Коллекторы и каналы

Канализационная система имеет следующие основные элементы: вентиляционные трубы, канализационные трубы, канализационный стояк, лежак и канализационный коллектор

Канализационные трубы принимают сбрасываемые воды от раковин, ванн, туалета и других устройств. Сбрасываемые воды проходят через эти трубы в канализационный стояк или в его отвод. Канализационный стояк принимает сбрасываемые из туалета фекальные воды, а также воду из канализационных труб. Через стояк сбрасываемые воды поступают в лежак, а по нему в канализационный коллектор. Канализационный коллектор начинается за пределами фундамента дома и отводит сбрасываемые воды в городскую канализацию (городской канализационный коллектор) или в бак-отстойник.

Отвод канализационных вод в системе происходит под воздействием силы собственной тяжести: гидравлического давления в системе, в отличие от водопровода, нет. Для нормального функционирования в системе должно поддерживаться атмосферное давление. Это означает, что система должна во всех ее частях вентилироваться, то есть сообщаться с открытым воздухом. Главным вентиляционным устройством в доме является вентиляционный стояк. Он выведен выше крыши. Каждая канализационная труба имеет свою вентиляционную трубу, соединенную с вентиляционным стояком (см. 1-6). В большом доме может быть несколько вентиляционных стояков.

Каждый источник сбрасываемой воды снабжен специальным затвором. Ловушка представляет собой Р-образную трубу, всегда наполненную водой. Такого рода водяной затвор блокирует поступление канализационных газов в дом. Каждый затвор соединен с канализационной трубой и через нее - с вентиляционной. Тем самым решены две задачи: вода из затвора не выдавливается через сток по принципу сифона (принцип сифона - фонтанирование воды из раковины или иного устройства при возникновении противодавления в системе канализации) и канализационные газы в системе после затвора эвакуируются за пределы дома. Эвакуация газов из системы помогает также снизить скорость коррозии труб канализационной системы.

В общесплавных, раздельных, комбинированных и производственных системах канализации как в СССР, так и за рубежом длительное время успешно эксплуатируются коллекторы и каналы больших сечений, построенные из кирпича в конце XIX и начале XX столетия. Основные элементы кирпичных коллекторов любого сечения идентичны: верхнюю образующую часть называют сводом, нижнюю — лотком. Лотки заделывают в фундамент, который по бокам коллекторов доводят до половины их высоты (3.19). Конструкцию фундамента составляют подготовка, плита и стул. Подготовку выполняют из щебня, гравия или бетона; плиту — из бетона или железобетона. Толщину плиты и марку бетона определяют расчетом в зависимости от устойчивости грунтов и размеров канала. Боковая часть коллектора называется стулом. Ширину его определяют статическим расчетом. Кирпичные коллекторы круглого сечения (3.19,а) диаметром 600—1800 мм с обычным или уширенным стулом, а при больших размерах— полуэллиптического (шатрового) сечения, лучше отвечающего статическим условиям работы при хорошем качестве кирпича, долговечны и хорошо сопротивляются агрессивному действию грунтовых и сточных вод. Однако конструкция их массивна, они неиндустриальны и дороги, для их сооружения требуется высококачественный прямой и клинчатый кирпич, а также много цемента (примерно столько же, сколько требуется на изготовление железобетонной трубы такого же диаметра). По этой причине, а также из-за невозможности механизации работ строительство их прекращено. С переходом на индустриальные методы сборного строительства коллекторов из крупноразмерных сборных железобетонных элементов заводского изготовления (блоков, труб, колец и тюбингов) коллекторам придают форму круглого и прямоугольного сечения. Стул, плиту и свод иногда объединяют в одном объемном элементе. В последнее время круглые коллекторы большого диаметра укладывают при открытом способе производства работ из стандартных длинномерных железобетонных труб марок РТ, РКТ и ФТ () или из тех же труб с плоской подошвой; прямоугольные — из сборных железобетонных элементов

Прямоугольные коллекторы применяют для строительства бытовой и дождевой канализации, а также для прокладки подземных коммуникаций. Только в Москве построено более 180 км прямоугольных сборных каналов из типовых унифицированных элементов. Для строительства одно- и двухсекционных коллекторов применяют четыре элемента: наружные стеновые блоки длиной 1,8 м, плиты перекрытия шириной до 4 м, плиты днища шириной до 2,6 м и средние стеновые блоки. Из таких блоков собирают коллекторы различного поперечного сечения (от 2X2 до 3X4 м). Для устройства плавных поворотов применяют специальные блоки или трапецеидальные вставки.

Однако прямоугольные каналы перестали отвечать современным требованиям индустриальности строительства и не обеспечивают необходимой водонепроницаемости в стыковых соединениях

Основной конструкцией крупных канализационных коллекторов и водостоков должны быть круглые железобетонные безнапорные трубы, а для напорных — железобетонные напорные трубы, изготовляемые методом виброгидропрессования и центрифугированием. Переход от прямоугольных каналов на круглые длинномерные трубы большого диаметра позволяет увеличить пропускную способность каналов до 10%, сократить затраты на монтаж до 30—50% и обеспечить водонепроницаемость стыка

Применение длинномерных труб с плоским основанием (3.19,г) позволяет укладывать их непосредственно на бетонную подготовку и значительно уменьшает расход железобетона, так как отпадает необходимость в устройстве стула. Трудоемкость работ по укладке длинных труб с плоским основанием оказалась в 2 раза меньше, чем при устройстве канала из круглых труб.

При строительстве коллекторов в районах старой и стесненной застройки на глубине 6 м и ниже целесообразно прокладывать их способом закрытой щитовой проходки (см. § 40).

Коллекторы собирают круглого сечения из трапецеидальных или сегментных железобетонных блоков — тюбингов. При проходке туннелей щитами старых конструкций применяли тюбинги трапецеидальные, ширина которых обычно не превышала 300—350 мм, а число их по кольцу обделки было 16—20 шт. Механизированные щиты новых унифицированных конструкций позволяют укрепить стенки туннелей укрупненными тюбингами в виде сегментов шириной 700—800 мм с числом по кольцу обделки 6—8 шт. Тюбинги и сегменты изготовляют из бетона марки 400 на гранитном шебне крупностью не более 40 мм. Для обеспечения водонепроницаемости и повышения долговечности в каналах из тюбингов устраивают внутреннюю железобетонную рубашку из монолитного железобетона марки 400 на гранитном щебне (см. 3.19,е), а при строительстве канала в водонасыщенных грунтах, кроме того, гидроизоляцию. Лоток рубашки железнят цементом марки 500. Если требуется проложить в туннеле, выполненном щитовым способом, коллектор значительно меньшего диаметра, чем наименьший диаметр проходческого щита, внутри блочной обделки туннеля после устройства железобетонной водонепроницаемой рубашки устраивают лоток из монолитного бетона или из сборных бетонных элементов, укладываемых на битумных мастиках.