Системы глубоких скважин для осушения котлованов - Строительство и ремонт

Системы глубоких скважин – это методы водопонижения, используемые для удаления воды из проницаемых песчаных или скальных пород, находящихся под котлованом. Этот метод также может быть использован для устранения артезианского давления на рассматриваемом участке земли.
Метод систем глубокого водопонижения скважин более пригоден в районах, где проводятся глубокие земляные работы. Следовательно, для обезвоживания требуется более высокая скорость откачки. Этот метод в основном используется при подготовке грунта для строительства туннелей, плотин, электростанций, шахт и шлюзов.
Глубина котлованов и шахт может достигать 300 футов. Они могут быть осушены путем откачки из глубоких скважин с помощью турбины или погружного насоса.

Основное значение глубоких колодцев как средства водопонижения заключается в том, что их можно устанавливать по всему периметру котлована. Это позволит освободить территорию строительства от нагрузки оборудования, используемого для осушения.
Это показано на рисунке 1. Здесь котлован может быть предварительно осушен на всю глубину.

Система осушения глубоких скважин

Работа и устройство системы глубоких скважин

Устройство глубоких скважин для водопонижения аналогично устройству скважин для коммерческого водоснабжения. В таких системах используется сетка диаметром от 6 до 4 дюймов и длиной до 300 футов.
При установке такой системы вокруг экрана устанавливается фильтр. Такое расположение помогает предотвратить проникновение материалов фундамента в скважину. Установка фильтра также способствует повышению производительности.
Для осушения небольших глубоких котлованов системы глубоких колодцев могут использоваться в сочетании с глубокими колодцами. Применяется при строительстве тоннелей, кессонов, шахт и на участках с мелкозернистым песком или слоистыми почвами, которые являются водопроницаемыми. На участках, где есть слой породы ниже уровня грунтовых вод, этот метод работает лучше всего.
Увеличение гидравлического градиента к скважине из-за использования вакуума создает вакуум в окружающем пространстве. Это явление позволяет избежать просачивания воды в котлован.
Установка системы глубоких скважин с использованием вакуума показана на рисунке 2. Этот тип требует достаточной мощности вакуума для эффективного выполнения операции осушения.

Рис.2. Использование глубокого колодца с вакуумной системой для осушения шахты над слоистым грунтом.

Чтобы иметь достаточную смоченную площадь водозабора в водоносном слое, необходимо обеспечить достаточную глубину скважины. Это способствует получению урожая и интерактивной просадки. В большинстве случаев в гражданском строительстве используется глубина 60 м с типичным значением глубины 20 м.
На ограниченном расстоянии, скажем, 1-2 м, скважина может проникать в непроницаемый слой, лежащий ниже откачиваемого водоносного горизонта. Этот слой будет выполнять функцию отстойника для мелких частиц. Насос должен быть установлен в скважине на таком уровне, чтобы циркуляция воды помогала ему оставаться холодным.
Расстояние между скважинами определяется планировкой участка. Но чаще всего расстояние между ними составляет от 10 до 30 м. Углубление колодца создает просадку в некоторых местах. Иногда это могут быть участки, где колодцы не могут быть размещены.
Необходимо соблюдать особую осторожность и предосторожность, чтобы при увеличении просадки не произошло оседание соседних зданий.
Самотечное поступление воды в скважину без воздействия на откачиваемые неконсолидированные пласты может быть облегчено с помощью колодезных экранов.
В зависимости от типа выполняемых обязанностей, используемый материал может быть стальным или пластиковым. Использование другого металла приведет к появлению коррозионных элементов.

Эксплуатация системы глубоких скважин для осушения котлованов

Для работы системы обезвоживания глубоких скважин требуется электропитание от трехфазных генераторов. Для использования в долгосрочных операциях рекомендуется иметь генератор с автоматическим включением на случай отключения электроэнергии.
Это оборудование рассматривается как страховое требование. Там, где электричество недоступно, используются дизельные насосы с приводом от вала.
Рекомендуется иметь резервные насосы на случай поломки. Необходимо рассчитать время от аварии скважины до поступления воды. В течение короткого периода времени соседняя скважина должна иметь возможность взять на себя обязанности вышедшей из строя скважины. Этот короткий период необходим для принятия мер по исправлению ситуации.
Для поддержания просадки и предотвращения высыхания насоса электроды контроля уровня размещаются на максимальном и минимальном уровнях внутри скважины.
Правильная и тщательная ручная настройка клапана поверхностной подпитки поможет поддерживать откачку в постоянном темпе.
Насосы, используемые для этих целей, варьируются от простых насосов с воздушным подъемом, используемых в основном для краткосрочных работ по осушению. Для скважин большого диаметра хорошим выбором являются насосы с верхним приводом вертикального вала и погружные электронасосы.
Не используйте насосы для получения большей производительности, чем это необходимо. Трубопровод с большим валом должен быть установлен точно по вертикали с соответствующей вертикальной облицовкой и экраном, чтобы не было вибрации.
Электрический погружной скважинный насос является наиболее универсальным насосом для глубокой скважины. Необходима регулярная очистка насоса. Техническое обслуживание влияет на производительность.

Пригодность системы осушения глубоких скважин

Этот метод больше подходит для тех случаев, когда необходимо провести длительное осушение. Таким образом, он подходит для больших котлованов при различных грунтовых условиях.
Эти системы могут помочь обеспечить недостаточный дренаж вышележащего грунта, менее проницаемого, в проницаемый слой, который откачивается. Это также помогает снять давление под ограничивающим слоем глины.

Проектирование системы осушения глубоких скважин

На основе проведенного исследования грунта необходимо разработать подробную концептуальную модель. Очень важно заранее определить расстояние, просадку и временные результаты на основе проведенных насосных испытаний.
Некоторые из основных этапов проектирования систем водопонижения глубоких скважин следующие:

Первоначально определяется просадка, необходимая для скважины. Это поможет подобрать геометрию котлована.

Рассчитывается приток в котлован. Приток на больших площадях может быть оценен с помощью проточных сеток. Это также позволяет проверить возможность высокой скорости притока, которая может привести к образованию труб или кипению.

Рассчитывается производительность и смачиваемая длина пробной скважины.

Рассчитывается количество скважин и расстояние между ними. Зональное взаимодействие, если таковое имеется, определяется для скважин, расположенных на расстоянии менее 20 м друг от друга.

Фильтрующий пакет и щели экрана проектируются таким образом, чтобы исключить втягивание водоносного слоя в скважину.

Проверяется скорость входа в скважину.

Размер насоса проверяется таким образом, чтобы он подходил к экрану или облицовке.

Должно быть обеспечено достаточное рабочее пространство для боковых откосов и выемки грунта.

Расчеты повторяются, чтобы получить оптимальную конструкцию.

Читать далее:
Методы осушения котлованов на строительной площадке
Выбор системы осушения котлована для строительных работ
Отстойники и канавы для осушения котлованов – использование и преимущества
Типы опор котлована или земляных подпорных сооружений и их применение

Читайте далее: