Вопрос 16

Приток воды к вертикальным водозаборным сооружениям

Водозаборным называют сооружение, с помощью которого производят забор подземных вод для водоснабжения. Для целей водоснабжения обычно применяют вертикальные водозаборы: буровые скважины и колодцы. Дренажные сооружения — водозаборы, предназначенные для понижения уровня подземных вод на период строительства и эксплуатации инженерных сооружений (дренаж — сток). Различают естественный дренаж, когда водопонижение мест­ности происходит путем естественного стока подземных вод в долины рек, овраги и балки, и искуственный. К искусственным дренажным водозаборам относятся: буро­вые водопонизительные и каптажные скважины, иглофильтро-вые установки (вертикальные дренажи), штольни, канавы, тран­шеи, лучевые дренажи (горизонтальные дренажи). Водозаборные сооружения, вскрывающие водоносный гори­зонт на полную его мощность, являются совершенными, а вскры­вающие только часть горизонта, — несовершенными. Понятие о депрессионной воронке и радиусе влияния Наиболее распространенным типом вертикального водозабо­ра являются скважины. При бурении совершенной скважины вскрывается статический (природный) уровень подземных вод (Н). При откачке воды насосом уровень ее в скважине сни­жается до высоты h, происходит снижение уровня воды и за пре­делами скважины в виде воронкообразного понижения. Образу­ется депрессионная воронка, имеющая в плане форму, близкую к кругу. В разрезе формируется динамический уровень в виде депрессионной кривой Разность статического и динамического уровней назы­вается понижением (Л), оно свидетельствует о вели­чине водопонижения. Радиус депрессионной воронки на­зывают радиусом вли­яния водопонизительной скважины. Величина радиуса влияния и крутизна динамического уровня зависят от водопро­ницаемости пород. Хорошо водопроницаемые галечник и гравий характеризуются ши­рокими воронками с боль­шим радиусом влияния, в слабоводопроницаемых суг­линках формируются узкие крутые воронки с небольшой величиной радиуса влияния В результате откачки воды из одиночной скважины про­исходит водопонижение в массиве грунта в форме депрессионной воронки вокруг скважины. В целях понижения уровня воды на строительной площадке водопонизительные скважины располагают по контуру будущего котлована сооружения или по парал­лельным линиям вдоль конту­ра транспортного тоннеля Вокруг скважин при откачке воды образуются депрессионные воронки, которые, смыкаясь друг с другом, создают общее понижение уровня подземных вод Вертикальные водопонизительные скважины (вертикальный дренаж) применяются в грунтах при К_ф не ниже 3-5 м/сут при глубоком водопонижении (свыше 15 м). Используются в основ­ном при временном понижении в период строительства. Иглофилътровые установки состоят из системы иглофильт­ров (тонких металлических труб длиной 7-9 м с фильтрами на нижних концах). Иглофильтры устанавливают по периметру бу­дущего котлована или траншеи, присоединяют к всасывающему насосу (рис. 12.5). Легкие иглофильтровые установки (ЛИУ) понижают уровень подземных вод на 4-5 м в песчаных грунтах с коэффициентом фильтрации от 1 до 40 м/сут Вертикальные погло­щающие дренажные сква­жины устраивают для по­нижения уровня путем сброса воды из верхнего водоносного горизонта (или затопленной поверх­ности земли) в нижние водопроницаемые слои грунта через водонепро­ницаемый слой (рис. 12.6). Буровая скважина, пе­ресекающая осушаемый и водоприемный горизон­ты, оборудуется фильтрами или заполняется водопроницаемым гравийно-галечниковым грунтом. Поглощающие выработки сбрасывают воду как в безводные, так и в обводненные водопроницаемые породы и значительно снижают уровень воды в верхнем слое либо совершенно его осушают.