Использование подземного пространства

Системы водоснабжения и водоотведения

Для отстоя, накопления и хранения питьевой воды нередко используются искусственные подземные ёмкости. Первая такая -ё мкость, по-видимому, была создана в Норвегии в 1976— 1977 годах. Проведённые норвежскими учёными расчёты показывают, что при объёме ёмкости более 8 тыс. м3 подземные хранилища оказываются дешевле наземных, устраиваемых в виде стальных или железобетонных резервуаров. На рис. 2.124 приводится план подземного водохранилища объёмом 24 тыс. м3.

Такие водохранилища стараются располагать на незастроенных территориях, в прочных скальных массивах, ниже уровня грунтовых вод. Все нарушения сплошности в массиве закрепляются цементацией или химическими методами, нередко даже в очень прочных скальных породах выработку закрепляют и гидроизолируют набрызгбетоном . Кроме резервуаров, в состав подземного водохранилища входят: насосная станция, очистные сооружения, склады химических реагентов, ремонтные мастерские и др. помещения. Все служебные помещения проектируют с учётом изоляции от возможного проникновения в них грунтовых вод и загрязняющих веществ. Для разработки породы чаще всего используют механизированный способ или контурное взрывание.

Из резервуаров вода по водопроводным тоннелям подаётся в городскую систему водоснабжения. Использование в системах водоснабжения гидротехнических тоннелей, проходимых закрытыми способами, имеет следующие преимущества:

- при проходке не нарушается дневная поверхность, сохраняется инженерное благоустройство территории, не нарушаются условий движения наземного транспорта;

- тоннели не подвергаются динамическим, климатическим и температурным нагрузкам и воздействиям, что приводит к увеличению надёжности и сроков службы;

- не создаются неудобства населению, проживающему в районе строительства.

В Хельсинки (Финляндия) построены более 50 магистральных и разводящих водопроводных тоннелей с площадью поперечного сечения от 2 м 2 до 21 м2. Тоннели небольшого сечения используются как водопроводящие, а сечением более 13м2 — как коллекторы с несколькими трубопроводами диаметром от 40 до 100 см.

Водопроводящие тоннели могут применяться не только для водоснабжения, но и для отвода сточных вод и канализации. Они обычно устраиваются самотёчными, с уклоном 10 + 30 % и площадью поперечного сечения до 12 м 2 . Использование в канализационной сети безнапорных тоннелей имеет следующие преимущества по сравнению с трубопроводами:

- большая пропускная способность;

- возможность уравновешивания резких колебаний давления потока вследствие большей площади поперечного сечения и предохранения канализационной сети и очистных сооружений от перегрузки;

- значительно более длительный срок эксплуатации;

- свобода выбора трассы и независимость от существующих инженерных сетей, зданий и сооружений;

- тоннель не нарушает дневную поверхность и не ограничивает свободу землепользования.

Для отстаивания сточных вод и выравнивания потоков, препятствующих внезапному увеличению нагрузки на очистные сооружения и проникновению сильно загрязнённых поверхностных вод в водоносные горизонты и водные системы, используются запруды (рис. 2.125). Поток может регулироваться шлюзами, установленными в запруде, или регулируемым подкачиванием .

В системах водоснабжения и водоотведения, кроме тоннелей, нередко используются скважины, в которых устанавливают кислотоупорные стальные трубы. Использование скважин целесообразно при организации наиболее короткой связи тоннеля или подземного резервуара с поверхностью, особенно на участках с геологически неустойчивыми грунтами, при строительстве под железными и автомобильными дорогами, под зданиями и сооружениями или в непосредственной близости от них, в сложных инженерно-геологических условиях.

В странах Скандинавии скважины широко используются для отвода сточных вод и соединения водопроводящих тоннелей друг с другом (рис. 2.126).

В системах водоснабжения, водоотведения и канализации нередко используются подземные насосные и очистные станции, главные задачи которых: минимальное загрязнение окружающей   среды,   ненарушение дневной поверхности, максимальная интеграция в инженерные системы города и минимальные затраты на эксплуатацию.

Одна из возможных схем канализационной насосной станции приводится па рис. 2.127. В состав станции входят: резервуары-отстойники, аэротенки , сооружения доочистки, вспомогательные и транспортные тоннели и шахты, технические помещения. Очищенные сточные воды отводятся по сбросным тоннелям. В большинстве случаев такие тоннели проектируются самотечными , по возможности, без обделки или с набрызгбетонной крепью.