Метод разработки влажного грунта при производстве земляных работ (водопонижение)

Искусственное понижение уровня грунтовых вод является наиболее эффективным способом уменьшения водонасыщенности грунтов, при которое вода откачивается из скважин, расположенных вдоль или по контуру выемки. В промышленном и гражданском строительстве для временного понижения уровня грунтовых вод применяют легкие иглофильтрующие установки (ЛИУ), передвижные водопонижающие установки, установки вакуумного вводопонижения, эжекторные иглофильтрующие установки и водопонижающие скважины с глубинными насосами. Выбор способа осушения зависит от фильтр, а дио иной способности грунта, ожидаемого притока воды и требуемого уровня ее понижения.

Легкие иглофильтровые установки применяются для осушения песчаных грунтов с коэффициентом фильтрации не менее 1,5—2 м/сут и обеспечивают понижение уровня грунтовых вод в точках погружения иглофильтров на глубину до 6,5 м. В комплект ЛИУ входят: два насосных агрегата, всасывающий коллектор и иглофильтры (рис.10).

Основной насосный агрегат ЛИУ-5 состоит из центробежного и вакуумного насосов. Во второй агрегат входит центробежный насос, и он используется только в сочетании с первым агрегатом при значительном притоке воды.

Оба насосных агрегата ЛИУ-6 укомплектованы вакуумнасо-сами и могут работать совместно (на одной линии) и раздельно (с комплектом иглофильтров «каждый). Общая. подача насосных агрегатов ЛИУ-5'равна 120 м3/ч, а ЛИУ-б— 1400 м3/ч.

рис 10. легкие иглофильтрующие установки (ЛИУ)

! — иглофильтр; !а — надфильтровое звено; 16 — фильтровое звено; 2 — соединительный гибкий шланг; 3 — всасывающий коллектор; 4 — всасывающий рукав; 5 — насосный агрегат Всасывающий коллектор диаметром 150 мм собирается из звеньев длиной по 5,25 м и имеет общую длину 105 м для ЛИУ-5 и 2Х105м для ЛИУ-6. К насосному агрегату коллектор подключается при помощи гибкого всасывающего рукава. Через каждые 0,75 м коллектор имеет патрубки для присоединения иглофильтров.

Иглофильтр состоит из надфильтрового и. фильтрового звеньев. Надфильтровое звено собирается из труб диаметром 38 мм и имеет длину до 7 м. Фильтровое звено состоит из сплошной внутренней трубы диаметром 38 мм и наружной диаметром 50 мм с равномерно распределенными отверстиями для пропуска воды. Наружная труба по спирали обмотана проволокой диаметром 3 мм и покрыта фильтрационной и защитнойсетками. Фильтр заканчивается фрезерным наконечником, в котором расположены шаровой и кольцевой клапаны. В грунт иглофильтры погружаются гидравлическим способом. Поступая в иглофильтр под давлением до 300 кПа, вода отжимает шаровой клапан (кольцевой клапан при этом поднимается и закрывает зазор между трубами) и, выходя из фрезерного наконечника фильтрового звена, размывает грунт и выносит его частицы на поверхность. При покачивании и поворотахиглофильтр легко погружается под действием собственного веса. Во время откачки воды шаровой клапан в результате создаваемого в трубе вакуума всплывает, а кольцевой — опускается. Через фильтрационную сетку и отверстия в наружной трубе вода поступает в иглофильтр и далее в коллектор. Для улучшения условий работы иглофильтров в мелкозернистых грунтах вокруг них целесообразно устраивать гравийную о’бсытжу.

Иглофильтры устанавливаются по периметру осушаемого котлована на расстоянии 0,5 м от бровки откоса. Узкие траншеи осушаются одним рядом иглофильтров, а широкие— двумя. После длительного откачивания первоначальный статический уровень воды по-нижается и устанавливается по кривой, называемой депрессионной.

Один ярус иглофильтров обеспечивает понижение уровня грунтовых вод в центре котлована на 3,6—4 м. Для понижения на большую глубину устанавливаются’два яруса иглофильтров.

Эжекторные иглофильтровые установки применяются для осушения грунтов с коэффициентом фильтрации не менее ОД м/сут и обеспечивают понижение уровня грунтовых вод одним ярусом иглофильтров на глубину до 20 м.

В 'комплект ЭИУ (рж. VIII.7) входят: центробежный насос, циркуляционный бак, напорныйи сливной коллекторы, эжектор-ные иглофильтры. Фильтровое звено эжекториого иглофильтра устроено по принципу легкого иглофильтра. Надфильтровое звейо (рис. VIII.7) состоит из наружной трубы диаметром 70, 100 или 150 мм и внутренней трубы, заканчивающейся у фильтра эжектор-ной насадкой.

Вначале собирается только наружная труба с фильтровым звеном и погружается в грунт гидравлическим способом (как и легкие иглофильтры). Затем в нее опускается внутренняя труба с эжекторной насадкой (эжекторный водоподъемник). Во избежание подсоса воздуха зазор между иглофильтром и грунтом тщательно забивается глиной.

В процессе эксплуатации в кольцевой зазор между наружной и внутренней трубами иглофильтра насосом нагнетается рабочая вода под давлением 750—800 кПа. У эжекторной насадки рабочая вода через отверстия проникает во внутреннюю трубу и устремляется в насадку '(вверх).iB результате резкого изменения скорости рабочей зоны воды в насосе создаётся разряжение и обеспечивается тем самым подсос грунтовой воды.