Материал: Технология строительства подземных сооружений. Специальные способы строительства

Параллельное водопонижение проводят при незначительном притоке грунтовых вод в сооружаемую выработку. При этом мероприятия по параллельному водопонижению осуществляют одновременно с проходческими работами.

2.2. ВОДОПОНИЖЕНИЕ ЛЕГКИМИ ИГЛОФИЛЬТРОВЫМИ УСТАНОВКАМИ

Легкие иглофильтровые установки применяют для пониже­ ния уровня подземных вод до 5 м в рыхлых неслоистых грун­ тах -с коэффициентом фильтрации не менее 1 м/сут. Игло­ фильтровые установки могут применяться для понижения уров­ ня грунтовых вод и на глубину более 5 м. В таком случае во­ допонижение ведут ступенями с применением ярусных водопо­ низительных систем при расположении иглофильтров на двух или нескольких горизонтах по высоте (рис. 2.3).

Отечественная промышленность серийно выпускает легкие иглофильтровые установки нескольких типов, характеристики которых приведены ниже.

Рис* 2.3. Схема работы иглофильтровой установки при:

фильтр, служащий для приема воды из водоносного горизонта. Иглофильтр состоит из надфильтровых труб длиной по 1,0; 1,5; 2,5 и 3,5 м, диаметром 38 мм; фильтрового звена длиной 1 м, диаметром 50 мм и фрезевого наконечника. Общая длина иглофильтра может достигать 8,5 м. К всасывающему коллек­

тору иглофильтры подсоединяют гибкими шлангами. Применяемые конструкции фильтрового звена показаны на

рис. 2.5.

Фильтровое звено состоит из двух труб разного диаметра: наружной перфорированной и внутренней, соединенной с нако­ нечником. Между внутренней трубой и наконечником размеще­ но седло клапана, а в наконечнике — плавающий шаровой кла­ пан и стопорный болт. Наружная перфорированная труба об­ мотана спиралью, поверх которой натянута фильтровая сетка

Рис. 2.5. Конструкции фильтрового звена легкого иглофильтра:

из тонкой проволоки цветных металлов или оцинкованной стали.

Для снижения стоимости и повышения эффективности ра­ боты фильтрового звена разработаны конструкции, в которых используют полимерные материалы и керамику.

Шаровые клапаны во всех конструкциях иглофильтров ис­ пользуют для их гидравлического погружения в грунт.

При подаче воды в иглофильтр под давлением клапан от­ жимается, вода попадает под наконечник иглофильтра и раз­ мывает грунт. При откачке воды из иглофильтра клапан-при-

жимается к седлу клапана, что исключает поступление грун­ товой воды через наконечник.

Всасывающий коллектор состоит из отдельных звеньев дли­ ной 5,25 м. Каждое звено имеет семь патрубков для присоеди­ нения иглофильтров. Патрубки снабжены запорными кранами и расположены, на расстоянии 0,75 м друг от друга, что позво­ ляет задавать различное расстояние между иглофильтрами.

Производство водопонизительных работ легкими иглофильт­ рами включает в себя следующие технологические процессы: монтаж, пуск, эксплуатацию и демонтаж установки. Основным процессом при монтаже иглофильтровой установки является погружение иглофильтров в грунт на требуемую глубину.

Иглофильтры погружают в водоносный грунт либо гидрав­ лическим способом, либо путем бурения специальных скважин. Гидравлическое погружение иглофильтров применяют в любых песках: от мелкодо крупнозернистых и гравелистых. Перед погружением в требуемом месте фильтровое звено и надфильтровые трубы собирают и устанавливают вертикально. При длине иглофильтра до 5 м установку его осуществляют вруч­ ную, при больших длинах — краном (рис. 2.6).

Для погружения в надфильтровые трубы фильтрового зве­ на под давлением от 0,2 до 0,6 МПа нагнетают воду. Вода в иглофильтре отжимает шаровой клапан от седла (рис. 2.7), проходит во фрезерный наконечник и далее в грунт. Попадая в грунт, вода размывает его и поднимается по затрубному про­

мываемой породы, в результате чего иглофильтр погружается под действием собственного веса. Иглофильтр погружают до тех пор, пока его фильтровое звено не будет установлено на проектную глубину.

Расход воды во время погружения иглофильтра составляет 25—30 м3/ч в мелкозернистых и разнозернистых песках, 35— 40 м3/ч — в крупнозернистых. При погружении иглофильтров в гравелистые породы, сильно поглощающие воду, к трубе, покоторой подается вода, присоединяют шланг диаметром не ме­ нее 25 мм для подачи от компрессора воздуха (до 4,5 м3/мин).

При установке иглофильтров в мелкозернистых песках, со­ держащих пылеватые и глинистые частицы, вокруг них устраи­ вают обсыпку, состоящую из крупного песка или же из смеси песка и гравия с частицами размером от 0,5 до 5 мм. Д ля это­ го каверну вокруг иглофильтра промывают в течение несколь­ ких минут после погружения его на проектную глубину. За­ тем расход воды резко сокращают, и не прекращая полностью ее подачу в затрубный зазор, равномерно засыпают песчано­ гравийную смесь.

В случае невозможности сделать обсыпку по вышеприве­ денной технологии в грунт также гидравлическим способом по­ гружают глухую обсадную трубу диаметром не менее 150 мм.' В эту трубу опускают собранный иглофильтр. Кольцевое про­ странство между трубой и иглофильтром постепенно заполняют обсыпкой, а обсадную трубу извлекают. Для гидравлическо­ го погружения иглофильтров применяют насосы ЛИУ-3, ЗК-6, КСМ-50Х30 и др.

Гидравлический способ погружения иглофильтров не при­ меним в двух случаях: при наличии в верхней части разреза глинистых или песчаных грунтов значительной мощности с включением крупнообломочного материала (например, в на­ сыпных грунтах, содержащих строительный мусор, или морен­ ных суглинках и супесях, содержащих большое количество крупной гальки, валунов и т. д.), непосредственно около близ­ лежащих фундаментов ответственных зданий и сооружений. В этих случаях иглофильтры устанавливают в заранее пробу­ ренные скважины. „

В первом случае может быть использован комбинированный способ установки иглофильтров: в верхней части разреза бу­ рят скважину, а в нижней опускают иглофильтры гидравли­ ческим способом. Для бурения скважин применяют шнековые установки или вибробурение. До установки иглофильтров сква­ жины остаются закрепленными обсадными трубами, которые извлекают после установки иглофильтра.

После того как все иглофильтры погружены на проектную глубину и смонтирована всасывающая система, проверяют ка­ чество ее монтажа. Для этого кратковременно в нее нагнета­