Искусственное водопонижение

Используют следующие методы:

-Понижение с помощью легких иглофильтровальных установок (ЛИУ);

-Понижение с помощью эжекторных иглофильтровальных установок (ЭИУ);

-Понижение с помощью электроосушения;

-Понижение скважинами, оборудованными глубинными насосами;

-Метод замораживания воды в составе грунта;

Понижение УГВ при помощи ЛИУ

Применяют ЛИУ-3,производительность 30-60м³/час; ЛИУ-5,производительность 120м³/час. Применяют для понижения УГВ песчаных, гравелистых, реже в суглинистых грунтах с высоким коэффициентом фильтрации к_ф>0,75-5м/ сут.

По периметру погружают ЛИУ на расстоянии 0,75-3 м (кратное 0,75).

1-ЛИУ с фильтровальным звеном;

2-Подсоеденительные патрубки на болтах, реже на сварке;

3-Водосборный коллектор диаметром 150-200мм;

4-Насос;

Длина ЛИУ с фильтровальным звеном =8,5м. Они поступают на строительную площадку комплектно. В зависимости от вида грунта, толщины водоносного слоя, величины положения УГВ, по номограммам или расчетным формулам устанавливают расстояние между ЛИУ, которое составляет 0,75-3м(кратно 0,75). По периметру будущего котлована пробуривают скважины на глубину плохоразмываемого верхнего слоя грунта, если грунт песчаный, то ЛИУ сразу устанавливают на место погружения и удерживают в вертикальном положении самоходным краном. Воду подают под давлением до 5 атм.,она размывает грунт под основанием ЛИУ, а ЛИУ погружается под действием собственного веса.

ЛИУ работает по-разному: в стадии погружения и в стадии работы.

Схема фильтровального звена:

1-труба ЛИУ диаметром 38мм;

2-труба фильтровального звена диаметром 50мм(перфорированная в верхней части);

3-стальная проволока;

4-латунная сетка;

5-кольцевой клапан;

6-шаровой клапан;

7-пружина;

8-полость шарового клапана;

9-режущая кромка фильтровального звена;

10-гнездо шарового клапана;

Работа ЛИУ в стадии погружения:

Вода под давлением до 5 атм. По трубе 1 поступает в полость 8, кольцевой клапан 5 всплывает и закрывает зазор между трубами 1и 2, вода открывает шаровой клапан 6 и размывает грунт под режущей кромкой ЛИУ.

Работа ЛИУ в стадии работы:

При включении насоса на откачку воды, вода уходит из полости 8 под действием пружины, шаровой клапан поднимается в 10 и закрывает доступ воды через режущую кромку. Кольцевой клапан 5 открывает зазор между трубами 1 и 2,вода поступает через отверстие в верхней части фильтровального звена и поднимается к водосборному коллектору.

Водопонижение с использованием ЛИУ может выполняться в 2 яруса, если необходимо понизить УГВ на глубину 10м.

Всю водопонижающую систему 2-го яруса располагают на промежуточной верме шириной 1-1,2 м.

Водопонижение с использованием ЭИУ.

Применяют для понижения УГВ на глубину до 20м, оптимальна глубина 12-18м; используют реже, чем ЛИУ. Применяют в песчаных грунтах с высоким коэффициентом фильтрации, погружают, как и ЛИУ гидравлическим способом.

1-колонна наружных труб;

2-колонна внутренних труб с эжекторной насадкой 3;

4-фильтровальное звено ЭИУ;

5-эжектор;

6-насос;

Собирают колонну наружных труб с фильтровальным звеном и опускают на заданную глубину гидравлическим способом, как и ЛИУ. Затем в нее опускают колонну внутренних труб с насадкой. При работе ЭИУ кольцевое пространство между 1 и 2 подают рабочую воду под давлением 7-8 атм. У выхода из насадки в результате изменения скорости движение рабочей воды – создается вакуум (принцип эжектора) и этим обеспечивается подсос грунтовой воды и она, смешиваясь с рабочей водой, поднимается вверх по 2.

Электросушение

Применяется для понижения УГВ в глинистых и суглинистых грунтах с малым коэффициентом фильтрации к_ф<0,05м/сут.

1,2,3,4-см. обозначения ЛИУ;

5-арматурный стержень, обрезок газовой трубы;

Используют физическое явление электролиза - направленное движение заряженных частиц. Для погружения ЛИУ пробуривают скважины, ЛИУ и арматурные стержни по периметру будущей выемки располагают в шахматном порядке, на ЛИУ подают - заряд, а на арматурный стержень +, при этом К_Ф увеличивается в 5-25 раз, т.е. активизируется быстрое направленное движение положительно заряженных частиц воды от анода(А) к катоду(К).Можно располагать в 2 яруса, как и ЛИУ.

Дорого, расход электроэнергии 2-10кВт/ч*м³ осушаемого грунта.

Водопонижение на больших глубинах

Понижают УГВ на глубину более 20м, применяют в основном в нефтяной и газовой промышленности.

Пробуривают скважину, в которую погружают стальную обсадную трубу диаметром 300-500мм. Труба предохраняет скважину от обсыпания грунта, как при ее устройстве, так и при работе насоса, который вибрирует.

1-обсадная труба;

2-дренирующий материал (крупный щебень);

3-глубинный насос;

Метод замораживания воды в состав грунта

По периметру будущей выемки пробуривают скважины и погружают трубы с наконечником. Холодильная установка работает непрерывно, подает раствор CaCl₂ при температуре -30,-40⁰С. Грунт замерзает до температуры -10,-20⁰С. Контроль осуществляют по температуре хладогена с использованием термометра и специальных монограмм.

Дата добавления: 2014-01-07