Грунтовое водопонижение. Виды, условия применения.

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 34Следующая ⇒

Понижение уровня грунтовых вод (УГВ) достигается их откачкой из системы трубчатых колодцев, скважин, расположенных вокруг котлована или вдоль траншеи, обеспечивающей снижение УГВ ниже дна будущей выемки (котлована, траншеи). Грунтовый водоотлив может быть применен в разнообразных гидрогеологических условиях, кроме того, он имеет ряд преимуществ перед открытым водоотливом: отпадает необходимость устраивать пологие откосы или шпунтовые ограждения, создаются благоприятные условия для широкой механизации строительных работ, сокращается продолжительность строительства, повышается качество. Водопонизительные работы при грунтовом водоотливе могут осуществляться различными способами, в том числе с использованием легких и эжекторных иглофильтровых установок, открытых водапонизительных скважин. При осушении глинистых грунтов, когда вышеперечисленные способы водопонижения недостаточно эффективны, применяют специальные способы водопонижения- вакуумирование и электроосушение (электроосмос). Способ водопонижения и тип применяемого оборудования выбирают в зависимости от глубины разработки котлована (траншеи), инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки, сроков строительства, конструкции сооружения и технико-экономических показателей. Расчет водопонизительных установок, расположенных по контуру котлована, начинают с определения притока воды к котловану Q, при котором в пределах заданного контура обеспечивается необходимое понижение УГВ (в безнапорных водах) или напора (в напорных водах). Приток воды (м³/сут) совершенных колодцев (доведенных до водоупора), расположенных по периметру котлована, разрабатываемого в безнапорных водах, Q=1.37k(H²-h_к²)/lg((R+r/)r), где k - коэффициент фильтрации, м/сут; Н- толщина безнапорного водоносного пласта или высота непониженного пьезометрического уровня над водоупором, м; h_к- высота пониженного уровня грунтовых вод в центре осушаемого участка, считая от нижнего водоупора, м. Глубина воды в колодцах, м, h₀=((h²_к-0.73Q/nk*lg(1/n))^0.5, где п - число колодцев (скважин). Аналогично, общий дебит совершенных колодцев, расположенных по периметру котлованов, разрабатываемых в напорных пластах, Q=2.73km(H-h_к)/lg((R+r/)r), где т - толщина напорного водоносного слоя, м. Глубина воды в колодцах при этом h₀=((h²_к-0.37Q/mnk*lg(1/n)) Далее задачу расчета контурной водопонизительной установки решают методом подбора. Вначале задаются некоторым числом скважин п и понижениями уровня воды в них и по вышеприведенным формулам определяют общий дебит установки Q и каждой скважины Q'. Затем по формулам для h₀находят высоту пониженного уровня в центре котлована или траншеи. Варьируя числом скважин и понижениями, выбирают такую схему, при которой в центре осушаемого участка достигается заданное положение уровня грунтовых вод. Грунтовый водоотлив или искусственное водопонижение осуществляют, когда осушаемые породы имеют достаточную водопроницаемость, характеризующуюся коэффициентом фильтрации (обычно не менее 1...2 м/сут). Применить его в грунтах с коэффициентами фильтрации менее 1...2 м/сут нельзя из-за малых скоростей движения грунтовых вод. В этих случаях используют вакуумирование или способ электроосушения (электроосмос). Для водопонижения в грунтах с коэффициентами фильтрации 1...40 м/сут используют легкие иглофильтровые установки, а при коэффициентах фильтрации грунтов более 40 м/сут (особенно при большой толщине водоносного слоя и длительных сроках откачки)- скважины большого диаметра с артезианскими или погружными насосами. В грунтах с небольшими коэффициентами фильтрации и при близком залегании водоупора от дна котлована применяют эжекторные иглофильтры.

Конструкция и условия применения легких иглофильтровых установок.

Предусматривает использование для откачки воды из грунта часто расположенных скважин с трубчатыми водоприемниками малого диаметра-иглофильтров, соединенных общим всасывающим коллектором с общей (для группы иглофильтров) насосной станцией. Для искусственного понижения УГВ на глубину 4...5 м в песчаных грунтах применяют легкие иглофильтровые установки (ЛИУ). При этом для осушения траншей шириной до 4,5 м используют однорядные иглофильтровые установки (рис а), а при устройстве более широких траншей (например, для прокладки коллекторов) - двухрядные (рис б). Для осушения котлованов применяют замкнутые по контуру установки (рис в). При необходимости понижения уровня воды на глубину более 5 м применяют двух- и трехъярусные иглофильтровые установки (рис г).

Водопонижение легкими иглофильтровыми установками (ЛИУ):1- траншея с креплениями; 2 - всасывающий коллектор; 3 - соединительные патрубки (шланги); 4 - кран или вентиль; 5 - насосный агрегат; 6-иглофильтры; 7-пониженный уровень грунтовых вод; в - водоприемное фильтровое звено иглофильтра; 9 - проложенный трубопровод в траншее; 10 -напорный трубопровод; // - сборный трубопровод; 12 - дренажная пригрузка; 13 - иглофильтры верхнего яруса; 14 - то же, нижнего яруса; 15 -конечное положение депрессионной поверхности грунтовых вод; 16 - глиняный тампон; 17 - песчано-гравийная обсыпка

В этом случае вначале вводят в действие первый (верхний) ярус иглофильтров и под его защитой отрывают верхний уступ котлована, после чего монтируют второй (нижний) ярус иглофильтров и отрывают второй уступ котлована и т. д. После ввода в действие каждого последующего яруса иглофильтров предыдущие можно отключить и демонтировать. Применение иглофильтров может оказаться эффективным и для водопонижения в слабопроницаемых грунтах, если под ними залегает более водопроницаемый слой. При этом иглофильтры заглубляют в нижний слой (рис д) с обязательной их обсыпкой. Легкие иглофильтровые установки помимо иглофильтров включают также водосборный коллектор, объединяющий их в одну водопонизительную систему, центробежные насосные агрегаты и отводящий трубопровод. Иглофильтр состоит из фильтрового звена, через которое из грунта поступает вода, надфильтровой колонны (трубы) и наконечника с зубчатой коронкой. К надфильтровой стальной трубе диаметром 50 мм и длиной 7...8,5 м внизу присоединяют фильтровое звено, а вверху - гибкий рукав. Фильтровое звено длиной 1,25 м состоит из двух труб: внутренней сплошной диаметром 38 мм и наружной диаметром 50 мм с отверстиями. Наружная труба обернута фильтрующей и защитной сеткой и выполнена внизу в виде наконечника, внутри которого размещены кольцевой и шаровой клапаны. Погружают легкие иглофильтры на глубину 7...8 м чаще всего

идравлическим способом. При этом собранный иглофильтр с присоединенным к нему шлангом от насоса поднимают краном в вертикальное положение, после чего включают насос. Вода, нагнетаемая по внутренней трубе иглофильтра, отталкивает шаровой клапан (кольцевой клапан при этом закрывает доступ в пространство между наружной и внутренней трубами) и поступает к наконечнику, выйдя из которого с большой скоростью размывает грунт. В результате образуется скважина, в которую опускают иглофильтр. Расстояния между иглофильтрами принимают в зависимости от схемы их расположения (кольцевой или линейной), глубины водопонижения, типа насосного агрегата и гидрогеологических условий, но обычно эти расстояния равны 0,75; 1,5, а иногда и 3 м. Откачку воды из системы с легкими иглофильтрами производят насосным агрегатом, состоящим из центробежного насоса, соединенного с вакуум-насосом или вихревым самовсасывающим насосом. При откачке воды шаровой клапан иглофильтра под влиянием вакуума поднимается, а кольцевой клапан опускается, открывая путь грунтовой воде, поступающей во внутреннюю трубу через отверстия наружной трубы фильтра. На практике применяют легкие иглофильтровые установки различных типов, но наибольшее распространение получили ЛИУ-3, ЛИУ-5 и ЛИУ-6 производительностью соответственно 60, 120 и 140 м³/ч с комплектом 60...100 иглофильтров. Установки ЛИУ отличаются мобильностью, возможностью быстро погружать иглофильтры в грунт в собранном виде, отсутствием в скважинах механизмов с движущимися частями, простотой и надежностью в эксплуатации. Эффективность работы таких установок в значительной мере зависит от степени герметичности соединений иглофильтров с коллектором и всасывающей способности (вакуумметрической высоты всасывания) применяемых насосов (для обслуживания ЛИУ необходимы насосы с высотой всасывания 8 м).

Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 814; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 8 9 10 11 121314 15 16 17 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!