Материал: 2420
Насосы многоступенчатые:
|
ЦН 400-105 – производительность 2905–00 м3/ч, напор 92–120 м. |
Насосы для перекачки воды со взвешенными частицами: |
|
|
ГНОМ 10-10 – производительность 10 м3/ч, напор 10 м; |
|
ГНОМ 100-25 – производительность 100 м3/ч, напор 25 м. |
С |
|
Насосы для перекачки фекальных сточных вод:
ДВ 1000/25 – динамический для стока жидкостей вертикально; ФГ 75-144/12 – фекальный для стока жидкостей горизонтально.
Пр емн ки располагают по длине траншеи на расстоянии 20–25 м в
хорошо размываемых грунтах и 20–50 м – в более устойчивых грунтах. По дну траншеи устра вают лоток из досок и деревянные ящики размером
нижеуровня дна траншеи. Достоинство такого способа водоотлива – это простота орган зац ра от. Недостатками открытого водоотлива являют-
0,8–1,0 м. Из эт х пр емников в течение всего срока строительства насо-
сами откач вают воду. По окончании строительства ящики в приемниках заменяют водосборными колодцами более надежной конструкции. Эти колодцы располагают в пониженных местах траншеи.
ся: не збежныйбпр ток воды в траншею; разрыхление и ослабление несущей способности грунта в траншее из-за непрерывной фильтрации воды; вынос водой грунта с оковых стенок траншеи, что может привести к обвалу грунта; нео ходимость крепления боковых стенок траншеи.
Гор зонт воды в водос орных колодцах поддерживают на 0,4–0,5 м
песчаных грунтах, отрытыйАводоотвод даже при шпунтовом ограждении не позволяет достигнуть желаемого результата, т.е. возможности производить работы в сухих условиях. В этом случае применяют различные способы осушения или закрепления грунтов. Среди этих способов наибольшее распространение получили [24]:
В случае, когда приток грунтовых вод более значительный, особенно в
- искусственное водопонижение уровня грунтовых вод;
конкретном случае с учетом технико-экономическогоИобоснования.
- замораживание грунтов; |
Д |
|
|
- химическое закрепление грунтов. |
|
Выбор того или иного способа работ зависит от конкретных геологиче- |
|
ских и гидрогеологических условий, наличия материалов, используемых |
|
для закрепления грунтов или его замораживания, и определяется в каждом |
|
6.2. Искусственное водопонижение
Одним из наиболее эффективных средств осушения грунтового массива ниже подошвы сооружаемого объекта и предотвращения водопритока в траншею или котлован является искусственное водопонижение уровня грунтовых вод с помощью иглофильтровых установок (рис. 6.1). Этот спо-
71
соб заключается в том, что в пределах устраиваемой выработки вдоль будущей траншеи погружают в грунт группу вертикальных иглофильтров, из которых непрерывно в течение всего срока строительства подземных сетей откачивают поступающую в них воду. Этот способ используют при строительстве подземных сооружений мелкого заложения открытым способом и в тех случаях, когда уровень грунтовых вод располагается выше подошвы подземного сооружения. При этом по контуру выработки закладывают водопонижающие скважины, располагая их на расстоянии 0,7–1,5 м. Из скваж ны в течен е некоторого времени непрерывно откачивают воду, в результате чего образуется депрессионная поверхность и уровень грунто-
вых вод оказывается ниже подошвы подземного сооружения, так что |
|||
строительство ведут в осушенном грунтовом массиве. Радиус и глубина |
|||
С |
|
||
депресс онной воронки зависят от мощности водоносного слоя, коэффи- |
|||
|
ф льтрац |
нтенсивности откачки. Водопонижающие установки |
|
должны |
|
весь период строительства подземного сооружения, |
|
обеспеч вая постоянный уровень грунтовых вод. |
|||
|
циента |
||
|
|
работать |
|
|
|
||
|
|
|
А |
|
|
|
Д |
|
|
|
И |
Рис. 6.1. Схема искусственного водопонижения: 1– иглофильтры; 2 – коллектор; 3 – насос; 4 – УГВ; 5 – депрессионная кривая;
6 – контур выработки
72
Искусственное понижение грунтовых вод можно принимать в довольно широком диапазоне грунтовых условий при различной степени водоотдачи грунтов, однако наиболее эффективным этот способ оказывается в несвязных грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,3 до 100 м/сут.
Основные параметры водопонижения: глубина и диаметр скважины;
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
расстояние между ними; тип и производительность насосной установки. |
|||||||||
Для расчета используют инструкцию по проектированию и производству |
|||||||||
работ по искусственному понижению уровня грунтовых вод [28]. |
|
||||||||
и |
|
|
|
|
F |
|
|
||
|
Н К · А |
|
|
||||||
|
R 575S |
, |
(6.1) |
||||||
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
П |
|
|
где П – рад ус пр веденного круга; F – площадь котлована. |
|
||||||||
|
q |
1,36(2Н S)SK |
, |
|
|
(6.2) |
|||
|
|
|
|
||||||
|
|
|
lgR lg A |
|
|
|
|||
где Н – мощность водонасыщенного пласта; S – глубина понижения уровня грунтовых вод; К – коэффициент фильтрации грунта; R – радиус влияния водопонижения.
6.3. Технология водопонижения
|
|
|
Д |
|||
В зависимости от глубины заложения подземного сооружения, фильт- |
||||||
рационныхбАсвойств грунтов применяют различные способы водопониже- |
||||||
ния. |
|
|
|
|
|
|
Для осушения грунтов с коэффициентом фильтрации от 1 до 50 м/сут |
||||||
применяют легкие иглофильтровые установки: ЛИУ-3, Л |
У-5, Л У-6 |
|||||
(табл. 6.1), ПВУ-1, ПВУ-2. |
|
И |
||||
|
|
|
|
|||
|
Технические характеристики иглофильтров |
Таблица 6.1 |
||||
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Иглофильтровая |
|
Производительность, м3/ч; |
Количество |
Мощность, |
||
установка |
|
|
напор, м |
иглофильтров, |
кВт |
|
|
|
|
|
шт. |
|
|
ЛИУ-3 |
|
30; напор – 25 |
24 |
5,5 |
|
|
ЛИУ-5 |
|
60; напор – 25 |
24 |
10 |
|
|
ЛИУ-6 |
|
120; напор – 40 |
100 |
20 |
|
|
73
Понижение уровня грунтовых вод этими установками производится за счет образования разряжения, обеспечивающего отсос и подъем воды по скважинам.
В состав ЛИУ-3 и ЛИУ-5 входят комплект иглофильтров длиной 8,5 м, всасывающий коллектор диаметром 150 мм и центробежный или вакуумный насос производительностью от 30 до 120 м3/ч, создающий напор до
40 м (рис. 6.2).
Иглофильтры состоят из отдельных звеньев стальных труб диаметром 38–42 мм, оснащенных в нижней части фильтровым звеном длиной около 1м с зубчатым наконечником из коронки и шарового клапана. Иглофильтры погружают в несвязные грунты виброспособом или гидроподмывом при давлен 0,3–0,5 МПа и расходе воды до 20–40 м3/ч.
Если грунты плотные, иглофильтры опускают в заранее пробуренные скваж ны. Ф льтровую часть погружают не менее чем на 0,6 м ниже дна котлована, а при нал ч и иглофильтров только с одной стороны подземной выработки не менее чем на 1–1,25 м. Легкие иглофильтровые установки имеют небольшую массу и га ариты. Применяя их, можно снизить уровень подземных вод до 4–4,5 м (от оси насоса). В случае необходимости более глубокого водопонижения иглофильтры можно устанавливать в несколько ярусов.
В грунтах с коэффициентом фильтрации 0,05 – 2 м/сут в пы-
леватых |
и |
глинистых |
грунтах |
|||
применяют |
вакуумирование |
с |
||||
помощью |
|
|
водопонижающих |
|||
скважин. |
Установки вакуумного |
|||||
водопонижения типа УВВ-2 |
||||||
обеспечивают |
вакуум |
порядка |
||||
0,04-0,06 МПа в приемных |
||||||
звеньях иглофильтров. |
|
|
||||
Глубокий |
|
устойчивый |
||||
вакуум |
способствует |
более |
||||
интенсивному |
|
притоку |
воды |
|||
к скважинам. За счет вакуума |
||||||
можно |
|
отсасывать |
|
как |
||
СибАДИ |
||||||
гравитационную, |
так |
и |
||||
капиллярную воду. Установками |
||||||
УВВ-2 можно понижать уровень |
Рис. 6.2. Конструкция иглофильтровой |
грунтовых вод на 6–7 м. |
установки: 1 – фильтровое звено; |
|
2 – надфильтровая труба; 3 – патрубок; |
|
4 – всасывающий коллектор |
74
В однородных грунтах с коэффициентом фильтрации более 0,5 м/сут применяют эжекторные установки ЭУ-2,5; ЭУ-4; ЭУ-6. Они состоят из центробежных насосов типов 6НДБ, 8НДБ производительностью от 300
до 500 м3/ч [28].
При осушении мелкозернистых грунтов иглофильтры погружают в пробуренные скважины и засыпают трубу фильтрующим материалом.
СибАДИЦентробежным насосом нагнетают воду под давлением 0,7–0,9 МПа, при
этом в межтрубном пространстве создается вакуум, интенсифицирующий процесс откачки грунтовых вод. Откачиваемая вода смешивается с нагне-
таемой , подн маясь по внутренней трубе иглофильтра, поступает в цир-
куляц онный резервуар.
Пр меняя эжекторные установки, можно понизить уровень грунтовых вод до 18–20 м. В грунтах с низкой степенью водоотдачи могут оказаться эффект вными вакуум-эрлифтные установки, сочетающие принцип вакуума эрл фта. Так е установки применяются при водопонижении до 20 м и более.
Для одноярусного понижения уровня грунтовых вод в гравелистых отложен ях находят пр менение водопонижающие скважины диаметром до 200–400 мм с погруженными глу инными насосами. Вначале в пробуренные с шагом 5–15 м скважины опускают трубчатые фильтры и извлекают обсадные трубы, которые изготавливают из перфорированных стальных, асбоцементных или пластмассовых труб диаметром 20–350 мм. По наружной поверхности тру ы о матывают нержавеющей проволокой.
В слабопроницаемых грунтах, содержащих около 15–20% глинистых частиц, с коэффициентом фильтрации менее 0,05 м/сут целесообразно применять электроосмотическое водопонижение. В чем его сущность? К водопонижающим скважинам, оборудованным электрофильтрами, подводят постоянный электрический ток (отрицательный полюс), а между скважинами в шахматном порядке через 0,6–1,0 м забивают в грунт стальные трубы-аноды, соединяя их с положительным полюсом источника тока. Трубы располагают в 1,5 м от бровки котлована, погружая их на одинаковую глубину от иглофильтров. Напряжение в сети составляет порядка 50–60 В при плотности тока в 1 на 1 м2 завесы. При включении источника тока происходят электроосмотический отсос и создается дополнительный приток воды к скважинам. При этом дебит возрастает приблизительно в 4 раза.
6.4. Искусственное замораживание грунтов
Искусственное замораживание грунтов применяют в разнообразных инженерно-геологических условиях при наличии пластов водоносных грунтов с коэффициентом фильтрации не более 10 м/сут, а также в трещи-
75