Технология водопонижения иглофильтрами

Сущность технологии метода водопонижения с помощью иглофильтровых установок заключается в создании депрессионной (пониженной) поверхности уровня грунтовых вод по периметру строительного объекта с помощью устройства контура тонких глубинных фильтрующих элементов - иглофильтров (игл).

Игольчатые фильтрующие элементы погружаются в грунт на необходимую глубину (ниже естественного уровня грунтовых вод - УГВ) и с определённой частотой (расстоянием между точками установки), объединяются в линейные коллекторные группы, которые соединяются с вакуумным насосным агрегатом, обеспечивающим всасывание и последующий выброс дренируемых вод в удалённое место или водосток.

Схемы установки иглофильтров в один и два ряда.
1 - иглофильтровая колонна, 2 - фильтрующий элемент, 3 - приёмный коллектор, 4 - естественный, статический уровень грунтовых вод (до понижения), 5 - депрессионная линия или динамический уровень грунтовых вод (после или во время понижения).

Технологическая схема расстановки иглофильтров при водопонизительных работах. 3d-схема образования депрессионной поверхности УГВ вокруг места применения игольчатых фильтров.
1 - насосный агрегат, 2 - всасывающий коллектор, 3 - соединительные рукава, 4 - элементы соединения (БРС, хомуты, патрубки), 6 - сборный иглофильтр (колонна), 7 - пониженный УГВ, депрессионная кривая, 8 - сетчатый фильтрующий элемент (ФСК) иглы.

Применению метода водопонижения иглофильтрами предшествует этап гидрогеологических изысканий, подготовки проекта и составление плана производства работ (ППР) на объекте. На основании проекта водопонизительных работ рассчитывается необходимый тип и количество насосных установок, станций водопонижения, а также размер контура коллекторов и количество требуемых иглофильтров.

Игольчатый фильтр получил своё наименование из-за характерного соотношения геометрических размеров конструкции: при диаметре всего 40-60 мм его длина составляет до 9000 мм. Сетчатые фильтрующие элементы ФСК иглофильтров обеспечивают сбор воды для её последующей подачи в вакуумную магистраль. В зависимости от типа грунта подбираются параметры фильтрующих элементов: размер ячейки сетки и проходной диаметр отверстий внутренней трубки. Количество устанавливаемых иглофильтров и расстояние между ними по контуру объекта определяется мощностью водяных пластов (водонасыщенностью) и водопроницаемостью грунта.

Для реализации технологии водопонижения иглофильтрами необходимы насосные агрегаты, способные создавать разряжение на входном коллекторе (вакуум). К таким механизмам на сегодняшний день относятся лёгкие иглофильтровые установки (ЛИУ) и установки вакуумного водопонижения (УВВ).

Установка иглофильтров по периметру объекта осуществляется одним из двух способов: гидравлическим замыванием реверсной струёй воды, либо предварительным бурением скважин с последующим погружением и обсыпкой крупнозернистым песком или мелким гравием. Глубина погружения или размещения нижнего звена - фильтрового элемента задаётся проектом; но в общем случае можно принять, что он должен быть расположен ниже расчётного уровня уже пониженных грунтовых вод.

Следует иметь ввиду, что так как технически ни один из вакуумирующих агрегатов не способен на сегодняшний день создавать разряжение выше 100 кПа (1,0 кгс/см.кв.), то возникает ограничение на максимально допустимую длину иглофильтра, иглофильтровой колонны или глубину его погружения в грунт от линии приёмных коллекторов - до 9,5-10 метров. Поэтому, если требуется производство работ по водопонижению, обеспечивающих большие глубины депрессионной поверхности, то используется либо технология многоярусной установки иглофильтров, либо иные технологические методы. К числу альтернативных технологий глубинного водопонижения относится обустройство буровых скважин или артезианских колодцев с погружными насосами, а также использование эжекторных иглофильтровых установок.

***
Ознакомиться с другими статьями на тему Технологии и оборудование для водопонижения.