2.3 Обоснование способа осушения, расчёта притока грунтовой воды и выбор оборудования

По заданным гидрогеологическим условиям предполагается выполнить осушение траншеи при строительстве водопровода. На выбор способа осушения влияют следующие факторы:

1. Глубина заложения котлована по отношению к уровню грунтовых вод.

2. Геологические и гидрогеологические условия котлована (грунты стенок и дна, режим уровней грунтовых вод).

3. Режим уровней ближайших к котловану водотоков.

4. Тип сооружения и его размеры.

5. Принятые способы производства работ.

При выборе способа осушения необходимо ориентироваться на более дешёвые способы: в первую очередь на открытый водоотлив, затем на водопонижение скважины и только в случаях их технической неэффективности переходить к более сложным и дорогим способам.

В данном курсовом проекте применяем искусственное водопонижение иглофильтровыми установками, т.к. коэффициент фильтрации составляет 1,4 м/сут.

Иглофильтры состоят из следующих частей:

- надфильтровая трубка,

- фильтровое звено,

- наконечник.

Наконечник устроен так, что позволяет погружать иглофильтры в грунт без бурения скважин способом подмыва. Для погружения иглофильтра в грунт его устанавливают в вертикальное положение и с помощью гибкого шланга соединяют с напорным патрубком насоса. Под действием напора в наконечнике открывается шаровой клапан и происходит размыв грунта в основании иглофильтра. Для ускорения погружения надфильтровую трубу покачивают и слегка поворачивают вокруг оси. После погружения иглофильтра на нужную глубину подачу в него воды прекращают, а устье образовавшейся скважины заделывают суглинком. При откачке воды из скважины шаровой клапан закрывает нижнее выходное отверстие в наконечнике, а вода начинает поступать через боковой сетчатый фильтр. Верхние части погружённых в грунт иглофильтров присоединяют по трубкам общего коллектора. Откачка воды из иглофильтровой установки производится самовсасывающими вихревыми насосами. Их же используют для подачи воды при погружении иглофильтров.

При больших периметрах котлованов устанавливают несколько иглофильтровых установок, с тем, чтобы каждый комплект обслуживал участок длиной около 80-100 м. Для создания более равномерного вакуума во всех скважинах насосные установки присоединяют в средней части коллекторов.

Рис.3.Схема искусственного водопонижения (иглофильтры)

Приток воды к иглофильтровым установкам, смонтированным вдоль траншеи можно определить из выражения:

Q₁₀₀=β·К·S, м³/час, (28)

Q₁₀₀ – приток воды на 100 пог. м траншеи с двух сторон, м³/час,

К – коэффициент фильтрации грунта, м/сут,

β – коэффициент, принимаемый равным от 1 до 3 ( принимаем β=1,1).

S – необходимое понижение уровня грунтовых вод, м:

S=(Н+0,5) - УГВ, м (29)

S=(2+0,5) - 0,6=1,9 м,

Q₁₀₀=1,1·1,4·1,9=2,93 м³/час.

Производительность одного иглофильтра можно определить по графику(Рис.4.(1)) при К=1,4 м/сут q=0,225 м³/час.

Количество иглофильтров в однорядной установке определяется путём подбора из условия, что расстояние между иглофильтрами должно быть кратным 0,75 (0,75 м; 1,5 м; 3 м). Тогда:

n= , шт, (30)

L – протяжённость участка с высоким положением УГВ, м (с генплана 432 м),

l_и – принятое расстояние между иглофильтрами, м.

n= шт.

Производительность иглофильтровой установки определяется как:

Q_и=q∙n, м³/час, (31)

Q_и=0,225∙144=32,4 м³/час.

Выбирая шаг между иглофильтрами должно выполняться условие, что производительность иглофильтровой установки должна быть больше количества притекающей воды на рассматриваемом участке, протяжённостью L, т.е.:

Q_и>Q, (32)

где Q=Q₁₀₀L – приток воды в траншею на участке с высоким УГВ.

Q=2,93·4,32=12,66 м³/час. 32,4>12,66. Условие выполняется.

По приложению 7(1) выбираем количество иглофильтровых установок и их марку. Принимаем 2 комплекта ЛИУ – 3:

- производительность – 60 м³/час;

- напор – 25 м;

- высота всасывания – 100 м;

- диаметр патрубков:

всасывающего – 100 мм,

нагнетательного – 75 мм;

- диаметр игл – 50 мм;

- количество игл – 100 шт;

- длина фильтрового звена – 1 м;

- расстояние между патрубками присоединения игл – 0,75 м;

- длина звеньев коллектора – 5,25 м;

- количество звеньев – 18 шт;

- мощность двигателя насоса – 10 кВт.

Время предварительного осушения:

Предварительное осушение проходит в течении 28 суток.