3.5.Водопонижение при выполнении работ в нижнем ярусе котлована

В целях предохранения дна котлована от разрыхления ГВ и создания условий для выполнения бетонных работ насухо разработка грунта ниже производится под защитой системы водопонижения.

При необходимости понижения УГВ на величину S=3…..5(м) в несвязных и малосвязных грунтах с Кф=1…40 (м/сут) применяем лёгкие иглофильтровые установки (ЛИУ) ([2] с 307, табл 105).

Длинна трубчатых иглофильтров, входящих в комплект ЛИУ (7-9(м)) позволяет погрузить их в грунт до отметки водоупора такой котлован можно считать совершенным.

Приток воды к контурной водопонизительной установке по формуле Дюпюи для совершенного котлована круглой формы в плане:

Q=1.37*Kф* =1.37*30* =7353.2 (м³/сут)

Где Sц-понижение УГВ в центре котлована:

Sц= - + =28-22+1=7 (м)

-отметка дна котлована;

=1(м) – запас с учётом высоты капилярного поднятия.

Расчетная схема осушения канала для второй и третьей стадии представлена на рис.3.7.

Ширина котлована по линии размещения иглофильтров:

Вк=Впл¹+Вгэс+2С+2mк*Нк+2=63+50+2*3+2*1*3+2=126 (м)

Где с=3(м) – запас;

mк=1(м) – заложение откосов котлована;

Нк- глубина котлована:

Нк=+

Максимальная величина понижения УГВ при осушении котлована лёгкими иглофильтровыми установками:

Smax=

Где (м) – отметка верха фильтра.

В расчётах принимаем S=0.85*Smax=0.85*8.5=7.2 (м)

Радиус воронки депрессии в неограниченной грунтовой среде:

Ro=2*S =2*7.2 =249 (м)

Средний радиус воронки депрессии для котлована:

Rср= = =103.5 (м)

Где L1,L2,L3- расстояния от уреза воды в реке в расчётный период до линии размещения иглофильтров для соответствующих сторон котлована. (рис.3.6.)

длина котлована под водосливную и водобойную части плотины по линии размещения скважин ЛИУ (рис.3.6.)

15+20+2С+2mк*Нк+2=49 (м)

- длина котлована для ГЭС по линии размещения иглофильтров (рис.3.6.)

7.5+17.5+20+2С+2mк*НК+2=59 (м)

Приведённый радиус котлована:

r= = =46.5 м.

где Fk- площадь котлована Fк=Fк^пл1+Fк^гэс=3430+3363=6793 (м²)

Fк^пл1 – площаь котлована под водосливную часть плотины 1 очереди:

Fк^пл1=(Впл¹+С+mк*Нк+1)*Lк^пл=(63+3+1*3+1)*49=3430 (м²)

Fк^гэс – площаь котлована под здание ГЭС:

Fк^гэс=(Вгэс+С+mк*Нк+1)*Lк^гэс=(50+3+1*3+1)*59=3363 (м²)

Необходимое число иглофильтров:

n_и=Q/qск¹=7353.2/26.4=280 (шт)

где Q-приток воды к водопонизительной установке.

qск-водохватная способность одной скважины диаметром dc=0.05 (м):

qск=2П*rc*Lф*Vф=2*3.14*0.0375*1*140=32.97 (м³/сут)

где rc-радиус скважины иглофильтра;

Lф=1(м) – длина фильтрового звена;

Vф=60 =140 (м/сут) – скорость движения воды, при которой не происходит заиление фильтра ( по формуле С.К. Абрамова)

Допустимая величина откачки воды из скважины по условиям надёжной работы фильтров:

qск¹=(0.75…..0.8)*qск=0.8*32.97=26.4 (м³/сут)

Расстояния между скважинами:

Lн=Рк/n_и=360/280=1.29 (м)

Расстояние между иглофильтрами должно быть кратным расстоянию между патрубками на коллекторе ЛИУ. Принимаем Lн=1.5 (м).

Число скважин иглофильтров с учётом принятого расстояния:

n_и^/=Рк/Lи^/=360/1.5=240 (шт)

Необходимое число лёгких иглофильтровых установок:

nуст=Рк/Lкол=360/90=4 (шт)

где Lкол=90 (м) – длина коллектора.

Расчётный расход на одну установку:

Qуст=Q/nуст= =76.6 (м³/час)

Потребный напор насосных установок определяется с учётом высотной отметки их расположения(на гребне перемычек), геодезической высоты подъёма воды(от верха фильтров до оси насосных агрегатов), потерь напора по длине и в местных сопротивлениях, свободного напора.

Для заданных условий расчётный напор принимаем равным Нн=20 (м)

Необходимая высота всасывания: Hs=

По расчётному расходу Qуст=76.6 (м³/час), потребному напору Нн=20 (м) и необходимой высоте всасывания Hs=5.5(м) принимаем лёгкие иглофильтровые установки ([1] с 100) : ЛИУ-5.

На плане котлована (рис.3.6.) показано размещение оборудования ЛИУ.