III.2.3. Характеристики и конструкции водопонизительного оборудования
При грунтовом водоотливе используют: легкие иглофильтровые установки, эжекторные водопонизительные установки, артезианские турбинные и глубинные насосы погружного типа, установки вакуумного водопонижения, оборудование для электроосушения грунтов.
Грунтовый водоотлив осуществляется в тех случаях, когда осушаемые породы обладают достаточной водопроницаемостью, характеризующейся коэффициентом фильтрации.
Грунтовый водоотлив обычно не может быть применен в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 1—2 м/сут из-за малых скоростей движения грунтовых вод. В этом случае используются вакуумирование или способ электроосушения, основанный на свойстве передвижения воды в глинистых грунтах под действием постоянного тока (электроосмос).
Таблица III-3
Область применения систем водопонижения (ориентировочная)
| Глубина понижения уровня грунтовых вод, м | Грунты | ||||||||||
| суглинок | супесь | Песок | гравий с песком | гравий чистый | галечник чистый | Многослойная водоносная толща (чередование пород различной водопроницаемости) | |||||
| мелкозер-нистый | мелкий | средний | крупный | крупный гравелистый | |||||||
| Коэффициент фильтрации, м/сут | |||||||||||
| 0,005—0,4 | 0,2—0,7 | 1—2 | 2—10 | 10—25 | 25—50 | 50—100 | 75—150 | 100—200 | >200 | – | |
| До 5 | Электроосушение, вакуумирование, (ЛИУ, ЭИ, ЕВВУ, УВВ-1м, УВВ-2) | Установки с легкими иглофильтрами ЛИУ (одноярусные) | Откачка воды из скважин центробежными насосами | Поверхностный водоотлив | Поверхностный водоотлив, ЛИУ, УВВ, сочетание ЛИУ с поверхностным водоотливом | ||||||
| До 20 | Электроосушение, вакуумирование (ярусные установки, ЛИУ, ЭИ, ЭВВУ) | Установки с легкими иглофильтрами (многоярусные). Эжекторные иглофильтры | Глубинные насосы | ЭВВУ, ярусные ЛИУ, УВВ, ЭИ, глубинные насосы в сочетании с поверхностным водоотливом | |||||||
| Более 20 | Глубинные насосы (артезианские) | Открытый водоотлив; многоярусные установки легких иглофильтров; эжекторные иглофильтры; артезианские насосы | |||||||||
Для водопонижения в грунтах с коэффициентом фильтрации 1—40 м/сут используют легкие иглофильтровые установки. При коэффициенте фильтрации грунтов более 40 м/сут (особенно в случае большой толщины водоносного слоя и длительных сроках откачки) часто оказывается целесообразным применять откачку артезианскими насосами из скважин большого диаметра.
В грунтах с небольшим коэффициентом фильтрации и при близком залегании водоупора от дна котлована целесообразно применять эжекторные иглофильтры.
В целом выбор оборудования для грунтового водоотлива определяется многими факторами. Для ориентировочного подбора системы водопонижения может быть использована табл. III-3.
III.2.3.а. Легкие иглофильтровые установки
Для искусственного понижения уровня грунтовых вод на глубину 4—5 м в песчаных отложениях преимущественно применяются легкие иглофильтровые установки ЛИУ (рис. III-9). При понижении уровня воды на большую глубину используют двух-трехъярусные установки.
Рассматриваемые установки отличаются мобильностью, возможностью быстро погружать иглофильтры в грунт в собранном виде, отсутствием в скважинах механизмов с движущимися частями, простотой и надежностью в эксплуатации. На эффективность работы иглофильтровой установки влияют степень герметичности соединений, а также всасывающая способность (вакуумметрическая высота всасывания) обслуживающего ее водяного насоса. Наиболее приспособленными к обслуживанию иглофильтровых установок являются насосы, способные работать с высотой всасывания 8 м.
Насосные агрегаты установок типа ЛИУ различаются по производительности, высоте подъема воды, мощности электродвигателей и принципу действия. Так, насосы установок ЛИУ-2 и ЛИУ-3 являются вихревыми, обладающими способностью к самовсасыванию и откачке воздуха и воды.
Существенная особенность установок ЛИУ-4 и ЛИУ-5 заключается в том, что при их работе вода и воздух отбираются самостоятельными механизмами — центробежным и вакуумным насосами.
В табл. III-4 приведена характеристика установок ЛИУ-3 и ЛИУ-5.
Таблица III-4
Технические характеристики установок из легких иглофильтров
| Показатель | ЛИУ-3 | ЛИУ-5 |
| Производительность, м3/ч | 60 | 120 |
| Высота подъема воды, м | 25 | 40 |
| Вакуумметрическая высота всасывания, м | 8 | 8 |
| Мощность электродвигателя, кВт | 10 | 20 |
| Вес насосного агрегата, Н | 3500 | 6700 |
|
Всасывающий коллектор: длина звеньев, м. число звеньев в комплекте, шт. диаметр, мм |
– – – |
5,25 18 150 |
|
Иглофильтры: длина, м количество, шт |
– – |
8,5 100 |
|
Примечание. В комплект ЛИУ-5 входят два насосных агрегата ЛИУ-5 и ЛИУ-3 |
||
С 1967 г. промышленность выпускает установки типа ЛИУ-6 (рис. III-10), в них входят насосные агрегаты ЛИУ-5 и ЛИУ-4 (по одному), остальное оборудование аналогично комплекту установки ЛИУ-5.
В практике водопонижения получили распространение три типа иглофильтров, конструкции приемных звеньев которых изображены на рис. III-11.
