ГЛАВА 2
АНАЛИЗ факторов, влияющих на долговечность конструкций смотровых шахт
2.1. Требования, предъявляемые к конструкциям смотровых шахт
Назначение смотровых шахт и колодцев на протяжении всего времени их
существования не изменилось. В то же время появились новые возможности для
применения современных материалов и конструкций как для строительства новых,
так и для ремонта существующих смотровых шахт и колодцев.
Все повреждения конструкции можно разделить на пять классов в соответствии с
методикой, предложенной в работе [37]. Данная классификация повреждений
разработана в ХГТУСА и соответствует европейским стандартам [79].
Как показывают исследования [25, 26, 34, 74], причинами разрушения шахтных
стволов в числе прочих служат: проникновение внутрь конструкции поверхностных
вод (иногда при отрицательных температурах), статические и динамические
нагрузки, создаваемые грузовым транспортом, отступление от норм при выполнении
строительных работ. Все это приводит к оседанию перекрытий или к поломке
выравнивающих колец.
Серьезной проблемой являются сильная инкрустация и коррозия, наносящие вред
гидравлике безнапорного водовода, вплоть до разрушения всей конструкции.
Причины этого явления кроются в ненадлежащем качестве поверхности стен шахт и в
присутствии почти во всех канализационных коллекторах биогенной среды.
Нередко коррозией оказываются повреждены ходовые скобы для спуска в смотровой
колодец, что представляет большую опасность для эксплуатационщиков. Некоторым
выходом из положения можно считать сооружение ступеней, облицованных
пластмассой, однако это не решает радикально проблемы. Разрушение безнапорных
водоводов – желобов происходит вследствие повреждения шахтных оснований,
выполненных исключительно из бетона или керамики. При этом могут наблюдаться
разгерметизация стыков и просачивание сточных вод через шахту. Причина этих
явлений – в недостаточном качестве строительных работ, а также в высоких
нагрузках из-за оседания почвы или в динамических нагрузках от грузового
транспорта.
Смотровые шахты и колодцы представляют собой важную часть системы
водоотведения, и к ним необходимо предъявлять такие же требования, как и ко
всей системе в целом, то есть они должны быть прежде всего долговечными и
экологичными.
Рассмотрим основные требования к смотровым шахтам и смотровым колодцам, которые
необходимо принимать во внимание при выборе материалов и конструкций для их
строительства и ремонта.
Герметичность. Это обязательное требование можно выполнить благодаря
использованию соответствующего материала и его хорошей укладке. Оптимальным
материалом является пластмасса, которая обеспечивает необходимую надежность
соединения элементов шахты. Считается, что количество дефектов в простых
торцовых соединениях значительно меньше, чем в сложных.
Как показывает зарубежный опыт [68, 72], сегодня шахту можно установить с
помощью одного или двух человек, а соединение шахтных труб выполняется довольно
просто – с помощью соединительной муфты. Все дополнительные работы (сверление
или распиливание) приводят к новым дефектам и увеличивают затраты на ремонт.
Прочность конструкций. Прочность шахтных конструкций должна обеспечивать
возможность их применения в районах движения тяжелого транспорта.
Существует мнение, что, для того чтобы выдерживать большие нагрузки, шахтные
системы должны быть тяжелыми. Однако оно опровергается практикой многих стран,
в том числе Скандинавии, где уже в течение 15 лет в районах с большими
нагрузками от грузового транспорта успешно применяются преимущественно
пластмассовые шахтные системы. В шахтах используются так называемые плавающие,
или телескопические, покрытия и совершенно отказались от бетона в качестве
материала опоры. В результате не стало поломок в горловине шахты, появилась
возможность подгонки элементов на месте в случае изменения высоты.
Благодаря применению полипропилена (ПП) и техники гофрирования труб сейчас
изготовляются прочные шахтные системы, обладающие гибкостью при высоких
нагрузках и хорошей абсорбцией [70].
Такие нагрузки могут восприниматься жесткими шахтами, конструкции которых
выполнены из искусственных материалов и имеют гладкие неповрежденные стенки.
Высокие нагрузки, которые могут выявиться на этапе строительства или при усадке
почвы, принимают на себя гофрированные трубчатые конструкции. Благодаря
применению плавающих (телескопических) покрытий нагрузки от тяжелого грузового
транспорта отводятся в землю, что является преимуществом данной конструкции.
Небольшие затраты на техническое обслуживание, возможность инспектирования.
Этим требованиям удовлетворяют легкие системы с гладкими, без пор,
поверхностями. Благодаря применению искусственных материалов (пластмасс) можно
увеличить интервалы между инспектированиями и таким образом сэкономить
значительные средства. Небольшие шахтные системы облегчают техническое
обслуживание и позволяют производить его с помощью доступного оборудования.
Коррозионная стойкость. Данную проблему можно решить путем правильного выбора
рабочего материала, причем речь идет об искусственных материалах, которые имеют
значительное преимущество перед традиционными (рис. 2.1) [82].
Длительный срок службы и надежность. Применение высококачественных
искусственных материалов и рациональный выбор конструкции увеличивают
продолжительность эксплуатации шахтных систем, которая может достигать более
пятидесяти лет.
Химическая стойкость. В настоящее время многие транспортные контейнеры для
агрессивных химикатов выполнены из искусственных материалов, таких, как
пропилен или полиэфир.
- Київ+380960830922