| 2. Описание схем водопонижения и проектирования водопонизительных установок Как и при расчетах притока воды в котлованы, контурные схемы водопонизительных установок приводятся к равновеликому кругу радиуса r0, см. формулы (III-1) и (III-1,а). Расчет притока воды к водопонизительным установкам также производится для двух горизонтов воды в реке или водоеме — меженного и паводкового. Для упрощения расчетов неоднородная толща грунтов рассматривается как однородная; приведенное значение коэффициента фильтрации определяется по формуле (III-2). При расчете контурных водопонизительных установок определяют: дебит установки, при котором в пределах заданного контура обеспечивается заданное понижение уровня грунтовых вод (в безнапорных водах) или напора (в напорных водах); необходимое количество и глубину заложения скважин или иглофильтров для захвата расчетного количества воды. Для котлованов, разрабатываемых в напорных пластах, общий дебит совершенных колодцев, расположенных по периметру котлована (рис. III-8), вычисляется по формуле 
Глубина воды в колодцах определяется по формуле (III-10) 
Рис. III-8. Схема контурной водопонизительной установки совершенного типа при ее работе в напорных водах
1 – пьезометрический уровень грунтовых вод до работы установки; 2 – водопонизительные скважины; 3 – пьезометрические депрессионные кривые при работе установки В формулах (III-1) – (III-10): Q – общий дебит, м3/сут; k – коэффициент фильтрации, м/сут; H – толщина безнапорного водоносного пласта или высота непониженного пьезометрического уровня над водоупором, м; hk – высота пониженного пьезометрического уровня грунтовых вод в центре участка, считая от нижнего водоупора, м; R – радиус влияния при работе водопонизительной установки, м; r0 – приведенный радиус водопонизительной установки, м; m – толщина напорного водоносного слоя, м; h0 – глубина воды в колодцах, м; n – число колодцев; l – расстояние между соседними колодцами по окружности радиусом rc, м; rc – радиус колодцев, м. Радиус влияния котлованов и кольцевых водопонизительных установок приближенно может быть подсчитан по формуле И. П. Кусакина 
где R – расчетный радиус влияния, м; S — понижение в центре котлована или водопонизительной установки, м; Н — толщина водоносного слоя, м; k — коэффициент фильтрации, м/сут. С учетом продолжительности откачки радиус влияния определяется по формуле 
где t— время, истекшее с начала откачки, сут; M—коэффициент водоотдачи грунта. Расчетную продолжительность откачки t для иглофильтровых установок принимают равной 2—5 суткам. Ориентировочные значения коэффициента водоотдачи приводятся ниже. 
Если расстояние l1 от центра котлована или водопонизительной установки до линии уреза воды в водоеме меньше радиуса влияния, полученного по формулам (III-11) и (III-12), то в выражениях (III-3) —(III-7) и (III-9) вместо R принимается 2l1 Задача расчета контурной водопонизительной установки решается подбором. Вначале задаются некоторым числом скважин n в установке и понижениями уровня воды в них (принимая при этом радиус скважин rс по конструктивным соображениям) и по формулам (III-7) или (III-9) определяют общий дебит установки и каждой скважины Q'=Q/n. Затем по формулам (III-8) или (III-10) находят высоту пониженного уровня в центре участка. Варьируя числом скважин и понижениями, останавливаются на такой схеме, при которой в центре поля обеспечивается заданное положение уровня грунтовых вод. Дебит каждой скважины Q' должен быть равным или несколько меньшим водозахватной способности скважин f, т. е. Q<f. Водозахватная способность скважин определяется по формуле  , (III-13)
где ƒ—водозахватная способность скважины, м3/сут; l0—длина водоприемной части (фильтра) скважины, м;  —допустимая входная скорость фильтрации, м/сут.
Величина  может быть приближенно подсчитана по формуле С. К. Абрамова  (Ш-14)
где  — входная скорость фильтрации, м/сут; k— коэффициент фильтрации водоносного пласта, м/сут. Длина и диаметр фильтра определяются дебитом трубчатого колодца, условиями залегания водоносных горизонтов и характером водосодержащих пород с учетом размещения в колодце соответствующего водоподъемного оборудования. Наружный диаметр фильтра может быть высчитан по формуле  (Ш-15)
Наружный диаметр d скважины отсчитывают: в дырчатом и щелистом фильтрах — от наружной поверхности фильтровой трубы; в сетчатом фильтре — от наружной поверхности фильтра; в проволочном фильтре — от наружной поверхности проволочной обмотки; в гравийном фильтре — от наружной поверхности фильтрующей обсыпки. 3. Характеристики и конструкции водопонизительного оборудования При грунтовом водоотливе используют: легкие иг-лофильтровые установки, эжекторные водопонизительные установки, артезианские турбинные и глубинные насосы погружного типа, установки вакуумного водопони-жения, оборудование для электроосушеция грунтов. Грунтовый водоотлив осуществляется в тех случаях, когда осушаемые породы обладают достаточной водопроницаемостью, характеризующейся коэффициентом фильтрации. Грунтовый водоотлив обычно не может быть применен в грунтах с коэффициентом фильтрации менее 1 — 2 м/сут. из-за малых скоростей движения грунтовых вод. В этом случае используются вакуумирование или способ электроосушения, основанный на свойстве передвижения воды в глинистых грунтах под действием постоянного тока (электроосмос). |
