Odvodňování při výstavbě podchodů se používá při výstavbě stanic, tunelů a podzemních chodeb budovaných otevřeným způsobem, při ražbě staničních a destilačních tunelů uzavřenými metodami, při výstavbě důlních šachet, jakož i při provádění různých prací související s výstavbou tunelů metra (překládání komunikací, spojovací nebo zpevňovací základy atd.).
Pro redukci vody se používají: lehké studny, ejektorové studny, vakuové a hlubinné redukční jednotky, jakož i hlubinná čerpadla instalovaná ve studních na redukci vody,
Podstata metody redukce vody je založena na skutečnosti, že při čerpání podzemní vody vstupující do studny, jímky nebo podzemního díla nabývá povrch vody v zemi nálevkovitý tvar se sklonem k místu čerpání (obr. 86). Trychtýřovitá (snížená) hladina podzemní vody se nazývá prohlubeň a prostor mezi touto hladinou a nesníženou hladinou toku podzemní vody se nazývá prohlubeň.
Jak je voda odčerpávána, prohlubeň se zvětšuje v ploše a hloubce. Zůstane-li intenzita čerpání konstantní, dojde po čase ke stabilizaci-ustálenému stavu, ve kterém nedochází k dalšímu vývoji depresního trychtýře. S ukončením čerpání se hladina podzemní vody obnoví. Účelem redukce vody je vytvoření a udržení depresního trychtýře ve zvodnělých půdách, tj. jejich udržení v odvodněném stavu po celou dobu výstavby objektu. V některých případech se redukce vody používá k uvolnění nadměrného tlaku v podložních vodonosných vrstvách, oddělených od dna jámy vrstvou vodotěsné zeminy.
Rýže. 86. Schéma snižování vody: a – s jednou studnou; b – dvě studny u zvodnělé vrstvy pod jámou; c – totéž na úrovni dna jámy; 1 – obrys jámy pro stavbu ve výstavbě; 2 – studna redukující vodu; 3 – suchá půda umístěná nad hladinou podzemní vody (GWL); 4—depresní nálevka (půda odvodněná odvodněním); 5—prohlubeň; 6—zavodněná půda; 7 – ponorné čerpadlo; 8 – vodotěsná vrstva; h – maximální výška vrstvy zbytkové vody odstraněné otevřeným drenážním systémem
V řadě případů (např. když vodonosné půdy leží blízko dna jámy) však není možné vodonosné zeminy zcela odvodnit a nad vodonosnou vrstvou zůstává vrstva vody o tloušťce 0,5–1 m. odstraňte ji, nejčastěji se používá otevřená drenáž pomocí přenosných čerpacích jednotek, čerpání vody z provizorních studní (žump).
Při volbě způsobu odvodnění je třeba vzít v úvahu charakteristiku půdy a podmínky jejího výskytu, mocnost zvodnělé vrstvy, součinitel filtrace, velikost odvodňované zóny v půdě, způsoby těžby nebo stavebních prací, dobu trvání odvodňování, součinitele filtrace, velikost drenážované zóny v půdě, způsob těžby nebo stavby, dobu trvání odvodňování, způsob odvodňování, způsob odvodňování, způsob odvodňování, způsob odvodňování, těžbu, těžbu a těžbu vody. a zohledňují se vlastnosti dostupných technických prostředků odvodňování.
Studny redukující vodu jsou vrtány mimo obrys budovaných staveb. Jejich půdorysné uspořádání závisí na velikosti stavby a také na hydrogeologických vlastnostech půdy a může být: lineární (v jedné nebo několika řadách v přímce, například při hloubení destilačních tunelů), obrysové (podél obrys, který obepíná konstrukci, například základová jáma, pro stavbu stanice metra otevřeným způsobem práce), kruhový (například při hloubení důlních šachet), kombinovaný (například když se širokým jámy, jedna nebo více řad stejných studní se nachází uvnitř obrysu odvodňovacích studní).
Redukce vody pomocí světelných studní.Tato metoda je založena na vytváření a udržování vakua pomocí samonasávacích čerpadel v široce rozvětvené síti studní zapuštěných do země a spojených pryžovými hadicemi s kolektorem (obr. 87). Podzemní voda je nasávána přes filtry do sacího kolektoru a odčerpávána mimo odvodněnou plochu.
Lehký wellpoint filtr je sloupec trubek o průměru 46-50 mm a délce až 8,5 m, hermeticky spojených. Ve spodní části kolony je filtrační jednotka složená ze dvou trubek: vnější, která má rovnoměrně rozmístěné otvory po celém povrchu, a vnitřní s otevřeným spodním koncem. Vnější potrubí je obaleno spirálou, přes kterou je natažena filtrační síťka. Článek je zakončen hrotem s kulovým ventilem. Každý vrt je zapuštěn do země hydraulickým mytím tlakem vodního paprsku.
Jedna vrstva světelných studní může snížit hladinu podzemní vody na 4,5 m. Pro snížení podzemní vody do větší hloubky se používají studny, které jsou uspořádány do úrovní. Instalace Light wellpoint typu LIU se používají při výstavbě jam a příkopů v zeminách s koeficientem filtrace do 1 m/den.
Redukce vody pomocí ejektorových vrtů.Takové wellpoint filtry mají speciální zařízení pro zvedání vody – ejektor (vodní tryskové čerpadlo). Jedna vrstva takových ejektorových wellpoint filtrů může snížit hladinu podzemní vody na 18-20 m v půdách s filtračním koeficientem 0,5-1 m/den.
Konstrukce ejektorových wellpoint filtrů je založena na principu činnosti vodního tryskového čerpadla, ve kterém proud vody pohybující se vysokou rychlostí s sebou bere určité dodatečné množství vody z nižší úrovně a zvedá ji na vyšší úroveň. Provozní diagram ejektorového wellpointu je založen na následujícím (obr. 88). Ejektorový vodní zvedák (ejektor) na potrubí 1 je spuštěn do sloupu studny 2. Pracovní voda je přiváděna do ejektoru prstencovým prostorem mezi vnější a vnitřní trubkou vodního zvedáku. Proud pracovní vody proudící z trysky 6 vysokou rychlostí působením čerpadla 4 nasává do difuzoru 5 vodu vstupující do filtrační jednotky 7 z okolních hornin. Podzemní voda odčerpávaná vrtnými vývody smíchaná s pracovní vodou potrubím 2 vstupuje do cirkulační nádrže 3, z níž část přebytečné vody jde do kanalizačního a kanalizačního systému a druhá část opět vstupuje do odstředivých čerpadel pro napájení vrtů.
K ponoření ejektorových wellpoint filtrů dochází při proplachování vody kulovým ventilem 8. Ve velkých hloubkách a také za nepříznivých geologických podmínek se vrtají speciální vrty, do kterých se vkládají wellpoint filtry.
Ve stavebnictví se používají ejektorové instalace typu EY. Instalační sada obsahuje 16 až 36 vrtů, vysokotlaká a nízkotlaká čerpadla s elektromotory, rozvodné potrubí a cirkulační nádrž. Instalace ejektorových studní se používají pro snížení vody při těžbě půdy jám a příkopů až do hloubky 10-12 m.
Rýže. 87. Schéma činnosti jednotky light wellpoint: 1 – čerpací jednotka; 2 — bod studny; 3 – sběrač; 4 – filtrační část wellpoint filtr UGV – hladina podzemní vody
Rýže. 88. Schéma činnosti ejektorového wellpoint filtru
Vakuová metoda redukce vody.Metoda je založena na vytvoření stabilního podtlaku na vnějších površích zařízení pro příjem vody (filtrační úseky potrubí). Vysávání vodou nasycených zemin se používá ke zvýšení efektu redukce vody v obtížných hydrogeologických podmínkách – v půdách s filtračními koeficienty 0,05-2 m/den, s nízkou propustností vody, nízkou vydatností a heterogenním složením půdy, zejména u zvodnělých vrstev. a vodonosné vrstvy jsou mezivrstvy.
Vakuování je dosaženo použitím vakuových odvodňovacích zařízení s konvenčním vrtným bodem pro snížení hladiny podzemní vody do hloubky 6-7 m, ejektorových vakuových odvodňovacích zařízení s vakuovými koncentrickými studnami, které umožňují odvodnění do hloubky 20-22 m v mezivrstvách zvodnělých a vodních vrstev -odolné zeminy a instalace dnových odvodňovacích jednotek UZVM, určených pro odvodňování jemných a bahnitých písků v zóně vrtů při otevřeném i uzavřeném pracovním postupu.
V instalacích vzduchového rázu se pro vytvoření stabilního vakua v dutině sacího potrubí používá ejektor voda-vzduch, který aktivuje hlavně vodu, která se uvolňuje ze směsi voda-vzduch přicházející z vrtů. Voda je odčerpávána ejektorem voda-voda. Oba ejektory jsou napájeny pracovní vodou přiváděnou do nich z odstředivého čerpadla. Pro zajištění stabilního provozu může každý z vyhazovačů převzít funkce druhého.
Ejektorové vakuové instalace redukující vodu s vakuovými koncentrickými jímkami se liší od konvenčních instalací s ejektorovými jímkami v designu studní.
Spádové odvodňovací zařízení pracující na principu vakuového odvodnění (obr. 89) při ražbě tunelu štítovou metodou umožňuje překonat oblasti s obtížnými hydrogeologickými podmínkami.
Hluboká vodní deprese.Tato metoda je založena na čerpání vody z vodonosných vrstev pomocí hlubinných odstředivých čerpadel instalovaných ve vrtech snižujících množství vody vrtaných kolem budoucího podzemního dolu. Trubkové filtry jsou spuštěny do vrtů na úroveň zvodnělé vrstvy a poté je plášť vrtáku odstraněn ze země, čímž se vytvoří přímý kontakt mezi filtrem a okolní zeminou. V důsledku čerpání vody ze studny hlubokým čerpadlem vzniká prohlubeň, uvnitř které jsou zeminy z velké části odvodňovány. Hluboké odvodnění se používá při čerpání vody z hloubek větších než 20 m.
Rýže. 89. Umístění hlubinného vakuového odvodňovacího zařízení při výstavbě tunelu metra: 1 – body vrtů; 2 – dřevěné zapínání obličejového prsu; 3 — páka pro pokládání trubek; 4 — vrstva potrubí; 5 — ostění potrubí tunelu; 6 — manometr; 7 – vakuometr; 8 – vodní tryskové čerpadlo; 9 — manometr; 10 – cirkulační nádrž; 11 — deflektor; 12 — stahovací rukáv; 13 – odstředivé čerpadlo; 14 – elektromotor; 15 — pružné spojovací pouzdro; 16 — roztažitelný článek kolektoru; 17 — nákladní koleje; 18 — zvedák pro pohyb stroje na kladení trubek; 19 – sběrač; 20 — stroj na nakládání hornin; 21 — mobilní traťový odkaz
Provádění prací na snížení podzemní vody zajišťuje normální fungování budov a staveb a také přispívá k produktivní ekonomické činnosti.
Pokud jsou v hranicích lokality silné vodonosné vrstvy, je nutné před zahájením výstavby snížit hladinu vody. Tím se zabrání proražení plováků, zaručí se stabilita dna výkopu a bezpečnost ekonomických a stavebních prací.
V tomto článku si povíme o tom, co je odvodňování podzemní vody a jak její hladinu sami snížit.
Co je to?
Snížení vody je soubor opatření zaměřených na snížení škodlivých účinků podzemních vod na zakládání staveb a staveb.
Tyto druhy práce jsou nezbytné, aby:
- zabránit vnikání podzemních vod do jam, jam a příkopů;
- zabránit zvýšenému tlaku na dno stavebních jam a zabránit průniku podzemní vody;
- zabránit rozvoji nebezpečných procesů v půdních vrstvách;
- vytvořit účinný drenážní systém;
- zaručit technickou bezpečnost při jakýchkoliv stavebních pracích na staveništi.
V jakých případech je třeba snížit hladinu v místě?
Odvodňovací práce nutné za následujících podmínek:
- spodní linie stávajícího nebo navrhovaného základu bude umístěna pod spodní vodou nebo ve výšce nepřesahující 0,5 m;
- podlaha suterénu bude umístěna v hloubce více než 1,5 metru v půdě s hlinitou nebo hlinitou strukturou;
- oblast patří do zóny kapilárního vlhčení a při nízkých teplotách dosti hluboko zamrzá;
- těsné umístění podzemní vody, jejíž tlak vyvíjí kritický tlak na základ;
- nadměrná bažinatá lokalita;
- převlhčení místa, což vede k výskytu nečistot, erozi horní úrodné vrstvy půdy, což činí všechna zemědělská opatření neúčinnými a výrazně snižuje šance na získání dobré sklizně.
Jak to snížit sami – metody
Jak se zbavit přebytečné vlhkosti v oblasti? Můžete to udělat sami, aniž byste museli volat profesionální tým se speciálním vybavením.
Lze rozlišit následující hlavní metody práce:
Přirozená drenáž
Přirozené snižování hladiny podzemní vody se provádí pomocí následujících metod:
Venkovní
Tato metoda je systém příkopů umístěných podél základů domu, stejně jako v těch oblastech místa, kde je pozorována největší akumulace vody. Jedná se o nejjednodušší a nejekonomičtější způsob instalace drenáže.
Jeho nevýhodou je nepříliš estetický vzhled otevřených příkopů, které se postupně bortí a vyžadují další úsilí ke zpevnění stěn příkopů.
Hloubka a počet příkopů závisí na stupni vlhkosti půdy. Následující tipy vám pomohou vykopat účinný odvodňovací příkop vlastníma rukama:
- Rozměry příkopů by měly být: šířka – 40-50 cm, výška – 60-70 cm;
- sklon stěn příkopu je asi 40 stupňů;
- dno příkopu by mělo mít mírný sklon, aby voda nestagnovala, ale pohybovala se směrem k povodí;
- Stěny výklenku lze dobře vyztužit kovovou sítí nebo kameny.
Uzavřená drenáž
Tato metoda bude vyžadovat velké úsilí, ale takový systém bude efektivnější, pokryje všechny problémové oblasti lokality, kde je pozorována největší akumulace vody.
Navíc ona:
- skrytý před zraky
- estetický,
- nenarušuje celkový vzhled krajiny,
- umožňuje plně využít celý prostor webu.
Chcete-li to zařídit sami, musíte se rozhodnout o počtu příkopů a jejich umístění.
Kde budou ležet, můžete určit podle množství vody v oblasti po deštích: vyberte místa s největší akumulací srážek. Zařízení, jako je laserový dálkoměr a vodováha, také pomohou vypočítat polohu zákopů.
Pořadí akcí pro uspořádání uzavřeného odvodnění:
- Vykopejte příkopy s přihlédnutím k výškovým rozdílům v oblasti, jinak se voda bude hromadit v potrubí a nezatéká do drenážní studny.
- Na dno výkopu položte geotextilii, která bude sloužit jako filtr a nedovolí, aby se perforace drenážního potrubí zanesly bahnem a pískem.
- Na vrch geotextilie se nasype štěrk, na který se položí trubky. Můžete použít běžné plastové trubky, děrované vrtákem. Otvory v trubkách by měly být malé, aby je nemohl ucpat ani ten nejmenší štěrk.
- Konce trubek veďte do revizních studní umístěných na všech odbočkách drenážního tunelu, jsou nezbytné pro údržbu drenážního systému a pro sledování hladiny vody v různých částech lokality.
- Konce trubek veďte do drenážní studny; pokud je plocha velká, je doplňkovým spojem mezi děrovanými trubkami a studnou hlavní trubka o průměru nejméně 10 cm.
Nucené čerpání
Nucené odvodnění podzemní vody se provádí následujícími způsoby:
Vakuum
Vakuový systém se používá ve složitých půdách, které mají heterogenitu a špatnou propustnost vody. Tato metoda je založena na vytvoření stabilního vakua na povrchu zařízení pro příjem vody.
Při tomto typu snižování podzemní vody se používají vývěvy, jejichž hlavní odlišností od běžných čerpacích jednotek je jejich schopnost odčerpávat vodu s vysokým obsahem vzduchu.
Vakuové instalace se používají v otevřených jámách a uzavřených vakuových odvodňovacích vrtech, které se používají, když se podzemní voda vyskytuje v hloubce 10 až 30 metrů. V hloubce do 5 metrů se používá otevřený způsob čerpání pomocí vakuových jednotek. Je to ekonomičtější a rychlejší.
Použití lehkých wellpoint jednotek
Když jsou podzemní toky vody mělké, nejúčinnějším a nejekonomičtějším způsobem jejich snížení je instalace bodů vrtů po celém obvodu lokality nebo podél jámy.
Lehké prvky wellpoint jsou ponořeny do hloubky pod hladinou podzemní vody, v určité vzdálenosti od sebe, tvoří lineární systémy, které jsou napojeny na vakuovou instalaci, která zajišťuje sání a vypouštění na vzdálené místo.
Tato technologie umožňuje sušit velké plochy s minimálními náklady.
Hlavní fáze redukčních prací pomocí světelných bodů:
- Wellpointy se zapouštějí do země hydraulicky do požadované hloubky ve vzdálenosti 0,5-1 m od sebe podél jámy.
- Pokud je půda jílovitá a hlinitá, je možné instalovat studny do předem instalovaných studní.
- Instalované wellpoint filtry jsou připojeny k rozdělovači pomocí vakuových hadic vybavených utěsněnými spojovacími prvky.
Pokud je nutné provádět práce ve velkých hloubkách, používá se metoda instalace vrtů v několika vrstvách nebo se používají jiné technologie, jako je instalace ejektorových vrtů (hloubka až 10 metrů), vrtání vakuových vrtů (10-30 metrů). ).
Použití ejektorových filtrů
Ejektorové studny jsou navíc vybaveny zdviháky, kolektory a odstředivými čerpacími jednotkami.
Vodní výtahy jsou aktivovány čerpadly, která vytvářejí vysoký proud vody přes rozdělovač. Síla paprsku pohání vodní zdvih ejektoru.
K instalaci vyhazovacího zařízení do předem sestavené šachty použijte:
- ejektor wellpoint filtr;
- provázek pláště;
- kropení;
- filtr.
Redukce pomocí ejektorových jamek se skládá z následujících hlavních fází:
- Ejektorové instalace jsou ponořeny do půdy metodou hydrowashing nebo používají předem připravené studny, jejichž vzdálenost je 5-15 m od sebe.
- Doporučuje se používat studny, pokud:
- půda má hustou strukturu;
- v blízkosti jsou stavební nebo obytná zařízení, procházejí komunikace;
- kolem filtrů je potřeba udělat písek a štěrk.
- Před instalací filtru se studna promyje, dokud se voda nevyčistí.
- Kropení se provádí až do statické hladiny spodní vody.
- Pro montáž filtrů na potrubí se používají armatury s kuželovými ventily.
- Wellpointy se montují s vodonosným potrubím pomocí hadic.
- K vytvoření potrubí se používají ocelové trubky, které vydrží tlak minimálně 1,6 MPa.
- Smontované potrubí je nutné nejprve propláchnout a omýt proudem vody.
- Při připojení k tlakovému čerpadlu je pro monitorování nutný manometr.
Použití čerpadel pro hluboké studny
Hlubinná čerpadla se instalují do předvrtaných studní. Jedná se o nákladnou metodu používanou k vytvoření stabilního depresního trychtýře v oblasti stavební jámy, když je podzemní voda hluboká.
Pořadí akcí při použití čerpadel pro hluboké studny:
- Příprava vrtů podél jámy pomocí šokového lana, rotačního nebo šnekového zařízení (výběr typu závisí na vlastnostech půdy).
- Studny jsou zpevněny speciálními sloupy z pažnicových trubek o průměru 219-325 mm.
- Poté se nainstalují filtry (v závislosti na typu zeminy se použijí mřížkové, štěrbinové nebo drátěné filtrační prvky).
Zaboynoe
Systém odvodňování dna je instalován přímo v tunelu procházejícím přes vodou nasycenou půdu.
Vybavení pro sjezdy:
- Wellpoint filtry;
- sběrač pro sběr vody;
- sací potrubí;
- čerpací jednotka.
Metoda se skládá z následujících hlavních kroků:
- Filtrační prvky Wellpoint jsou instalovány v hloubce 2-3 metrů.
- Systém lze namontovat na pohyblivou platformu, která umožňuje pohyb při pohybu po obličeji pro další vývoj.
- Wellpointy jsou namontovány na potrubí pomocí hadic a zajištěny hermeticky uzavřenými spojovacími prvky.
Umělé odklonění na staveništi
Snížení podzemní vody na staveništi se provádí v počáteční fázi výstavby.
Výběr technologie bude záviset na:
- typ půdy,
- úleva,
- hloubky podzemní vody,
- ekonomická součást stavebního projektu.
Způsoby:
- Otevřená metoda zahrnuje zpevnění stěn jámy hromadovými strukturami, pronikajícími, kterými se voda hromadí ve speciálních kolektorech.
- U uzavřeného způsobu se na staveništi instalují studny určité hloubky, ve kterých se hromadí podzemní voda, která je následně odčerpávána.
- Lehké jednotky wellpoint se používají pro jemnozrnnou půdu k jejímu spouštění do hloubky až 5 m. V závislosti na hloubce výskytu se používá jednovrstvý nebo vícevrstvý způsob instalace zařízení.
- Pro hloubky od 6 do 8 metrů s nízkou propustností (například velké frakce písku a štěrku) se používají vakuové jednotky.
- Pro hloubky 10-18 m se používají ejektorové wellpoint jednotky.
- Pro snížení tlaku vodonosných vrstev a odvodňovacích stavebních jam do hloubky až 40 m se používá metoda odvodnění studní.
Vše, co potřebujete vědět o hladinách podzemních vod, najdete v této sekci.
Závěr
Všechny způsoby snižování mají za cíl snížit hladinu podzemní vody pro úspěšné stavební práce nebo jakoukoli ekonomickou činnost.
