Погружение иглофильтров гидравлическим способом

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

Особенности строительного водопонижения иглофильтрами

Водопонижение – это временное снижение обычного уровня подземных вод с целью проведения строительных или ремонтных работ. Если грунтовые воды прибывают медленно, то при проведении земляных работ используется метод открытого водоотлива. Если же приток существенный, то необходимо использовать именно методологию водопонижения.

Когда необходимо водопонижение?

Без водопонижения не обойтись в случае, когда уровень грунтовых вод не позволяет технике работать в нормально режиме, и подобное положение дел может стать причиной аварийной ситуации. Это может произойти:

• на строительном объекте во время проведения работ по капитальному строительству;
• при организации ремонта инженерных коммуникаций;
• во время замены инженерных сетей при аварии.

Если глубина водопонижения ограничена 5 метрами, то для этих целей используются иглофильтровые установки, если выше, то система монтируется в несколько ярусов. Ну а если глубина увеличивается до 20 метров, то в ход идут эжекторные установки. В случае, если глубина превышает предельные 20 м, то используются глубинные насосы. Мы используем именно строительное водопонижение иглофильтрами, а потому расскажем далее об этом методе более подробно.

Особенности использования иглофильтров

Современное водопонижение иглофильтрами подразумевает уменьшение количества грунтовых вод и снижение их уровня за счет создания сети скважин, в которых располагаются трубчатые приемники воды (они и именуются иглофильтрами). Конструкционно они соединены с коллекторами, насосами и трубопроводами.

Каждый иглофильтр имеет диаметр приблизительно 50 мм, а его длина ограничивается 8,5 м. На его окончании размещают фильтрационное звено. Для проведения подобных работ используются автономные дизельные установки с пониженным уровнем шума, модель : ВВА РТ 90 НА ( производство Голландия), производительность их работы – 90 кубических метров в час. Они рассчитаны на сотню иглофильтров, которые располагаются на расстоянии 1 метра друг от друга.

Для того, чтобы снизить уровень грунтовых вод с помощью иглофильтров, необходимо:

1. установить сеть иглофильтров в грунт (для этого используется гидравлический способ);
2. эта сеть подсоединяется к коллектору, который предназначен для всасывания воды;
3. коллектор подсоединяется с помощью шлангов к всасывающему насосу (или насосам).

Важное правило: все соединения должны быть абсолютно герметичные, только тогда работы могут быть выполнены качественно. Водопонижение грунтовых вод происходит под действием создаваемого вакуума, в результате воздействия которого формируется депрессионная воронка, и мешающая производству строительные и аварийных работ жидкость на время отступает.

Условия проведения водопонижения

Чем больше длится откачка воды, тем больше по площади становится депрессионная воронка. В случае, если интенсивность откачки остается постоянной, то со временем наступает стабилизация, при которой не происходит дальнейшего роста депрессионной воронки. Однако сразу после отключения насоса уровень воды практически мгновенно вернется к естественному уровню.

Если траншея относительная узкая (до 4,5 м), то иглофильтры монтируются с одной стороны, если шире, то с двух сторон. Если речь идет о котлованах, то иглофильтры располагаются по периметру.

Для искусственного понижения уровня грунтовых вод до 5 метров используют иглофильтровые установки, при необходимости понижения УГВ на глубину более 5 метров можно использовать те же установки, но смонтированные в несколько ярусов. В этом случае на начальном этапе монтируется и вводится в работу верхний ярус иглофильтров, под его защитой разрабатывают верхний уступ котлована и монтируется, на предварительно спланированной берме нижний ярус иглофильтров. После ввода в эксплуатацию нижнего яруса иглофильтров, верхний ярус можно отключить и демонтировать. Но на практике, иногда, при наличии водоупорных прослоек между двумя ярусами иглофильтров или при больших расстояниях (по горизонтали) между иглофильтрами, смонтированными на разных ярусах, одновременно работают иглофильтры на двух ярусах.

Если одного насоса будет недостаточно (то есть наблюдается небольшое понижение уровня грунтовых вод из-за большой величины их притока), то необходимо добавить еще один или несколько, исходя из того, какая длина коллектора может быть обслужена одним насосом. Главное, чтобы депрессионная воронка по чуть-чуть развивалась (не слишком стремительно), а грунты находились в осушенном состоянии, пока будут проводиться строительные, ремонтные или восстановительные работы.

Открытый водоотлив

Открытый водоотлив предусматривает откачку грунтовых вод непосредственно из траншей и котлованов. Внутри котлована устраивают канавы с уклоном, по которым грунтовые воды, просачивающиеся в котлован через откосы и дно котлована, попадают в зумпфы и из них откачиваются насосным оборудованием и отводятся за пределы разрабатываемого котлована. Вместимость зумпфа принимается больше, чем приток воды, попадающей в него за 5 минут. Количество зумпфов зависит от расчетного притока воды к котловану и производительности насосного оборудования. Открытый водоотлив довольно простой и действенный способ осушения котлованов и траншей, однако при открытом водоотливе возможно размягчение и размыв грунтов в основании котлованов и траншей, так же стенки котлованов требуют дополнительного крепления, т.к. вода их сильно ослабляет. Чтобы снизить уровень грунтовых вод и избежать просачивание воды в котлован через откосы и дно котлована применяют различные способы исскуственного понижения уровня грунтовых вод при помощи трубчатых колодцев, различных систем дренажа, скважин, иглофильтров.

Эжекторные иглофильтровые установки

Эжекторные иглофильтровые установки понижают уровень грунтовых вод, отбирая воду из скважин с установленными в них иглофильтрами, которые оборудованы эжекторными водоподъемниками, работающими по принципу устройства, в котором энергия движения одной среды, перемещающейся с высокой скоростью, передается другой среде. Получается принцип работы водоструйного насоса, в котором струя воды, движущаяся с большой скоростью, подхватывает с собой некоторое количество воды с нижнего уровня и поднимает его на более высокий уровень. При устройстве строительного водопонижения при помощи эжекторных иглофильтров их монтаж осуществляется аналогично обычным иглофильтрам при помощи гидрозамыва или при помощи предварительно пробуренных скважин, в которые монтируются эжекторные иглофильтры.

Глубинное водопонижение

Глубинное водопонижение применяется когда надо произвести водопонижение грунтов при глубине залегания более 20 метров. Этот способ основан на понижении уровня подземных вод при помощи глубинных центробежных насосов, которые монтируются в предварительно пробуренные скважины. В пробуренные скважины помещают специальные фильтры трубчатого типа на уровень водоносного горизонта, при этом корпус фильтра находится в постоянном контакте с окружающим его грунтом. Во время работы глубинного насоса происходит откачка воды из скважины и образуется депрессионная воронка, внутри полости которой грунты в по большей части осушаются. В заключении приходим к выводу что водопонижение уровня грунтовых вод в строительстве можно выполнять различными методами, в зависимости от поставленной задачи, геологических и внешних условий.

1 – депрессионная кривая; 2 – УГВ; 3 – контур котлована; 4 – иглофильтры

Источник

Погружение иглофильтров: технология и рекомендации.

Важнейшим элементом системы понижения уровня грунтовых вод является иглофильтр. При монтаже системы водопонижения большое значение нужно уделить правильности сборки и установке иглофильтров. При сборке следует обратить внимание на отсутствие повреждений фильтрового звена. Фильтровые звенья с нарушенными проволочными спиралями (Водоприемной частью), непрочным закреплением их в муфте или наконечнике, дефектами шарового клапана отбраковываются. В собранном виде иглофильтр должен быть прямолинейным.
Принцип гидропогружения иглофильтров заключается в том, что струей воды, подаваемой через иглофильтр, вокруг иглофильтра вымывается полость (каверна), в которую под собственным весом спускается иглофильтр. Грунт из каверны вымывается на поверхность. В процессе гидропогружения иглофильтр должен поддерживаться на весу в вертикальном положении. Признаком нормального протекания процесса гидропогружения является постоянный излив на поверхность земли пульпы (смесь воды и грунта).
Причиной прекращения выхода воды может быть наличие сильно проницаемого прослоя грунта (например, гравия), поглощающего воду.

Конструкция иглофильтров. www.vosstanovlenie.org

Другая причина может заключаться в засорении отверстий в иглофильтре, через которые вода поступает в грунт или в закрытии этого отверстия шаровым клапаном. Оба эти явления могут возникнуть при колебании иглофильтра вверх-вниз с ударами о забой. Необходимо приподнять иглофильтр и дождаться возобновления выхода воды, но поверхность. Если циркуляция не восстанавливается, то иглофильтр извлекается, наконечник с шаровым клапаном очищается и при отсутствии его повреждения гидропогружение повторяется снова.
При невозможности погружения иглофильтров по такой технологии, приходится прибегать к другим способам погружения иглофильтров описанным здесь>>
Перед началом гидропогружения необходимо проверить водоподающую магистраль на отсутствие течей при требуемом давлении.
Гидропогружение иглофильтров длиной до 5.5м может производиться вручную. Иглофильтр поднимается в вертикальном положении с помощью расчалок, низ иглофильтра упирается в специально подложенную доску.
Гидропогружение иглофильтров длиной 7м и более производится с помощью крана, буровой установки или инвентарной треноги.

Иглофильтр должен быть установлен на проектную отметку.При неоднородном геологическом строении возникает необходимость контроля геологического разреза, который ведется визуально по составу вымываемой пульпы, а также по скорости погружения иглофильтра. Водоприемное звено иглофильтра не должно попасть в малопроницаемые слои. Поэтому может потребоваться корректировка длины иглофильтров (определяется авторским надзором). В особо неоднородных разрезах или при недостаточной геологической изученности целесообразно перед началом гидропогружения провести шнековое бурение в 5-6 точках по трассе установки для уточнения геологического разреза и длины иглофильтров.
По окончании гидропогружения осуществляется обсыпка иглофильтра в каверне размыва. Каверна в течение 2-3 минут промывается, затем подачу воды сокращают до минимума, при котором еще происходит излив, и в каверну одновременно подают обсыпку (крупнозернистый песок или мелкий гравий).

Источник