Вертикальный дренаж


Всякое дренажное сооружение конструктивно состоит из двух основных элементов — водоприемного и водоотводящего. Первый из них обеспечивает прием воды из водоносного пласта, второй — отвод поступившей воды за пределы осушаемой территории. Отвод воды может быть самотечным или принудительным.

Дренажи подразделяются на горизонтальные, вертикальные и комбинированные.

Горизонтальные дренажи. Горизонтальный гравитационный дренаж является наиболее распространенным видом дренажа, применяется для защиты от подтопления грунтовыми водами значительных территорий, небольших участков или отдельных сооружений и, как самостоятельный элемент инженерной зашиты, обычно укладывается на глубинах до 6 — 8 м. Разновидностью горизонтального дренажа является пластовый дренаж.

Лучевые дренажи. Лучевой дренаж представляет собой горизонтальные трубчатые дрены, выполненные методом горизонтального бурения из заглубленных сооружений или специальных шахтных колодцев диаметром до 4,5 — 5 м, шурфов и т.п.


Вертикальный дренаж

Рис. 9.6. Схемы конструкций скважин вертикального дренажа

а — без крепления обсадными трубами; б — с частичным креплением обсадными трубами

1 — цементный замок; 2 — кондуктор; 3 — ствол скважины; 4 — песчано-гравийная засыпка;

5 — фильтровая колонна; 6 — водоподъемная колонна; 7 — насос; 8 — фильтр; 9 — отстойник;

10 — направляющий (центрирующий) фонарь; 11 — динамический уровень воды в скважине; 12 — сальниковое уплотнение; 13 — обсадная труба

Водоприемным элементом лучевой дрены является перфорированная труба с обертками из волокнистых материалов или трубофильтры, которые вдвигаются в буровую трубу и оставляются в полости горизонтальной скважины после извлечения обсадных труб.

Из одного шахтного колодца последовательно могут буриться в разные стороны 4 — 6 лучей длиной 30 м и более.

Вертикальные дренажи. Вертикальный дренаж представляет собой ряд или группу вертикальных скважин, предназначенных для отбора подземных вод и снижения их уровня, и применяется в тех случаях, когда устройство горизонтального дренажа является экономически нецелесообразным, или представляется затруднительным либо даже невозможным вследствие высокой плотности застройки подтапливаемой территории и насыщенности ее инженерными коммуникациями.


Основными элементами водопонизительной скважины вертикального дренажа являются:

— ствол, обычно закрепленный обсадными трубами;

— фильтр с надфильтровой трубой;

— водоподъемное оборудование.

Обсадные трубы выполняют функции крепления стенок скважины, обеспечивая их устойчивость как в период проходки скважины, так и в период ее эксплуатации.

Конструкцию с устройством песчано-гравийной засыпки в пространстве между стенкой скважины и фильтровой колонной (рис. 9.6 а) на всю длину целесообразно применять в дренажных скважинах сравнительно небольшой глубины, а также в условиях дренирования слоистой толщи пород.

Источник: studopedia.ru

Конструкция вертикального дренажа

Конструктивное решение разрабатывается специалистами компании "Мос-дренаж" индивидуально, с учетом гидрогеологических условий и характеристик грунта на участке. В общем случае — это система скважин. Собранная в них вода откачивается погружными насосами и отводится за пределы осушаемой территории.

Глубина скважин может составлять от 20 до 50 м. Вода собирается через фильтры, размещенные на уровне водоносного пласта. Длина такого фильтра — от 10 м. Чтобы обеспечить эффективный сбор воды, используют фильтры с песчано-гравийной обсыпкой толщиной от 10 см.


Эффективность напрямую зависит от диаметра фильтра. В среднем он составляет 30-40 см. Чем больше диаметр фильтра, тем более интенсивным является приток воды в скважину.

Работа вертикального дренажа может быть автоматизирована. Так, в период сезонного повышения уровня грунтовых вод погружные насосы могут запускаться автоматически и откачивать воду. Когда уровень вод опускается до нормального уровня, оборудование автоматически отключается.

В составе системы могут быть и скважины-усилители. Они являются разгрузочными, имеют небольшой диаметр и обеспечивают сбор воды на участках между основными скважинами. Их применение позволяет сократить затраты на обустройство снижения эффективности.

Требования к строительству дренажной системы вертикального типа установлены СНиП по обустройству мелиоративных систем и сооружений.

Для обустройства скважин применяется вращательное бурение. В процессе выполняется обратная промывка. Диаметр используемых бурильных труб должен составлять не меньше 100 мм. Если необходимо использовать другие способы, это отдельно обосновывается в проектной документации.

При бурении в несвязных грунтах после его завершения устанавливается направляющая труба длиной от 4 м. Наружное пространство цементируется по всей ее длине. При работе со связным грунтом обустройство скважины без установки направляющей трубы допускается в случае, если ее глубина не превышает 50 м.


При выполнении буровых работ расход воды для обратной промывки нормирован. Он зависит от диаметра бурильных труб: для 100 мм — не меньше 15 л/с, для 150 мм — от 30 до 50 л/с. Запас воды инженеры компании "Мос-дренаж" рассчитывают по фактическому объему готовой скважины, умножая его на 5-8.

Работы выполняют непрерывно до готовности скважины. Если необходим технологический или вынужденный перерыв, уровень воды в скважине поддерживают на отметке, соответствующей поверхности земли.

Фильтрующий материал засыпают с использованием спецтехники после установки направляющих труб.

После завершения монтажа выполняют пробную откачку с эффективностью, на 20% превышающую расчетную.

Применение

Дренажная система вертикального типа может использоваться в качестве самостоятельного решения либо в сочетании с горизонтальным водоотводом. Ее обустраивают в следующих случаях:

  • для осушения низменных участков с плоским рельефом, удаленных от точек водосброса;
  • осушение заболоченных территорий;
  • дренирование территорий со сложным строением грунта (например, с расположением водоносного слоя под грунтом с низкой проницаемостью).

Использование дренажной системы вертикального типа является целесообразным при следующих условиях:

  • наличие мощного водоносного слоя (не меньше 15 м);
  • коэффициент фильтрации от 5 м в сутки;
  • высокая проводимость водоносного пласта.

Вертикальный дренаж может использоваться в качестве только осушительной или осушительно-оросительной системы. В первом случае вода собирается в скважинах и откачивается насосами, после чего ее отводят к точке водосброса. Во втором — после откачки воду аккумулируют в емкостях, водоемах и используют для орошения земель при наступлении засушливого периода.

По расположению скважин выделяют следующие типы вертикального дренажа:

  • систематический. Предполагает обустройство скважин по всей территории на равном удалении друг от друга. Обеспечивает понижение уровня грунтовых вод на всем осушаемом участке;
  • линейный. Скважины располагают в соответствии с направлением тока грунтовых вод. Они используются для перехвата их потока. В результате грунтовые воды не попадают на защищенную территорию.

Компания «Мос-дренаж» выполняет обустройство дренажа для частных территорий, коммерческих, промышленных и других объектов. У нас вы можете заказать проведение изысканий, разработку проекта и монтаж дренажной системы. Гарантируем качество работ.

Источник: drainage.ru

Дренажи и их системы

Согласно обще санитарным требованиям, глубина залегания грунтовых вод в условиях промышленной и городской застройкой должна быть не менее 1,5 м от поверхности земли. Исходя же из требований защиты от подтопления грунтовыми водами фундаментов и подвалов зданий, туннелей, подземных галерей, и т. п., – не менее 0,5 м ниже их подошв. Для городов с многоэтажной застройкой и крупных промышленных предприятий эта глубина соответствует 3–3,5 м; для небольших городов и поселков (при отсутствии в зданиях подвалов и глубоких фундаментов) – 1,5 м от поверхности земли.


Осушение той или иной территории достигается при помощи искусственного понижения уровня подземных вод. Понижение может осуществляться либо непрерывно в течение длительного времени, либо иметь кратковременный характер (например, осуществляться только во время производства строительных работ). В первом случае оно достигается при помощи дренажных сооружений, во втором – при помощи средств строительного водопонижения (подробнее смотрите статьи в разделе строительное водопонижение).

Дренаж – система труб (дрен), скважин и других устройств в грунте или в массиве сооружения для сбора и отвода грунтовых и почвенных вод с целью понижения уровня грунтовых вод, осушения почвы, отвода грунтовых вод от сооружения, осушения массива сооружения. Дренаж применяется для осушения территории и оздоровления местности, осушения и упрочнения оснований сооружений, дорог, аэродромов, для снижения давления воды на сооружение, уменьшения зоны насыщения массива сооружения и т. д.

В зависимости от применяемых устройств для захвата дренажных вод выделяются горизонтальный, вертикальный, комбинированный и пластовый (площадной) дренажи.


Горизонтальный дренаж может быть представлен дренами открытого и закрытого типов. Горизонтальные дрены открытого типа – канавы и лотки.

К горизонтальным дренам закрытого типа относятся:

—       кротовые, траншейные со сплошным фильтрующим заполнением их поперечного сечения (хворостом, фашинами, жердями, щебнем, камнем);

—       трубчатые (гончарные, керамиковые, бетонные, железобетонные, асбоцементные и деревянные трубы);

—       галереи и штольни.

Вертикальный дренаж представляет собой группу связанных между собой водоотводными устройствами трубчатых колодцев (скважин), используемых для откачки. При благоприятных гидрогеологических условиях, т. е. при наличии хорошо водопоглощающих пород, иногда применяются дренажно-поглощающие трубчатые колодцы. В зависимости от характера дренируемых пород дренажные и дренажно-поглощающие трубчатые колодцы снабжаются фильтрами (дырчатыми, щелистыми, проволочными, каркасно-стержневыми, сетчатыми, гравийными, блочными).

В качестве водоотводных устройств используются:

а)      самотечные каналы или глухие коллекторы-галереи, принимающие воду из самоизливающих трубчатых колодцев;

б)      всасывающие трубопроводы, непосредственно подключаемые к насосу, или сифоны, соединенные с приемными резервуарами насосной станции и снабженные вакуум-насосами;


в)      эрлифтные системы, работающие от центральной компрессорной станции, обслуживающей отдельные ветви трубчатых колодцев, расположенные в обе стороны от нее.

В дренажно-поглощающих колодцах вода отводится непосредственно по стволу колодца.

Различают горизонтальные и вертикальные дренажи совершенного и несовершенного типов. Дрены совершенного типа полностью прорезают осушаемый водоносный пласт и своим основанием (забоем) доходят до водоупора; дрены несовершенного типа лишь частично прорезают водоносную толщу.

Схематически горизонтальный и вертикальный дренажи изображены на рис.1

Вертикальный дренаж

Рис. 1. Схема горизонтального (а) и вертикального дренажей

1 – контур сооружения; 4 – непониженный уровень грунтовых вод; 5 – пониженный уровень грунтовых вод; 6 – горизонтальне дрени; 7 — вертикальные дрены

 

Комбинированный дренаж представляет собой сочетание горизонтальной дрены с рядом вертикальных дрен. Идея комбинированного дренажа заключается в использовании трубчатых колодцев для самоизлива дренируемых вод в горизонтальную дрену.

При комбинированном дренаже устья трубчатых колодцев обязательно располагаются ниже общего непониженного уровня подземных вод, так что каждый из них работает как самоизливающий.


Пластовый дренаж (площадной) применяется для защиты отдельных сооружений и коммуникаций от подтопления подземными водами при повышении их уровня; он осуществляется одновременно с проведением работ по строительству самих защищаемых сооружений. Идея пластового дренажа состоит в том, что защищаемое сооружение в подземной своей части как бы обволакивается фильтрующей рубашкой, которая принимает дренируемые воды и отводит их в водоприемник. Эта рубашка, состоящая из крупного фильтрующего материала, предохраняет защищаемые конструкции не только от гравитационной воды, но и от капиллярной. Пластовый дренаж применяется в слабопроницаемых грунтах, когда обычные дренажи линейного типа не дают необходимого водозащитного эффекта.

Конструкции пластовых дренажей весьма разнообразны (рис. 2).

Вертикальный дренаж

Рис. 2. Дренажи пластового типа

а) дренаж под зданием; б) дренаж подземной галереи

 

На рис. 2а показана конструкция дренажа, предназначаемого для подвала здания, а на рис. 26 – для подземной галереи. По открытию котлована под эти сооружения в их основании, в зависимости от характера подстилающего грунта, укладывается дренирующий слой из крупнозернистого песка или гравия. Подобные же дренирующие слои укладываются и за стенками сооружения. По внутренним контурам сооружения в подстилающем грунте укладываются дренажные трубы с уклоном, направленням в сторону водоприемника, из которого производится откачка.


В зависимости от расположения дренажных сооружений по отношению к осушаемой территории и источникам поступления подземных вод различаются систематический, головной, кольцевой (контурный) и береговой дренажи.

Систематический дренаж обычно представляет собой систему горизонтальных дрен-осушителей, расположенных паралельно друг другу (рис. 3). Система осушителей примыкает к дренам-собирателям или непосредственно к магистральному коллектору, отводящему дренажные воды в водоприемник.

Вертикальный дренаж

Рис. 3. Систематический дренаж вертикального типа (а – план, б – разрез)

1 – дренажный колектор, 2 – вертикальне дрены; АВ – непониженный уровень подземных вод; CD – пониженный уровень подземных вод

 

Систематический дренаж горизонтального типа применяется:

а)      при питании осушаемого водоносного пласта за счет инфильтрации атмосферных осадков или хозяйственно-промышленных вод;

б)      при сравнительно неглубоком залегании зеркала подземных вод от поверхности земли и при относительно небольшой мощности осушаемого водоносного пласта;

в)      при необходимости осуществления на осушаемой территории небольшого понижения уровня подземных вод.

Иногда систематические дренажи представляют собой группу трубчатых колодцев, более или менее равномерно расположенных по осушаемой территории и объединенных в единую систему водоотводными устройствами (рис. 3).

Головной, или нагорный, дренаж применяется при питании «сбоку» и обычно состоит из горизонтальной дрены. Ее закладывают по верхней по отношению к потоку подземных вод границе осушаемой территории, в целях полного или частичного перехвата этих вод (рис. 4).

Вертикальный дренаж

Рис. 4. Головной дренаж

а – план, б – разрез по головному дренажу горизонтального типа, в – разрез по головному дренажу вертикального типа, г – разрез по головному дренажу комбинированного типа.

1 – головная дрена; 2 – сбросная линия; смотровой колодец; АВ – непониженный уровень подземных вод; ABC – пониженный уровень подземных вод

 

Подобный дренаж особенно эффективен, когда водоупорное ложе залегает неглубоко от поверхности земли, поскольку при этих условиях заглубление дрены до водоупора обеспечивает полный перехват потока подземных вод. Применение головного горизонтального дренажа вполне себя оправдывает и при относительно глубоком залегании водоупора в случае однородности водоносных пород.

В некоторых случаях (при неоднородной по водопроницаемости и достаточно мощной толще водоносных пород) в качестве головного могут быть применены вертикальный (рис. 4в) или комбинированный (рис. 4г) дренажи.

Вертикальный головной дренаж представляет собой ряд трубчатых колодцев, из которых производится откачка воды, так называемые «дренажные завесы» (рис. 5). Колодцы располагаются на сравнительно небольших расстояниях друг от друга (обычно в пределах от 10 до 50 м).

Вертикальный дренаж

Рис. 5. Дренажная завеса (разрез)

АВ – непониженный уровень подземных вод; CD – пониженный уровень подземных вод

 

Применение вертикального дренажа целесообразно в тех случаях, когда относительно мощная осушаемая толща представлена слабопроницаемыми грунтами, подстилаемыми хорошо водопроницаемыми породами.

В тех случаях, когда осушаемый водоносный пласт является весьма водообильным и значительным по мощности, а заложение горизонтальной дрены не может обеспечить необходимого понижения уровня подземных вод, целесообразно в дополнение к горизонтальной дрене устраивать ряд вертикальных дрен (трубчатых колодцев), т. е. переходить на комбинированный тип дренажа.

Кольцевой (контурный) дренаж применяется для защиты от подтопления отдельных подземных сооружений (рис. 6) или участков, на которых располагается группа таких сооружений. В этой системе наиболее часто устраиваются дренажи горизонтального типа, состоящие обычно из трубчатых дрен, расположенных по контурам защищаемого участка и обычно имеющих в плане прямоугольную форму.

Вертикальный дренаж

Рис. 6. Кольцевой дренаж

а – план и разрез кольцевого дренажа горизонтального типа, б – план и разрез кольцевого дренажа вертикального типа.

1 – дрены; 2 – сбросная линия; АВ – непониженный уровень подземных вод; ACDB – пониженный уровень подземных вод

 

В ряде случаев по условиям застройки и расположения подземного хозяйства может оказаться более целесообразным применение вертикального кольцевого дренажа, особенно при необходимости понизить уровень подземных вод на значительную глубину.

В случае двухслойного строения водоносной толщи, при котором нижние слои являются более проницаемыми, применяются также кольцевые дренажи комбинированного типа.

Принцип работы береговых дренажей довольно сходен с принципом работы головных дренажей. Различие заключается в том, что головные дренажи предназначаются исключительно для перехвата подземных вод, поступающих на защищаемую территорию со стороны водораздела. Береговые же дренажи перехватывают, кроме того, и воды, фильтрующиеся со стороны реки или водохранилища (рис. 7).

Вертикальный дренаж

Рис.7. Береговые дренажи

а – план и разрез берегового дренажа горизонтального типа, б – план и разрез берегового дренажа вертикального типа; в – план и разрез берегового дренажа комбинированного типа.

1 – трасса береговой дрены; 2 – станция перекачки; 3 – горизонтальная дрена; 4 – трубчатый колодец. БГ – бытовой горизонт в реке; АВ – непониженный уровень подземных вод; CDB – пониженный уровень подземных вод

 

Устройство любого типа дренажа требует профессионального подхода, так как нужно знать и учитывать гидрогеологические условия дренируемой территории, которые являются основой для проектирования всей дренажной системы. Но, помимо этого понадобятся и знания о специальных материалах, которые нужно использовать в той или иной ситуации.

Источник: sokolgeo.com


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.