1.Задание на проектирование и состав проекта

Заданием на проектирование предусматривается определить состав работ, схемы и сроки их выполнения, подобрать механизмы, разработать технологическую последовательность выполнения работ.

Для этого требуется определить размеры траншеи и кавальеров разрабатываемого грунта, места их расположения, объемы работ по видам, выбрать и обосновать методы производства работ и для них подобрать машины, определить их количество, сроки выполнения работ, потребность в рабочей силе, разработать схемы производства работ, составить сводную таблицу состава работ, комплекта машин и технологической последовательности выполнения работ.

Исходными данными для проектирования являются план трассы; грунтовые условия; материал, диаметр и число ниток труб.

2.Строительное водопонижение

Искусственное понижение уровня грунтовых вод (УГВ), при производстве земляных работ путем откачки их и отвода к пониженным местам носит название "строительное водопонижение". Сущность метода заключается в откачке (отводе) грунтовых вод и тем самым понижении УГВ на время откачки. Необходимо поддерживать такое положение уровня грунтовых вод, которое предохраняло бы выемку от затопления и разрушения, а так же обеспечивало бы нормальные условия для производства земляных и монтажных работ.

Для поддержания траншеи в осушенном состоянии обычно применяется линейная, расположенная вдоль траншеи водопонизительная система, которая может быть в виде открытых каналов (открытый водоотлив) или вертикального дренажа (грунтовое водопонижение).

При открытом водоотливе вода поступает в траншею через откосы и дно, стекает по уклону дна или в устроенных канавках и собирается в водосборные колодцы (зумпфы), откуда откачивается насосами. Чтобы текущая вода не мешала укладывать трубы на естественный грунт, то требуется устраивать уступы (бермы), ниже которых располагаются канавы. Это требует уширения траншеи, так как глубина канавок должна быть больше глубины приямков и дна колодцев. Но поперечные размеры канавок должны быть увязаны с шириной рабочего органа экскаватора, что создает определенные неудобства в работе, существенно увеличивает объем работ при малых размерах выемки.

Поэтому на практике для осушения траншей чаще применяется понижение грунтовых вод с помощью системы вертикальных скважин, расположенных вдоль траншеи. При этом уровень грунтовых вод понижается ниже самой глубокой точки выемки. Так как одна скважина осушает сравнительно небольшой объем грунта, то для осушения траншеи вдоль ее создается линия водопонизительных скважин [1, 2].

Среди имеющихся средств водопонизительного оборудования для осушения траншей широко используются легкие иглофильные установки (ЛИУ). Они применяются для осушения грунтов с коэффициентом фильтрации 1…50 м/сут при понижении уровня грунтовых вод на 4…5 м от оси насоса до гребня кривой депрессии. Для понижения УГВ на большую глубину устанавливается несколько ярусов иглофильтров.

Иглофильтры погружаются в грунт способом подмыва. Расстояние между иглофильтрами принимаются кратным 0,75 м, длина всасывающего коллектора одной установки – 105 м (рис.2.1).

Для осушения грунтов с меньшими коэффициентами фильтрации грунтов принимаются другие установки аналогичной конструкции и действия [1, 2].

Рис. 2.1. Схема установки иглофильтров:

1 – всасывающий коллектор; 2 – иглофильтры; 3 – насосы; 4 – депрессионная кривая

Для поддержания траншеи в осушенном состоянии на участке длиной L определяется количество иглофильтровых установок из условий:

• исходя из длины участка траншеи, м

N = , шт.,

где 105 – длина всасывающего коллектора установки, м;

• исходя из притока воды к иглофильтровой установке Q_y, м³/час

N = ,

где 205= 140 + 65 – производительность двух насосов иглофильтровой установки ЛИУ 6 Б-(140+65), м³/час.

Исходя из полученного числа установок принимается большее целое число и по принятому числу установок N_у , уточняется или оставляется длина всасывающего коллектора, l_кол , обеспечивающая откачку воды в 205 м³/час, т.е.

l_кол= .

Приток воды к иглофильтровой установке, смонтированной вдоль траншеи, определяется на 100 м траншеи – Q

Q =КS,

где Q – приток воды к траншее с двух сторон, м³/час;

К – коэффициент фильтрации грунта, м/сут;

 – коэффициент, принимаемый от 1 до 3 (при малых сроках строительства величина  ближе к 3; при К  30 м/сут значения  ближе к 1);

S – необходимое понижение УГВ, м.

Коэффициент фильтрации грунта определяется, как правило, в процессе инженерно-геологических изысканий, но для ориентированных расчетов можно использовать значения К, м/сут, гравий – 100…200; песок гравелистый – 50..100; крупно-зернистый – 15…50; среднезернистый – 5…15; мелкозернистый – 2…5; супесь – 0,1…1,0; суглинок – 0,001…0,1 и менее; торф – 0,01…4,5.

Приток воды к одной установке ЛИУ составляет

Q_l= , м³/час.

Количество иглофильтров к одной установке ЛИУ N принимается исходя из дебита одного иглофильтра q , который определяется из графика (рис 2.2) в зависимости от коэффициента фильтрации грунта К

N = , шт.

Исходя из полученного количества иглофильтров, определяется расстояние между иглофильтрами l_и, принимаемое кратным 0,75м

l_и= .

Рис. 2.2. Кривая пропускной способности иглофильтра