Методи захисту від ґрунтових вод. Види дренажів

3. Вертикальний дренаж

Вертикальний дренаж – осушувальна система, яка складається з декількох вертикальних дрен. Види вертикального дренажу:

1)               водознижувальні свердловини;

2)               голкофільтрові споруди;

3)               поглинаючі колодці;

4)               електродренаж.

Водознижувальні свердловини обладнують спеціальними насосами, які поміщають всередину них. Кар'єр охоплюють системою подібних свердловин, з яких періодично відкачують воду. Відкачування викликає утворення навколо свердловин депресіонних воронок, які об'єднуються, і це викликає загальне зниження рівня ґрунтових вод у межах кар'єрів (рис. 5.9).

Голкофільтрові установки складаються з системи голкофільтрів (тонких металевих трубок довжиною 7-9 м з фільтром на нижньому кінці). Такі установки широко застосовують для осушення будівельних котлованів, а також під час проходки гірничих виробок. Голкофільтрова водознижувальна установка складається з системи голкофільтрів, які встановлюються навколо котловану через 0,5-2 м та більше та приєднуються до загального збірного трубопроводу, який з'єднується з вакуумним насосом або компресором (рис. 5.10).

Рис. 5.9. Водознижувальні свердловини

 

Під час роботи таких голкофільтрів у кільцевий простір, що лежить між двома трубками, подають стиснене повітря, під дією якого до внутрішньої трубки поступає вода під визначеним тиском.

Електроосушення або електродренаж застосовують для дренування водомістких товщ з дуже низьким коефіцієнтом фільтрації (менше 1м/доб). Найбільш ефективно електроосушення здійснюють у всіх видах глинистих ґрунтів у комбінації з голкофільтровими установками (рис. 5.10, 5.11).

Рис. 5.10. Схема дії голкофільтрів: 1 – голкофільтри;

2 – перфорована частина голкофільтру;

3 – трубопровід(колектор); 4 – насос; 5 – котлован; 6 – природний рівень ґрунтових вод; 7 – знижений рівень ґрунтових вод;

Рис. 5.11. Схема електродренажу

1 – рівень ґрунтових вод до осушення; 2 – рівень ґрунтових вод, знижений електродренажем; 3 – водовмісні породи;

4 – електричний ланцюг, який з'єднує аноди 8; 5 – колектор, який з'єднує бурові свердловини (катоди) 9; 6 – насос; 7 – генератор постійного струму; а,б,в,г,д,е – контур котловану

 

Вбирні колодці облаштовують, якщо під водотривким шаром залягає ґрунт, який має високе водопроникнення (рис. 5.12).

Рис. 5.12. Вбирний колодязь: 1 – шар, який розробляють;

2 – депресіонні криві; 3 – водотрив; 4 – ґрунт, який має високе водопроникнення; 5 – криві воронки водопоглинання

 

В такому випадку вода з верхніх шарів водовмісних горизонтів по колодязю буде поступати вглиб шару, який має значний коефіцієнт фільтрації, при цьому товща ґрунту, який розробляють осушується.

Вбирні виробки скидають воду як у безводні, так і в обводнені породи. В якості вбирних колодязів можна застосовувати свердловини, шурфи та колодязі. Вбирні виробки або значно знижують рівень води в кар'єрах, або зовсім їх осушують.

Залежно від характеру розкриття водоносного шару водозбори бувають досконалі та недосконалі. Різниця між ними полягає у тому, що досконалі розкривають водоносний шар на всю потужність, від рівня води до покрівлі підстильного водотривкого шару. Недосконалі дренажі такі, у яких дно не доведене до водотривкого шару. У досконалі дренажі вода надходить тільки з боків, а в недосконалі вода може проникати з боків і через дно (рис. 5.13).

Рис. 5.13. Схеми вертикальних дренажів: 1 – недосконалий;

2 – досконалий; 3 – верховодка; 4 – водотривкий шар;

5 – водознижувальні свердловини; 6 – рівень ґрунтових вод після їх зниження