Глубинное строительное водопонижение иглофильтрами

Иглофильтровый метод водопонижения заключается в применении системы компактных трубчатых водоприёмников небольшого диаметра с сетчатыми фильтрующими элементами, устанавливаемых в близко расположенные скважины по контуру объекта, соединённые совместным коллектором и централизованным подключением к общей насосной станции.

Исходя из гидрогеологической обстановки района строительства и характерных особенностей защищаемого от обводнения объекта, конфигурация иглофильтровых установок может быть линейного, либо кольцевого типа. Они могут достигать уровня водоупора (совершенного типа) и не доходить до него (несовершенного типа).

Метод отвода грунтовых вод иглофильтрами позволяет в особых условиях или на сложных объектах использовать многоярусные (ступенчатые) схемы. При этом фильтрующие, отводящие контуры и насосное оборудование имеет многоуровневое расположение. На начальном этапе устанавливаются иглофильтровые контуры верхнего (ближайшего к поверхности грунта, нулевой отметке) яруса. Затем, под их защитой, производится разработка начального уровня котлована, после чего монтируются иглофильтры второго яруса, которые обеспечивают защиту при создании второго уровня котлована и т.д.

Обычно, при задействовании (включении) иглофильтров каждого следующего яруса, установки, расположенные на предшествующем уровне, могут быть остановлены и разобраны. Однако, в ряде случаев, например, при большой мощности водоносных пластов, при значительном расстоянии между иглофильтрами на разных уровнях или при наличии непроницаемых включений в грунтах между ярусами, возникает необходимость параллельной работы установок нескольких ярусов.

Глубинное водопонижение иглофильтрами целесообразно использовать в условиях, когда на верхнем уровне располагаются слабопроницаемые грунты и с залеганием водопроницаемого слоя на более низких горизонтах. Собранные иглофильтровые колонны при этом заглубляются в нижний водопроницаемый горизонт с обязательным производством обсыпки на всю глубину скважины.

Заглубление сетчатого иглофильтра осуществляется методом гидроподмыва или предварительного бурения. Для погружения иглофильтров в грунт методом гидроподмыва (гидравлического размыва) подходят только модели, конструктивно оснащённые обратным запирающим клапаном.

При гидроразмыве в процессе погружения образуется скважина с диаметром, значительно превышающим диаметр самого иглофильтра. В образовавшийся зазор закладывается песчано-гравийная смесь. Однако в случае осушения крупнозернистых грунтов, с коэффициентом водопроницаемости свыше 5 м/сут, возможно наполнение скважинного зазора оплывающими грунтами, при условии безопасности для фундаментов соседних зданий и сооружений.

Использование гидравлического метода погружения в процессе монтажа установок возможно в условиях любого типа песчаных грунтов: мелкозернистых, крупнозернистых и гравелистых. При наличии в структуре грунта гравелистых прослоек с высоким показателем уровня водопоглощения, к подающему воду трубопроводу подсоединяется патрубок для компрессорной подачи воздуха.

Перед заглублением в грунт конструкция иглы, собранная из отдельных элементов иглофильтра (нижнее сетчатое фильтрующее звено с присоединёнными к нему надфильтровыми трубами) устанавливается в вертикальное положение. Установка иглофильтров длинной до пяти метров может производится вручную, при длине больше чем пять метров - с помощью вспомогательного грузоподъёмного оборудования. Для улучшения условий выноса грунта из затрубного пространства в процессе промывки, необходимо периодически замедлять скорость заглубления иглофильтра путём механического торможения (удержания).

Осуществление контроля за установкой, происходит путём наблюдения за скоростью погружения и структурой выносимой из скважины породы. Расход напорной струи и время опускания в грунт, рассчитываются таким образом, чтобы обеспечить диаметр каверны не менее 150 мм на всю глубину скважины. По завершении заглубления иглофильтра до расчётного уровня, образовавшуюся вследствие размыва каверну, необходимо промывать в течение ещё нескольких минут. После этой технологической процедуры подача воды снижается до минимально возможной (для обеспечения излива из устья) уровня, и затрубное пространство равномерно заполняется песчано-гравийной смесью.

При невозможности производства отсыпки данным способом, необходимо методом подмыва установить обсадную трубу (не менее 150 мм в диаметре), поместить в неё сетчатый иглофильтр в сборе, постепенно заполнить обсыпкой кольцевое пространство, образовавшееся между внешней поверхностью фильтра и внутренней поверхностью обсадной трубы, а затем извлечь её из скважины. В верхнем интервале скважины на глубину до одного метра вокруг иглы фильтра создаётся глиняный герметизирующий тампон.

В случае присутствия в структуре грунта неразмываемых слоёв, для монтажа иглофильтров используются заранее пробуренные технологические скважины. Скважины создаются и для концентрических вакуумных водоприёмников, которые также относятся к иглофильтровым установкам.

Для контроля работоспособности смонтированных иглофильтров в них заливается вода. Интенсивность понижения уровня залитой жидкости характеризует степень их работоспособности. В случае, если вода не убывает или убывает слишком медленно, комплект необходимо извлечь для промывки и последующего ре-монтажа.

Погружённые в грунт иглофильтры соединяются с всасывающим коллектором инвентарными соединительными шлангами - гофрированными рукавами, посредством фланцевых соединений с использованием уплотнительных элементов и материалов.
Трубопроводные коммуникации водопонизительных установок укладываются на штатные опоры, с уклоном от насоса не менее 0,005 (для всасывающих) и 0,001 (для напорных распределительных). После монтажа производится продувка воздухом и прокачка водой в течение пятнадцати минут под давлением до 1 Мпа.

Извлечение иглофильтра из грунта проводится механическим способом с непрерывным его подмывом обратной подачей воды - для снижения силы трения на внешних поверхностях иглы.