Горизонтальные дренажные скважины

Горизонтальный дренаж в откосах карьера

Такой дренаж можно применять при проведении разрезной траншеи, после вскрытия водоносных песков кровли и в период эксплуатации карьера как самостоятельной в сочетании с открытым водоотливом или как вспомогательный для перехвата подземных вод при осушении поля карьера водопонижающими скважинами. Для этого с уступа карьера вращательным или гидравлическим способом бурят и устанавливают фильтровые колонны в водоносном слое кровли полезного ископаемого (рис. 1).

Рис. 1. Горизонтальная дрена, заложенная в песках кровли полезного ископаемого.
Пунктиром показано положение уступа, дрены и депрессионной кривой на конец рассматриваемого периода. Все размеры даны в метрах

Длина горизонтальных дрен диаметром 108–215 мм зависит от технических качеств станка и должна быть возможно большей (не менее 30 м). Расстояние между дренами определяется характером осушаемых пород и рассчитывается по формулам; оно колеблется в пределах 20–70 м. Дрену прокладывают с уклоном не менее 0,003 в сторону уступа карьера, чтобы скорость движения воды в ней была более 0,3 м/с; при такой скорости не происходит заиливания дрены выносимыми мелкими частицами песка.

Горизонтальные скважины проходились на Стойленском железорудном, Алексеевском марганцевом, Назаровском буроугольном и других карьерах разными буровыми установками (СИО-5, МГБ-2, СБМ-ЗУ и др.).

Для бурения горизонтальных скважин ВИОГЕМом разработана и выпускается малыми сериями буровая установка УЛБ-130, которая представляет собой машину вращательного бурения для проходки горизонтальных скважин в рыхлых и связных обводненных горных породах. Бурение скважины диаметром до 200 мм, длиной до 90 м и оборудование ее водопроницаемой части фильтром осуществляется под защитой рабочей (обсадной) трубы.

Вода от горизонтальных скважин отводится в водосборник карьера по трубам прибортового закрытого дренажа или по открытой траншее, расположенным вдоль осушаемого уступа.

Во избежание поломки экскаваторов, работающих на осушаемых уступах карьера, желательно применять дренажные скважины с гравийным заполнителем, стеклопластиковые или другие неметаллические фильтры.

Учитывая большую эффективность, простоту оборудования и невысокую стоимость горизонтальных скважин по сравнению с вертикальным дренажем их необходимо шире использовать в качестве основных средств осушения в период эксплуатации карьера.

Может быть интересно

www.xn--e1aaitdso4b.xn--p1ai

Горизонтальный и вертикальный дренаж на участке

Дренажные системы – одни из важнейших инженерных сооружений, необходимых для удаления воды, используемой в технологическом процессе на производстве, для отведения дождевых и грунтовых вод с городских улиц, приусадебных участков и территорий дач. И это не полный перечень того, где применяются функциональные особенности дренажных систем. Они, в свою очередь, исходя из применения, делятся на системы:

горизонтального функционирования;
вертикального функционирования;
комбинированного функционирования.

Разница монтажа и единство функций

Избыток влаги крайне негативно влияет на сохранность строений и рост садовых и огородных культур. Поэтому при обустройстве участка обязательно нужно предусмотреть сооружение системы водоотведения с помощью дренажа.

Вертикальный дренаж представляет собой сложные инженерные сооружения на определенном участке, состоящие из трубчатых колодцев или скважин, которые объединяют в единую систему с водопроводящими устройствами. Они подключаются к единой насосной станции или к отдельным насосным агрегатам. Из этих колодцев вода удаляется путем откачки, что приводит к понижению ее уровня около них. Вертикальный дренаж тем и важен, что дает возможность производить отбор вод с больших глубин, чем это доступно горизонтальному. Обладает глубинный дренаж особой уникальностью. Если на участке есть водоносные горизонты, обладающие хорошими поглощающими возможностями, и они не используются для водоснабжения, то с помощью вертикальных колодцев вода может быть в них сброшена.

Вертикальный дренаж служит для принудительного удаления воды из горизонтов, требующих осушения. Так, при неглубоком залегании грунтовых вод, через колодцы их можно откачать с помощью простых центробежных насосов с поверхности грунта. Если удаление вод предстоит с больших глубин, то в колодцы опускаются глубинные насосы. Вертикальный дренаж также действует в различных условиях с помощью вакуумных или эрлифтных систем, работающих от централизованных компрессорных станций.

Комбинированный дренаж состоит из горизонтальной дрены, контактирующей с рядом вертикальных дрен. При этом каждый из колодцев работает, как самоизливающийся, поскольку его устье опущено ниже общего уровня грунтовых вод. Эта система имеет еще ряд конструктивных особенностей.

Наиболее распространенными и эффективными, считаются по праву горизонтальные дренажные конструкции.

Горизонтальные дренажи – практическая необходимость

Обустройство дренажных систем – это практическое решение проблемы удаления избытка влаги на участке или строительной площадке.

Грунтовые воды есть повсюду, и потому при любых видах строительных или земляных работ глубина их залегания — одно из ключевых условий при разрешении производить работы на конкретном участке. Существуют и общесанитарные требования для глубины нахождения грунтовых вод. На участке городской и промышленной застройки – не менее 1,5 метра от поверхности грунта. Что касается защиты от подтоплений грунтовыми водами фундаментов зданий, подвалов в них, тоннелей или инженерных подземных галерей, то грунтовые воды не могут быть ближе, чем полметра ниже их подошв. При возведении многоэтажных зданий и сооружений – 3-3,5 метра. Вот тогда и необходимо применение горизонтальных дренажей.

Горизонтальные виды дренажей представлены:

канавами и лотками;
закрытыми, трубчатыми, галерейными, пристенными, пластовыми и застенными дренами;
дренами с совмещением с водостоками.

Применение их также отличается конструкцией и внешними условиями. В пригородной зоне и на участке с малоэтажной застройкой без подвалов и при небольшой глубине на устойчивых грунтах применяются дренажные канавы. Они одновременно служат и для отвода поверхностных вод. Для надежности функциональности их желательно облицевать камнем или бетоном.

Для небольшой глубины используют и дренажные лотки. Наиболее надежные изготавливают из железобетонных конструкций.

Для отвода грунтовых вод с глубины 2-3 метров используют закрытые дрены. Они представляют собой траншеи, которые заполняют фильтрующими материалами. Их недостаток — быстрое заиливание, поэтому, они не рекомендуются для применения на промплощадках.

При общих функциях трубчатые дрены отличаются от закрытых, ибо внизу траншей, заполняемых песчано-гравийным материалом, для свободного стока дренажных вод укладываются керамические или асбестоцементные трубы. Наиболее широкое применение они находят в городском и промышленном строительстве.

Наиболее распространенные виды дренажей — пристенные дрены, которые располагаются снаружи фундамента зданий и защищают его от подтоплений грунтовыми водами, от проникновения их в подвалы, подземные коммуникации при неглубоком залегании водных пластов.

Этой же цели служат пластовые дрены, но при условии присутствия под оберегаемыми ими сооружениями более мощного водоносного слоя. Они просты по конструкции, но обладают высокой эффективностью функций. Отличаются гораздо более широким спектром применения. Они прекрасно защищают конструкции и от гравитационной, и от капиллярной воды, а потому применяются для защиты подвалов, теплосетей, отвода под дорогами.

Застенные дрены обычно засыпаны фильтрующим материалом, укладываются за опорной стенкой с трубой или без трубы в пределах высоты выхода грунтовых вод и служат снижению давления на стенки.

Наименее распространены в применении галерейные дрены. Обычно это трубы большого поперечного сечения, изготовленные из различных материалов, имеющие дренажные отверстия и обсыпку. Применяются, когда необходим пристальный контроль над функционированием дренажа.

Устанавливаем сами

Каждый домовладелец выбирает наиболее подходящую из систем дренажа, основываясь на индивидуальных особенностях собственного участка. Сложные системы применяются при промышленном строительстве, а вот на дачном или приусадебном участке самым приемлемым становится горизонтальный дренаж. Будет ли он открытого или закрытого типа, зависит от места и задач, рельефа и общей дизайнерской композиции, и от уровня залегания грунтовых вод.

Самое простое и примитивное сооружение – дренажные канавы. Но выглядят они не самым лучшим образом, нуждаются в водосточных решетках для более эстетичного восприятия.

Потому, если нужен дренаж на участке для отвода вод от стен дома, любого другого сооружения, для удаления избытка влаги в саду и на огороде, для сохранения пешеходных дорожек и т.п., лучше всего подходит горизонтальная дренажная система закрытая, отличающаяся простотой монтажа, несложными земляными работами. После разработки плана расположения системы на участке, проводят выкапывание канавки. Размеры глубины и ширины канавки зависит от диаметра дренажной трубы в зависимости от интенсивности водоотвода. Затем в желоб укладываются дрены из специальных перфорированных труб, которые желательно обернуть геотекстилем, — он лучше предохранит от заиливания. Важным условием является расчет наклона канавки, поскольку движение отведенных вод происходит самотеком. Несложно, надежно, необходимо.

kanalizaciyalite.ru

Дренаж

Дренаж – это способ осушения той или иной территории (подтопленные гражданские и промышленные сооружения, орошаемые и осушаемые земли, месторождения полезных ископаемых, массивы горных пород) путем сбора и отвода подземных гравитационных вод в естественные понижения (реки, озера и т.п.) или искусственные сооружения (каналы, горные, выработки и другие).

Дренаж может осуществляться либо непрерывно в течение длительного времени, либо иметь кратковременный характер (например, во время строительных работ). В первом случае водопонижение достигается при помощи дренажных сооружений, во втором — при помощи средств строительного водопонижения.

В зависимости от применяемых устройств для захвата дренажных вод различают горизонтальный, вертикальный, комбинированный и пластовый дренаж.

Горизонтальный дренаж может состоять из дрен открытого и закрытого типа.

Вертикальный дренаж представляет собой группу связанных между собой водоотводными устройствами скважин, используемых для откачки.

Комбинированный дренаж состоит из сочетания горизонтальной дрены с рядом вертикальных дрен.

Пластовый дренаж применяется для защиты отдельных сооружений и коммуникаций от подтопления подземными водами при повышении их уровня.

В горном деле дренаж применяется для защиты шахт и карьеров от подземных вод путем перехвата их при помощи дренажных устройств в период строительства и эксплуатации горных предприятий.

Дренажные устройства разделяются на поверхностные, подземные и комбинированные.

К поверхностным относятся вертикальные водопонижающие и водопоглощающие скважины, горизонтальные дренажные скважины, иглофильтровые установки и опережающие поверхностные траншеи, к подземным — дренажные штреки, сквозные фильтры, восстающие скважины, водопонижающие колодцы, а также опережающие выработки (горизонтальные и наклонные скважины). Комбинированные дренажные устройства включают комплекс поверхностных и подземных выработок.

Дренажные устройства по схеме расположения в плане разделяются на кустовые, линейные, контурные, сетчатые, а в разрезе — на одногоризонтные и многогоризонтные, коллекторные и бесколлекторные, по срокам сооружения — на опережающие, параллельные и совмещенные; по срокам службы — на стабильные и скользящие. Водопонижающие скважины (диаметром 200-800 мм) проходят для снижения уровня (напора) в водоносных горизонтах, залегающих на глубине 25-500 м, мощностью свыше 10 м, с коэффициентом фильтрации более 1 м/сут, их бурят до подошвы горизонта, при пересечении горизонта устанавливают фильтры или перфорированные трубы (в трещиноватых породах). Водопоглощающие скважины сооружают для перепуска воды из верхних горизонтов с низкими фильтрационными свойствами в нижние, с более высокими фильтрационными свойствами. По конструкции водопоглощающие скважины аналогичны водопонижающим. Горизонтальные дренажные скважины (диаметром 50-300 мм) сооружают для самотечного осушения уступов карьеров в песчаных породах. Их длина достигает 100 м. Иглофильтровые установки применяют для временного и локального понижения уровня подземных вод в песчаных и песчано-глинистых породах с коэффициентом фильтрации 0,2-0,3 м/сут. Опережающие траншеи сооружают для снижения уровня воды в маломощных (до 10 м) и неглубоко (до 15 м) залегающих водоносных горизонтах при помощи специальных траншейных экскаваторов.

Источники: Гидродинамика дренажа. Олейник А.Я. Киев, 1981; Защита карьеров от воды. Абрамов С.К., Газизов М.С., Костенко В.И. — М., 1976.

fireman.club

3.3.3. Кольцевые дренажные системы

Кольцевую (контурную) систему дренажа применяют для защиты отдельных подземных сооружений или участков, на которых располагается целая группа таких сооружений. В этой системе чаще устраивают дренажи горизонтального типа, состоящие обычно из трубчатых дрен, расположенных по контурам защищаемого участка (см. рис. 18)

Рис.18. Кольцевой дренаж

а - горизонтального типа; б - вертикального типа; в - комбинированного типа; I - смотровой колодец; 2 - кольцевая дрена; 3 – непониженный уровень подземных вод; 4 - пониженный уровень подземных вод; 5 - кольцевые дрены; б - водоупор; 7 - дренажный колодец.

3.3.4. Площадной (систематический) дренаж

Систематический дренаж предназначен для защиты от подтопления больших территорий, преимущественно при инфильтрационном питании грунтовых вод. Дрены распределяют по всей площади в виде нескольких ниток. В горизонтальных дренажах дрены-осушители, как правило, располагаются параллельно друг другу. В них главным образом и поступают подземные воды из междренного пространства, вследствие чего происходит понижение их зеркала до требуемой глубины.

Система осушителей примыкает к дренам собирателям или же непосредственно к магистральному коллектору, отводящему дренажные воды в водоприёмник. Назначение собирателей состоит в том, чтобы принять воду от осушителей и транспортировать её к магистральному коллектору.

Рис. 19. Площадной (систематический) дренаж горизонтального и вертикального типа

а - дренаж горизонтального типа; б - дренаж вертикального типа; 1 - непониженный уровень подземных вод, 2 - пониженный уровень; 3 - дрены-осушители; 4 - водоупор; 5 - дренажный коллектор; 6 - смотровые колодцы; 7 - направление стока дренажных вод

Горизонтальный площадной дренаж следует применять при питании подземных вод "сверху" за счёт инфильтрации атмосферных осадков поверхностных и хозяйственных вод при сравнительно неглубоком залегании подземных вод от поверхности земли, при относительно небольшой мощности водоносного слоя и в тех случаях, когда на дренируемой территории требуется произвести небольшое понижение уровня подземных вод.

В случае же питания водоносного горизонта "снизу" за счёт подземных напорных вод, в особенности при необходимости большого водопонижения, целесообразно применять площадной вертикальный дренаж.

В вертикальных дренажах осушителями являются трубчатые колодцы, вскрывающие водоносные слои. Трубчатые колодцы в площадном дренаже вертикального типа располагают по дренируемой территории также более или менее равномерно и чаще всего объединяют в единую систему водопроводящими системами.

3.4. Степень гидродинамического несовершенства подземных дренажей

Дренажи могут иметь различную степень гидродинамического несовершенства, т.е. полностью или частично прорезать дренируемый водоносный пласт. Если основание горизонтального дренажа или забой вертикального доходят до водоупора, то дренажи называют совершенными, если не достигают водоупора – несовершенными. В комбинированном дренаже вертикальные элементы обычно работают как совершенные системы, а горизонтальные - как несовершенные.

Рис.20. Схема размещения дренажа в водоносном пласте

а - дренажи несовершенного типа; б - дренажи совершенного типа; 1 - бытовой уровень грунтовых вод; 2 - кривая депрессии

Лекция № 7

Тема: Конструкции дренажей

В дренажных сетях выделяют дрены - осушители, понижающие УГВ, и дрены-собиратели, удаляющие воду за пределы территории в места сброса или водосборники.

Особое значение имеют дрены-осушители. Именно их конструктивное решение определяет тип дренажа, поскольку отводящие сети мало отличаются от дождевых сетей.

studfile.net

Презентация на тему: Горизонтальный гравитационный дренаж

Является наиболее распространенным видом дренажа, применяется для защиты от подтопления грунтовыми водами значительных территорий, небольших участков или отдельных сооружений и, как самостоятельный элемент инженерной зашиты, обычно

укладывается на глубинах до 6 – 8 м. В ряде случаев, например при устройстве сопутствующих дренажей различных коммуникаций и тоннелей или дренажей, укладываемых внутри контура заглубленной части сооружения, а также при устройстве лучевых дренажей

горизонтальные дрены могут укладываться и на глубину, значительно превышающую указанную.

В современных условиях промышленной и городской застройки обычно устраивается закрытый дренаж трубчатого типа, хотя при определенных обстоятельствах не исключается применение и открытого горизонтального дренажа в виде траншеи или канала.

Разновидностью горизонтального дренажа является пластовый дренаж.

В современной практике три основных конструктивных типа дренажей:

•традиционной конструкции с трубчатой основой из керамических, асбестоцементных, бетонных, чугунных, реже пластмассовых труб с двумя-тремя слоями фильтрующей обсыпки из рыхлого сортированного материала - песка, гравия, щебня;

•с трубчатой основой и фильтрующими обертками из различного типа тканых и нетканых минеральных или полимерных материалов. Эти обертки могут применяться как самостоятельно, так и в сочетании с обсыпками из рыхлых материалов;

•с применением трубофильтров в сочетании с одним слоем песчаной обсыпки, или с фильтрующей оберткой, или без таковых.

Крупность материала и количество слоев рыхлых обсыпок в дренажах традиционной конструкции подбирается в зависимости от условий дренирования, вида дренируемого грунта и выбранных форм и размеров водоприемных отверстий.

Прием воды из пласта производится либо через стыковые зазоры между дренажными трубами, либо через круглые отверстия или щелевые пропилы в стенке трубы.

Пробивать отверстия в стенке труб запрещается.

Впоследнее время для соединения дренажных труб применяют также эластичные пластмассовые (полиэтилен, капрон) муфты с отверстиями, выполняющими роль водоприемных.

Вконструкциях с применением фильтрующих оберток из минеральных материалов (стекловолокнистые холсты и сетки, маты из штапельного базальтового волокна или стекловаты и др.) тканые материалы обычно применяются в сочетании с войлоком, матами и т.п. или в сочетании с однослойной песчаной обсыпкой.

Конструкции горизонтального трубчатого дренажа с применением трубофильтров из пористого бетона на цементном связующем или из полимербетона позволяют вести строительство дренажей на современной индустриальной основе. Применение таких конструкций снижает затраты на строительство дренажей, сокращает применение ручного труда и уменьшает сроки строительства, а также позволяет обеспечивать более тщательный контроль за выполнением технических требований по устройству дренажа.

Трубофильтр представляет собой трубу с пористыми стенками, сочетающую функции водоотводящей трубы и фильтрующей обсыпки. В песчаных грунтах трубофильтры укладываются без обсыпки, в связных грунтах - с одним слоем обсыпки песчаным грунтом или с оберткой их по спирали стеклохолстами в четыре-пять слоев при толщине стеклохолста 0,5 мм и в два слоя при толщине стеклохолста 1 мм.