ют воду под давлением 0,2—0,3 МПа. После испытаний уста новку запускают в эксплуатацию.
При откачке воды из иглофильтра шаровой клапан под действием пониженного давления прижимается к седлу (см. рис. 2.7, б) и препятствует попаданию загрязненных вод в иг лофильтр через наконечник. Откачиваемая вода поступает в иглофильтр через фильтровую сетку.
Установка работает в период всего времени до полного за вершения работ, производящихся под защитой водопонижения.
В процессе эксплуатации водопонизительной установки осу ществляют непрерывный контроль за уровнем грунтовых вод в наблюдательных скважинах; за показаниями манометров- и вакуумметров; расходом откачиваемой воды; за возможным выносом грунта на поверхность..
После возведения подземного сооружения под защитой водопоиизительной установки ее демонтируют и подготовляют для последующих работ.
Иглофильтры длиной до 3 м извлекают из грунта вручную или с помощью специальных устройств и приспособлений. При извлечении иглофильтра из грунтов, имеющих прослойки суг линков или содержащих илистые частицы, для уменьшения сопротивления грунта в иглофильтр подают воду под напором.
Если |
подача воды |
не дает положительного |
результата, то |
грунт |
размывают |
специальным забурником, |
представляющим |
собой трубу диаметром38 мм и длиной, превышающей длину иглофильтра на 0,5 м.
2.3. ВОДОПОНИЖЕНИЕ ЭЖЕКТОРНЫМИ ИГЛОФИЛЬТРОВЫМИ УСТАНОВКАМИ
Эжекторные иглофильтровые установки (ЭИ) используют для вакуумирования грунтов и понижения уровня подземных вод до 20 м при коэффициенте фильтрации 0,1—10 м/сут и при
близком залегании |
водоупора от |
почвы выработки. Подъем |
|
откачиваемой воды |
в эжекторных |
иглофильтрах |
производится |
с помощью водоструйных насосов |
(эжекторов). |
В основу ра |
|
боты этих насосов положен принцип непосредственной переда чи энергии одним потоком другому, реализация которого осу ществляется непосредственно в иглофильтре.
Эжекторный иглофильтр (рис. 2.8) состоит из фильтрового звена 2 с наконечником 1, аналогичного фильтровому звену установок ЛИУ, надфильтровой трубы 5, в верхней части ко торой подсоединен патрубок 7 для подачи рабочей воды, при емной трубы 3, которая с одной стороны соединена с эжектор ным устройством 4, а с другой со сливной трубой 8.
Рабочая вода центробежным насосом под давлением подается в кольцевое пространст во между надфильтровой и приемной колон ка ми'труб и устремляется в насадку эжекто
|
|
ра. Струя воды, выходящая из |
насадки |
с |
|||||||
Ш 1 Г |
большой |
скоростью, |
создает |
разряжение |
в |
||||||
С |
М; |
окружающем |
пространстве, |
благодаря кото |
|||||||
|
|
рому обеспечивается отсос воды из обводнен |
|||||||||
|
|
ного грунта. Грунтовая вода у входа в гор |
|||||||||
|
|
ловину диффузора 6 смешивается с рабочей |
|||||||||
|
» |
водой и, |
пройдя |
через диффузор, |
поднимает |
||||||
|
ся на повёрхность по сливной трубе. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
||||||||
|
|
Установки |
с |
эжекторными |
иглофильтрами |
||||||
|
|
выполняются |
с |
циркуляционным |
резервуа |
||||||
|
|
ром или без него. Установка с циркуляцион- |
|||||||||
|
|Ц |Т |
ным резервуаром (рис. |
2.9) |
состоит |
из ряда |
||||||
|
|
эжекторных |
иглофильтров 1, вдоль |
которых |
|||||||
|
|
на поверхности земли расположены, распреде |
|||||||||
|
|
лительный напорный трубопровод 2 для по |
|||||||||
|
|
дачи рабочей воды к иглофильтрам с помо |
|||||||||
|
|
щью рабочего 6 или запасного 7 насосов и |
|||||||||
|
|
самотечный лоток или трубопровод 3, отво |
|||||||||
|
|
дящий от иглофильтров |
воду. |
Эжекторные |
|||||||
|
|
иглофильтры подсоединяют к распределитель |
|||||||||
|
|
ному трубопроводу |
шлангами |
или |
патруб |
||||||
|
|
ками. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вода из иглофильтров через лоток |
(трубо |
||||||||
|
|
провод) |
сливается |
в циркуляционный резер |
|||||||
Рис. 2.8. Эжектор вуар 5, из которого часть ее снова засасыва
ный иглофильтр |
ется насосом ,и подается |
в эжектор (рабочая |
|
|
вода), а избыток отводится самотеком |
или |
|
по сбросному трубопроводу 4 за пределы |
строительной |
пло |
|
щадки. |
|
|
|
Водопонизительные установки без циркуляционного резер вуара (рис. 2.10) отличаются от описанной тем, что вода от эжекторных иглофильтров 1 поступает не в самотечный лоток, а в трубопровод 2, соединенный со вспомогательным низкона порным насосом 3. Избыток воды перекачивается по напорно му трубопроводу 4 за пределы строительного участка, а цир куляционный расход под небольшим давлением подается к рабочему насосу 5, который нагнетает воду в распределитель ный трубопровод 6 под повышенным давлением. Для запуска водопонизительной установки без циркуляционного резервуа ра необходимо иметь определенный объем воды.
В настоящее время в отечественной практике используют эжекторные иглофильтровые установки ЭИ-2,5, ЭИ-4, ЭИ-4а и ЭИ-6, различающиеся диаметром иглофильтров. Наибольшее
Техническая характеристика установки ЭИ-2,5
Иглофильтр:
диаметр, м м . . . » • » длина фильтровой части, м число в комплекте
Эжектор:
диаметр насадки, мм . диаметр горловины, мм
Напорный коллектор: диаметр, мм
63 I 25
7
14
168
щ ш па, |
га . |
|
|
|
|
|
Подача рабочей воды (л/с) при на- |
|
|
||||
поре, м: |
|
|
|
1,4 |
|
|
60 |
|
|
|
|
|
|
100 . |
|
|
|
1.8 |
|
|
Показатели по откачиваемой воде в |
|
|
||||
зависимости от |
напора |
и |
высоты |
|
|
|
подъема: |
|
|
|
60 |
80 |
100 |
напор |
рабочей |
воды, |
м |
|||
высота |
подъема, м |
|
13—19,5 |
17,5— 26 |
22—32,5 |
|
подача, |
л/с |
|
|
1,13 |
1, 1—1.5 |
1,3—1.8 |
Для подачи рабочей воды к эжекторным иглофильтрам ис пользуют центробежные насосы типов К, МС, и НДВ. П ара метры насосного агрегата определяют расчетом, исходя из диаметра насадки, ожидаемого притока грунтовых вод, пол ной высоты подъема откачиваемой воды и КПД установки.
При производстве водопонизительных работ эжекторными иглофильтрами выполняются те же технологические процессы, что и при применении установок ЛИУ В связи с этим следует лишь отметить особенности производства работ по монтажу эжекторных иглофильтров.
В зависимости от инженерно-геологических условий и на личия рабочей воды эжекторные иглофильтры погружают в грунт гидравлическим способом или устанавливают в предва
рительно |
пробуренные скважины. |
Условия |
применения того |
|||
или |
иного |
способа погружения |
те |
же, что |
и |
для установок |
ЛИУ |
Установку эжекторных иглофильтров |
в |
предварительно |
|||
пробуренные скважины выполняют |
в мелкозернистых песках, |
|||||
в грунтах, содержащих значительное количество крупнообло мочного материала, а также при ведении работ по водопонижению в условиях плотной городской 'застройки непосредствен но у жилых зданий и промышленных сооружений.
Скважины в мягких и сыпучих грунтах бурят шнековыми установками, обычно долотами РХ без принудительного осево го давления с максимальной частотой вращения 5 с-1. При бу рении твердых грунтов применяют ступенчатые трехперые до лота, армированные резцами из твердых сплавов, при этом частоту вращения шнека снижают до 10,6 с-1 и дополнитель ное усилие на долото доводят до 8 кН. Скважины в процессе бурения закрепляют обсадными трубами.
Перед установкой эжекторного иглофильтра скважину про мывают до полного осветления воды. После промывки сква жины устанавливают э'жекторный иглофильтр. В переслаива ющихся грунтах и в однородных грунтах с коэффициентом фильтрации менее 5 м/сут с целью защиты от копьматажа и обеспечения гидравлической, связи между отдельными водо насыщенными прослоями устраивают песчано-гравийную' об сыпку иглофильтра и ведут до отметки статического уровня
грунтовых вод с одновременным извлечением обсадных труб. Затрубное пространство выше отметки статического уровня грунтовых вод засыпают плотным грунтом.
После опускания всех эжекторных иглофильтров на проект ную глубину и монтажа поверхностного оборудования осуще
ствляют пуск установки в работу. |
• ' |
2.4. ВОДОПОНИЖЕНИЕ ВАКУУМНЫМИ УСТАНОВКАМИ |
|
Принцип действия вакуумных водопонижающих |
устройств |
заключается в создании на наружных поверхностях водопри емных устройств устойчивого вакуума. Вакуумирование водонасыщенных грунтов применяют для усиления эффекта водо-
понижения в сложных гидрогеологических |
условиях — при |
ма |
|||
лой водопроницаемости, |
низкой |
водоотдаче |
и неоднородном |
||
сложении грунтов, в частности, |
при переслаивании водонос; |
||||
ных и водоупорных грунтов. Вакуумное |
водопонижение |
ра |
|||
ционально применять |
в грунтах, имеющих |
коэффициенты |
|||
фильтрации от 0,01 до 2 м/сут. |
значительно |
снизить высоту |
|||
Вакуумирование позволяет |
|||||
остаточного слоя воды над водоупором в случае его близкого залегания от дна сооружения и уменьшает продолжительность периода развития депрессии в слабопроницаемых грунтах. При слоистом строении грунтовой толщи вакуумирование поз
воляет понизить |
уровень грунтовых |
вод во всех |
водоносных |
|||
прослойках. |
водопонижающим |
установкам |
относятся |
|||
К вакуумным |
||||||
установки |
вакуумного |
водопонижения |
(УВВ), |
эжекторные |
||
установки |
с вакуумными концентрическими |
скважинами |
||||
(ЭВВУ), |
установки |
забойного |
водопонижения |
(УЗВ) и |
||
(УЗВМ). |
|
|
|
|
|
|
Установки УВВ применяют для водопонижения в мелкозер нистых пылеватых и глинистых песках, супесях, легких суглин ках, илах и лессах с коэффициентом фильтрации 0,01— 2 м/сут, плохо поддающиеся осушению обычными легкими иг лофильтровыми установками ЛИУ.
Установки УВВ дают возможность понизить уровень грун товых вод до 7 м от поверхности.
Для понижения уровня грунтовых вод с помощью устано вок УВВ в грунт погружают обычные иглофильтры, вокруг ко торых обязательно устраивают обсыпку. Для обсыпки исполь зуют чистый песок с диаметрами частиц от 0,5 до 2 мм.
Песчаную обсыпку в безнапорных водоносных слоях с ко эффициентом фильтрации от 2 до 0,5 м/сут устраивают высо той 2,5—3,5 м от забоя скважины.-В остальных случаях песча ную .обсыпку следует устраивать до поверхности земли.