Канализование исторического центра г. Новая Ладога
Наружные сети хозяйственно-бытовой канализации для десяти жилых домов в историческом центре Новой Ладоги — города в устье Волхова, основанного Петром I. Централизованная канализация в городе есть, но охватывает в основном пятиэтажную застройку советского периода; исторические кварталы жили на выгребных ямах, которые круглый год обслуживала ассенизационная машина. Проект развивает существующую сеть сразу на четырёх отдельных участках города — и поскольку все точки подключения находятся на концах сети с малой глубиной заложения, на каждом участке спроектирована канализационная насосная станция. Проект прошёл государственную экспертизу.
Заказчик: ГУП «Леноблводоканал»
Состав объекта: 4 участка сети · 4 КНС
Самотечные сети: DN 160 PP, ~1,1 км
Напорные линии: 2 × DN 63 PE от каждой КНС (от КНС4 — DN 75 PE), суммарно ~0,56 км
Подача станций: КНС1, КНС2, КНС4 — 14,4 м³/ч · КНС3 — 12,6 м³/ч
Насосные агрегаты: по 2 на станции (1 рабочий + 1 резервный), погружные
Категория надёжности действия: II
Электроснабжение: два взаиморезервирующих ввода на каждой станции, АВР
Государственная экспертиза: ГАУ «Леноблгосэкспертиза», положительное заключение
Состав работ
Проект прошёл полный цикл нашей методологии Project Design Canvas — от сбора исходных данных до государственной экспертизы.
Исходные данные собраны по архивным схемам местного водоканала и материалам генплана: определены точки подключения, от которых возможно развивать сеть, и расчётное число жителей на охватываемых территориях. По данным о зарегистрированных жителях составлены балансы водопотребления и водоотведения, определены расчётные расходы и выполнен гидравлический расчёт сетей.
Выполнен комплекс инженерных изысканий. Геология участков — пески и пластичные супеси с грунтовыми водами на глубине 0,4–2,5 м и сезонным подъёмом до поверхности: все подземные ёмкости станций работают в водонасыщенных пучинистых грунтах, и герметичность сооружений заложена в проект как строительное требование, а не пожелание.
Документация согласована заказчиком и получила положительное заключение государственной экспертизы ГАУ «Леноблгосэкспертиза».
Четыре станции вместо одной трубыАнализ существующей сети показал: все четыре участка находятся на её концах, точки подключения лежат мелко, и дотянуться до них самотёком невозможно. Поэтому схема каждого участка одинакова: короткий самотечный коллектор от домов, насосная станция, две напорные линии до точки подключения. Расходы титульных объектов малые — от 1,8 до 13,3 м³/сут — но станции рассчитаны с перспективой: они позволяют подключать к централизованной системе все жилые дома и общественные здания прилегающих территорий. Сеть по проспекту Карла Маркса заложена с возможностью будущего подключения трёх храмов — церкви Спаса Нерукотворного, церкви Климента папы Римского и Петра Александрийского и церкви Иоанна Богослова.
Мелкое заложение как принципПлощадки станций выбраны так, чтобы самотечные коллекторы шли по естественному уклону местности. Благодаря этому глубина подводящих коллекторов всех четырёх станций — около 3 метров, и во всём проекте нет крепления траншей и котлованов металлическим шпунтом: земляные работы ведутся с обычным инвентарным креплением, без тяжёлой шпунтовой техники в узких улицах исторического центра. Мельче коллекторы — мельче и сами станции, а значит меньше объём водонасыщенного грунта, в котором строятся подземные ёмкости.
Одна рабочая точка насосаОт каждой станции отходят две напорные линии, но работают они не одновременно: в штатном режиме подача идёт по одной линии, вторая — резервная. Вся арматура напорных трубопроводов вынесена из колодца станции в отдельную камеру, где свободно разместились шиберные задвижки с электроприводами, охваченные системой автоматизации, — и при аварии на рабочей линии автоматика сама переключает поток на резервную.
Такая схема определила и подбор оборудования. Подача каждой станции рассчитана из условия нормативной скорости потока в одной напорной линии — насос получил единственную расчётную рабочую точку вместо работы на два трубопровода с плавающей характеристикой. Гидравлический режим системы однозначен, оборудование подобрано без лишнего запаса.
[галерея: планы станций / профили сетей]
Стоки по коллектору DN 820 поступают в приёмную линию из двух каналов с щитовыми затворами и решётками-дробилками, измельчающими крупные включения, и далее в приёмный резервуар объёмом 59 м³ с приямком и системой взмучивания осадка. Из резервуара через новые проходки в разделительной стене стоки по всасывающим трубопроводам поступают к трём центробежным насосным агрегатам машинного зала на отметке −7,550 (подача 625 м³/ч, напор 23,5 м, 75 кВт каждый) и перекачиваются в две напорные линии DN 400 протяжённостью 2120 м.
Работа станции полностью автоматизирована по уровням в приёмном резервуаре, постоянного персонала нет. Электродвигатели насосов оснащены устройствами плавного пуска и частотными преобразователями; при отказе рабочего насоса автоматически включается резервный. На каждой напорной линии — узлы коммерческого учёта стоков с электромагнитными расходомерами. Грузоподъёмные операции обеспечивают три электрических тельфера грузоподъёмностью 2 т на монорельсах — для опуска новых насосов в машинный зал в вертикальном положении монорельс надземного павильона поднят на отметку +4,000.
Станция стоит в 26 метрах от жилого дома, и вопрос санитарно-защитной зоны стал отдельной задачей проекта. Вытяжка из грабельного отделения оборудована сорбционной установкой очистки воздуха СТОПКР-1,5-С с двумя ступенями: предварительная улавливает аэрозоли и крупные частицы, хемосорбент связывает органические, серо- и азотсодержащие газы — сероводород, меркаптаны, аммиак — с эффективностью 95–99%. Выполненные расчёты рассеивания и акустического воздействия показали: организация санитарно-защитной зоны для станции не требуется — воздействие не выходит за контур объекта.
Конструктивные решения
Подземная часть — опускной колодец из сборной железобетонной тюбинговой обделки толщиной 400 мм, разделённый по всей высоте на машинное и грабельное отделения; пространственная жёсткость обеспечена кольцами обделки, разделительной стеной-диафрагмой и перекрытием — жёстким диском. Надземный павильон — бескаркасный кирпичный, с антресолью венткамеры.
Расчёт выполнен совместно с грунтовым основанием в комплексе «Лира-САПР» методом конечных элементов — для сооружения ограниченно-работоспособной категории технического состояния запас несущей способности проверяется, а не предполагается. Расчётная дополнительная осадка после реконструкции — 5 мм при допустимых 20 мм; зона влияния работ (16,4 м) не достигает ближайшей жилой застройки (25,8 м).
Обследование показало аварийное состояние всех металлоконструкций грабельного отделения — среда станции съедает обычную сталь. Все металлические элементы — лестницы, переходные площадки, ограждения, настилы, монорельсы — запроектированы заново из нержавеющей стали 08Х18Н10, включая крепёж и анкеры. Монолитное перекрытие над грабельным отделением, находившееся в предаварийном состоянии, отремонтировано специальными ремонтными составами с восстановлением защитных слоёв арматуры; плиты покрытия надземной части над грабельным отделением заменены на новые. Раскрыт и усилен металлической рамой дверной проём в несущей стене.
[галерея: расчётная схема / схема расположения фундаментов / узлы монорельсов / лестницы и площадки]
Восстановление водонепроницаемости подземной части выполнено по технологии компании «Дегидрол» — производителя ремонтных составов с большим опытом ремонта и реконструкции сооружений водоканалов: раскрытие и заделка швов между конструкциями, сплошное оштукатуривание стен и днища составом Дегидрол 5, герметизация вводов коммуникаций. Решения отрабатывались в консультациях с производителем.
Здание утеплено с замкнутым контуром: фасад — система СФТК с минераловатным утеплителем, цоколь и обвязочная балка колодца — экструзионный пенополистирол, кровля — PIR-плиты с ПВХ-мембраной, наружным водостоком и молниеприёмной сеткой. Отсечная гидроизоляция стен выполнена инъектированием кремнийорганического гидрофобизатора.
[галерея: план кровли / схема замены плит покрытия / фасад]
