Основным способом устройства инженерно-технических коммуникаций в городах Норильского промышленного района и в некоторых других регионах является подземная прокладка в естественно вентилируемых двухъярусных полупроходных или проходных коллекторах: в верхнем ярусе прокладываются трубы тепло- и водоснабжения, в нижнем - канализационная труба и кабели различного назначения. Для уменьшения отепляющего влияния на вечномерзлые грунты устроена естественная вентиляция: холодный наружный воздух через приточные шахты подается на нижний ярус, откуда, нагреваясь, перемещается через специальные отверстия в верхний, из которого через вытяжные шахты выбрасывается наружу.
Коллектора подвергается воздействию криогенных факторов, и формируют новую направленность мерзлотных процессов, подвергаясь при этом деформированию.
Все подземные коллекторные сети в городах Крайнего Севера представляют собой единую (с позиций конвекции воздуха и влияния на общее температурное поле) систему.
Взаимосвязанные подземные коллектора можно рассматривать как крупную решетчато-образную техногенную систему, наложенную на бывший единый многолетнемерзлый массив.
Отепление грунтов в зоне влияния подземного коллектора идет неравномерно как по его сечению, так и по длине прокладки. За счет обводненности коллектора увеличивается влажность вмещающих грунтов, а в пределах оттаявших гравийно-галечниковых грунтов, песчаных и супесчаных отложений вдоль коллекторов зачастую идет фильтрация воды.
Необходимость капитального ремонта может быть вызвана имеющимися повреждениями железобетонных элементов подземных двухъярусных коллекторов, эксплуатируемых в условиях мерзлых грунтов либо необходимостью замены трубопроводов тепловодоснабжения и водоотведения.
Как правило, при выполнении ремонтов традиционным способом, вскрытие котлована на всю глубину расположения подземного коллектора нарушает целостность уже сложившегося грунтового массива, увеличивает сроки выполнения ремонтных работ и связана со сложностью выполнения качественной обратной засыпки. Тем самым, создаются условия для дальнейшей деградации мерзлых грунтов основания, увеличению водопритока в зону расположения коллекторов и разрушению бетона строительных конструкций под воздействием морозной деструкции. Что снижает эффективность ремонтных работ и долговечности эксплуатации подземных коллекторов.
В современных условиях можно рассматривать иные способы ремонта подземных коллекторов, основываясь на основном принципе минимизации земляных работ (вскрытие грунта).
Рекомендации направлены на минимизацию земляных работ и сохранению сложившихся грунтовых условий. Так же применяются современные и эффективные материалы для устранения мелких дефектов строительных конструкций. Кроме того, за счет устройства дополнительного монолитного участка в виде горизонтальной монолитной железобетонной балки-стенки увеличивается общая пространственная жесткость сборных блоков, из которых состоят коллекторы. Рекомендуется изменение схемы установки трубопроводов в верхнем ярусе коллектора.
При производстве работ по капитальному ремонту подземных двухъярусных коллекторов рекомендуется выполнение следующей технологической цепочки:
· Произвести вскрытие грунта вокруг верхнего блока коллектора по предлагаемой схеме.
· Демонтировать верхний блок коллектора.
· Демонтировать трубопроводы, расположенные в ярусах коллектора.
· Произвести отчистку днища и стенок коллекторных блоков.
· Устроить монолитную железобетонную плиту толщиной не более 100 мм по днищу нижнего яруса коллекторного блока. Допускается формирование уклонов поверхности днища в поперечном направлении к середине для дальнейшего водоудаления. Выполнить обмазочную гидроизоляцию поверхности днища.
· Произвести установку арматурной сетки и опалубки по внутренним стенкам нижнего яруса, выполнить бетонирование толщиной до 100 мм (вариант 1). Подачу бетона в опалубку осуществить бетононасосами через специальные отверстия и кондукторы, установленные в опалубке. Применить мелкозернистый бетон.
· Произвести установку арматурной сетки по внутренним стенкам нижнего яруса, выполнить бетонирование методом торкретирования (вариант 2). Толщина слоя бетона 60-70 мм.
· Произвести устройство монолитной железобетонной балки по нижнему блоку верхнего яруса коллектора по предлагаемой схеме. Выполнить обмазочную гидроизоляцию наружной стороны железобетонной балки.
· Установить верхний блок верхнего яруса коллектора. Выполнить обмазочную гидроизоляцию наружной поверхности верхнего блока верхнего яруса.
· Выполнить обратную засыпку котлована не дренирующим грунтом.
В данной схеме не учтена последовательность монтажа трубопроводов и коммуникаций. Их монтаж вести по требованиям и рекомендациям эксплуатирующих организаций.
Работы могут вестись отдельными захватками.
Для ремонта мелких дефектов рекомендуется применение высокопрочных ремонтных составов.
При реализации подобного метода (минимальное вскрытие грунта), работы по ремонту подземного двухъярусного коллектора допускается вести в круглогодичном режиме с учетом сезонности отдельных видов работ. В зимний период бетонирование осуществить в соответствии с действующими требованиями по зимнему бетонированию. Обратную засыпку котлована вести исключительно при положительной температуре наружного воздуха.
