Расчет средств водопонижения

Подошва котлована гидротехнических сооружений, как правило, находится ниже уровня грунтовых вод. В целях наиболее точного выполнения проектных решений при производстве земляных работ в курсовом проекте предусматриваем осушение водоносных слоёв грунта в пределах котлована шлюза. Для нормальных условий работы, исходя из требуемой устойчивости основания сооружения, уровень грунтовых вод должен быть на 1,0−1,5 м ниже подошвы котлована. Более совершенным методом борьбы с подземными водами является искусственное водопонижение с помощью иглофильтровых установок. В курсовом проекте производим расчёты притока воды к котловану шлюза, определяем потребное количество водопонижающих установок и иглофильтров, обеспечивающих откачку воды, и составляем схему расположения иглофильтров вокруг строящегося сооружения.

Рисунок 7.1 — Схема размещения иглофильтров.

Приток подземных вод Q к водопонизительной системе определяем в соответствии с рисунком 7.2 по формуле:

м ³/сут.

где k_ф — коэффициент фильтрации, м/сут (таблица 7.1);

h — средняя глубина потока, м;

S — понижение уровня подземных вод в расчётной точке;

Ф — фильтрационное сопротивление.

м.

где Н — напор подземных вод в водоносном слое, м.

У — напор в расчётной точке, м.

Н = (УГВ — ДКШ) + 12 = (68−63) +12 = 17 м.

.

где R — радиус депрессии, м.

r — приведённый радиус водопонизительной системы, м.

м.

м.

где, А — площадь, ограниченная иглофильтровыми установками, м².

Рисунок 7.2 — Расчётная схема.

Таблица 7.1 — Ориентировочные значения коэффициента фильтрации грунтов

Пропускную способность одного иглофильтра q определяем по графику (рисунок 7.3) в зависимости от коэффициента фильтрации грунта k_ф.

Рисунок 7.3 — График для определения пропускной способности иглофильтров.

Необходимое количество иглофильтров определяем по формуле:

.

Среднее расстояние между иглофильтрами ?_ср:

м, где Д — периметр по иглофильтрам, м.

При большой длине контура, по которому расстанавливаются иглофильтры, количество их проверяем по величине получающегося шага между ними. Расстояние между иглофильтрами не должно превышать величин, указанных в таблице 7.3.

?_ср = 2,33 > 0,75.

Принимаем шаг ?_ср = 0,75 м, .

Требуемое число установок n_у определяем:

.

Так как к одной установке можно подключить не более 100 иглофильтров, то принимаем n_у = 12 шт.

м³/ч.

где П_и.у — максимальная производительность иглофильтровой установки, м ³/ч (таблица 7.2).

k_з — коэффициент запаса (равен 1,2−1,3).

Таблица 7.2 — Технические данные иглофильтровых установок

Таблица 7.3 — Допустимый шаг между иглами

Фактическую длину иглофильтров L₀ подсчитываем по формуле:

L₀ = 0,5 + z + S + h₀ + ?_ф =0,5 + 1 + 6,5 + 0,11 + 0,8 = 8,91 м.

где 0,5 — превышение оси напорного коллектора над поверхностью земли, м;

z — расстояние от поверхности земли до статического уровня грунтовых вод, м;

h₀ — величина хорды линии депрессии, м;

?_ф — длина фильтрового звена, м (таблица 7.2).

м.

где r₀ — радиус иглофильтра, м (таблица 7.2).

L₀ = 12 > 8,91.

Так как фактическая длина иглофильтров L₀ меньше значений, приведённых в таблице 7.2, то на сооружении монтируем иглофильтры в один ярус.