Главная »
Книжные издания1 ...
42 43 44 45 46 47 48 ТАБЛИЦА 19.25. ФОРМУЛЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЫСОТЫ ВЫСАЧИВАНИЯ ДЛЯ СКВАЖИК С НЕЗАТОИЛЕННЫМ ФИЛЬТРОМ
№ схемы
Расчетная схемй
Расчетная формула
Совершенная скважина
H = Т/ 0,158 fA. (in JiL. + ц]+ vi - i/ft.
г k \ k J
где -0 определяется в зависимости от радиуса скважины по табл. 19.26.
ТА Б
Несовершенная скважина
ЦА 19.26. ЗАВИСИМОСТЬ ВЕЛИЧИНЫ Т1 ОТ РАДИУСА СКВАЖИНЫ
0,03
0,05
0,075
0,125
0,15
0,175
3,79 2,78 1,96 1,39 0,94 0,58 0,27 О
0,225
0,25
0,275
0,35
-0,27 -0,56 -0,75 -0,83 -1,15 -1,39 -1,95
Считая, что скважины имеют равные дебиты, определяем производительность одно>1 из них:
= 3249/4 = 812 м^сут.
Принимая диаметр скважины по обсыпке 0,426 м (по иаоужному диаметру обсадно.! трубы), длину фильтра определим по формуле (19.15):
й >--= 4,77 м.
400.0,213У 8
Принимаем два звена фильтра заводского изготовления: b =2-3 = 6,0 м.
Проверяем понижение в точке N. по формуле (19.22). Для этого преобразуем ее с учетом того, что сква:>кины раваодебитные, и, применяя подстановку h = = (2Я-5)/2, приводим указанную формулу к виду:
5= Я-
Затем вычисляем значения функции понижения от действия каждой скважины для точки м по формуле схемы 2 табл. 19,24:
от скважин № 1 и 2 (л: = -20 м, L = 150 м, р=54 м)
0,159 Ш rid! - + 4.150.20 +,S41. 3
. 54
от скважин № 3 и 4 (а-=-50 м, L = 120 м, р=76 м)
f3 =
: 0,159 hi
У 4 -120 + 4-120-50 +54 =о,268;
S/ = 2-0,285 + 2-0,268 = 1,11.
0,В 0,1
0,1 О
-0J8 -0,11 0,06 О 0,0д 0,12 0,13 0,2 0,3 0,35в:8,
Рис. 19.25. Кривые функций G и О,
| | | | | \ Ml | | | | |
| | | | | 11 ф Ml | | в | | | |
ц | щ | Щ | | |
| | | | | . ti) щ щ | | | | | |
| | | | | | | | 12 , | | |
| | | | | II \ | | | | | |
| | | | | T-~s-- | | , \ \ \ \ \ | | -V- - | |
| | | | | | .1 \ | ы | \ \ | | |
| | | | | и я. 1 | \ 1 1 и | \ \ 1 | | ч |
Понижение в точке М составит:
5 = 25- у 25= -2-812.1,П/8 = 5,01 м.
Следовательно, расчет необходимой производительности скважии выполнен правильно.
По преобразованной формуле (19,22) определяем понижение в скважинах № 3 и 4 (Л=21=240 м), которое будет наибольшим. Предварительно задаемся уровнем воДы в скван^ине, в 2 раза превышающим расчетную длину фильтра, г/ = 12 м и, проектируя
фильтр затопленным, получаем = 6/12=0,5. Соответственно по рис. 19.24 находим е = 0,7, откуда по формуле (19.21) дополнительное сопротивление на несовершенство скважины составит
Ф =
1 -0,5 2.3,14-0,5
0,213
. - 0,7J =0,42.
Определяем значение а по формуле (19.25): а = е-2-3,14.0,42 0,072.
Функция понижения от действия самой скважины по формуле (19,23) с учетом формулы (19,25):
fhl{2) =0,159 In
0,072.0,213
= 1,54.
Значения функций понижения для скважины № 3 (или № 4) от действия остальных скважин определяем по формуле схемы 2 табл. 19.24:
от скважины Ns 1 (х=30 м, L=150 м, р=76 м)
П = 0.159 Ш /4.15(Я- 4.150.30 -1-76 0,207;
от скважины № 2 (=30 м, L=150 м, р=42 м)
= 0,159 i /-l-30-- 4.150.30-f4g
от скважины № 4 (х=0, L=120 р=40 м):
0,159 in LiiH21+i2L== 0,287;
Щ(2) = 54 + 0,207 -f- 0,297 -f- 0,287 = 2,за
Понижение уровня воды в скважине № 3 (или № 4) определяем по преобразованной формуле (19,22):
5=25 - -/252-2-812.2,33/8 = 12,67 м.
а значение уровня воды в скважине t;, равное 12,33 м, близко к предварительно принятому, поэтому пересчет не требуется.
Принимая отстойник высотой 2 м, получим глубину скважин от уровня воды 12,674-64-2=20,67 м.
Пример 19.6. Рассчитать линейную скважинную систему (рис. ,19.27) для длинной траншеи, расположенной вдоль области питания на расстоянии от нее (считая до расчетной точки) 200 м, на период установившегося режима фильтрации подземных вод, но на сравнительно непродолн^ительный период укладки коммуникаций. Подземные воды безнапорные, Я= =25 м, k=l2 м/сут. Требуемое понижение принимаем на 1 м ниже дна траншеи -- 5 = 7 м.
Решение. Водопонизительные скважины располагаем со стороны траншеи, противоположной зафиксированной области питания, на расстоянии 15 м от расчетной точки. Со стороны реки получим: радиус депрессии с правой стороны =2004-15=215 м;
фильтрационное сопротивление потока с этой (правой) стороны на 1 м по длине системы (по формуле схемы 2 табл. 19.18) Ф ,j =215-15=200 м; приток по
формуле (19.1) с использованием подстановки /i = = (2Я-S)/2:
12 (2.25 - 7) 7 2.200
= 9,03 м7(сут.м).
Положение по линии скван^ин определяем по формуле (19.17);
S = 25 - yW - 2.9,03-215/12 = 7,64 м.
С левой стороны /г. = (2-25-7,64)/2 = 21,18 м.
Радиус депрессии с левой стороны водопонизительной системы (со стороны, противоположной реке) вычисляем по формуле (19.3):
R = 2-7,64-j, 12-25 = 264,66
Поскольку х=0 (понижение и приток определяют ся на линии сквагкин), Ф численно равно р,
т. е. 264,66, Приток с левой стороны системы находим по выражению (19,1):
12-21,18-7,64 264,66
= 7,34 м7(сут -м)
Суммарный приток на 1 м длины водопонизительной системы
д = 9,03 -f 7,34 = 16,37 M/cyT.
Рис. 19.26. К примеру 19.5. (размеры в м)
Рис. 19.27. К примеру 19.6 (размеры в м)
400.0,136-12
1,6 м.
Принимаем требуемый подпор для насоса 1 м, расстояние от первой ступени насоса до нижнего торца электродвигателя 1 м, от низа нижнего торца электродвигателя до низа фильтра I м. Таким образом, слой воды от сниженного уровня в скважине до низа фильтра следует принять равным 3 м. Для определения полной глубины скважины и полной длины фильтра, проектируя его незатопленным (учитывая непродрлжительный срок службы скважины и предусматривая дополнительную аэрацию водоносного пласта для улучшения условий водопонижения), следует вычислить высоту пониженного уровня в скважине и высоту высачивания.
Задаемся первоначально уровнем воды в скважине несколько ниже, чем на линии: 1/=25-7,64=17.36 м;
f=l5 м; b 1 = 3/15=0,2; ЗсЛ. По рис. 19.24 находим 8=0.2. Сопротивление без учета несовершенства вскрития слоя определяем по формуле (19,20):
1 [п-II-==0.35.
2.3,14 2-3,14.0,219
Дополнительное фильтрационное сопротивление из-за несовершенства скважины по степени вскрытия находим по выражению (19.21):
1 -0,2 /, 3 N
6,28-0,2 \ 0,11 )
:1,98.
Полное внутреннее фильтрационное сопротивление системы составит:
Ф' = 0,35-Ы,98 = 2,33.
Уровень воды в скважине находим по формуле (19.19):
= /l7,36=-2.197.2,33/12 = 15 м.
Определенный расчетом уровень воды в скважине незначительно отличается от первоначально пршято-го, поэтому пересчет ие требуется. Высоту высачивания определяем по формулам габл. 19.25:
= 0,158 iL(,
197 \
-fO,78 +15=-15 =
12 \ 12 = 0.31 м,
где Т1=0,78 определено из табл. 19.26 по интерполяции
для rj = 0,136 м;
ДН. =
0,31
imp 1 - (15 - 3)/[2 (15-j-0,31)]
= 0,52 м.
Верх фильтра принимаем примерно на 1 м выше высачивания воды в скважине, тогда полная длина фильтра составит: b /=3-Ь0,52-Ы ==4,5 м. а полная глубина скван4ины от уровня подземных вод прн высоте отстойника 2 м составит 25-15-ьЗ-Ь2= 15 и.
19.4.4. Расчет иглофильтровых водопонизительных систем
Определение параметров водопонизительной системы из легких иглофильтров сводится к совместному решению двух уравнений, одно из которых характеризует гидравлические параметры иглофильтровой установки, а другое вырансает условия фильтрации воды в грунте при работе этой установки. Расчет системы, включающей несколько установок, сводится к расчету одной установки,
29-213
Принимая расстояние между скважинами 0=12 м, получим необходимую производительность скважины:
dh = 16,37 .12 = 197 м'Усут.
Диаметр фильтра по обсыпке (по наружному диа- 3,2 метру обсадной трубы) составит 273 мм. .Минимальную высоту фильтра определяем по формуле (19.15):
1Л
0,8 0,i
о 8 /2 /6 20 2 28 32 36 40 itkb,м/сут
Ркс. 19.28. Зависимость допускаемого дебита к одному иглофильтру от коэффициента фильтрации грунта
Первое уравнение представляется в виде:
Уьт = Ур - iivac 4- IqihUknfh) +
-f 1,34-10-CQp; (19.26)
второе уравнение с учетом фильтрационного сопротивления иглофильтров имеет вид: для контурной системы
Упг=-Н-8{\+ ТЦпр rifh Ф)]; (19.27)
для линейной системы
УНг==Н-8{Я + аФ1иТ)1Ф, (19.28)
где q j- приток подземных вод к одному иглофильтру, м^сут: <7 j=Qp/ , <7у/,.цз (здесь - допускаемый приток к одному иглофильт-
ру, м сут, определяемый по рис. 19.28); Qp-приток подземных вод к одной установке, м^сут: Qp= = Q/.np; и /-число иглофильтров в установке, шт.; п -число установок в системе; - коэффициент ф^мьтрации грунта в прифильтровой зоне или песча-но-гравийной обсыпке, для которой k принимается 15-25 м/сут- I - коэффициент потерь напора в иглофильтре, принимаемый при продолж 1тельности эксплуатации установки на одном объекте до 1 меС; от 1 до 6 и более 6 мес. соответственно 0,3; 0,4 н 0 5м ~~ коэффициент потерь напора во всасывающем коллекторе установки (определяется по рИс. 19.29), сут^/м ; г/- высота от водоупора до сниженного уровня воды у иглофильтра, м; Ур - высота расположения оси насосного агрегата над водоупо-ром; Г -глубина водного потока на лИнии иглофильтров, м (при напорном режиме фильтрации Т-= h, при безнапорном - Т = у ; : Ф - внешнее фильтрационное сопротивление, принимаемое в формуле (19.27) по схеме 1, а в формуле (19.28) по схеме 2 (при /=1) табл. 19.18; Ф;у:-фильтрационное сопротивление одного иглофильтра, принимаемое при расстоянии между иглофильтрами 0,75; 1,5; 2,25 и 3 м
соответственно 1; 0,8: 0,7 и 0,65 м
Пример 19.7. Определить необходимое число установок ЛР1У-6, шаг иглофильтров и глубину их погружения при осушении котлована, выполненного в песчаном безнапорном водоносном слое. Данные для расчета приведены на рис. 19.30. Срок эксплуатации водопонизительной системы на объекте составит 5 мес, период достижения при откачке расчетного пониженного уровня подземных вод / = 5 сут.
Решение. Приведенный радиус водопонизительной системы определяем по формуле (19,3); Г
J- = Ieo. 205/3,14 = 65Д м.
30 25
20 18 16
1к
10 9 6 7 6 5
Ч
7 8 3 10 15 20 25 30 0 50 60 1 ,М
°глах
Рте. JS.29. Зависимость коэффициента s от длины наибольшей ветви коллектора lртах
Рис. 19.30. Расчетная схема (размеры в м)
Радиус влияния системы при заданном времени достижения расчетного уровня вычисляется по зависимости (19.9). Для этого сначала находим по фор.муле (19.11) значение уровнепроводности:
20 (2-15 - 3,5)
2-0,12
2208 м-/сут.
откуда:
/? = 65,1 -М,7 2208-5 = 244 м;
h = (2- IS - 3,5)/2=: 13,25 м.
Определяем значения Ф по формуле табл. 19.18:
схемы 1
1п (244/65,1)
= 0,21.
2-3,14
Приток к водопонизительной системе вычисляем по формуле (19.1):
Q = 20-13,25-3,5/0,21 = 4417 м7сут.
10,9 Щв
WJ 10.5
7,5 1,675 2.25 2.625 б,М
Рис. 19.31. К определению у^ I -по формуле (19.26); 2 - по формуле (19.27)
При периметре системы 540 м требуемое число установок Пр 540/100=<6; длина коллектора одной
установки /j= 540/6=90 м; приток ч одной установке Q р=4417/6=736,2 м^сут=31 м'/ч, что позволяет откачивать воду насосом № 2 (см. далее табл. 19.37). При шаге иглофильтров 1,5; 2,25; 3 м и соответствен-:но 60, 40, 30 шт. =736,2/(30-24) = 1,02 м'/ч, т. е.
меньше определенного по рис. 19.28 для fe=20 м/сут значения д f.s п^1ч.
Вычисления значений г/ по формулам (19.26) и (19.27) (при 1/р =16-6=10 м; Т^у^ -H-S--
= 15-3,5=11,5 м; 5=0.4 м * и Z< определяемому по рис. 19.29 для наибольшей длины ветви коллектора /fj=50 м) сведены в табл. 19.27.
По результатам расчетов, приведенных в табл. 19.27, строим два графика (рис. 19.31), которые пересекаются практически на линии, отвечающей значению а=3 м. Этот шаг и принимаем для размещения иглофильтров; соответствующее значение у^. =10,8 м.
Глубина погружения иглофильтров, отсчитываемая от оси насосного агрегата, с учетом длины фильтрового звена 0.94 м и необходимого запаса 0,5 м составляет; i f 16-10,80-i-0,94-b0,5~6,7 м.
При выполнении расчетов возможен случаи, что кривые, приведенные на рис. 19.31, не пересекутся в интервале построения. Это указывает на следующие обстоятельства:
если график, построенный по формуле (19.26), расположен выше графика, построенного по формуле (19.27) или (19.28), то из этого следует, что насос расположен слишком высоко и для достижения требуемой величины понижения уровня подземных вод его следует переместить ниже или рассмотреть вопрос об устройстве ярусной системы водопонижения;
ТАБЛИЦА 19.27. К ПРИМЕРУ 19.7
0, м | | | По формуле (19.26) | По фор.муле (19.27) |
0,4-736,2 | 1. сут^/м^ | 1,34-10 - X 1 736,2 м | | | 1 6 ;-0,2lJ | | |
| | | | 0,245 | | 0,269 | 10,514 | | 3,926 | 11,074 |
2,25 | | | | 0,368 | | 0,283 | 10,650 | | 4,059 | 10,941 |
| | | 0,65 | 0,491 | | 0,312 | 10,803 | | 4,192 | 10,808 |
если график, построенный по формуле (19.26), расположен ниже графика, построенного по формуле (19.27) или (19.28), то нз этого следует, что значение вакуума, развиваемого установкой, используется неполностью и расчет параметров системы молшо вести по формуле (19.27) или (19.28) без учета формулы (19.26).
Параметры водопонизительных систем с применением установок типа УВВ [3] можно определить по той же методике, что и при установках типа ЛИУ, но с учетом более высоких значений вакуума во всасывающем коллекторе. Значение вакуума следует принимать равным 9-8,5 м в грунтах с коэффициентами фильтрации менее 1 м/сут и 8,5-8 м в грунтах с коэффициентами фильтрации 1-2 м/сут.
При определении глубины погрулсения иглофильтров следует соблюдать условие, чтобы верх фильтрового звена располагался не выше уровня капиллярной каймы. Высота капиллярного поднятия в грунтах с коэффициентами фильтрации 0,1-2 м/сут приближенно определяется по формуле
ellk. (19.29)
Как правило, з^становки типа УВВ откачивают воду в неустановившемся режиме, что требует определения периода, необходимого для достижения расчетного понилсения уровня подземных вод:
/=/-2 т/а (19.30)
где г - приведенный радиус контупной системы или половина расстоугни.ч между двумя линейными системами, м; т - определяется как т=/ {В) по рис. 19.32, если величина расчетного понижения 5 задана в середине между двумя линейными устаповка.ми, или по рис. 19.33, если S задана в центре контурной системы; в напорном слое BSIiH-yj. ), в бе:знапор-
ном B==S{2HS)/{H--tj-); а - в напорном водоносном слое а==а р^ъ безнапорном а=а .
Фильтрационный расчет водопонизительных систем с эжекторными установками тина ЭИ и ЭВВУ выполняется аналогично расчетам систем со скважинами, оборудованными глубинными насосами. При этом аналогично расчету систем с установками УВВ следует определить период достижения требуемого понилсения, а таклсе выполнить гидравлический расчет элсек-торных водоподъемников и найти параметры рабочего центробежного насоса.
Гидравлическим расчетом эжекторных водоподъемников [1] определяются расходы рабочей воды и напор на входе в иглофильтр hw, а таклсе подача рабочего насоса Qw и развиваемый им напор Я„. Шаг иглофильтров молсет составлять 1,5 или 3 м в зависимости от коэффициента фильтрации грунта, режима фильтрации и глубины требуемого понижения уровня подземных вод (см. табл. 19.16). 29*
0J 0,2 0,5 0,5- 1
20 50 50 mot
Рис. 19.32. Зависимость т от S для линейны:* водопонизительных систем
Рис. 19.33. Зависимость % от В для контурных водопонизительных систем
Для элсекторного водоподъемника установок типа ЭИ-70 и ЭВВУ с диаметром сопла насадки 7 мм значения qw и Ну, определяются по рис. 19.34 в зависимости от расстояния по вертикали от сопла эжектора до места излива Hiif и от вакуума Н..ас, развиваемого в прифильтровой зоне и принимаемого 9-8 м в грунтах с коэффициентами фильтрации менее 1 м/сут и 8-7 м в грунтах с коэффициентами фильтрации 1-2 м/сут.
Общие потери в напорных трубопроводах эжекторной водопонизительной системы определяются по формуле
ДЯ = {QIKdisY I + bV(2a), (19.31)
где Q - полный расход воды в трубопроводе, м^сут; Z - длина трубопровода, м; К jg ~ Р'сходная характеристика трубопровода, принимаемая в зависимости от его внутреннего диаметра d по табл. 19.28; v - скорость воды в трубопроводе, составляющая обычно 1-2 м/с; Л - коэффициент местных гидравлических сопротивлений, равный в установках ЭИ-70 и ЭВВУ для всасывающего трубопровода 10-20, а для распределительного 35-45.
Пример 19.S. Определить параметры насосов для оборудования эжекторных установок ЭИ-70, применяемых для водопонижения при лроходке туннеля мелкого заложения. Туннель проходит в безнапорном водоносном слое с коэффициентом фильтрации fe = =0,4 м/сут. Данные для расчета представлены на рис. 19.35.
Решение. Согласно табл. 19.16, назначаем шаг иглофильтров 1,5 м. Водопонижение осуществляем по двухрядной линейной схеме, последовательно органы-
Глава 19. Вс/допонижёние
4,wykrj120 то 80 60 W 20 О ]fr
т т
т т
т
80 70
в 12 15 20 2k H.,M
Рис. !9.34. к определению расхода и AaBJseHHH рабочей воды эжекторного иглофильтра
Рис. 19.35. К примеру 19.8 (размеры в м)
ТАБЛИЦА 19.28. ЗНАЧЕНИЯ РАСХОДНОЙ
ХАРАКТЕРИСТИКИ К
d, м | f<dis- | d, м | |
0,15 | 0,165 | | 1,05 |
0.-2 | 0,355 | 0,35 | 1,59 |
0.25 | 0,643 | | 2,25 |
зуёмой участками по 70 м вдоль трассы проходки туннеля. Общая длина водопонизительной системы 70-2 = 140 м.
Принимаем, что на трассе будут работать четыре установки (по две с каждой стороны). Необходимое число иглофильтров в каждой установке составит Пу. =140/(4-1,5)=-23,3 24 шт., которые будут размещены вдоль распределительного трубопровода на расстоянии 1,5-24=36 м.
Расстояние от сопла эжектог-а, расположенного на 1 м выше водоупора, до уровня излива, находя-
щегося на 1,5 м выше поверхности ;.емли, принимаем равным 12,5 м. Величину, вакуума развиваемого эжекторным водоподъемником, принимаем: Н~ =8,5 м. -
По рис. 19.34 определяем расход рабочей воды на один эжектор: =132 м7сут=5,5 м^ч, напор Н
=73 м.
Требуемая подача иасоса калсдой установки составляет:
= 132.-24 = 3168 м^/сут = 132 м^ч.
Находим потерн напора в распределительном и всасывающем трубопроводах. Для распределительного трубопровода di = 0,15 м получаем A;i = 40, а расходную характеристику К=0,165 находим по табл.
19.28.
При размещении насоса в середине распределительного трубопровода расход рабочей воды на каждую ветвь коллектора составит: =132: 2=66 м7ч.
Тогда скорость воды в трубопроводе будет:
1 =
4-66
3600-3,14-0,15
= 0,96 м/с.
Потери напора в распределительном трубопроводе по формуле (19.31) составят:
ДЯ1 =
3600-0,165
\3 о 96
36-f 40-Ь^ =2,27 м. 2-9,81
Для всасывающего трубопровода 2=10 -М и йч= =0,2 м принимаем А,2=12, а расходная характеристика трубопровода, определяемая по табл. 19.28, составляет /Cj.j =0,355. . Скорость движения воды в
трубопроводе будет:
4 -132
3,14-3600-0,2-:
= 1,33 м/с.
Определяем потери напора во всасывающем коллекторе по формуле (19.31):
10-f 12
1,33° 2-9,81
= 1,17 м.
3600-0,355 Общие потери напора
ДЯ = ДЯ1 -f АЯ = 2,27 -f 1,17 = 3,44 м. Требуемый напор в системе водопонижения Яр = -f ДЯ = 73-f 3,44 = 76,4 м.
Принимаем оборудование установки насосами Д200-95, имеющими подачу 150 mVh и напор 94 м.
19.4.5. Расчет дренажей
Понижения уровней воды в центре S контуре 5с ко.яьцевого дренажа несовершенного типа связаны между собой уравнением [2]
5с л Н-
2г
/ т
Ф
Г \ Г
Т
= 5о
8г
2г Т
Ф
Г
£ Т
(19.32)
где Т - напор на контуре дренажа: для схемы 3 табл. 19.18 T=h; для схемы 4 той же таблицы Г= = г/р,=Я-5 ;
(19.33)
Ф,(/-/Г), (f2iR/T) и F{r/T) находят по рис. 19.36.
По уравнению (19.32) можно при заданном понижении в центре кольцевого дренажа определить требуемое его заглубление, принимаемое равным необходи.мому понижению уровня подземных вод на контуре дренажа, и, на-
д
h Z 2 1 О -1 -2
5 2 1 О 1
0,1 О
-0,1 -0,2 .0,5
Т
Г
достигнуто понижение в его центре. Уравнение (19.32) решается числовым подбором или графически.
При заданной глубине заложения кольцевого дреналса приток к нему вычисляется по формуле (19.1) и схемам 3 и 4 табл. 19.18. Понижение уровней подземных воД в точках, внешних по отношению к контуру дренажа, рекомендуется определять по формуле (19.16) исходя из найденного по выралсению (19.1) притока.
При расчете исходя из заданного понижения в точке на расстоянии х от оси линейного дреналса следует вначале определить приток к дренажу по формуле (19.1) и схеме 2 табл. 19.18, а затем, используя формулы схем 5 и б табл. 19.18, найти требуемую глубину заложения линейного дренажа.
Трубчатые дрены рекомендуется подбирать по табл. 19.29, в которой приведены значення Q, л/с, и V, м/с, для керамических, асбестоцементных, бетонных и лселезобетонных труб.
Пример 19.9. Определить глубину заложения кольцевого дренажа и приток к нему Q при размера.х контура 20X20 м. требуемом понижении уровня подземных вод в центре осушаемой площадки So=6 м. коэффициенте фильтрации fe=10 м/сут, водоносном слое Л =14 м, радиусе дрены (по наружному слою обсыпки) 0,5 м и понижении уровня вОды над водо-упором (/=Я-So=14-6=8 м.
Решение. Приведенный радиус кольцевого дренажа определяем по формуле (19.5):
г г= /гО.20/3,14 11 м.-: Радиус депрессии вычисляем по уравнению (19.3):
Рис. 19.36. Значения
функций F(rlT)
Ц>ЛПТ); ф2=(/?/Г);
оборот, при принятой глубине заложения кольцевого дренажа определить, какое может быть
= 11 4-2-6 )/ lO. 14 150 м.
Глубину заложения дренажа находИм путем графического решения уравнения (19.32). .Для этого, задаваясь последовательно тремя значениями .S., равными 6,25; 6,5 и 7 м, вычисляем соответствующие им значения отдельно левой f, и правой Fs частей урав-
ТАБЛИЦА 19.29. РАСХОД И СКОРОСТЬ ДВИЖЕНИЯ ВОДЫ В ТРУБАХ
| | | Значения Q, л/с, и у, м/с, при степени | наполнения трубопровода |
Диаметр условного прохода, мм | Уклон , % | | | | | | | | | |
| | | | | | | | | | | |
| | | 3,69 | 0,56 | 5,39 | 0,61 | 7,19 | 0,65 | 10,3 | 0,69 | 10,5 | 0,58 |
| | 3,75 | 0,57 | 5,56 | 0,63 | 7,46 | 0,67 | 10.9 | 0,72 | 11,1 | 0,63 |
| 4,32 | 0,65 | 6,41 | 0,72 | 8,61 | 0,78 | 12,5 | 0,83 | 12,8 | 0,72 |
| | | 4,83 | 0,73 | 7,17 | 0,81 | 9,63 | 0.87 | | 0,92. | 14,3 | 0,81 |
| | | 6,56 | 0,56 | 9,73 | 0,62 | 13,1 | 0,66 | | 0,71 | 19,5 | 0,62 |
| | 8,04 | 0,69 | 11,9 | 0,76 | | 0,81 | 23,3 | 0,87 | 23,9 | 0,76 |
| 9,28 | 0,79 | 13,8 | 0,88 | 18,5 | 0,94 | 26,9 | | 27,5 | 0,88 |
| | | 10,4 | 0,88 | 15,4 | 0,98 | 20,7 | 1,05 | 30,1 | 1,12 | 30,8 | 0,98 |
| | 0.3 | 10,3 | 0,56 | 15,3 | 0,62 | 20.5 | 0,67 | 29,9 | 0.71 | 30,6 | 0,62 |
| | 14,6 | | 21,6 | 0,88 | 29,0 | 0.94 | 42,3 | | 43,2 | 0,88 |
| 16,8 | 0,92 | 25,0 | 1,02 | 33,5 | 1,09 | 48,8 | 1.16 | 49,9 | 1,02 |
| | | 18,8 | 1,03 | 27,9 | 1,14 | 37,5 | 1,22 | 54,5 | | 55,8 | 1,)4,; |
| | | 16,8 | 0,64 | 24,9 | | 33,4 | 0,76 | 48,6 | | 49,8 | |
| | 23,7 | | 35,2 | | 47,3 | 1,07 | 68,8 | 1,14 | 70,4 | 1 , |
| 27,4 | 1,04 | 40,6 | 1,15 | 54.5 | 1.23 | 79,4 | 1.31 | 81,2 | 1,15 . |
| | | 30,6 | 1,16 | 45,4 | 1,29 | 61,0 | 1,38 | 88,8 | 1,47 | 90,8 | 1,29 |
Примечание. Для приведенных в таблице диаметров минимальные уклоны даны исходя из обеспечения незаиляемости труб.
ТАБЛИЦА 19.30. К ПРИМЕРУ 19.9
S, м | Г, м | г Т | R Т | f г \ \ т ) | | 1 Т J | | | |
6,25 | 7,75 7,5 | 1,42 1,47 1.57 | 19,35 20 21.43 | 4, .95 4,9 | 2,15 | -0,19 -0.195 ~0,2 | 5,17 5,1? 5,17 | 72,7 77,6 87,9 | 78,7 80,4 83,8 |
Примечание, == 5 + -у- ~ ( 7 ) {~т) }
f R \
30 88
8S Bk 82 80 78 73 Ik 72.
6:i 5,3 6Ji 6,5 6,5 6,7 6,8 6,9 Рис. 19.37. К определению
нения (19.32); точке пересечения графиков функций Fl и 2 будет соответствовать искомое значение S
Вычисления сводим в табл. 19.30. Получаем глубину заложения 5=6,71 м путем графического решения
двух уравнений: FAS) н 2(5) (рис. 19.37).
Для определения притока к кольцевому дренажу вычисляем значения ср по формулам схемы 4 табл. 19.18 при ft=(A4-(/)/2=(14 + 7,29)/2 10,6 м:
150-
7,29
Ф
11 + 7,29 3,14-11
8,11 0,5
2-3,14
= 0,5.
Приток подземных вод к кольцезому дренажу определяем по формуле (19.1):
Q = 10-10,6-6,71/0,5 = 1430 м7сут.
Пример 19.10. Определить приток к линейному дренажу и вычислить понижения в точках по нормали к оси дренажа при его заложении на глубине 5=5 М в напорном водоносном сное при ft=10 м, Л=12 м/сут, Я=15 м, Г;=0,1 м. Источники питания водоносного слоя не определены.
Решение. Радиус депрессии дренажной установки определяегл по формуле (19.4):
= 10-5 У12 ~ 175 м.
Фильтрационное сопротивление находим по уравнению схемы 5 табл. 19.18:
2-10 ,
+ 175 = 197.
3,14 3,14.0,1
Приток подземных вод на 1 м линейного дрена-sa с одной стороны вычисляем по выражению (19.1):
(7 = 12.10-5/197 = 3 м7сут. Полны'й приток ка 1 м дренажа с двух сторон
Q = & м^сут. Понижение уровня подземных вод в заданных точках на линии, нормально;, к осп дренажа, вычисляем из формулы (19.1) и равнения схемы 2 табл. 19.18. Вычисления при ?/(/г/0 =3/(12.10) =0,025 сводим в табл. 19.31.
ТАБЛИЦА 19.31. К ПРИМЕРУ 18.10
| | R~x, | S = 0,025Х | | | S = 0,025Х |
X, м | м | X{R-x). м | X, м | и | K(R - x),u |
| | 4,25 | | | 1,87 |
| | 4,13 | | | 0,62 |
| | 3,88 | | | |
Пример !Э.11. Для условий примера 19.3 требуется выбрать продольный уклон и определить диаметр трубчатой дрены, располоненной вдоль дл.чнной стороны пластэвого дренажа. Приток подземных вод к пластовому дренажу Q = 860 м^/сут=9,95 л/с.
Решение. Уклон трубчатой дрены принимаем i= =0,004 из условия минимального объема земляных работ Е траншее ч минимального заглубления дрены ниже дна котлована. Диаметр трубчатой дрены выбираем по табл. 19.29 исходя из максимального притока к пластовому дренажу, принятого уклона и степени наполнения трубопровода, равной 0,6.
При Q д^=9,95 л/с, 1 = 0,004 и /i=0,6d минимальный диа.метр трубы составит d=200 мм.
19.5. ОБОРУДОВАНИЕ И ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ
19.5.1. Водоотлив
При водоотливе используются серийно выпускаемые центробежные насосы для воды, при необходимости для загрязненной воды, или погружные электронасосы для загрязненной воды типа ГНОМ (табл. 19.32).
19.5.2. Дренаж
При устройстве траншейных, трубчатых и галерейных дренажей работы должны начинаться с прокладки сбросных участков от дренажной сети до открытых водоприемников или существующих коллекторов дождевой канализации при самотечном выпуске, а при перекачке воды - со строительства насосной станции и водоотвода.
При устройстве .цренажей используются общестроительное оборудование и машины, применяемые для земляных, санитарно-техни-
ТАБЛИЦА 19.32. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ НАСОСОВ ТИПА ГНОА1 (ГОСТ 20763-73)
Марка насоса
| | | | | | н | |
| | о | ю | о | | о | CS 1 |
Параметры | о | | | о | со ю | S |
| | | | | | | |
| | о | о | о | о | о | о |
| | | | к | | | |
| | | | | | с | |
Подача, м^/ч.......... | | | | | | |
Напор, м........... | | | | | | |
Мощность электродвигателя, кВт . | 1Д | | | | | |
Габариты, мм......... | 278Х210Х | 500 X | 260X327X600 | 327X260X660 | 295Х260Х | 530Х 385Х |
| Х240* | | | | |
Масса, кг........... | | | | | | |
Допустимый размер твердых вклю- | | | | | | |
чений в воде, мм....... | | | | | | |
Допустимое содержание в воде ме- | | | | | | |
ханических примесей, % . . . . | | | | | |
Допустимая температура воды, °С | 35 | | | | | |
* Диаметр насоса.
ТАБЛИЦА 19.33. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ НАСОСОВ
Марка насоса | Подача, м^/ч | Напор, м | Мощность, кВт | Частота вращения, мин~~ | Габариты, мм | Масса, кг |
| | f 18 | 20,5 | 5,79 | | | |
| J 120 | 11,3 | 6,96 | 3000 | 1215X390X655 | |
| | I 130 | | 6,91 | | | |
| | Г s | 21,7 | 2,38 | | | |
| J 36,4 | 15,9 | 3,14 | | 1120X385X540 | |
I 60 | | 3,76 | | | |
К 160/30 | | | | 1500 | 1470X615X075 | |
К 290./30 | | | | 1500 | 1640X710X656 | |
КМ 4Ь'55 | | | 10,5 | 3000 | 847 X 385 X 435 | |
КМ 90/35 | | | 10,8 | 3000 | 847 X 403 X 440 | |
КМ 160/20 | | | 10,9 | 1500 | 877 X 472X 505 | |
Д200-95(4НДв) | | | | | 830X640X520 | |
Д200-36(5НДв) | | | | 1500 | 830X 800X 620 | |
Д320-50(6Н,Цв) | | | | 1500 | 830X970X700 | 380- |
ческих и водопонизительных работ. Основные типы центробелсных насосов, применяемых в насосных станциях дреналсных систем, приведены в табл. 19.33.
Устройство пластового дренажа в котловане включает следующие виды работ: срезку, зачистку и планировку дна котлована до проектных отметок; укладку трубчатых дрен, включая подготовку под них, устройство пес-чано-гравийной обсыпки; укладку фильтрующей постели по дну котлована последовательно участками из песчаного слоя с уплотнением его легкими катками; укладку поверх песчаного слоя гравия или щебня. При выполнении работ нельзя допускать нарушений в сопряжении щебеночного слоя постели со щебеночной обсыпкой труб.
19.5.3. Водопонизительные скважины
Бурение скважин производится ударно-канатным, вращательным и гидравлическим способами. Наиболее распространенные станки
ударно-канатного 19.34.
бурения приведены в табл.
ТАБЛИЦА 19.34. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ СТАНКОВ УДАРНО-КАНАТНОГО БУРЕНИЯ
| | Марка станка |
Параметры | т | | § |
| | И | ш | |
| | | |
| | . >> | >. | |
Максимальная глубина | | | |
бурения, м ...... | | | |
Максимальный диаметр | | | |
бурения, мм..... | | | |
Грузоподъемная сила ле- | | | |
бедок, кН: | | | |
талевой ...... | | | |
желоиомной .... | | | |
инструментальной . . | | | |
Высота мачты, м . . . | 13,5 | | 11.6 |
Грузоподъемная сила | | | |
мачты, кН...... | | |
Мощность двигателя, кВ | | | |
Габариты станка (в ра- | | | |
бочем положении), м: | | | |
длина ....... | | | |
ширина...... | | 2,64 | .2,7 |
высота ...... | 12,75 | | |
Масса станка с мачтой и | | | |
двигателем, т . , . , | | 12,8 | 11,1 |
Глава 19. Водопонижение
ТАБЛИЦА 19.35. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ СТАНКОВ ВРАЩАТЕЛЬНОГО БУРЕНИЯ
..... Параметры | Марка станков |
УГБ-50М | УГБ-iBC | УРБ-ЗА2 | 1БА-15В | УРБ-600 | FA-12 |
Основной способ бурения | Вращательный | Вращательный с промывкой | Вращательный с обрат- |
| | шнеко.м | | | | ной промывкой и удар- |
| | | | | | | но-канатный |
Номинальная глубина буре- | | | | | | |
ния, м......... | | | | | | 250/250 |
Диаметры бурения, мм; | | | | | |
начальный ...... | | | | | 490 [ | 1270/600 |
конечный ....... | | | | | 214 J |
Высота мачты, м..... | | 8,65 | 18.4 | 18,4 | 22,4 | 13,12 |
Максимальная грузоподъем- | | | | | |
ная сила. кН...... | | | | | | |
Установленная мощность | | | | | | |
главного привода, кВт . . | | | | | | |
Габйриты станка (в транс- | | | | | | |
портном положении), мм; | | | | | | |
длина ........ | 8000 | 6540 | 10 850 | 10 860 | 12 460 | 13 100 |
ширина . ..... | 2250 | 2380 | 3 000 | 3 ООО | 2 650 | 2 480 |
высота ........ | 3500 | 2730 | 3 750 | 3 750 | 4 160 | 3 560 |
Масса стан.к:а, т..... | 6,235 | 6,045 | 13,6 | 14,7 | 22,7 | 15,82 |
ТАБЛИЦА 19.36. ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ СКВАЖИННЫХ НАСОСОВ
Марка
Мощность электродвигателя, кВт
Длина насоса, мм
Марка
Мощность электродвигателя, кВт
Длина насоса, мм
Агрегаты электронасосные центробежные СЕважинные для воды
ЭЦВ5-4-125
ЭЦВ5-6,3-80
1ЭЦВ6-4-130 .
1Эи:Вб-4-190
ЗЭЦВ6-6,3-85
4ЭЦВ6-6,3-85
ЗЭЦВб-6,3-125
4ЭЦВ6-6,3-125
1ЭЦВ6-10-50
ЗЭЦВ6-10-80
1ЭЦВ6-10-110
1ЭЦВ6-10-140
1ЭЦВ-10-185
ЭЦВ6-10-235
ЗЭЦВ6-16-50
ЗЭЦВ6-16-75
ЭЦВ6-16-75Г
ЭЦВ6-16-110Г
ЭЦВ6-25-140ХГ
ЭЦВ6-25-140ХТрГ
ЗЭЦВ8-16-140
1ЭаВ8-25-100
2ЭЦВ8-25-10С
2ЭЦВ8-25-150
1ЭЦВ8-25-150ХТрГ
ЭЦВ8-25-300
ЭЦВ8-40-60
2,8 2,8 2,8 4,5 2,8 2,8 4,5 4,5 2,8 4,5 5,5 8 8 11 4,5 5,5 5,5 8
16 16 11 11 11 16 22 32 11
1890 1620 1700 2041 1358 1484 1564 1710 1361 1415 1713 1891 2222 2799 1502 1708 1640 1Е60 3291 3291 1795 1832 1822 2128 2658 4190 1666
ЭЦВ8-40-180 2ЭЦВ 10-63-65 2ЭЦВ 10-63-110 1ЭЦВ!0-бЗ-150 2ЭЦВ10-63-150 1ЭЦВ10-63-270 ЭЦВ10-120-60 ЭЦВ10-160-35Г 1 ЭЦВ 12-160-65 1ЭЦВ12-160-!00 1ЭЦВ12-210-25 2ЭЦВ 12-210-55 1ЭЦВ12-210-145 2ЭЦВ12-255-301 ЭЦВ 12-375-301 ЭЦВ14-210-300Х ЭЦВ16-375-175Х
32 22 32 45 45 65 32 22 45 65 22 45 125 32 45 250 250
2960 1720 2125 2504 2415 3234 2150 1867 1966 2157 1747 2330 3390 1602 1860 5679 5626
Агрегаты водоподъемные с электродвигателем над скважиной
АТН8-1-7 7,5 33 396
АТН8-1-11 10 46 154
АТНа-1-16 13 69 915
АТН 8-1-22 17 93 358
20А-18X1-1 75 27 210
20А-18X3-1 250 83 375
24А-18X1-1 250 43 797
Примечания: 1. Типоразмеры агрегатов ЭЦВ соответствуют ГОСТ 10428-79.
2. Требуемый подпор для насосов от ЭЦВ5-4-125 до 1ЭЦВ12-210-25-1 м; от 2ЭЦВ12-210-55 до 2ЭЦВ12-255-301, а-также ЭЦВ14-210-300Х-2 м; для ЭЦВ12-375-301 и ЭЦВ16-375-175Х-б м.
3. Буквы в марке агрегатов обозначают: А - артезианский; В - водяной; Г--допускается повышенное содержание твердых механических примесей в воде; Н - насос; Т - турбинный; Тр-допускается повышенная температура воды; X - допускается химическая активность воды; Ц - центробежный; Э -с приводом от погружного электродвигателя.
4. Числа в марке агрегатов обозначают: первое (для насосов типа ЭЦВ - первое после букв) - внутренний диаметр фильтровой колонны, уменьшенный в 25 раз и округленный; второе - для насосов типа А быстроходность, типа АТН - тип рабочего колеса, типа ЭЦВ - производительность, м^/ч; третье - для насосов типа А-число корпусов насоса, типа АТН - число рабочих колес; типа ЭЦВ - напор, м.
При гидравлическом бурении фильтровые или обсадные колонны скважин погружают в грунт с помощью гидроразмыва. В грунтах с большим водопоглощением дополнительно к воде подается сжатый воздух. Эффективно сочетание гидроразмыва с вибрационным воздействием на погружаемую колонну.
В скважинах, предназначенных для установки в них насосов с трансмиссионным валом,
Вращательное бурение ведется с прямой или обратной промывкой. При бурении с применением глинистых растворов необходимо обеспечить эффективную разглинизацию скважин. Параметры станков вращательного бурения приведены в табл. 19.35. При применении фильтров без обсыпки диаметр бурения должен быть больше диаметра фильтровой колонны на 50--10Q мм.
1 ...
42 43 44 45 46 47 48
