Эта статья посвящена дождевым системам водоотведения — неотъемлемом спутнике качественных дорог. Основные нормативы для их проектирования разработаны более 20 лет назад, поэтому в них не учтены недавно появившиеся на рынке трубы из новых материалов (например, стеклобазальтопластика) и новых конструкций.

Авторы: А.А. ОТСТАВНОВ, к.т.н., ведущий научный сотрудник;
В.А. УСТЮГОВ, к.т.н., директор ГУП «НИИ Мосстрой»;
К.Е. ХРЕНОВ, первый заместитель генерального директора, главный инженер МГУП «Мосводоканал» по технической политике;
В.А. ХАРЬКИН, к.т.н., генеральный директор ООО «Прогресс»

Чрезвычайно болезненный вопрос для нашей страны во все времена — качество дорог! Строить дороги надо так, чтобы они служили многие десятилетия, а не как сейчас — два-три года, и все, лишь потому, что плохо работают дождевые системы водоотведения либо их вообще не удосужились построить.

Очевидно, что, помимо самих дорог, необходимо грамотно устраивать и соответствующие коммуникации для отвода от дороги дождевых и талых вод.

На это также нужны средства и причем немалые. Естественно, «пропагандистский» километраж дорог поубавится. Очевидно, по этой причине про такие коммуникации ни из одних уст и не слышно.

Для отвода дождевых и талых вод от дорог устраиваются подземные водостоки — дождевые системы водоотведения (ДСВ). Сейчас основными нормативами, используя которые можно запроектировать, а затем и построить эффективные ДСВ на любой территории Российской Федерации, являются Строительные нормы и правила [1, 2]. СНиП 2.04.03–85 и 3.05.04–85 разработаны более 20 лет тому назад. И по этой причине в них никак не учтены изменения, произошедшие в последние два десятилетия. К примеру, в распоряжении строителей появились трубы из новых материалов (например, стеклобазальтопластика) и новых [3] конструкций (рис. 1).

Очевидно, что на проектирование, монтаж, эксплуатацию, ремонт и утилизацию ДСВ из них требуется соответствующая нормативная база. К сожалению, российской нормативной базы на этот случай не имеется. В таких случаях обычно рекомендуется использовать зарубежные нормы. С этим можно согласиться только при условии соответствующей адаптации зарубежных норм к сложившейся российской практике. Возникает естественный вопрос, кто это будет делать и на какие средства?

Возможно, средства и найдутся, а где взять специалистов, способных адаптировать зарубежные нормы к сложившейся российской практике? С каждым годом это будет сделать все сложней — сегодня воочию наблюдается практически невосполнимый разрыв между техническими специалистами «старого» и нового поколений. А пока зарубежные нормы переводятся на язык, называемый «смесь русского с нижнегородским», и в таком виде изготовителями-поставщиками трубной продукции предлагаются к использованию. Вот с этим согласиться уже нельзя.

К изменениям, которые касаются непосредственно ДСВ, в первую очередь следует отнести особенности современного строительства и эксплуатации, связанные с формами собственности на средства производства и различные сооружения не только на данный текущий момент, но и на далекую перспективу, а также труб, из которых можно устраивать сейчас трубопроводы дождевой канализации.

Протяженность трубопроводов ДСВ будет на 10–20% больше протяженности дорог, которые предполагается построить. Естественно предположить, что при этом потребуется примерно на 10–15% большее количество труб, чем протяженность трубопроводов сооружаемых водостоков. Чтобы располагать таким объемом труб, потребуется, что вполне очевидно, использовать трубы, производимые в России из различных материалов, а также, вполне возможно, и поставляемые из-за рубежа.

Ранее для устройства трубопроводов ДСВ рекомендовалось [4] использовать железобетонные, бетонные, керамические и асбестоцементные трубы (при самотечнобезнапорном режиме течения стоков) и напорные железобетонные, асбестоцементные, чугунные и пластмассовые (при напорном режиме течения стоков).

Применение чугунных труб для самотечной сети допускалось: на участках быстротоков при скорости движения воды свыше 7 м/с; в исключительных случаях при пересечении с подземными сооружениями (пешеходный переход, сухой коллектор и т.п.). Применение стальных труб для напорной дождевой системы водоотведения допускалось:

• для переходов под железными и автомобильными дорогами, через водные преграды и овраги;
• при прокладке трубопроводов по опорам эстакад;
• в тоннелях;
• при прокладке в труднодоступных местах строительства, в вечномерзлых, просадочных, набухающих и заторфованных грунтах, на подрабатываемых территориях и в карстовых районах.

Причем стальные трубопроводы рекомендовалось покрывать снаружи антикоррозионной изоляцией. На участках возможной электрокоррозии стали необходимо предусматривать специальную защиту трубопроводов.

Рекомендовалось применять керамические трубы диаметром до 600 мм канализационного типа по ГОСТ 286 для трубопроводов дождевой канализации, прокладываемых в агрессивных средах и при отсутствии временных вертикальных нагрузок.

Асбестоцементные трубы для безнапорных трубопроводов по ГОСТ 1839 «Трубы и муфты асбестоцементные для безнапорных трубопроводов. Технические условия» рекомендовалось использовать для строительства водостоков диаметром 300–600 мм небольшой длины (водосточные ветки, внутриквартальная сеть) в районах, где образование твердых нерастворимых частиц (главным образом песка), попадающих в водосточную сеть, незначительно.

Также для устройства внутриквартальной и уличной ДСВ диаметром от 300 до 1000 мм включительно допускались бетонные трубы для безнапорных трубопроводов по ГОСТ 20054. Глубина их заложения должна была соответствовать прочностной характеристике труб данного диаметра.

Допускалось использование железобетонных труб для безнапорных трубопроводов по ГОСТ 6482.1 «Трубы железобетонные безнапорные.

Конструкция и размеры» при строительстве дождевой канализации:

• диаметром 400 мм — для водосточных веток;
• диаметром 500–1600 мм — для продольных водостоков и коллекторов;
• диаметром более 1600 мм — для водоотводящих коллекторов и заключения речек и ручьев в трубы.

Траншейная прокладка трубопровода из круглых труб нормальной прочности допускалась на глубину (над верхом трубопровода) до 3–4 м, а усиленных — до 5–6 м; труб с плоской подошвой нормальной прочности до 4–6 м, а усиленных — до 6–8 м с учетом степени уплотнения грунта, размеров временной нагрузки на поверхности земли и типа основания.

Что касается диаметров труб для устройства трубопроводов ДСВ, то они должны были устанавливаться расчетом в зависимости от местных условий и по опыту эксплуатации, но в любых условиях не должны были приниматься меньше 250 мм. Максимальные диаметры труб также должны были определяться расчетом и могли достигать нескольких метров.

К сожалению, на данном этапе только одних этих рекомендаций явно недостаточно. Не все из указанных труб сегодня выпускаются в Российской Федерации, многие производства были ликвидированы или остались в странах ближнего зарубежья.

К тому же, в последнее время на российском рынке появились «экономические» трубы из полимеров (П) специально для устройства безнапорных трубопроводов [5].

Но это ни в коей мере не означает того, что во всех случаях для устройства ДСВ следует использовать, именно такие трубы. Следует рассматривать производимые в России трубы из всех материалов. Причем делать это следует, главным образом, с позиции минимизирования затрат на устройство из них ДСВ и на последующую эксплуатацию их с обязательным учетом конкретных условий для каждого случая.

Целесообразно сразу же исключить из использования для устройства ДСВ с напорным течением стоков не только стальные (Ст), но и чугунные (Ч) трубы, т.к. в России производятся трубы с прочностными и размерными характеристиками, не ниже характеристик металлических труб, из полимеров и стеклопластиков. Ввиду незначительных объемов ДСВ с напорным течением стоков на данном этапе следует применять трубы из полиэтилена ПЭ-80 с показателем SDR = 21 (ГОСТ 18599-2001), а диаметр труб определять посредством гидравлических расчетов в соответствии с требованиями [1,6].

В условиях дефицита квалифицированных рабочихтрубоукладчиков пока нецелесообразно принимать в расчет и керамические трубы. Их длина составляет всего 1-2 м, сборка из них трубопроводов многодельная, для прямолинейной укладки труб из керамики требуется устраивать специальное основание. По всем этим причинам прокладка керамического водостока весьма трудоемка.

Для выбора с целью устройства эффективных при строительстве и надежных при последующей эксплуатации трубопроводов ДСВ остаются бетонные (Б), железобетонные (Жб), асбестоцементные (Ац), и полимерные (П — из полиэтилена ПЭ, непластифицированного поливинилхлорида НПВХ, полипропилена ПП) как со сплошной, так и со структурированной стенкой, а также стеклопластиковые (СП) трубы.

Асбестоцементные (Ац) трубы для безнапорных трубопроводов применительно к ДСВ производятся (ГОСТ 1839) с внутренними диаметрами 279 и 368 мм и длинами 2950 и 3950 мм.

Железобетонные (Жб) безнапорные трубы, применительно к ДСВ, производятся по ГОСТ 6482 длиной от 2,5 до 5 м, с внутренними диаметрами 400 ± 4,5 1400 ±5, 1600 ±5, 2000 ±6 и 2400 ±6 мм восьми типов (тип трубы определяет способ соединения).

Бетонные (Б) безнапорные трубы, применительно к ДСВ, производятся по ГОСТ 20054 пяти типов, учитывающих способ соединения, длиной 1, 1,5 и 2 м, с внутренним диаметром 300, 400, 500, 600,800 и 1000 мм.

Трубы со сплошной стенкой, применительно к ДСВ, производятся также из стеклопластиков (СП) с внутренним диаметром от 265 до 500 мм (табл. 1), в последнее время отечественные производители предлагают стеклопластиковые трубы диаметром до 2 м, а при поставке из Китая — до 4 м.

Из полимеров (П), помимо распространенных труб со сплошной стенкой, применительно к ДСВ производятся ка-нализационные трубы со структурированной стенкой из полиэтилена (ПЭ) и полипропилена (ПП) — табл. 2.

В этой связи, возникает закономерный вопрос: из какого материала должны быть выбраны трубы для устройства эффективных при строительстве (высокие качество и производительность) и надежных при эксплуатации (малоаварийные, с высокой степенью ремонтопригодности) трубопроводов ДСВ?

Сегодня получается так, что каждый производитель конкретных труб (в данном случае имеется ввиду трубный материал) любыми способами обосновывает преимущества производимых именно его предприятием труб на все возможные случаи сооружения ДСВ.

Для того, чтобы отдать предпочтение какому-либо трубному материалу, надо проанализировать целый ряд аргументов, одна часть (большинство) из которых должна быть заранее известна, а другая часть — пока что приниматься априорно. На данном этапе разработанности вопроса производить такой анализ целесообразно в рамках рассмотрения труб из всех вышеуказанных материалов (например, табл. 1 и 2) по вариантам (табл. 3).

Несмотря на то, что методики проведения такого анализа для ДСВ на сегодня не предложено, ясно уже сейчас, что многие из приведенных в таблице вариантов могут быть исключены сразу. Это связывается с тем, что трубы из различных материалов не всегда имеют один и тот же набор номинальных диаметров.

Для выбора оптимального из оставшихся вариантов предлагается следующая методика. Она связывается с технико-экономическим обоснованием [7] применения для устройства ДСВ труб из оставшихся после исключения из рассмотрения материалов.

Согласно данной предлагаемой методике, сравниваются экономические факторы, которые должны определяться заранее для каждого варианта ДК — Эь Эг, Эз и Э4. В случаях, когда выбор какого-либо из вариантов ДСВ Э; необходимо сделать по желанию заказчика, необходимость в сравнении, естественно, отпадает.

При недостатке для сравниваемых вариантов ДСВ каких-либо сведений их следует принимать с определенной долей вероятности, а после накопления статистических данных по устройству и эксплуатации ДСВ в различных условиях впоследствии нормировать. После сравнения экономических факторов предпочтение следует отдавать варианту ДСВ, для которого Э, будет иметь минимальное значение [8].

Технико-экономический фактор, характеризующий г-й вариант:

где 77; — приведенные затраты на устройство и эксплуатацию ДСВ по i-му варианту. Приведенные затраты на устройство и эксплуатацию ДСВ:

где 77yj — составляющие приведенных затрат на устройство ДСВ; 77э; — состав¬ляющие приведенных затрат на эксплуа¬тацию ДСВ. Составляющая приведен¬ных затрат на устройство ДСВ:

где Ц; — расходы на приобретение труб для устройства ДСВ в оптовых ценах; Qi — расходы на транспортировку труб для устройства ДСВ до места строитель- ства; Ка{ — коэффициент, учитывающий отходы труб при монтаже ДСВ, можнопринять 1,02, если нет более точных данных; К3{ — коэффициент, учитывающий заготовительно-складские расходы на трубы, используемые при монтаже ДСВ, можно принять 1,02, если нет более точных данных; См; — расходы на производство монтажных работ на ДСВ (подготовительные и земляные работы, сборка соединений, проведение гидравлических испытаний и др.); Нш — накладные расходы строительных организаций на производство строительно-монтажных работ при устройстве дождевой системы водоотведения; Кп{ — коэффициент, учитывающий плановые накопления строительных организаций при устройстве ДК, можно принять 1,06, если нет более точных данных; Кси^ — коэффициент, учитывающий переход от сметной к полной стоимости устройства ДК, можно принимать от 1,15 до 1,3, если также нет более точных данных.

Вначале из всех перечисленных труб необходимо будет выбрать наиболее подходящие по внутреннему диаметру с целью транспортирования стоков по проектируемому самотечно-безнапорному трубопроводу ДСВ. Это следует осуществить путем проведения гидравлических расчетов [1,6].

Затем следует подобрать толщину стенки выбранным по материалу и диаметру трубам. Это следует осуществить путем проведения прочностных расчетов с учетом грунтовых условий — вида грунта и степени его уплотнения, используя методику расчета системы «грунт-жесткая труба» (керамические, асбестоцементные, железобетонные и бетонные трубы) [9] и системы «грунт-гибкая труба» (все полимерные и стеклопластиковые трубы) [6].

Необходимо также учесть и тот существенный факт, что на монтаж ДСВ из разных труб будут приходиться различные трудовые и материальные затраты. Ведь все они характеризуются различной массой и длиной, соединяются различными способами, их укладка на проектную глубину потребует различных усилий по обеспечению соответствующего грунтового окружения.

Особо существенным является то, что дождевая канализация из разных труб будет служить в 1,5-3 раза отличающееся друг от друга по продолжительности время (табл. 4).

Расходы на транспортировку труб для устройства ДСВ определяют согласно используемым схемам доставки их к месту проведения работ по тарифам на перевозку грузов (автомобильным либо железнодорожным транспортом с учетом затрат на такелажные работы при погрузке-разгрузке, наценок на сбыт и т.п.).

Расходы на производство работ Сш- по устройству ДСВ (подготовительные и земляные работы, сборка соединений, проведение испытаний и др.), отнесенные к расчетной единице длины, определяют по единым районным единичным расценкам (ЕРЕР) и укрупненным сметным нормам (УСН).

Накладные расходы строительных организаций, производящих работы по устройству ДК:

где С0; — расходы на основную зарплату рабочих, занятых на производстве работ при устройстве ДСВ; Сэ; — расходы на эксплуатацию механизмов и средств малой механизации, используемых для монтажа ДСВ; / — коэффициент (/= 0,47).

Можно принимать накладные расходы в размере 16%, если нет более точных данных, от суммы прямых затрат на устройство ДСВ (основной заработной платы рабочих, затрат на эксплуатацию механизмов и средств малой механизации, стоимости труб, а также других материалов).

Составляющие приведенных затрат на эксплуатацию ДСВ Лэ; должны учитывать комплекс приведенных к моменту ввода ДК в действие расходы на текущие и капитальные ремонты, техническое обслуживание, восстановление изношенных элементов ДСВ при последующей их эксплуатации.

Расходы на эксплуатацию ДСВ:

где 17тр; — расходы на текущие ремонты ДСВ; Дф,- — расходы на капитальные ремонты ДСВ; Пт{ — расходы на техническое обслуживание ДСВ; Лш- — расходы на восстановление ДСВ, в т.ч. с использованием бестраншейных технологий [10]; ^общ< — коэффициент, учитывающий общие эксплуатационные затраты на ДСВ: содержание аварийных служб, административно-управленческого аппарата, технику безопасности, охрану окружающей среды и др.

Расходы на текущие ремонты ДСВ:

где Схр,- — среднегодовые расходы на текущий ремонт ДСВ; Ц — год эксплуатации ДСВ; Гф,- — расчетные сроки службы ДСВ (табл. 4); EШIi — нормативы если нет более точных данных дения сравниваемых вариантов для ДСВ к одному моменту времени, можно принять. Расходы на текущее обслуживание ДСВ:

где Сто,- — среднегодовые затраты на ;‘-е техническое обслуживание ДСВ.

Расходы на капитальные ремонты ДСВ:

где Скр; — расходы на проведение капи¬тального ремонта ДСВ; Ткр; — время от начала эксплуатации до капитального ремонта ДСВ, определяемое сроком службы ДСВ; Пр — число капитальных ремонтов за период функционирования ДСВ.

Расходы на восстановление ДСВ:

где Св0» — расходы на прокладку нового ДСВ взамен отслужившего свой срок; Гэ; — время от начала эксплуатации до полной замены, определяемой сроком службы реконструированного ДСВ; пр — число полных замен ДСВ в течение расчетного периода.

Среднегодовые затраты на текущий ремонт ДСВ:

где Па — сметная стоимость ДСВ; Ртр; — доля ежегодных отчислений, % от сметной стоимости ДСВ, на текущие ремонты ДСВ (табл. 4).

Среднегодовые затраты на техническое обслуживание ДСВ:

где Нч; — нормативная численность обслуживающего персонала на 1 км ДСВ; Фзго — годовой фонд зарплаты с начислениями, приходящимися на одного эксплуатационника, обслуживающего ДСВ.

Среднегодовые затраты на капитальный ремонт ДСВ:

где Ркр,- — доля ежегодных отчислений, % от сметной стоимости ДСВ, на капитальный ремонт ДСВ (табл. 4).

Среднегодовые затраты на текущее восстановление ДСВ:

где Рв; — доля ежегодных отчислений на восстановление ДСВ, % от сметной стоимости дождевой канализации (табл. 4).

В заключение следует отметить, что, в связи с намечаемым в нашей стране сооружением значительного по протяженности количества дорог и необходимостью параллельного строительства большого объема ДСВ, необходимо рационально использовать различные как по материалу (асбестоцементные, бетонные, железобетонные, бетонные, полимерные и стеклопластиковые), так и по конструкции (со сплошными и со структурированными стенками) трубы, главным образом отечественного производства. При этом предпочтение следует отдавать трубам на основании проведения минимизации затрат на устройство дождевой канализации и последующую ее эксплуатацию. Минимизацию предлагается производить на стадии проектирования ДСВ путем оценки по экономическим показателям суммарно на этапах строительства и эксплуатации с предварительным подбором труб по гидравлическим, прочностным и монтажно-технологическим их показателям. Причем для этого в России должна быть срочно проведена соответствующая работа по созданию современной нормативной базы, касающаяся дождевой канализации. Такая работа уже начата [3] ООО «НТЦ Системы трубопроводов из полимерных материалов» по заданию Технического комитета по стандартизации ТК 465 «Строительство». Подробнее о результатах этой работы научно-техническая общественность будет осведомлена авторами статьи позднее.

1. СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.
2. СНиП 3.05.04-85. Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации.
3. ГОСТ Р Проект 1-я ред. «Трубы полимерные со структурированной стенкой и фасонные части к ним для систем наружной канализации».
4. Технические указания по проектированию и строительству дождевой канализации. Приказ №468 Министерства жилищно-коммунального хозяйства РСФСР от 18.09.1980.
5. Отставнов A.A. Повышение эффективности подземных самотечных трубопроводов // Сантехника, №5/2006.
6. СП 40-102-2000. Проектирование и монтаж трубопроводов систем водоснабжения и канализации из полимерных материалов. Общие требования.
8. Отставнов A.A., Устюгов В.А., Дмитриев А.Н., Хре¬нов К.Е., Примин О.Г., Орлов В.А., Харькин В.А. К минимизированию затрат на устройство и эксплуатацию дождевой канализации // Сантехника, №6/2006.
9. Отставнов A.A., Алиференков А.Д., Примин О.Г., Орлов В.А., Харькин В.А. Оценка напорных трубопроводов из ВЧШГ с использованием матмодели системы «грунт-жесткая труба» // Журнал «С.О.К.», №6/2006.
10. Отставнов A.A., Харькин В.А., Орлов В.А. К технико-экономическому обоснованию бестраншейного восстановлении ветхих самотечных трубопроводов №5/2004.