В России эксплуатируются сотни километров подземных канализационных тоннелей и трубопроводов, значительная часть которых выполнена из железобетона. Отмечается большое количество аварий железобетонных коллекторов и сооружений на них, транспортирующих сточные воды, в том числе в Москве, Санкт-Петербурге, Краснодаре, Уфе, Набережные Челны, Курске и многих других городах страны.
Основная причина разрушения канализационных коллекторов и сооружений на них – микробиологическая (также известная в литературе как газовая) коррозия. В результате микробиологической коррозии разрушаются железобетонные элементы конструкций и технологическое оснащение канализационных коллекторов, что нарушает отведение сточных вод и наносит вред окружающей среде (Zhang et al, 2008; Wells and Melchers, 2009; Розенталь, 2011; George, 2012). Иногда последствия обрушения коллектора имеют катастрофичные последствия, приводят к гибели людей, а также к колоссальному экологическому ущербу в случае попадания сточных вод в водные объекты (Столбихин, 2016).
Проблема микробиологической коррозии является общемировой. Ущерб от микробиологической коррозии мировому водному хозяйству исчисляется миллиардами евро в год (Zhang et al, 2008; Wells and Melchers, 2009). Только в Германии затраты, связанные с ремонтом канализационных сооружений, разрушенных в результате коррозии, превысили 50 млрд долларов США (Hewayde and Nehdi, 2006). На Украине только за последние годы с 2012 по 2016 г. зафиксирован ряд аварий в Киеве, Днепропетровске и других городах (Столбихин, 2016).
Проведенные нами исследования на канализационных шахтах Санкт-Петербурга (рис. 1) подтвердили микробиологическую природу процессов коррозионного разрушения, а также тот факт, что гидравлический и аэродинамический режимы в шахте оказывают влияние на состояние коллектора после нее (Васильев с соавт., 2013). Наличие напорного водовода, подводящего стоки к рассматриваемому сооружению, также является дополнительным усугубляющим фактором.