Близько 70% населення Росії нині проживає в містах чисельністю понад 100 тис. осіб. При цьому явно прогресує тенденція послідовного включення сільських населених пунктів у міську межу.
Вагомим фактором забезпечення соціального прогресу виступають надійно функціонуючі підземні комунікації міста, які забезпечують його населення зв 'язком та інтернетом, водою, електроенергією, газом, опаленням, каналізацією.
Вони надзвичайно насичені і розгалужені. Їх характерними конструктивними компонентами є колектори, трубопроводи, а також низько- і високовольтні кабелі. Крім населених пунктів, свої власні інженерні забезпечуючі структури мають також підприємства та організації.
Примітно, що балансова вартість комунікаційного господарства часом перевищує третину всієї надземної забудови. Його розвиток і планомірне вдосконалення може стимулювати або ж, навпаки, стримувати розвиток мегаполісів.
Існуюча міська забудова ж, зі свого боку, також впливає на допустимі способи побудови інженерних мереж і комунікацій. Нині вони у своїй більшості прокладаються закритим способом без попереднього прокладання траншів.
Визначення і поняття комунікацій (ПК)
Таким чином, підземні інженерні комунікації функціонально забезпечують населення послугами електро- і теплопостачання, водопостачання та водовідведення, зв 'язку, сигналізації та інтернету. Їхні магістральні жили найчастіше розміщують під вуличними і дорожніми трасами.
Таким чином, конструктивними елементами ПК є:
- Сталеві, керамічні, бетонні, поліетиленові, азбестоцементні трубопроводи. Їх прокладають, керуючись гідравлічними розрахунками. Вони бувають напірні (водо -, газо -, нафтопроводи) і самопливні (дренажі, каналізація, відведення води).
- Кабельні комунікації електропостачання високої та низької напруги.
- Кабельні комунікації зв 'язку, сигналізації.
Класифікація підземних комунікацій
За способом надання послуг ПК підрозділюються на транзитні, магістральні, розводять. Перші проходять через місто до інших населених пунктів (газо- і нафтопроводи). Другі є основними каналами забезпечення всього міста або районів мегаполісу, Треті ж безпосередньо підводять послуги до будинків.
По глибині залягання мережі підрозділюються на закладені до межі промерзання ґрунту і нижче її (СНіП 2.05.02.85).
У свою чергу, схеми водо- і теплопостачання підрозділюються на мають примусову і природну циркуляцію, що володіють нижньою і верхньою роздачею, з попутним рухом води і тупикові, дво- і однотрубні.
Схеми підземного електропостачання та зв 'язку складаються з кабельних шахт, розпредустроїв і підстанцій.
Проектування ПК
План підземних комунікацій є важливою і обов 'язковою складовою будь-якого комплексного будівельного проекту. Зазвичай комунікації, щоб уникнути зайвої механічної напруги, розташовуються за межами площ тиску на ґрунт будівель.
У плані ПК обов 'язково знаходять відображення способи прокладки. Розглянемо їх варіанти.
При роздільному способі та чи інша комунікація підводиться до об 'єкта будівництва індивідуально. Терміни її будівництва також індивідуальні, незалежні від прокладки інших ПК. Це - застарілий метод, оскільки в умовах насиченої міської забудови земляні роботи з ремонту однієї комунікації можуть пошкодити іншу. Він використовується нині вузькоспрямовано, у випадках доопрацювання існуючих ПК.
Поєднаний метод передбачає розташування декількох комунікацій одночасно в одній траншеї. Його застосовують в умовах обмеженого фінансування та критичної потреби в конкретних ПК.
Найбільш поширеним і перспективним в умовах масової забудови є колекторний метод (КМ), при якому різні ПК розміщують у стандартному загальному колекторі. Цей спосіб значно спрощує ремонт та експлуатацію ПК. Втім, колекторний метод не можна назвати універсальним. Не можна об 'єднувати в одному колекторі з іншими комунікаціями каналізацію, напірний водопровід.
Сам колектор являє собою бетонний порожній. Він може бути різним по висоті. Ростовий і напівростовий (до півтора метра) передбачає наявність вентиляції. У самому коробі дотримується температурний режим від 5 до 30 градусів за Цельсієм.
Вимога безпеки в побудові ПК
Помилки в побудові підземних комунікацій призводять до аварій, травм, пожеж, поломок пристроїв, що живляться від них, і апаратури (СТО 36554501-008-2007). При будівництві ПК в обов 'язковому порядку повинні враховуватися геологічні та гідрогеологічні властивості ґрунтів, а також прогнозуватися можлива посезонна динаміка їх зміни.
Електрообладнання, що застосовується при прокладанні траншей і труб, повинно бути вироблено у виконанні вибухобезпечному. Тунелі та шахти в районах електрозварювальних робіт на час їх виконання в обов 'язковому порядку забезпечуються місцевою витяжкою.
Перебування робітників - прокладачів у трубопроводах допустиме, якщо діаметр конструкції перевищує 1,2 метра, а довжина не більше 40 м. При довжині труби більше 10 м забезпечується примусова вентиляція від 10 куб.м/год.
За часом перебування робітників у трубопроводі обмежується однією годиною при перервах в 0.5 години.
Типове будівництво ПК
Сучасне будівництво підземних комунікацій виконується відповідно до розташування міських вулиць, рельєфу місцевості, великих користувачів послуг. Береться до уваги поперечний профіль вулиць, які будуються або ремонтуються.
При цьому кабельні мережі прокладаються вздовж доріг і вулиць. Причому вздовж головних вулиць проходять магістральні комунікації, житлові ж мікрорайони оснащені харчованими від них прийомними і розводять ПК.
Прохідні колектори і теплопроводи розташовуються під тротуарами. На кордонах тротуару і вулиць обладнають каналізацію, газопровід, водопровід.
Сучасні методи прокладання ПК
Прокладання підземних інженерних комунікацій в даний час все частіше виконується безтраншейно. Цей спосіб дозволяє високоточно і ефективно за часом огинати перешкоди рельєфу.
Перший спосіб безтраншейної прокладки починається з пілотного буріння за допомогою бурової штанги в обхід перешкод по їх нижній кромці. Потім вивірений отвір збільшується за допомогою розширювача.
Другий заснований на використанні саморухливого прохідницького механізму, званого щитом. Останній поміщають у спеціально відритий стартовий котлован, а потім приводять в дію. Він пробиває в землі канал до також попередньо відритого для нього фінішного котловану.
Третій виконується також між каналами, однак на меншу відстань і за допомогою горизонтально забиваної пневмопробійником труби.
ПК між собою нерідко утворюють перетин, підземні комунікації в цьому випадку один від одного відокремлюються по вертикалі згідно з вимогами СНіП II-89-80 див. таблицю 1.
Таблиця 1. Нормативні відстані при будівництві ПК до доріг, фундаментів будівель тощо.
Проблема визначення ПК
Сучасне міське будівництво, вироблене в районах з уже існуючою забудовою, передбачає попередній пошук підземних комунікацій. Він здійснюється з використанням спеціалізованої техніки. Найбільш часто використовують трасошукач підземних комунікацій. Ним визначається конфігурація ПК, глибина знаходження і навіть місця пошкодження, знаходження окремих її жив, прихованих комунікацій.
Нехтування таким пошуком загрожує аваріями ПК. Прагнення окремих будівельних організацій заощадити, не сплативши сертифікованим фірмам послуги визначення сторонніх комунікацій в зоні земляного будівництва, часто призводить до аварій і, як результат, до вимушеного збільшення витрат з їх усунення.
Про зйомку ПК
Зйомка підземних комунікацій доцільна, якщо відсутня первинна виконавча документація по них, (тобто документація, яка проводиться безпосередньо в процесі їх будівництва). Вона важлива для прив 'язки ПК до нової інфраструктури.
Такі роботи найбільш затребувані у великих містах, де їх щільність найбільш висока. Зйомка підземних комунікацій є профільним напрямком роботи спеціалізованих електроізмірних лабораторій, що існують при організаціях, що займаються трубо- і кабелепрокладкою.
Належний рівень їх проведення дозволяє визначити не тільки напрямок і глибину всієї комунікаційної траси в цілому, а й кожного її сегмента окремо.
Обов 'язковими її елементами є суттєві функціональні частини кожного виду ПК:
- трубо- і водопровід (засувки, гідранти, кути повороту, вантузи, діаметр труб);
- кабельні мережі (трансформатори, розподільні пристрої);
- каналізації (станції перекачування, перепадні та оглядові колодязі);
- водостоки (перепадні та дощоприймальні колодязі, випуски води);
- дренажі (перфоровані труби);
- газопроводи (магістральні та розподільні ділянки, запірні вентилі, регулятори тиску, конденсатозбірники);
- мережі теплопостачання (компенсатори, камери з засувками, конденсаційні пристрої).
Високу точність зйомки ПК забезпечує грамотне застосування високоточного обладнання для діагностики ПК, спеціалізованого програмного забезпечення,
У разі пошкодження ПК управлінням архітектури за участю всіх зацікавлених сторін складається акт і приймається рішення про компенсацію збитку. Визначається винуватець, і встановлюються терміни усунення.
Обслуговування ПК
Обслуговування ПК проводиться з метою безпечного та безперебійного постачання населення і бізнесу електрикою, водою, газом, послугами зв 'язку, водовідведення, каналізації тощо. Це завдання ускладнюється візуальною недоступністю комунікаційних трас. Таким чином, експлуатація ПК зводиться до їх профілактичного обслуговування та поточного ремонту.
Метою профілактичного обслуговування є визначення можливих пошкоджень, що призводять до витоків та інших порушень постачання. Першою його частиною є огляд і вимірювання базових показників безпосередньо на зовнішніх елементах комунікацій (трансформаторах, розпредустроях, оглядових колодязях, конденсаційних пристроях). Втім, базовими показниками є тиск води і газу, напруга електрики. Періодичність огляду визначають організації, що здійснюють подачу комунальних послуг споживачам, вона остаточно затверджуються їх вищестоящими органами управління.
Опис одного з видів обслуговування
Для магістрального газопроводу створюються маршрутні карти з нанесеними на них гідрозатворами і конденсатозбірниками. В останніх проводиться відкачування конденсату за допомогою мотонасосів. До подібних робіт допускаються лише сертифіковані фахівці. Техніка безпеки забороняє при цьому користування відкритим вогнем і куріння суворо забороняються.
Для з 'ясування режимів роботи газопроводів не менше двох разів в період максимального зимового і мінімального літнього навантаження здійснюється вимірювання в них тиску.
Герметичність цих комунікацій здійснюється періодичними буровими і шуфровими оглядами. З цією метою за кожним стиком газопроводу буриться свердловина діаметром 20 - 30 см. У глибину бур занурюється на відстань 20 см, не доходячи до газопроводу. Далі - перевіряється наявність газу в цих свердловинах.
Якщо ґрунти, в яких прокладені газопроводи, володіють підвищеною корозійною здатністю, то перевірка цілісності конструкцій здійснюються не рідше 1 разу за 2 роки, при нейтральних ґрунтах 1 разу на 5 років.
Таким чином, визначаються ділянки з найбільшими перепадами тиску. Найчастіше, причиною їх утворення є провисання газопроводу, викликане порушенням однорідності ґрунтів. Тому одночасно з ремонтом цілісності труби здійснюється ретельне підбивання їх грунтового ліжка.
ПК організацій (підприємств)
Підземні комунікації організації проектуються комплексно у складі єдиного генерального проекту разом з будівлями та спорудами. ПК розміщуються в оптимізованих за площею технічних смугах.
Безпосередньо на територіях самих підприємств використовуються виключно надземні та наземні комунікації.
Передзаводські ж комунікації прокладені під землею. Вони розміщуються спільно в загальних тунелях. Протяжність ПК провідних підприємств промисловості становлять до декількох десятків кілометрів. Трудомісткість прокладання різних комунікацій (у відсотках) становить: каналізація - 65%; водопровід - 20%; теплопроводи - 7%; газопроводи - 3,5%, електрокабелі та кабелі зв 'язку - 3%; трубопроводи технологічні - 1,5%.
Технологічні трубопроводи можуть бути розміщені спільно з газопроводом, теплопроводом, оборотним водопостачанням. При цьому забороняється розміщувати трубопроводи з вибухонебезпечними і легкозаймистими рідинами.
Ув 'язнення
Проблема заміни підземних комунікацій зараз стає досить актуальною. Її глибинна причина - в системних недоліках державного механізму фінансування за свідомо провальним залишковим принципом. Таким чином, фактично нехтується об 'єктивна реальність: те, що кожна проектна прокладка підземних комунікацій передбачає конкретні терміни їх заміни, відповідно до матеріалів їх виготовлення та умов залягання в ґрунті.
Заміна ПК повинна плануватися в рамках державної господарської політики. На жаль, непослідовна господарська функція держави фактично перешкоджає створенню повноцінних і дієвих фондів для регулярних капітальних господарських вкладень.
У цьому відношенні є позитивний світовий досвід. Прикладом для наслідування може послужити система ПК Норвегії, чітко регламентована спрямованістю бюджету країни дотримання відповідних державних стандартів.
Ми ж постійно спостерігаємо порочний замкнутий цикл: як за відсутності такого налагодженого господарського механізму керуючі монопольні організації раз у раз ініціюють підвищення і без того завищених тарифів на комунальні послуги, мотивуючи це на 90% застарілими ПК.