Подземные реки Москвы

Яйцо (фото 10, 11)

Рисунок 14. Яйцеобразное сечение. Классическое (слева) и «правильное» (справа)

Конструкция старого типа, похожая на яйцо, перевёрнутое острым концом вниз. Такое сечение весьма эффективно с точки зрения гидравлики и хорошо воспринимает давление грунта. Выполнялось из керамического кирпича, реже из бетона на кирпичном бое.

Широко применялось для малогабаритных непроходных коллекторов. Но есть и много проходных коллекторов с таким сечением: верховья Ольховца, притоки Чечёры, Неглинки, Буданка и другие.

Поперечное сечение коллектора ручья Поклонной горы представляет собой «правильное» яйцо, повёрнутое тупым концом книзу, что для Москвы является редкостью.

Редкие сечения (фото 9)

Рисунок 15. Овальное и трапецеидальное сечения

Иногда встречается экзотика в виде участка с овальным сечением из блоков известняка (Черногрязка) или трапеции (Кожевнический Вражек).

Тип и габариты поперечного сечения коллектора подбираются в зависимости от конкретных условий строительства и водного режима объекта. Размеры принимаются с большим запасом. Максимальный проектный объём паводковых вод, которые должен пропускать коллектор, определяется по данным наблюдений за рекой. Если натурных данных не хватает, то используют статистические зависимости. Однако это не гарантирует на 100%, что не произойдёт подтопления местности, защищаемой дренажной сетью.

Проблема не в проектных ошибках, а в непредсказуемости природы. Случается так, что выпадает объём осадков, который никогда прежде не наблюдался. И его величина выбивается из ряда прогнозируемых значений.

Возникает резонный вопрос: почему бы просто не закладывать везде большие коллекторы? Во-первых, не везде в городе можно проложить коллекторы с крупным сечением. Во-вторых, это экономически нецелесообразно. Стоимость строительства и эксплуатации дренажных сетей увеличится в разы. В-третьих, не факт, что закладка крупных габаритов спасёт от сильного ливня, бывающего раз в тысячу лет.

Строительство

Хотя необходимость строительства коллекторов для ряда рек возникла ещё в XVIII веке, эти планы стали активно воплощаться только с конца XIX века. И до 1914 года более половины малых рек и ручьёв на территории Москвы были убраны под землю. Важно учитывать тогдашние административные границы Москвы, проходившие по линии МЦК (в прошлом МКЖД).

Коллекторы преимущественно возводились открытым способом. Сначала откапывалась глубокая траншея (или котлован), затем в ней возводился коллектор. Трасса коллектора проходила параллельно открытому руслу. При необходимости строить прямо в русле часть реки отгораживали временными перемычками, а воду пускали по обводному каналу. Отгороженный участок осушали и вели строительные работы.

Прежде основных конструкций подготавливалось основание. На грунт укладывалась песчано-гравийная подушка и/или основание из монолитного бетона. Это было необходимо для того, чтобы избежать неравномерных осадок частей коллектора.

Широко использовалась кладка из керамического кирпича. Реже каменные блоки и бетон. Именно качество кирпичной кладки представляет особый интерес.

Трудно представить, что она производилась без каких-либо средств механизации. Всё, что использовалось: внутренняя опалубка, задававшая параметры сечения коллектора, ручной инструмент и мастерство каменщиков.

После набора кладкой требуемой прочности коллектор засыпали и пускали по нему воду.

Общие темпы строительства коллекторов напрямую связаны с ростом Москвы и застройкой новых районов. Поэтому следующая «волна» пришлась на годы первых пятилеток. А затем на 60-е, 70-е и 80-е годы, когда границей Москвы стала МКАД и сельская местность внутри неё подверглась интенсивной урбанизации.

В эти периоды на первый план выходит дешевизна строительства и простота производства работ. Кирпич с именными клеймами производителей сменяет сборный и монолитный железобетон.

Особенно широкое распространение получают типовые элементы из сборного железобетона заводского изготовления.

И самый популярный элемент – железобетонная труба.

Основная задача при использовании сборных элементов сводится к их корректной установке в проектное положение и защите стыков секций от негативных воздействий. Поэтому готовая труба имеет преимущество перед составными сечениями из стеновых панелей и плит покрытия.

Использование типовых элементов позволило значительно упростить и ускорить производство работ, а также унифицировать процесс строительства. Но гидротехника не та область, где можно обойтись банальным дублированием. Поэтому практически для каждой реки приходится вырабатывать свои решения, о чём можно узнать из описания коллекторов в данной книге.

Во второй половине XX века при строительстве коллекторов кроме открытого способа начинают использовать щитовую проходку, что позволяет значительно уменьшить объём земляных работ. А при проведении реконструкции существующего коллектора позволяет избежать негативного воздействия на окружающую застройку на поверхности.

На сегодняшний день монолитный железобетон и пластиковые гофрированные трубы составляют конкуренцию сборным элементам.

Как ни странно, все эти технологии пока что не превзошли по долговечности кирпичные сооружения, возведённые на рубеже XIX и XX веков.

По использованию пластиковых труб пока нет достаточной статистики, а железобетонные конструкции приходится ремонтировать, дополнительно усиливать и местами реконструировать.

Эксплуатация и ремонт

На территории Москвы систему коллекторов подземных рек обслуживает ГУП «Мосводосток».

Некоторые дренажные сети обслуживаются отдельными предприятиями, потребности которых эти сети обеспечивают.

Эксплуатация коллекторов – непростая задача. Даже если река ведёт себя спокойно внутри коллектора, то конструкциям всё равно приходится противостоять агрессивной среде и неблагоприятному температурно-влажностному режиму.

Типичные дефекты, которые можно наблюдать в коллекторах:

• разрушение защитного слоя бетона и коррозия рабочей арматуры в железобетонных элементах (фото 64);

• иловые и песчаные отложения (фото 58);

• скопления крупного мусора;

• поражение лестниц и других металлоконструкций коррозией (фото 38);

• просадка части коллектора и смещение элементов коллектора от проектного положения (фото 67);

• деформационные трещины (фото 65);

• сульфатная коррозия бетона и кирпичной кладки (высолы), образующая со временем сталактиты (фото 8, 37);

• проникновение грунта в коллектор через межсекционные швы;

• поражение поверхности конструкций плесенью и грибными колониями (фото 72);

• размыв дна, канавки на дне в кирпичных коллекторах (фото 36);

• кавитация на водобойных устройствах и перепадах без таковых устройств;

• проникновение внутрь коллектора корневых систем деревьев (фото 71);

• повреждение и разрушение стенок коллектора из-за механического воздействия при ремонтных работах или при устройстве новых врезок;

• динамические нагрузки на участки, проложенные под автомобильными и железными дорогами;

• газовая коррозия, возникающая из-за деятельности микроорганизмов, питающихся сероводородом.

Эксплуатация коллекторов помимо прочего подразумевает под собой надзор за их техническим состоянием.

В среднем коллектор реки обследуется один раз в год. Проходные коллекторы обследует инженерно-технический персонал путём непосредственного осмотра, а непроходные сечения обследуют через смотровые колодцы. Иногда используют небольших роботов, способных перемещаться по трубам малого сечения.