УСТРОЙСТВО ВОДОПОНИЖЕНИЯ (ВАРИАНТНАЯ ПРОРАБОТКА)

ТИПОВАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА (ТТК)

УСТРОЙСТВО ВОДОПОНИЖЕНИЯ (ВАРИАНТНАЯ ПРОРАБОТКА)

1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Типовая технологическая карта разработана на устройство водопонижения (вариантная проработка).

Водопонижение - искусственное понижение уровня подземных вод - достигается откачкой или отводом их к пониженным местам. Оно носит название "строительное водопонижение", когда применяется при производстве земляных и других строительных работ по возведению фундаментов, гидротехнических сооружений, различных подземных сооружений и коммуникаций, а также при разработке горных выработок в строительный период.

Сущность метода основывается на том, что при откачке подземных вод, поступающих в скважину, котлован, подземную выработку, поверхность воды в грунте приобретает воронкообразную форму, понижаясь при этом с уклоном к месту откачки. Аналогичный эффект достигается при устройстве дренажа (отводе) подземных вод. При напорном характере подземных вод воронкообразную форму принимает пьезометрическая поверхность, отображающая напоры подземных вод.

Воронкообразная (пониженная) поверхность подземных вод называется депрессионной поверхностью, а осушенное пространство между первоначальной (непониженной) поверхностью подземного потока и депрессионной поверхностью - депрессионной воронкой.

По мере откачки площадь распространения и глубина депрессионной воронки увеличиваются. Если интенсивность откачки остается постоянной, то со временем наступает стабилизация - установившийся режим, при котором не происходит дальнейшего развития депрессионной воронки. При прекращении откачки уровни подземных вод восстанавливаются, и их поверхность (или пьезометрическая поверхность) постепенно приобретает свою первоначальную (природную) форму.

Задачи строительного водопонижения в общем заключаются в соответствующем развитии и поддержании в течение необходимого времени депрессионной воронки в водоносных грунтах, прорезаемых котлованом (сооружением), а также в снятии избыточного напора в подстилающих водоносных грунтах, отделенных от котлована водоупором.

В том случае, если депрессионная поверхность водного потока в грунтах, прорезаемых котлованом, нигде его не пересекает, представляется возможным вести все подземное строительство насухо, т.е. полностью решается основная задача водопонижения.

Снятие напора в подстилаемых слоях обычно возможно осуществить в заданных пределах, что позволяет избежать нарушения природных свойств оснований сооружений.

При строительном водопонижении применяются, в основном, временные устройства, а необходимое оборудование и другие средства, предусмотренные для эксплуатации сооружений и предприятий, могут быть использованы временно в течение всего срока данного строительства.

В этом случае водопонизительные средства и устройства наряду с удовлетворением условиям строительного периода должны также отвечать соответствующим требованиям проекта, учитывающим условия их дальнейшей эксплуатации.

Совокупность определенно расположенных и предназначенных для приема, откачки и отвода подземных вод в строительный период устройств и средств и выполняемых планомерно работ по их сооружению, вводу в действие и содержанию составляет систему строительного водопонижения.

Системы строительного водопонижения формируются с применением водоотлива из котлованов и траншей, дренажа, открытых и вакуумных водопонизительных скважин, иглофильтров и электроосушения, применяемых в различных сочетаниях в виде линейных, кольцевых, неполнокольцевых, систематических, групповых и отдельных водопонизительных устройств.

Производство водопонизительных работ влияет на состояние грунтов, их поведение в котловане и в окружающем грунтовом массиве. Уже само понижение уровня воды в грунте приводит к увеличению давления от его собственного веса и к дополнительным осадкам территории и возведенных на ней сооружений. В большинстве случаев эти дополнительные осадки достаточно равномерные и не оказывают существенного влияния на работу сооружений, при относительно неглубоких понижениях уровня воды эти осадки невелики. Но при глубоких понижениях уровня подземных вод дополнительные осадки могут оказаться значительными и должны учитываться в основном проекте, а при производстве крупных водопонизительных работ необходимо вести наблюдения за сдвижением земной поверхности, осадками сооружений и их деформациями. При необходимости, в зависимости от соотношения фактических и определенных в проекте деформаций, следует регулировать режим водопонизительных работ и принимать меры к обеспечению сохранности сооружений и их нормальной эксплуатации.

В процессе бурения скважин ударными способами могут происходить местные уплотнения грунта, способные вызвать дополнительные осадки рядом расположенных фундаментов. Поэтому следует избегать расположения водопонизительных скважин в непосредственной близости от существующих фундаментов.

В процессе производства водопонизительных работ возможно не только уплотнение, но и разрыхление грунтов и нарушение прочностных связей в них. Особенно опасные нарушения природных свойств грунтов происходят, если не принимаются надлежащие меры предосторожности при открытом водоотливе, когда возможна значительная фильтрация через откосы котлована.

Фильтрационный поток создает дополнительное гидродинамическое давление на грунт, ослабляет прочностные связи в нем, может вызвать вынос частиц грунта - все это, во избежание нарушения устойчивости откосов котлована и разуплотнения оснований сооружений, должно учитываться в проекте и при строительстве. В случае фильтрации подземных вод через откосы градиенты напора вблизи их поверхности не должны достигать значений, при которых возможен вынос грунта в котлован. В связи с этим не должны допускаться резкие понижения уровня воды в котловане. Фильтрационный поток при выкачивании в котлован должен быть рассредоточен. При обнаружения сосредоточенной фильтрации для борьбы с суффозией следует применять фильтрующие пригрузки; в крупных котлованах возможно применять рыхление грунта на участках сосредоточенной фильтрации бульдозером, которое часто дает положительные результаты по рассредоточению фильтрации и прекращению суффозии. В осушенном котловане весь фильтрационный приток должен каптироваться водосборными канавами и передовыми траншеями. Для этого они должны быть соответственно заглублены относительно дна котлована, фильтрация через которое не допускается.

Разуплотнение грунта возможно также и в процессе бурения, содержания и ликвидации водопонизительных скважин.

При погружении иглофильтров гидравлическим способом без обсыпки грунт вокруг них разуплотняется, некоторое дополнительное разуплотнение грунта происходит и при извлечении иглофильтров. Подобные разуплотнения часто не оказывают существенного влияния на устойчивость откосов и на основания сооружений, но всегда необходимо принимать их во внимание и в каждом отдельном случае определять, допустимы ли они. Как правило, следует применять иглофильтры с песчано-гравийной обсыпкой. Это сводит к минимуму разуплотнение грунта вокруг скважины и повышает эффективность иглофильтрового способа водопонижения.

Разуплотнение грунта вокруг водопонизительных скважин возможно в процессе бурения разными способами из-за вывалов, образования пробок и т.п. а также в процессе откачки - из-за выноса мелких частиц при плохой работе фильтров. Предотвратить подобные явления возможно только соблюдая особую тщательность работ при бурении скважин и оборудовании их фильтрами; при бурении в малоустойчивых грунтах следует применять подливку воды в скважины. Конструкция фильтров водопонизительных скважин должна строго соответствовать характеру окружающего скважины грунта.

Мероприятия для предотвращения всех вышеуказанных отрицательных последствий производства работ должны отвечать особенностям застройки и состоянию сооружений в районе работ. Должны приниматься меры защиты и непосредственно для самих сооружений. Для этого перед началом работ по водопонижению необходимо обследовать техническое состояние зданий и сооружений, находящихся в зоне работ, а также уточнить расположение подземных коммуникаций.

Обследование зданий, сооружений и подземного хозяйства следует производить, в основном, перед составлением проекта водопонижения, В результате должны быть получены сведения, необходимые для принятия решения о мерах по обеспечению сохранности всех промышленных и гражданских объектов в зоне водопонизительных работ в процессе их производства. Надлежащее внимание должно быть уделено и объектам водоснабжения, питающимся подземными водами, уровень которых предполагается понизить.

Одновременно необходимо получить согласие и разрешение соответствующих организаций на производство буровых и водопонизительных работ.

Перед обследованием следует предварительно ознакомиться с проектной и исполнительной документацией по сооружениям в зоне работ. В отдельных случаях могут потребоваться специальные работы для уточнения трасс сетей, некоторых элементов конструкций каких-либо ответственных или ценных в культурно-историческом отношении зданий и сооружений (например, шурфовочные и обмерные работы и т.п.). Проведение указанных обследований и получение разрешения на производство работ входит в обязанности основного заказчика, программу необходимых обследований следует согласовывать с проектной организацией.

Данные, полученные в результате обследования зданий и сооружений, должны приниматься во внимание при составлении проектов производства работ. При этом строительная организация должна проверить соответствие действительного состояния зданий, сооружений и коммуникаций принятому за основу в проекте и установить возможность соблюдения действующих правил техники безопасности, в частности:

а) бурения и прокладки трубопроводов вблизи существующих кабелей и трубопроводов, проложенных в земле;

б) безопасного приближения буровых установок с высокими мачтами к воздушным ЛЭП и др.

Началу производства работ должны предшествовать планировка и расчистка территории (от леса, мусора и т.п.) для возможности свободного применения предусмотренных машин и механизмов.

Необходимо осуществлять взаимоувязку водопонизительных, земляных и других общестроительных работ так, чтобы обеспечивалась их высокая эффективность. В то же время при комплексной организации строительства следует создавать благоприятные условия для ведения водопонизительных работ. При необходимости внесения изменений в принятую методику тех или других работ приоритет должны иметь более эффективные решения.

Если земляные и другие строительные работы производятся заблаговременно, подготовленные водопонизительные системы должны обеспечить возможность ввода в действие водопонизительных устройств, установок и средств с определенным опережением развития водопонижения по сравнению с развитием земляных и других строительных работ. С другой стороны, при производстве земляных работ должна предусматриваться подготовка, в первую очередь, берм и площадок, на которых производится погружение иглофильтров, забуривание скважин и размещение насосных установок, устройство зумпфов и (после ввода в действие насосных станций открытого водоотлива) разработка передовых траншей и водоотводных канав. Последние разрабатываются обычно драглайнами или канавокопателями в направлении от зумпфов к водораздельным точкам. Эти устройства в крупных и долго существующих котлованах должны совмещаться с сетью ливнестоков и водосборников, предназначающихся для поверхностных вод.

Водопонизительные установки и устройства, включая сеть водостоков, зумпфов и водосборников, должны размещаться так, чтобы не создавать стеснений для работы землеройного и другого строительного оборудования и транспорта, не препятствовать строительству и эксплуатации соседних сооружений, разработкам полезных ископаемых и т.п.

В то же время при устройстве съездов в котлованы, транспортных коммуникаций и размещении строительного оборудования следует учитывать необходимость эффективного расположения водопонизительных устройств.

Во избежание лишних непроизводительных затрат все строительные работы, которые ведутся с применением водопонижения, должны выполняться без перерывов и в минимальные сроки.

При подводной разработке грунтов вместе с ними удаляется то или иное (в зависимости от метода работ) количество воды; это приводит к соответствующему притоку в котлован подземных вод и некоторому снижению их уровня. В глубоких котлованах для обеспечения возможности их разработки зеркало воды в них приходится специально понижать с помощью открытого водоотлива. Необходимость в этом возникает и при осушении котлована для производства дальнейших работ. Такая откачка должна вестись равномерно и соответствовать темпам развития водопонижения в окружающем котлован грунтовом массиве. При необходимости ускорения процесса осушения котлована (понижения зеркала воды в нем) во избежание нарушения устойчивости его откосов и дна следует дополнительно применять иглофильтры, вакуумные или открытые водопонизительные скважины.

Необходимо осуществлять также взаимоувязку работ на соседних объектах, так как при производстве водопонизительных работ понижение уровня подземных вод развивается далеко за пределы того объекта, для которого оно непосредственно предназначено. Это обстоятельство следует по возможности использовать при строительстве соседних подземных сооружений. Но иногда оно может и ухудшить условия строительства смежных объектов, если там, например, будут осушены грунты, разрабатываемые методами гидромеханизации. В другом случае разрабатываемый подводным способом котлован, представляющий собой открытый водоем, может послужить причиной увеличения притока в соседние котлованы, разрабатываемые насухо.

Взаимоувязка работ на соседних объектах необходима и при устройстве водоотводящих коммуникаций, водоснабжения и энергоснабжения.

2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

Устройство водоотлива из котлованов и траншей

Для водоотлива в котлованах и траншеях устраиваются специальные зумпфы (водосборники), к которым вода поступает по канавкам и водостокам (рис.1), каптирующим фильтрационный приток через откосы и дно выработки. Необходимость устройства канавок и зумпфов приводит к некоторому увеличению объемов земляных работ, что почти не ощущается при разработке больших котлованов и карьеров и более ощутимо при разработке малых котлованов. Вместимость зумпфа рекомендуется принимать не менее 5-минутной максимальной производительности откачивающего из него воду насоса.

Рис.1. Открытый водоотлив в котловане:

1 - дренажная канава;2 - зумпф;3 - пониженный уровень подземных вод;4 - дренажная пригрузка;5 - насос

Для применения водоотлива из котлованов и траншей не ставятся ограничения в зависимости от характера грунтов и их фильтрационных свойств. Но в то же время следует учитывать, что в малоустойчивых грунтах возможны затруднения, связанные с необходимостью предохранения от нарушения свойств грунтов в откосах и в основании сооружений и обеспечения надлежащей эффективности большинства методов земляных и строительных работ.

При производстве земляных работ в гравийно-галечниковых и щебенистых грунтах, в полускальных и скальных породах сохранение грунтов в устойчивом состоянии обычно не вызывает затруднений, но и в этих условиях следует уделять организации приема и отвода фильтрационных вод и взаимоувязке с другими работами надлежащее внимание, иначе может быть снижена эффективность использования различного строительного оборудования и транспорта. При этом опасность возможных осложнений возрастает с увеличением глубины выработки и притока подземных вод.

Организация водоотлива облегчается при разработке грунтов методами гидромеханизации, так как откачка подземных вод обычно совмещается с удалением пульпы, а в забое допускается разрыхление грунтов фильтрационным притоком.

Разработка крупных и глубоких котлованов с водоотливом осуществляется ярусами. Разработка каждого яруса начинается с проходки пионерной (разрезной) траншеи глубиной, несколько превышающей высоту яруса. Уклон траншеи принимается противоположным направлению движения экскаватора. При этом в начале траншеи (вблизи съезда) устраивается водоприемный зумпф для сбора фильтрующей воды. Насосы для откачки воды устанавливаются вблизи зумпфа на дне траншеи или у верхней бровки траншеи на поверхности земли. Последнее рекомендуется при больших притоках. Высота яруса регламентируется фактической высотой всасывания насосов и не превышает 3-4 м.

По окончании разработки траншеи на уровне ее дна в месте расположения зумпфа устраивается насосная станция, действующая в течение всего периода разработки яруса.

При большой площади котлована в пределах одного яруса могут устраиваться дополнительные насосные станции. По окончании выемки земли по контуру дна выработки устраиваются водосборные траншеи.

В аналогичном порядке осуществляется водоотлив на последующих ярусах разработки котлована.

Водоотлив непосредственно из передовых траншей или из котлованов, не имеющих специальных зумпфов, допускается, когда не требуется их полного осушения, например, при подводной разработке грунтов грейферами или земснарядами. Когда требуется полное осушение котлована, должны быть заблаговременно подготовлены зумпфы и обеспечен беспрепятственный сток воды к ним.

Котлованы, разрабатываемые в водоносных глинистых грунтах, которые служат основанием сооружений, рекомендуется переуглублять на 20-40 см ниже отметки подошвы фундаментов и выполнять втрамбовку и сплошную подсыпку щебнем или гравием.

Разработка котлованов подводным способом ведется черпанием грунта из-под воды землечерпательным (землесосным) снарядом или экскаватором, оборудованным грейфером или ковшом драглайна. Обычно она сопровождается снижением уровня воды в выемке.

Скорость снижения уровня подземных вод в грунтовом массиве вблизи откосов меньше скорости снижения уровня воды в самом котловане и еще в большей мере отстает развитие депрессии вдали от котлована. При этом возникает опасность значительного возрастания гидравлического градиента фильтрации в приоткосной зоне.

При определенных для каждого конкретного грунта значениях выходного градиента фильтрации и величины уступа может наступить разрушение грунта в откосах. Для фильтрующих грунтов - это суффозионные явления, которые могут повлечь за собой образование в грунтовом массиве каверн, пещер, пустот, провальных воронок и, наконец, обрушение на отдельных участках откоса. В слабофильтрующих грунтах значительное давление подземных вод изнутри массива в сочетании со взвешивающим воздействием воды может вызвать оплывание и оползание откосов.

Значительные градиенты фильтрации на заключительном этапе разработки котлована - при сниженном уровне воды в котловане - могут вызвать деформацию и разуплотнение грунтов дна котлована, появление выходов воды с выносом грунта (грифонов), вплоть до полного нарушения основания будущего сооружения.

Отсюда вытекают требования тщательной увязки интенсивности понижения уровня воды в котловане, разрабатываемом подводным способом, с грунтовыми и гидрогеологическими условиями и со снижением уровня подземных вод за его пределами.

Допустимая в данных условиях интенсивность понижения уровня, общая величина снижения, методы и объемы необходимых водопонизительных работ, мероприятия по обеспечению устойчивости откосов должны решаться в специальном разделе проекта, рассматривающем этот этап строительства.

Значения допустимых скоростей снижения уровня воды в котловане могут быть уточнены в процессе разработки и осушения котлована.

В насосных станциях для водоотлива из котлованов и траншей устанавливаются резервные насосы в количестве 100% при одном работающем насосе и 50% при количестве работающих насосов более одного.

При этом следует стремиться к тому, чтобы на каждой насосной станции как рабочие насосы, так и резервные были одного типа. Установка разнородных по производительности (и другим параметрам) агрегатов на одной насосной станции не рекомендуется.

Дренажи того или иного вида, имеющие непрерывное простирание (траншейные, трубчатые, пластовые и др.) могут применяться для различных задач водопонижения в разнообразных природных условиях.

Простейшим видом траншейных дренажей, применяемых для строительного водопонижения, являются канавки и передовые траншеи, устраиваемые в котлованах при водоотливе из них.

Когда территория позволяет разместить дренажные траншеи вне котлованов сооружений, траншейный дренаж может быть использован для осушения значительных площадей, на которых необходимо вести работы ниже уровня подземных вод на протяжении длительного времени.

В малоустойчивых грунтах нижняя, затопленная часть канав и траншей может быть заполнена фильтрующим материалом (камнем, щебнем, гравием). При необходимости использования площади, занятой канавами или траншеями, последние после укладки фильтрующего материала могут быть засыпаны грунтом с постепенным переходом в материале засыпки от крупных фракций к мелким (т.е. с устройством обратного фильтра) для предохранения от засорения его водопроводящей части, образуя, таким образом, закрытый беструбчатый дренаж.

Трубчатые дренажи могут быть использованы для строительного водопонижения в тех случаях, когда они предусматриваются для постоянных дренажных систем. В этом случае они должны быть выполнены заблаговременно с целью защиты заглубленного сооружения не только в период эксплуатации, но и в период его строительства. Однако трубчатые дренажи могут применяться и только на период строительства, например, на откосах долго существующих котлованов (рис.2) и в других случаях, когда это оправдано комически.

Рис.2. Дренаж на отвесах котлована:

1 - пониженные уровни подземных вод;2 - песчаная пригрузка;3 - дренажная труба;4 - засыпки гравием

При устройстве трубчатых дренажей, после отрывки траншей, необходимо отобрать пробы окружающего грунта, уточнить его гранулометрический состав и соответствующий ему состав песчано-гравийной обсыпки, требования к материалу для нее и при необходимости - к материалу фильтровых покрытий.

Дренажи в виде проходных и полупроходных подземных галерей ввиду их значительной стоимости применяются, в основном, в период эксплуатации сооружений и рудников в качестве постоянного средства осушения территорий предприятий, населенных пунктов, для борьбы с оползнями и т.д. Такие дренажи при их заблаговременном исполнении возможно использовать и для водопонижения в строительный период. При их устройстве необходимо руководствоваться действующими нормативными материалами по подземным горным выработкам и гидротехническим тоннелям.

Работы по устройству траншейных, трубчатых, галерейных дренажей должны начинаться с прокладки сбросных участков от дренажной сети до открытых водоприемников или существующих коллекторов ливневой канализации при самотечном выпуске, а в случае перекачки - со строительства насосной станции и водоотвода.

Пластовый дренаж (развитый по площади слой фильтрующего материала) применяется в сочетании с трубчатыми дренами (или беструбчатыми закрытыми дренами) при строительном водопонижении на откосах котлованов (см. рис.2), а также в основаниях сооружений (например, когда необходимо забетонировать фундаментную плиту и нельзя предотвратить фильтрацию через дно котлована) и в основаниях грунтовых отвалов.

При устройстве пластового дренажа в основаниях грунтовые отвалов отвод воды от них допускается осуществлять с помощью систематически расположенных дрен-канав, устраиваемых под слоем пластового дренажа. Площадь сечения дрен-канав должна быть на менее 0,1 м . Дрены заполняются каменным или щебеночным материалом или блоками из беспесчаного бетона. Но дренам вода отводится в канаву, выполняемую вдоль фронта отвалов.

Устройство пластового дренажа в котловане включает следующие (по порядку выполнения) виды работ: срезку, зачистку и планировку дна котлована до проектных отметок, укладку трубчатых дрен (или устройство беструбчатых дрен-канав), включая подготовку под них и фильтровую обсыпку, укладку по дну котлована песчаного слоя с уплотнением его легкими катками, укладку поверх песчаного слоя гравия или щебня. При выполнении работ нельзя допускать нарушений в сопряжении щебеночного слоя постели со щебеночной обсыпкой труб.

Каптируемые дренажами подземные воды отводятся к пониженным местам территории, в овраги, речки, водоемы, если есть такие возможности в районе строительства, или к специальным водосборникам (зумпфам), у которых устраиваются перекачные насосные станции.

Устройство заглубленных дренажных насосных станций может выполняться в открытом котловане или способом опускного колодца. Насосные станции глубоких дренажей устраивают в шахтах, проходимых горным способом.

При строительном водопонижении применяются открытые (сообщающиеся с атмосферой) и вакуумные (герметически закрытые) водопонизительные скважины, оборудованные насосами, самоизливающиеся и водопоглощающие скважины и сквозные фильтры.

Открытые водопонизительные скважины, оборудованные насосами (рис.3), применяются, в основном, при больших (более 4 м) глубинах гравитационного водопонижения в грунтах с коэффициентом фильтрации св. 2 м/сут при достаточной толщине водоносного слоя, при которой может быть обеспечена необходимая производительность водопонизительных скважин. Они могут применяться в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 2 м/сут, когда их эффективность подтверждается опытными данными, и при водопонижении менее 4 м, если это оправдывается технико-экономическими соображениями.

Рис.3. Открытая скважина, оборудованная насосом:

1 - кондуктор;2 - песчано-гравийная обсыпка;3 - местный песчаный грунт;4 - отстойник;5 - просечной лист;6 - надфильтровые трубы;7 - пьезометр для замера уровня воды в скважине;8 - пьезометр для замера уровня воды в обсыпке;9 - направляющие фонари;10 - муфта;11 - насосный агрегат;12 - водоподъемные трубы

Водоотлив из траншей и котлованов - 14 Сентября 2013 - Блог - ППР скачать бесплатно

Строительство практически любого здания начинается с рытья котлована для закладки фундамента и траншей под различные коммуникации. Для исключения затопления и размывания их дна от действия поверхностных (поступающих с осадками) и грунтовых вод необходимо организовать водоотливы. При этом при небольшом притоке вод предусматривают устройство открытого водоотлива, если же толщина водонасыщенного слоя значительная, для отведения воды из канав и траншей необходим грунтовый водоотлив (закрытого типа), называемый также строительным водопонижением.

Водоотлив открытого типа выполняется непосредственно в котловане или траншее и представляет собой водоотводящие канавы, открытые лотки, по которым вода собирается в зумпфы (водосборные колодцы или коллекторы), а затем откачивается на поверхность. Их устройство целесообразно:

- в связных грунтах, имеющих включения тонких линз и песчаных слоев;

- в плотных несвязных грунтах, не разрыхляемых и не вымывающихся под действием грунтовых вод;

- в слоистых грунтах.

Также устройство открытого водоотлива рекомендуется в случаях, когда стенки котлована или траншей располагаются в водонепроницаемых грунтах (вода будет поступать только через верхний край стенок при ее переливе) или поверхностные воды не могут профильтровываться за пределы выемки.

Если котлован выполняется в илистых или песчаных грунтах, открытый водоотлив можно использовать лишь в том случае, если они в водонасыщенном состоянии или под давлением воды могут перейти в плывунное состояние, что существенно снижает их несущую способность, а, следовательно, устойчивость откосов котлована или траншей. В этом случае дно выемки, как правило, пригружают гравийно-песчаной смесью, характеризующейся хорошей фильтрационной способностью и позволяющей предохранять стенки и дно от оплывания.

Устройство принятых водоотводящих сооружений выполняют после разработки грунта до отметки дна траншеи или котлована. Как правило, открытые канавы и лотки выполняются с продольным уклоном в сторону зумпфа. Их ширина может варьироваться в пределах 300-600 мм, а глубина – 1000-2000 мм. Водосборные приямки обычно имеют глубину 2000-5000 мм (зависит от требуемой глубины погружения водоприемного рукава и объема воды, обеспечивающего 5-10-минутную непрерывную работу насоса) и размеры в плане 1000х1000 мм или 1500х1500 мм. В устойчивых грунтах стенки зумпфов укрепляют деревянным срубом, а в склонных к оплыванию – шпунтовой стенкой. Количество водосборных приямков зависит от расчетного притока воды и производительности насосов.

Для открытых водоотливов применяют центробежные и диафрагмовые грязевые насосы. Первый вид менее чувствителен к имеющимся в воде примесям и к несоблюдению горизонтальности его установки, а также не требует заливки всасывающего патрубка перед запуском. Следует отметить, что для откачки воды, содержащей глину, песок и другие примеси с крупностью частиц до 6 мм, хорошо зарекомендовали себя малогабаритные насосы типа КМ и «Гном». Технические характеристики некоторых моделей насосов представлены ниже.

Количество и тип насосов подбираются по величине объема начального водоотлива, а также с учетом обеспечения оптимальной скорости откачки воды. Необходимо учитывать, что слишком быстрое осушение котлована или траншеи может вызвать повреждения его дна, откосов и перемычек, а медленное – затопление.

Открытый водоотлив является наиболее доступным и простым способом защиты выемок от затопления грунтовыми и поверхностными водами, но он имеет и достаточно серьезный недостаток: проходя через стенки и дно траншей и котлованов, восходящие потоки грунтовой воды могут разжижать грунт и выносить из него мелкие частицы, снижая его несущую способность. Поэтому на практике чаще устраивают грунтовый водоотлив.

Технические характеристики насосов, применяемых для открытых водоотливов

Нормативные документы

для определения коэффициентов фильтрации пород является обязательным видом работ при проведении инженерно-геологических изысканий, специализированных гидрогеологических, а также при поисках и оценке запасов подземных вод.

Данный вид работ лежит в рамках правового поля и регламентируется целым рядом нормативно-методических документов.

Нам часто задают вопросы, которые связаны непосредственно с нормативными аспектами проведения опытных откачек воды из скважин и их интерпретацией.

Например, такие:
1. Какая должна быть длительность откачки и как долго следить за восстановлением уровня в скважине?
2. Как рассчитать стоимость опытно-фильтрационных опробований?
3. Есть ли официальные методические рекомендации по проведению откачек воды из скважин и их интерпретации?
4. Сколько откачек нужно проводить при инженерно-геологических изысканиях?
5. Как правильно оформлять журнал откачки?
и др.

На данной странице мы подготовили список документов, который регулирует в тех или иных аспектах опытно-фильтрационные работы, как вид опробования. В перечне присутствуют редкие методические руководства, выпущенные ограниченным тиражом, а также Американские и Британские стандарты по проведению откачек воды из скважин.

I. Документы, в которых обосновывается необходимость проведения опытно-фильтрационных опробований (откачек воды из скважины).

1. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Часть 1. Общие правила производства работ СП 11-105-97. Инженерно-геологические изыскания для строительства. Открыть.

2. Инженерные изыскания для строительства. Основные положения. СП 47.13330.2012. Актуализированная редакция СНиП 11-02-96. Открыть.

3. Инженерные изыскания. Для размещения, проектирования и строительства АЭС. Часть I. Инженерные изыскания для разработки предпроектной документации (выбор пункта и выбор площадки размещения АЭС). СП 151.13330.2012. Открыть.

4. Инженерные изыскания для проектирования тепловых электрических станций. ВСН 34.72.111-92. Открыть.

5. Подземные хранилища газа, нефти и продуктов их переработки. СП 34-106-98. Открыть.

6. Гидрогеоэкологический контроль на специализированных полигонах размещения жидких отходов производства в газовой отрасли. СТО 18-2005. Открыть.

7. Требования к составу и правилам оформления представляемых на государственную экспертизу материалов по геологической информации об участках недр, намечаемых для строительства и эксплуатации подземных сооружений для хранения нефти и газа, захоронения радиоактивных, токсичных и иных опасных отходов, сброса сточных вод и иных нужд, не связанных с разработкой месторождений полезных
ископаемых. Приказ МПР №586. Открыть.

8. Инженерная защита территорий зданий и сооружений от опасных геологических процессов. СП 116.13330.2012 СНиП 22-02-2003. Открыть.

9. Инструкция по инженерно-геологическим изысканиям для проектирования и строительства метрополитенов, горных железнодорожных и автодорожных тоннелей. ВСН 190-78. Открыть.

10. Метрополитены. СП 32-105-2004. Открыть.

11. Методические рекомендации по выполнению инженерно-геологических изысканий на оползнеопасных склонах и откосах автомобильных дорог. МР ОДМ 218.2.033-2013. Открыть.

12. Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации. СНИП 3.05.04-85*. Открыть.

13. Изыскания источников водоснабжения на базе подземных вод. СП 11-108-98. Открыть.

14. Требования к составу и правилам оформления представляемых на государственную экспертизу материалов по подсчету запасов питьевых, технических и минеральных подземных вод. Приказ от 31 декабря 2010 г. N 569. Открыть.

15. Требования к составу и правилам оформления представляемых на государственную экспертизу материалов по подсчету эксплуатационных запасов промышленных и теплоэнергетических вод. М. ФГУ ГКЗ, 2007. - 31 с. Открыть.

II. Документы по расчету стоимости проведения откачек подземных вод из скважины

1. Справочник базовых цен на инженерно-геологические и инженерно-экологические изыскания для строительства. Госстрой России, 1991 г. Открыть.

2. Справочник - ССН (сборник сметных норм). Выпуск 1. Часть 4: Гидрогеологические и связанные с ними работы. М. ВИЭМС,1992 – 140 с. Открыть.

3. Справочник - СНОР (сборник норм основных расходов). Часть 4 Гидрогеологические и связанные с ними работы. ВИЭМС. Открыть.

III. Нормативно-методические документы по проведению опытно-фильтрационных работ в полевых условиях и их интерпретации

1. Грунты. Методы полевых испытаний проницаемости. ГОСТ 23278-78. Открыть.

2. Инструкция по проведению опытно-фильтрационных работ при разведке угольных месторождений ВНИМИ, 1977. Л.И. Сердюков, Ю.А. Норватов. Открыть.

3. Руководство по определению коэффициента фильтрации водоносных пород методом опытной откачки. П-717-80. Гидропроект. Москва энергоиздат 1981. Открыть.

4. Определение водопроницаемости неводоносных горных пород опытными
наливами в шурфы. И-41-68/Гидропроект. М. Энергия, 1969. Открыть.

5. Рекомендации по определению фильтрационных характеристик горных
пород в зоне неполного водонасыщения методом нагнетания воздуха в скважины при инженерных изысканиях в строительстве

6. Руководство по определению водопроницаемости скальных пород методом
опытных нагнетаний в скважины: П 656-75. - Л. Энергия, 1978.

7. Рекомендации по определению гидрогеологических параметров грунтов методом откачки воды из скважин. Москва, 1986 г. 100 стр. Разработано ПНИИИС Госстроя СССР, ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР, ВСЕГИНГЕО Мингео СССР. Открыть.

8. Б.С Шержуков, В.С.Алексеев, А.Д. Курманенко. Рекомендации по определению параметров горных пород и грунтов методом экспресс-налива в несовершенные скважины. -ВНИИ ВОДГЕО, 1979. Открыть.

9. Н.П. Куранов. Методические рекомендации по оценке фильтрационных параметров слабопроницаемых пород при экспресс-опробовании скважин. М. ВНИИ ВОДГЕО, 1987. Открыть.

10. Алексеев В.С. Рохлин Л.А. Тесля А.Г. Экспресс-опробование гидрогеологических скважин. Обзор. Серия: Гидрогеология и инженерная геология. ВИЭМС, 1972, 50 стр. Открыть.

11. Биндеман Н.Н. Язвин Л.С. Оценка эксплуатационных запасов подземных вод. М. Недра, 1970, 216 с. Открыть.

12. British standard. BS ISO 14686:2003 Hydrometric determinations — Pumping tests for water wells — Considerations and guidelines for design, performance and use ICS 07.060. Открыть.

13. AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (ASTM). Pumping Test, Slug-test (D 4043, D 4043, D 4050, D 4104, D 4105, D 4106, D 4630, D 4631, D 4750, D 5269, D 5270, D 5472, D 5473, D 5716, D 5785, D 5786, D 5850, D 5881, D 5912, D 5920). Открыть.

14. Technical Review. Practical guidelines for test PumPing in water wells. International Committee of the Red Cross (ICRC), 2011. Открыть.

Пример 1. Обработка откачки из неограниченного изотропного напорного пласта на программе ANSDIMAT.
Подробнее

Пример 2. Обработка восстановления уровня в неограниченном изотропном напорном пласте.
Подробнее

Пример 3. Обработка групповой откачки с переменным расходом из неограниченного изотропного напорного пласта на программе ANSDIMAT.
Подробнее

Пример 4. Пример обработки групповой откачки с переменным расходом в алмазоносном районе Архангельской области. Рассматривается водоносный пласт с перетеканием.
Подробнее

Пример 5. Обработка групповой откачки с постоянным расходом с асинхронном началом работы опытных скважин.
Подробнее

Пример 6. Обработка откачки с переменным расходом с использованием способа биссектрисы.
Подробнее

Пример 7. Обработка откачки в безнапорном профильно-анизотропном пласте.
Подробнее

Пример 8. Обработка откачки в водоносном комплексе с перетеканием.
Подробнее

Пример 10. Автоматическое формирование отчетов по результатам обработки опфтно-фильтрационного опробования.
Подробнее

Пример 11. Блок сохранения истории обработки опытно-фильтрационных опробований в программном комплексе ANSDIMAT.
Подробнее

Пример 12. Экспресс расчеты для планирования опытного опробования.
Подробнее

ANSDIMAT – A nalytical and N umerical S olutions D irect and I nverse M ethods for A quifer T est
© Copyright 2010–. Iustitute of Environmental Geology RAS. www.ansdimat.com