1722

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.А. СТОЛЫПИНА»

(ФГБОУ ВО Омский ГАУ)

В.И. СОЛОГАЕВ

ИНЖЕНЕРНАЯ ЗАЩИТА ОТ ПОДТОПЛЕНИЯ

Учебное пособие

Одобрено ученым советом факультета агрохимии, почвоведения, экологии, природообустройства и водопользования в качестве учебного пособия для обучающихся по направлению подготовки 20.03.02, 20.04.02 – Природообустройство и водопользование

Омск Издательство ФГБОУ ВО Омский ГАУ

2018

© Сологаев В.И., 2018 © ФГБОУ ВО Омский ГАУ, 2018

© Оформление. Издательство ФГБОУ ВО Омский ГАУ, 2018

ISBN 978-5-89764-715-6

1

УДК 69.034.96

ББК 38.621

Электронный аналог печатного издания:

Сологаев В.И.

Защита от подтопления в городском строительстве. Устройство и работа : конспекты лекций. – Омск : Изд-во СибАДИ, 1999. – 56 с.

ISBN 5-93204-018-1

Рецензенты:

д-р техн. наук, проф. Ю.В. Столбов (Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия);

канд. техн. наук, заслуженный строитель России Р.Ш. Абжалимов (Территориальный проектный институт ОАО «Омскгражданпроект»)

Литературное редактирование: Г.А. Горбунова

Сологаев, В.И.

Инженерная защита от подтопления : учеб. пособие [Электронный ресурс] / В.И. Сологаев. – Электрон. дан. – Омск : ФГБОУ ВО Омский ГАУ, 2018. – 1 электрон. опт. диск (CD-R). – Систем. требования : ПК с процессором 1,3 ГГц или более высокий ; 1 ГБ доступного места на жестком диске ; 512 МБ оперативной памяти (рекомен-

дуется 1 ГБ или больше) ; MicrosoftWindows® XPHome, Professional

или выше ; Разрешение экрана 1024*768 ; AcrobatReader 3.0 или выше ; CD-ROM дисковод ; клавиатура ; мышь. – Загл. с экрана.

Пособие разработано по материалам лекций, которые впервые проведены автором весной 1999 г. У издания практическая направленность, это введение в

курс по защите от подтопления в городском строительстве и сельском хозяйстве. Адресована студентам, аспирантам, а также проектировщикам, строителям и работникам служб эксплуатации защиты от подтопления городов и сельских населенных пунктов.

Текстовое электронное издание Минимальные системные требования:

процессор с частотой 1,3 ГГц или более высокой; 1 ГБ доступного места на жестком диске;

512 МБ оперативной памяти (рекомендуется 1 ГБ или больше);

Microsoft Windows® XP Home или выше;

разрешение экрана 1024*768; Acrоbat Reader 3.0 или выше;

CD-ROM, клавиатура, мышь.

© Сологаев В.И., 2018 © ФГБОУ ВО Омский ГАУ, 2018

© Оформление. Издательство ФГБОУ ВО Омский ГАУ, 2018

2

Для создания электронного издания использовано программное обеспечение MC OfficeWord 2010 и Acrobat Reader 9.0.

Техническая подготовка материалов для электронного издания – В.И. Сологаева.

Техническую обработку и подготовку материалов осуществили М.И. Киденко, О.С. Шубина.

Тираж 15 дисков.

Дата подписания к использованию 10.03.2018 г. Объем издания – 1,73 Мб.

1 электрон. опт. диск (CD-R).

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина»; 644008, г. Омск, ФГБОУ ВО Омский ГАУ, Институтская пл., 1, www.omgau.ru.

3

5

ПРЕДИСЛОВИЕ

Что такое проблема подтопления и как с ней бороться?

Для ответа на этот вопрос недостаточно не только одного параграфа, но и всей данной книги. Мало того, можно смело утверждать, что вся изданная техническая литература до сих пор окончательно не разрешила этой проблемы. Вот примеры.

В 90-х годах ХХ в. в Москве на улице Большая Дмитровка провалился под землю двухэтажный жилой дом. Телевидение показало, как он ушел под землю и образовалась воронка. Одной из главных причин этой катастрофы явилась подземная вода, постепенно подтачивавшая основание дома.

Другой пример. В то же время в Омске около здания речного вокзала подземная вода периодически подтапливала подвал жилого дома и также регулярно проводился водоотлив насосами. В результате произошел подмыв грунта под домом. Около здания образовались подземные пустоты, куда однажды провалился грузовой автомобиль.

Проблема подтопления – это не только повышение уровня подземных вод и вереница сопутствующих ему процессов. Это также проблема правильного устройства защиты от подтопления, а затем проблема ее работы.

От автора

Эта книга задумана как учебное пособие к нормативно-справоч- ной литературе по защите от подтопления [1; 2]. Ее стиль – краткий, телеграфный стиль студенческих конспектов. Главные положения борьбы с подтоплением излагаются в тесном переплетении с практическими примерами. Обилие иллюстраций восполняет краткость текста, который для удобства получения быстрой справки снабжен предметным указателем в конце книги.

В 90-х годах ХХ в. рассматриваемая тематика была новой для российских вузов. Молодые специалисты, познакомившись с ее основами, смогут самостоятельно разрабатывать технологии защиты от подтопления в городском строительстве.

6

ВВЕДЕНИЕ

О литературе

Первый в списке литературы – СНиП 2.06.15-85 «Инженерная защита территории от затопления и подтопления» [1]. Это вообще исторически первый СНиП по данной теме, созданный коллективами ведущих научно-исследовательских и проектных институтов Советского Союза в 1980-х гг. Основные положения защиты от подтопления изложены в СНиПе в сжатой форме. Рекомендуется прочитать СНиП.

Справочное пособие к СНиП [2] было разработано группой ученых ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР под руководством профессора А.Ж. Муфтахова – это обязательное дополнение к СНиПу [1] при проектировании и строительстве защиты от подтопления.

Книга Б.М. Дегтярева «Дренаж в промышленном и гражданском строительстве» [3] замечательна тем, что в ней впервые в практике защиты от подтопления предложен системный градостроительный подход по проектированию основных защитных сооружений – дренажей. Кроме того, много оригинальных авторских предложений по вакуумным дренажам.

Популярная книга Г.А. Разумова и М.Ф. Хасина «Тонущие города» [4] в занимательной форме знакомит с серьезнейшими проблемами, которые преследуют человечество с начала его истории, – затоплением и подтоплением городов. Художественная красота в ней переплетается с принципами инженерного искусства городского строительства.

Н.П. Куранов, А.Ж. Муфтахов, А.П. Шевчик и И.М. Бывальцев в совместном труде «Последствия подтопления застроенных территорий и способы их дренирования» [5] систематизировали большой фактический материал и предложили перспективные средства инженерной защиты подтопленных территорий.

Учебник Г.И. Клиориной, В.А. Осина, М.С. Шумилова «Инженерная подготовка городских территорий» [6] предназначен для строительных специальностей и весьма удачно излагает принципы защиты от подтопления городов в совокупности с другими проблемами городского строительства и хозяйства. Рассмотрены вопросы

7

проектирования, строительства, эксплуатации и экономики инженерной защиты.

Книга Р. Эггельсманна «Руководство по дренажу» [7] знакомит с зарубежной практикой защиты от подтопления, в частности в Германии.

В списке литературы много книг, монографий, статей отечественных и зарубежных авторов по защите от подтопления. Они помогут специалисту существенно расширить свой кругозор.

Принятые сокращения

ЗПТЗ – защита от подтопления территории застройки ПВ – подземные воды ГВ – грунтовые воды

НПВ – напорные подземные воды СВ – сезонная верховодка УПВ – уровень подземных вод

УГВ – уровень грунтовых вод (свободная поверхность) УНПВ – уровень напорных подземных вод УСВ – уровень сезонной верховодки Ур.з. – уровень земли

Ур.в. – уровень воды (в водоеме, дрене или траншее) ест.УГВ – естественный уровень грунтовых вод Скв. – скважина

К2 – канализация дождевая (по-старому: ливневая, ливневка) ПФЗ – противофильтрационная завеса («стена в грунте») ЗФМ – защитно-фильтрующий материал ДВУ – датчик верхнего уровня воды ДНУ – датчик нижнего уровня воды

СНиП – строительные нормы и правила (в России) ГОСТ – государственный стандарт (в России) DIN – государственный стандарт (в Германии) ASTM – государственный стандарт (в США)

МКР – метод конечных разностей ТЭЦ – теплоэлектроцентраль (тепловая электростанция) min – минимальный

Ст. – станция (например, метрополитена) ГСХ – городское строительство и хозяйство

8

ТИСИЗ – трест инженерно-строительных изысканий НИР – научно-исследовательская работа ТЭО – технико-экономическое обоснование

Условные обозначения

– проницаемые грунты и материалы (или засыпка из песка)

– водоупорные грунты и материалы

– подземная вода или водоем

– поверхность земли

– засыпка из щебня или гравия

Что такое подтопление

Подтопление – это повышение уровня подземных вод (УПВ), приводящее в отдельности или совокупности:

–к аварийно-катастрофическому;

–антисанитарно-дискомфортному;

–экономически-убыточному

состоянию зданий, сооружений, коммуникаций и других элементов городской территории (дорог, парков и т.д.).

По СНиПу [1] подтопление застройки определяется с помощью критерия «норма осушения».

Нормы осушения – это глубины понижения уровня грунтовых вод (УГВ), считая от проектной отметки территории, которые при проектировании защиты от подтопления принимают в зависимости от характера застройки защищаемой территории в соответствии с табл. 1 СНиПа [1]. Таким образом, нормы осушения по СНиПу [1] являются обобщенными показателями подтопления.

Рассмотрим пример определения, подтоплен ли жилой район города (селитебная территория), с помощью критерия нормы осушения. Пусть, по данным многолетних наблюдений, УГВ залегает в течение года в данном районе не ближе 2 м от поверхности. Тогда согласно п. 3 табл. 1 данная территория не подтоплена, так как норма осушения соблюдена.

9

Терминология

Вся терминология по защите от подтопления территории застройки (ЗПТЗ) разбросана по книге. Чтобы найти разъяснение како- го-либо слова, надо обратиться к предметному указателю в конце книги.

Наиболее важные термины оговорим на примерах. Выше были упомянуты УПВ и УГВ. Различие между ними связано с классифика-

Грунтовые воды имеют свободную поверхность (УГВ), сообщаются с атмосферой через

зону аэрации и считаются безнапорными (рис. 2). Снизу они поддерживаются водоупорными породами (например, глинами). Водонасыщенный грунт от водоупора до УГВ называется мощностью грунтовых вод, или естественной мощностью He. На поверхности УГВ давление равно атмосферному pатм. Подтопление городов происходит в основном при повышении УГВ вследствие разных причин. УГВ подвержен сезонным колебаниям.

10