем, коллекторный метод нельзя назвать универсальным. Нельзя объединять в одном коллекторе с другими коммуникациями канализацию, напорный водопровод.
Сам коллектор представляет собой бетонный короб. Он может быть различным по высоте. Ростовой и полуростовой (до полутора метров) предполагает наличие вентиляции. В самом коробе соблюдается температурный режим от 5 до 30 градусов по Цельсию.
Требование безопасности в построении ПК
Ошибки в построении подземных коммуникаций приводят к авариям, травмам, пожарам, поломкам запитываемых от них устройств и аппаратуры (СТО 36554501-008-2007). При строительстве ПК в обязательном порядке должны учитываться геологические и гидрогеологические свойства грунтов, а также прогнозироваться возможная посезонная динамика их изменения.
Электрооборудование, применяемое при прокладке траншей и труб, должно быть произведено в исполнении взрывобезопасном. Туннели и шахты в районах электросварочных работ на время их исполнения в обязательном порядке обеспечиваются местной вытяжкой.
Пребывание рабочих – прокладчиков в трубопроводах допустимо, если диаметр конструкции превышает 1,2 метра, а длина не более 40 м. При длине трубы более 10 м обеспечивается принудительная вентиляция от 10 куб.м/час.
По времени пребывание рабочих в трубопроводе ограничивается одним часом при перерывах в 0.5 часа.
Типовое строительство ПК
Современное строительство подземных коммуникаций выполняется сообразно расположению городских улиц, рельефа местности, крупных пользователей услуг. Берется во внимание поперечный профиль улиц, которые строятся либо ремонтируются.
При этом кабельные сети прокладываются вдоль дорог и улиц. Причем вдоль главных улиц проходят магистральные коммуникации, жилые же микрорайоны оснащены питаемыми от них приемными и разводящими ПК.
Проходные коллекторы и теплопроводы располагаются под тротуарами. На границах тротуара и улиц оборудуют канализацию, газопровод, водопровод.
Современные методы прокладки ПК
Прокладка подземных инженерных коммуникаций в настоящее время все чаще выполняется бестраншейно. Этот способ позволяет высокоточно и эффективно по времени огибать препятствия рельефа.
Первый способ бестраншейной прокладки начинается с пилотного бурения при помощи буровой штанги в обход препятствий по их нижней кромке. Затем высверленное отверстие увеличивается при помощи расширителя.
Второй основан на использовании самодвижущегося проходческого механизма, называемого щитом. Последний помещают в специально отрытый стартовый котлован, а затем приводят в действие. Он пробивает в земле канал до также предварительно отрытого для него финишного котлована.
Третий выполняется также между каналами, однако на меньшее расстояние и при помощи горизонтально забиваемой пневмопробойником трубы.
ПК между собой нередко образуют пересечение, подземные коммуникации в этом случае друг от друга отделяются по вертикали согласно требованиям СНиП II-89-80 см. таблицу 1.
Таблица 1. Нормативные расстояния при строительстве ПК до дорог, фундаментов зданий и т. д.
Проблема определения ПК
Современное городское строительство, производимое в районах с уже существующей застройкой, предполагает предварительный поиск подземных коммуникаций. Он осуществляется с использованием специализированной техники. Наиболее часто используют трассоискатель подземных коммуникаций. Им определяется конфигурация ПК, глубина нахождения и даже места повреждения, нахождение отдельных ее жил, скрытых коммуникаций.
Пренебрежение таким поиском чревато авариями ПК. Стремление отдельных строительных организаций сэкономить, не оплатив сертифицированным фирмам услуги определения сторонних коммуникаций в зоне земляного строительства, зачастую приводит к авариям и, как результат, к вынужденному увеличению расходов по их устранению.
О съемке ПК
Съемка подземных коммуникаций целесообразна, если отсутствует первичная исполнительная документация по ним, (т. е. документация, которая производится непосредственно в процессе их строительства). Она важна для привязки ПК к новой инфраструктуре.
Такие работы наиболее востребованы в крупных городах, где их плотность наиболее высока. Съемка подземных коммуникаций является профильным направлением работы специализированных электроизмерительных лабораторий, существующих при организациях, занимающихся трубо- и кабелепрокладкой.
Надлежащий уровень их проведения позволяет определить не только направление и глубину всей коммуникационной трассы в целом, но и каждого ее сегмента в отдельности.
Обязательными ее элементами являются существенные функциональные части каждого вида ПК:
- трубо- и водопровод (задвижки, гидранты, углы поворота, вантузы, диаметр труб);
- кабельные сети (трансформаторы, распределительные устройства);
- канализации (станции перекачки, перепадные и смотровые колодцы);
- водостоки (перепадные и дождеприемные колодцы, выпуски воды);
- дренажи (перфорированные трубы);
- газопроводы (магистральные и распределительные участки, запорные вентили, регуляторы давления, конденсатосборники);
- сети теплоснабжения (компенсаторы, камеры с задвижками, конденсационные устройства).
Высокую точность съемки ПК обеспечивает грамотное применение высокоточного оборудования для диагностики ПК, специализированного программного обеспечения,
Трассоискатель подземных коммуникаций, кабелеискатель, металлоискатель, мультисканер позволяют диагностировать ПК с высокой точностью определения всех их конструктивных элементов. При пассивном режиме съемки можно с достаточной точностью определить коммуникации, расположенные на глубине до 2,5 м.
Впрочем, насыщенная структура коммуникаций, особенно если они расположены друг от друга, а также значительная глубина их залегания (до 10 м) значительно усложняет более детальный поиск подземных коммуникаций. В этом случае практикуется активный режим определения. Вокруг исследуемого кабеля или трубы специальным генератором инициируют электромагнитное поле, измеряя которое, определяют нужные характеристики ПК.
Ремонт ПК
Очевидно, что действующие подземные коммуникации подлежат капитальному ремонту и реконструкции исключительно организациями и предприятиями, имеющими соответствующее разрешения, в сроки, утвержденные в сводных планах муниципальных коммунальных управляющих структур. Ежегодно до 30 ноября эксплуатирующим предприятия представляют в городское управление ЖКХ свои планы таких работ для увязки и учета.
Если в процессе таких работ потребуется нарушение целостности газонов, снятие дорожного полотна, то при этом обязательны разрешения со стороны органов местного самоуправления. При перепланировке существующих ПК в связи со строительством новых объектов, их переоборудование производится генеральным подрядчиком согласно проекту. Каждый конкретный проект ремонта ПК обязательно согласовывается генеральным подрядчиком со всеми хозяйствующими субъектами, подземные коммуникации которых находятся в зоне работ.
Для его получения заказчиком представляется следующий пакет документации:
- письмо, согласованное с муниципальными органами;
- проект работ и план трассы ПК;
- гарантия восстановления покрытия дороги;
- подтверждение наличия необходимых для ремонта оборудования и материалов;
- приказ о назначение ответственного за ремонт.
Заказчик также оплачивает аренду территории ремонта, после чего получает разрешение.
Если при выполнении работ подрядчик обнаруживает ПК, не указанную в проекте, он обязан прекратить работу и уведомить заказчика. Тот, в свою очередь, вызывает сотрудников проектного предприятия, которые по этому поводу составляют акт и формулируют официальное решение.
В случае повреждения ПК управлением архитектуры при участии всех заинтересованных сторон составляется акт и принимается решение о компенсации ущерба. Определяется виновник, и устанавливаются сроки устранения.
Обслуживание ПК
Обслуживание ПК производится с целью безопасного и бесперебойного снабжения населения и бизнеса электричеством, водой, газом, услугами связи, водоотвода, канализации и т. д. Эта задача осложняется визуальной недоступностью коммуникационных трасс. Таким образом, эксплуатация ПК сводится к их профилактическому обслуживанию и текущему ремонту.
Целью профилактического обслуживания является определение возможных повреждений, приводящих к утечкам и другим нарушениям снабжения. Первой его частью является осмотр и измерения базовых показателей непосредственно на наружных элементах коммуникаций (трансформаторах, распредустройствах, смотровых колодцах, конденсационных устройствах). Впрочем, базовыми показателями являются давление воды и газа, напряжение электричества. Периодичность осмотра определяют организации, осуществляющие подачу коммунальных услуг потребителям, она окончательно утверждаются их вышестоящими органами управления.
Описание одного из видов обслуживания
Для магистрального газопровода создаются маршрутные карты с нанесенными на них гидрозатворами и конденсатосборниками. В последних производится откачка конденсата при помощи мотонасосов. К подобным работам допускаются лишь сертифицированные специалисты. Техника безопасности запрещает при этом пользование открытым огнем и курение строго запрещаются.
Для выяснения режимов работы газопроводов не менее двух раз в период максимальной зимней и минимальной летней нагрузки осуществляется измерение в них давления.
Герметичность этих коммуникаций осуществляется периодическими буровыми и шуфровыми осмотрами. С этой целью за каждым стыком газопровода бурится скважина диаметром 20 – 30 см. В глубину бур погружается на расстояние 20 см, не доходя до газопровода. Далее – проверяется наличие газа в этих скважинах.
Если грунты, в которых проложены газопроводы, обладают повышенной коррозионной способностью, то проверка целостности конструкций осуществляются не реже 1 раза за 2 года, при нейтральных грунтах 1 раза в 5 лет.
Таким образом, определяются участки с наибольшими перепадами давления. Чаще всего, причиной их образования является провисание газопровода, вызванное нарушением однородности грунтов. Поэтому одновременно с ремонтом целостности трубы осуществляется тщательная подбивка их грунтовой постели.
ПК организаций (предприятий)
Подземные коммуникации организации проектируются комплексно в составе единого генерального проекта вместе со зданиями и сооружениями. ПК размещаются в оптимизированных по площади технических полосах.
Непосредственно на территориях самих предприятий используются исключительно надземные и наземные коммуникации.
Предзаводские же коммуникации проложены под землей. Они размещаются совместно в общих тоннелях. Протяженность ПК ведущих предприятий промышленности составляют до нескольких десятков километров. Трудоемкость прокладывания различных коммуникаций (в процентах) составляет: канализация – 65 %; водопровод – 20 %; теплопроводы – 7 %; газопроводы – 3,5 %, электрокабели и кабели связи – 3 %; трубопроводы технологические – 1,5 %.
Технологические трубопроводы могут быть размещены совместно с газопроводом, теплопроводом, оборотным водоснабжением. При этом запрещается размещать трубопроводы с взрывоопасными и легковоспламеняемыми жидкостями.
Заключение
Проблема замены подземных коммуникаций сейчас становится весьма актуальной. Ее глубинная причина – в системных недостатках государственного механизма финансирования по заведомо провальному остаточному принципу. Таким образом, фактически пренебрегается объективная реальность: то, что каждая проектная прокладка подземных коммуникаций предполагает конкретные сроки их замены, сообразно материалам их изготовления и условиям залегания в грунте.
Замена ПК должна планироваться в рамках государственной хозяйственной политики. К сожалению, непоследовательная хозяйственная функция государства фактически препятствует созданию полноценных и действенных фондов для регулярных капитальных хозяйственных вложений.
В этом отношении имеется позитивный мировой опыт. Примером для подражания может послужить система ПК Норвегии, четко регламентированная направленностью бюджета страны соблюдению соответствующих государственных стандартов.
Мы же постоянно наблюдаем порочный замкнутый цикл: как при отсутствии такого налаженного хозяйственного механизма управляющие монопольные организации то и дело инициируют повышение и без того завышенных тарифов на коммунальные услуги, мотивируя это на 90 % устаревшими ПК.