Для осушения выемок применяют открытый водоотлив и искусственное понижение уровня грунтовых вод. Открытый водоотлив выполняют при небольших притоках грунтовых вод, когда этот способ не снижает несущей способности грунта, и обеспечивает устойчивость откосов выемок.
Приток воды Q при открытом водоотливе рассчитывают исходя из скорости притока q, м3/ч, которая зависит от вида грунта: мелкозернистый песок — 0,16, среднезернистый — 0,24, крупнозернистый — 0,3—3, трещиноватые скальные породы — 0,15—0,25:
где S —площадь дна и вертикальных проекций стенок выемок ниже уровня грунтовых вод, м2;
для выемок, расположенных на водоупоре
для выемок, расположенных выше водоупора
где В' — ширина выемки на уровне горизонта грунтовых вод; В — ширина выемки понизу; Н — уровень грунтовых вод от дна котлована, L — длина выемки.
Искусственное понижение уровня грунтовых вод осуществляется иглофильтровыми установками на глубину 4—5 м при коэффициенте фильтрации грунта К=1—40 м/сут. Приток воды Q к замкнутым иглофильтровым установкам для котлована рассчитывают по формуле
а к установкам, смонтированным вдоль траншей, по формуле
где а — коэффициент; h — глубина необходимого понижения уровня грунтовых вод, м; Q-100 — приток воды, м3/ч, па 100 м траншеи с двух сторон; β — коэффициент, равный 1—3; при малых значениях К, большой мощности водоносного слоя (свыше 7—8 м) в малых сроках строительства величина β ближе к 3.
Число иглофильтров определяют исходя из пропускной способности одного иглофильтра.
При необходимости понижения уровня воды более чем на 5 м применяют двухъярусные установки и эжекторные иглофильтры.
При траншейных разработках иглофильтры располагают в один ряд с одной стороны траншей или в два ряда с двух сторон. Однорядную установку применяют при расстоянии от конца игл до оси траншеи не более 2,5 м.
В грунтах с коэффициентом фильтрации менее 10 м/сут иглофильтры устанавливают с обсыпкой и з гравия и крупного песка.
При соответств енной мощности установленных насосов притоку воды время осушения котлована, ч, определяют по формуле
где F — площадь ограждения иглофильтрами, м2.
При необходимости понижения уровня грунтовых вод до 15— 20 м применять многоярусную систему водопонижения иглофильтровыми установками нецелесообразно. В этом случае используют эжекторные установки ЭИ-2,5, ЭИ-4; ЭИ-4а, ЭИ-6. Применение эжекторных иглофильтров эффективно в слоях грунта с коэффициентом фильтрации до 15 м/сут, а также при откачке газонасыщенных грунтовых вод и близком от дна выемки залегании грунтовых вод.
Эжекторная установка (табл. VI.1.20) включает в себя иглофильтры с эжекторным устройством, распределительный трубопровод и центробежный насос.
VI.1.20. Эжекторные иглофильтры.
Показатели | ЭИ-2,5 | ЭИ-4 | ЭИ-4а | ЭИ-6 |
Подача насосной установки | — | 150—250 | 320-540 | 320-540 |
Диаметр иглофильтров, мм число иглофильтров | 63 | 100 | 100 | 150 |
Коэффициент фильтрации, м/сут Высота подъема воды, м | 0,5-3 | 3-8 | 8—20 | 20-50 |
Объем откачиваемой грунтовой воды составит величину 0,8 Qp ( Qp — расход рабочей воды для питания эжектора).
Иглофильтровые установки с вакуумированием до 40—60 Па (табл. VI. 1.21) применяют для осушения мелкозернистых грунтов, плохо отдающих воду. Для создания вакуума установку дополнительно снабжают вакуум-насосом или эжектором с воздухоотделителем, клапанами, системой рукавов. Установки применяют для грунтов с коэффициентом фильтрации 0,01—10 м/сут. Эффективность откачки грунтовых вод в грунтах с небольшой фильтрацией (до 2 м/сут) увеличивается при наложении поля постоянного электрического тока. Под воздействием тока содержащаяся в порах вода перемещается от положительного электрода к отрицательному. В качестве отрицательного электрода используют иглофильтр, в качестве положительного — стержни из арматурной стали или газовые трубы, которые забивают в грунт рядами, параллельными рядам иглофильтров, с расстоянием 0,8—1 м между рядами и 1—1,2 м между стержнями. Плотность тока 1 А/м2 при напряжении 60—80 В.
Выбор системы водопонижения зависит от коэффициента фильтрации грунта и глубины понижения уровня грунтовых вод (табл. VL1.22).
На рис. VI. 1.15—VI. 1.18 представлены схемы производства земляных работ при строительстве крупных тепловых и атомных электростанций.
VI. 1.15. Схема перемещения земляных масс при строительстве Экибастузской 1— ГЗУ; 2 — отвал грунта; 3 — приемно-сдаточная станция; 4 — прочие здания и сооружения; 5 — пром площадка; 6 — ОВК; 7 — мазутохозяйство; 8, 9 — главный корпус; 10 — стройдвор; 11 — котельная; 12 — АБК; 13 — пристанционный узел; 14 — подстанция строительная; 15, 16 — БНС; 17 — насосная станция № 1 (водопровод); 18 — отвал почвенно-растительного грунта; 19 — деловой отвал № 4; 20 — отвал гравелистых грунтов № 2; 21 — отвал в приурезной зоне водохранилища; 22 — внеплощадочные дороги и коммуникации; 23 — водохранилище; 24 — деловой отвал гравелистых грунтов; 25 — деловой отвал песчаных грунтов № 3; 26 — глубинный водозабор; 27, 28 — отвал растительного грунта; 29 — насосная продувка водохранилища
V1.1.16. Котлован Пермской ГРЭС (главный корпус) в осях 1-17
Для однородных грунтов могут быть рекомендованы следующие значения коэффициентов фильтрации, м/сут:
VI. 1.17. Разработка котлована под главный корпус ГРЭС
1 — направление движения бульдозера Д-271 при зачистке дна котлована; 2 — самосвал МАЗ-205; 3— экскаватор Э-1252; 4 — коллектор водопонизительной установим 1-го яруса; 5 — то же, 2-го яруса; б, 7 — 1-й и 2-й ярусы разработки котлована
VI. 1.18. Разработка котлована под главный корпус АЭС
VI. 1.19. Сооружение подземной части аппаратного отделения АЭС: 1 — бульдозер БМ-4; 2, 4 — автосамосвалы; 3 — ДЭК-25; 5 — бетонируемая конструкция алиты
VI. 1.20. Сооружение подземной части машзала главного корпуса АЭС
/ — плита подготовки; // — подкладные плиты по плите подготовки; III — плита пригруза; IV — фундамент турбогенератора; V — конденсационный пол; 1, 4, 5, 9 — автокраны КС-4571; 2 — автосамосвал ЗИЛ-ММЗ-555А; 3, 6 — бульдозеры БМ-4; 7 — бетононасос «Вортингтон»; 8 — ДЭК-25
VI. 1.22. Сводный план временных автодорог водопонизительных установок котлована главного корпуса АЭС с ВВЭР- 1000
VI. 1.23. Схема разработки первого яруса котлована главного корпуса АЭС с ВВЭР-1000
VI.1.24. Схема разработки котлована главного корпуса АЭС с РБМК.-1000 / — рыхлитель Д-652АС на тракторе Д-250; 2, 3 —стоянки экскаваторов Э-1252; 4 — автосамосвал КрАЗ-256; 5—бульдозер-рыхлитель Д-652АС; ί—бульдозер Д-271
VI.1.25. Схема разработки котлована главного корпуса АЭС с РБМК-1000 экскаваторами
1 — экскаватор-драглайн Э-1252 Кв 2; 2 — пионерная траншея Кв 2 (2-й ярус); 3 — холостой ход Э-1252 № 2; 4 — направление движения экскаватора-драглайна Э-1252 Кв 4; 5 — то же, № 3; 6 — пионерная траншея Кв 1 (1-й ярус); 7 — экскаватор-драглайн Э-1252 Кв 1
VI. 1.26. Система водопонижения в котловане водоподводящего канала
1 — прогнозируемый УГВ после наполнения пруда-охладителя; 2 — сниженный пьезометрический уровень при работе иглофильтров 1-го яруса
