Водопонизительные системы

Совокупность устройств и средств, предназначенных для приема, откачки и отвода подземных вод с целью понижения их уровня, составляет водопонизительную систему. Постоянные водопонизительные системы для защиты территорий и сооружений от подземных вод принято называть дренажными системами. Водоотлив, применяемый самостоятельно на отдельных объектах, например при разработке котлована или карьера в устойчивых грунтах, образует систему водоотлива, в которой котлован схематизируется как отдельный водозаборный колодец с радиальным направлением к нему фильтрационного потока. К схеме «колодца» приводятся также пластовые дренажи отдельных объектов, отдельные (не взаимодействующие) водопонизительные скважины, лучевые водозаборы.

Взаимодействующие водопонизительные скважины (открытые или вакуумные), иглофильтры, траншейные, трубчатые и галерейные дренажи применяются в основном в виде линейных и контурных систем. Реже используются систематические дренажи и групповые системы.

В линейной системе водопонизительные устройства расположены по линии, условно схематизируемой как прямая, что при достаточной длине позволяет рассматривать фильтрационный поток как плоский.

В контурной системе водопонизительные устройства располагаются по контуру вокруг сооружения, котлована и т.п. Замкнутый контур условно схематизируется как кольцевой (фильтрационный поток – радиальный), незамкнутый контур – как дуга круга и называется неполнокольцевым.

Систематической называется такая дренажная система, в которой водопонизительные устройства располагаются на осушаемой площади с определенным шагом.

В групповой системе водопонизительные устройства распределяются по площади в соответствии с местными условиями без привязки к определенной геометрической схеме.

Применяются также сложные системы, которые компонуются из основных водопонизительных систем с использованием одного или нескольких способов водопонижения. Например, в устойчивых грунтах, если представляется возможным организовать водоотлив непосредственно из котлована, можно ограничиться применением этого способа.

Рис.14. Водопонижение иглофильтрами Рис.15. Ярусное водопонижение

с дренажной пригрузкой откоса иглофильтрами

1 – иглофильтр; 2 – пониженный уровень 1 – иглофильтры верхнего яруса; 2 –

подземных вод; 3 – дренажная пригрузка иглофильтры нижнего яруса; 3 – конечное

положение пониженного уровня подземных вод

В случае, когда водоносный слой имеет значительную толщину ниже отметки, до которой требуется понизить уровень воды, и соответствующую фильтрационную способность, задачи водопонижения можно решать с помощью одних лишь иглофильтров или открытых водопонизительных скважин. В другом случае, применяя открытые водопонизительные скважины или установки типа ЛИУ, расположенные вне котлована, прорезающего водоупорные прослойки или заглубляемого до водоупора (или близко к нему), внутри котлована приходится прибегать к дополнительному водоотливу, к использованию дренажа (рис.14) и т.п. К сложным относятся системы ярусного водопонижения, применяемого с использованием, в частности, иглофильтровых установок (рис.15) при расположении иглофильтров на двух или нескольких горизонтах по высоте. Возможны и более сложные водопонизительные системы, включающие внешний кольцевой дренаж из водопонизительных скважин, оборудованных глубинными насосами, или из сквозных фильтров и подземных дренажных галерей и дополнительных водопонизительных устройств в самой выемке: иглофильтров, водопонизительных скважин, трубчатых дренажей и др. Выбор методов и систем водопонижения в каждом отдельном случае производится с учетом технико-экономических соображений, местных условий и возможностей строительных организаций.