Наблюдение за работой и состоянием сетей и каналов

2. Наблюдение за работой и состоянием сетей и каналов. ОРГАНИЗАЦИЯ КОНТРОЛЯ ГАЗОВОГО СОСТОЯНИЯ ВОДООТВОДЯЩИХ

СЕТЕЙ

Для обеспечения нормальной эксплуатации водоотводящей сети ее систематически осматривают. Различают два вида перио­дических осмотров при контроле за работой и состоянием водоот­водящей сети: наружный (поверхностный) и технический.

2.1. Наружный осмотр сети

Наружный осмотр сети производится с целью обнаружения на­рушений нормальной работы сети, выявления условий, угрожа­ющих сооружениям, проверки внешних признаков их сохраннос­ти в соответствии с установленным планом работ не реже 1 раза в 2 месяца. Такой осмотр производится бригадой из двух человек и осуществляется без спуска людей в колодцы.

В обязанности рабочих входит восстановление старых и уста­новка новых координатных табличек. Координатные таблички устанавливают у колодцев или наносят на ближай­шие к колодцам стены домов и осветительные столбы.

Наружный осмотр водоотводящей сети заключается в проверке состояния колодцев, целостности крышек и люков, уровня сточ­ных вод в лотках, наличия в колодцах грязи или мусора. При об­ходе трассы сети бригада отмечает в журнале наличие на ней по­вреждений (мест просадок грунта и люков колодцев, разрытии на трассе, незаконных присоединений, завала колодцев грунтом или снегом, неплотность прилегания крышек колодцев, сохранность вентиляционных труб).

При обнаружении указанных недостатков бригада по возмож­ности должна принять меры к их ликвидации.

При осмотре колодцев на трассе сети бригада выполняет следу­ющие операции:

Рекомендуемые материалы

• устанавливает перед колодцами оградительные знаки для предохранения от наезда транспорта;

• очищает люк от земли, снега или льда;

• открывает наружную крышку люка и проверяет ее целостность, а также целостность корпуса люка;

• очищает от мусора вторую крышку, вытаскивает на поверх­ность и проверяет ее состояние;

• определяет видимые с поверхности повреждения горловины, стенок и лотка колодцев, а также устьев трубопроводов;

• отмечает наличие загрязнения стенок и полок лотка, а также самого лотка;

• устанавливает характер течения сточной воды и степень наполнения лотков, фиксируя время наблюдения;

• замеряет глубину подпора (если он есть);

• по показаниям приборов контролирует наличие газов;

• проверяет состояние ходовых скоб, перил, лестниц, задвижек, шиберов;

• отмечает наличие спуска поверхностных или каких-либо других вод в сеть.

При осмотре и проверке люков обращают внимание на то, что­бы корпус люка плотно прилегал к горловине колодца, т.е. чтобы не было отверстий для проникновения в колодцы поверхностного стока.

При осмотре колодцев и наблюдении за движением сточной воды в лотках необходимо отмечать: наличие в лотках узловых колодцев перебивания струй или выбрасывания на полки лотка воды из боковых веток; подтапливание боковых присоединений при подъеме воды в коллекторе; особенности движения сточной воды по лотку; присутствие песка, осадков и примесей, которые могут вызвать засорение сети, и т.д. При обнаружении подпора сточной воды бригада должна выявить его причины (засор, повы­шенный расход и т.п.) и сообщить диспетчеру для принятия мер к его ликвидации.

Непосредственно перед началом паводка необходимо просле­дить за тем, чтобы верхние крышки люков колодцев на залива­емых территориях были герметизированы. Герметизацию крышек осуществляют с помощью синтетических уплотнителей, пропи­танных битумом, пакли или войлока, которые прокладываются в зазоры между крышкой и корпусом люка колодца.

Для производства работ по наружному осмотру бригада из двух человек должна иметь лом, лопату, крючок, оградительный дорож­ный знак, аккумуляторный фонарь, газоанализатор или две лампы ЛБВК, складную рейку или шест, зеркало, аптечку, схему осматри­ваемого участка сети, набор средств по технике безопасности, а также журнал обхода сети, в который заносят результаты осмотра.

2.2. Технический осмотр сети

Технический осмотр внутреннего состояния водоотводящей сети, устройств и сооружений на ней выполняют периодически:

• коллекторов и каналов, смотровых колодцев и выпусков - 1 раз в год;

• камер, эстакад и переходов - не реже 1 раза в квартал;

          • для каналов большого диаметра (2,5-5,4 м) - 1 раз в 2 года.

При техническом осмотре полностью выявляют как дефекты физического состояния, так и гидравлические условия работы водоотводящей сети, тщательно обследуют изнутри все колодцы и проходимые каналы, проверяют действие оборудования и ликви­дируют мелкие неисправности. Он проводится по спе­циальному графику, преимущественно в теплое или удобное для эксплуатации время года.

При техническом осмотре колодцев для обнаружения образо­вавшихся в процессе эксплуатации дефектов обследуют стены, горловины, лотки, входящие и выходящие трубы; проверяют це­лостность скоб, лестниц; очищают от скопившихся отложений и грязи полки и лотки, а также контролируют вынос песка из труб в колодец. Одновременно проверяют прямолинейность примыка­ющих к колодцу участков сети.

При техническом осмотре аварийных выпусков проверяют на­личие пломб.

Для работы в колодце звено должно дополнительно иметь:

• предохранительный пояс с веревкой на 2 м больше глубины колодца;

• изолирующий противогаз со шлангом;

• ручной или механический вентилятор;

• сигнальные жилеты, защитные каски.

При производстве ремонтных работ необходимо применять щиты и барьеры, окрашенные чередующимися параллельными горизонтальными полосами шириной 0,13 м белого и красного цветов или окрашенные в желтый цвет с каймой по периметру щита и с полосой по диагонали щита красного цвета шириной 0,12 м.

Технический осмотр самотечных коллекторов и каналов диа­метром 1,5 м и более осуществляется путем прохода по ним при условии полного или частичного прекращения подачи сточной воды.

При спуске людей в колодцы (камеры, шахты) и при проходе по коллектору у каждого смежного колодца обследуемого участка сети на поверхности земли должны безотлучно находиться не менеедвух человек на каждый колодец. Проход по коллектору разрешает­ся группе слесарей, состоящей не менее чем из трех человек.

Для проверки загазованности колодцев используют лампы ЛБВК или газоанализаторы (рис. 2).

При проверке колодца или коллектора на загазованность лампу ЛБВК зажигают на поверхности земли и опускают на веревке в колодец. При этом следят за пламенем через зеркальный отражатель. Увеличение пламени свидетельствует о наличии взрыво­опасных газов, уменьшение — о недостатке кислорода. Если пла­мя коптит и угасает, это свидетельствует о наличии в колодце вредных для человека газов и паров. При наличии паров бензина пламя удлиняется и окрашивается в синий цвет. Спокойное, ров­ное горение лампы свидетельствует об отсутствии в смотровом колодце вредных для работы газов. Технический осмотр сети диаметром до 1,5 м следует произво­дить с помощью телевизионных установок.

В зависимости от конструктивных особенностей телевизион­ные камеры подразделяются на пять типов: переносные, дистанционно управляемые, камеры с сателлитами, беспроводные камеры, плавающие камеры.

На рис. 3 показаны телевизионные камеры, используемые для осмотра сетей.

Различают следующие методы ТВ-диагностики:

• автоматический;

• полуавтоматический;

• механический.

Наиболее информативным является автоматический метод ди­агностики с помощью ТВ-камеры-робота.

Рис. 2. Приборы для обнаружения газов в водоотводящей сети: а — внешний вид лампы ЛБВК; б — схема устройства лампы ЛБВК; в — газоанализатор;

1 - крючок; 2 - верхняя крышка; 3 - верхняя стойка; 4 - сетка наружная; 5 - сетка внутренняя; 6 - зеркальный отражатель; 7 - ламповое стекло; 8 - резервуар для бензина; 9 - затворное кольцо; 10 - асбестовое кольцо; 11 - верхнее кольцо; 12 - нижняя стойка.

Рис. 3. Телевизионные камеры для осмотра сетей

Схема автоматической ТВ-диагностики представлена на рис. 4.

Технический осмотр напорных трубопроводов сводится к проверке действия вантузов, задвижек и аварийных выпусков. Открывая и закрывая задвижки, проверяют их исправность. Смазка вращающихся частей этих приборов производится 1 раз в месяц. Записи результатов осмотра должны быть точными с учетом особенностей отдельных конструкций и деталей сооружения.

                        

Рис. 4. Передвижной комплекс с телевизионной установкой для обследования водоотводящих сетей: 1 - пульт управления; 2 - стол оператора; 3 - сиденье оператора; 4 - лебедка телекабеля; 5,7 - направляющие кабельные ролики; 6 - кабель телекамеры; 8 - привод тележки с телекамерой; 9 - приемная телекамера; 10 - обзорно-осветительная насадка

2.3. Организация контроля газового состояния водоотводящих сетей

При эксплуатации в надводной части водоотводящих коллек­торов скапливаются выделяющиеся из сточных вод пары воды и вредные газы, которые затрудняют эксплуатацию сетей и могут создать аварийные ситуации.

Состав газовой среды водоотводящих коллекторов некоторых крупных городов РФ и ближнего зарубежья приведен в таблице 2.1.

Если в сточной воде имеется избыточный агрессивный диок­сид углерода СО₂, то при его химическом взаимодействии с гидроксидом кальция Са(ОН)₂ сначала образуется малорастворимый в воде углекислый кальций СаСОз, окисляющийся затем до легко­растворимого двууглекислого кальция Са(НСОз)₂. Растворение двууглекислого кальция приводит к разрушению (коррозии) бе­тона.

Присутствие в водоотводящих коллекторах углеводородных и метановых газов при окислении кислородом воздуха может вы­звать самовозгорание и взрыв.

Таблица 2.1

Состав газовой среды водоотводящих коллекторов крупных городов

Степень коррозионной активности сточных вод зависит от концентрации компонентов сточных вод, значения которых пред­ставлены в табл. 2.2.

Анализ показывает, что 70% аварий на городских водоотводящих коллекторах происходит из-за газовой сульфатной коррозии и 30% - из-за нарушения механической прочности. Основным агентом коррозии является сероводород H2S. Он растворяется в воде, конденсирующейся на сводах трубопроводов, не омываемых сточными водами, и проникает в поры бетона.

Таблица 2.2

Степень коррозионной активности

В конденсате, об­разовавшемся на стенках коллектора, происходит биохимическое окисление сероводорода кислородом воздуха. При этом происхо­дит реакция

2H₂S + О₂ = 2S + 2Н₂О.

Сера, образовавшаяся в процессе биохимического окисления, окисляется в серную кислоту по реакции

2S + ЗО₂ + 2Н₂О = 2H₂SO₄.

Воздействие на бетон серной кислоты вызывает образование сульфата кальция (гипса) и сульфаталюминия кальция, увеличи­вающихся в объеме по сравнению с гидроксидом кальция (явля­ющимся составной частью цемента) соответственно в 2 и 22,5 раза. Значительное расширение, вызываемое этими соедине­ниями, приводит к растрескиванию и разрушению бетонных кон­струкций водоотводящих сетей.

Для борьбы с газовой коррозией необходимо организовать кон­троль за газовым состоянием коллекторов водоотводящей сети. Для получения достоверных результатов количество замеров в каждой точке должно быть не менее 30. Если полученная средне­арифметическая величина концентрации газа в исследуемой точке (колодце) всей серии замеров будет равна или больше его ПДК, то данная точка считается коррозионно-опасной.

По результатам обработки данных составляют карту загазован­ности обследованной водоотводящей сети.

Прогнозировать возникновение коррозии можно по индексу Помероу, определяемому уравнением:

где: Z - индекс, характеризующий вероятностную скорость воз­никновения коррозии (табл. 2.3); БПК₅ - биохимическая потребность сточных вод в кислороде, получены в лаборатор­ных условиях при 20°С, мг/л; Т- температура сточных вод, °С; J - уклон трубопровода; Q - расход сточных вод, л/с; U/b₁ - отношение смоченного периметра трубопровода к ши­рине водного зеркала; для наполнения 0,5D отношение U/b₁ = π/2.

Таблица 2.3

Вероятность возникновения и скорость коррозии в зависимости

от величины индекса в уравнении Помероу

Следует подчеркнуть, что индекс Z только указывает на воз­можность сульфидной коррозии. Так как концентрация сульфи­дов зависит от продолжительности пребывания сточных вод в трубопроводе, то количество сульфидов, которое продуцируется в течении 1 ч в сточной воде, можно определить по форму­ле:

где:      скорость образования сульфидов за 1 ч, мг/л; R - гид-равлический радиус (/χ), м; υ - средняя скорость течения сточных вод, м/с; h/d - наполнение трубопровода в точке m; ЭБПК₅=БПК₅∙1,07^(Т-20) - эффективная БПК₅. В табл. 2.4 приведены значения ЭБПК, вычисленные для сточных вод с различной температурой.

Среднюю скорость коррозии (мм/год) ориентировочно можно также рассчитать по уравнению, предложенному Помероу:

Через некоторое время за счет потери сульфидов из системы концентрация сульфидов в сточной воде стабилизируется по урав­нению:

                                                             Таблица 2.4

Значения ЭБПК сточных вод

где: k - корректирующий коэффициент, зависящий от климати­ческих условий: для умеренного (европейского) климата мо­жет быть принят равным 0,8; А - щелочность бетона, выра­женная как эквивалент СаСО₃: для бетонных труб с кварце­вым заполнителем в среднем составляет 16 %, для асбестоце-ментных труб, у которых щелочность 50%, и труб с большей щелочностью формула неприменима; Xs =0,7(Jυ)^3/8 iS b/U -степень превращения сульфидов в газовой фазе в серную кислоту на поверхности стенок трубопровода; i - коэффициент, зависящий от рН и показывающий, какая часть сероводорода переходит в растворимые сульфиды (табл. 2.5); S - общая концентрация растворимых сульфидов, мг/л.

Концентрацию сульфидов (мг/л) в конце напорного трубопро­вода определяют по формуле:

С=О,О1312(ЭБПК₅)(12/D) + О,12) + С_о,

где: t - время движения сточной воды по трубопроводу, мин; D - диаметр трубопровода, см; С_о - концентрация сульфидов в сточной воде в начале напорного трубопровода, мг/л.

Повышение долговечности водоотводящих коллекторов может быть обеспечена:

• контролем за качеством сточных вод;

• использованием коррозионно-стойких конструкционных материалов;

Обратите внимание на лекцию "4 Стороны в гражданском процессе".

• вентиляцией сети.

Одним из приемов, препятствующих окислению сероводорода в серную кислоту, является орошение свода трубопровода сточной водой при работе коллектора полным сечением в течение непро­должительного времени. Примеры таких устройств показаны на рис. 5.

Рис. 5. Устройства для периодического автоматического смывания кислот с поверхности свода трубопровода.

Для искусственной вентиляции следует предусматривать уст­ройство дегазационных камер с вытяжными шахтами в местах подключения напорных трубопроводов к самотечным, в мес­тах перехода самотечного режима в

напорно-самотечных и в нижних камерах дюкеров. Устройство вытяжных устройств обя­зательно в верхних камерах дюкеров, перед насосными станция­ми, в местах резкого изменения скоростей и в перепадных ко­лодцах.