/
Текст
И СТРОИТЕЛЬСТВО
КАНАЛИЗАЦИИ
СТРОЙИЗДАТ • 1371
Г. Г. ШИГОРИН, Л. М. ЯСМАН, М. Ш. ЛЫСО, в. А. ЗНАМЕНСКИЙ
ПРОЕКТИРОВАНИЕ
И СТРОИТЕЛЬСТВО
КАНАЛИЗАЦИИ
(опыт Ленинграда)
Издательство литературы по строительству • Ленинград • 19 71
Scan AAW
УДК 628.24
Научный редактор — канд. техн, наук
Г. П. Медведев
В книге обобщен опыт проектирования и
строительства канализационных сетей и сооруже-
ний в Ленинграде, осуществленных в трудных
геологических условиях, на стесненных домами
улицах и участках и при иных неблагоприятных
факторах. Основное внимание уделено тем соору-
жениям и устройствам, которые могут быть при-
менены при проектировании и строительстве ка-
нализации в других городах.
Освещается вопрос о гидравлическом модели-
ровании величин разбавления сточных вод в во-
доеме со сложным гидравлическим режимом.
Книга рассчитана на инженерно-технических
работников, занимающихся проектированием и
строительством канализации, а также на работ-
ников коммунального хозяйства.
8-2-10
229-71
ПРЕДИСЛОВИЕ
Коммунистическая партия и Советское правительство уде-
ляют большое внимание строительству и благоустройству
городов и населенных пунктов. Приняты специальные поста-
новления о мерах по предупреждению загрязнений водотоков
и водоемов. Значительные капиталовложения выделяются на
строительство и реконструкцию канализации в городах и по-
селках нашей страны.
Для наиболее эффективного использования средств, ассиг-
нуемых на эти цели, очень важно обобщать и распространять
передовой опыт, в частности, по проектированию и строитель-
ству канализации. Этой задаче призвана служить предлагае-
мая книга, авторы которой рассказывают об опыте строи-
тельства канализации в Ленинграде.
К настоящему времени в Ленинграде осуществлены и ус-
пешно эксплуатируются разные системы канализации (в за-
висимости от конкретных условий того или иного района
города), действуют 5 насосных станций, построены щитовым
способом более 50 км коллекторов на глубине до 20 ж, устро-
ены переходы через водные протоки в виде дюкеров и т. д.
При проектировании и строительстве канализации в Ле-
нинграде использованы результаты научно-исследовательских
работ ленинградских и московских исследовательских и про-
ектных институтов. Впервые в СССР разработаны пути
автоматизации при эксплуатации канализационных сетей и
сооружений, о чем также идет речь в этой книге.
Главы I и II написаны главным инженером проекта Ле-
нинградской канализации канд. техн. наук. Г. Г. Шигориным,
глава III — начальником отдела водоснабжения и канализа-
ции института Ленгипроинжпроект инж. Л. М. Ясманом, гла-
вы IV и V — главным специалистом по тоннелям того же
института инж. М. Ш/ Лыссом, глава VI — старшим научным
сотрудником Государственного гидрологического института
канд. техн, наук В. А. Знаменским,
I*
ГЛАВА I
ПРОЕКТНЫЕ РЕШЕНИЯ КАНАЛИЗОВАНИЯ ЛЕНИНГРАДА
§ 1. СОСТОЯНИЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И КАНАЛИЗОВАНИЯ
ГОРОДА ДО 1917 года
В дореволюционном Петербурге — Петрограде не было
правильно устроенной канализации. Сточные воды по улич-
ным сетям сбрасывались через сотни выпусков без всякой
очистки во все городские каналы и реки. Подобное положе-
ние было характерно для царской России, в которой насчи-
тывалось всего 18 городов с канализацией, но, как правило,
без очистных сооружений.
С 1770 года началось строительство в городе подземных
каналов (деревянных и кирпичных) для отведения в город-
ские реки и каналы дождевых и грунтовых вод (своего рода
ливнево-дренажная сеть), общая протяженность которых
к 1830 году достигла 95 км. Помои и нечистоты от кухонных
раковин, люфтклозетов и дворовых уборных собирались в
дворовые выгребы (в большинстве случаев деревянные), от-
куда вывозились на поля ассенизации (свалки). Однако ко-
личество таких отбросов увеличивалось, и вывоз их стано-
вился все более затруднительным и дорогим. Поэтому домо-
владельцы стали самовольно соединять выгребы с уличными
каналами.
В 1865 году была создана комиссия «по устройству
мостовых и труб для отвода нечистот», которая объявила
несколько конкурсов на составление проектов удаления не-
чистот [1;2 и 3], но все эти проекты не представляли практи-
ческого значения, так как не базировались на реальных исход-
ных данных.
В 1909 г. инж. К. Д. Грибоедовым* был разработан про-
ект канализации города (на население в 2,6 млн. жителей)
по полной раздельной системе (рис. 1).
* В 1906 г. инж. К. Д. Грибоедовым был разработан проект удаления
нечистот из выгребов с вывозкой их на пять районных сливных станций,
откуда эти нечистоты перекачивались н.а центральную сливную станцию И
далее в Невскую губу [11],
4
Особенностью проекта являлось: расположение главных
коллекторов бытовой канализации вдоль основных городских
водных протоков, децентрализация очистных сооружений
(4 очистные станции), установка для перекачки малых рас-
1 — уличные насосные станции; 2 — очистные станции
Диаметры коллекторов у очистных сооружений — от 42 до 80"
ходов сточных вод только в трех районах города около
100 насосных станций и гидроподъемников конструкции авто*
ра проекта (в Василеостровском районе — 40, в Петроград-
ском— 24, в Центральной части города — 30) и сравнительно
небольшие уклоны труб уличной сети (например, до 0,0002
для трубы диаметром 2,0 м).
После эпидемии холеры в 1911 г. при городской думе
была создана комиссия по водоснабжению и канализации го-
рода. Проект канализации комиссия поручила составить про-
фессору Политехнического института Д. П. Рузскому. Вы-
полненный им проект предусматривал полную раздельную
систему на расчетное количество населения в 3,6 млн. чело-
век с 29 насосными станциями и выпуском сточных вод по-
сле механической очистки в Невскую губу. Площадка под
единые для всего города очистные сооружения намечалась
у Лисьего Носа, для чего предусматривалась укладка через
Невскую губу тоннельного коллектора. При экспертизе про-
екта было предложено оставить лишь две насосные станции
и ликвидировать напорные трубопроводы. Поэтому был раз-
работан вариант А, предусматривавший главный коллектор,
пересекающий всю территорию города, длиной 17 км, подхо-
дящий к очистным сооружениям на глубине 13 м.
Пока разрабатывались и отвергались проекты канализа-
ции, расширялась уличная сеть, и к 1917 г. она достигла об-
щей длины в 537 км (из них деревянных каналов 374 км,
или 70% общей длины сети). Окраины города, заселенные
рабочими, вовсе не имели канализации; не было ее и на 33%
длины улиц города. Во всех дворах на фановых выпусках
имелись промывные выгребы, количество которых достигало
40 тысяч.
Таким образом, за период с 1865 по 1917 г. было состав-
лено (с той или иной степенью детализации в зависимости
от исходных данных) 65 проектов. Рекомендовались все су-
ществующие системы канализации (полная и неполная раз-
дельные, общесплавная и полураздельная), но ни в одном
проекте не было технических и экономических обоснований
выбора системы. Из-за плоского рельефа намечалось или
большое количество насосных станций или тоннельные про-
кладки, которые не могли быть практически осуществлены
из-за низкого уровня строительной техники в царской России.
В более поздних проектах при разных системах канализации
намечалось размещение главных коллекторов вдоль основных
водных протоков города.
§ 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СООРУЖЕНИЕ КАНАЛИЗАЦИИ В 1917-1941 гг.
Уже с 1920 г. начались работы по коренному благоустрой-
ству окраин Ленинграда с прокладкой водопроводных и ка-
нализационных сетей. К 1924 г. было полностью закончено
восстановление' канализационной сети, сильно запущенной и
частично разрушенной за период с 1917 по 1920 г.
В 1923 г. специальной экспертной комиссией при -Ленин-
градском отделе коммунального хозяйства были намечены
основные положения канализованияЛенинграда. В 1925 г, под
6
руководством проф. Н. К. Чижова был разработан схемати-
ческий проект канализации для всего города и детальный —
для территории Васильевского острова.
Канализацию Васильевского острова можно было осуще-
ствить самостоятельно и со сравнительно малыми затратами,
рассматривая ее как опытную. В основу проекта канализа-
ции острова было положено: а) норма водоотведения —
150 л/сутки на жителя; б) коэффициент неравномерности —
1,5; в) система канализации — полная раздельная; г) , расчет
потерь на трение — по «старой» формуле Куттера, что при-
мерно соответствует п = 0,013 по формулам Гангилье—Кут-
тера (сокращенной) и Маннинга; д) расчетная скорость те-
чения— 0,6 м!сек\ е) минимальные уклоны безрасчетных труб
диаметром 200 мм — 0,004 и диаметром 250 мм — 0,003, а для
труб большого диаметра—до 0,0004; ж) выпуск сточных вод
после механической очистки на ситах — в фарватер Невской
губы на расстоянии 1 км от берега; з) отвод дождевых вод
от бассейнов самостоятельными выпусками в р. Неву и дру-
гие водные протоки; и) переустройство всех дворовых сетей
на полную раздельную систему с уклонами для бытовой сети
(диаметром 150 мм) —0,01—0,02, а дождевой — по гидравли-
ческому расчету.
Канализация Васильевского острова осуществлялась с
1925 по 1935 г.; были построены 125 км уличных сетей, глав-
ная насосная станция, оборудованная отечественными кана-
лизационными насосами с вертикальным валом, грубыми ре-
шетками и дисковыми ситами конструкции Ринша диаметром
6 ж и с прозорами в 2 мм, а также перестроена сеть в 1239
дворах общим протяжением около 125 км.
Одновременно со строительством Василеостровской кана-
лизации осуществлялось расширение уличных сетей в осталь-
ных районах города. К 1938 г. протяжение этих сетей достиг-
ло 1120 км, в том числе деревянной 370 км. Частично дере-
вянная сеть была заменена бетонной.
Опыт строительства и эксплуатации канализации Василь-
евского острова показал: а) значительные технические труд-
ности и очень большую трудоемкость траншейной укладки
труб в тяжелых, водонасыщенных грунтах на глубинах
5—9 м (многоярусные траншеи); наблюдались осадки зданий
даже на широких улицах; б) необходимость при строитель-
стве двух сетей закрытия движения на улицах, что нарушает
нормальный ритм жизни города и тем самым создает боль-
шие неудобства для жителей и транспорта; в) невозмож-
ность применения механизации земляных работ и работ по
укладке труб; г) крайне большие трудности при строитель-
стве глубокозаложенных насосных станций в открытых котло-
ванах; д) недостаточность скоростей течения в сетях из-за
малых уклонов для транспортировки загрязнений сточных
7
вод. Это вызывает частые прочистки труб; е) малые уклоны
(0,0004) для труб диаметром 900 мм и больше приводят к об-
ратным уклонам, порогам и т. п. даже при самом тщатель-
ном производстве работ.
Постройка канализации на Васильевском острове, упоря-
дочение водоснабжения, ликвидация выгребов (особенно де-
ревянных) во дворах снизили желудочно-кишечные заболева-
ния и загрязненность почвы почти в два раза по сравнению
с теми районами города, где еще существовали выгребы и
имелись старые дворовые и уличные сети.
В 1939 г. в проектном отделе Управления благоустройства
города был разботан проект канализования, в основу кото-
рого было положено: а) площадь канализования 51 тыс. га\
б) расчетное количество населения — 3,5 млн. жителей;
в) норма водоотведения 315 л/сутки на жителя и 130 л/сутки
производственных сточных вод, всего 445 л/сутки на жителя;
г) полная раздельная система; д) частичная укладка глав-
ных коллекторов тоннельным способом; е) минимальный ук-
лон труб диаметром 200 мм — 0,005; ж) суммарный расчет-
ный расход сточных вод 28 м31сек\ з) пять очистных станций
(Центральная, Южная, Южнобережная, Василеостровская и
Выборгская); и) механическая очистка с выпуском сточных
вод в Невскую губу.
В общей стоимости канализации расходы на сооружение
бытовой сети с очистными сооружениями составляют 53%,
дождевой сети для тех районов, где не было существующих
прокладок, — 34% и переустройство дворовой сети—13%.
По этому проекту к 1941 г. были построены 3,4 км быто-
вых сетей в Московском районе и напорные трубопроводы от
насосной станции, намечавшейся в устье Обводного канала.
§ 3. ПОСЛЕВОЕННЫЕ ПРОЕКТЫ И СТРОИТЕЛЬСТВО
КАНАЛИЗАЦИИ
В 1944 г. был поставлен вопрос о продолжении строитель-
ства новой канализации по проекту 1939 г. Это строительство
должно было вестись в первую очередь в центральной части
города как наиболее заселенной (около одного миллиона жи-
телей).
Предполагалось строить на первое время береговые кол-
лекторы бытовой канализации, с тем чтобы подать в них
сточные воды из существующих канализационных выпусков
уличных сетей. В будущем по улицам, во дворах и кварталах
должна была быть построена бытовая сеть. Невольно возни-
кал вопрос о целесообразности подобного решения. Очевид-
но, было бы проще использовать фактически существующую
общесплавную, уличную и дворовую сети, а главные коллек-
торы устроить по общесплавной системе. Такое решение
8
требовало разработки практически пригодных методов для
гидравлического расчета общесплавных сетей и особенно
ливнеспусков, а также рассмотрения вопроса о возможности
ликвидации дворовых выгребов, количество которых достигло
к этому времени 70 тысяч.
Создание научно обоснованного метода гидравлического
расчета общесплавной сети и ливнеспусков на ней было на-
чато проф. Н. Н. Беловым в 1939 г. в Ленинградском НИИ
Академии коммунального хозяйства (ЛНИИ АКХ) и к 1950 г.
было в основном закончено [4; 5].
Широкая экспериментальная проверка технической воз-
можности ликвидации выгребов на существующих дворовых
сетях была выполнена в течение трех лет сотрудниками
ЛНИИ АКХ. Полученные результаты показали, что выгребы
из-за увеличившихся расходов сточных вод и роста количе-
ства жителей, приходящихся на каждый из них, потеряли
свое значение. Эффект задержания в них нерастворенных ве-
ществ не превышал 5—10% при вывозе осадков ассениза-
ционным транспортом 3—6 раз в год. Существующие дворо-
вые общесплавные сети, несмотря на большое количество
строительных дефектов (обратные и резко колеблющиеся
уклоны, обратные пороги в лотках колодцев и т. п.), после
ликвидации выгребов не дают больших закупорок, чем при
их наличии. Поэтому оказалось возможным использовать на
первое время существующие дворовые сети с ликвидацией
на них антисанитарных выгребов.
Результаты проведенных исследований позволили разра-
ботать проектное задание на строительство канализации в
центральной части Ленинграда с тяготеющими к ней района-
ми южной части города по общесплавной системе с полным
использованием существующих уличных и дворовых сетей.
До последнего времени бытуют предубежденные взгляды
на общесплавную систему, так как в нашей стране имеется
всего 20 городов с такой системой канализации, построенной
очень давно, и лишь один город — Тбилиси, где общесплавная
сеть начинала строиться. Во всех остальных городах страны
система раздельная; такой же она проектируется и поныне
для новых городов и большинства промышленных предприятий.
Экономические подсчеты по затратам на строительство
и эксплуатацию разных систем канализации в Ленинграде
с очевидностью показывают все преимущества общесплавной
системы (табл. 1). Осуществление в первую очередь строи-
тельства лишь береговых перехватывающих тоннелей с насос-
ными станциями значительно сокращает первоначальные за-
траты. Не требуется вскрытия улиц на больших площадях и
тем исключается нарушение нормальной жизни города. К тому
же в центральной части имеется до 50 км улиц, осуществить
на которых траншейную прокладку труб канализации
9
технически невозможно из-за большого количества подземных
коммуникаций и малой ширины этих улиц.
Канализация центральной части Ленинграда имеет свои
специфические особенности: а) ливнеспуски устраиваются на
сравнительно мелкозаложенных притоках (уличных сетях)
Рис. 2. Схема проектируемых перехватывающих коллекторов и
основных уличных магистралей
Кружками обозначены насосные станции. Заштрихованы территории, канализуе-
мые по полной раздельной системе, а остальные —по общесплавной системе
в месте их впадения -в перехватывающие (набережные) тон-
нельные коллекторы; б) до переустройства остается необхо-
димость прочистки существующих уличных сетей из-за малых
скоростей течения в них сточных вод.
Строительство канализации центральной части города за-
канчивается (рис. 2), и сточные воды поступают на районную
насосную станцию.
10
Таблица I
Относительная стоимость строительства уличных и переустройства
дворовых сетей, а также затраты на эксплуатацию канализации
центральной части Ленинграда по общесплавной и полной
раздельной системам
(по подсчетам института Ленгипроинжпроект)
бистемы канализаций Относительная стоимость строительства в % Относительн-ые эксплуатацион- ные расходы в %
Общесплавная (общая протяженность се- тей 432 км, в т. ч. 72 км главных кол- лекторов) 100 100
Полная раздельная (общая протяженность обеих сетей 697 км, в т. ч. 337 км быто- вой) 190 138
Примечание. Эксплуатационные расходы определены только для бытовой .
сети полной раздельной системы и для всей общесплавной.
Постройка первого перехватывающего коллектора обще-
сплавной системы канализации резко улучшила санитарное со-
стояние того водного протока, вдоль которого он был осуще-
ствлен (табл. 2). Даже внешне это характеризуется цветом
воды и появлением рыбы.
Та блица 2
Состав воды водоема до и после ввода в действие
перехватывающего коллектора с 9 ливнеспусками
Наименование определений Единица измере- ния До постройки перехваты- вающего коллектора После постройки перехваты- вающего коллектора Средний процент улучшения состава воды
впк5 мг/л 4,05-9,43 2,66 62,4
Окисляемость 13,64-15,33 9,70 34,3
Растворенный кислород Следы 10,24 100,0
Азот аммонийный . . . » 0,42-1,44 0,11 89,0
Перехватывающие коллекторы и тоннели подходят к глав-
ной насосной станции на глубине около 19 м (подробно см.
гл. V).
Скорости течения в этих коллекторах в сухое время года
колеблются от 0,9 до 1,80 м/сек, а во время дождей — от 1,5
до 1,9 м/сек.
В связи с изменениями установок по планировке города с
1960 г. была начата разработка генеральной схемы канализо-
вания города и проектного задания I очереди строительства
в южной части города. Общие показатели по этим работам
11
Таблица 3
Основные показатели по генеральной схеме канализации Ленинграда
и первой очереди строительства (территория южной части города и
очистные сооружения, общие для южной и центральной частей города)
(по данным института Ленгипроинжпроект,
1960-1962 гг.)
Наименование показателей Единица измерения По гене- ральной схеме города По I очереди строительства
Расходы сточных вод (в сухую
погоду) тыс. м31сутки 2500 1500
Расчетные секундные расходы:
в сухую погоду во время дождей (поступле- ние на главные насосные мР/сек 38,7 20
станции) » 56 34
Процент производственных сточных
вод % 47,3 47,7
Общее протяжение тоннельных кол- 38,5
лекторов км ' 83
Количество ливнеспусков единиц 88 40
Количество насосных станций . . . » 48 2
В том числе:
на общесплавной сети .... » 10 1
главных (у очистных сооруже-
ний) » 2 1
Метод очистки — биологи- ческий биологи- ческий
Количество очистных сооружений . единиц 3 1 (на 50% расчетного притока)
Общая стоимость млн. руб. 220 63,5
В том числе:
тоннелей » 75 35
открытой сети (по схеме 1060 км) с насосными стан- 15,5
циями » 96
очистных сооружений » 49 13
приведены в табл. 3, а схема основных сетей — на рис. 2.
Более подробное изложение и обоснование принятых техни-
ческих решений приведено ниже (в § 4 настоящей главы и
в остальных главах).
В настоящее время ведется широкое строительство кана-
лизации во всех районах города. К началу 1970 г. построено
более 50 км тоннелей разного диаметра и общая протяжен-
ность уличных сетей достигла 1234 км.
12
§ 4. ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЯТЫХ РЕШЕНИЙ
Система канализации
Канализация таких крупных городов, как Ленинград, не
могла решаться по какой-либо одной системе, учитывая необ-
ходимость использования существующей уличной сети. После
детальной переработки была принята комбинированная си-
стема канализации — общесплавная (на 61% территории го-
рода) и полная раздельная (на 39% территории). Последняя
устраивается в периферийных районах города (рис. 2) при
наличии водных протоков, в которые пока что возможен вы-
пуск неочищенных дождевых вод, но недопустим сброс из
ливнеспусков, а также тогда, когда пропускная способность
существующих уличных сетей не позволяет отвести смесь
всех видов сточных вод в главные (перехватывающие) кол-
лекторы. Перестройка в этом случае существующих коллек-
торов на большие по диаметрам потребует на первое же
время значительных затрат.
Экономическая эффективность применения одной обще-
сплавной сети при отсутствии существующих уличных вместо
двух при полной раздельной системе характеризуется сниже-
нием стоимости на 16—27% и уменьшением протяженности
сети на 32—47% (табл. 4).
Экономический эффект применения общесплавной сети
будет далеко не полным, если не учитывать уменьшения
длины внутриквартальных и дворовых сетей на 33—51% для
типов кварталов площадью от 4,6 до 39,2 га новой застройки
Ленинграда и уменьшение стоимости ее максимально на 22%
по сравнению с полной раздельной системой. При комбини-
рованной системе получилось иное распределение протяжен-
ности сетей (табл. 5) и, следовательно, в целом несколько
меньшая величина снижения стоимости строительства (по
районам от 3 до 16%).
Строящаяся в настоящее время канализация будет рабо-
тать и после 2000 года. К этому времени требования к чи-
стоте водоемов будут еще увеличены, т. е. прекращен спуск
части смеси сточных вод через ливнеспуски * даже при силь-
ных дождях. Таким высоким требованиям может удовлетво-
рить лишь полураздельная система канализации. Стоимость
сети этой системы, по нашим подсчетам, выше (максимально
на 20%) сетей полной раздельной. Для перехода от обще-
сплавной на полураздельную систему потребуется укладка
* Для дождевой сети Москвы уже разрабатываются предложения,
касающиеся отведения первых порций дождевого стока по специально
укладываемым перехватывающим коллекторам на очистные канализацион-
ные сооружения.
13
Сравнительные показатели по сетям полной раздельной и обще
Районы Площадь территории в га Коэффициент разбавления на ливне- спусках По Период превышения расчетных интенсивно- стей р в годах Суточный расход бытовых и производ- ственных сточных вод в тыс. м*
Колпинский . .’ 1000 1 0,33 13
Правобережный **.... 1900 1 0,5 186
Южный берег Финского залива 612 2 0,5 207
Северный берег Финского залива 2042 1 0,5 123
* Установочная мощность всех насосных агрегатов шести станций: при раздельной
** Комбинированная система; относительная протяженность сетей —см. табл. 5;
вторых сетей (бытовых) по улицам и кварталам, а в районах
полной раздельной системы — отвод перехватывающими кол-
лекторами части дождевых вод и подача их вместе с осталь-
ными сточными водами на очистные сооружения.
Таблица 5
Протяженность (в %) разного вида сетей (для правобережного
района города)
Система канализации Сеть
бытовая дождевая общесплавная
Полная раздельная 43 52 5
Комбинированная 20 37 43
Строящаяся в Ленинграде общесплавная и полная раз-
дельная системы, благодаря предусмотренным глубокозало-
женным тоннельным коллекторам, позволяет в будущем
без какой-либо ломки построенного постепенно переходить на
полураздельную систему канализации.
Нормы водоотведения бытовых и дождевых сточных вод;
расходы производственных сточных вод
Охват в ближайшем будущем всего населения централи-
зованным горячим водоснабжением, а также значимость го-
рода предопределили расчетную норму бытового водопотреб-
ления в 400 л/сутки на жителя, Однако проведенные конто-
14
Таблица 4
сплавной систем канализации для районов Ленинграда и пригородов
Количество насосных станций Удельный расход дождевых вод в л/сек с 1 га Длина сетей в км при системах канализации Уменьшение длины обще- сплавной сети по сравнению с сетями полной раздельной в % Уменьшение стоимости обще- сплавной сети по сравнению с сетями полной раздельной в %
полной раздель- ной обще- сплавной
6* 101 60 39 25
Нет 56 85,2 58,1 32 16
1 47 33,3 17,7 47 18
1 40 77 50 35 27
системе 125 кет, общесплавной —428 кет.
в районе имеется тоннельный коллектор длиной 6,7 и 6,1 км (по вариантам систем).
рой Водосбыт управления Водоканал Ленгорсовета в 1962 г.
обследования водопотребления в 75 домах с разной степенью
оборудованности санитарными приборами показали колеба-
ния нормы от 120 до 330 л! сутки на жителя, а с учетом пода-
ваемой в квартиры горячей воды — до 200—400 л/сутки.
В 1968 г. были обработаны данные по водопотреблению
в отдельных районах города и сопоставлены с аналогичными
материалами 1961 г. (табл. 6). Нормы водопотребления по
отдельным районам оказываются выше на 13,5% (до
450 л/сутки на жителя), чем расчетные. Поэтому в разрабо-
танной в настоящее время генеральной схеме канализования
северной части города рекомендуется повысить норму водоот-
ведения до 480 л/сутки на жителя.
Возникла необходимость установить нормы удельного
стока с территорий разного назначения — складов, предприя-
тий местной промышленности и т. п., что и было выполнено
на основе обработки данных из проектов канализаций подоб-
ных объектов. Принято: а) с территории складов — средний
расход 0,14 л)сек с 1 га, расчетный — 0,25 л!сек с 1 га\
б) мелкие промышленные предприятия, в том числе по пер-
вичной обработке овощей и т. д. — средний секундный рас-
ход— 0,4 л)сек и расчетный — 0,65 л/сек с 1 га\ в) крупные
стадионы (на 100 тыс. чел.) с прилегающими к ним пар-
ками— около 0,1 л!сек с 1 га, а с территорий, занятых соб-
ственно сооружениями стадиона, — 0,45 л/сек с 1 га\ г) с тер-
риторий автогаражей — до 140 м2)сутки с 1 га (около 1,5 л/сек
с 1га), а с территорий индивидуальных гаражей — 2 м3 на
1 автомашину за 6 месяцев теплого времени года.
В связи с непрерывным ростом в течение расчетного срока
нормы обеспеченности жильем до 12—15 м1 на жителя полу-
15
Таблица 6
Фактические нормы водопотребления на 1 жителя (в л/сутки)
по районам города
Год Без учета общественно- коммунальных учреждений и предприятий С учетом общественно- коммунальных учреждений и предприятий *
от ДО средняя по городу от ДО средняя по городу
1961 154 244 182 208 313 235
1966 178 290‘ 220 232 412 300
1968 — — — — — 311
Увеличение нормы за 5 лет (1961 — 1966) 24 46 38 24 99 65
(15.6%) (18,8%) (20,9%) (11,5%) (31,3%) (280/0)
* На общественно-коммунальные учреждения и предприятия расходовалось
в 1961 г. от 36 до 79 л1сутки, а в 1966 г.— от 70 до 180 л/сутки воды в пересчете на
1 жителя.
чается, что в будущем расчетные расходы будут меньше, чем
в настоящее время. К сожалению, рост нормы водопотребле-
ния опережает увеличение нормы обеспеченности жильем.
Так, рекомендуемая норма 300 л!сутки на жителя при 9 ж2
жилья на человека в Москве вряд ли приемлема для Ленин-
града, поскольку средняя норма водопотребления по городу
в 1968 г. уже достигла 311 л!сутки на жителя, увеличившись
за последние 8 лет на 32,3%. Возрастая такими же темпами,
через 6—7 лет она достигнет 400 л/сутки на жителя. Оче-
видно, что в эти фактические нормы входят значительные
утечки в домах, увеличивающиеся с упорядочением давления
в водопроводной сети и при существующих типах санитарных
приборов. Для иллюстрации в табл. 7 приводятся данные об
удельных нормах стока бытовых сточных вод, принятые при
расчетах, а в табл. 8 — некоторые зарубежные данные.
В целях разумного запаса уличная сеть рассчитывается
исходя из обеспеченности жильем в 9 м2, а главные и пере-
хватывающие коллекторы — из расчета 15 м2 на человека
при одинаковой расчетной норме водоотведения. Подобное
решение обеспечивает длительную работу уличных сетей без
расширения, т. к. всегда имеется возможность дублирования
береговых коллекторов.
Удельный сток для расчета дождевых и общесплавных
сетей в районах с новой застройкой колеблется от 40 до
60 л!сек с 1 га при р = 0,33 и р = 0,5 года и до 46% водоне-
проницаемых поверхностей. Для районов со старой застрой-
кой (например, Невский проспект, Петроградская сторона
и т. п.) удельный сток увеличивается до 88 л/сек с 1 га (при
16
Таблица 7
Удельный сток бытовых сточных вод (Ленинград)
Норма водоотведения в л!сутки на жителя
400 | 480
Норма обеспеченности жильем в м2 на жителя
9 15 9 15
1,56 0,76 2,1-1.42* 0,95 - 0,82 *
* Колебания нормы объясняются различной этажностью зданий и соотношением
между ними в кварталах.
Таблица 8
Удельные расходы водопроводной воды и сточных вод в л/сек с 1 га
?по зарубежным данным (США и Англия)
Застройка От До Средний Примечание
Коттеджная (в основ- ном одноэтажная) 0,0035 0,15 0,07 Нормы водопотребления от 125 до 314 л/сутки на человека
2-этажная 0,21 0,25 0,24 То же, от 163 до 220 л/сутки на чело- века
11 — 12-этажная 1,26 3,15 2,3 То же, от 367 до 443 л/сутки на чело- века
20-этажная — — 3,78 То же, до 712 л/сутки на человека
Территория большо- го города (г. Чи- каго) — —- 0,7 Общесплавная сеть
Торговые центры 0,21 0,60 0,32
Стоянки автомашин —. 0,39
80% водонепроницаемых территорий). Удельный сток дожде-
вых вод с полосы шириной 100 м на территории садов и пар-
ков, прилегающей к улице, принимался в 20 л/сек с tea
(коэффициент стока около 0,1); аналогичный удельный сток
принимался и с полос отчуждения железных дорог.
Наибольшие трудности обычно возникают с определением
расхода производственных сточных вод как в настоящее вре-
мя, так, особенно, на перспективу. В условиях Ленинграда,
при более чем 500 заводах и фабриках, дающих расход бо-
лее 10 л!сек, (900—1000 м31сутки), это вызывает особые за-
труднения. По данным анкет предприятий за 1956—1960 гг.,
в проектном задании и генеральной схеме было получено со-
отношение производственных и бытовых сточных вод, как 1 . 1
(точнее 48% суммарного расхода составляли производствен-
17
ные сточные воды). По анкетам 1962—1968 гг., количество
производственных сточных вод для южной части города
с учетом условно чистых вод увеличилось до 2,0 раз, а без
этих вод — в 1,3 раза. Для уменьшения поступления сточных
вод в существующие коллекторы намечается строительство
самостоятельных уличных сетей для отведения условно чи-
стых вод в крупные водотоки с предварительной местной очи-
сткой или без нее (в зависимости от состава воды), широкое
введение оборотного водоснабжения и строительство разгру-
зочных коллекторов с расширением городских очистных со-
оружений (гл. II, § 4). Если не предусмотреть и впоследствии
не осуществить подобные мероприятия, то получится поло-
жение, аналогичное имеющемуся на Василеостровской сети
(см. § 3). Из-за невозможности учета в проекте канализации
1925 г. (§ 2) перспектив развития промышленности пришлось
впоследствии строить специальную уличную сеть для приема
дополнительных производственных сточных вод и насосную
станцию производительностью 30 тыс. м31сутки (при расходе
бытовых вод, поступающих на главную насосную станцию
района, около 70 тыс. м?1 сутки). Коэффициенты неравномер-
ности производственных сточных вод колебались от 1,2 до 2,7
(по данным предприятий). В среднем для расчетов сетей этот
коэффициент был принят равным 1,5—1,7, учитывая очень
большое время протока до главных насосных станций (2—5
часов), а для расчета последних и очистных сооружений—1,15.
По фактическим замерам, коэффициенты часовой нерав-
номерности (по откачке насосами главной насосной станции
центральной части города) в сухую погоду колеблются от 1,15
до 1,2 при среднем притоке сточных вод 500 тыс. л/3/сутки,
а во время дождей достигают 1,3.
Минимальные диаметры труб, уклоны и скорости течения
Минимальные диаметры труб уличных бытовых сетей при-
няты 250 мм, что обеспечивает уменьшение числа засорений
до 0,2—2 в год на 1 км длины по сравнению с 6—7 для труб
диаметром 200 мм.
В дождевой и общесплавной сетях наименьший диаметр
принят в 300 мм (количество засорений от 0,2 до 2,5 из-за
плохого качества укладки этих сетей). Произведенная нами
в ЛНИИ АКХ в 1959 г. обработка анкетных данных по
50 производственно-бытовым сетям канализаций городов и 7
городам с общесплавной сетью показали среднее число за-
сорений на 1 км за год:
Производственно-бытовая сеть Общесплавная сеть
диаметр труб 200 мм —7 диаметр труб 250 мм —2
» » 250 » — 5 » » 300 » —0,5
18
Ленинградская общесплавная и бытовая сети являются
примером канализаций, рассчитанной на скорости течения
от 0,6 до 0,75 м!сек (табл. 9 и 10 и рис. 3 и 4), что способ-
ствует интенсивному накоплению осадка. Для его удаления
Таблица 9
Преобладающие уклоны и теоретические скорости течения
в общесплавных сетях Ленинграда и Риги
Диаметр труб или размер каналов в мм Преобладающие уклоны дна труб в сетях Теоретические скорости течения при полном наполнении и чистых трубах в сетях
ленинградских рижских ленинградских рижских
225 300 375 450 530 600 X 900 0,002 — 0,003 0,002 0,0015-0,002 0,001 0,005-0,01 0,004 0,003 0,003-0,004 0,001-0,002 0,58-0,72 0,65-0,71 0,65-0,77 0,62 0,75-1,1 0,81-0,84 0,82 — 0,84 0,92-1,1 1,0-1,1
Примечание. В Ленинграде труб диаметром до 530 мм qkqjio 35% от общей
длины всех уличных сетей города.
Таблица 10
Преобладающие уклоны, теоретические и фактические
(по исследованиям автора) скорости течения в бытовой сети
Васильевского острова (Ленинград)
Диаметр труб в мм Преобладающие уклоны дна труб Скорости течения в м!сек при наполнениях расчетных или близких к ним
теоретические фактические (по замерам)
чистые трубы трубы с осадком
200* 0,0035-0,004 0,65-0,68 0,54-0,68 ** 0,49-0,65**
250* 0,003 0,68 0,56 - 0,63 ** 0,39
300-350* 0,003 0,9 — 0,46
500 и 600 0,001 0,66-0,74 — —
700 0,0006-0,0007 0,65-0,7 — —
800 0,0004 0,55 —- —
* Притоки к главным коллекторам.
** Влияние кривой спада, образующейся из-за перепада при присоединении
к главному коллектору.
требуется прочистка бытовой сети до 1—2 раз в квартал,
а общесплавной — один раз в 1/2—2 года благодаря частич-
ному вымыванию осадка во время летних ливней и большему
диаметру труб. Поэтому и накопление осадка в трубах обще-
сплавной сети меньше, чем в бытовой (табл. 11)я
19
Количество жителей
Рис. 3. Фактические скорости течения на начальных участках существующих общесплавных сетей Ленинграда
1 — Фурманова ул. I ^ср = 0,0031, АГ = 1795 чел.); 2—Фурманова ул. II (iCp = 0,0020; N = 555 чел.); 3 —Фурманова ул. III
(*Ср “0,0022, АГ = 1711 чел.); 4 — Моховая ул. (icp = 0,0066. АГ = 4570 чел.); 5 —Можайская ул. (*ср = 0,0025; N = 2880 чел.); ни-
зовье коллектора подтоплено; 6— ул. Пржевальского
Стоимость эксплуатации (без учета амортизации) быто-
вой канализационной сети на Васильевском остроЪе достигает
756 руб. на 1 км в год, а общесплавной (для центральной
части города) 378 руб. Следует иметь в виду, что все (более
35 тыс. штук) дождеприемники в Ленинграде имеют отстой-
ную часть (емкостью около 0,5 м1 2 3) и поэтому требуют очень
Рис. 4. Слой осадка в трубах одного из главных коллекторов
бытовой канализации Васильевского острова (Ленинград)
d — диаметр труб в м\ 1 — дйа труб в %;-----уровень осадка
в трубах (1937 — 1938 годы)
Таблица И
Среднее за сутки накопление осадка на безрасчетных участках
общесплавных (до диаметра 60Э мм,) и бытовых (до диаметра 250 мм)
сетей в пересчете на 1 жителя (по исследованиям автора)
Количество населения (фактического или экви- валентного), обслуживаемое участками уличных сетей Количество осадка в трубах в пересчете на 1 жителя за сутки в г
бытовая сеть при уклонах труб общесплавная сеть при скоростях течения в сухую погоду 0,4—0,5 м/сек
0,003—0,004 (гор. Ленинград) 0,007—0,02 (гор. Пушкин)
До 600 8 6 3
600—1000 6 3,5 2,5
1000-2000 4 Нет осадка 1,5
2000-3000 3 То же 1,0
3000-4000 2,5 » » —
Примечания.
1. Объемный вес осадка 1,5 т/м3 при влажности 23—35%.
2. При расчете количества осадка, образующегося в трубах (для определения
частоты их прочистки), следует вводить коэффициент 1,5—2 на неравномерность рас-
пределения осадка по длине участка; резкое ухудшение работы бытовой сети (засоре-
ния) наблюдается при наполнении труб осадком на 0,3 диаметра,
£1
частой очистки от осадков. Фактическая частота очистки
колеблется от 4 до 0,5 раза в год. В настоящее время есть
основание полагать, что применение гидравлической (высо-
конапорной) прочистки сети ликвидирует неудовлетворительные
по качеству и высокие по стоимости способы прочистки.
Принятые в проектах минимальные скорости и уклоны
указаны в табл. 12. Скорости течения в общесплавной сети
должны диктоваться условиями обеспечения минимальных
(критических) скоростей течения в сухую погоду, так как
сумма времени выпадения дождей в Ленинграде составляет
лишь 8—10 суток за год. Поэтому эти скорости принимаются
в зависимости от глубины слоя сточных вод, «протекающих
в сухую погоду (табл. 13).
Для труб большого диаметра и тоннелей лимитируется
минимальный уклон труб в 0,0006.
В строящихся тоннелях, несмотря на уклоны до 0,001 и
больше, средние уклоны на участках отличаются от проект-
ных на ±20% и больше. Имеются многочисленные местные
отступления от проектной линии дна ±(14-2) см, а в отдель-
ных местах больше 10 см. Все это объясняется недостаточно
качественным выполнением строительства и недостаточным
надзором за ним. Кроме того, следует иметь в виду, что рас-
четное круглое поперечное сечение тоннелей практически не
может быть осуществлено (гл. IV). Учитывая все изложен-
ное, следует и для труб большого размера (в т. ч. и тон-
нелей) по возможности принимать минимальный уклон
в 0,001. ’
Глубины заложения уличных сетей
Большие площади кварталов и плоский их рельеф в Ле-
нинграде потребовали несколько необычного подхода к опре-
делению начальных глубин заложения на улицах, а также
и в диктующих точках.
Произведенные нами в ЛНИИ АКХ в 1948—1950 гг. иссле-
дования работы дворовых канализационных магистралей (на
13 дворах), осуществленных по раздельной и общесплавной
системам и с разным качеством строительства (вплоть до об-
ратных уклонов на отдельных участках), а также резуль-
таты изучения условий транспортирования крупных загряз-
нений сточных вод позволяют предложить уклоны труб, ука-
занные в табл. 14.
Расчетная длина контрольного внутриквартального хода
принималась на 30% больше, чем получаемая по непосред-
ственному промеру на плане из-за того, что внутрикварталь-
ную магистраль нельзя осуществить по прямой линии (из-за
22
Таблица 12
Минимальные скорости и уклоны для вновь проектируемых общесплавных и бытовых сетей
ленинградской канализации
Начальные (в том числе безрасчетные) участки сетей Минимальные скорости в м/сек на расчетных участках сетей
бытовых общесплавных дождевых
диаметр • в мм минимальный уклон в сухую погоду во время дождя
Бъ 200 250 Обще(. 300 Минимг в трубах it о выв 0,005 0,004 ^главные I 0,003 1льные (расч< общесплавн По СНиП П-Г. 6-62; допускается их сни- жение в отдельных случаях на 15—20% Таблица 1 етные) скорости течения ых сетей в сухую погод По СНиП П-Г. 6-62 в зависимости от наполнения при рас- четных расходах в сухую погоду 3 Рекомендуемые i У и Д1 0,8—0,9 и больше (в тоннелях минималь- ный уклон лотка 0,0006-0,0008) уклоны для безрасчетны: горовых канализационны 0,7 (вне зависимости от диаметров труб) Таблица 14 к: внутриквартальных [х сетей
Глубина потока в см Минимальные скорости течения в м/сек Глубина потока в см Минимальнь скорости течения в м/сек 1е Бытовые сети Общесплавные и дождевые сети
диаметр уклоны диаметр „ труб в мм уклоны
труб нормальные минимальные нормальные минимальные
10-20 21-30 3!-40 оо 0,75 0,8 0,9 41-60 61-100 101-200 0,95 1,0 1,2 в мм
150 200 О’,01 0,01 0,007 0,005 200 250 300 0,01 0,007 0,005 0,007 0,005 0,003
размещения домов). При длине магистрали 150—250 м паде-
ние ее при нормальных уклонах составит 1,5—2,5 м, т. е. на-
чальная глубина уличной сети достигнет 2,5—4,0 ж, что силь-
но повлияет на увеличение глубины всей сети города. По:
этому только первые 50—100 м проектируются с нормальным
уклоном, а последующие — с минимальным и даже с увели-
чением диаметра труб. При таком подходе падения на маги-
страли уменьшаются до 1,0—1,5 м.
В особо тяжелых случаях при больших глубинах заложе-
ния канализационных выпусков принимались меньшие укло-
ны, чем указаны в табл. 14, а именно: для общесплавной
сети (на первых 100 м)—0,007, а на последующих —
0,0035, для бытовых (соответственно) — 0,007 и 0,004.
Безрасчетные участки в общесплавной сети в сухую по-
году (при норме водоотведения 400 л/сутки на жителя) об-
служивают площадь стока в 8—10 га (около 2500 жителей).
Исследования, выполненные нами в ЛНИИ АКХ (1950—
1954 гг.) на существующих сетях, проработавших более 30
и 60 лет, показывают рост коэффициента шероховатости
(в среднем п = 0,015, а Аэ = 3,15 мм вместо рекомендуемых
И. Ф. Федоровым Дэ = 1,35 и 2,1 мм) даже в трубах, свобод-
ных от осадков. Объясняется это деформацией заделки сты-
ков, налипшими на стенках труб загрязнениями, изменениями
внутренней поверхности труб и т. п. факторами. Поэтому для
обеспечения транспортирования загрязнений, т. е. создания
критических скоростей, следует принимать значительные
уклоны. Например, для бытовых сетей могут быть рекомендо-
ваны уклоны (осредненные), указанные в табл. 15.
Таблица 15
Нормальные уклоны для безрасчетных участков бытовой
и общесплавной сетей (до наполнения 20 см в сухую погоду)
Наполнения в долях Диаметра Уклоны для труб бытовой сети диаметром в мм Общесплавная сеть
150-200 250 глубина потока в см уклоны для труб диаметром 300 мм
До 0,2 0,012 0,01 5 0,01
0,25-0,4 0,007 0,004 10 0,005
0,45-0,6 0,005 0,004 15 0,004
20 0,003
Применение подобных уклонов в условиях плоского релье-
фа города дает значительные заглубления и не обеспечивает
присоединения вновь строящихся сетей к существующим. Пр-
24
этому приходится идти на малые уклоны (для диаметра
250 мм — до 0,003; 300 мм — 0,002, и т. д.) на держащих ли-
ниях и тем самым заранее предусматривать систематическую
и достаточно частую прочистку труб. Количество накапли-
вающегося и подлежащего удалению осадка щз безрасчетных
участков, уложенных с малыми уклонами, можно определять
по табл. 11.
В Ленинграде и в других больших городах все более
трудной оказывается траншейная (открытая) прокладка труб
канализации. Увеличивающееся число подземных сооружений
на улицах, тяжелые грунтовые условия (см. гл. IV), относи-
тельно узкие улицы и высокие здания, особенно в районах
нового жилищного строительства, крайне затрудняют откры-
тую прокладку на глубине 4—6 м. В условиях строительства
канализации городов трудно .механизировать работы, при-
ходится'выполнять большую их часть вручную. Таким обра-
зом, в большой степени лимитируется максимальная глубина
заложения самотечных, сетей (до 3—4 м). Для того чтобы не
устраивать большого количества насосных станций, приходит-
ся применять малые уклоны, которые, в свою очередь, вызы-
вают увеличение эксплуатационных расходов на прочистку
труб и вывозку осадка.
Применять щитовую проходку для укладки труб сравни-
тельного малого диаметра (от 250 до 1000 жж) слишком дорого
(гл. IV), так как минимальный диаметр канализационного
щита 2,15 м (размер отверстия в свету 1,5—1,6 ж). Наиболее
рациональным решением вопроса, позволяющим значитель-
ное увеличение уклонов, является широкое применение ме-
тода продавливания. Подобные способы постройки уличных
сетей применяются кое-где за рубежом даже для труб диа-
метром до 400 жж и на длину 50—75 ж. Сейчас появляются
и у нас возможности для такого способа строительства. Ин-
ститутом горного дела Сибирского отделения Академии наук
СССР создан так называемый пневмопробойник — машина,
основанная на пневматике, для бурения скважин как гори-
зонтальных, так и вертикальных диаметром до 300 жж (на-
мечаются и большие диаметры). Остается решить вопрос,
как крепить земляные стенки или как установить в готовое
отверстие трубу из любого материала (но не металла из-за
коррозии, особенно при водонасыщенных песчаных грунтах).
ГЛАВА II
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СЕТЕЙ И ОЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ
ЛЕНИНГРАДСКОЙ КАНАЛИЗАЦИИ
§ 1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРИНЦИПЫ РАСЧЕТА
СЕТЕЙ КАНАЛИЗАЦИИ
Начертание перехватывающих и главных коллекторов для
условий Ленинграда определяется лишь местом выпуска очи-
щенных сточных вод, так как рельеф города плоский. В боль-
шинстве ранее составленных проектов (гл. I) местом выпуска
являлась Невская губа. Затем из-за значительной протяжен-
ности города вдоль Невы и ее рукавов возникал вопрос об
устройстве очистных сооружений и выпуска в р. Неву выше
города. Однако такое решение противоречит санитарно-гигие-
ническим требованиям из-за наличия в пределах города мощ-
ных водозаборов хозяйственно-питьевого водоснабжения. Га-
рантировать абсолютно бесперебойную работу канализацион-
ных очистных сооружений пока что нельзя без полного их
дублирования и, может быть, доочистки сточных вод. Все это
обойдется значительно дороже, чем транспортировка по кол-
лекторам части (25—30% всего расчетного расхода) сточных
вод на лишние 25—30 км со сбросом после очистки в Нев-
скую губу.
Устройство земледельческих полей орошения (ЗПО) в кли-
матических и почвенных условиях Ленинградской области,
как показали исследования кафедры инженерных мелиора-
ций Ленинградского политехнического института и Северного
научно-исследовательского института гидротехники и мелио-
рации, возможно и предположительно даст значительный
эффект в части повышения урожайности. Но практическое их
осуществление вызывает большие сомнения и трудности. Так,
потребуется полезная площадь ЗПО на расчетный период
более 250 тыс. га. Это вызовет подачу под напором сточных
вод на огромные расстояния, так как вокруг Ленинграда
имеется широкая лесопарковая зона отдыха и расположены
пригороды со значительным населением. Кроме того, подача
сточных вод из общесплавной сети на ЗПО во время дождей
нецелесообразна без крупных регулирующих емкостей.
Единовременные затраты на строительство ЗПО будут
26
значительно большие, чем на сооружения даже полной био-
логической очистки.
Если подавать сточные воды из районов, расположенных
на периферии города с полной раздельной системой, и на
существующие поля совхозов, то может быть использовано
лишь около 200 тыс. м?1сутки сточных вод при дальности
перекачки до 15 км, общей длине напорных водопроводов
72 км и суммарной установленной мощности насосных агре-
гатов 11 насосных станций более 10 000 кет. Потребность
в органических удобрениях для Ленинградской области очень
велика, но сельскохозяйственные организации высказываются
за широкое применение осадка из сточных вод, главным об-
разом получаемого после термической сушки, а не самих сточ-
ных вод.
Применение принципа строительства главных и перехваты-
вающих коллекторов прогрессивным и допускающим полную
механизацию работ щитовым способом позволяет сократить
количество крупных промежуточных насосных станций. По-
лучается значительное сокращение строительных затрат, так
как глубина заложения тоннельных коллекторов мало влияет
на их стоимость, а также на уменьшение эксплуатационных
расходов. Например, если на бытовом коллекторе с расходом
в 2,6 мг1сек, длиной 8,7 км устроить две промежуточные на-
сосные станции (максимальной глубиной 9—9,8 м) или одну
в конце (с глубиной заложения 15,9 м), то в последнем слу-
чае строительство обойдется на 40% дешевле, а годовые
эксплуатационные расходы уменьшатся на 14,5% по сравне-
нию с вариантом из двух промежуточных станций. Экономйя
за счет уменьшения глубины заложения участков такого кол-
лектора не получается, так как его осуществление возможно
по ленинградским местным условиям лишь тоннельным, а не
траншейным способом.
Северная очистная станция (рис. 2) обслуживает север-
ную часть города и некоторые районы, располагающиеся на
островах. Размещается она у северо:восточных границ го-
рода и сбрасывает в Невскую губу очищенные сточные воды
на расстоянии 3—4 км от берега. Южная очистная станция
размещается на острове Белый, который намывается и увели-
чивается по площади. Выпуск сточных вод производится
в устье р. Невы. Островное положение очистных сооружений
южного района сохраняет для жилой застройки ценные зе-
мельные территории и позволяет максимально сократить (до
2,2 км) длину транзитного отводного коллектора и выпуска
(до 0,3—0,5 км).
Третья очистная станция имеет производительность
175 тыс. mzIсутки и обслуживает лишь небольшую часть го-
рода, расположенную вдоль южного берега Невской губы, а
в основном — загородные объекты,
27
Решение с двумя основными очистными станциями дает
возможность, в первую очередь, освободить от выпусков сточ-
ных вод реку выше водозаборных сооружений и наиболее
загрязненные внутренние водные протоки. Это достигается
путем постройки Южной очистной станции и перехватываю-
щих коллекторов в ее бассейне, а также приема сточных вод
с части территории города, расположенной на правом берегу
р. Невы,
Рис. 5. Схемы положений в плане и профиле существующих
уличных сетей и перехватывающего коллектора, осуществляе-
мого щитовой проходкой
а и б — план трассы; в —продольный профиль перехватывающего кол-
лектора; / — контрольный колодец; 2 — дождеприемник; 3—уличный кол-
лектор; 4 — шахты d = 3 5 м\ 5 — шахты-стояки d = 0,3 4- 0,5 м\ 6 — ливне-
спуск; 7 — ливнеотвод; 8 — перехватывающий коллектор; 5 — шахты-стояки;
10 — стояк; 11 — шахта
Территорию острова Белый можно в будущем расширить
за счет дополнительного намыва в сторону Невской губы,
или (за пределами расчетного срока) даже ликвидировать
вовсе Южную очистную станцию. В этом случае сточные
воды от острова Белый можно подать напорными или само-
течными трубопроводами или тоннелями через островные
районы города’ или акваторию Невской губы (расстояние
12—17 км) на северный перехватывающий коллектор или не-
посредственно на Северную очистную станцию.
При проектировании предусматривалась максимальная
гибкость и надежность работы системы канализации. После
28
устройства новой главной насосно^ станции на территории
южных очистных сооружений остается в резерве (исполь-
зуется как ливнеспуск) уже существующая Главная насосная
станция центральной части города (гл. III).
На уличных сетях (существующих и проектируемых)
имеется кольцевание. Может быть легко произведено соеди-
нение Южного и Северного бассейнов канализации.
В случае особой необходимости возможен сброс большой
части расходов сточных вод через ливнеспуски в водные про-
токи (§ 2 настоящей главы).
Глубины заложения перехватывающих коллекторов зна-
чительные (табл. 16), а существующих уличных сетей — отно-
сительно небольшие (4—5 м), что было сделано в свое время
для обеспечения подачи самотеком сточных вод в водоемы
(рис. 5, а — существовавшее положение, 5,6 и в — после по-
стройки перехватывающего коллектора). Поэтому приходится
осуществлять перепадные устройства различных конструкций
(см. рис. 5, ей § 2 настоящей главы).
Гидравлический расчет уличной дождевой, бытовой и об-
щесплавной сетей производится обычными методами и при-
емами [5]; особенности расчета имеют лишь главные и пере-
х Таблица 16
Общая характеристика перехватывающих и главных коллекторов
(существующих и строящихся) центральной и южной частей Ленинграда
Удельные
расходы дож-
девых вод
(стока)
и
св
ч
1
Перехваты-
вающие
от . .
до . .
Главные
от . .
до . .
7,3 1,0 0,8 07 9,3 1,6 2,0 6,7 2
16,3 4,7 2,8 2,7 31 3,7 4,3* 14,3 20
3,9 0,6 1,0 0,7 10 0,8 3,8 12,7 2
5,6 1,5 2,6 1,73 11 2,2 4,2 14 6
* 4,3 л!сек, с 1 га лишь для одного коллектора, для всех остальных —до
2,4 4/4W с 1 г&.
29
хватывающие коллекторы. Диаметр труб главных и перехва-
тывающих коллекторов рассчитывается на суммарный расчет-
ный расход 7Р. сум бытовых, производственных и дождевых
сточных вод и проверяется на расчетный расход в сухую по-
году 7Р. сух бытовых и производственных сточных вод по фор-
мулам:
Ур. сум ?ср. сух ^дож ^дож
= <7ср.суХ(1 +"о) + Сж или ^3/век];
?р.суХ = <7Р.быТ + <7Р.произв Шсек или м*/сек],
где 7Ср, сух — средний секундный расход бытовых и производ-
ственных сточных вод;
7'оЖ — расход дождевых вод, поступающий из ливне-
спуска в коллектор и равный п07Ср. сух (^о— при-
нятый коэффициент разбавления на ливнеспуске);
7д0Ж Расход дождевых вод, поступающий из уличных
притоков непосредственно в перехватывающий
коллектор (при отсутствии ливнеспуска на при-
токе) .
Расходы дождевых вод от ливнеспусков 7'ож принимаются
постоянными (не меняющимися по времени) и суммируются
по длине коллекторов. Объясняется это тем, что длительность
пробега воды от начала коллектора до ГНС не превосходит
четырех-пяти часов, что не превышает длительности факти-
чески выпадающих дождей небольшой интенсивности. Рас-
ходы 7''ож определяются обычным путем — переменными по
длине с введением коэффициента уменьшения интенсивно-
стей. Соотношения между 7'ож и 7„ож различны по отдель-
ным перехватывающим коллекторам (в зависимости от по и
других факторов) и колеблются от 57 до 290%.
Значительные начальные заложения (6 м и больше) пе-
рехватывающих тоннельных коллекторов и неглубокие зало-
жения уличных и дворовых присоединений к ним, а также
постоянство расходов сброса из ливнеспусков дают возмож-
ность увеличить их отводоспособность за счет создания на-
пора. Как показывают расчеты, увеличение отводоспособно-
сти за счет создания напора в начале коллектора при ко-
ротких коллекторах достигает 40% и больше, а при длинных
снижается до 10—15%. Увеличивая начальную глубину за-
ложения тоннелей и заглубляя конечную, мы можем увели-
чить напорную отводоспособность, но одновременно повысим
высоту перекачки сточных вод главными насосными стан-
циями. .
Наш опыт проектирования по использованию напорной
отводоспособности (при дожде) показывает, что, как прави-
ло, ее не следует реализовать в проекте, а надо оставлять
30
в качестве резерва. Проверочные гидравлические расчеты,
проведенные через 5—6 лет после выпуска проекта, подтвер-
дили появление напорного режима (во время дождей) из-за
того, что расходы сточных вод, особенно производственных,
значительно возросли.
С первого взгляда, в главных и перехватывающих кол-
лекторах содержится некоторый резерв за счет свободной
емкости. При расчетных расходах в сухую погоду наполне-
ние труб составляет в среднем лишь 0,4—0,5 их диаметра.
Объем незаполненной части в целом по перехватывающим
коллекторам колеблется от 6 до 25 тыс. м3 (по главным —
1,7—2,4 тыс. л/3), а в пересчете на 1 га площади стока —
соответственно от 4,2 до 15 ж3 и от 2,4 до 4,7 м3. Очевидно,
учет такой емкости для дождей, поступающих непосредст-
венно в коллекторы, несколько увеличил бы время протока
(соответственно снизив величину коэффициента уменьшения
интенсивности дождя) и тем уменьшил расходы дождевых
вод. Но, как указывалось выше, не эти расходы дождевых
вод являются преобладающими в коллекторах. Поэтому их
снижение не окажет какого-либо влияния на уменьшение
диаметра труб. Кроме того, из-за большого падения коллек-
торов использование всей свободной емкости потребовало
бы повышения уровня сточных вод у главных насосных
станций на большие величины, равные падению коллектора,
т. е. до 16—20 м. В этом случае необходимо производить
сложные манипуляции со щитами главной насосной станции
и тем затруднить постепенный ввод в работу насосных агре-
гатов, учитывая к тому же сравнительную кратковремен-
ность периода выпадения дождей.
Несколько иначе стоит вопрос об использовании свобод-
ной емкости отдельных участков коллекторов из-за неодина-
кового распространения интенсивности выпадения дождей по
всей площади стока.
Примененный метод расчета перехватывающих и главных
коллекторов не может претендовать на точный учет всех
условий поступления и отведения сточных вод, особенно
дождевых. Приходится принимать ряд допущений, главней-
шим из которых является предположение об одновременно-
сти работы всех ливнеспусков и поступлении расчетных рас-
ходов дождевых вод из притоков (при отсутствии на них
ливнеспусков) в коллекторы и т. п. Особенно это относится
к длинным коллекторам (от 5 км и больше). В зарубежной
практике производят гидравлический расчет таких коллекто-
ров, принимая постоянный расход всех видов дождевых вод
в 10—15 л!сек с 1 га.
Нами была сделана попытка подойти к подобной цифре,
но несколько с других позиций. Если определить, какие по-
лучаются удельные расходы дождевых вод обоих видов
31
в низовых участках намеченных перехватывающих коллекто-
ров, то получаются цифры, указанные в табл. 16, графа 8.
Е.сли принять минимальное значение среднего коэффициента
стока 0,3, то получаются соответствующие удельному стоку
в низовых сечениях коллекторов интенсивности дождей
(табл. 16, графа 9). Можно определить повторяемость таких
дождей по длительности протока по коллектору и интенсив-
ности определяемых из формулы интенсивностей малых
дождей [4; 5]:
480 - 0,2)
^0,62
Для рассчитанных коллекторов получаются данные, при-
веденные в графе 10 табл. 16.
Все эти данные показывают, что для разных коллекто-
ров повторяемость расчетных расходов резко колеблется (от
2 до 20 раз в год). Очевидно, было бы целесообразно назна-
чать повторяемость расчетных расходов дождевых вод оди-
наковой для одного или всех коллекторов и на всех их уча-
стках. Эта повторяемость должна быть поставлена в зави-
симость от коэффициента разбавления на ливнеспусках и,
следовательно, от характера водного протока, куда осуще-
ствляется сброс смеси сточных вод во время дождей. Вскоре
будут пущены в работу перехватывающие коллекторы с
большими повторяемостями дождевых расходов; результаты
работы этих коллекторов смогут подтвердить и уточнить
предлагаемые принципы расчета.
§ 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЛИВНЕСПУСКОВ, ПЕРЕПАДОВ
И ПЕРЕХОДОВ
По всей территории города придется построить более
80 ливнеспусков, в том числе в бассейне Южной очистной
станции — 40. Коэффициенты разбавления на них намеча-
лись в зависимости от расходов тех водных протоков, куда
осуществляется сброс смеси, и уточнялись с учетом уровней
гребней водосливов (из-за разных отметок дна притоков и
расчетных уровней в водных протоках). Поэтому получилось
колебание коэффициентов разбавления п0 от 0,5 до 7 (в сред-
нем 2,2), а по отдельным водным протокам и каналам горо-
да средние их значения приведены в табл. 17.
На зарубежных общесплавных сетях средние величины ко-
эффициентов разбавления принимают- Англия — 5, США —
1—3, ГДР и ФРГ — 4—5. По данным для 34 городов США,
коэффициенты разбавления уменьшаются с увеличением на-
селения города: например, при населении до 500 тыс. чел.
они колеблются от 0,25 до 6; до 1,0 млн. чел. — от 0,35 до 5
и свыше 1,0 млн. — от 0,4 до 1.
32
Расчетная длительность работы ливнеспусков ленинград-
ской канализации будет изменяться от 2 до 57 ч при сум-
марной длительности дождей
до 250 ч за год. Число слу-
чаев работы ливнеспусков ко-
леблется от 4,9 до 50 раз в
год.
Количество загрязнений в
смеси, сбрасываемой в водные
протоки, определялось нами
исходя из годового количества
атмосферных осадков 550 мм,
среднего коэффициента стока
0,3 и будущей загрязненности
(средней) дождевого стока (см.
§ 3 настоящей главы). Общее
количество взвешенных ве-
ществ, сбрасываемых через
ливнеспуски в водоемы, при
расходе смеси в 1200 тыс. м3
достигает 208 т!тод (в том чис-
ле золы 100 т/год) и БПКб —
90 т!год. Отношение расхода
(средние многолетние) от 200
Таблица 17
Коэффициент разбавления
на ливнеспусках в зависимости
от расходов и скоростей
течения в водных протоках
Характеристики водных протоков Средние величины коэффициентов разбавления на ливнеспусках
расходы в мл/сек средние скорости течения в м/сек *
45-18 0,35 0,73
11 0,27 1,24
10,3-4,7 0,20 2,3
6,6-2,2 0,14 2,4
* При нагонных ветрах скорости
течения в водных протоках снижаютс
до нуля.
сброса к расходу водных протоков за период года с жидкими
атмосферными осадками приведено в табл. 18.
Таблица 18
Отношение (в %) объемов сбрасываемой через ливнеспуски
смеси сточных вод к объему воды, протекающему в водных протоках
Наименование водного Число ливне- спусков Объем сбрасываемых сточных вод В ТЫС. Л43 Соотношение в % расходов сточных вод и вод протоков
xipvi ила производ- ственно- бытовых дождевых производ- ственно- бытовых дождевых
№ 1 . 36 178,2 606,4 0,00047 0,0016
№ 2 . 16 123,8 341,5 0,0003 0,0089
№ 3 . 9 9,0 26,6 0,0002 0,0007
№ 4 . 16 38,9 176,3 0,0028 0,013
№ 5 . 7 0,9 4,3 0,0001 0,0005
№ 6 . 4 0,04 1,8 0,00004 0,0005
Следует отметить, что при строящейся общесплавной си-
стеме направляется на очистные сооружения 91—94,1% рас-
хода дождевых вод и 84—91% загрязнений, содержащихся в
них. При полной раздельной системе все эти воды и загряз-
нения поступили бы в водные протоки. Для сравнения можно
2 Зак. 918
33
привести некоторые данные по общесплавной канализации
гор. Чикаго (США): число случаев работы ливнеспусков за
год — 59, продолжительность их работы —235 ч за год (сум-
марная длительность выпадения жидких атмосферных осад-
ков 22,6 суток при годовом их слое 815мм), взвешенных ве-
ществ в сбросе 502 т и БПКб — 67 т.
Обычное назначение ливнеспусков [5] в общесплавной си-
стеме канализации — это обеспечение сброса в водные про-
токи во время дождей расходов смеси свыше ^Сух(1 + п0).
Достигается это установкой камер с крайне разнообразными
типами водосливов или со специальными устройствами для
регулирования сброса [5]. Для условий Ленинграда с учетом
небольшого зарубежного опыта рекомендуется придать лив-
неспускам дополнительные функции: исключить подтопле-
ние притоков при подъеме уровней в водных протоках; пре-
кращать в случае надобности поступление сточных вод из
уличных притоков в перехватывающий коллектор; при уве-
личении расходов в сухую погоду сверх расчетных (напри-
мер, увеличение притока производственных сточных вод)
исключить сброс их в водные протоки; использовать свобод-
ную емкость, образующуюся на отдельных участках пере-
хватывающих коллекторов (§ 1 настоящей главы), и регули-
ровать поступление сточных вод на главные насосные стан-
ции и, следовательно, очистные сооружения как в сухое
время, так и при дожде.
Для того чтобы обеспечить подобные функции, нужны
автоматика и дистанционное управление из центрального
пункта, так как ливнеспуски разбросаны на очень больней
территории (свыше 40 тыс. га).
До последнего времени строились ливнеспуски по типу
приведенного на рис. 6. Расчетный расход через трубопро-
вод 2 сбрасывается в перехватывающий коллектор, а при
повышении уровня воды в водном протоке заслонка 4 (типа
захлопки) закрывается. В сухую погоду заслонка эта закры-
та, а при дожде и начале работы ливнеспуска начинает
приоткрываться (за счет естественного напора), пропуская
расход сброса. Расчет ливнеспуска подобного типа произво-
дится на основе подробных исследований, выполненных
в ЛНИИ АКХ [5; 7].
Различное высотное положение крупных уличных коллек-
торов, на которых устанавливаются ливнеспуски, насыщен-
ность улиц города подземными трубопроводами и кабельными
прокладками, а также надземными сооружениями и разными
видами транспорта требовали устройства различных ливне-
спусков (рис. 7). Были проведены соответствующие конструк-
тивные разработки и расчеты этих ливнеспусков. Оказалось,
что для расчетных расходов в пределах от 160 до 670 л!сек
наименьшие размеры камер ливнеспусков получаются с водо-
34
Рис. 6. Тип ливнеспуска, применявшийся до настоящего времени на
крупных притоках общесплавной сети
1 — подводящий коллектор (приток); 2 — отвод расхода <7сух (1 + п0) в перехваты-
вающий коллектор; 3 — ливнеотвод (в водный проток); 4 —заслонка
Рис. 7. Схемы ливнеспусков с водо-
сливами
а —торцевым полигональным; б —боковым
криволинейным [8]; в — боковым (расчет по
Heinlein); 1 — водослив; 2 — ливнеотвод;
3 — труба ответвления; 4 — уличный коллек-
тор; 5 — шибер; Qi — приток смеси сточных
вод из подводящего уличного коллектора
(притока); Q2 — расход смеси сточных вод,
подаваемый в перехватывающий коллектор;
Q — расход смеси сточных вод, сбрасывае-
мый в водный проток
8*
сливами типа а. Этот тип ливнеспуска можно легче регулиро-
вать за счет подъема и срезки гребня водослива и т. п.
Что касается существующих методов расчета ливнеспус-
ков, то все они достаточно приближенные, так как не могут
учесть периодического появления напорного режима в по-
дающем уличном коллекторе и особенно неустановившегося
Рис. 8. Ливнеспуск с автоматическим регулированием
1 — щит (или заслонка) с электроприводом на трубопроводе подачи расхода
в перехватывающий коллектор; 2 — щит (или заслонка) с электроприводом на
ливнеотводе
движения в нем сточных вод. Все расчетные формулы выве-
дены в предположении равномерного движения сточных вод,
поступающих в камеру ливнеспуска.
В целях регулирования сброса сточных' вод во время дож-
дей как в тоннельные коллекторы, так и в водотоки, а также
прекращения подачи сточных вод на очистные сооружения
требуется автоматизация работы ливнеспусков, которая пре-
дусматривает устройство в них щитов (рис. 8 и 9) или
заслонок с электроприводами и ряда датчиков уровней — в
перехватывающем коллекторе на участках между присоеди-
36
нениями притоков, на притоках (у камер ливнеспусков) и в
водных протоках. Все эти показания датчиков, а также поло-
жение щитов передаются на центральный пункт (где устроена
мнемоническая схема сетей с ливнеспусками) по городскому
телефону.
Пункт располагается на главных насосных станциях и обо-
рудуется соответствующей управляющей вычислительной ма-
шиной. Применение ее обязательно из-за большого количе-
ства поступающей информации и необходимости быстрого
определения свободной емкости на участках перехватываю-
щих коллекторов.
Учитывая сложность всей этой системы, на первую оче-
редь строительства предполагается местная автоматика с кон-
тролем лишь положения щитов в камере ливнеспусков, пока-
зание положения которых можно контролировать по телефону
из главной насосной станции.
В настоящее время работа всех уличных канализационных
сетей никак не контролируется. Лишь когда появятся заку-
порки или аварии и сточные воды начнут заливать подваль-
ные помещения или выступят на поверхность кварталов или
улиц, приступают к их ликвидации. Чтобы этого избегать,
целесообразно устанавливать в ответственных узлах уличной
сети датчики уровней и систематически проверять их, поль-
зуясь телефонной связью.
Особенностью глубокозаложенных коллекторов является
устройство перепадных колодцев.
Все применяемые типы перепадов можно охарактеризо-
вать как шахтные с вертикальным стояком. Подразделяются
они на два типа — без водобойного устройства и с таким
устройством.
Гидравлический расчет перепадов производится по форму-
лам, разработанным в ЛИСИ канд. техн. наук. Ю. Д. Шуто-
вым [5; 9]*. Перепады без водобойных устройств применяются
при приеме малых количеств сточных вод (до 5—10 л/сек из
дворовых канализаций) непосредственно в коллектор. Осуще-
ствляются такие перепады буровыми скважинами с диамет-
ром обсадных труб в 500 и 1400 мм и со вставкой в них чу-
гунных труб. По местным условиям скважина может быть и
наклонная. Такое решение присоединения дворовых и мелких
уличных сетей к коллекторам дает возможность избегнуть
прокладки сборных (от дворовых выпусков) сетей до бли-
жайшей шахты с перепадом.
Перепады с водобойным устройством размещаются
в шахтах диаметром 5,5 и 8,5 м, расположенных на оси или
сбоку коллектора (гл. IV).
* В настоящее время проводятся исследования перепадов высотой
20—50 м в лаборатории кафедры инженерных мелиораций Ленинградского
политехнического института им. М. И. Калинина.
'37
Если размещение
шахты над осью кол-
лектора невозможно
(например, из-за под-
земных сооружений), то
она устраивается сбоку
и водобойное устрой-
ство может быть раз-
мещено в соединитель-
ной штольне. По при-
меняемым расчетам
максимальная пропуск-
ная способность стоя-
ков перепадных колод-
цев колеблется в зави-
симости от диаметра и
конструкции приемной
воронки, но не зависит
от высоты перепада.
Например, при диамет-
ре в 250 мм стояк про-
пустит до 157 л/сек, а
при диаметре 500 мм—
886 л/сек.
На сетях в основ-
ном строятся самотеч-
ные переходы через
водные протоки, а не
дюкеры, учитывая глу-
бокое заложение кол-
лекторов. Должно быть
построено шесть дюке-
ров, из них один через
р. Неву на расход бо-
лее 5 м3/сек. Сточные
воды в этот дюкер по-
даются районной на-
сосной станцией, по-
этому фактически дю-
кер является участком
напорного трубопрово-
да. Скорости течения в
дюкерах принимались
не меньше 1,.2 м/сек в
сухую погоду и 1,4 м/сек
во время дождей. Гид-
равлический расчет са- °
мотечных переходов
0021
за
оо о
8
й
О г
© л
---£
Рис. 9. Схема автоматизации, централизованного контроля и управления ливнеспусками
д—мнемосхема; б—деталь мнемосхемы, в —схема размещения ливнеспусков; / — кнопка вызова уровня; 2— световой указатель уровня воды
в перехватывающем коллекторе; 3 —кнопка вызова сигнала положения затвора; 4— лампа несоответствия положения затвора поз. 5; 5 —символ
затвора на ливнеотводе; 6 —световой указатель уровня воды в притоке; ^7 —лампа отсутствия напряжения; 3 —символ затвора на трубопроводе
подачи воды в перехватывающий коллектор; 9 — лампа несоответствия положения затвора поз. 3;
А — ливнеспуск; Б —точка замера уровня; В —приток (с точками замера уровня); Г — ливнеспуски; Д —насосные станции; Б— перехватывающие
коллекторы
ничем не отличался от расчета обычных коллекторов. Так как
некоторые из переходов укладывались из металлических труб
на небольших глубинах от дна, то во избежание коррозии их
внутренней поверхности производилось подтопление труб
(путем подъема выходной части — см. гл. IV).
§ 3. СОСТАВ СТОЧНЫХ вод
Состав сточных вод, поступающих в сухую погоду на су-
ществующие насосные станции,
характеризуется данными *,
приведенными в табл. 19
и на рис. 10 и 11. Практи-
чески получается близкий
состав сточных вод на
трех насосных станциях
общей производитель-
ностью больше 600 тыс.
м?/сутки, несмотря на то,
что две из них установ-
лены на общесплавной
сети и одна — на быто-
вой. Объяснением этому
является в основном при-
ток бытовых сточных вод,
Рис. 10. Приток сточных вод и
колебания их состава (по взве-
шенным веществам, их золь-
ности и БПКб) Для двух на-
сосных станций на общесплав-
ной сети (Г. Н. С. центральной
части города и южного района)
и одной — на бытовой сети
(Василеостровский район) за
период с 1960 по 1967 г.
а — приток сточных вод в тыс. л«’;
б — зольность взвешенных веществ
в %; в —взвешенные вещества и
БП1^5 (отст) в мг!л'г
1-Г. Н. С. центральной части го-
рода; 2 — Н. С. Василеостровского
района; 3 — Н. С. южного района;
/ — / — взвешенные вещества;
// — // — ВПК5 (0ТСТ)
так как вся масса производственных сточных вод еще не
присоединена к сетям канализации указанных станций.
* Анализы сточных вод выполнялись лабораториями Главной и Ва-
силеостровской насосных станций.
40
а)
280
80
г)
20
15
10
5
О
гбо
2W
220
200
180
160
F S
/ д
/ /
/ г * / 1
1 г »
/ 1 / 1
/
1 1 /
я/ 1961г 1967г / 1
7 / 1
f \ t г е V
1 Т J
t / Т— 1 1
у
/ /
1
7-7- 1
/ х Г / —1 i
^~Г —1—
V / 1
1W
120
100
180
160
120
100
во
б)
60
б)
200
30
—1 в* *** • —9
IX X XI XII
VI VII
Месяцы
Рис. 11. Колебания состава сточных вод (по взвешенным веществам, их
зольности, БПКб и температуре) по месяцам 1961 и 1967 гг., поступающих
на Г. Н. С. центральной части города (общесплавная система канали-
зации)
а-взвешенные вещества в мг!л\ б - зола взвешенных веществ; в-БПК§ в л#а/л;
? - температура сточных вод в °C
Таблица 19
Средний за год состав сточных вод (в жг/л), поступавших
на Главную насосную станцию центральной части Ленинграда
за период с 1960 по 1967 г. (в сухое время года)
Колебания концентраций Взвешенных веществ БПКз хпк* в О2 отстоен- ной пробы Окисляе- мость в О2
всего золы (в %) взболтан- ной пробы отстоен- ной пробы
От 148 29 137 95 277 51
До Средняя взве- 198 38 182 130 318 87
шенная . . . 160 35 152 114 306 59
* ХПК определялось с 1963—1964 гг.
С 1963 г. наблюдается общая тенденция к снижению кон-
центраций БПКб, что может быть объяснено увеличиваю-
щимся притоком (кроме насосной станции Василеостров-
ского района) производственных сточных вод.
Общий характер колебаний по месяцам концентраций
взвешенных веществ, содержания в них золы и БПКб (во
взболтанных и отстоенных пробах), а также температур ука-
Состав сточных и
Наименование проб сточных и дождевых вод
Смесь сточных вод, поступающая
во время дождей и таяния на Глав-
ную насосную станцию..............
Сток дождевых вод с улиц, поступаю-
щий в дождеприемники..............
Смесь сточных вод, сбрасываемых
через ливнеспуски при сильных
дождях............................
Количе- ство анализов Взвешенные вещества в мг/л
от до среднее
262 70 1456 365
253 140 3036 1100
8 480 6130
зан на рис. 11. Несовпадение пиковых концентраций взве-
шенных веществ объясняется различными периодами таяния
(весеннего и осеннего) и дождями.
В период дождей и таяния состав сточных цод, поступаю-
щих на насосные станции, изменяется — увеличивается кон-
центрация взвешенных веществ и несколько снижается
БПКб(отст) (табл. 20). Увеличение взвешенных веществ объяс-
няется не только большим количеством их в поверхностном
4?
стоке, но и вымыванием отложений из труб и осадочных ча-
стей дождеприемников. Произведенные нами исследования со-
става дождевых и талых вод позволяют рекомендовать для
расчета максимальную концентрацию загрязнений дождевого
стока (при безотстойных дождеприемниках) при существую-
щей организации мойки и очистки от мусора улиц и площа-
дей: по взвешенным веществам — 500—1200 жг/л (из них
50—60% золы) и БПК20 — 80— 100жг/л. Коэффициент часо-
вых колебаний концентраций взвешенных веществ, (макси-
мальный) достигает 1,53 и минимальный (в ночные часы) —
0,75, что совпадает с нашими данными по другим городам. Со-
отношения различных показателей ВПК (по среднегодовым
данным) получаются (для притока в сухую погоду) •
а) ВПК5 (взболт). БПКб(отст) — от 1,36 до 1,52, среднее 1,42;
б) БПК20 (взболт).* БПК20 (отст) — от 1,6 до 1,5, среднее 1,53;
в) ХПКвзболт: ВПК *полн. (взболт) среднее 1,5;
г) ХПКотст: БПКполн.(отст) — среднее 1,6.
По данным о нормах водопотребления (по отдельным рай-
онам Ленинграда) и концентрации взвешенных веществ
в сточных водах, поступающих на насосные станции централь-
ной части и южного района города, было подсчитано количе-
ство взвешенных веществ и БПКб на одного жителя. Соответ-
Таблица 20
дождевых вод
Зола взвешенных веществ в % бпк5
отстоенной жидкости взболтанной жидкости
от ДО среднее от до среднее от ДО среднее
10,8 68 48 25,5 221,5 87 63,5 341 165
62 82 63 14 89 — 40 223 138
42,5 65,5 — 79 92 — — — —
ственно получилось: взвешенных веществ 37—43 г/сутки и
БПКб(отст) — 27—34 г/сутки на жителя, что составляет по
взвешенным веществам лишь 57—67% от норм, рекомендуе-
мых СНиП П-Г.6-62, а БПКб — 77—100%. Объяснением этого
расхождения служит интенсивное осаждение тяжелых взве-
шенных веществ в трубах общесплавной и бытовой сетей
♦ БПКполн — от 15 до 30 суток.
43
города: вымывание осадка происходит в период дождей, а не*
прерывная отмывка мелких его фракций (особенно органиче-
ского происхождения) —при бытовых расходах в общесплав-
ной сети.
Собранные и систематизированные анализы состава про-
изводственных сточных вод более чем 200 заводов и фабрик
с суммарным расходом сточных вод около 425 тыс. м3/сутки
показали среднее содержание взвешенных веществ 367 мг/л,
БПК‘5(отст) — 54 мг/л, а окисляемость — 59 жг/л О2, нефтепро-
дуктов 6 мг/л, сульфатов — 78 мг/л и т. п. Сточные производ-
ственные воды ряда предприятий не могут быть допущены
в городскую канализацию, и поэтому потребовалось устрой-
ство местных очистных сооружений, количество которых в на-
стоящее время превосходит 150.
Проектируемый состав сточных вод на перспективу при-
нят: для сухой погоды взвешенных веществ 220 мг/л (золь-
ность 30%), БПК20— 150 мг/л, а смеси во время дождей — со-
ответственно 185 мг/л (зольность 40%) и 130 мг/л (при
По = 1,0). Если улучшится механизированная мойка всех улиц
города, улучшится и состав дождевого стока. При этих усло-
виях можно полагать, что концентрация взвешенных веществ
в нем уменьшится до 150 мг/л, а БПК20 — до 50 мг/л> что и
принято на перспективу при сравнениях всех вариантов.
Дождевые воды, как свидетельствуют данные зарубежной
печати, содержат бактериальные загрязнения. Например, в
стоке с улиц микробное число колеблется от десяти до сотен
тысяч (сплошного роста), а коли-титр от 10“5 до 250. Наи-
большие значения бактериального загрязнения относятся к
улицам с интенсивным движением транспорта и пешеходов.
§ 4. ОЧИСТНЫЕ КАНАЛИЗАЦИОННЫЕ СООРУЖЕНИЯ
В проектном задании на строительство первой очереди ка-
нализации очистные сооружения Южного района намечались
по схеме механической очистки. В состав сооружений входили
решетки с прозорами в 16 мм, песколовки (в двух вариан-
тах— аэрируемые и горизонтальные со скребками), пер-
вичные радиальные отстойники диаметром 50 м, метантен-
ки, вакуум-фильтры и установка для термической сушки
осадка.
В качестве варианта предусматривалась неполная биоло-
гическая очистка в высоконагружаемых аэротенках, предло-
женных впервые для конкретного объекта, без первичных
отстойников *, но со вторичными. Это давало значительную
* Для их расчета нормативы были рекомендованы (по зарубежным
данным) старшим научным сотрудником Академии коммунального хозяй-
ства им. К. Д. Памфилова И. С. Постниковым ,
44
экономию благодаря ликвидации первичных отстойников объе-
мом 108 тыс. м3 и сокращением объема аэротенков на
200 тыс. л^3. Правда, на 35% увеличивался объем подаваемого
воздуха по сравнению с обычной биологической очисткой.
Другим вариантом была полная биологическая очистка в
обычных аэротенках (московская схема очистной станции).
Одним из дискуссионных вопросов является выбор типа
отстойника. Произведенные технико-экономические сравнения
[10] вариантов радиальных и горизонтальных отстойников (со
скребками) показали, что последние требуют большего числа
секций (а это хуже в эксплуатации), а также на 8—16% боль-
ше железобетона и на 15—25% больше арматуры, чем ради-
альные. По эффективности работы те и другие отстойники те-
оретически отличаются друг от друга всего на 5—6%, хотя
данных о работе производственных горизонтальных остойни-
ков в СССР пока еще нет.
При поступлении на очистные сооружения смеси сточных
вод при дождях (п0 = 0,5) время отстаивания в первичных от-
стойниках соответственно уменьшается. Песколовки рассчита-
ны на полный расход смеси. После отстойников устраивается
ливнеспуск, чтобы не подвергать смесь биологической очи-
стке. Если предположить, что дождевые воды будут посту-
пать непрерывно 10 суток в году, то это вызовет поступление
в водоем лишь 500—600 т взвешенных веществ за год (при
эффекте осветления в отстойниках 50%), и БПК20 составит
около 150—200 т/год. Для сравнения можно указать, что
после полной биологической очистки будет сбрасываться в
водоем за год взвешенных веществ 16 тыс. т. Примерно такое
же количество будет поступать органических веществ, выра-
женных по БПК20.
Увеличение строительной стоимости очистных сооружений
производительностью 240 тыс. м3! сутки общесплавной систе-
мы канализации (при очистке дождевых вод до n0 = 1) при
норме водоотведения 400 л/сутки на жителя по сравнению
с аналогичными сооружениями бытовой канализации, по на-
шим примерным подсчетам, составит:
а) полная биологическая очистка смеси сточных вод —
30,7%;
б) полная биологическая очистка притока в сухую погоду
и лишь механическая очистка дождевого стока — 7,9%’;
в) механическая очистка смеси сточных вод — 21,2%.
Можно использовать емкость подводящего к очистным со-
оружениям Южного района коллектора (гл. III) и постепенно
пропускать дождевые сточные воды через сооружения биоло-
гической очистки. По некоторым зарубежным данным, аэро-
тенки допускают очистку дождевых вод до По = 0,2 4- 0,25 без
расширения. При всех вариантах очистных сооружений преду-
сматривается дезинфекция сточных вод методами, предло-
45
женными АКХ, или с применением озона, после того как бу-
дут получены положительные результаты исследований.
Для первой очереди строительства южных очистных со-
оружений Ленинграда приняты аэрируемые песколовки, пер-
вичные радиальные отстойники диаметром 54 м со встроен-
ными преаэраторами и аэротенки на полную биологическую
очистку.
Окончательное решение о применении того или иного ме-
тода очистки может быть принято в результате дополнитель-
ных исследований, которые в настоящее время проводятся.
Данные об изменении состава воды водоема при разных
вариантах очистки сточных вод приведены в табл. 21.
Таблица 21
Изменение состава воды водоема при разных вариантах очистки
сточных вод
Наименование загрязнений Неочищенные сточные воды После очистки
механиче- ской биологической
неполной полной
Взвешенные вещества в мг/л 5,5 2,75 1,4 0.4
БПК2о (взболт) в мг/л • • • • 5,2 3,8 1,3 0,4
При существующем состоянии можно применить лишь пол-
ную биологическую очистку сточных вод. Когда все источ-
ники загрязнения будут ликвидированы, возможно будет рас-
смотреть целесообразность устройства неполной биологиче-
ской очистки, предполагая в перспективе переход на полную
биологическую очистку.
§ 5. РЕКОНСТРУКЦИЯ ПЕРЕГРУЖЕННЫХ КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СЕТЕЙ
Перегрузка существующих канализационных сетей начи-
нает наблюдаться во многих городах из-за роста населения,
увеличения водоотведения и особенно из-за роста расходов
производственных сточных вод. Перегрузка при общесплавной
сети может быть и в водных протоках при увеличении сброса
смеси через ливнеспуски из-за уменьшения коэффициента раз-
бавления, вызванного увеличением расхода сточных вод в
сухую погоду.
В условиях ленинградской канализации перегрузка начи-
нается на бытовых сетях Василеостровского района и может
иметь место в перспективе также и на уличных общесплавных
сетях. Самое простое решение по ликвидации перегрузки —
это укладка новых сетей или постройка параллельных старым
разгрузочных коллекторов. Могут быть и другие решения,
46
полностью зависящие от местных условий. Например, на
рис. 12, а показана схема существующего перегруженного
коллектора бытовой сети и притоков к нему; можно уложить
по другой — параллельной улице разгрузочный коллектор и
притоки на части их длины переложить, присоединив к но-
вому коллектору. Схема на рис. 12,6 показывает устройство
разгрузочного коллектора, осуществляемого, например, тон-
нельным способом, для снятия части расхода с перегружен-
ного участка. Схема может быть осуществлена при наличии
Рис. 12. Схемы возможных методов разгрузки перегруженных уличных
сетей и основных коллекторов для производственно-бытовых и обще-
сплавных сетей канализации
1 — существующий коллектор (перегруженный); 2 — перегруженная уличная сеть;
3 — разгрузочный коллектор; 4 — перекладываемая уличная сеть; 5 — разгрузочная
насосная станция с напорными трубопроводами; 6 — шахты
достаточного падения по дну труб на перегруженном участке.
Схема рис. 12, в предусматривает устройство разгрузочной
насосной станции в начале перегруженных участков коллек-
тора. При этом решении сточные воды перекачиваются
в другие бассейны, непосредственно на очистные сооруже-
ния и т. п.
Для разгрузки канализационной сети и главных коллекто-
ров нормального заложения можно построить разгрузочный
коллектор глубокого заложения, осуществляемый, например,
щитовой проходкой (рис. 12, г). По примерно аналогичному
принципу намечено разгрузить уличные коллекторы и тем со-
кратить сброс смеси сточных вод из ливнеспусков в водоемы
47
в г. Чикаго (США). Прокладывается тоннель диаметром
в свету от 10 до 15 ж, длиной 87 /<жв на глубине 60—120 м
(в каменистых породах), пересекающий почти весь го-
род. Емкость тоннеля — около 10 млн. ж3, поэтому он может
принять дождь со слоем осдков 50—60 жж, повторяемостью
один раз за 5 лет. Собранная в тоннеле смесь может быть от-
качана на очистные сооружения за период до семи суток. Пе-
репадные устройства в виде шахт-перепадов устраиваются
у существующих ливнеспусков и в местах необходимой раз-
грузки существующих главных коллекторов. Подобное уст-
ройство снизит число случаев работы ливнеспусков с 59 до
5 за год, а длительность их работы — с 235 до 18 ч за год.
Устройство в этих условиях раздельной системы канализации
обошлось бы в 10 раз дороже, чем описанное.
Разгрузка и уменьшение' сброса смеси сточных вод через
ливнеспуски могут быть достигнуты и другими путями — на-
пример, так, как это намечается в будущем для ленинград-
ской канализации — постепенным переустройством обще-
сплавной системы на полураздельную, что, вероятно, потре-
бует дублирования основных перехватывающих коллекторов.
При перегрузке бытовой сети полной раздельной системы
возможен переход на общесплавную систему с частичным ис-
пользованием имеющейся дождевой сети в качестве обще-
сплавной и с устройством общесплавного перехватывающего
коллектора. При необходимости сокращения до минимума
сброса дождевых сточных вод при полной раздельной системе
можно . построить перехватывающий коллектор с ливнеспу-
сками для дождевых вод и подавать несбрасываемую их часть
на специальные или общегородские очистные сооружения.
Если считать, что хорошо построенные канализационные сети
могут работать 50 и больше лет (т. е. за пределами 2000 года),
то следует уже на стадии проектного задания предусматри-
вать пути возможной разгрузки перегруженных в будущем
основных коллекторов при любой системе канализации. Осо-
бенно это относится к городам с развивающейся промышлен-
ностью.
§ 6. СНЕГОСПЛАВ ПО КАНАЛИЗАЦИОННЫМ СЕТЯМ
Общесплавная система канализации имеет сравнительно
высокую снегоотводящую способность из-за малого наполне-
ния труб в сухое время года [11]. Опыт снегосплава в Ленин-
граде по уличным сетям не дал удовлетворительных резуль-
татов из-за малых скоростей течения в них сточных вод,
наличия осадка в трубах, невозможности устройства отстой-
ников — песколовок для задержания тяжелых загрязнений
снега и трудностью организации надзора за качеством сбра-
48
сываемого в колодцы канализации снега (с этим снегом пы-
тались сбрасывать домовый мусор и крупные утильные пред-
меты) .
Небольшой опыт сброса снега в тоннельные коллекторы,
где скорости течения 0,8—1 м/сек и больше (в сухое время)
показал целесообразность такого способа удаления снега и
возможность организации тщательного контроля за его чи-
стотой. Поэтому в 1968 г. в институте Ленгипроинжпроект
канд. техн, наук М. В. Молоковым была разработана схема
использования канализации города для удаления снега. В ос-
нову расчетов по этой схеме были приняты: минимальная тем-
пература сточных вод у очистных сооружений в период снего-
сплава +8° С (при исходной +12° С, а в настоящее время
+ 11,5° в самые холодные месяцы года), температура снега
—20° С (соответствующая минимальной температуре воздуха
зимой) и условие сброса лишь свежевыпавшего окученного,
пролежавшего на улицах не более 2—3 суток снега с содер-
жанием в нем 1—2 г/л взвешенных веществ, т. е. с меньшим,
чем в дождевых и талых водах. Подача скола с большим ко-
личеством песка (до 15% от его веса) от посыпки песком не
допускалась. Расчет количества сплавляемого снега, длины
пути таяния и температуры сточных вод определялись мето-
дами, изложенными в [11]. Для удобства подсчетов, исходя из
условий таяния на участках тоннеля между шахтами — точ-
ками, где изменяются расходы сточных вод из-за притоков,—
и указанных выше температур (минимальной начальной сточ-
ных вод, в конце пути таяния и снега), количество снега, ко-
торое может быть подано в каждую шахту, было выражено
формулой
А= 150(1 —n)Q [т/ч],
где Q — расход сточных вод в шахте канализационного тон-
неля, куда проектируется сброс снега, в м3/сек\
п = ; здесь Qi — расход сточных вод, используемый
для снеготаяния в предыдущих шахтах (для началь-
ной шахты /г = 0).
Расчеты показали, что во все построенные к 1970 г. тон-
нели (в предположении одной лишь механической очистки
сточных вод на первое время при минимальной расчетной
температуре сточных вод до +5° С) можно сбрасывать до
27 тыс. т снега, что при слое в 10 см и плотности 0,3 т/м3
обеспечит очистку площади города в 90 га. К 1975 г. эта
цифра увеличится (при биологической очистке и, следова-
тельно, конечной температуре сточных вод +8° С) до 47 тыс. т.
При этом будет использовано для снегосплава более 65 шахт.
Подача снега в шахту принималась в течение 10 дневных и
6 ночных часов, а снегопоглощающая способность в ночное
49
время исчислялась в 0,75 от дневной (из-за понижения темпе-
ратур сточных вод и их •'расходов, составляющих примерно
50% от средних секундных в сухую погоду).
Для приема снега шахты оборудуются грузовым люком
размером до 1,2 X 2,2 ж, а для защиты от попадания в кол-
лектор крупных отбросов — съемной решеткой с прозорами
150—300 мм.
Широкому распространению снегосплава по канализацион-
ным сетям препятствует отсутствие удобного подъезда и ус-
ловий разгрузки транспорта со снегом у шахт (малая ши-
рина улиц, большое движение транспорта, шум при ночной
разгрузке и т. п.). Кроме того, существуют и некоторые меж-
дуведомственные неувязки, так как очисткой от снега терри-
тории занимается одна организация, а эксплуатацией канали-
зации— другая. Как показывает практика, уже в стадии раз-
работки проектного задания по сети следует обязательно
предусматривать такое размещение шахт в плане, чтобы
можно было осуществить беспрепятственную подачу в них
снега.
§ 7. ОПЫТ ЭКСПЛУАТАЦИИ КОЛЛЕКТОРОВ И СООРУЖЕНИЙ НА НИХ
Уличные сети бытовой канализации малого и большого
диаметра на Васильевском острове очищаются шарами и’Ци-
линдрами один раз в квартал. Это объясняется малыми укло-
нами и скоростями течения, а, кроме того, наличием строи-
тельных дефектов главных коллекторов.
Общесплавная сеть очищается 1 раз в V2—2 года. Меха-
низированные лебедки наматывают трос с черпаками, кото-
рые после заполнения осадком подымаются на поверхность
земли. Несмотря на то, что и общесплавная сеть имеет малые
уклоны и строительные дефекты, она требует более редкой
очистки. Это объясняется промывным действием дождевых
вод.
Построенные перехватывающие коллекторы глубокого за-
ложения общесплавной сети до сего времени не требовали
очистки. Один из них работает уже 9 лет, а отложений осад-
ков нет, несмотря на постепенное нарастание расходов (до
настоящего времени не достигших расчетных) и эпизодиче-
ского опускания щитов на главной насосной станции, куда
этот коллектор подает сточные воды.
Другие коллекторы, работающие 3—7 лет, также не имеют
осадков. Лишь один из вновь построенных главных коллекто-
ров общесплавной сети имеет слой осадка в 15—20 см высо-
той, из-за того что расходы в нем очень малы, а скорости те-
чения 0,2—0,3 м!сек.
Для тех объектов канализования, где количество сточных
вод нарастает медленно, — например, во вновь строящихся го-
50
родах, необходимо производить проверочные гидравлические
расчеты на ожидаемые через 2—3 года расходы и соответ-
ственно или увеличивать'уклоны труб или предусматривать
их регулярную очистку или промывку водой из близлежащих
водоемов.
Построенные ливнеспуски (рис. 6) каких-либо затруднений
в эксплуатации не вызывают. Необходимо лишь иметь воз-
можность регулировать гребень водослива по месту. Для
этого кромку водослива делают деревянной и очень тща-
тельно изготовляют и монтируют заслонки. После применения
заслонок с электродвигателем герметичность закрытия будет
обеспечена гораздо надежнее, чем в настоящее время. Очист-
ки ливнеспусков от тряпок и других длинных волокнистых
предметов не требуется. Чтобы не было закупорок, отводные
трубопроводы от ливнеспусков в перехватывающий коллектор
должны быть диаметром не меньше 250—300 мм. Осмотр лив-
неспусков должен производиться после каждого большого
дождя.
Перепадные стояки и водобойные камеры за более чем
шестилетний срок работы вполне себя оправдали. Одним из
недостатков осуществленных конструкций является наруше-
ние их работы при попадании длинных предметов (досок, ме-
таллических прутьев и т. п.). Из-за заглубления конца стояка
в водобойный лоток подобный предмет не может повернуться
в горизонтальное положение и пройти вместе со сточной во-
дой в коллектор. Стоит этому предмету встать вертикально,
как сейчас же он начинает обматываться тряпками и бума-
гой. Удалить такой предмет можно лишь разрубив или рас-
пилив его, а это очень тяжелая и антисанитарная работа.
Другим недостатком при эксплуатации этих сооружений яв-
ляется необходимость обслуживающего персонала опускать-
ся в шахты по лестницам на глубины 8—20 м (а для буду-
щих коллекторов еще больше). Назрела необходимость
срочно разработать специальный автокран с лифтовой кабин-
кой, в которой человек мог бы быть опущен в шахту; одно-
временно следует опускать и мощный источник света.
ГЛАВА III
НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ
§ 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ
В Ленинграде эксплуатируются несколько канализацион-
ных насосных станций, .назначение которых — подача сточ-
ных вод отдельных бассейнов города в главные перехваты-
вающие коллекторы, и главная насосная станция центральной
части города, временно сбрасывающая часть сточных вод в
устье Невской губы. Поскольку канализация города, за иск-
лючением отдельных микрорайонов, решена по общесплав-
ной системе, насосные станции перекачивают расход бытовых
сточных вод в сухую погоду и расход дождевых вод (или
смесь их) в дождь. При дождевом стоке, обеспечивающем
разбавление по = 1 и более, ряд насосных станций подкачки
запроектирован на частичный сброс смеси сточных вод
в водный проток, т. е. они являются одновременно принуди-
тельными ливнеспусками. Такой режим работы насосных
станций определил необходимость оборудования их горизон-
тальными и вертикальными самозаливными насосами. (Спо-
собы сооружения станций изложены в гл. V).
Плотная застройка в сложившейся части города и отсут-
ствие территорий для строительства заставили в ряде случаев
отказаться от сооружения надземных частей станции, а вспо-
могательные производственные и бытовые помещения распо-
ложить в верхних этажах подземной части.
Основные показатели построенных и проектируемых стан-
ций приведены в табл. 22.
§ 2. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ
Тип, количество насосных агрегатов и диаметры напорных
трубопроводов на насосных станциях общесплавной сети
определялись из условия перекачки постоянно поступающих
расходов, бытовых и производственных сточных вод и перио-
дически дождевых вод.
Учет колебаний притока по часам суток производствен-
ных сточных вод не производился из-за слишком большого
62
количества промышленных предприятий и технической невоз-
можности получения сколько-нибудь надежных данных для
подобного учета. Кроме того, усовершенствования и измене-
ния технологических процессов на промышленных предприя-
тиях ставят под сомнение даже целосообразность подобного
уточнения колебаний часовых расходов. Если насосная стан-
ция перекачивает все поступающие сточные воды в главный
или перехватывающий коллектор, то ее насосное оборудова-
ние подбирается из расчета на суммарный приток сточных
вод во время дождя* сум и проверяется на расчетный рас-
ход сточных вод в сухую погоду qp Сух-
Если насосная станция перекачивает часть смеси сточных
вод в коллектор, а часть — в водоем, то ее насосное оборудо-
вание должно обеспечивать подачу двух расходов:
^p.cyxO+^o) И <7ер.сум-'7ср.еух(1+«о)-
Режим поступления на станцию бытовых и производствен-
ных сточных вод 7р. сух при общесплавной канализации не
отличается от режима поступления сточных вод бытовой сети.
Он принимался в соответствии с типовым распределением
среднесуточного расхода по часам суток, приведенным в
СНиП П-Г. 6-62, табл. 21.
Расчетный расход дождевых вод, поступающих на насос-
ную станцию, слагается из расхода, не сбрасываемого через
последний ливнеспуск у насосной станции, и расчетного рас-
хода дождевых вод с площади стока, приходящейся на кол-
лектор от последнего ливнеспуска до насосной станции. Ме-
тодика определения расчетных расходов дождевых вод в об-
щесплавной канализации изложена в [4].
Насосные станции на общесплавной сети обычно обору-
дуются двумя группами насосов. Первая группа подбирается
из насосов с параметрами, обеспечивающими подачу в пере-
хватывающий коллектор максимального расчетного расхода
сточных вод в сухую погоду и суммарного — во время дождя
(среднего расхода бытовых сточных вод и несбрасываемого
дождевого расхода). Вторая группа, в большинстве случаев
состоящая из осевых (пропеллерных) насосов, предназначена
для перекачки расхода, сбрасываемого в водоем. Осевые на-
сосы обладают большой производительностью при небольшом
напоре. Они меньше центробежных. Двигатели к ним сравни-
тельно небольшой мощности и габаритов. Это позволяет без
резкого увеличения размеров станции установить необходи-
мое количество таких насосов. Есть, правда, и недостаток —
насосы должны работать при отрицательном вакууме. Это
обстоятельство иногда приводит к некоторому заглублению
станции.
* Подробную расшифровку обозначений здесь и дальше — см. в § 1
гл. II.
53
Характеристика основных
Строительные характеристики
Подземная часть Наземная ч асть
Насосные станции внут- ренний диа- метр в м глубина заложе- ния под- водящего коллек- тора в м пло- щадь в м2 раз- ' меры в плане в м пло- щадь в м2 объем В JH8
Главная южной части города (проек- 45,0 5 000
- тируемая) 38,1 1 590 35X20 700
Главная центральной части города . . 34,8 17,8 951 35X12 420 4 200
Правобережная 26,0 24,5 530 0 26 530 5 000
В Сосновой Поляне 24,0 8,0 450 18X24 432 3 500
Московская 18,0 7,0 250 18X18 324 1 900
Чернореченская 18,0 8,0 250 18X18 324 1 900
На набережной р. Мойки 12,0 19,4 113 — — —
Муринская 12,0 11,0 113 12X12 144 850
Автовская 12,0 8,0 133 0 13 133 600
Петропавловская 9,5 5,4 71 2X5 10 20
Сестрорецкая . .- 9,5 7,0 74 0 9,7 74 370
Примечание.
Объем подземной
части станции приведен в табл. 26 и 27.
§ 3. РЕШЕТКИ И ПРИЕМНЫЕ РЕЗЕРВУАРЫ
Во всех насосных станциях установлены решетки ленин-
градского типа с механизированной очисткой (конструкция
решетки предложена канд. техн, наук В.М. Лещинским. Изго-
товлялись решетки по проектам, разработанным институтом
Ленгипроинжпроект). Прозоры между стержнями установлен-
ных решеток принимались большей частью 20 мм, чтобы пре-
дохранить от загрязнения водоемы, в которые частично сбра-
сывается смесь дождевых и бытовых вод.
Расчет решеток производился на максимальный расход
бытовых сточных вод в сухое время дР. Сух и на суммарный
расход во время дождя др. Сум. Поскольку расход дождевых
вод, приходящий на станцию, обычно больше расхода быто-
вых сточных вод, а повторение расчетных дождей невелико,
в работе находится обычно 40—50% решеток. Это позволяет
регулярно проводить их профилактический осмотр и ремонт.
Часто при ремонте возникают затруднения в связи с тем, что
некоторые узлы решеток собраны из деталей индивидуаль-
ного изготовления, Одним из недостатков решеток является
54
Таблица 22
насосных станций
Насосное оборудование
Приток в л/сек
центробежные насосы
осевые насосы
в сухую
погоду
марка
напор
в м
произ-
води-
тель-
ность
в л!сек
число
насо-
сов
рабо-
чих
(ре-
зерв-
ных)
марка
на-
пор
в м
произ-
'ВОДИ-
тель-
ность
в
л/сек
чис-
ло
насо-
сов
средне-
секунд-
ный
рас-
чет-
ный
дожде-
вых
вод
сум
мар-
ны й
рас-
четный
52-В-17
26-ФВ-22
45
25
26-ФВ-22 25
16-ФВ-18 27
8НФ
8.НФ
16-ФВ-18
8НФ
6НФ
8НФ
6НФ
6НФ
4НФ
8НФ
6НФ
29
25
19,5
29
20
31
20
20
23
26
19
6 000 5(1) 17 400 20 000 10 000 27 400
2 000 7(1) —. — — — 6 900 8 000 7 100 14 000
2 000 5(1) — — — — 3 700 4 000 7 400 11 100
550 3(2) — — — — 1 465 1 695 — 1 695
240 4 05-47 6,2 835 3 700 1 000 2 500 3 200
200 4 05-47 9,0 800 3 700 1 000 2 400 3 100
1 000 1
240 2 — 215 300 1 200 1 415
140 2
200 2(1) — — — — 300 405 — 405
140 3 20ПРВ-6С) 9,1 600 2 300 400 1 200 1500
140 50 2 2 } “ — - — 60 100 280 340
260 150 1 1 (1) } — — - 330 410 — 4.0
то, что примерно до 15% отбросов, захватываемых грабли-
нами, сваливаются обратно в канал. Для сравнения на одной
из станций сейчас предполагается установить решетки мос-
ковского типа.
Перед решетками и за ними устраиваются пазы для уста-
новки ремонтных шиберов. Паз для шибера перед решеткой
может быть использован в случае необходимости установки
ручной решетки. За решеткой, кроме ремонтного шибера,
устанавливается электрифицированный шибер, с помощью ко-
торого можно регулировать высоту и скорость потока. На не-
которых станциях этими шиберами пользуются редко.
Из санитарных соображений каждая механизированная
решетка соединена закрытым лотком непосредственно с дро-
билкой. Однако, как показала практика, чтобы сократить
время, необходимое для наблюдения за решеткой и разбор-
кой отбросов, между дробилкой и решеткой целесообразно
устраивать стол-накопитель с установкой дробилок большей
производительности, чем имеющиеся на насосных станциях в
настоящее время. Построенные насосные станции оборудова-
ны дробилками марки Д-З конструкции Мосводканалпроекта
55
производительностью 300 кг!ч с двигателем 20 кет. Дро-
билки в работу включаются автоматически через определен-
ное время.
Практика показала, что норму отбросов для станций об-
щесплавной сети увеличивать не следует — она может быть
принята такой же, как и для бытовых стоков. Однако в от-
дельных случаях (при больших дождях) часовое количество
отбросов, приходящих на насосную станцию, возрастает
в 3—4 раза. Как показала практика, строительство песколо-
вок перед станцией не требуется — за 8—10 лет на насосной
станции центральной части города практически износ рабо-
чих колес вертикальных насосов не наблюдался.
Приемные резервуары на станциях Ленинграда и его при-
городов осуществлялись трех типов: а) общий — для произ-
водственно-бытовых и дождевых сточных вод; б) один, но
разделенный на два отделения, с переливным устройством
в разделительной стенке. В этом случае расход во второе от-
деление начинает поступать только при условии превышения
<7р. сух или при достижении расхода с принятым разбавле-
нием По, когда часть расхода дождевых вод сбрасывается
в водный проток; в) самостоятельные — для производствен-
но-бытового и дождевого расходов. Такая станция запроек-
тирована для одной из нежилых зон, где система канализа-
ции раздельная.
Учитывая большую глубину станций и стремясь умень-
шить их габариты, объем резервуара определялся из усло-
вия 5—10-минутной работы насоса максимальной производи-
тельности и времени, необходимого для его включения.
В связи с малой емкостью резервуаров и быстрым нараста-
нием расхода во время дождя намечается устройство уровне-
меров в коллекторах перед станциями. Это даст возмож-
ность следить за режимом нарастания расходов и своевре-
менно готовить к пуску дождевые насосы. В настоящее
время при быстром нарастании расхода приток на станцию
уменьшают путем прикрытия щитов в приемных камерах,
используя свободную емкость коллектора. Однако при этом
возможен подпор в сети.
Дно резервуаров выполняется с уклоном не менее 15—20°
от наружной стены к сосунам насосов. Во время дождя в ре-
зервуары насосных станций общесплавной сети поступает
большое количество осадка, который скапливается в тех се-
тях, где в сухое время наблюдаются малые скорости течения.
Для размыва и сгона осадка к сосунам насосов по периметру
приемного резервуара прокладывается перфорированная
труба, присоединяемая к гребенке напорного трубопровода.
На ряде станций этим устройством не пользуются, так как
практически невозможна ликвидация частых засорений от-
верстий перфорированной трубы,
55
На крупных насосных станциях длй возможности осмотра,
очистки и ремонта приемные резервуары разделены на два
отделения (главная станция центральной части города —
рис. 14 и проектируемая насосная станция южной части го-
рода— рис. 13). В приемных камерах перед насосными стан-
Рис. 13. Главная насосная станция южной части города (проект)
Общий вид
циями устанавливают щиты с электроприводами. В случае
поступления на насосную станцию расхода больше расчет-
ного (при наводнениях и сильных дождях) щиты частично
прикрываются. Происходит это автоматически, но может осу-
ществляться и из диспетчерского пункта В перекрытиях ре-
зервуаров предусматривают люки для возможности осмотра
и ремонта как резервуара, так и всасывающих линий на-
сосов.
57
a)
Рис. 14. Главная насосная станция центральной части
города
а —план подземной части; б— разрез; / — решетки; 2 — дробилка;
3 — шиберы
§ 4. НАСОСНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ СТАНЦИЙ И НАПОРНЫЕ ТРУБОПРОВОДЫ
Для перекачки сточных вод в перехватывающие коллекто-
ры на насосных станциях установлены насосы марок 6НФ,
8НФ, 16-ФВ-18, 24-ФВ-13 и 26-ФВ 22. Тип насоса выбирали
в зависимости от величины притока.
Скорости протока во всасывающих трубопроводах при-
нимали равными 1 —1,5 м/сек. Всасывающие воронки насосов
НФ располагали над дном резервуара на высоте, .равной
диаметру воронки. Диаметр воронки принимали равным 1,3—
1,5 диаметра всасывающей трубы.
На напорных линиях для возможного запуска насосов на
открытую задвижку и упрощения схемы автоматики устано-
влены обратные клапаны. Если из насосной станции выходят
два или более напорных трубопровода, «гребенку» внутри
станции и задвижки располагают так, чтобы обеспечить воз-
можность работы в любом из трубопроводов и ремонта лю-
бого из насосов. Для перекачки расхода в водный проток
устанавливают обычно не менее двух насосных агрегатов.
Учитывая относительно малую повторяемость расчетного
расхода дождевых вод в Ленинграде (за 8—10 суток в год
выпадают все дожди), резерв дождевых насосов не преду-
сматривался. Для сброса дождевых вод в водоем на многих
станциях Ленинграда используют насосы марок 20ПРВ-60 и
05-47, однако при больших глубинах станций применяют на-
сосы марок ФВ, т. е. аналогичные насосам для перекачки
бытовых стоков.
Насосы для перекачки дождевых вод, как правило, рабо-
тают в самостоятельные напорные линии. Эти линии объеди-
няются за пределами насосной станции общей камерой, разде-
ленной на два отделения — в одно из них выводят напорные
линии осевых насосов, из второго производится самотечный
сброс в водный проток (рис. 15).
Перелив из первого во второе отделение осуществляется
через водослив практического профиля. Чтобы предотвра-
тить подтопление насосной станции при подъемах воды в во-
доемах или обратный сброс при работе одного из насосов,
в камере устанавливаются захлопки (шиберы).
Всасывающие линии вертикальных насосов пропускают
через сальники, к которым их затем приваривают по кромке,
выходящей в резервуар (рис. 14). Это предотвращает про-
течки.
При ремонте насосов отверстия всасывающих линий пере-
крывают ремонтными щитами. В пониженной точке перехода
для возможности спуска воды вваривают патрубок диамет-
ром 50—100 мм и устанавливают на нем задвижку. Спускае-
мую воду откачивают насосами 24/2 НФ или ручным насосом
ГН-200. Для возможности очистки и профилактического
59
Рис. 15. Чернореченская насосная станция
а —план; / — решетки: 2 — дробилка; 3 — шибер; 4 — шибер с электроприводом;
б-разрез; 1 -кошка ручная, Q=3 г; 2 -кран, Q=3 т; 3-захлопка; 4 -шибер
осмотра у всасывающего патрубка насоса устраивают реви-
зию. Всасывающую линию с насосом марки 05-47 и 20ПРВ-60
соединяют специально разработанным накладным фланцем.
Расходы измеряют при помощи колен-расходомеров, уста-
навливаемых на напорных линиях при выходе их из насосной
станции.
Горизонтальные насосы марки НФ обычно размещают на
том же перекрытии, что и осевые, но они могут быть распо-
ложены и в помещении, где проходят всасывающие, линии
вертикальных насосов, если соблюдены требования СНиП
в части удобства обслуживания, возможности разборки и
сборки агрегата для ремонта или чистки без остановки со-
седних агрегатов. На всасывающих линиях горизонтальных
насосов устанавливают задвижки с ручным приводом, кото-
рые закрывают только при ремонте насосов. Задвижки на
напорной трубе и разделительные на «гребенке» устанавли-
вают с электроприводом. Это облегчает обслуживание.
Диаметры стальных напорных трубопроводов в пределах
станции принимают исходя из скорости воды в них 1,5—•
1,8 м/сек и больше. Чтобы уменьшить потери на местные со-
противления, на всасывающих и напорных линиях предусма-
тривают минимальное количество фасонных частей, а длину
переходов принимают не менее 1,5—2,0 большего диаметра.
Опускают и затем монтируют насосы и электродвигатели
в подземной части станции с помощью установленных там
мостовых кранов необходимой грузоподъемности. Насосы,
моторы, задвижки и вспомогательное оборудование подают
через люки, специально устроенные в нижерасположенных
перекрытиях. Чтобы шум меньше проникал в помещения,
размещаемые выше моторного зала, люки, как показала
практика, следует перекрывать легкими съемными щитами.
§ 5. АВТОМАТИЗАЦИЯ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ
Чтобы обеспечить надежность работы насосно-силового
оборудования, облегчить его эксплуатацию и повысить эконо-
мические показатели, на всех построенных и запроектирован-
ных насосных станциях Ленинграда предусмотрена автома-
тизация. Роль обслуживающего персонала при этом сводится
к периодическому осмотру аппаратуры, оборудования, вса-
сывающих и напорных линий, задвижек и линий электропи-
тания.
При автоматизации насосных станций предусматриваются:
1) автоматизация работы основных насосов — они вклю-
чаются и выключаются в зависимости от уровня воды в прием-
ном резервуаре, который контролируется при помощи мно-
готочечного реле уровня. Команда на включение насосов
дается контактами кулачкового переключателя. Настройку
61
замыкания контактов ведут при наладке станции. Насосы
включаются по кольцу — при необходимости начинает дей-
ствовать очередной, не работавший до этого насос;
2) автоматизация^работы задвижек на общем напорном
трубопроводе — при выходе из насосной станции двух трубо-
проводов и работе одного из них на сброс в водный проток
команда на закрытие или открытие задвижки зависит от ко-
личества работающих насосов;
3) автоматизация работы механизированных решеток —
включение происходит автоматически в зависимости от коли-
чества действующих насосов или через определенные проме-
жутки времени. Режим работы устанавливается при наладке;
4) автоматизация работы шиберов в камере перед стан-
цией. Команда на закрытие рабочего шибера дается при за-
полнении приемного резервуара до аварийной отметки. Если
за установлецное время шибер не закроется, то дается коман-
да на закрытие резервного шибера. Выбор рабочего и
резервного шиберов производится переключателем, устанав-
ливаемым на щите дежурного. На этом же щите осуществ-
ляется переключение управления с автоматического на ди-
станционное и местное;
5) автоматизация работы повысительных насосов, дре-
нажного насоса;
6) измерение уровня в приемном резервуаре;
7) измерение расхода воды;
8) сигнализация о работе районной станции на щит де-
журного главной станции;
9) защита агрегатов в тех случаях, когда им угрожает
опасность повреждения (при перегреве подшипников, пере-
грузке электродвигателя и т. п.).
К сожалению, на действующих насосных станциях пол-
ная автоматизация, предусмотренная проектами, еще не осу-
ществлена.
Одновременно с полной автоматизацией работы станции
предусматривается возможность дистанционного управления
со щита дежурного и местного — с панелей или шкафов управ-
ления работой основного оборудования (насосов, решеток,
шиберов перед станцией).
Ряд насосных станций, обслуживающих один район,
имеют центральный диспетчерский пункт, расположенный на
главной насосной станции, с которого в случае необходимости
можно изменить режим работы станций.
§ 6. СТОИМОСТЬ ПЕРЕКАЧКИ
Стоимость перекачки 1000 м3 сточных вод насосными стан-
циями в зависимости от производительности и напора состав-
ляет примерно от 5,08 до 5,80 руб,
62
Таблица 23
Годовые расходы по содержанию канализационных станций
Наименование затрат Единица измерения Главная насосная станция централь- ной части города Черноре- чёнская 1 Писка- ревская
Пропуск СТОЧНЫХ вод в сутки ТЫС. М3 475 91 60
I, Прямые расходы
Электроэнергия всего тыс. руб. 553,5 111,4 73,7
в том числе:
а) установленная мощность .... тариф на 1 ква . Общая стоимость б) Производственная электроэнергия . Общая стоимость Заработная плата произ- водственных рабочих Общая стоимость . . . Амортизационные от- числения Общая стоимость . . . ква руб. тыс. руб. кет • ч тыс. руб. руб. на 1000 м3 сточных вод тыс. руб. в % от строи- тельной стоимости тыс. руб. 5480 22 120,6 17316 432,9 140 24,2 4,64 106,2 1120 22 24,6 3470 86,8 380 12,6 4,64 25,5 740 22 16,3 2296 57,4 720 15,7 4,64 13,5
Итого тыс. руб. 683,9 149,5 j 102,9
II. Цеховые расходы В % ОТ прямых расходов 20,3 21,0 21,4
Общая стоимость . . . тыс. руб. 138,8 31,4 22,0
III. Общезаводские расходы В % ОТ прямых расходов 8,6 5,2 2,2
Общая стоимость . . . тыс. руб. 58,8 7,8 2,3
Всего тыс. руб. 881,5 188.7 127,2
Стоимость перекачки 1000 м3 сточных вод руб. 5,08 5,66 5,80
63
В табл. 23 приведены суммы годовых расходов по содер-
жанию трех характерных станций — главной насосной станции
центральной части города, Чернореченской и Пискаревской.
§ 7. ПРИМЕРЫ НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ
Насосные станции размещаются в круглом подземном зда-
нии, разделенном на отделение решеток и насосное помеще-
ние поперечной стенкой (примерно посередине). Станции та-
кого типа, как правило, имеют наземную одноэтажную часть
(круглую или прямоугольную в плане). Примером ' может
служить Чернореченская насосная станция (рис. 15).
Наиболее крупная — Главная насосная станция централь-
ной части города производительностью 850 м3/сутки — отли-
чается тем, что насосный зал размещен в середине подземной
части между двумя отделениями приемного резервуара, а на-
земная часть выполнена двухэтажной (рис. 14). По этому
типу проектируется и Правобережная насосная станция про-
изводительностью 350 м31сутки.
Представляют особый интерес две насосные станции — на
набережной р. Мойки, не имеющая наземной части, и проек-
тируемая Главная насосная станция южной части города.
Насосная станция на набережной р. Мойки
Насосная станция на набережной р. Мойки (рис. 16) пред-
назначена для перекачки бытовых и дождевых сточных вод
с частичным сбросом их смеси в р. Мойку при расчетных
дождях. Из-за отсутствия площади для размещения станции
сооружение ее было предусмотрено непосредственно под
Рис. 16. Насосная станция на набережной р. Мойки
а — расположение входа в станцию; б —план подземной части; в, г —разрезы
3 Зак. 918
65
проезжей частью набережной р. Мойки, а вход организован а
территории двора прилегающего здания. Значительная глу-
бина станции позволила разместить в подземной части — на
перекрытиях, расположенных выше моторного зала, все вспо-
могательные помещения, высоковольтное распределительное
устройство, вентиляционные камеры и т. д.
Станция оборудована двумя насосами 6НФ, двумя —
8НФ и одним 16-ФВ-18. Перекачка расхода бытовых сточных
вод, достигающего в максимальный час 300 л/сек, осуществ-
ляется насосами марки 6НФ. При дожде по мере увеличения
притока в работу включаются сначала один, а затем второй
насосы 8НФ. При дальнейшем увеличении притока вклю-
чается насос 16-ФВ-18 и выключаются все работающие гори-
зонтальные насосы. При таком режиме в нижележащий кол-
лектор будет перекачиваться 1000 л!сек.
В случае поступления расхода более 1000 л!сек вновь
начнут включаться горизонтальные насосы, работающие на
сброс в р. Мойку. Переключение горизонтальных насосов с
одного трубопровода на другой происходит автоматически
путем закрытия их открытия соответствующих задвижек на
напорной гребенке,'расположенной внутри станции. По мере
уменьшения притока на станцию дождевых вод из работы
выключаются горизонтальные насосы, а затем вертикальный.
В мокром отделении установлены 2 механизированные ре-
шетки ленинградского типа с прозорами 20 мм. Отбросы, за-
держиваемые решетками, подаются непосредственно в дро-
билку, без промежуточного накопительного стола.
Станция получает электроэнергию от двух разных транс-
форматорных подстанций с автоматическим переключением
питания с одного фидера на другой в случае аварии на рабо-
чем фидере. В шахте перед станцией установлены 2 щитовых
затвора, обеспечивающих частичное или полное закрытие
подводящего коллектора.
Отопление станции комбинированное: зимой от котельной,
обслуживающей прилегающие здания, а летом — электри-
ческое.
Проектируемая Главная насосная станция
южной части города
Для подъема сточных вод, поступающих на очистные соору-
жения южной части города, предусматривается устройство на-
сосной станции (рис. 13) производительностью 1,5 млн. м31сут-
ки. Минимальный приток на станцию в сухую погоду соста-
вляет 10,9 м^сек и максимальный 20,0 м3!сек. Во время дождя
насосная станция должна перекачивать суммарный расход
30 м?1сек. Диаметр подводящего коллектора к станции 4,7 ле,
глубина его заложения 31,8 м.
66
В связи с тем что в настоящее время промышленность не
выпускает канализационные насосы с необходимыми пара-
метрами (Q = 6 л?/се/с и Н = 55ч-60м), намечено оборудо-
вать' станцию водопроводными насосами марки 52В-17, кото-
рые с некоторыми конструктивными изменениями могут быть
использованы для перекачки сточных вод. В сухую погоду
в работе будут находиться от'двух до четырех насосов произ-
водительностью 6000 л/сек в зависимости от величины притока
сточных вод; а во ъремя дождя — 5 насосов и один в резерве.
В случае увеличения притока свыше 30 м31 сутки наме-
чается прикрытие щитов в приемо-аварийной камере. Приток
30 м3/сек соответствует заполнению коллектора на 0,7 диа-
метра. Остающаяся свободной его емкость, равная 9500 л/3,
дает возможность в течение некоторого времени в зависи-
мости от интенсивности притока аккумулировать сточные
воды в коллекторе.
Насосная станция решена круглой в плане с внутренним
диаметром 45 м, с размещением машинного зала внутри стан-
ции. При таком решении возможно деление резервуара на
2 равные части, что обеспечивает возможность ремонта или
осмотра как самого резервуара, так и всасывающих линий
насосов без прекращения работы станции.
Благодаря постепенно уменьшающейся ширине резервуа-
ра (10 м в начале и 4 м в конце) обеспечиваются одинако-
вые скорости подхода воды к насосам. Все напорные трубо-
проводы размещены в одной шахте, расположенной в центре
насосного зала.
В отделении решеток, непосредственно в резервуаре, раз-
мещается приемная камера, в которой устанавливаются 4 за-
порных щита. Эти щиты служат для полного отключения
станции (в случае ее обесточивания) и одновременно для от-
ключения решеток, так как они устанавливаются на входных
отверстиях каналов четырех механизированных решеток. Ем-
кость резервуара составляет примерно 3500 м3 и соответ-
ствует 10-минутной работе одного насоса при его максималь-
ной производительности.
Практика проектирования крупных насосных станций по-
казала, что емкость резервуара обычно определяется кон-
структивно. Регулирующей является емкость подводящего
коллектора.
Четыре механизированные решетки имеют прозоры 100 мм.
Отбросы, задержанные на них, предполагается дробить и
сбрасывать в резервуар станции, а те, которые не поддаются
дроблению, будут собираться в контейнер и затем транспор-
тироваться на свалку.
Предусматривается устройство телевизионной установки,
при помощи которой диспетчер сможет наблюдать за работой
решеток.
8*
67
На напорных линиях устанавливаются электрифицирован-
ные задвижки с электроприводами. Ось насоса расположена
на 2,0 м ниже дна подводящего канала. Вызвано это тем,
что для запуска насоса уровень воды в резервуаре должен
быть на 1,8—2,0 м выше оси насоса.
Сечение всасывающей линии насоса, на входе прямоуголь-
ное 3X3 м, далее уменьшается и переходит к круглому.
В месте присоединения к насосу имеет диаметр 1,2 м. Всасы-
вающие линии располагают в подвале под насосным залом.
Для обслуживания электродвигателей и подачи насосов
в насосный зал через монтажные проемы в полу моторного
зала проектом предусмотрен электрический кран грузоподъ-
емностью 30 т. Кран располагают в моторном зале, и, так
как движение его осуществляется по кольцевым рельсам, хо-
довую часть крана переделывают.
ГЛАВА IV
СТРОИТЕЛЬСТВО КАНАЛИЗАЦИОННЫХ КОЛЛЕКТОРОВ
ЗАКРЫТЫМ СПОСОБОМ (ЩИТАМИ) И СЕТЕВЫХ СООРУЖЕНИЙ
§ 1. ПРОХОДКА КОЛЛЕКТОРОВ ЩИТАМИ ДИАМЕТРОМ ДО 3,2 м
Инженерно-геологические условия
Значительная часть Ленинграда в современных его гра-
ницах расположена в пределах дельты реки Невы и приле-
гающей к ней Приневской низменности. Общая мощность
толщи четвертичных отложений на этой территории состав-
ляет 25—30 м и более. В эту толщу входят ледниковые, озер-
но-ледниковые, послеледниковые и_ современные отложения.
Ледниковые морены в основном сложены суглинками, в кото-
рых встречаются линзы песков и супесей и в большом коли-
честве валуны. Озерно-ледниковые отложения представлены
ленточными или слоистыми глинами и суглинками, а также
супесями и песками. Послеледниковые отложения состоят из
мелкозернистых и тонкозернистых пылеватых песков и пыле-
ватых супесей. Современные отложения включают торф (бо-
лотный слой) и насыпные грунты (культурный слой). Для
всей четвертичной толщи характерны большая пестрота и ча-
стая перемежаемость различных грунтовых слоев со значи-
тельным изменением их мощности.
Грунтовые воды залегают вблизи водных протоков на глу-
бине 2—3 л/, а вдали от них — на глубине 1—1,5 м. Водона-
сыщенные пылеватые супеси и тонкозернистые пески яв-
ляются грунтами плывунного характера. Водоотдача этих
грунтов незначительна. Коэффициенты фильтрации супесей
0,01—0,5 м!сутки, тонкозернистых песков — 0,1—2,0 м/сутки.
Четвертичные отложения подстилаются кембрийскими ла-
минаритовыми глинами, мощность слоя которых доходит до
100 м и более. Кембрийские глины находятся, как правило,
в переуплотненном состоянии (структурный объемный вес
2,05—2,20 а/сл/3), влажность их равна 12—16%. Модуль упру-
гости вдоль слоев 20 000 кг/см2, поперек слоев — 4500 кг!см2.
Кембрийские глины практически устойчивы в горных
выработках (выработка круглого сечения диаметром 5 м
может простоять без отслаивания 20—25 часов). Кровля
69
кембрийских глин в пределах, города весьма неровна. Встре-
чаются ее понижения в виде долин глубиной 30—50 м.
При проектировании и строительстве закрытым способом
в Ленинграде тоннелей метрополитена и канализационных
коллекторов были приняты принципиально различные техни-
ческие решения. Тоннели метрополитена сооружаются щита-
ми большого диаметра исключительно в кембрийских глинах;
только выходы линий на поверхность и эскалаторные тоннели
прорезают толщу неустойчивых четвертичных отложений. Та-
кое решение позволило полностью механизировать разработ-
ку грунта и практически исключить осадки поверхности и по-
вреждения зданий при проходке перегонных тоннелей метро-
политена. Все канализационные, коллекторы, построенные в
Ленинграде до 1970 г. закрытым способом, пройдены в преде-
лах четвертичных отложений на глубине 6—20 м. Для про-
ходки в таких условиях применяются только немеханизиро-
ванные щиты.
Щиты и другое проходческое оборудование
Строительство коллекторов закрытым способом в Ленин-
граде было начато в 1949 г. Были изготовлены немеханизиро-
ванные щиты, отличавшиеся по основным параметрам и не-
которым деталям конструкции от применявшихся к тому вре-
мени в Москве, где строительство коллекторов закрытым спо-
собом было начато еще в 1937 г. (см. [12; 13]). Сейчас, когда
накоплен значительный опыт применения щитов малых диа-
метров, можно считать, что не все щиты, изготовленные в пер-
вые годы строительства в Москве и Ленинграде, имели опти-
мальные параметры.
Основные параметры проходческих щитов должны учиты-
вать два противоположных требования: ширина кольца об-
делки тоннеля должна быть как можно больше, а общая дли-
Проходческие щиты диаметром до
Диаметры в мм Длина в мм
наружный внутренний в пределах хвостовой части режущей части оцорной части хвостовой части общая
всего в том числе свободная
2150 2610 3230 3230 ** 2118 2570 3180 3180 940 780 880 920 865 1040 925 1240 965 1170 965 1450 700 840 , 635 1120 2770 2990 2770 3610
♦ Данные, приведенные в скобках, относятся к проектируемым домкратам для тех
♦* Проектируется.
70
на щита — как можно меньше, что необходимо для обеспече-
ния его маневренности. Маневренность щита определяется
отношением его длины к диаметру, поэтому обеспечение ма-
невренности особенно сложно для щитов малых диаметров.
Длина опорной и хвостовой части щита и соответственно его
общая длина определяются принятым ходом штока щитовых
домкратов. Наибольшая возможная ширина кольца обделки
зависит от хода штока домкратов и от конструкции обделки.
Так, при обделке из клиновидных блоков или тюбингов ши-
рина кольца должна быть примерно в 1,5 раза меньше хода
штока домкрата.
По имеющемуся опыту, маневренность щита обеспечивает-
ся при отношении его длины к диаметру, равном не более
1,2—1,3. Первый щит, изготовленный в Ленинграде, диамет-
ром 2,47 м вполне соответствовал указанному требованию
[9]. Коэффициент маневренности этого щита 1,12, ход штока
домкрата — 520 мм, возможная при этом ширина кольца
обделки из клиновидных блоков — до 350 мм. Домкраты от
этого щита были применены также в щитах диаметром 1,88 и
3,23 м. Унификация домкратов была удобна, но привела к от-
ступлению от оптимальных параметров щитов и обделки
(очень измельчена обделка к щиту диаметром 3,23 м).
В 1962—1967 гг. был установлен унифицированный типо-
размерный ряд, включающий пять диаметров щитов: 2,1; 2,6;
3,2; 4,0 и 5,2 м, что соответствует параметрическому ряду
условных диаметров коллекторов: 1,8; 2,25; 2,8; 3,55 и 4,5 м.
Унификация диаметров имеет большое значение для даль-
нейшего усовершенствования конструкций щитов, поскольку
ранее принимавшиеся размеры щитов, как московской, так и
ленинградской конструкции, в общем случайны.
Данцые о проходческих щитах, применяемых в настоящее
время в Ленинграде, приводятся в табл. 24. Щиты диамет-
рами 2,15 и 2,61 м применяются вместо щитов диаметрами
3,23 м, применяемые в Ленинграде *
Таблица 24
Коэффициент маневренности Щитовые домкраты
количество в шт. расчетное давление жидкости в ати усилие одного домкрата в т суммарное усилие в т ход штока
1,29 12 250 40 480 520
1,15 12 250 40 480 665
0,86 20 200 (250) 28 (40) 560 (800) 520 (550)
1,12 18 250 40 720 92Q
же щитов.
1,88 м (с 1962 г.) и 2,47 м (с 1966 г.). Размеры щита диамет-
ром 2,15 м представляются вполне оптимальными. Щиты диа-
метром 3,23 м намечено модернизировать, увеличив ход штока
домкрата до 92 см, что позволит довести ширину кольца об-
делки до 600 мм.
Щиты всех диаметров не имеют козырьков в режущей ча-
сти. Отверстие в диафрагме между режущей и опорной ча-
стью щита может быть при проходке в неустойчивых породах
частично перекрыто съемными металлическими шандорами,
которые устанавливают горизонтально поперек отверстия.
Болтовые отверстия для закрепления шандор расположены
по окружности на одинаковых расстояниях. Это позволяет при
повороте щита вокруг продольной оси сохранить горизонталь-
ное положение шандор. При остановках щита забой закреп-
ляется шандорами наглухо. Крепление забоя шандорами
вместо применения забойных домкратов оказалось достаточно
удобным.
В хвостовой части щитов смонтированы дуговые укладчи-
ки; сборка элементов обделки в кольцо механизирована. В от-
личие от эректоров и укладчиков других конструкций, дуговые
укладчики оставляют свободным пространство в середине
щита. Для щитов малых диаметров это очень важно. Тюбинги
с вагонеток разгружают гидроподъемниками.
Отвозят грунт и доставляют тюбинги при проходке щи-
тами диаметром 2,61 и 3,23 м с помощью малогабаритных ак-
кумуляторных электровозов (ширина колеи 600 мм). С 1970г.
применяется также электровоз «Муравей» (ширина колеи
400 мм) для механизации откатки при проходке щитами диа-
метром 2,15 м.
Тюбинги разгружают с автомашин и подают к шахтному
стволу с помощью тельферных эстакад. Спуск тюбингов
в шахту и подъем бадей с грунтом ведут обычно с помощью
крана-укосины. Для погрузки грунта в автосамосвалы уста-
навливаются бункера. Наряду с кран-укосинами применяют
также шахтные одноклетевые подъемники (облегченный ва-
риант шахтного подъемника Метростроя), которые обычно
устанавливают при проходке двумя щитами из одной базовой
шахты. Но производительность клетевого подъема исполь-
зуется только частично.
Для погрузки грунта в вагонетки применяют предщитовые
площадки с транспортерами.
Площадки с закрепленными на них стрелочными перево-
дами для разминовки вагонеток на практике вполне себя
оправдали. Транспортеры же оказались удобными только при
разработке сухих, неналипающих грунтов, что в ленинград-
ских условиях встречается редко. Не вполне подходящими
при налипающих грунтах оказались и металлические бункера
с питателями.
72
В ближайшие годы намечено вместо подъемников с бун-
керами применить опрокиды для вагонеток (по опыту мо-
сковского треста горнопроходческих работ). Для эксплуата-
ции такого устройства в зимних условиях потребуется соору-
дить на шахтных площадках утепленные сараи для отстоя ва-
гонеток с грунтом в ожидании автомашин.
Обделка коллекторов
В первые годы строительства коллекторов в Ленинграде
щитами диаметром 2,47 и 1,88 м первичная обделка (чугун-
ные тюбинги, позже — деревянные сегменты, железобетонные
Рис. 17. Железобетонный тюбинг сборной обделки к щитам диаметром
2,61 м
По ПНИ
блоки без связей между ними) обязательно дополнялась вну-
тренней железобетонной или бетонной рубашкой.
Для коллекторов, сооружаемых щитами диаметром 3,23 л/,
была применена обделка из железобетонных тюбингов кли-
новидной формы со связями растяжения между кольцами.
При такой обделке вместо устройства внутренней железобе-
тонной рубашки выполняется торкретирование внутренней по-
верхности коллектора, а для повышения сопротивления
истиранию — железобетонный лоток. Данных о фактической
истираемости построенных в Ленинграде коллекторов нет.
Можно предполагать, что при скоростях 1—2 м/сек истирае-
мость лотков невелика. Обделка из железобетонных тюбингов
применяется в настоящее время при строительстве коллекто-
ров щитами всех диаметров (см. табл. 25). Конструкция тю-
бинга показана на рис. 17, общий вид собранной обделки —
73
______Обделка коллекторов_______________
Сборная обделка из жезезобетонных тюбингов
Таблица 25
Наруж- ный диа- метр D, мм Наруж- ный диа- метр . обдел- ки и допус- ки в мм Толщи- на об- делки и до- пуски в мм Внутренний диаметр в мм Шири- на коль- ца Ъ в мм b D Количество тю- бингов в' шт. Объем 1 тю- бинга в м* Вес 1 тю- бинга в кг Объем тюбингов на 1 пог. м тоннеля в м3
теоре- тиче- ский с учетом эллиптич- . ности в коль- це на 1 пог. м тон- неля
вертикаль- ный горизон- тальный
2150 2094^|0 157J5 1780 1740-1760 Применяется 17,2 0,052 130 0,88
1800-1820 350 0,163 6
2610 2550^6° 15otf 2250 2200 -2230 2270-2300 450 ОД 72 6 13,3 0,082 205 1,10
3230 31541б° !92^з 2770 2700-2750 2800 -2850 350 0,108 10 28,6 0,059 148 1,69
3230 3160^6° I 170^3 1 | 2820 | 1 - 1 Проектируется 600 | 0,185 | 6 1 1 10,0 | 0,153 | 383 | 1,53
Наруж- ный диа- метр D, мм Конструкция и размеры коллектора
При торкретировании внутренней поверхности и устройстве железобетонного лотка При устройстве внутренней железобетонной рубашки
Толщина торкрета или штукатурки в мм Толщина лотка в мм Внутренний диаметр в мм
теоретический с учетом эллиптичности и отклонений в профиле
вертикальный горизонтальный вертикальный горизонтальный толщина рубаш- ки в мм внутренний диа- метр в мм
2150 30 1630 1720 1550-1650 1740-1760 140 1500
2610 50 120—50 2080 2150 ' 2000-2100 2170-2200 175 -200 1850-1900
3230 50 120t™ 2600 2670 2500—2600 2700 -2750 ' 185-235 2300 -2400
3230 — — __ — —
В осо^оРнеблагоприяИтныхВусловиях! железобетонные РУбашки в коллекторах, сооружаемых щитами диаметрами 2610 и 3230 мм, проектируются
на рис. 18. Обделку к щитам диаметром 3,23 м намечено
укрупнить. Количество тюбингов в кольце будет уменьшено
до шести [14].
Поперечное сечение коллектора с обделкой из тюбингов
и с железобетонным лотком показано на рис. 19.
Шпильки с гайками для соединения колец между собой
практически применяются только при проходке в очень пла-
Рис. 18. Общий вид собранной об-
делки из железобетонных тюбингов
стачных грунтах или плыву-
нах. При сборке обделки в
более устойчивых породах
шпильки заменяют нагелями
из арматурной стали.
Несмотря на некоторые
несовершенства и даже про-
тиворечивость конструктив-
ных решений (теоретически
Рис. 19. Поперечное сечение
коллектора, сооружаемого щи-
том диаметром 2,61 м
1 — обделка из железобетонных тю-
бингов; 2— железобетонный лоток;
8 — торкрет
плохо увязываются между собой клиновидная форма тюбин-
гов и наличие связей между кольцами), применяемая в Ленин-
граде обделка может быть признана удовлетворительной для
проходки в неустойчивых грунтах.
Элементы обделки представляют собой нечто среднее ме-
жду блоками и тюбингами. Болтовые гнезда сравнительно не-
велики. Связи растяжения (болты) между тюбингами в коль-
це исключены, так как при затяжке таких болтов значительно
возрастает количество трещин в тюбингах. Зазор между со-
бранным кольцом и оболочкой щита принят минимальным —
2 см по диаметру, а при использовании установленных (и ре-
комендуемых) положительных допусков к размерам обдел-
ки— 1 см> вне зависимости от диаметра щита. Клиновидная
75
форма тюбингов и отсутствие связей в кольце обеспечивают
возможность некоторого разжатия собранного кольца в пре-
делах и за пределами хвостовой части щита.
При разжатии кольцо обделки за пределами оболочки
щита принимает форму эллипса. Степень эллиптичности зави-
сит от многих причин и больше всего — от упругого отпора
грунта по контуру обделки. В слабых породах упругий отпор
невелик, и разность между горизонтальным и вертикальным
диаметрами достигает (при проходке щитами диаметром
3,23 ж) 100—120 жж и больше.
Основная цель применения сложной в изготовлении об-
делки из железобетонных тюбингов — исключить устройство
внутренней железобетонной рубашки — достигнута только при
проходке коллекторов диаметром 2,61 ж и более. До 1970 г.
построено без устройства железобетонных рубашек около
25 км коллекторов щитами диаметром 3,23 ж и 4 км — щитами
диаметром 2,61 ж.
При проходке щитами диаметром 2,15 ж вместо торкрети-
рования свода выполняется только штукатурка, так как диа-
метр коллектора 1,8 ж недостаточен для организации работы
по торкретированию. В связи с меньшей, надежностью и долго-
вечностью штукатурки по сравнению с торкретом такая кон-
струкция выполняется только на участках коллекторов, прой-
денных в особо благоприятных геологических условиях (в
устойчивых тугопластичных суглинках). В большинстве слу-
чаев в коллекторах этого диаметра по-прежнему устраивается
внутренняя бетонная рубашка. Применение при этом дорого-
стоящей обделки из тюбингов только в качестве первичной
недостаточно оправдано.
Обделка ленинградской конструкции успешно применена
в Киеве и в некоторых других городах, а также для строи-
тельства труб под железнодорожными насыпями *.
Не найдены до сих пор удовлетворительные решения по
гидроизоляции обделки.
Железобетонные тюбинги изготавливаются из гидротехни-
ческого бетона марки 400 по прочности и В-4 по водонепро-
ницаемости. Намечено организовать проверку водонепрони-
цаемости готовых тюбингов на специальном стенде (рис. 20).
Конечно, появление даже небольших трещин при сборке об-
делки и обжатии ее щитовыми домкратами снижает водо-
* В Киеве (ССУ-4 треста Киевподземдорстрой-1 Главкиевстроя) вме-
сто устройства внутренней бетонной рубашки в коллекторе устанавли-
вают круглые железобетонные кольца заводского изготовления внутренним
диаметром 1,5 м и длиной 2,5 м. Зазор между обделкой и кольцами, за-
меняющими монолитную рубашку, заполняют раствором с помощью на-
гнетателя.
Такую конструкцию коллектора нужно признать исключительно удач-
ной и долговечной.
76
непроницаемость тюбингов. Но наиболее уязвимыми остаются
стыки между тюбингами. Изоляция их мастикой на битумной
основе в Ленинграде не применяется.
Гидроизоляция первичной обделки сводится к чеканке
швов цементом. В относительно благоприятных геологических
условиях (при проходке в моренных суглинках и глинах)
этого оказывается достаточно, и достигается практически во-
донепроницаемость обделки.
а) б)
Рис. 20. Стенд конструкции треста Ленинградоргстрой для испытания
железобетонных тюбингов на водонепроницаемость
а —стенд, тюбинг и траверсы для зажима тюбинга (по контуру плиты стенда уложен
резиновый уплотнительный жгут); б — тюбинг, установленный для испытания
При проходке в водонасыщенных супесях и особенно в пе-
сках водонепроницаемость обделки коллектора обеспечи-
вается только устройством внутренней железобетонной (или
бетонной) рубашки и в общем весьма относительна.
Во многих случаях работы по устройству внутренней ру-
башки выполнялись под сжатым воздухом. Это свидетель-
ствует о неудовлетворительности гидроизоляции первичной
обделки. При сдаче коллекторов в эксплуатацию допусти-
мость протечек оценивается применительно к нормам СНиП
Ш-Г. 4-62, п. 6.24, что не способствует повышению требова-
тельности к качеству гидроизоляционных работ (так, допусти-
мое поступление воды в коллектор диаметром 2,6 м составляет
120 м3/сутки на 1 км).
Особенности строительства коллекторов
в Ленинграде
Значительную часть построенных в Ленинграде закрытым
способом коллекторов составляют перехватывающие самотеч-
ные канализационные коллекторы вдоль водных протоков.
77
Большинство набережных сравнительно нешироки. На набе-
режных шириной 10—18 м коллекторы прокладываются в не-
посредственной близости как от сплошной многоэтажной за-
стройки (на расстоянии 5—8 м), так и от края набережной
(5—6 м). При необходимости следовать за поворотами набе-
режных коллекторы прокладываются по кривым радиусом
50—75 м, а в некоторых случаях — радиусом 15—30 м. Пово-
роты по кривым малых радиусов позволяют в некоторых слу-
чаях уменьшить число шахт.
Трасса коллектора по застроенной территории намечается
с обходом наиболее крупных зданий. Зазор между оболочкой
щита и обделкой не превышает 1—2 см. Поэтому осадки при
проходке сравнительно невелики, несмотря на отсутствие на-
гнетания за обделку, которое в Ленинграде практически не
применяется. Это объясняется затруднениями с размещением
растворонагнетателей при внутреннем диаметре тоннеля
1,8 м (при проходке щитами диаметром 2,15 м), неэффектив-
ностью нагнетания при проходке в слабых грунтах (особенно
плывунах), осадка которых происходит сразу же за щитом.
К сожалению, не производится нагнетание за обделку и при
проходке щитами диаметром 2,61 и 3,23 м в устойчивых туго-
пластичных суглинках.
Затраты на ремонт поврежденных зданий и сооружений
предусматриваются в размере 1% от стоимости работ, что
в большинстве случаев оказывается достаточным.
При строительстве в центральной части города в отдель-
ных случаях требовались совершенно необычные решения по
трассировке коллекторов. Например, прокладывался коллек-
тор вдоль одной из рек. Проходка по набережной вблизи од-
нопролетных мостов, непосредственно под их устоями, привела
бы к односторонней осадке этих мостов. Их конструкция до-
пускала только равномерную осадку всего моста. Было ре-
шено пройти под руслом реки посредине мостов, а на смеж-
ных с этими мостами участках — вдоль набережных со сто-
роны реки, в том числе на поворотах реки — по хордам, что
позволило увеличить расстояние от оси тоннеля до зданий до
14—20 м при ширине набережных 10—12 м (см. рис, 21). Для
присоединения к коллектору канализационных выпусков были
построены поперечные штольни.
Проходка коллекторов в неустойчивых водонасыщенных
грунтах, в том числе вдоль набережных рек и каналов, вы-
полняется под сжатым воздухом (горизонтальный кессон).
Проходка под кессоном составляет 70—80%’ к общему объему
строительства коллекторов в Ленинграде. При избыточном да-
влении в кессоне до 1—1,3 ати скорость проходки практически
такая же, как и без кессона, — в среднем 70—80 м в месяц,
на отдельных участках до 100—150 м в месяц. Проходка под
кессоном успешно применяется в водоносных пылеватых
78
супесях (плывунах) и в ленточных суглинках. При этом в связ-
ных пластичных породах избыточное давление воздуха повы-
шает устойчивость грунтов в забое.
Для проходки под кессоном в коллекторе устраиваются
совмещенные шлюзовые камеры с аварийным отделением для
выхода рабочих из кессона. Длина шлюзовой камеры 7,5 м,
аварийного отделения — 4 5 м. Шлюзовые перемычки толщи-
ной 0,6—1,0 м выполняются из монолитного бетона. Для вы-
вода щитов из шахт под кессоном применяются верти-кальные
шлюзовые аппараты. Применявшийся ранее однокамерный
шлюзовый аппарат не обеспечивал возможности выхода ра-
Рис. 21. Схема трассировки коллектора вдоль водного протока в за-
строенной части города
бочих из кессона во время шлюзования. В 1968 г. изготовлен
двухкамерный шлюзовый аппарат с отдельными людским и
материальным шлюзами.
Расход сжатого воздуха на кессонные работы в среднем
составляет 15—25 м2)мин на один забой.
Установленные СН 322—65 допуски по продольному про-
филю коллектора, как правило, соблюдаются, а лоток в кол-
лекторе выполняется по проектному уклону, что дополнитель-
но несколько увеличивает эллиптичность сечения коллектора
на отдельных участках. При проходке в неблагоприятных ус-
ловиях встречаются понижения продольного профиля коллек-
тора более допускаемых. Обычно такие понижения остав-
ляются без переборки свода, а лоток выполняется строго по
проектным отметкам.
Стоимость щитовой проходки коллекторов в Ленинграде
сравнительно велика. Например, стоимость 1 км коллектора,
сооружаемого щитами диаметром 3,23 м, включая стоимость
шахт, переключений канализационных сетей и временных со-
оружений, составляет в зависимости от геологических условий
от 700 тыс. руб. (при проходке без кессона) до 1000 тыс. руб.
79
(в случае проходки с горизонтальным кессоном при давлении
до 1,7 ати)*.
Необходимость проходки под сжатым воздухом при избы-
точном давлении более 1,7 ати или замораживания грунтов
на отдельных участках удорожает стоимость 1 км коллектора
в 1,2 — 1,5 раза.
§ 2. ПУТИ УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ЩИТОВОЙ ПРОХОДКИ
Строительство канализационных коллекторов в Ленингра-
де в ближайшее десятилетие должно вестись в основном в се-
верной части города, где инженерно-геологические условия
неблагоприятны (мощность водонасыщенных песков достигает
нескольких десятков метров). Проходка под кессоном будет
возможна не везде. Предстоит построить коллекторы боль-
шого сечения (диаметром до 4,5 м) и значительной протяжен-
ности (до 25 км), в том числе по застроенным набережным.
Это определяет основные проблемы по дальнейшему усовер-
шенствованию щитовой проходки коллекторов:
а) усовершенствование конструкции и обеспечение водо-
непроницаемости обделки при проходке в водонасыщенных
песках;
б) внедрение безосадочных методов проходки;
в) механизация разработки грунта;
г) внедрение проходки с водопонижением и разработка
щитов специальной конструкции для бескессонной проходки
в водонасыщенных песчаных грунтах.
Наиболее эффективным решением одновременно первых
двух задач является проходка с устройством обделки из прес-
сованного бетона. Такая проходка щитом диаметром 4,1 м
с применением переставной опалубки успешно осуществлена
в Москве [15]. Намечено йспользовать этот опыт и в Ленин-
граде. В 1970 г. в Ленинграде выполнена проходка опытного
участка щитом диаметром 2,15 м (рис. 22).
Водонепроницаемость сборной обделки практически до сих
пор не достигнута.
Наиболее сложны работы по механизации разработки
грунта в щите. Существующие механизированные щиты раз-
личных диаметров успешно применяются только в относи-
тельно благоприятных и однородных грунтовых условиях —
устойчивых глинах небольшой влажности, сухих песках. При
налипающих грунтах эти щиты применены быть не могут. На-
мечено применить на отдельных участках для проходки кол-
лекторов в песках (под кессоном или при водопонижении)
механизированный щит диаметром 2,1 м конструкции
* В сметных ценах 1955 г.
80
ЦНИИПодземшахтостроя[16], а при проходке низовых участ-
ков коллекторов в кембрийских глинах — механизированные
щиты Ленметростроя и Киевметростроя [17; 18].
Разработка конструкции механизированных щитов для
проходки в неоднородных и неблагоприятных грунтовых
Рис. 22. Щит диаметром 2,15 м для проходки с устройством обделки из
прессованного бетона
1 — бетоновод; 2 —прессующее кольцо; 3 — переставная опалубка; 4 — тележка и гидро-
домкрат для перестановки опалубки; 5 —обделка из прессованного бетона
условиях, в том числе для бескессонной проходки в водонасы-
щенных песчаных грунтах, представляет сложную задачу, ко-
торая может быть решена только при организации в большом
объеме опытных работ.
§ 3. ШАХТЫ И БУРОВЫЕ СКВАЖИНЫ НА КОЛЛЕКТОРАХ.
КОНСТРУКЦИЯ ПЕРЕПАДОВ
Шахты, сооружаемые для спуска и подъема проходческих
щитов и для строительства коллекторов, в дальнейшем ис-
пользуются для подключения притоков к коллекторам и для
доступа в коллектор при его эксплуатации. В последние годы
шахты оборудуются также для сброса снега в наиболее круп-
ные коллекторы.
Для сооружения стволов шахт обычно используются тю-
бинги тоннелей метрополитена. Наружный диаметр шахтного
створа из тюбингов перегонных тоннелей равен 5,5 м, внут-
ренний— 5,1 м. Шахтные стволы такого размера сооружаются
также из специальных элементов сборной железобетонной
крепи (высота кольца 1 л/, в кольце 6 одинаковых элементов).
Обычно в стволе сооружается также внутренняя бетонная или
железобетонная рубашка толщиной 15—20 см.
В стесненных условиях, когда шахты указанного размера
не могут быть размещены без значительных перекладок
1/24 Зак. 918
81
существующих подземных коммуникаций, строятся шахты
меньшего размера из монолитного железобетона.
В некоторых случаях (узлы слияния или переключения
крупных коллекторов, шахты для подключения очень крупных
притоков) шахтные стволы сооружаются из тюбингов станци-
онных тоннелей метрополитена, имеющих наружный диаметр
8,5 м и внутренний — 7,8 м.
Выбор мест для шахт на застроенной территории — один из
наиболее сложных вопросов проектирования коллекторов.
У базовых шахт должны быть размещены площадки для
склада элементов обделки и других материалов, тельферная
эстакада для разгрузки тюбингов, бункер для погрузки грун-
та в автомашины, душевая для рабочих, кессонный здрав-
пункт, компрессорная станция и другие сооружения. Поэтому
базовые шахты размещаются там, где находится место для
большой строительной площадки. При возможности из таких
шахт проходка ведется в обе стороны.
Шахты для подъема щитов на поверхность могут быть
размещены в более стесненных условиях. Как правило, шахты
при этом располагаются там, где должны быть приняты в кол-
лектор крупные притоки, т. е. на углах улиц или вблизи них.
Горный способ сооружения шахт с подведением колец об-
делки снизу при строительстве коллекторов в Ленинграде до
1970 г. не применялся. В большинстве случаев шахты соору-
жаются с ограждением металлическим шпунтом или с приме-
нением искусственного замораживания грунтов. Грунт разра-
батывается сразу на полную глубину, с установкой временных
креплений, а постоянная крепь собирается снизу вверх. При
строительстве шахт глубиной 15—25 м часто применяется
смешанный способ: на глубину 8—12 м шахтный ствол соору-
жается указанным способом, а далее — опускным с постепен-
ным наращиванием ствола сверху.
Для установки на шахтах вертикальных шлюзовых аппа-
ратов устраиваются перекрытия, рассчитанные на давление
сжатого воздуха в кессоне. Вертикальные усилия передаются
перекрытиями через железобетонные рубашки на днища шахт.
Днища, рубашки и перекрытия образуют внутри шахты кес-
сонный «барабан».
На шахтах диаметром 5,5/5,1 м шлюзовые аппараты уста-
навливаются у поверхности земли, и кессонный «барабан»
устраивается на всю глубину шахты. Шлюзовые аппараты
устанавливаются на специальной металлической плите с дву-
мя круглыми отверстиями диаметром 1400 мм. Металлическая
плита закрывает отверстие в железобетонном перекрытии
размером 1500'X 3835 мм, достаточное для спуска или подъе-
ма по частям сборно-разборных проходческих щитов диамет-
ром до 3,23 м. В перекрытии устраивается еще одно отвер-
стие размером 600 X 1750 мм для спуска кессонных дверей
82
ПоН
Рис. 23. Оснащение шахтного ствола диаметром 8,5 м для
вывода щитов под кессоном
/—кессонное перекрытие; 2 — отверстия диаметром 1400 мм и закладные
части для установки вертикального шлюзового аппарата; 3 — отверстия
для установки стояков при размещении в шахте водобойно-перепадных
устройств; 4 — железобетонная рубашка; 5— железобетонное днище
Рис. 24. Перепад высотой 10 м в шахте диаметром 5,5 м
/ — чугунный стояк диаметром 500 ММ’, 2 —водобойный колодец
горизонтальных шлюзовых камер, также закрываемое ме-
таллической плитой.
В шахтах диаметром 8,5/7,8 м шлюзовые аппараты уста-
навливают внутри шахтного ствола, а железобетонные пере-
крытия выполняют только, с двумя отверстиями диаметром
1400 мм ряя. установки шлюзовых аппаратов. Это позволяет
делать перекрытия безбалочными, что более просто. При этом
проходческие щиты и кессонные двери заранее опускают в
шахту. Кессонное перекрытие шахты диаметром 8,5/7,8 м по-
казано на рис. 23.
В шахтах размещают перепады для присоединения прито-
ков к коллектору. Наиболее распространенная конструкция
перепада — вертикальный стояк и прямоугольный водобойный
колодец, размещенные в шахте в стороне от коллектора. Пе-
репады высотой до 10—12 м осуществлены и эксплуатируются
84
(рис. 24). В ближайшее время будут построены перепады вы-
сотой до 17 м.
Большой практический интерес представляет ленинград-
ский опыт использования буровых скважин для устройства
присоединений к коллекторам. Это позволило значительно
уменьшить количество шахт на коллекторах. Бурение сква-
жин ведется с опережающей забивкой стальных обсадных
труб. Для присоединения небольших притоков применяются
обсадные трубы диаметром 500 мм, в которых затем уста-
навливаются чугунные стояки диаметром 300 мм. Простран-
ство между трубами заполняется бетоном. Скважины устраи-
ваются непосредственно над коллектором. Буровые скважины
диаметром 500 мм используются также- для вентиляции при
проходке.
Для присоединения более крупных притоков пробури-
ваются скважины диаметром 1400 мм, внутри которых устраи-
вается железобетонная рубашка толщиной 100 мм, устанавли-
ваются стояки диаметром до 400 мм и лестницы для спуска
обслуживающего персонала. При необходимости установки
стояка диаметром 500 мм и более лестницы не устраиваются.
При больших расходах скважины пробуриваются рядом с
коллектором, а водобойный колодец размещается в короткой
штольне, присоединяемой к коллектору сбоку (рис. 25). Та-
кая конструкция более рациональна, она исключает передачу
вертикальной нагрузки на коллектор.
§ 4. ПЕРЕХОДЫ ПОД ВОДНЫМИ ПРОТОКАМИ
Одна из особенностей строительства канализации в Ленин-
граде заключается в необходимости многочисленных пересе-
чений коллекторами водных протоков, особенно в централь-
ной части города, прорезанной несколькими реками и кана-
лами.
Пересечение наиболее крупных водотоков — реки Невы и
ее рукавов — до сих пор не осуществлялось. В ближайшие
годы будет выполнено несколько таких пересечений — либо
самотечными коллекторами, прокладываемыми закрытым спо-
собом в устойчивых грунтах на значительной глубине, либо
с устройством на одном из берегов насосной станции и уклад-
кой поперек, реки напорных трубопроводов по типу обычных
водопроводных переходов.
Наиболее интересен и в известной мере своеобразен на-
копленный в Ленинграде опыт строительства переходов под
сравнительно небольшими водными протоками Большинство
этих переходов выполнено самотечными, дюкеры устраива-
лись только в отдельных случаях.
На низовых и средних участках крупных самотечных кол-
лекторов, сооружаемых закрытым способом, переходы под
85
водными протоками располагаются на сравнительно большой
глубине, и сооружение их не отличается от проходки смежных
участков коллекторов. При строительстве таких переходов
должны соблюдаться правила безопасности, относящиеся
к проходке подводных тоннелей. Так построены переходы под
многими реками и каналами при пересечении их несколькими
крупными коллекторами.
Рис. 26. Самотечный переход под водным протоком (проект)
/ — ограждение из металлического шпунта; 2 — чугунные трубы диаметром
700 мм в стальных футлярах, укладываемые в подводную траншею; 3 —бетонные
опоры; 4 — чугунные соединительные патрубки (закладываются в отверстия, про-
резаемые в шпунте); 5 —штольня для присоединения перехода к шахте коллек-
торного тоннеля; 5 —положение трубы и поддерживающих ее понтонов перед
установкой
На верховых участках коллекторов переходы под водными
протоками оказываются на сравнительно небольшой глубине,
и для обеспечения безопасности проходческих работ необхо-
димы специальные мероприятия. Поперек водного протока за-
бивается двухрядная шпунтовая перемычка и засыпается
грунтом. Проходка щитом ведется внутри перемычки обяза-
тельно под сжатым воздухом, с применением по возможности
метода вдавливания. При большой плотности грунтов в забое
и невозможности вдавливания щита разработка забоя ведется
заходками по 10—15 см глубиной, с соответственно короткими
передвижками щита. При этом ведется постоянное зондирова-
ние забоя с опережением (если возможно) на 1—1,5 я,
86
Чеканка швов выполняется сразу же вслед за передвижением
щита, с последующей перечеканкой. Технический надзор за
производством работ в забое осуществляется непрерывно.
Предусматривается, что в случае проникновения воды в за-
бой проходка должна быть немедленно остановлена, а рабо-
чие выведены на поверхность. Для сохранения гидрологиче-
ского режима и санитарного состояния реки в перемычке
закладываются водопропускные трубы. Расход реки пропу-
скается через трубы при небольшом подпоре за перемычкой;
скорости течения сохраняются. При устройстве сплошной пе-
ремычки на реках и каналах, входящих в разветвленную си-
стему дельты Невы, подпор за перемычкой не возникает, и те-
чение прекращается. Поэтому в таких случаях перемычка
сначала устраивается только на две трети ширины реки По-
сле того как проходческий щит доходит до середины реки,
разбирается часть перемычки за щитом и заканчивается
устройство перемычки впереди щита.
В связи со сложностью строительства переходов закрытым
способом на небольшой глубине с устройством предохрани-
тельных перемычек применять такой способ следует только
при пересечении водотока главными коллекторами.
Для присоединения притоков переходы устраиваются с ук-
ладкой трубы в подводной траншее. Несколько переходов вы-
полнены из стальных труб; низовой конец стальной трубы
загибается вверх, что обеспечивает постоянное заполнение
всего сечения водой и предохраняет трубу от коррозии. Од-
нако работает такой переход как дюкер.
Более рационально устройство переходов из чугунных
труб. Первый такой переход построен в 1970 г. Для удобства
укладки водолазами чугунные трубы забетонированы в сталь-
ном наружном футляре (рис. 26).
ГЛАВА V
СТРОИТЕЛЬСТВО НАСОСНЫХ СТАНЦИЙ
§ 1. ГЛАВНЫЕ НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ
В 1955—1957 гг. была построена Главная насосная стан-
ция канализации центральной части Ленинграда. Расчетная
производительность станции 14 м?1сек, глубина заложения
подводящих коллекторов—17,8 м, глубина заложения
станции — 23,7 м. Площадка насосной станции находится ме-
жду улицей и крупным промышленным корпусом. Противо-
положная сторона улицы застроена 4—5-этажными жилыми
зданиями. Подземную часть станции нужно было возвести в
неблагоприятных геологических условиях. Под поверхностным
насыпным слоем залегали водонасыщенные пески, подстилае-
мые ленточными глинами, далее — моренные суглинки, в тол-
ще которых был вскрыт пятиметровый слой напорных плыву-
нов. Основанце сооружения располагалось несколько ниже
кровли кембрийских глин.
При проектировании было разработано несколько вариан-
тов. Основным первоначальным вариантом предусматрива-
лось сооружение подземного прямоугольного здания разме-
ром 32 X 40 м в отбытом котловане глубиной 23 м с приме-
нением искусственного замораживания грунта для крепления
его стен. Кроме этого, требовалось устройство дополнительных
креплений для обеспечения безопасности работ. Устройство
креплений при указанных размерах прямоугольного котло-
вана очень сложно, дорого и стеснило бы производство работ
в котловане.
Прямоугольная подземная часть здания могла быть вы-
полнена также опускным способом. По имевшемуся к началу
1950-х гг. опыту строительства, опускные колодцы сравни-
тельно небольших размеров устраивались круглыми диамет-
ром до 20—25 м и прямоугольными, без внутренних перего-
родок. Опускные колодцы большого размера выполнялись
прямоугольными с разделением на отсеки внутренними сте-
нами или временными распорками.
В практике строительства в СССР такие колодцы в основ-
ном применялись при строительстве горнообогатительных
88
комбинатов. Так, на строительстве одного из таких комбинатов
был опущен на 17 м колодец размером в плане 25,0x40,4 м.
Давление грунта на стены колодца передавалось на два яруса
временных распорок, разделявших колодец в плане на пят-
надцать ячеек. Железобетонные стены колодца были выпол-
нены ребристыми [19]. Изготовление и погружение такого ко-
лодца оказалось очень сложным, несмотря на благоприятные
геологические условия (погружение производилось в плотных
сухих песках).
Выполнить подземную часть насосной станции в Ленин-
гаде было предложено в виде круглого опускного колодца
необходимого размера.
Размещение насосной станции в круглом опускном ко-
лодце не было, разумеется, новой идеей, но примера сооруже-
ния круглого колодца столь большого размера до строитель-
ства этой канализационной насосной станции не было. Проект
опускного колодца диаметром около 40 м вышел за пределы
обычной к тому времени строительной практики.
Опускание колодца непосредственно с поверхности земли
могло привести к заметным перекосам при проходке в легко-
деформирующихся ленточных глинах. Поэтому для сооруже-
ния колодца был разработан котлован глубиной 9 м.
Чтобы предотвратить прорыв межморенных плывунов при
погружении колодца, грунты по контуру колодца были замо-
рожены.
Замораживание было осуществлено двумя рядами сква-
жин при расстоянии между рядами 3,5 м и от внутреннего
ряда скважин до опускного колодца — 3,25 м. Расчетная тол-
щина замороженной стены составляла 6,5 м. В пределах верх-
него котлована стены были дополнительно укреплены заклад-
ными досками по предварительно забитым металлическим
сваям из двутавровых балок, с засыпкой опилок за доски для
теплоизоляции замороженной стены (рис. 27). Верхние концы
свай были закреплены анкерами.
Толщина кольцевой стены колодца при внутреннем диа-
метре 34,5 м составляла 2,05—2,50 ж, т. е. до 1/16 наружного
диаметра. Опалубку и арматуру кольцевой стены устанавли-
вали с эстакады, устроенной вокруг котлована. Бетон пода-
вали в опалубку по инвентарным металлическим наклонным
хоботам. Опускной колодец был выполнен одним блоком
(рис. 28).
На наружную поверхность колодца была нанесена горя-
чая асфальтовая гидроизоляция, разработанная во ВНИИГ
им. Б. Е. Веденеева, — огрунтовка разжиженным битумом и
три слоя гидроизоляции по 0,5 см каждый. Гидроизоляцию
наносили при помощи пневматического асфальтомета.
Для сопряжения гидроизоляции наружной поверхности
опускного колодца с днищем нож колодца был окаймлен
5 Закх 918
89
металлическими листами, приваренными сплошными швами
непосредственно к уголку ножа. Наносить гидроизоляцию из
горячей мастики в узком пространстве между опускным ко-
лодцем и стеной котлована было очень неудобно и, как выяс-
нилось позднее, изоляция была выполнена плохо.
Рис. 27. Строительство Главной насосной станции кана-
лизации центральной части города
Разработка котлована глубиной 9 м
Сняли колодец с подмостей с помощью взрыва: элементы
подмостей под ножом колодца были одновременно по всему
контуру перебиты накладными зарядами. На это потребова-
лось 185 кг взрывчатых веществ. Отпала необходимость в
весьма трудоемких работах по постепенному снятию с под-
мостей колодца весом 9000 г.
90
Для разработки грунта в колодец были по частям опу-
щены 2 экскаватора с ковшами емкостью по 0,5 л/3. Грунт
поднимался в опрокидывающих бадьях емкостью 1,2 м3 ба-
шенными кранами. Разработка моренных суглинков и плыву-
нов велась только экскаваторами, включая подработку под
ножом (рис. 29). Несмотря на то что один из двух башенных
кранов вышел из строя, за полтора месяца колодец был опу-
щен на 11 м и достиг нижней морены. Проходка плотной ниж-
ней морены, включавшей большое количество валунов
Рис. 28. Опускной колодец диаметром 39,5 м перед погружением
размером до 2 м, велась медленно и заняла месяц. При этом
был допущен перекос. Чтобы его выправить, потребовался
еще месяц. Погружение колодца на проектную глубину за-
няло 3,5 месяца.
Гидроизоляция днища была выполнена двумя слоями ли-
того асфальта по бетонной подготовке и сопряжена асфальто-
вым валиком с листами внутренней обшивки ножа.
Внутренние стены и перекрытия подземной части, станции
были выполнены из монолитного железобетона. Полностью
строительство заняло около трех лет, из них замораживание
грунта, разработка верхнего котлована, изготовление и погру-
жение колодца— 1,75 года [20; 21].
Успешный опыт погружения круглого опускного колодца
большого размера без внутренних перегородок позволил рас-
ширить пределы применения этого прогрессивного метода
строительства подземных сооружений. Как известно, такие
опускные колодцы в последующие годы были сооружены при
&
91
строительстве нескольких горнообогатительных комбинатов.
При этом благодаря устройству тиксотропных рубашек суще-
ственно уменьшена толщина железобетонных кольцевых стен
(до 1/30—1/40 диаметра колодца).
В ближайшие годы в Ленинграде должна быть построена
еще более крупная Главная канализационная насосная
Рис. 29. Грунт в опускном колодце разрабатывается экска-
ваторами
станция южной части города (см. гл. III). На участке строи-
тельства на глубину до 20 м залегают водонасыщенные пес-
чаные грунты, глубже — кембрийские глины.
Строительство станции предусматривается опускным спо-
собом в сочетании с искусственным замораживанием грунтов
по контуру опускного колодца на глубину 20—25 м (до кем-
брийских глин).
В 1968 г. в Харькове начато строительство главной кана-
лизационной насосной станции диаметром 42 м, проект кото-
рой разработан институтом Укргипрокоммунстрой на основе
92
проектного задания Главной насосной станции южной части
Ленинграда. При строительстве этой станции применяется,
как и в Ленинграде, искусственное замораживание грунтов
вокруг опускного колодца.
§ 2. РАЙОННЫЕ НАСОСНЫЕ СТАНЦИИ
За последние 20 лет в Ленинграде и пригородах построе-
но более пятнадцати районных канализационных, станций.
При сооружении нескольких из них был применен опускной
способ. Размещение подземной части насосной станции в
опускном колодце, обычно круглой формы в плане, широко
распространено и в большинстве случаев наиболее целесооб-
разно.
Основные данные по насосным станциям, построенным
опускным способом, приведены в табл. 26.
Если насосную станцию надо разместить на стесненной
территории и в неблагоприятных геологических условиях, мо-
жет возникнуть необходимость дополнительного ограждения
опускного колодца замораживанием грунтов (как и при стро-
ительстве Главной насосной станции центральной части го-
рода — рис. 30).
Применение замораживания грунтов позволяет строить
станции также в открытом котловане. Выбор способа строи-
тельства в значительной мере определяется еще и тем, какой
строительной организации поручается выполнение работ.
В последние годы в Ленинграде строительство насосных стан-
ций в большинстве случаев поручается горнопроходческим ор-
ганизациям (Метрострою, горнопроходческим управлениям
треста Спецстрой) и по их настоянию выполняется в откры-
тых котлованах.
Данные по насосным станциям, построенным в открытых
котлованах, приведены в табл. 27.
При строительстве первой из этих насосных станций—Ко-
жевенской — гидроизоляция была выполнена без дополни-
тельного увеличения для этого размеров ‘котлована. Стены
котлована по деревянным щитам были оклеены асбобитум-
ными матами, а щель между гидроизоляцией и монолитной
железобетонной кольцевой стеной была залита битумом.
В дальнейшем перешли к нанесению гидроизоляции (асфаль-
товой, перхлорвиниловой, цементно-латексной) снаружи на
поверхность кольцевой стены. Для этого диаметры котлова-
нов приходится увеличивать на 3—3,5 м по сравнению с на-
ружным диаметром подземной части станции. Дополнительно
к замораживанию грунтов по контуру котлована забивают
сваи из двутавровых балок с расстоянием’между ними 1,5 л/.
Верх балок закрепляют анкерами, В ходе разработки котло-
вана по сваям устанавливают закладные доски,. Для тепло-
93
Насосные станции, построен
Наименование станции Глубина в м Диаметры в м Объем подзем- ной части в м3 Опускной
внут- ренний наруж- ный толщина стенки в см объем в м3
Колпинская-1 11,7 9,5 10,7 1 050 60 (70) 220
Колпинская-2 11,7 12,0 13,6 1 700 80 337
Автовская 13,0 12,0 13,2 1 780 60 (95) , 296
Зеленогорская 11,0 9,0 1'0,3 920 65 (80) 209
Сестрорецкая 9,7 9,5 10,9 900 70 (85) 190
Правобережная (проект ) . 30,8 26,0 29,0 20 300 150(170) 3 680
Главная центральной части 3 557
города 23,7 34,8 38,9 23 500 205 (250)
(34,5) (39,5)
Примечания.
1. В объем бетонных и железобетонных конструкций не включено устройство подго
2. В стоимость насосных станций не включены затраты на временные сооружения,
3. В скобках приведены размеры нижней части колодцев.
изоляции замороженных стен применяют засыпку опилок за
закладное крепление. Если работы ведутся летом, необхо-
дима защита стен от солнечной радиации (обычно для этого
навешиваются брезентовые полотнища).
Первые две станции, построенные в открытых котлованах,
были выполнены полностью из монолитного железобетона.
С 1961 года наружные кольцевые стены выполняют, как пра-
вило, из сборных бетонных блоков, устанавливаемых на це-
ментном растворе (рис. 31). В вертикальных швах устраивают
монолитные шпонки квадратного сечения. Внутри сборной
стены, рассчитанной только на равномерное обжатие грунтом,
в пределах мокрого отделения станции сооружают монолит-
ную железобетонную стенку, образующую вместе с днищем
и поперечной стенкой замкнутую конструкцию резервуара.
Исключительно сложным оказалось строительство насос-
ной станции в центральной части города на узкой набережной
р. Мойки (рис. 32). Расположенные рядом здания находятся
под охраной как памятники архитектуры. Устройство назем-
ного павильона в этих условиях невозможно, и станция пол-
ностью размещена под землей (см. гл. III). Было предусмот-
рено построить станцию в котловане с замороженными сте-
94
Таблица 26
ные опускным способом
колодец Объем бетонных и железо- бетонных конструк- ций под- земной части в м3 Стоимость в тыс. руб. (в ценах 1955 г.) На 1 м3 объема под- земной части
гидроизоляция насосной станции, всего в том числе обще- строительных работ расход бетона и железо- бетона в м3 стоимость общестрои- тельных работ в руб.
всего по подзем- ной части
Внутренняя из ме- таллических листов 316 48 32 26 0,30 25
Торкрет 545 63 44 37 0,32 22
Горячая асфаль- товая мастика 653 76 42 35 0,37 20
Торкрет 278 46 30 23 0,30 25
То же 336 40 26 21 0,37 23
Торкрет и битум- ная обмазка 7 790 — — — 0,39 —
Горячая асфаль- товая мастика 9 412 1 367 879 825 0,40 35
товки под днище.
зимнее удорожание работ, проектирование и непредвиденные работы.
нами, с устройством гидроизоляции по защитной стенке,
сооружением кольцевой стены из сборных бетонных блоков и
заливкой цементным раствором щели между блоками и гидро-
изоляцией. В связи с невозможностью устройства крепления
замороженной стены из заанкеренных балок была предусмот-
рена предварительная забивка металлического шпунта на по-
ловину глубины котлована.
В дальнейшем от устройства гидроизоляции по защитной
стенке отказались, и диаметр котлована был увеличен для на-
несения цементно-латексной гидроизоляции снаружи на стену
из сборных блоков. Увеличение размеров котлована дополни-
тельно осложнило работы, выполняемые в очень стесненных
условиях. Так как металлический шпунт был уже забит и за-
мораживание грунтов также выполнено, решено было умень-
шить диаметр нижней части котлована, а вместо устройства
гидроизоляции заполнить бетоном повышенной плотности уз-
кое пространство между стеной из бетонных блоков и грун-
том. В верхней части выполнена цементно-латексная гидро-
изоляция.
Строительство насосных станций в открытых котлованах
с возведением наружных стен из сборных блоков имеет,
95
Рис. 30. Строительство Главной насосной станции канализации центральной части города
Бетонирование внутренних стен, перекрытий и фундаментов под агрегаты
несмотря на значительное удорожание, некоторые преиму-
щества.
Качество самих блоков выше, чем монолитных бетонных
конструкций. Наружная гидроизоляция при тщательном ее
Рис. 31. Строительство одной из районных насосных
станций
Наружная кольцевая стена собирается из бетонных блоков
Рис. 32. Общий вид площадки строительства подземной насосной станции
на застроенной набережной
выполнении обеспечивает практическую водонепроницаемость
стен станции. Снижена трудоемкость устройства наружной
стены по сравнению с выполнением ее из монолитного желе-
зобетона. Но в целом уменьшение трудоемкости и сокращение
сроков строительства не достигнуты.
97
Насосные станции, построенные
Наименование станции Глубина в м Диаметры подземной части станции в м Объем подземной части В Л£3
внутренний наружный
Кожевенская 11,5 12,0 13,1 1560
Московская 15,5 18,0 19,2 4500
Чернореченская .... 12,0 18,0 19,0 3400
Пискаревская 9,0 16,0 17,0 2000
В Сосновой Поляне . . 12,5 24,0 25,6 6400
Пушкинская 8,0 9,5 10,5 700
Петродворцовая .... На набережной р. Мой- 6,5 16,0 17,0 1470
ки 24,3 12,0 13,0 3200
Муринская (проект) . . 15,9 12,0 13,0 2120
Кронштадтская (проект) н.о 13,5 14,5 1800
Наименование станции Диаметр котлована в м Крепление котлована Кольцевая
конструкция
Кожевенская 13,4 Замораживание грунтов Монолитный железобетон
Московская 22,6 То же То же
Чернореченская .... 22,6 » Бетонные блоки
Пискаревская 20,2 То же
В Сосновой Поляне . . 29,0 »
Пушкинская 10,5 Металлический шпунт Монолитный бетон
Петродворцовая .... На набережной р. Мой- 20,0 То же Бетонные блоки
ки 15,8 Замораживание грунтов То же
Муринская (проект) . . 16,5 То же »
Кронштадтская (проект) 18,5 » »
Примечания.
1. В объем бетонных и железобетонных конструкций не включено устройство подго
2. В стоимость насосных станций не включены затраты на временные сооружения,
дополнительные работы по отдельным объектам, связанные с задержкой их строитель
98
Таблица 27
в открытых котлованах
Объем бетонных и железобетонных конструкций подземной части в -И3 Стоимость в тыс. руб. (в ценах 1955 г.) На 1 м3 объема подземной части
насосной станции, всего в том числе обще- строительных работ расход бетона и железо- бетона в м3 стоимость общестрои- тельных . работ в руб.
всего в том числе сборных всего по подзем- ной части
430 65 40 32 0,28 21
1450 — 276 200 185 0,32 41
1307 282 304 210 189 0,38 56
549 202 152 109 96 0,27 48
1952 522 392 293 255 0,30 40
261 — 46 27 21 0,37 30
507 145 112 78 66 0,35 45
970 375 312 240 240 0,30 75
666 246 207 139 128 0,31 60
673 186 170 112 100 0,37 55
Продолжение табл. 27
стена подземной части
тол- щина в см Бетонные блоки Общий объем в м3 Гидроизоляция
высота кольца в см коли- чество блоков в кольце длина блоков в см объем блока в м3 моно- литный железо- бетон сборные блоки
55 — — — — 230 — Асбобитумная
60 - — — — 455 — Холодная асфальтовая мастика
50 100 24 251 1,2 — 282 Перхлорвиниловая
50 100 20 265 1,26 10 202 Цементно-латексная
80 90 40 198 1,37 85 522 То же
50 — — — — 140 — Металлический шпунт
50 100 -20 265 1,26 7 145 Цементно-латексная
50 100 16 253 1,19 20 375 То же
50 100 16 253 1,19 25 246 »
50 100 18 253 1,19 7 186
товки под днище.
зимнее удорожание работ, проектирование, непредвиденные работы, а также затраты на
ства.
99
Много времени занимают подготовительные работы и за-
мораживание грунтов. Сборка стены из блоков из-за органи-
зационных неполадок также ведется довольно медленно. Наи-
более трудоемко возведение сложных-монолитных внутренних
конструкций. В целом усложнение и удорожание работ по
сравнению с опускным способом столь значительны, что
нельзя считать строительство станций в открытых котлованах
правильным и обоснованным, кроме отдельных случаев, когда
отказ от опускного способа связан с размещением станций
в стесненных условиях.
Преимущества опускного способа строительства насосных
станций еще более возрастут при устройстве тиксотропных ру-
башек, успешно освоенных при сооружении крупных опуск-
ных колодцев.
ГЛАВА- VI
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕЛИЧИНЫ РАЗБАВЛЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД,
СБРАСЫВАЕМЫХ В ВОДОЕМЫ, МЕТОДАМИ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ
§ 1. ОСОБЕННОСТИ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО РЕЖИМА НЕВСКОЙ ГУБЫ
Для Ленинграда, расположенного на берегах Финского за-
лива, акватория Невской губы — естественный приемник сточ-
ных вод. В процессах переноса и разбавления сбрасываемых
стоков большое значение имеет режим течений, определимый
взаимодействием различного рода факторов.
Основным постоянно действующим фактором является
сток Невы, воды которой поступают в губу по протокам и ру-
кавам разветвленной дельты. Величина стока мало меняется
в течение года. Средний многолетний расход Невы, состав-
ляющий 2540 м?1сек, распределяется по рукавам дельты и
фарватерам взморья. По Корабельному фарватеру, в котором
проектируется размещение выпуска от южных очистных со-
оружений, протекает расход, равный в среднем 952 м?1сек.
Именно величиной этого расхода определяется первоначаль-
ное разбавление сточных вод вблизи Невской дельты. В цент-
ре губы воды всех рукавов вновь сливаются в один поток.
Центральная часть губы представляет собой обширную
котловину со сравнительно спокойным донным рельефом.
Уклон водной поверхности в связи со стоком Невы направлен
от дельты к о. Котлин и в среднем равен 2 X Ю-6. В районе
о. Котлин донный рельеф существенно изменяется. Здесь,
у южного побережья губы и с северной стороны острова, рас-
полагаются обширные прибрежные отмели, стесняющие попе-
речное сечение. Остров разделяет невские воды, протекающие
по губе, на два потока, один из которых (около 65%) обте-
кает остров с севера, а другой (35%) с юга.
Через северный и южный проливы (именуемые воротами)
в Невскую губу поступают воды из Финского залива, если
уровень в последнем становится выше, чем в губе. В обратном
случае (т. е. когда уровень в губе выше, чем в заливе, и уклон
больше среднего) происходит усиление оттока воды в залив.
Изменение уровенной поверхности вызывается распростране-
нием длинных волн и проникновением их в Невскую губу,
сейшевыми колебаниями, действием ветра и другими при-
чинами, В зависимости от интенсивности действия этих
101
причин система течений в Невской губе претерпевает боль-
шие или меньшие изменения.
Колебания уровня играют большую роль в природном ре-
жиме губы. Так, по данным 1960 г., спады и подъемы уровня
наблюдались 7367 часов, т. е. 85% времени за год. Большое
влияние оказывают колебания уровня и на водообмен между
Невской губой и Финским заливом. Как показали расчеты [22],
приток со стороны залива и аналогичный отток из губы
в 1960 г. составили 38 км3, что было равно 62,6% годового
стока Невы. Особенно большое значение водообмен с Фин-
ским заливом имеет для южного района губы, в котором
влияние стока Невы меньше, чем в северном.
Режим течений в Невской губе осложняется также и дей-
ствием ветра. Наблюдения показывают, что в период нави-
гации в среднем насчитывается только 11 дней штилевой по-
годы. Все остальное время дуют ветры различного направле-
ния и силы, которые вызывают ветровое волнение, волновое
и дрейфовое течение. По расчетам,- в Невской губе на протя-
жении 114 дней навигации скорости дрейфового течения со-
ставляют около 5 см!сек, а 72 дня скорость течения нахо-
дится в интервале от 10 до 20 см/сек [22].
Таким образом, режим течений определяется совокупно-
стью переменных и постоянных факторов. К первым относятся
гидрометеорологические характеристики — сток Невы, колеба-
ния уровня, действия ветра и т. п., а ко вторым — морфологи-
ческие особенности: очертания берегов, рельеф дна и харак-
тер донных грунтов.
Поскольку изменение гидрометеорологических элементов
не имеет строгой периодичности, постольку оценить их влия-
ние на систему течений и процессы разбавления сточных вод
можно либо в результате проведения длительных и трудоем-
ких натурных исследований динамики водоема, либо путем
гидравлического моделирования природных явлений на про-
странственной модели водоема. Метод гидравлического моде-
лирования, разумеется, не заменяет в полной мере непосред-
ственного исследования природного объекта, но, тем не ме-
нее, дает возможность оценить влияние сложных природных
явлений на процессы переноса и разбавления сточных вод,
что в настоящее время нельзя выполнить расчетным путем.
Ниже кратко рассматриваются теоретическое обоснование ме-
тода и некоторые результаты, полученные при лабораторном
исследовании сброса сточных вод на модели Невской губы.
§ 2. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ
ЯВЛЕНИЙ И ПРОЦЕССОВ РАЗБАВЛЕНИЯ СТОЧНЫХ ВОД В ВОДОЕМАХ
Основное критериальное уравнение для моделирования
гидравлических явлений при установившемся движении по-
тока, полученное из уравнений движения и неразрывности [23]
102
и записанное в виде
<p(Fr; Re\ Eu) = 0, (1)
показывает, что динамическое подобие явлений на модели и
в натуре может быть получено только при одновременном
удовлетворении критериям Фруда Fr, Рейнольдса Re и Эйле-
ра Ей. Два первых критерия являются определяющими, а по-
следний может быть выражен через параметры первых. Из
двух определяющих критериев необходимо выбрать такой, при
котором учитываются основные действующие силы. Для во-
доемов оказывается возможным пренебречь критерием Фруда,
поскольку изменение уровня водной поверхности в них весьма
невелико по сравнению с 'глубиной потока. Следовательно,
в качестве основных критериев моделирования следут прини-
мать критерии Рейнольдса и Эйлера. Тогда критериальное
уравнение (1) можно представить в виде
Ей = у (Re) (2)
или
Л = ф(/?е). ' (3)
В последней зависимости число Эйлера выражено через ко-
эффициент гидравлического сопротивления Л согласно сле-
дующим преобразованиям:
А/г _ М „21 IL (л\
ро2 р v2 v2 2 L 9 ' '
где Др и ДЛ — перепады давления и уровня на участке
длиной L.
Известно, что обеспечение граничных и начальных усло-
вий, необходимое для получения приближенного подобия рас-
пределения скоростей на модели и в натуре, требует соблю-
дения критерия Эйлера или выполнения условия
к = ^н* (5)
Для определения последнего равенства необходимо решить
зависимость (3) для условий движения жидкости в водоемах.
При этом следует оговорить, что рассматривается лишь такое
движение, при котором потери энергии в значительной сте-
пени определяются донным сопротивлением.
Для установившихся равномерных потоков величина гид-
равлического сопротивления может быть выражена в виде
(6)
v2 Fr х 6 7 *
где Н — глубина;
/— гидравлический уклон;
g — ускорение силы тяжести;
v — средняя скорость.
103
Эта зависимость является универсальной, но ее Использо-
вание для условий движения жидкости в водоемах весьма за-
труднительно, поскольку определение малых уклонов водной
поверхности связано с очень большими погрешностями. Кроме
того, зависимость (6) учитывает в качестве основного крите-
рия— критерий Фруда, который (как указывает И. И. Леви
[23]) не является существенным для условий движения пото-
ков в водоемах. Более необходимым является учет критерия
Рейнольдса, что и заставляет искать аналитическое выраже-
ние для зависимости (3).
Учитывая трудность вычисления малых значений уклона
для определения коэффициента гидравлического сопротивле-
ния, была использована формула, выражающая Л через кине-
матические характеристики потока:
2v v.
и2 д’
где S — толщина придонного слоя, в котором происходит дис-
сипация энергии;
v6 — скорость на границе этого слоя;
v — кинематическая вязкость.
Специальные исследования, проведенные в плоской поста-
новке задачи, позволили найти аналитическое выражение для
зависимости (3) в виде формулы
, __ 2Н/6
Re ’
определяющей коэффициент гидравлического сопротивления
для моделей водоемов. Применимость этой формулы для на-
турных водоемов была исследована на основе материалов по
Невской губе. Для этой цели по данным лабораторных опы-
тов была получена эмпирическая зависимость, выражающая
относительную толщину придонного слоя, Н/Ъ через относи-
тельную шероховатость Н/Д донной поверхности
Н _ /_#\0,75
6
где диапазон изменения выступов донной шероховатости А
был в пределах от 0,1 до 50 мм. Расчет по формулам (8) и
(9) для измеренной крупности донных отложений Невской
губы и гидравлических показателей осредненного скоростного
поля был сопоставлен с независимыми определениями коэф-
фициента гидравлического сопротивления по формуле (6) для
среднего значения уклона водной поверхности. Результаты по-
казали удовлетворительную сходимость и позволили рекомен-
довать формулы (8) и (9) и для расчета коэффициента гид-
равлического сопротивления натурных водоемов.
104
(9)
Эти зависимости дали возможность определить условие
(5) при моделировании течений в Невской губе и получить
основное масштабное соотношение для расчета режима на мо-
дели. Записывая зависимость (8) для модели и натуры с уче-
том условия (5), получим
(10)
где индекс а определяет масштаб соответствующей .величины.
Масштаб кинематической вязкости при использовании одина-
ковой жидкости на модели и в натуре был принят равным
единице.
Из основного масштабного соотношения (10) были полу-
чены все остальные масштабы моделирования:
скорости — а > (11)
расхода = (12)
и времени а, а,-а. af = _L = _L_JL. (13) «0 аЯ/6 v ’
При расчете модели плановый а/ и высотный масштабы
выбираются с учетом условий решаемой задачи и возможно-
стей лаборатории, а затем по приведенным выше формулам
определяются масштабы всех остальных величин.
С режимом течений связаны и процессы турбулентного пе-
ремешивания и обмена. Для коэффициента турбулентного об-
мена в водоемах было получено [27] выражение
А = рхЯуА;1’5,
(14)
где % = (р (/) —определяется суммарными потерями при дви-
жении потока, выраженными через уклон /;
р — плотность;
% — коэффициент Кармана, приблизительно рав-
ный 0,3.
Коэффициент турбулентного обмена по вертикали полу-
чим, подставляя значение X по формуле (8) в формулу (14):
А = kpnHv [-^-J .
(15)
Масштабное соотношение для коэффициента турбулент-
ного обмена в соответствии с формулой (15) определится
выражением
аА = аН^ (16)
105
из которого видно, что масштаб турбулентного обмена на мо-
дели определяется масштабом относительной шероховатости.
Из характеристики гидродинамического режима Невской
губы можно видеть, что помимо течений, обусловленных на-
личием градиента уровня, существенное влияние на про-
цессы перемешивания и переноса сточных вод оказывает и
ветровое воздействие на водную поверхность, которое можно
моделировать по ветровому коэффициенту [26]:
где а — ветровой коэффициент;
w и v — скорость ветра и вызываемого им течения.
В работе [26] было указано, что в результате действия вет-
ра на водную поверхность на границе раздела двух сред
возникает градиент скорости, направленный по нормали к на-
правлению движения, а величина касательного напряжения
может быть определена как произведение градиента скорости
на коэффициент турбулентного обмена. Поскольку величина
касательного напряжения на границе раздела двух сред оди-
накова для воды и воздуха, можно записать
Тж = Т'в , (18)
или
<19)
где Дж и Ав — коэффициенты турбулентного обмена воды
(жидкости) и воздуха;
dv dw » ч
-гл- и —j---градиенты скорости в водной и воздушной сре-
(1П Ис
дах.
Величины коэффициентов турбулентного обмена для раз-
личных значений скорости ветра приведены ниже:
Скорость ветра w, м/сек .... 1 3 5 7 10 20
Коэффициент турбулентного об-
мена Лж, г/см-сек........1 28 ПО 220 430 1720
Эти данные позволяют определить приближенное анали-
тическое выражение
Лж ~ k • йу2’5, (20)
1 ъ
/ <л-б г • сек ’ ,
где &= 10 ----о-?— и при размерности w в см[сек.
СМ '
Коэффициент турбулентного обмена воздушного потока
на границе раздела двух сред определяется по известной фор-
муле
AB = ^(Z + Zo)—^-, (21)
Ю6
где у' —объемный вес воздуха;
z — расстояние от поверхности воды, на котором изме-
рена скорость ветра;
г0 — параметр шероховатости подстилающей поверхности.
Подставляя (20) и (21) в равенство (19), и записывая по-
следнее для модели и натуры при условии, что сс2 = ал, аь=1,
ag = 1 и aY'= 1, получим выражение для масштаба скорости
дрейфового течения
(X.
= (22)
откуда величина скорости дрейфового течения в натуре оп-
ределится формулой
а0’5
= (23)
где — масштаб скорости ветра, определяемый на основе
зависимости (17).
Кратность разбавления сточных вод п на модели (пред-
ставляемая в виде отношения начальной концентрации So
к концентрации S2 в данной точке) аналогична величине раз-
бавления в натурных условиях, поскольку
Изложенные принципы моделирования гидравлических яв-
лений в водоемах дают возможность проводить лабораторные
исследования на пространственных моделях и решать сле-
дующие практические задачи:
а) определение места расположения выпуска, при кото-
ром обеспечиваются наиболее эффективное разбавление и пе-
ренос сточных вод [28];
б) оценка влияния сбросов сточных вод при заданном
размещении выпуска на санитарное состояние отдельных
районов или на близлежащие водозаборы [22, 24];
в) оценка процессов разбавления и рекомендации о сте-
пени очистки сточных вод [22];
г) определение границ водоохранной зоны проектируе-
мого водозабора при заданных источниках загрязнения [24];
д) исследование влияния различных инженерных меро-
приятий на условия перемешивания и выноса загрязнений из
данного района [22] и т. д.
Решение подобных задач дает возможность оценить про-
цессы, определяющие санитарное состояние водоемов, — сме-
шение, разбавление и перенос консервативных (не подвер-
гающихся изменению) веществ, находящихся в растворен-
ном или взвешенном состоянии. В свою очередь, полученные
107
выводы могут быть использованы и для оценки химических и
биохимических процессов самоочищения, хотя непосредствен-
но путем гидравлического моделирования эти процессы не
могут быть исследованы [22].
§ 3. МЕТОДИКА ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ВОДОЕМОВ
НА ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ
Решение любой конкретной задачи моделирования начи-
нают с определения границ исследуемого участка. По воз-
можности эти границы совмещают с естественными морфо-
логическими образованиями — мысами, отмелями, островами
и т. п.
В результате обработки данных натурных гидрометеоро-
логических наблюдений выделяют основные факторы, опре-
деляющие гидродинамический режим исследуемого участка
водоема, — колебания уровня, речной сток и ветровые усло-
вия. Эти данные, а также материалы о распределении и со-
ставе донных грунтов используют при назначении граничных
и начальных условий моделирования. После этого; произво-
дят расчет масштабов модели и ее проектирование в грани-
цах намеченного участка.
Для изготовления модели, которая, как правило, делается
жесткой и выполняется из бетона, используют топографиче-
ские карты и планы достаточно крупного масштаба, отра-
жающие все основные морфологические особенности водоема.
Рельеф дна выполняют по изобатам, что дает возможность
воспроизвести детали рельефа на модели [28]. Модель обо-
рудуют устройствами для подачи и сброса воды и аппарату-
рой для измерения расхода воды и положения уровенной
поверхности. После этого производится ее тарировка в диа-
пазоне изменения исходных моделируемых величин. Чтобы
создать ветровой поток, над моделью устанавливают систему
вентиляторов [26].
После проведения предварительных работ выполняют мо-
делирование режима исследуемой акватории, которое начи-
нается с установления характера транзитных (стоковых)
течений. План течений определяют путем последовательной
съемки траекторий (положения) большого количества по-
плавков. Для этой цели используют поплавки-интеграторы,
позволяющие фиксировать течение в слое определенной глу-
бины. При моделировании Невской губы съемку поплавков
производили с помощью аэрофотоаппарата, позволяющего
делать несколько экспозиций на один кадр через заданные
интервалы времени. В результате последующей обработки
составляли планы течений для различных горизонтов и выде-
ляли характерные структуры течений — транзитную зону и
водоворотные образования [22, 25].
108
Если водоем характеризовался значительным изменением
уровня и глубины, то планы течений определялись для всех
основных положений уровня, что позволяет установить влия-
ние морфологии берегов и дна на течения с изменением
уровня и глубины.
После этого выполняют исследование процессов внутрен-
него водообмена, т. е. определение характера взаимодействия
транзитной струи с прилегающими водоворотными зонами.
Это исследование проводят статистическим методом, т. е.
путем подсчета количества поплавков фазного заглубления,
выпускаемых на различном расстоянии от стрежня транзит-
ной струи. Траектории движения поплавков фиксируют на
планшетах, а затем в результате соответствующей обработки
определяют долю расхода, поступающего из транзитной струи
в ту или иную водоворотную зону.
В результате этих работ устанавливают механизм и вели-
чину внутреннего водообмена исследуемой акватории при на-
личии транзитного течения.
Однако течения в водоемах являются результатом воздей-
ствия комплекса факторов. Поэтому на следующем этапе
проводят моделирование тех изменений, которые претерпе-
вает система транзитных течений в результате наложения
действия других элементов режима, например ветрового
потока.
Систему суммарных (дрейфовых и стоковых) течений оп-
ределяют путем съемки траекторий движения поплавков,
установленных на заданную глубину, а для поверхностного
слоя — фиксацией дрейфа поверхностных поплавков. Подоб-
ные съемки проводят для всех характерных направлений
ветра, в связи с чем соответственно меняют расположение
вентиляторов над моделью. В итоге последующей обработки
устанавливают влияние ветра различного направления на из-
менение системы стоковых течений.
Действие ветра вызывает также денивеляцикг водной по-
верхности и формирование градиентного компенсационного
течения в придонных слоях. Направление и величина этого
течения может быть измерена с помощью красящего индика-
тора, выпускаемого на различных глубинах.
Однако возможности лабораторной техники в ряде слу-
чаев не позволяют получать истинные значения величины из-
менения уровня под действием ветра и проводить исследо-
вания компенсационных течений, соответствующих этим
изменениям. Исходя из градиентного характера компенсацион-
ных течений подобные исследования можно проводить, созда-
вая такие течения путем дополнительной подачи воды в районе
образования градиента уровня (что примерно соответ-
ствует градиентным течениям, существующим после прекра-
щения действия ветра). Такой подход позволяет определить
109
влияние экстремальных изменений уровня и компенсационных
течений на существующую систему транзитных течений в во-
доеме [22; 24; 28].
Этот же метод применяется и при моделировании условий
внешнего водообмена исследуемой акватории с основной ча-
стью водоема.
Таким образом, в результате проведенных исследований
устанавливают системы течений, соответствующие действию
различных гидрометеорологических факторов. Предваритель-
ная оценка повторяемости этих факторов, полученная на ос-
нове обработки натурных данных, дает возможность оценить
сезонные изменения системы течений и установить основные
закономерности динамики водоема. Критерием правильности
и достоверности полученных результатов является сопостав-
ление данных моделирования с непосредственными измере-
ниями в натуре при аналогичных ситуациях. Пересчет модель-
ных данных на натуру производится в соответствии с мас-
штабными коэффициентами.
Полученная характеристика течений является основой для
моделирования санитарного состояния водоема, т. е. процес-
сов перемешивания, разбавления и выноса загрязнений при
сбросе сточных вод.
Моделирование сброса сточных вод производится с по-
мощью солевого индикаторного раствора (например, поварен-
ной соли) путем измерения на модели величины его разбавле-
ния по отношению к исходной концентрации.
Исходную концентрацию солевого индикатора принимают
равной концентрации сточных вод. Измерения проводят с по-
мощью прибора, фиксирующего электропроводность воды
в данной точке. Перед опытами прибор тарируют на различ-
ную концентрацию солевого раствора. В процессе опытов при
установившемся режиме в различных точках модели и на
разной глубине фиксируется с помощью переносного датчика
электропроводность воды, которую по тарировочной кривой
пересчитывают на величину разбавления. Для того чтобы
исключить влияние на электропроводность изменения темпе-
ратуры, проводят периодические измерения в контрольном
бассейне или в тех частях модели, куда не попадает солевой
индикатор, и вносят соответствующие поправки. Для ви-
зуальной оценки распространения загрязнений солевой инди-
катор может быть подкрашен.
Исследование процессов перемешивания, разбавления и
выноса проводят для всех режимов, при которых определя-
лась динамика течений. Результаты исследования дают воз-
можность оценить эффёктивность работы выпуска и интен-
сивность загрязнения как всей акватории, так и ее отдель-
ных частей [22, 24]. Учет вероятности повторения различных
систем течений позволяет получить оценку загрязнения
НО
акватории по сезонам и за год. Для проверки результатов
моделирования используют имеющиеся натурные исследова-
ния по загрязнению водоема или распределению отдельных
химических и бактериологических показателей в аналогичных
природных условиях.
§ 4. ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ДИНАМИКИ
ТЕЧЕНИЙ НЕВСКОЙ ГУБЫ НА ПРОЦЕССЫ РАЗБАВЛЕНИЯ И ВЫНОСА
СТОЧНЫХ ВОД
Моделирование гидродинамического режима Невской
губы и сброса сточных вод от южных очистных сооружений
Ленинграда осуществлялось на пространственной модели,
изготовленной в русловой лаборатории Государственного гид-
рологического института. Модель, выполненная в масшта-
бах— горизонтальном 1:1500 и вертикальном 1:25, охваты-
вала акваторию Невской губы в ее географических границах:
дельта Невы — линия Лисий нос — о. Котлин — Ломоносов.
Целью исследования являлось изучение динамики течений и
определение их влияния на процессы переноса и величину
разбавления сточных вод, сбрасываемых существующей и
проектируемой канализацией Ленинграда.
Исследование динамики Невской губы начиналось с мо-
делирования течения, обусловленного стоком Невы. На рис. 33
представлена полученная на модели схема стоковых течений.
Из этой схемы видно, что в Невской губе стоковое течение
образует транзитный поток и водоворотные области на его
границах.
Существование такой системы течений определяется раз-
ветвленностью Невской дельты и морфологическими особен-
ностями берегов и дна губы [22].
В пределах прибрежной отмели Невского бара основные
потоки приходят по наиболее глубоким фарватерам. За пре-
делами бара, где глубины выравниваются, происходит слия-
ние всех потоков, вытекающих из Невской дельты, в один
транзитный поток, часть которого, встречая на пути преграду
в виде Ораниенбаумской мели о. Котлин, отклоняется к югу
и образует слабое восточное течение у южного берега. В рай-
оне головы Южной дамбы Морского канала это течение
поворачивает к северу и, смыкаясь с потоком Морского ка-
нала (рис. 33), образует обширную водоворотную зону. Дру-
гие водоворотные зоны, как видно из рис. 33, располагаются
между потоками, направляющимися по отдельным фарва-
терам, а также на границе между основной транзитной зо-
ной и северным берегом.
Исследование на модели показало, что при такой системе
течений 80% невской воды протекает через губу транзитом
и только 20% участвует в водообмене с водоворотными
Ш
зонами. При подъемах уровня (как показало моделирование
поступления воды из Финского залива) было установлено, что
обратное течение в водоворотных зонах у северного и южного
побережья усиливается, а его распространение увеличивается
за счет сокращения транзитного потока. Приток воды из
Финского залива в санитарном отношении наиболее благо-
приятен для западного и южного районов губы. По данным
Рис. 33. Схема течений в Невской губе при среднем расходе
Невы и ординаре уровня (исследование на моделях)
/ — места расположения выпусков (/ — короткий; // — средний; /// — даль-
ний); 2 — течения в транзитной зоне; 3 — обратные течения в водоворот-
ных зонах; 4 — осевая линия транзитного потока; 5—границы участков
транзитного потока
1960 г. (который характерен малой интенсивностью водооб-
мена), приток воды из Финского залива в эти районы'был
в 4 раз больше, чем поступление воды из Невы. Спад уровня
после подъема, проходящий с интенсивностью более 3 см!ч,
через 1,0—1,4 ч создает западное течение на всей акватории
губы [22].
Система течений, образующаяся в зимний период, в ос-
новном определяется стоком Невы, так как влияние ледяного
покрова и перемерзание отмелей в Южных и Северных воро-
тах уменьшают контакт Невской губы с Финским заливом.
Поэтому исследование течений, типичных для зимнего перио-
да, проводилось при пропуске зимних расходов Невы, но соб-
ственное влияние льда при этом не учитывалось. Было уста-
новлено, что для зимней системы течений характерны расши-
112
рение водоворотной зоны у северного берега, изменение на-
правления транзитного потока и общее снижение скорости
течения.
После того как было установлено влияние отдельных
факторов режима на изменение системы течений, были про-
ведены исследования процессов разбавления и переноса сточ-
ных вод.
Для того чтобы иметь возможность сопоставления лабора-
торных материалов с натурными исследованиями,- выполня-
лось моделирование сброса сточных вод города в рукава и
протоки Невы в объеме, соответствующем 1960 году. На мо-
дели сточные воды имитировались красящим и солевым инди-
каторами.
Исследование показало, что при установившемся режиме
(постоянном невском расходе и ординаре уровня) стабилиза-
ция растекания индикатора наступает примерно через 20—
50 суток. За этот период происходит проникновение индика-
тора в южный район и выравнивание концентраций в запад-
ной части губы.
Моделирование сброса при неустановившемся режиме
(т. е. при подъемах и спадах уровня) позволило установить,
что проникновение воды из Финского залива, связанное
с повышением уровня, приводит к интенсивному увеличению
разбавления в южном районе и в несколько меньшей степе-
ни— в центральном районе губы. Зона распространения ин-
дикатора вытягивается в сторону о. Котлин, а максимум ин-
дикатора сохраняется к северу от Северной дамбы и в юго-
восточной части губы, хотя и там разбавление увеличивается
в 2—4 раза. Последующий спад уровня приводит к увеличе-
нию скорости западного течения, которое образуется на всей
площади губы. В результате происходит интенсивный вынос
индикатора за пределы губы, причем разбавление в западной
и южной частях несколько уменьшается за счет расширения
зоны распространения , индикатора, а в восточной — за счет
более интенсивного выноса индикатора, накапливающегося во
время подъема.
Установившийся процесс после подъемов и спадов харак-
терен тем, что зона распространения индикатора вытяги-
вается в западном направлении. Вдоль северного побережья
на трети ширины губы, а также у южного побережья до
района Петродворца сохраняется область чистой воды. Такое
распределение индикатора на модели полностью соответ-
ствует результатам осредненных натурных исследований
(Г. В. Хлопина, 1911—1913 гг. [29], Н. В. Красовской, 1932—
1934 гг. [30] и ЛИСИ, 1960—1962 гг. [22]), отражающих сум-
марное действие всех динамических факторов. Лабораторные
исследования и анализ натурных материалов позволили оце-
нить изменения санитарного состояния акватории за годовой
ИЗ
период [22], а удовлетворительное совпадение с данными на-
турных наблюдений послужило основанием для моделирова-
ния проектных условий.
В процессе моделирования исследовались различные ва-
рианты расположения выпуска в Корабельном фарватере,
а также сброс сточных вод различной концентрации, соответ-
ствующей сбросам без очистки, с механической и биологиче-
ской очисткой.
Некоторые результаты исследования представлены в виде
таблиц, показывающих кратность разбавления в створе слия-
ния всех потоков Невской дельты. В табл. 28 представлена
кратность разбавления при протекании в Неве расхода 50 % -
ной обеспеченности, равного 2540 м^/сек, и действии сгонно-
нагонных явлений.
Таблица 28
Кратность разбавления при сбросе расхода воды в количестве
^ = 30 мР/сек
Удаление выпуска от очистных сооружений в м Установив- шийся режим, обусловлен- ный стоком Невы Неустановившийся режим (сток Невы и сгонно-нагонные явления) Установив- шийся режим после сгонов — нагонов
I цикл II цикл
нагон сгон нагон сгон
500 20 40 25 100 100 50
3000 15 25 50 50 100 50
Из табл. 28 видно, что сгонно-нагонные явления (т. е. при-
ток и отток воды) существенно меняют величину разба-
вления.
В табл. 29 представлена кратность разбавления сточной
воды в том же створе для сбросов с различной степенью очи-
стки.
Сопоставление работы короткого и дальнего выпусков по-
казало, что при коротком выпуске обеспечиваются лучшие
условия разбавления. Кроме того, сокращение длины выпуска,
состоящего из двух труб диаметром по 3 ж каждая, дает воз-
можность уменьшить капиталовложения примерно на 10—,
12 млн. руб., а также уменьшить высоту перекачки сточной
воды на очистные сооружения.
Проведенные лабораторные исследования не учитывали
естественного фона загрязнения Невской губы, поэтому нельзя
было с достаточной полнотой ответить на вопрос о требуемой
степени очистки сточных вод. С известным приближением
можно сказать, что сброс сточных вод после механической
очистки аналогичен по величинам разбавления суще-
ствующему в настоящее время сбросу в рукава и каналы
дельты. Можно также предполагать, что после организации
114
Таблица 29
Кратность разбавления индикатора, определенная на модели
и рассчитанная по формулам для расходов 50- и 95%-ной
обеспеченности
Характеристика сброса Удаления выпуска от очист- ных сооруже- ний в м Моделирова- ние для расхода с обеспечен- ностью Расчет по методу Фролова — Род- зиллера Для расхода Невы с обеспечен- ностью Расчет по формуле Я при у *= 0,9 для Q Невы с обеспе- ченностью
50% 95% 50% 95% 50% 95%
Сброс без очистки (<7 = 30 м31сек) 500 50 30 5,9 4,2 77 47
3000 50 30 5,2 3,8 77 47
Сброс после ме- ханической очи- стки (<7 = 9 м3!сек,) 500 800 480 14.6 8,7 255 156
3000 300 180 12,3 7,7 255 156
Сброс после биологической очистки всех стоков (<7 = 30 м3!сек,) 800 480 14,6 8,7 77 47
централизованных выпусков, обеспечивающих необходимое
разбавление, интенсивность процессов самоочищения ' в во-
доеме увеличится.
Таким образом, лабораторные исследования динамики те-
чений и санитарного состояния водоемов на крупномасштаб-
ных пространственных моделях дают возможность более де-
тально рассмотреть сложные природные процессы и оценить
их влияние на разбавление и вынос сточных вод.
Применение в подобных случаях расчетной методики не
дает удовлетворительных результатов, что можно видеть из
табл. 29.
Известные по литературным источникам способы расчета
разбавления сточных вод не учитывают всей сложности гид-
родинамических явлений в водоемах. Например, метод
М. А. Руффеля [31] дает возможность рассчитывать разбавле-
ние сточных вод в непроточном водоеме только для случая
дрейфовых течений, направленных от выпуска к берегу. По
этому методу, разбавление вблизи берега будет тем больше,
чем дальше от берега находится выпуск. Метод М. А. Руф-
феля не позволяет учитывать при расчете влияние поступа-
тельного переноса (стокового течения) и градиентных тече-
ний, обусловленных притоком и оттоком воды при подъемах
и спадах уровня.
Метод Фролова — Родзиллера [32] может быть применен
для расчета установившегося режима (т. е. стокового тече-
115
ния), если рассматривать транзитный поток в Невской губе
как своего рода реку в водоеме. Результаты расчета по этому
методу приведены в табл. 29, из которой видно большое рас-
хождение рассчитанных и опытных величин, обусловленное
различным механизмом турбулентного перемешивания в ре-
ках и водоемах.
Расчет кратности разбавления по формуле
n== TQ + ?
q
дает формальную оценку разбавления только по величине
расхода и не учитывает степень очистки сточных вод и дина-
мику водоема.
Из представленного сопоставления можно видеть, что
формальное применение расчетной методики не позволяет
правильно рассчитать кратность разбавления сточных вод.
В настоящее время наиболее полная оценка физических про-
цессов, происходящих в водоеме, может быть получена толь-
ко путем гидравлического моделирования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Городское хозяйство и строительство за 50 лет. Лениздат, 1967.
2. Ленинград за 50 лет. Статистический сборник. Лениздат, 1967.
3. Решетников А. Г. Хозяйственная сеть Василеостровской ка-
нализации Ленинграда. — В сб. «Канализация», вып. 1, под ред. Г. Г. Ши-
горина. Изд. НИИ коммун, хоз-ва Исполкома Ленгорсовета, 1950.
4. М о л о к о в М. В., Ш и г о р и н Г. Г. Дождевая и общесплавная
канализация. Изд-во Минкомхоза, 1954.
5. Ши гор ин Г. Г. Общесплавная канализация. Изд-во Минкомхоза,
1960.
6. Ши гор ин Г. Г. Основные положения генеральной схемы канали-
зации гор. Ленинграда. — В сб. работ, изд. ин-та Ленгипроинжпроект и
ЛОПНТО СТ и ГХ, апрель, 1960.
7. Стрельцова Л. И. Рациональный тип ливнеспуска при глубо-
козаложенных сборных коллекторах. Информационное письмо ЛНИИ АКХ,
1959.
8. Агасиев Г. С., Курганов А. М. К вопросу расчета ливнеспус-
ков с боковыми криволинейными в плане водосливами. — В сб. «Санитар-
ная техника», изд. ЛИСИ, 1965.
9. Цветков А. М., Шутов Ю. Д. Сооружение канализационных
коллекторов методом щитовой проходки. Госстройиздат, 1961.
10. Ш и г о р и н Г. Г. Выбор типа канализационных отстойников для
больших очистных станций. — «Водоснабжение и санитарная техника»,
1965, № 7.
11. Шигорин Г. Г. Использование канализации для очистки горо-
дов. Изд-во Минкомхоза, 1954.
12. Монес И. М. Постройка подземных городских сооружений по-
средством щитов малого сечения. Изд-во Минкомхоза, 1949.
13. Монес И. М. Щитовой метод строительства коммунальных со-
оружений. Изд-во Минкомхоза, 1959.
14. Л ы с с М. Ш. Унификация проходческих щитов и усовершенство-
вание конструкции обделок тоннелей малых диаметров. — В сб. работ,
изд. ин-та Ленгипроинжпроект и ЛОПНТО СТ и ГХ, ноябрь, 1962.
15. В е р г а с о в Л. Д., X о д о ш В. А. Безосадочный способ сооруже-
ния тоннелей мелкого заложения. — «Транспортное строительство», 1965,
№ 10.
16. Проходческий механизированный щитовой комплекс КЩ-2, 1 Б.
Изд. ЦНИИПодземшахтостроя, 1967.
17. Зурабов Г. Г., Бугаева О. Е. Гидротехнические туннели гид-
роэлектрических станций. Госэнергоиздат, 1962, стр. 639—642.
18. Шля пин К. Б. Проходка тоннеля в вязких глинах механизиро-
ванным щитом. — «Транспортное строительство», 1957, № 9.
19. Бабаев В. Г., Пурыгин Л. Е., Л о р б е р г М. Г. Опыт воз-
ведения4 подземной части промышленного сооружения способом опускного
колодца. — «Строительная промышленность», 1955, № 3.
117
20. Л ы с с М. Ш. Круглый опускной колодец диаметром 39,5 м. —
В Бюллетене технической информации, изд. ин-та Ленгипроинжпроект и
ЛОПНТО СТ и ГХ, № 1 (4), 1957.
21. Л ысс М. Ш. Опыт погружения круглого железобетонного опускно-
го колодца диаметром 39,5 м. — В Бюллетене технической информации
Главленинградстроя, № 3, Госстройиздат, 1957.
22. Знаменский В. А. Лабораторные исследования гидродинамики
и санитарного состояния Невской губы. — В сб. трудов ГГИ, вып. 136.
Гидрометеоиздат, 1966.
23. Леви И. И. Моделирование гидравлических явлений. «Энергия»,
1967.
24. Знаменский В. А. Опыт моделирования течений в водохрани-
лище для определения охранной зоны водозабора. — В сб. трудов ГГИ,
вып. 136. Гидрометеоиздат, 1966.
25. 3 н а м е н с к и й В. А. Лабораторные исследования кинематики
водоемов и обоснование выбора параметров моделирования. — В сб. тру-
дов ГГИ, вып. 147. Гидрометеоиздат, 1967.
26. Знаменский В. А., Кудряшова Р. Б. Моделирование дрей-
фовых течений. — В сб. трудов ГГИ, вып. 147. Гидрометеоиздат, 1967.
27. Знаменский В. А. Анализ потерь энергии в водоемах и пред-
ложения по моделированию гидравлического режима. — В сб. трудов ГГИ,
вып. 155. Гидрометеоиздат, 1968.
28. Знаменский В. А. Определение рационального размещения ка-
нализационных выпусков и водозаборов путем крупномасштабного моде-
лирования естественных водоемов. — В сб. трудов ГГИ, вып. Л17. Гидро-
метеоиздат, 1964.
29. X л о п и н Г. В. Материалы по исследованию Невской губы в са-
нитарном отношении. 1913.
30. К р а с о в с к а я Н. В. Исследования санитарного состояния Нев-
ской губы, 1934.
31. Руффель М. А. Расчеты разбавления сточных вод в водохра-
нилищах. — «Водоснабжение и санитарная техника», 1967, № 7.
32. Р о д з и л л е р И. Д. К вопросу о расчете смешения сточных вод
в реках. Изд. ВОДГЕО, 1954.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие ..................................................... 3
Глава I. Проектные решения канализования Ленинграда...............4
§ 1. Состояние проектирования и канализования города до
1917 года .................................... . . . —•
§ 2. Проектирование и сооружение канализации в 1917—1941 гг. 6
§ 3. Послевоенные проекты и строительство канализации ... 8
§ 4. Обоснование принятых решений...........................13
Глава II. Проектирование сетей и очистных сооружений ленин-
градской канализации ........................................26
§ 1. Проектирование и принципы расчета сетей канализации . . —
§ 2. Проектирование ливнеспусков, перепадов и переходов ... 32
§ 3. Состав сточных вод . . ............................40
§ 4. Очистные канализационные сооружения....................44
§ 5. Реконструкция перегруженных канализационных сетей . . 46
§ 6. Снегосплав по канализационным сетям....................48
§ 7. Опыт эксплуатации коллекторов и сооружений на них . . 50
Глава III. Насосные станции......................................52
§ 1. Общая характеристика насосных станций.............. . —
§ 2. Расчет и конструирование насосных станций...............—
§ 3. Решетки и приемные резервуары .........................54
§ 4. Насосное оборудование станций и напорные трубопроводы 59
§ 5. Автоматизация насосных станций.........................61
§ 6. Стоимость перекачки ...................................62
§ 7. Примеры насосных станций ..............................64
Глава IV. Строительство канализационных коллекторов закрытым
способом (щитами) и сетевых сооружений.......................69
§ 1. Проходка коллекторов щитами диаметром до 3,2 м . . . —
§ 2. Пути усовершенствования щитовой проходки...............80
§ 3. Шахты и буровые скважины на коллекторах. Конструкция
перепадов . ................................................81
§ 4. Переходы под водными протоками.........................85
Г л а в а V. Строительство насосных станций......................88
§ 1. Главные насосные станции.................................—
§ 2. Районные насосные станции........................... . 93
119
Стр.
Глава VI. Определение величины разбавления сточных вод, сбра-
сываемых в водоемы, методами гидравлического моделирования . 101
§ 1. Особенности гидродинамического режима Невской губы . —
§ 2. Основные принципы моделирования гидравлических явлений
и процессов разбавления сточных вод в водоемах . . .102
§ 3. Методика лабораторных исследований водоемов на простран-
ственных гидравлических моделях...........................108
§ 4. Лабораторные исследования влияния динамики течений Нев-
ской губы на процессы разбавления и выноса сточных вод 111
Литература....................................................117
Георгий Гаврилович Ш и г о р и н,
Леонид Матвеевич Я с м а н,
Моисей Шулимович Лысо,
Владимир Аполлонович Знаменский
ПРОЕКТИРОВАНИЕ И СТРОИТЕЛЬСТВО
КАНАЛИЗАЦИИ
(опыт Ленинграда)
Стройиздат, Ленинградское отделение
Ленинград, пл. Островского, 6
Редактор издательства Б. А. Китайчик
Технический редактор О. В. Сперанская
Корректор Н. Г. Семина
Сдано в набор 30/XII 1970 г. Подписано к печати
4/V 1971 г. М-23480. Формат бумаги 60X90716 № 3.
Бум. л. 3,75. Печ. л. 7,5. Уч.-изд. л. 7,41. Изд. № 1240Л.
Тираж15'000 экз. Цена 37 коп. Заказ 918.
Ордена Трудового Красного Знамени
Ленинградская типография № 2
имени Евгении Соколовой Главполиграфпрома
Комитета по печати при Совете Министров СССР.
Измайловский пр., 29.