Материал: Технология строительства подземных сооружений. Специальные способы строительства

Рис. 2.11. Принципиальная схема установки УВВ-2

В установках УВВ для создания в полости всасывающего

В настоящее время применяют стационарные и передвиж­ ные вакуумные установки. Большое распространение в практи­ ке водопонижения получила стационарная установка УВВ-2, принципиальная схема которой показана на рис. 2.11.

На схеме показан принцип работы установки с подсосом воздуха. Грунтовая вода поступает к приемным звеньям игло­

воздух смешиваются и далее водовоздушная смесь через со­

бок приемного бака 3, откуда вода отбирается водо-водяным 6, а воздух водовоздушным 11 эжекторами, работающими на во­ де от центробежного насоса 12.

Каждый из указанных эжекторов может, однако, откачи­ вать не только ту фазу,-на которую он рассчитан, но и смесь

водой водо-водяным эжектором. Целесообразное распределение воды и воздуха между эжекторами происходит при работе установки автоматически, без искусственной подрегулировки.

Вода и воздух, отобранные водо-водяным и водовоздушным эжекторами, выбрасываются вместе с рабочей водой, получен­ ной от центробежного насоса, в циркуляционный бак 9-

Из бака воздух уходит в атмосферу, а вода частично идет в сбросную линию 7 (через водосливную воронку 5), а частич­ но на питание центробежного насоса.

В комплект установки УВВ-2 входят: всасывающая систе­ ма, насосный агрегат и сбросная линия, а также электрообо­ рудование, размещениоё в специальном ящике.

Всасывающая система состоит из 50 легких иглофильтров, 50 соединительных трубопроводов и 12 звеньев всасывающего коллектора.

Каждое звено всасывающего коллектора имеет шесть шту­ церов для подключения иглофильтров с помощью рукавов. Расстояние между штуцерами принято равным 0,75 м. Звенья коллектора соединяют на фланцах. Для облегчения монтажа один фланец звена коллектора выполнен подвижным.

Насосный агрегат состоит из трех блоков: блока центро­ бежного насоса, включающего в себя центробежный насос 6К-8, электродвигатель АО-2-72-4 мощностью 30 кВт, опорную раму и начальный участок напорного трубопровода; приемно­ го блока, включающего в себя патрубок, водо-водяной эжектор; блока циркуляционного резервуара, включающего в себя бак, водовоздушный эжектор, грязевой эжектор 10, сливной стояк с воронкой и колпак. Все три блока объединены в единую си­ стему спиральными рукавами. Сбросная линия состоит из двух спиральных рукавов диаметром 150 мм и длиной по 8 м.

Кроме установки УВВ-2 применяют стационарные (установ­ ки вакуумного водопонижения УВВ-2А, УВВ-ЗА-6КМ, УВВ-З-ГНОМ, принципы действия которых аналогичен выше­ описанному.

Харьковским инженерно-строительным институтам совмест­ но с различными производственными организациями разрабо­ тан ряд передвижных установок вакуумного водопонижения (ПУВВ) : ПУВВ-1, ПУВВ-2, ПУВВ-ЗД, ПУВВ-4Е, применение которых сокращает продолжительность монтажных работ на строительной площадке при выполнении работ по водопонижению.

Эжекторные установки с вакуумными концентрическими скважинами применяют при осушении слоистых грунтов раз­ ной проницаемости. Осушение супесчаных и глинистых грун­ тов, переслаивающихся песчаными прослойками, иглофильтро­ выми или эжекторными установками возможно только при мно­ гоярусном расположении иглофильтров, что значительно уве­ личивает сроки водопонижения и стоимость работ. В этих условиях более целесообразно применение вакуумных концент­ рических скважин, которые позволяют осуществлять откачку

вакуумного концентрического водоприемника не должен пре­ вышать 5 м3/ч, в противном случае эжектор не развивает ва­ куума.

В настоящее время изготовлена эжекторная вакуумная во­ допонижающая установка ЭВВУ, которая работает с вакуум­ ными концентрическими скважинами и может быть использо­

лофильтров, размещенных в обводненных породах забоя вы­ работки.

Техническая характеристика ряда установок забойного во-

2.5. ВОДОПОНИЖЕНИЕ СКВАЖИНАМИ

Водопонизительные установки из системы отдельных сква­ жин применяют в виде: самоизливающихся скважин различ­ ного наклона; водопоглощающих скважин; сквозных фильтров и водопонижающих скважин, оборудованных глубинными на­ сосами.

Самоизливающиеся скважины применяют для снятия избы­ точного давления в напорных водоносных горизонтах, а также для глубокого водопонижения (горизонтальные скважины на откосах открытых котлованов, лучевые водозаборы, восстаю­ щие скважины из подземных выработок). Такие скважины вы­ полняют в большинстве случаев вертикальными или под не­ большим углом к вертикали и забуривают с разных горизон­ тов: с поверхности земли, с берм на откосах, со дна котлова­ на, из подземных выработок—.в зависимости от принятого по­ рядка производства работ и от объекта, для защиты которого они предназначены. Они могут служить в основном средством снятия напора, когда излив из них обеспечивает достаточное снижение пьезометрического уровня грунтовых вод в напор­ ном водоносном слое или же могут быть использованы в каче­ стве резервного мероприятия, когда напор снимается с помо­ щью водопонизительных скважин на случай аварийных пере­ рывов в работе насосов.

Число самоизливающихся скважин и их параметры — диа­ метр, длина фильтрового звена, состав фильтровой обсыпки, отметка устья — определяют расчётом с учетом отметки излива воды и гидравлических потерь напора в них.

Размещение самоизливающихся скважин выбирают с уче­ том местных гидрогеологических условий, а также условий производства работ (конфигурация котлована, траншей, под­ земных выработок, размещения оборудования, трасс движе­ ния механизмов и транспорта).

В подземных выработках самоизливающиеся скважины при­ меняют любого наклона и используют в зависимости от необ­

ходимости для водопонижения во всех слоях, окружающих вы­ работки. Эти скважины бурят специальными станками непо­ средственно из подземных выработок. Скважины могут при­ меняться как в скальных, так и в нескальных грунтах. Неглу­ бокие самоизливающиеся скважины в нескольких грунтах можно выполнять путем забивки или вдавливания фильтровой колонны в потолок, стенки или почву горной выработки (за­ бивные фильтры).

Водопоглощающие скважины применяют для сбрасывания грунтовых вод в нижележащие пласты; для водопонижения в условиях, когда ниже водоупора, подстилающего верхние во­ доносные грунты, залегают неводоносные грунты, имеющие коэффициенты фильтрации не ниже 10 м/сут, или при значи­ тельной разности пьезометрических уровней водоносных плас­ тов.

Для их эффективной работы необходимо соблюдение усло­ вий, которые редко, сочетаются одновременно: скважины долж­ ны располагаться в тех районах, где верхний водоносный слой хорошо отдает воду и имеет достаточную толщу ниже той отметки, до которой требуется понизить уровень грунтовых вод; скважины должны располагаться на тех уровнях, когда ниже­ лежащие грунты' способны хорошо принимать воду (обладают достаточно высокой поглощающей способностью) и иметь ко­ эффициент фильтрации, минимум в 2 раза больший коэффици­ ента фильтрации вышележащих пород.

Сквозным фильтром называют скважины, пробуренные с поверхности земли, выходящие в подземную выработку и обо­ рудованные фильтровыми устройствами в зоне осушаемых по­ род. Вода проникает через фильтр в скважину, а оттуда сбра­ сывается в подземную горную выработку. Сквозные фильтры преимущественно распространены в горнодобывающей про­ мышленности, но не исключено их применение и на других подземных объектах, когда для строительства подземного со­ оружения возможно и оправдано устройство дренажных вы­ работок (тоннелей, галерей, штолен, штреков). Сквозные фильтры оборудуют фильтровыми звеньями во всех водонос­ ных слоях» которые они прорезают. При небольшой толщине водоносных слоев они полностью перекрываются фильтрами, при большой — фильтры устанавливают в нижней части водо­ носного горизонта. В нижней части сквозные фильтры обору­ дуют з'адвижками.

Водопонизительные скважины (рис. 2.14), оборудованные глубинными насосами, применяют для откачки воды из водо­

пользование иглофильтров затруднительно из-за больших при-