Полная версия

Главная arrow Строительство arrow Защита территорий и строительных площадок от подтопления грунтовыми водами

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Иглофильтровый способ искусственного понижения уровня грунтовых вод

Способ реализуется с помощью специальных установок, которые имеют трубчатые водоприемники - иглофильтры. Они погружаются в скважины, расположенные в обводненном грунте. Все иглофильтры подключаются к всасывающему коллектору, к которому подключаются и насосы для откачки воды и воздуха. Установки применяются при работе в неслоистых грунтах с коэффициентом фильтрации от 1 до 50 м/сут. Применение иглофильтровых установок наиболее эффективно в чистых песках и песчано-гравелистых грунтах (рис.30).

Легкие иглофильтровые установки

Для искусственного понижения УГВ на глубину 4 - 5 м в песчаных грунтах применяют легкие иглофильтровые установки. При этом для осушения траншей шириной до 4,5 м используют однорядные иглофильтровые установки, а при устройстве более широких траншей (например, для прокладки коллекторов) - двухрядные. Для осушения котлованов применяют замкнутые по контуру установки. При необходимости понижения уровня воды на глубину более 5 м применяют двух- и трехъярусные иглофильтровые установки. 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 с обязательной их обсыпкой.

При применении ЛИУ верх фильтровой сетки рабочего звена должен быть заглублен под динамический уровень не менее чем на 0,6 м при расположении иглофильтров по контуру котлована или с обеих сторон траншеи и на 1-1,25 м при расположении их с одной стороны защищаемой выработки. При несоблюдении этих условий возможен подсос воздуха в фильтровое звено, в результате чего нарушится герметизация системы иглофильтр - коллектор - насосный агрегат и нормальная работа установки.

Схема иглофильтрового способа понижения уровня грунтовых вод

Рис. 30. Схема иглофильтрового способа понижения уровня грунтовых вод: а -для котлована при одноярусном расположении иглофильтров; б - то же при двухъярусном их расположении; в - для траншеи; г - схема работы фильтрующего звена при погружении в грунт и в процессе откачки воды; 1 - насосы; 2 - кольцевой коллектор; 3 - депрессионная кривая; 4 - фильтрующее звено; 5 - фильтрационная сетка; 6 - внутренняя труба;

  • 7 - наружная труба; 8 - кольцевой клапан; 9 - гнездо кольцевого клапана; 10 - шаровой клапан;
  • 11 - ограничитель

На строительных площадках страны получили распространение несколько конструкций легких иглофильтровых установок ЛИУ-2, ЛИУ-5 И ЛИУ-6БМ. Иглофильтровые установки марок ЛИУ-5 и ЛИУ-6БМ комплектуются насосами ЛИУ-3, ЛИУ-4 и ЛИУ-5. [5,34]

Легкие иглофильтровые установки (рис.31) помимо иглофильтров включают также водосборный коллектор, объединяющий их в одну водопонизителъную систему, центробежные насосные агрегаты и отводящий трубопровод. Иглофильтр состоит из фильтрового звена, через которое из грунта поступает вода, надфиль- тровой колонны (трубы) и наконечника с зубчатой коронкой. К надфильтровой 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 диаметром 38 мм сплошной 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.

Оборудование легких иглофильтровых установок

Рис. 31. Оборудование легких иглофильтровых установок: а - общий вид иглофильтровой установки; б - погружение иглофильтров; г - водоприемное фильтровое звено иглофильтра в процессе откачки воды; д - то же, при гидравлическом погружении иглофильтра; в - иглофильтр в собранном виде; 1 - гибкое соединение иглофильтра со всасывающим коллектором 2; 3 - насосный агрегат; 4 - опора;

  • 5 - иглофильтры; 6 - кран; 7 - коллектор; 8 - шланг; 9 - колонна для наращивания;
  • 10 - скважина; 11 - фильтровое звено иглофильтра; 12 - надфильтровая труба;
  • 13 - конец надфильтровой трубы; 14 - внутренняя труба; 15 - шайба; 16 - муфта;
  • 17 - резиновое кольцо; 18 - наружная перфорированная труба; 19 - проволочная обмотка; 20 - сетка; 21 - кольцевой клапан; 22 - седло клапана; 23 - шаровой клапан; 24 - ограничитель;
  • 25 - наконечник с зубчатой коронкой

Погружают легкие иглофильтры на глубину 7-8 м. гидравлическим способом. При этом иглофильтр с присоединенным к нему шлангом от насоса поднимают с помощью крана, вышки или треноги и опирают на грунт на месте погружения, поддерживая иглофильтр в вертикальном положении, 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 25, выйдя из которого с большой скоростью, размывает грунт. В результате образуется скважина, в которую опускают иглофильтр. Расстояние между иглофильтрами принимают в зависимости от схемы их расположения (кольцевой или линейной), глубины во- допонижения, 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 (рис.32)

Легкие иглофильтры погружают в грунт способом гидроподмыва под действием собственного веса с помощью струи воды давлением 0,3-Ю,5 МПа, размывающей грунт под наконечником фильтра, или монтируют в заранее пробуренные скважины. В глинистых и суглинистых грунтах допускается предварительная проработка ствола скважины трубой, снабженной наконечником с фрезой. Данные об установке фильтров заносят в журнал погружения иглофильтров.

Иглофильтры

Рис. 32. Иглофильтры:

а - общий вид иглофильтра; б - положение клапанов фильтрового звена при погружении иглофильтра; в - то же, при откачке грунтовой воды; 1 - наружная труба; 2-внутренняя труба;

3 - фильтровальная сетка; 4 и 5 - кольца; 6 - шаровой клапан; 7 - стержень; 8 - наконечник

Взвешенные частицы размытого грунта вместе с водой вымываются на поверхность, а тяжелые (гравий и крупный песок) остаются в скважине, образуя вокруг фильтровой сетки дополнительный гравийный фильтр, в результате чего при откачке увеличивается приток грунтовых вод к иглофильтру.

Во время откачивания грунтовой воды через иглофильтры уровень ее понижается и вокруг каждого иглофильтра образуется воронка, ограниченная депрес- сионной кривой.

Иглофильтры следует погружать при постоянной подаче рабочей воды в вертикальном положении во избежание обрушения стенок скважины и затруднений при извлечении его из грунта по окончании работ.

Для лучшей промывки затрубного пространства при гидравлическом погружении иглофильтров рекомендуется несколько раз замедлять погружение, придерживая фильтр на весу.

В мелкие и среднезернистые пески легкие иглофильтры следует погружать при напоре 0,3 - 0,35 МПа. При погружении иглофильтров в глинистые прослои грунта и гравий давление воды следует увеличивать до 0,4 - 0,5 МПа.

При погружении иглофильтров в плотные слои следует периодически приподнимать и опускать иглофильтр, исключая вдавливание их наконечников в грунт, так как при этом шаровой клапан закрывает отверстие для выхода промывочной струи воды. Для ускорения погружения иглофильтров не следует увеличивать напор и расход воды, так как при этом затрудняется образование естественного фильтра из крупных фракций грунта.

При погружении иглофильтров в толщу, состоящую из слоев разной проницаемости, необходимо, чтобы фильтровое звено находилось в наиболее проницаемом слое. При этом допускается использовать воду непосредственно из водопроводной сети (при достаточном ее давлении) или подавать воду специальным насосом, с агрегированным с заполненной водой емкостью объемом 4 5 м3.

Общая длина иглофильтра (собственно иглофильтр и надфильтровые трубы) должна быть подобрана так, чтобы фильтровое звено было расположено на предусмотренных проектом отметках. При сборке должна быть обеспечена герметичность соединения звеньев труб. Перед погружением иглофильтра в грунт осматривают все его соединения, шаровой клапан и фильтровую сетку.

После установки иглофильтров необходимо проверить пропускную способность фильтровых звеньев путем налива воды в иглофильтры и наблюдением за скоростью ее поглощения. Быстрое понижение столба воды в иглофильтре свидетельствует о хорошей работе фильтрового звена.

Иглофильтры, уровень воды в которых понижается медленно или совсем не понижается, следует извлечь, промыть и установить вновь. Для лучшего образования вокруг иглофильтра гравийной прослойки рекомендуется после погружения иглофильтра, не прекращая подачи воды, засыпать в образовавшуюся скважину гравий и только после этого прекратить подачу воды.

Установленные иглофильтры присоединяют к общему всасывающему коллектору с помощью гибких шлангов, имеющих накидные гайки и проходные краны. Краны служат для регулирования пропускной способности иглофильтров и для отключения отдельных из них, в случае необходимости, от всасывающего коллектора. Коллектор укладывают с уклоном 0,002-0,005 от насоса.

После окончания работ по водопонижению иглофильтры извлекают из грунта с помощью крана, тали или других приспособлений. При эксплуатации иглофильтровых установок должны соблюдаться следующие основные требования по технике безопасности: электродвигатели у насосов необходимо заземлять, а рубильники должны быть закрытого типа; не допускать погружения и извлечения иглофильтров вблизи находящихся под током проводов - расстояние от них должно быть таким, чтобы поднятый иглофильтр в случае падения не мог задеть за провода.

Затрубное пространство при погружении иглофильтров в мелкозернистые пески, содержащие значительные примеси глинистых и илистых прослоек, должно быть засыпано крупным песком или смесью песка с гравием (фракцией от 0,5 до 5 мм). Во избежание обрушения стенок скважины до окончания обсыпки иглофильтра крупнозернистым песком не следует прекращать подачу промывочной жидкости через иглофильтр.

При погружении, промывке и обсыпке иглофильтров необходимо руководствоваться «Паспортом-инструкцией иглофильтровой установки» завода-изгото- вителя. При низком дебите иглофильтровой установки в зимнее время необходимо утеплять коллектор, гибкие шланги и иглофильтры по мере их обнажения при разработке грунта. Монтаж, пуск, эксплуатация и демонтаж насосов должны производиться в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей насосного оборудования. При монтаже насосов, всасывающих и напорных коммуникаций должна быть обеспечена герметичность всех соединений.

Всасывающий коллектор иглофильтровых установок должен укладываться на подкладках по спланированной поверхности грунта или на кронштейнах, приваренных к свайному ограждению котлована с уклоном 0,005 - 0,002 от насоса. Звенья коллектора соединяются между собой на фланцах с резиновыми прокладками и испытываются под давлением 0,1 - 0,2 МПа.

При откачке воды более чем одним насосом коллектор следует разделять задвижками на секции так, чтобы каждый насос откачивал воду из отдельной секции. Насосы легких иглофильтровых установок рекомендуется располагать в средней секции коллектора для уменьшения гидравлических потерь во всасывающей линии.

По окончании монтажа над насосной установкой строят временное помещение. В зимнее время помещение необходимо утеплять.

В зимнее время при остановке насоса на длительное время необходимо выпускать воду из насоса, всасывающего коллектора и армированных шлангов. При образовании во всасывающей системе ледяных пробок их необходимо ликвидировать до пуска насоса в эксплуатацию. Для измерения дебита насосной установки на напорном или сливном трубопроводе необходимо устанавливать отвод, в конце которого устанавливаются задвижка и мерная емкость. [5,34,38,39,40]

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>