Эксплуатация канализационных подземных инженерных сетей

Основная задача службы эксплуатации – правильное использование всех канализационных сооружений и обеспечение их нормальной безаварийной работы при высоких экономических, технических и сани­тарных показателях в соответствии с «Правилами технической эксплуатации водопроводов и канализации».

В городах, посёлках и на промышленных предприятиях существует служба эксплуатации сетей, располагающая соответст­вующим техническим и обслуживающим персоналом, транспортом, механизмами, инструментом, инвентарём, приспособлениями, материалами и т.п.

Для нормальной эксплуатации канализационной сети и, следовательно, для бесперебойной её работы необходимо предус­матривать систему мероприятий:

1) Проверять новые сети при приёме в эксплуатацию, соблюдать все правила, касающиеся строительства сетей.

2) Контролировать выполнение правил пользования канали­заций во всех объектах, присоединённых к канализационной сети.

3) Периодически проверять техническое состояние всех сооружений сети, своевременно выявлять неисправности и устранять их.

4) Проводить профилактическую (предупредительную) про­чистку и промывку сети от осадков.

5) Устранять случайное засорение каналов и трубопроводов.

6) Проводить своевременный текущий и капитальный ремон­ты сооружений сети и ликвидировать аварии.

7) Выполнять правила по охране труда и техники безопас­ности.

Практика показывает, что наиболее трудоемкой эксплуата­ционной работой на водоотводящей сети является регулярная профилактическая (предупредительная) прочистка трубопровода. Ее цель – обеспечить бесперебойное протекание сточных вод и предупредить возможное засорение сети отложениями осадков. Кроме того, профилактическая прочистка улучшает качественный состав воздуха в сети, так как из нее удаляются гниющие органические вещества, содержащиеся обычно в осадке.

Профилактическую прочистку канализационной сети проводят на основании годовых планов работ. При разработке таких планов устанавливают периодичность и последовательность прочистки отдельных участков, способы прочистки, количество рабочих, инструментов и механизмов, исходя из размеров трубопроводов и их технического состояния, гидравлических условий (подпор) сети, результатов технического осмотра и т.д. Например, трубопроводы диаметром до 600 мм включительно обычно прочищают один раз в год, при неблагоприятных условиях работы сети – 2-3 раза в год и чаще. Работы по профилактической прочистке производят круглый год, но план составляют таким образом, чтобы не менее 2/3 всех годовых работ по прочистке выполнялось в теплое время года.

Профилактическую прочистку осуществляют бригады, обычно состоящие из бригадира и 3-5 рабочих. Число рабочих зависит от размеров сечения трубопроводов, характера применяе­мых снарядов и других особенностей работы. Если предполагается извлечение из сети большого количества загрязнений, состав бригады увели­чивается.

Распространение получили следующие способы профилакти­ческой прочистки:

– гидравлический;

– гидромеханический;

– гидродинамический;

– механический.

При гидравлическом способе для прочистки трубопроводов используют сточную, водопроводную воду или воду из местных источников. Этот способ применяют в основном на трубопроводах малых диаметров (150...260 мм) при наличии неплотно слежав­шихся и легких осадков. Суть его состоит в том, что различными приемами создается кратковременное увеличение расхода воды и скорости ее течения на отдельном участке сети. Вода поднимает со дна трубопровода осадок и переносит его дальше по течению. Операция длится до полного удаления осадка из трубопровода.

Возможна также промывка сети сточной жидкостью. Для этого в смотровом колодце закрывают затвором или пробкой выходное отверстие трубы. Тем самым накапливают в колодце определенное количество воды. Когда затвор или пробку быстро открывают, то вода устремляется в сеть с повышенной скоростью, поднимает и увлекает за собой выпавшие на дно трубопровода осадки. Скорость вытекающей из колодца промывной воды зависит от высоты накопленной в колодце воды и с ее снижением уменьшается. Количество воды, необходимой для промывки сети, зависит от степени засорения трубопроводов и характера осадков, длины промываемых участков, уклонов, диаметров трубопроводов и способа промывки. Практика показывает, что при накоплении воды высотой 1,5...1,6 м в круглом колодце диаметром 1 м из него можно промыть участок сети диаметром 150...200 мм на протяжении 200 м.

При использовании для промывки сточной воды, накапли­ваемой в смотровом канализационном колодце, необходимо следить, чтобы возникающий при этом подпор в вышележащих участках сети не приводил к затоплению канализованных подвальных помещений. После окончания работ стенки и лотки затопляемых смотровых колодцев желательно промыть чистой водой, чтобы удалить осевшие на них поверхности загрязнения.

Для промывки сети используются условно чистые воды промышленных предприятий, прудовые или речные воды, которые перекачивают насосами или подвозят цистернами. В отдельных случаях сеть можно промыть и струей водопроводной воды из рукава, присоединенного к пожарному гидранту. Однако более надежна и эффективна в санитарном отношении промывка сети при использовании поливомоечных автомобилей, которые могут создать сильную струю для размыва и передвижения осадка, получившая широкое распространение в Харькове.

Гидромеханический способ прочистки сети заключается в том, что по трубопроводам пропускают специальные приспособления (снаряды), имеющие размеры меньшие, чем поперечное сечение труб. Снаряды, передвигаются по трубопроводу за счет создаваемого ими подпора воды. Скорость течения воды при этом резко увеличивается, достигая 8...10 м/с, в результате чего осадок размывается и уносится вниз по течению. При таком способе прочистки из трубопроводов удаляются не только органические вещества и песок, но и довольно крупные предметы. В отдельных случаях снаряды протаскивают тросами лебедок. При гидроме­ханическом способе прочистки сети наибольшее распространение получили плавающие снаряды – резиновые и металлические шары, металлические цилиндры и спаренные диски.

При этом резиновые шары и диски используют на трубопро­водах диаметром до 700 мм, так как возможен их пропуск через стандартные круглые горловины смотровых колодцев. А деревян­ные цилиндры и металлические шары применяют на коллекторах большого сечения, опуская их через съемные перекрытия камер-колодцев.

Резиновые шары (рис. 6.8), прикрепленные к тросу или веревке, вводят в устье трубопровода из верхнего колодца засоренного участка. С уменьшением живого сечения трубы свободное течение сточной жидкости в сети почти прекращается, а уровень ее в колодце начинает подниматься.

Под давлением образовавшегося подпора воды шар продвигается по трубопроводу. Между плавающим шаром и лотком трубы остается узкий просвет, в который с большой скоростью устремляется вода, размывая накопившийся внизу трубы осадок. Взмученный и размытый осадок перемещается по мере продвижения шара к нижнему колодцу, где специальными совками его улавливают и поднимают наверх. Иногда при трудно раз­мываемом осадке шар продвигают с помощью двух лебедок, распо­лагаемых на противоположных концах прочищаемого участка.

Рисунок 6.8 – Резиновые шары

Надувные камеры шаров защищают сверху прочными покрытиями из резины или брезента с поясом из корда, а также сеткой из веревки или проволоки. Парные диски или цилиндры с резиновыми ребрами закрепляются на стержне; каждый из них состоит из двух круглых листов стали толщиной 2,5 мм, между которыми закреплено резиновое кольцо диаметром, равным диаметру прочищаемой трубы.

Для прочистки круглых коллекторов большого диаметра при­меняют полые металлические шары с отверстиями для частичного наполнения их сточной жидкостью (для облегчения заправки шаров в трубу и сохранения их плавучести).

Технология прочистки сети металлическими шарами схожа с прочисткой резиновыми шарами, но из-за значительных расходов сточных вод и большого количества отложений в трубопроводах, прочищаемых цилиндрами, предварительно необходимо выполнить ряд подготовительных работ.

Так, надо заблаговременно обследовать трубопровод и устано­вить его фактическое наполнение и расход сточной воды, степень заиленности, характер осадков, состояние внутренней поверхности трубопровода, необходимость переустройства горловин колодцев.

Для создания подпора с перепадом не менее 0,6...0,7 м между горизонтами жидкости ниже и выше помещенного в трубопровод цилиндра необходимо определить наполнение сети и расход сточных вод.

Степень заиленности и характер осадков в трубопроводе нужно знать для того, чтобы выбрать способ их удаления: ведрами или механизмами из промежуточных колодцев или последова­тельной перегонкой по нижележащим участкам сети. В зависи­мости от способа удаления осадка выбирают и технологию производства работ, прочистка или с верховьев трубопровода, или отдельными участками с нижнего колодца.

Нужно учитывать состояние внутренней поверхности стенок трубопровода, особенно подшелыжной части, поскольку это может быть основной причиной, затрудняющей движений цилиндра или препятствующей вообще проведению работ.

На основании указанных предварительно собранных сведений и данных разрабатывают план прочистки сети: устанавливают последовательность проведения операций, длину каждого прочищаемого за один раз участка, условия дополнительного обеспечения сети водой, способы и места удаления осадка, колодцы для переустройства горловины.

Прочистку сети металлическими цилиндрами применяют для трубопроводов диаметром более 700 мм. Цилиндр представляет собой полый бочонок диаметром на 200-300 мм меньше диаметра коллектора и длиной 400-500 мм. На торцевых стенках бочонка имеются специальные металлические карабины, которыми цилиндр прикрепляется к ведущему тросу. Принцип прочистки сети цилиндрами такой же, как и шарами. Цилиндр опускают в сеть через верхний колодец прочищаемого участка сети. Его продвижение регулируется тросом, наматываемым на лебедку. Смытый с лотка коллектора осадок перегоняют в нижележащий участок, а если это по условиям эксплуатации сети невозможно, его извлекают из лотков смотровых колодцев с помощью диафрагмовых насосов и других приспособлений.

Прочистка спаренными дисками производится теми же приемами, что и прочистка резиновыми шарами. Нужно помнить, что диски являются жесткими снарядами, и их нельзя применять в сети, имеющей просадки и искривления в плане и профиле, и при большом количестве осадков. В этих случаях, как правило, происходит заклинивание самого диска в трубопроводе, т.е. создается тяжелый для ликвидации засор сети.

Преимущество дисков по сравнению с резиновыми шарами состоит в том, что жесткие диски, продвигаясь по дну трубопровода, обеспечивают перемещение таких предметов, которые шарами не удаляются (металл, камни, обломки кирпичей, бетона и др.).

При гидродинамическом способе прочистки сети применяется машина с цистерной для очистки канализационных сетей. Выполняется она следующим способом. Вблизи нижнего колодца прочищаемого участка машину устанавливают так, чтобы шланг мог свободно опускаться в колодец. К шлангу прикрепляют наконечник нужного размера и заправляют шланг с поверхности земли через специальный блок в трубопровод навстречу потоку сточной воды. Затем включают насос и шланг под действием реактивной тяги, создаваемой водой, вытекающей из отверстий наконечника с большой скоростью, начинает продвигаться по трубопроводу (рис.6.9) со скоростью холостого хода – до 1 м/с. По достижении верхнего колодца шланг сматывают обратно на барабан лебедки. Струи воды, выходящие из наконечника шланга с давлением до 16 МПа, размывают выпавшие на дно или прилипшие к стенке трубопровода осадки, которые потоком смесью водопроводной и сточной вод передвигаются вниз по течению.

Рисунок 6.9 – Схема гидродинамического способа прочистки

После прочистки участка сети машину переставляют на новый колодец, а по окончании работ шланг обмывают водой, протирают тряпкой и свертывают на барабан лебедки. Наблюдения за характером вымываемых осадков и удаление их из колодца производится так же, как и при гидродинамической прочистке сети.

Механическую прочистку осуществляют специальными устройствами (снарядами) скребкового, рыхлительного или ковшевого типа, которые разрыхляют и сгребают осадок к колодцу, откуда затем он поднимается на поверхность и вывозится на свалку. Наиболее удобными считаются снаряды ковшевого типа с автоматически закрывающимися и раскрывающимися створками.

Механическую прочистку применяют в тех случаях, когда невозможно использовать указанные выше способы прочистки из-за большого количества осадков в трубопроводах или из-за их значительной твердости при малом притоке сточных вод, а также в подтопленных трубопроводах с дефектами. К числу таких снарядов относятся корнерезы, совки, рыхлители, якоря и др.

Эти снаряды протаскивают по трубопроводу с помощью тросов от двух лебедок. Прочистка состоит из следующих операций. Открыв крышки колодцев на участке, подлежащем прочистке из верхнего колодца в нижний пускают по течению поплавок со шнуром, а затем протаскивают тонкий переходной тросик. С его помощью по трубопроводу к верхнему колодцу протаскивают рабочий трос, прикрепленный к лебедке, установленной на нижнем колодце. Над верхним колодцем также устанавливают лебедку с рабочим тросом. К концам обоих тросов с помощью серег прикрепляют кольца снаряда требуемых вида и размера. В обоих колодцах размещают также блоки, через которые пропускают тросы. Введенный в трубопровод из верхнего колодца снаряд протягивают лебедкой к нижнему колодцу, одновременно медленно сматывая трос с одной лебедки и наматывая на другую лебедку.

При появлении осадка в нижнем колодце работу лебедок приостанавливают. Собравшийся осадок поднимают на поверх­ность. После чего прочистку участка продолжают, повторяя операции до тех пор, пока снаряд не появится в нижнем колодце. Здесь с него снимают трос от лебедки с верхнего колодца, перематывают на другую лебедку и переставляют ее на следующий колодец. Затем так же, как и в первом случае, перетягивают от нее рабочий трос, крепят его к снаряду и повторяют все операции на новом участке прочищаемого трубопровода.

Снаряд, блоки и тросы периодически очищают от налипаю­щих загрязнений, что обеспечивает высокие темпы прочистки сети. Эта работа трудоемка и проходит в антисанитарных условиях. Кроме того, протаскивать указанные снаряды, с помощью лебедок нужно очень осторожно, чтобы не повредить стенки и стыки трубопроводов, особенно керамических.

Одна из основных задач службы эксплуатации сети – организация своевременного планово-предупредительного ремонта. Ремонт сети бывает текущим и капитальным.

Текущий ремонт канализационных сетей и сооружений на ней производится за счет эксплуатационных расходов предприятия и планируется в денежных и натуральных показателях. Капитальный ремонт сети планируется и выполняется за счет амортизационных отчислений. Текущий ремонт производится в основном силами эксплуатационного персонала или ремонтно-строительного цеха. Для ремонта необходим запас требуемых строительных материалов и запасных частей.

К текущему ремонту относятся следующие основные работы:

- профилактическая промывка и прочистка сети;

- обновление указательных табличек и знаков;

- ремонт камер, шахт и колодцев (устранение свищей, задел­ка трещин, ремонт штукатурки, исправление лотков, ремонт скоб с частичной заменой);

- мелкий ремонт внутренних поверхностей крупных трубопроводов (заделка трещин и швов);

- утепление и замена разбитых люков колодцев, выравни­вание горловины колодцев до уровня проезжей части и др.;

- ремонт подвижных частей шиберов и задвижек;

- выполнение мелких слесарных работ;

- производство несложных земляных работ и т.п.

При производстве работ необходимо соблюдать технические условия, санитарные и противопожарные правила, а также требования техники безопасности. Выполненные работы оформ­ляют актами, в которых указывают их объем и качество.

К капитальному ремонту на канализационной сети относятся такие работы:

- сооружение новых или полная (частичная) реконструкция старых колодцев и камер;

- частичная или полная перекладка отдельных участков трубопроводов;

- замена задвижек, шиберов, вантузов, а также ремонт отдельных сооружений и устройств.

Перед началом капитального ремонта требуется осуществить целый ряд организационно-технических мероприятий: подготовить техническую документацию на выполнение капитального ремонта; получить согласования городских служб, имеющих свои подземные и надземные коммуникации в районе проведения ремонтных работ на сети; в большинстве случаев выполнить работы по водопо­нижению и ограждению площадки, где будет производиться ремонт.

Проведение работ связано с временным прекращением эксплуатации сети на ремонтируемом участке. Поэтому в первую очередь обеспечивают бесперебойное действие канализации на лежащем выше участке, принимают меры против затопления подвальных помещений, организуют временную перекачку сточной жидкости из верхнего колодца в нижний или перепуск ее самотеком по обводному лотку.

Как и при текущем ремонте, за проведением капитального ремонта должен быть установлен контроль, основная задача которого – следить за технологией ремонтных работ, их сроками и качеством.

Особое место в эксплуатации сетей водоотведения занимает ликвидация аварий(внезапных разрушений труб или колодцев, а также закупорки сети). Правильно спроектированная и построенная водоотводящая сеть может засориться в основном в результате нарушения населением и персоналом предприятий правил пользо­вания приемниками сточных вод и несвоевременного или нерегу­лярного проведения периодических осмотров и профилактических прочисток. Засоры значительно уменьшают или полностью прекращают движение сточной воды. При этом в сети образуется подпор, который при неисправности приборов внутренней канали­зации может привести к затоплению подвальных помещений. В основном же, и в первую очередь, излив сточной жидкости происходит через люки смотровых колодцев на поверхность проезда, дворовой территории или в водоем, что недопустимо по санитарным требованиям. Поэтому ликвидировать засоры необходимо в возможно короткие сроки.

С этой целью в службе эксплуатации, водоотводящей сети в течение суток должна дежурить специальная аварийная бригада по ликвидации засоров. В зависимости от протяженности сети количество таких бригад может быть и больше.

По направлению диспетчера бригада выезжает на место аварии и определяет участок сети, на котором произошел засор. Открываются люки колодцев выше и ниже места засора и около них выставляются предупреждающие знаки. Одновременно обследуется район возможного подтопления сети и при необходимости закрываются задвижки на выпусках из подвальных помещений.

В первую очередь специальными вилами обследуют лоток и устье трубопровода в затопленном колодце. Если засор произошел в этом колодце, его устраняют с помощью вил или изогнутого конца направляющей трубы. Предварительно нужно поставить вторые вилы в нижележащий колодец для улавливания предметов, образовавших засор, и последующего извлечения их на поверхность. В отдельных редких случаях необходимо отсечь указанный колодец от сети, откачать из него воду и поднять на поверхность оказавшиеся в колодце инородные предметы, ставшие причиной засора устья трубопровода.

Засор, образовавшийся на участке сети между колодцами, можно устранить: сталистой проволокой, гибким валом, стальными штангами или с помочью гидропромывного метода.

Сталистую проволоку применяют для труб диаметром до 250 мм, гибкий вал – для труб диаметром до 300 мм, а способом размыва водой прочищают грубы диаметром до 350 мм. Аварийная бригада состоит из трех-четырех рабочих.

При работе сталистой проволокой бригада выполняет следующие операции. Направляющую трубу свинчивают с надстав­ками до длины несколько превышающей глубину затопления колодца, из нижнего колодца изогнутым концом трубу вводят в устье засорившегося трубопровода и укрепляют ее в люке особым держателем. Затем проволоку вводят в направляющую трубу, постепенно сматывая с круга, и проталкивают до места засора, пробивая его легкими ударами и поворотами наконечника прово­локи с помощью специальной ручки. При необходимости прово­локу пропускают через засор до верхнего колодца, привязывают к ней трос с навязанным на нем узлом тряпок, протаскивая его взад и вперед, полностью разбивают засор.

Ликвидация засоров сталистой проволокой имеет ряд недо­статков: нагибание проволоки при проталкивании по трубопроводу, требующее дополнительных усилий на преодоление большого трения о его стенки, отсутствие у наконечника необходимой про­бойной силы, большие трудоемкость и продолжительность работ.

При использовании гибкого вала эти недостатки сглаживаются или полностью устраняются. Работа с валом аналогична работе со сталистой проволокой – через направляющую трубу. Вал состоит из сердечника (стального троса диаметром 8-9 мм) и оболочки (плотно навитой пружины – спирали из стальной проволоки диаметром 5 мм). Длина гибкого вала 50-60 м, наружный диаметр оболочки 20-28 мм.

Гибкий вал, обладая хорошим скольжением по трубопроводу и большой массой, имеет значительную пробивную способность и ускоряет работу по устранению засора. Однако работать с ним следует осторожно, так как удар наконечника вала может повредить стенки и стыки труб, в первую очередь керамических. Большая масса вала требует больших физических усилий для его продвижения.

Если засорение не удается устранить проволокой или гибким валом, прибегают к размыву засорения водой из городского водопровода, пробиванию засорения металлическими трубчатыми штангами или комбинированному способу – пробивке штангами с размывом засорения водой.

С помощью штанг ликвидируют засор, как правило, из нижнего колодца. Чтобы предотвратить подтопление сточной водой рабочего, находящегося в колодце в момент разрушения засора, в ближайшем соседнем колодца выше засорившегося участка ставят «пробку». До ее снятия рабочий успевает разбить засор, собрать его остатки, вытащить их, забрать инструменты и подняться на поверхность. Чтобы эти операции выполнялись быстро, их нужно предварительно отработать на поверхности земли.

Поскольку сборку и разборку штанг производят на дне колодца в стесненных условиях, этот метод устранения засоров очень трудоемкий и применяется сравнительно редко.

Размыв засорения водопроводной водой производят из колодца, расположенного ниже участка засорения. Воду берут из ближайшего пожарного гидранта. Пробивку засорения, не поддаю­щегося размыву, производят трубчатыми штангами, продвигаемыми постепенным наращиванием через нижний колодец к месту засорения. Штанги состоят из труб диаметром 13-19 мм и длиной 0,9-0,7 м. К первой штанге присоединяют наконечники (бурав, пику, шар, кольцо) и привязывают стальной трос диаметром 6-8 мм. Вначале штанги продвигают в трубу вручную, а затем с помощью лебедки. Если устранить засорение штангами не удается, трубы откапывают и перекладывают.

В последнее время широкое распространение получил способ ликвидации засоров на водоотводящей сети с использованием каналоочистительных машин. Действия персонала в этом случае аналогичны действиям при очистке сети с помощью специального наконечника, дающего сильную струю воды, которая разрушает засор. После устранения засора, необходимо дождаться спада уровня сточной воды во всех подтопленных участках сети, прочистить их, прохлорировать затопленные территории и места разлива стоков, устранить другие последствия засора. Осадки и мусор, вызвавшие засор, задерживают вилами в нижнем колодце, собирают в ведро, извлекают на поверхность и отвозят на свалку, а в отдельных случаях убирают в мусоросборники домоуправлений или дорожных служб.

Убедившись в восстановлении нормального течения сточной воды в вышележащих участках сети, бригада промывает чистой водой и очищает все инструменты и приспособления.

Бригадир обязан выполнение всех операций по ликвидации засора отмечать в специальном журнале службы эксплуатации. В нем указывают место и причины засора, способы его устранения, время начала и окончания работы, количество затраченного труда, использование транспорта и механизмов. При ликвидации особо сложных случаев засора составляют акт.

Если устранить засор в короткий срок ли одним из перечисленных способов не удается, бригадир немедленно должен сообщить об этом в диспетчерскую и вызвать на место засора технических руководителей службы эксплуатации. При принятии ими решения о необходимости разрытия земли и вскрытия трубопровода срочно организуется перекачка сточной жидкости в обход засорившегося участка по временному трубопроводу или в другие линии, а в исключительных экстренных случаях с разрешения санитарных органов открывается аварийный выпуск в водоем или в водосток. При необходимости бригада ограждает место аварии.

Каждый случай аварии на канализационной сети должен быть зарегистрирован, для того, чтобы в дальнейшем провести мероприятия по предупреждению подобных случаев.

Нужно помнить, что аварийно-восстановительные работы на сетях канализации выполняют, как правило, без тщательно разработанного проекта. Необходимость ликвидации аварии в сжатые сроки без остановки работы системы водоотведения не дает возможности заранее произвести геологические и прочие изыскания, разработать проект, выбрать наиболее (эффективную технологию и средства механизации). Поэтому инженерно-технические работники служб эксплуатации чаще всего используют технологию и организуют работы по ликвидации аварий на базе накопленного опыта, имеющихся средств механизации, оперативно выполненных расчетов.

Контрольные вопросы

1. Что из себя представляют телевизионные роботы и как они используются при эксплуатации инженерных сетей?

2. Перечислите особенности основных методов прочистки водопроводов.

3. Приведите причины и возможные методы ликвидации аварий на водопроводных сетях.

4. Что включает в себя система мероприятий по обеспечению бесперебойной работы канализационной сети?

5. Перечислите основные способы профилактической прочист­ки канализационных сетей.

6. Опишите технологию гидравлического способа профилакти­ческой прочистки канализационных сетей.

7. Назовите основные отличия гидромеханического способа про­филактической прочистки канализационных сетей от механи­ческого.

8. Перечислите основные причины и возможные методы лик­видации аварий на канализационных сетях.

Литература: [1, 3, 4, 8, 9, 17, 19, 20, 21, 26]