Технология водопонижения иглофильтрами
Сущность технологии метода водопонижения с помощью иглофильтровых установок заключается в создании депрессионной (пониженной) поверхности уровня грунтовых вод по периметру строительного объекта с помощью устройства контура тонких глубинных фильтрующих элементов — иглофильтров (игл).
Игольчатые фильтрующие элементы погружаются в грунт на необходимую глубину (ниже естественного уровня грунтовых вод — УГВ) и с определённой частотой (расстоянием между точками установки), объединяются в линейные коллекторные группы, которые соединяются с вакуумным насосным агрегатом, обеспечивающим всасывание и последующий выброс дренируемых вод в удалённое место или водосток.
Схемы установки иглофильтров в один и два ряда.
1 — иглофильтровая колонна, 2 — фильтрующий элемент, 3 — приёмный коллектор, 4 — естественный, статический уровень грунтовых вод (до понижения), 5 — депрессионная линия или динамический уровень грунтовых вод (после или во время понижения).
Технологическая схема расстановки иглофильтров при водопонизительных работах. 3d-схема образования депрессионной поверхности УГВ вокруг места применения игольчатых фильтров.
1 — насосный агрегат, 2 — всасывающий коллектор, 3 — соединительные рукава, 4 — элементы соединения (БРС, хомуты, патрубки), 6 — сборный иглофильтр (колонна), 7 — пониженный УГВ, депрессионная кривая, 8 — сетчатый фильтрующий элемент (ФСК) иглы.
Применению метода водопонижения иглофильтрами предшествует этап гидрогеологических изысканий, подготовки проекта и составление плана производства работ (ППР) на объекте. На основании проекта водопонизительных работ рассчитывается необходимый тип и количество насосных установок, станций водопонижения, а также размер контура коллекторов и количество требуемых иглофильтров.
Игольчатый фильтр получил своё наименование из-за характерного соотношения геометрических размеров конструкции: при диаметре всего 40-60 мм его длина составляет до 9000 мм. Сетчатые фильтрующие элементы ФСК иглофильтров обеспечивают сбор воды для её последующей подачи в вакуумную магистраль. В зависимости от типа грунта подбираются параметры фильтрующих элементов: размер ячейки сетки и проходной диаметр отверстий внутренней трубки. Количество устанавливаемых иглофильтров и расстояние между ними по контуру объекта определяется мощностью водяных пластов (водонасыщенностью) и водопроницаемостью грунта.
Для реализации технологии водопонижения иглофильтрами необходимы насосные агрегаты, способные создавать разряжение на входном коллекторе (вакуум). К таким механизмам на сегодняшний день относятся лёгкие иглофильтровые установки (ЛИУ) и установки вакуумного водопонижения (УВВ).
Установка иглофильтров по периметру объекта осуществляется одним из двух способов: гидравлическим замыванием реверсной струёй воды, либо предварительным бурением скважин с последующим погружением и обсыпкой крупнозернистым песком или мелким гравием. Глубина погружения или размещения нижнего звена — фильтрового элемента задаётся проектом; но в общем случае можно принять, что он должен быть расположен ниже расчётного уровня уже пониженных грунтовых вод.
Следует иметь ввиду, что так как технически ни один из вакуумирующих агрегатов не способен на сегодняшний день создавать разряжение выше 100 кПа (1,0 кгс/см.кв.), то возникает ограничение на максимально допустимую длину иглофильтра, иглофильтровой колонны или глубину его погружения в грунт от линии приёмных коллекторов — до 9,5-10 метров. Поэтому, если требуется производство работ по водопонижению, обеспечивающих большие глубины депрессионной поверхности, то используется либо технология многоярусной установки иглофильтров, либо иные технологические методы. К числу альтернативных технологий глубинного водопонижения относится обустройство буровых скважин или артезианских колодцев с погружными насосами, а также использование эжекторных иглофильтровых установок.
Источник
Эжекторное водопонижение
Установки с эжекторными иглофильтрами применяют для понижения уровня подземных вод до 15—20 м. при коэффициенте фильтрации 0,1 — 10 м/сут. При строительном водопонижении эжекторными иглофильтрами достигается хорошее осушение грунтов с низкой водоотдачей с близко расположенным водоупором. Недостатком является сложность монтажа и низкий КПД.
Принцип работы системы эжекторного водопонижения заключается в передачи энергии одним потоком другому. Рабочая вода, поступающая в иглофильтр, создает разряжение в окружающем пространстве. Благодаря разряжению обеспечивается отсос воды из грунта. Грунтовая вода вместе с рабочей поднимается на поверхность по трубе в циркуляционный резервуар.
Конструкция иглофильтра представляет собой трубу с фильтром на всасывающем конце. Фильтр предотвращает попадание в трубу твердых частиц (грунта, песка, осколков пород и т. д.).
Для устройства эжекторного водопонижения выполняется погружение иглофильтров. В зависимости от типа грунтов и расположения объекта, иглофильтры устанавливают в предварительно пробуренные скважины или опускают гидравлическим способом.
Для устройства иглофильтров в мелкозернистых песках, в грунтах с включениями крупнообломочного материала, а так же непосредственной близости жилых зданий и промышленных сооружений выполняют бурение скважин и очищают их от бурового шлама.
Гидравлический способ погружения применяется в песках среднезернистых, крупнозернистых и гравелистых. Для погружения иглофильтра, под давлением 0,2 — 0,6 МПа нагнетают воду. Вода размывает грунт и поднимается вместе с частицами породы по затрубному пространству на поверхность. В результате иглофильтр погружается под действием собственного веса.
Перед установкой эжекторного иглофильтра скважину промывают до полного осветления воды.
Далее устраивается песчано-гравийная обсыпка. В случае переслаивающихся пород или при коэффициенте фильтрации менее 5 м/сут, песчано-гравийная обсыпка выполняется до статического уровня грунтовых с одновременным извлечением обсадных труб. Выше отметки уровня грунтовых вод затрубное пространство заполняют грунтом.
Для подачи воды к эжекторным иглофильтрам используют центробежные насосы. Параметры насоса определяются исходя из диаметра насадки, прогнозируемого притока грунтовых вод и полной высоты подъема откачиваемой воды.
Для усиления эффекта работы иглофильтров при эжекторном водопонижении грунтовых вод применяются установки вакуумного водопонижения (УВВ).
Наши сотрудники имеют большой опыт по выполнению работ любой сложности, а оборудование позволяет понижать уровень грунтовых вод на глубине залегания до 20 метров. Если Вы хотите заказать работы по выполнению водопонижения, взять установки в аренду или задать вопрос, можете оставить заявку или позвонить по телефону +7 (985) 786-40-68.
О нас
Наша компания занимается изготовлением металлоконструкций, выполнением работ по бестраншейной проходке, продажей и сдачей в аренду оборудования для подземных работ и бестраншейной прокладки трубопроводов, установок для строительного водопонижения и выполнением работ по строительному водопонижению
Услуги
Регионы деятельности
Москва, Московская область, Ленинградская область, Серпухов, Тульская область, Калужская область, Рязанская область, Новгородская область
Источник
Водопонижение иглофильтрами: технология и устройство.
При проведении работ по понижению уровня грунтовых вод на 15-20 метров от поверхности в песчаных, песчано-глинистых и илистых грунтах применяют передвижные иглофильтровые установки.
При применении иглофильтровых установок достигается более высокая степень осушения, чем при использовании других технических средств. Это обеспечивается за счет непрерывного поддержания вакуума в широко разветвленной сети погруженных в осушаемый грунт и подключенных к всасывающему коллектору установки иглофильтров.
Содержание статьи
Устройство иглофильтра
Установка иглофильтров в осушаемый грунт осуществляется посредством размыва. При погружении к иглофильтру подсоединяют надфильтровую трубу, подключаемую к коллектору, который укладывают на осушаемом участке. Коллектор подсоединяют к всасывающей стороне насоса иглофильтровой установки.
Устройство иглофильтра одной из таких установок включает в себя следующее.
Корпус иглофильтра 1 представляет собой трубу. На этой трубе, на равном расстоянии друг от друга, приварены три стальных прутика 2, необходимые для отделения фильтрационной ткани от глухих участков трубы. Трубу иглофильтра покрывают капроновой тканью 3, которую закрепляют проволочной спиралью 4. Капроновую ткань в виде ленты навивают таким образом, чтобы вновь наматываемый виток перекрывал предыдущий на 15-20 миллиметров.
С обоих концов трубы ставят металлические колпачки 5 и резиновые прокладки 6. На верхний конец трубы навинчивают муфту 7, необходимую для наращивания труб, подсоединяемых к коллектору установки. К нижнему концу трубы посредством резьбы крепят коронку, состоящую из режущего наконечника иглофильтра 8, обрезиненного деревянного шарика 9 и штифта 10.
При погружении иглофильтрав грунт под напором нагнетаемой в него струи воды шарик 9 прижимается к штифту 10, не препятствуя движению воды к режущему наконечнику иглофильтра.
После погружения иглофильтра в грунт установка переключается на откачивание воды. Под действием вакуума, создаваемого при этом, шарик 9 присасывается к своему гнезду, исключая возможность поступления грунтовой воды в иглофильтр через его наконечник.
Режущий наконечник облегчает пересечение прослоек глин и глинистых песков.
Отсасываемая вода через капроновую фильтрационную сетку и отверстия в трубе иглофильтра поступает в коллектор установки.
Существуют и более простые конструкции. На трубу 1 с предварительно просверленными отверстиями и приваренными шестью продольными стальными прутиками 2 на токарном станке навивают нержавеющую проволоку 3 с зазором между витками 0,1 мм.
Такие иглофильтры в два раза дешевле предыдущих. Существуют и другие конструкции, но они принципиально не отличаются от описанных выше.
Технология работы иглофильтрами
Эффективность работы иглофильтрами зависит не только от их конструкции, но и от принятого расстояния между иглофильтрами и величины их заглубления.
В зависимости от размера и конфигурации участка иглофильтры размещают в один или два ряда. Иглофильтры, установленные в два ряда, могут быть соединены между собой одним или несколькими рядами иглофильтров, перпендикулярно к ним расположенными.
На земляных работах, связанным с укладкой различного рода трубопроводов, при ширине траншеи до 3-4 м иглофильтры размещают в один ряд. При этом иглофильтры устанавливают с одной стороны траншеи, ближе к её борту.
Двухрядное расположение применяется для траншей, котлованов под фундаменты при ширине участка не более 30-40 метров и грунтах с хорошей водоотдачей. Глубину понижения определяют высотой всасывания применяемых насосных установок.
Установка иглофильтра осуществляется погружением его в скважину, размываемую струей воды, выходящей из наконечника иглофильтра. Иглофильтр собирают и соединяют при помощи рукава к напорной стороне насоса. Затем к верхнему концу иглофильтра привязывают веревку, которой поднимают и устанавливают его в вертикальное положение.
Во время погружения иглофильтр поворачивают на небольшой угол при помощи хомута с двумя длинными ручками.
Для облегчения выноса размытого грунта из скважины по мере опускания иглофильтра через каждые 1,5 — 2 метра погружение приостанавливают на 20-30 секунд, не меняя напор подаваемой воды.
После погружения на соответствующую глубину продолжают промывку скважины в течении 1-2 минут, при этом напор воды не изменяют. Затем, сведя к минимуму подачу воды, иглофильтр равномерно и непрерывно обсыпают заранее приготовленным материалом.
Водопонизительная иглофильтровая установка.
Водопонизительная иглофильтровая установка (ПВУ) представляет собой дренажный центробежный насос, всасывающий трубопровод которого состоит из коллектора с присоединенными к нему иглофильтрами.
Поскольку в водонасыщенный грунт помещают большое число иглофильтров, насосная установка для эффективной откачки воды должна обеспечить поддержание достаточно высокого и устойчивого вакуума в разветвленной всасывающей линии.
Вместе с водой из грунта неизбежно засасывается ещё и воздух, для откачки которого предусмотрен входящий в установку вакуум-насос. Работоспособность установки в значительной мере зависит от эффективности удаления воздуха.
В общем случае схема работы водопонизительной установки выглядит следующим образом:
Засасываемая иглофильтрами 1 вода вместе с воздухом попадает в коллектор 2, присоединенный к камере всасывания 3. ИЗ этой камеры вода поступает в насос 4, затем в камеру распределения 5, а оттуда в напорный трубопровод для слива или забуривания вновь устанавливаемых иглофильтров.
Поступающий вместе с водой в камеру всасывания воздух откачивается вакуум-насосом 6 через воздушную камеру 7.
Вакуум-насос водокольцевого типа откачивает в бак 8 воздух вместе с водой, циркулирующей для охлаждения. Из бака воздух уходит в атмосферу, а вода проходит через змеевик, помещенный в камере всасывания, охлаждается и вновь засасывается вакуум-насосом.
На распределительной камере установлен манометр, на воздушной камере – мановакууметр. Воду заливают в вакуум-насос через воронку 9.
Установка ПВУ собрана на раме, поставленной на колесный ход. Несмотря на некоторую сложность, эта установка компактна, транспортабельна и проста в эксплуатации.
Эжекторные иглофильтры
Эжекторный иглофильтр применяется в случае невозможности организации водопонижения с помощью водопонижающей установки.
Установка с эжекторными иглофильтрами состоит из центробежного насоса 1, который подает воду в напорный трубопровод 2, к которому посредством резиновых шлангов 3 подключены эжекторные иглофильтры 4. Откачиваемая в это случае вода по лотку 5 поступает в циркуляционный бак 6.
Часть этой воды используется в качестве рабочей жидкости для эжекторного водоподъема, остальную часть, равную расходу воды, откачиваемой из грунта, отводят за пределы осушаемого участка. Если профиль участка исключает возможность самотечного стока, то для отводы воды устанавливается низконапорный центробежный насос 7.
Конструкция
Эжекторный иглофильтр состоит из наружной колонны труб 8 с иглофильтром 9 и устанавливаемого внутри колонны эжектора 10 с водоподъемными трубами 11.
Звенья колонны труб соединены муфтами, в которых имеются отверстия для подключения угольника водонапорного шланга. Эти отверстия в период погружения иглофильтра перекрываются цилиндрическим клапаном, размещенным в верхней части каждой муфты.
Внутри иглофильтра вварено седло 12, на которое опирается упорное кольцо эжектора. Для направления струи воды, размывающей грунт, к седлу приварен патрубок 13. В верхнем звене наружной колонны предусмотрен штуцер 14 для подсоединения колонны к напорной магистрали.
Для предотвращения утечки напорной воды и обеспечения надлежащей центровки эжектора и водоподъемных труб предусмотрено сальниковое устройство 15. Работа эжекторного иглофильтра протекает таким же образом, как и водоструйного насоса. Его наличие предотвращает вынос печка.
При установке эжектора с водоподъемными трубами в колонну наружных труб следует проследить за достаточной плотностью прилегания упорного кольца эжектора к седлу иглофильтра и затяжки сальникового уплотнения на выходе водоподъемных труб.
Очень важно, чтобы не засорялось сопло насадка. Прочистку сопла производят путем опускания в водоподъемные трубы металлического прута.
Основным достоинством этого типа оборудования является высокая степень осушения. Применение эжекторов позволяет достичь хорошего осушения грунтов с низкой водоотдачей с водоупором, что с большим трудом достигается при других способах осушения.
К недостаткам следует отнести: сложность и громозкость, трудность монтажа, и самое главное, крайне низкий к.п.д.
Видео про водопонижение
Применение иглофильтровых установок на строительстве гидротехнических сооружений при устройстве фундаментов глубокого заложения, траншей для укладки различных подземных трубопроводов, открытых водосборников на угольных карьерах, обводных песков в почве горных выработок ускоряет производство осушительных работ.
Источник
