Водопонижение на строительстве метрополитенов применяют при сооружении станций, тоннелей и подземных переходов, возводимых открытым способом, при проходке станционных и перегонных тоннелей закрытым способом, при строительстве стволов шахт, а также выполнении различных работ, сопутствующих сооружению тоннелей метрополитена (перекладка коммуникаций, подводка или укрепление фундаментов и др.).
Для водопонижения применяют: легкие иглофильтровые установки, эжекторные иглофильтры, установки вакуумного и забойного водопонижения, а также глубинные насосы, устанавливаемые в водопонижающие скважины,
Сущность метода водопонижения основывается на том, что при откачке грунтовых вод, поступающих в скважину, котлован или подземную выработку, поверхность воды в грунте приобретает воронкообразную форму с уклоном к месту откачки (рис. 86). Воронкообразную (пониженную) поверхность грунтовых вод называют депрессионной поверхностью, а пространство между этой поверхностью и непониженной поверхностью грунтового потока — депрессионной воронкой.
Водопонижение иглофильтрами
По мере откачки воды депрессионная воронка увеличивается по площади распространения и в глубину. Если интенсивность откачки остается постоянной, то со временем наступает стабилизация-установившийся режим, при котором не происходит дальнейшего развития депрессионной воронки. С прекращением откачки уровень грунтовых вод восстанавливается. Целью водопонижения является развитие и поддержание депрессионной воронки в водоносных грунтах, т. е. их поддержание в осушенном состоянии в течение всего периода возведения сооружения. В ряде случаев водо-понижение применяют для снятия избыточного напора в подстилающих водоносных грунтах, отделенных от дна котлована слоем водоупорного грунта.
Рис. 86. Схема водопонижения:
а — одной скважиной; б — двумя скважинами при водоупоре ниже дйа котлована; в — то же на уровне дна котлована; 1 — контур котлована под строящееся сооружение; 2 — водопони-жающая скважина; 3 — сухой грунт, находящийся выше уровня грунтовых вод (УГВ); 4 — депрессионная воронка (осушенный водопонижением грунт); 5 — поверхность депрессии; 6 — обводненный грунт; 7 — погружной насос; 8 — водоупорный слой; h — максимальная высота остаточного слоя воды, снимаемого открытым водоотливом
Однако в ряде случаев (например, когда близко под дном котлована залегают водоупорные грунты) полностью осушить водоносные грунты не удается и над водоупором остается слой воды толщиной 0,5-1 м. Для его снятия чаще всего применяют открытый водоотлив с помощью переносных насосных установок, откачивающих воду из устраиваемых временных колодцев (зумпфов).
При выборе способа водопонижения учитывают характеристики грунтов и условия их залегания, мощность водоносного слоя, коэффициент фильтрации, размеры осушаемой зоны в грунте, способы производства горнопроходческих или строительных работ, продолжительность водопонижения, характеристики имеющихся технических средств водопонижения.
Водопонижающие скважины бурят за пределами контура возводимых конструкций. Их расположение в плане зависит от размеров сооружения, а также от гидрогеологических характеристик грунтов и может быть: линейным (в один или несколько рядов по прямой линии, например, при проходке перегонных тоннелей), контурным (по контуру, огибающему сооружение, например, котлован, для сооружения станции метрополитена открытого способа работ), кольцевым (например, при проходке шахтных стволов), комбинированным (например, когда при широких котлованах внутри контура водопонижающих скважин располагают еще один или несколько рядов таких же скважин).
Устройство котлована. Водопонижение иглофильтрами.
Водопонижение с помощью легких иглофильтров. Этот способ основан на создании и поддержании вакуума самовсасывающими насосами в широко разветвленной сети иглофильтров, погруженных в грунт и соединенных резиновыми шлангами с коллектором (рис. 87). Грунтовая вода засасывается через фильтры во всасывающий коллектор и откачивается насосами за пределы осушаемой площади.
Легкий иглофильтр представляет собой колонну труб диаметром 46-50 мм и длиной до 8,5 м, соединенных герметично. В нижней части колонны имеется фильтровое звено, состоящее из двух труб: наружной, имеющей по всей поверхности равномерно распределенные отверстия, и внутренней, с открытым нижним концом. Наружная труба обматывается спиралью, поверх которой натягивается фильтрационная сетка. Звено заканчивается наконечником с шаровым клапаном. Каждый иглофильтр погружают в грунт с помощью гидроподмыва, используя давление струи воды.
Одним ярусом легких иглофильтров можно понизить уровень грунтовых вод до 4,5 м. Для понижения грунтовых вод на большую глубину применяют иглофильтры, которые располагают ярусами. Легкие иглофильтровые установки типа ЛИУ используют при разработке котлованов и траншей в грунтах с коэффициентом фильтрации до 1 м/сут.
Водопонижение с помощью эжекторных иглофильтров. Такие иглофильтры имеют специальное устройство для подъема воды — эжектор (водоструйный насос). Одним ярусом таких эжекторных иглофильтров можно понизить уровень грунтовых вод до 18-20м в грунтах с коэффициентом фильтрации 0,5-1 м/сут.
В основу конструкции эжекторных иглофильтров положен принцип действия водоструйного насоса, в котором движущаяся с большой скоростью струя воды забирает с собой некоторое дополнительное количество воды с нижнего уровня и поднимает его на более высокий. Схема действия эжекторного иглофильтра основана на следующем (рис. 88).
В колонну 1 иглофильтра опускают эжекторный водоподъемник (эжектор) на трубе 2. Рабочая вода в эжектор подается по кольцевому пространству между внешней и внутренней водоподъемной трубами. Вытекая из насадки 6 с большой скоростью под действием насоса 4, струя рабочей воды вовлекает за собой в диффузор 5 воду, поступающую в фильтровое звено 7 из окружающих пород. Откачиваемая иглофильтрами грунтовая вода в смеси с рабочей водой по трубе 2 поступает в циркуляционный резервуар 3, из которого часть избыточной воды уходит в водосток и канализацию, а другая часть снова поступает в центробежные насосы для питания иглофильтров.
Погружение эжекторных иглофильтров происходит при подмыве воды, поступающей через шаровой клапан 8. При большой глубине, а также неблагоприятных геологических условиях бурят специальные скважины, в которые вставляют иглофильтры.
На строительстве применяются эжекторные установки типа ЭЙ. В комплект установки входят от 16 до 36 иглофильтров, высоко— и низконапорные насосы с электродвигателями, распределительный трубопровод и циркуляционный бак. Эжекторные иглофильтровые установки применяются для водопонижения при разработке грунта котлованов и траншей глубиной до 10-12 м.
Рис. 87. Схема работы легкой иглофильтровой установки:
1 — насосный агрегат; 2 — иглофильтр; 3 — коллектор; 4 — фильтровая часть иглофильтра УГВ — уровень грунтовых вод
Рис. 88. Схема действия эжекторного иглофильтра
Вакуумный метод водопонижения. Метод основан на создании устойчивого вакуума на наружных поверхностях водоприемных устройств (фильтровых участках труб). Вакуумирование водонасыщенных грунтов применяют для усиления эффекта водопонижения в сложных гидрогеологических условиях — в грунтах с коэффициентами фильтрации 0,05— 2 м/сут, при малой водопроницаемости, низкой водоотдаче и неоднородном сложении грунтов, в частности при переслаивании водоносных и водоупорных слоев.
Вакуумирование достигается применением установок вакуумного водопонижения УВВ с обычным иглофильтром для понижения уровня грунтовых вод до глубины 6-7 м, эжекторными вакуумными водопонижающими установками ЭВВУ с вакуумными концентрическими скважинами, позволяющими вести врдополижение до глубины 20-22 м в переслаивающихся водоносных и водоупорных грунтах, и установками забойного водопонижения УЗВМ, предназначенными для осушения мелких и пылеватых песков в призабойной зоне при открытом и закрытом способах работ.
В установках УВВ для создания в полости всасывающего коллектора устойчивого вакуума используется водовоздушный эжектор, активизирующий в основном воду, которая выделяется из во-довоздушной смеси, поступающей из иглофильтров. Вода откачивается водоводяным эжектором. Оба эжектора питаются рабочей водой, поступающей к ним от центробежного насоса. Для обеспечения устойчивой работы каждый из эжекторов может принимать на себя функции другого.
Эжекторные вакуумные водопонижающие установки с вакуумными концентрическими скважинами отличается от обычных установок с эжекторными иглофильтрами конструкцией скважин.
Установка забойного водопонижения, работающая на принципе вакуумного водопонижения (рис. 89) при проходке тоннеля щитовым способом позволяет преодолевать участки со сложными гидрогеологическими условиями.
Глубинное водопонижение. Этот способ основан на откачке воды из водоносных слоев с помощью глубинных центробежных насосов, устанавливаемых в водопонижающих скважинах, пробуренных вокруг будущей подземной выработки. В скважины опускают трубчатые фильтры на уровень водоносного горизонта, и затем буровые обсадные трубы извлекают из грунта, при этом создается непосредственный контакт фильтра с окружающим его грунтом. В результате откачки воды из скважины глубинным насосом образуется депрессионная воронка, внутри которой грунты в значительной степени осушаются. Глубинное водопонижение применяют при откачке воды с глубин более 20 м.
Рис. 89. Расположение установки забойного вакуумного водопонижения при сооружении перегонного тоннеля метрополитена:
1 — иглофильтры; 2 — деревянное крепление груди забоя; 3 — рычаг для укладки тюбингов; 4 — тюбингоукладчик; 5 — тюбинговая обделка тоннеля; 6 — манометр; 7 — вакуумметр; 8 — водоструйный насос; 9 — манометр; 10 — циркуляционный бак; 11 — дефлектор; 12 — сбрасывающий рукав; 13 — центробежный насос; 14 — электродвигатель; 15 — гибкий соединительный рукав; 16 — наращиваемое звено коллектора; 17 — откаточные пути; 18 — домкрат для передвижки тюбингоукладчнка; 19 — коллектор; 20 — породопогрузочная машина; 21 — передвижное звено пути
Источник: studopedia.ru
Установки вакуумного водопонижения
Особенностью установок типа УВВ в отличие от установок типа ЛИУ является то, что они работают с глубоким вакуумом (4–6 м вод. ст.) в приемных звеньях иглофильтров. Вакуум интенсифицирует движение грунтовых вод и этим увеличивает эффект водопонижения. При работе водопонизительной установки из ее всасывающей системы (иглофильтры и коллекторы) откачивается не только вода, но и воздух, просачивающийся к приемным звеньям иглофильтров через осушенный грунт из атмосферы.
Рассмотрим две модификации установок УВВ: и .
Установки и имеют существенные конструктивные различия.
В комплект установки входят:
- один специализированный насосный агрегат УВВ-1
- 24 звена всасывающего коллектора диаметром 150 мм, длиной по 4,5 м каждое
- 100 легких иглофильтров длиной по 7 м.
Грунтовая вода и воздух откачиваются насосным агрегатом установки. В приемную камеру агрегата вода и воздух поступают обособленно через воздухоохладитель. После грубой очистки на сетках приемной камеры вода и воздух попадают в и затем в распределительную камеру, из которой воздух уходит в атмосферу, а вода — частично в сбросную линию, частично (около 1 л/сек) к небольшому центробежному насосу, подающему ее на питание водяного кольца и к его сальникам.
Распределительная камера служит для приема необходимого количества воды, заливаемой перед пуском агрегата. При остановке агрегата в распределительной камере и корпусе остается вода, которой вполне достаточно для зарядки.
Источник: xn--e1aaitdso4b.xn--p1ai
Когда необходимо выполнять строительное водопонижение? Способы водопонижения.
Способы водопонижения. Условия применения.
- легкие иглофильтры (ЛИУ);
- установки вакуумного водопонижения (УВВ);
- эжекторные иглофильтры (ЭИ);
- глубинное водопонижение.
Легкие иглофильтры
применяют, когда необходимо понизить уровень грунтовых вод до 5 метров в рыхлых неслоистых грунтах с коэффициентом фильтрации больше 1 м/сут. Иглофильтры погружают в грунт бурением, либо гидравлическим способом. Так же применяется комбинированный способ, когда в верхней части бурят скважину, а ниже опускают иглофильтры гидравлическим способом.
Вакуумные водопонизительные установки
применяют в грунтах с коэффициентом фильтрации от 0,01 до 2 м/сут и позволяют понизить уровень грнутовых вод до 7 метров от поверхности, в условиях, когда ЛИУ уже не справляются. Для понижения грунтовых вод погружают иглофильтры, вокруг которых устраивается обсыпка из чистого песка с размером частиц от 0,5 до 2 мм. В случае безнапорных вод обсыпка устраивается на высоту 2,5 — 3,5 м от забоя скважины, при напорных водах — до поверхности. Подробнее.
Эжекторные иглофильтры
применяют для вакуумирования грунтов. Они позволяют понизить уровень грунтовых вод до 15 — 20 метров от поверхности при коэффициенте фильтрации 0,1 — 10 м/сут. Подъем воды в этой системе происходит с помощью водоструйных центробежных насосов (эжекторов). Подробнее.
Водопонижение глубинными скважинами
- дырчатые и щелевые, применяются в гравелистых и скальных грунтах. Представляют собой перфорированные трубы с отверстиями,
- сетчатые фильтры, применяются при понижении грунтовых вод в крупных и среднезернистых песках. Представляют собой перфорированную стальную трубу, вдоль которой приварены стержни, а поверх намотана проволока из нержавеющей стали.
- каркасно-стержневые фильтры обеспечивают наиболее эффективную работу скважин при длительной эксплуатации. Применяются в водах неустойчивого химического состава. Представляют собой сваренные в трубчатые каркасы металлические стержни, на которые навивают спирали из проволоки.
- гравийные фильтры устраивают непосредственно в скважине, применяются для водопонижения в тонкозернистых или среднезернистых песках. Представляют собой перфорированную трубу. Водоприемная часть выполнена из песка или гравия.
Когда необходимо выполнять строительное водопонижение?
Строительное водопонижение необходимо выполнять, когда уровень грунтовых вод располагается на отметках или выше дна котлована, траншеи. Это особенно важно, когда осуществляется строительство железобетонных конструкций. При наличие воды в котловане не могут работать различные механизмы, применяемые в строительстве.
В водонасыщенных грунтах невозможно уплотнить основание до требуемых показателей несущей способности. Благодаря строительному водопонижению создается возможность выполнять строительные работы безопасно, качественно и рационально, поскольку можно осушить грунт до той глубины, когда негативное воздействие грунтовых вод на строительство будет сведено к нулю.
Наша компания качественно выполнит работы по понижению грунтовых вод любой сложности, а так же предоставит в аренду эжекторные или вакуумные установки. В частности, у нас есть самая популярная модификация подобного оборудования — вакуумная установка УВВ-3А-6КМ. Взять ее в аренду у нас можно быстро и выгодно, как и остальные установки для понижения грунтовых вод. Водопонижение грунтовых вод требует серьезного оснащения. Применение того или иного способа, как и выбора оборудования, определяется параметрами котлована, особенностями грунта (в частности, его способностью фильтровать воду), конструкцией будущего сооружения.
Наши сотрудники имеют большой опыт по выполнению работ любой сложности, а оборудование позволяет понижать уровень грунтовых вод на глубине залегания до 20 метров. Если Вы хотите заказать работы по выполнению водопонижения, взять установки в аренду или задать вопрос, можете оставить заявку или позвонить по телефону +7 (985) 786-40-68.
О нас
Наша компания занимается изготовлением металлоконструкций, выполнением работ по бестраншейной проходке, продажей и сдачей в аренду оборудования для подземных работ и бестраншейной прокладки трубопроводов, установок для строительного водопонижения и выполнением работ по строительному водопонижению
Услуги
Регионы деятельности
Москва, Московская область, Ленинградская область, Серпухов, Тульская область, Калужская область, Рязанская область, Новгородская область
Источник: ym333.ru