4.61. Как правило, эффективность того или иного способа увеличения производительности скважин определяют экспериментальным путем. Приступать к работам по борьбе со снижением дебитов необходимо сразу же после получения сведений о начале зарастания фильтров, но не позже, чем через год после начала работы скважин.
За состояние всех водопонизительных скважин, особенно из имеющих надземных устройств (самоизливающихся, сквозных фильтров, водопоглощающих), должно отвечать персонально какое-то должностное лицо (ИТР). Скважины должны быть ограждены от возможных повреждений механизмами и от попадания в них через устье посторонних предметов.
УСТРОЙСТВО ИГЛОФИЛЬТРОВЫХ СИСТЕМ
4.62. Иглофильтровый способ водопонижения заключается в использовании для забора воды из грунта часто расположенных скважин с трубчатыми водоприемниками малого диаметра – иглофильтров, соединенных общим всасывающим (в случае легких иглофильтров) или напорным (в случае эжекторных иглофильтров) коллектором с центральной (для группы иглофильтров) насосной установкой. Иглофильтры чаще всего погружаются гидравлическим способом. При этом образуется скважина, диаметр которой значительно больше диаметра иглофильтра. Зазор в скважине между грунтом и иглофильтром, как правило, следует заполнять песчано-гравийной обсыпкой. При гравитационном водопонижении в достаточно крупнозернистых грунтах, не требующих применения обсыпки (с коэффициентом фильтрации более 5 м/сут), допускается заполнение зазора в скважине оплывающим грунтом, если это не опасно для вблизи расположенных сооружений.
При наличии в толще грунта, прорезаемого иглофильтрами, трудноразмываемых слоев иглофильтры устанавливаются в предварительно пробуренные скважины. Скважины бурятся также для относимых к иглофильтрам вакуум-концентрических водоприемников (см. установки типа ЭВВУ).
Извлечение иглофильтров производится с подмывом для уменьшения сил трения по боковой поверхности иглы. Иглофильтры применяются в виде линейных (рис. 43) и кольцевых (рис. 44) систем, которые могут быть совершенными (доходящими до водоупора) и несовершенными (не доходящими до водоупора).
Рис. 43. Линейная система иглофильтров
1 – крепление траншеи; 2 – иглофильтры; 3 – соединительный шланг; 4 – всасывающий коллектор; 5 – гофрированный шланг; 6 – насосный агрегат ЛИУ; 7 – напорный трубопровод; 8 – сбросной трубопровод; 9 – пониженный уровень подземных вод
Рис. 44. Контурная система иглофильтров
1 – насосный агрегат; 2 – иглофильтры; 3 – напорный трубопровод; 4 – сбросной трубопровод; 5 – дренажная пригрузка; 6 – пониженный уровень подземных вод
Рис. 45. Схема ярусного водопонижения иглофильтрами
1 – конечное положение депрессионной поверхности подземных вод; 2 – иглофильтры верхнего яруса; 3 – иглофильтры нижнего яруса
Рис. 46. Схема понижения иглофильтрами в двухслойной среде
1 – иглофильтры; 2 – песчано-гравийная обсыпка; 3 – глиняный тампон; 4 – всасывающий коллектор; 5 – насосный агрегат; 6 – напорный трубопровод; 7 – сбросной трубопровод; 8 – пониженный уровень подземных вод
Рис. 47. Насосная установка ЛИУ-6Б
1 – центробежный насос; 2 – вакуум-насос; 3 – колпак; 4 – электродвигатель; 5 – опорная рама; 6 – вакуумметр; 7 – манометр; 8 – фрикционная муфта
Иглофильтры могут применяться для понижения уровня подземных вод в виде ступенчатой схемы с применением ярусных водопонизительных систем при расположении иглофильтров на двух или нескольких уровнях по высоте (рис. 45). Вначале вводится в действие самый верхний (ближайший к поверхности земли) ярус иглофильтров. Под его защитой отрывается первый (верхний) уступ котлована и монтируется второй (считая сверху вниз) ярус иглофильтров, после ввода в действие которого отрывается второй уступ котлована и т.д. Во многих случаях при вводе в действие каждого последующего яруса иглофильтров предыдущий ярус может быть выключен из работы и демонтирован. Иногда, например при больших расстояниях по горизонтали между рядами иглофильтров разных ярусов или при наличии малопроницаемых прослоек между двумя уровнями установки иглофильтров, приходится содержать в работе одновременно иглофильтры двух и более ярусов.
Рис. 48. Конструкция иглофильтров
а – с перфорированной трубой, покрытой сеткой; б – со спиральной проволочной обмоткой
1 – наконечник; 2 – шаровой клапан; 3 – внутренняя труба; 4 – наружная перфорированная труба; 5 – фильтровая сетка; 6 – стальной крепежный колпачок; 7 – муфта; 8 – переходная муфта; 9 – надфильтровая труба; 10 – муфта; 11 – спиральная проволочная обмотка
Применение иглофильтров может оказаться целесообразным и при необходимости водопонижения в слабопроницаемых грунтах, ниже которых залегает более водопроницаемый слой. В таких случаях иглофильтры следует заглублять в нижний слой (рис. 46) с обязательным выполнением обсыпки по всей высоте скважины.
4.63. Установлены следующие области эффективного использования иглофильтровых установок отечественного изготовления:
установки типа ЛИУ (рис. 47), включающие легкие иглофильтры (рис. 48) и насосы, сагрегированные с вакуум-насосом – гравитационное водопонижение в неслоистых грунтах с коэффициентами фильтрации от 50 до 2 м/сут при требуемой глубине понижения уровня подземных вод одной ступенью 4-5 м от оси насоса;