Безопасность требует инноваций

Недавняя трагедия в Брянске обозначила наболевшую проблему безопасности эксплуатации подземных коммуникаций. Впрочем, в ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» этим вопросам уделялось и уделяется самое пристальное внимание, а для решения задач улучшения экологической ситуации в городе и в регионе Балтийского моря применяются самые передовые европейские технологии.

Опыт десятилетий

Метод теледиагностики состояния канализационных сетей позволяет распознать неполадки и принять меры, чтобы трубам не угрожали разломы и течи, грунт не просаживался, создавая угрозу жизни людей.
Прогнозирование и включение проблемных адресов в программы реконструкции — задача специального структурного подразделения Водоканала — группы геофизических исследований, сотрудники которой проводят исследования грунтов вдоль канализационных сетей, используя также методы электроразведки и сейсмоакустики. При помощи электроразведки измеряют сопротивление грунта, а благодаря сейсмоакустике — спектры сигналов, возникающих на границах геологических слоев.
Служба диагностики в Водоканале создана почти 35 лет назад, в 1978 г., для определения состояния грунтов в зоне прохождения трубопроводов и обследования их при подготовке нового строительства. Всем известны сложные питерские грунты. Так, геология участка на набережной реки Карповки напоминает слоеный пирог: сначала морские пески, под ними глина, дальше суглинки. Коренные породы располагаются на глубине 25–30 метров. Интерес ответственных за благоприятный режим «лежания» сетей связан с изучением процессов, происходящих в потенциально опасном самом подвижном верхнем слое. Если коммуникации находятся ниже, в твердых грунтах, то проблем быть не должно.

Следует отметить, что в условиях города проводить измерения мешают высокие электрические и акустические помехи. Поэтому свою методику геофизики шлифовали не один десяток лет. Научились подавлять электрические и акустические помехи и получать наиболее точные результаты. После обработки информации специалисты делают выводы об обводненности грунтов, наличии пустот, линз и зон неустойчивых грунтов, с которыми связываются их деформации. Далее может понадобиться дополнительное обследование адреса, но уже не грунта, а самой трубы. Причем сначала проводят телемониторинг состояния трубы изнутри, чтобы без особой надобности не вскрывать асфальт, не рыть траншеи и не доставлять горожанам неудобства.

«Алгоритм действий таков: геофизики проводят с поверхности исследование, потом это исследование подтверждается телеконтролем изнутри трубы, — рассказывает начальник сектора технической диагностики филиала «Водоотведение Санкт-Петербурга» Д. М. Иванов. — Потом принимается решение, что необходимо сделать, чтобы не было дальнейших разрушений. Или нас все устраивает, или это может быть локальный ремонт или санация, возможна постановка трубы на учет, периодический мониторинг ее состояния. В крайних случаях — аварийный ремонт».

Профессионалы своего дела понимают, насколько состояние внутренней поверхности критично и нужно ли дальше предпринимать какие-либо действия. По итогам этой работы заполняется специальная дефектная карта телевизионного обследования в соответствии с таблицей классификации состояния трубопровода.

«Таблица классификации, которая составляется по итогам телемониторинга, дает четкое понимание картины состояния трубопровода, — поясняет начальник Производственного управления восстановительных работ Ю. Л. Родин. — В таблице помечаются все выявленные дефекты. Например, цифра 0 говорит о том, что нужно провести дополнительную промывку. Цифра 3 — это предупреждение о наличии дефекта, требующего повышенного внимания при эксплуатации; 4 свидетельствует о явном разрушении трубопровода, наличии трещин, переломов — это, по сути, заявка на срочный аварийный ремонт. Архив видеозаписей ведется с 2000 г. Это очень ценные сведения, которые используются при подготовке адресной программы по повышению надежности канализационных сетей. Программа рассчитана до 2015 г.».

В качестве конкретного примера можно привести опыт работ в Санкт-Петербурге на ул. Ренгена. Под этой улицей на глубине двух метров проходит чугунная труба общесплавной канализации диаметром 500 мм, которая принимает стоки с прилегающих квартальных территорий, включая Медицинский университет им. академика И. П. Павлова. Сеть идет под уклоном к Петроградской набережной, далее стоки попадают на шахту тоннельного коллектора, потом на Северную станцию аэрации. Эта сеть добротно построена в 1970 г. Адрес не считается проблемным. С учетом состояния сетей и благодаря уклону, который обеспечивает хорошие скорости движения стоков и позволяет коллектору не заиливаться, достаточно прочищать этот участок раз в 10 лет. «Уклон около четырех тысячных для сетей диаметром 500 мм очень хороший. Уклоны — это разность отметок, перепад глубин на длину пролета; 0,004 — это уклон на 4 см каждые 10 метров», — пояснил заместитель начальника района канализования «Северо-Запад» Д. Б. Секундов.

Видеокамера проходит участок в 40 м внутри этой трубы примерно за пять минут. Специалисты определили: стыки в очень хорошем состоянии, без уплотнений, ровные. Зазоры — в пределах СНиПа. Промывка трубы, которая была здесь недавно, выполнена хорошо, без дефектов.

Нарушения состояния труб изнутри, что благодаря камере сразу могут заметить специалисты, означают смещения стыковых соединений. Если при движении на колесах камера «спотыкается» или уходит под воду — это признак просадки трубопровода. Просадка может произойти по разным причинам, в том числе из-за особенностей грунта. В этом районе грунты неустойчивые, водонасыщенные. Грунт, насыщенный водой, при разных температурах начинает подниматься или опускаться, вот и образуются просадки. Ликвидируют их оперативно — подсыпают щебень и утрамбовывают. Обычно для этого используют песок и щебень — инертные сыпучие материалы, которые хорошо дренируют, пропускают воду, не подвергаются деформации. Песчаная подушка служит компенсатором при колебании грунта. Засыпают трубы тоже песком с послойной утрамбовкой. Основание под трубопроводом здесь, на ул. Рентгена, сделано качественно. Преимуществом этого участка трубопровода является и его расположение под тротуаром, т. е. серьезных нагрузок он не испытывает. Риск появления просадок чаще возникает у колодцев, находящихся на проезжей части.

Есть и еще одна причина, по которой может произойти просадка грунта, —исторические особенности строительства коллекторов и инженерных сетей на Петроградской стороне. Подземные коммуникации здесь в свое время были проложены на одних отметках с канализацией. Это приводило к тому, что ухудшалось качество водоотведения, нарушалась герметичность канализационных труб, поврежденные участки разрушались. Часто при «пересечке» с водопроводом на одних отметках вместо того, чтобы обойти водопроводной трубой канализацию сверху или снизу, поступали наоборот — прокладывали канализацию дюкером под водопроводом.

Новые технологии для чистой Балтики

Кроме канализационной сети (ее протяженность в Санкт-Петербурге сегодня составляет 8 245,58 км) «Водоканал Санкт-Петербурга» эксплуатирует 14 канализационных очистных сооружений различной производительности. В этой работе приоритетными являются два направления. Во-первых, переключение прямых выпусков сточных вод, которые пока еще сбрасываются в водоемы без очистки, на канализационный коллектор. Во-вторых, совершенствование технологии очистки стоков, в частности, удаление биогенов.

Сегодня на очистку поступает 94% городских сточных вод. Для сравнения: до 1978 г. этот показатель равнялся 0, т. к. все городские стоки без всякой очистки сбрасывались в Неву и другие водоемы.

В последние несколько лет сокращение сброса неочищенных стоков напрямую связано с завершением строительства продолжения Главного канализационного коллектора северной части Санкт-Петербурга. Коллектор — это комплекс уникальных инженерных сооружений: два тоннеля протяженностью 12,2 км и диаметром 4 м каждый, проложенные под землей на глубине 40–90 м, а также десятки приемных шахт различного диаметра, километры соединительных микротоннелей. По этому коллектору сточные воды, поступающие от жилых домов, промышленных предприятий и различных организаций, транспортируются на Северную станцию аэрации, где проходят очистку (в том числе глубокое удаление фосфора).

С 2008 г. на коллектор ежегодно переключаются прямые выпуски, благодаря чему сброс неочищенных стоков в Неву и Финский залив постоянно снижается. Необходимость глубокого удаления из сточных вод фосфора обусловлена тем, что высокий уровень биогенов, к которому он и относится, вызывает процесс эвтро-фикации в Балтийском море. В море бурно разрастаются сине-зеленые водоросли, для которых фосфор — отличная питательная среда.

«Цветение» Балтийского моря, заиливание берегов делают его непригодным для купания и отдыха. Процесс эвтрофикации приводит к гибели многих обитателей моря, ставя под угрозу будущее уникальной экосистемы Балтики.

В 90-х годах прошлого века была подписана Хельсинкская конвенция по защите морской среды Балтийского моря. Свою подпись под этим документом поставила и Россия, взяв на себя серьезные обязательства по снижению негативного воздействия на Балтику. Технология глубокого удаления фосфора при помощи специального реагента внедрена на крупнейших канализационных очистных сооружениях Петербурга — Центральной и Северной станциях аэрации и на Юго-Западных очистных сооружениях.
Комплексный подход — сокращение сброса неочищенных сточных вод и постоянное совершенствование качества очистки — позволил Петербургу в июне 2011 г. полностью выполнить рекомендации ХЕЛКОМа по содержанию фосфора в сбрасываемых сточных водах. Петербург вышел на уровень содержания фосфора менее 0,5 мг/л. Таков итог международного проекта «Чистая Балтика», в финансировании которого принимали участие «Водоканал Санкт-Петербурга», Фонд Джона Нурминена, Министерство окружающей среды Финляндии и шведское агентство SIDA. Общая стоимость проекта оценивается в 5 млн евро.

Всего сегодня в Петербурге ежедневно из сточных вод извлекается около 10 тонн фосфора. За последние пять лет ежегодный сброс фосфора Петербургом в Финский залив сократился более чем на 1000 тонн. Международные эксперты оценивают это как колоссальный вклад в улучшение состояния Балтийского моря.

Благодарим Департамент информации и общественных связей ГУП «Водоканал Санкт-Петербурга» за помощь в подготовке материала журнала СтройПРОФИ.