Установка вакуумного водопонижения: Вакуумное водопонижение — принцип работы, технология устройства – Особенности установок вакуумного водопонижения

Особенности установок вакуумного водопонижения

Особенностью установок типа УВВ в отличие от установок типа ЛИУ является то, что они работают с глубоким вакуумом (4–6 м вод. ст.) в приемных звеньях иглофильтров. Вакуум интенсифицирует движение грунтовых вод и этим увеличивает эффект водопонижения. При работе водопонизительной установки из ее всасывающей системы (иглофильтры и коллекторы) откачивается не только вода, но и воздух, просачивающийся к приемным звеньям иглофильтров через осушенный грунт из атмосферы.

Рассмотрим две модификации установок УВВ: УВВ-1 и УВВ-2.

Установки УВВ-1 и УВВ-2 имеют существенные конструктивные различия.

В комплект установки УВВ-1 входят: 

• один специализированный насосный агрегат УВВ-1
• 24 звена всасывающего коллектора диаметром 150 мм, длиной по 4,5 м каждое
• 100 легких иглофильтров длиной по 7 м.

Грунтовая вода и воздух откачиваются насосным агрегатом установки. В приемную камеру агрегата вода и воздух поступают обособленно через воздухоохладитель. После грубой очистки на сетках приемной камеры вода и воздух попадают в вакуум-насос и затем в распределительную камеру, из которой воздух уходит в атмосферу, а вода — частично в сбросную линию, частично (около 1 л/сек) к небольшому центробежному насосу, подающему ее на питание водяного кольца вакуум-насоса и к его сальникам.

Распределительная камера служит для приема необходимого количества воды, заливаемой перед пуском агрегата. При остановке агрегата в распределительной камере и корпусе вакуум-насоса остается вода, которой вполне достаточно для зарядки.

• Производительность насосного агрегата: по воде — до 7 л/сек, по воздуху — 1,5–1,8 м³/мин.
• Мощность электродвигателей вакуум-насоса ВВН-12 — 28 кВт, центробежного насоса 1½ К-6 — 1,7 кВт.

Все механизмы, вспомогательные устройства и коммуникации агрегата смонтированы на опорной раме.

В комплект установки УВВ-2 входят:

• насосный агрегат
• всасывающий коллектор
• иглофильтры
• сбросной трубопровод.

Насосный агрегат состоит из центробежного насоса ЗК-6, циркуляционного резервуара со смонтированным на нем водовоздушным эжектором и приемного патрубка с водоводяным эжектором.

• Производительность насоса — 47 л/сек, напор — 32,5 м вод. ст.
• Мощность электродвигателя А02-72-4 — 30 кВт, скорость вращения — 146 об/мин.
• Производительность агрегата: по воздуху — 0,65 м³/мин, по воде — 10 л/сек.

Всасывающий коллектор диаметром 150 мм состоит из 12 звеньев длиной по 4,5 м каждое. В установке предусмотрено 50 легких иглофильтров длиной по 7,5 м. Сбросной трубопровод установки выполнен из резинотканевых рукавов диаметром 150 мм.

Приведенный комплект оборудования отвечает лишь некоторым средним условиям. Фактический набор оборудования должен быть установлен для каждого конкретного объекта с учетом геологического строения участка и особенностей производства работ.

Может быть интересно

III.2.3.г. Установка вакуумного водопонижения

III.2.3.г. Установка вакуумного водопонижения

Для вакуумного водопонижения предназначены установки УВВ-1м и УВВ-2. Они используются для осушения мелкозернистых грунтов (пылеватых и глинистых песков, супесей, легких суглинков, илов, лессов). Установки типа УВВ-1м можно применять для грунтов с коэффициентом фильтрации не выше 3 м/сут, установки типа УВВ-2 — для грунтов с коэффициентом фильтрации не выше 10 м/сут. Установки обоих типов можно использовать, когда коэффициент фильтрации грунтов не ниже 0,01 м/сут.

Одноярусные двухрядные (или кольцевые) установки обоих типов способны понижать уровень грунтовых вод между рядами на глубину до 7 м от поверхности земли. Высокая эффективность установок определяется тем, что они работают с вакуумом в приемных звеньях иглофильтров 0,04—0,06 МПа. Наличие вакуума приводит к просачиванию к приемным звеньям не только грунтовой воды, но и воздуха из атмосферы.

Насосные агрегаты установок УВВ-1м и УВВ-2 способны откачивать нужное количество воды и воздуха при высоких (до 0,09 МПа) вакуумах во всасывающих коллекторах. При необходимости осушения грунтов, коэффициент фильтрации которых допускает применение установок обоих типов, предпочтение следует отдавать установкам УВВ-1м при больших масштабах осушительных работ и длительных сроках откачки и установкам УВВ-2 при производстве работ на средних и малых объектах и частых перемещениях установок с одной позиции на другую.

В комплект установки УВВ-1м (рис. III-16) входят насосный агрегат; 24 звена всасывающего коллектора диаметром 150 мм, длиной по 4,5 м; 100 легких иглофильтров, снабженных воздушными трубками; сбросная линия длиной 20 м.

Насосный агрегат включает в свой состав ротационный вакуумный насос ВВН-12 с электродвигателем АО2-72-4, центробежный насос 1 1/2 К-6а с электродвигателем АО2-21-2, приемную и распределительную камеры и другие вспомогательные устройства. Суммарная мощность электродвигателей агрегата 30 кВт. Насосный агрегат установки весит 15 кН, полный комплект оборудования 90 кН.

В комплект установки УВВ-2 (рис. III-17) входят насосный агрегат, 12 звеньев коллектора диаметром 150 мм, длиной по 4,5 м и 50 легких иглофильтров. Насосный агрегат установки состоит из трех блоков. Одним из них является приемное звено коллектора, жестко связанное с водо-водяным эжектором, вторым — водообменный бак с вмонтированным в него воздушным и грязевым эжекторами, третьим — блок, состоящий из центробежного насоса 6К-8 с электродвигателем АО2-72-4 мощностью 30 кВт. Блоки объединяются в единую систему резиновыми рукавами.

Рис. III-16. Общий вид установки УВВ-1м

1 — воздухоотделитель; 2 — насосный агрегат; 3 — сбросная линия; 4 — коллектор; 5 — иглофильтр

Рис. III-17. Общий вид установки УВВ-2

1 — всасывающий коллектор; 2 — водообменный бак; 3 — центробежный насос; 4 — водо-водяной эжектор; 5 — водообменный бак; 6 — приемное звено; 7 — иглофильтр

Рабочие характеристики водовоздушного и водо-водяного эжекторов, определяющие зависимость откачиваемых ими расходов воды от величины вакуума в приемном звене, показаны на рис. III-18, а, б. Вес насосного агрегата (входящих в него блоков и коммуникаций) 16 кН. Вес полного комплекта оборудования 50 кН.

Рис. III-18. Характеристика эжектора

а — водовоздушного; б — водо-водяного

Для водопонижения в сложных гидрогеологических условиях применяются эжекторы, вакуумные водопонизительные установки (ЭВВУ) с концентрическим водоприемником [2]. Благодаря наличию кольцевого вакуумного водоприемного зазора, который образуется между фильтровой оболочкой и концентрически расположенным в ней эжекторным водоподъемником, полость последнего имеет непосредственный контакт со всеми осушаемыми слоями грунта.

Установка ЭВВУ предназначена для осушения водоносных горизонтов, состоящих из слабопроницаемых, слоистых и различной проницаемости грунтов толщиной 7—25 м. Одна установка защищает 90 м периметра котлована от притока грунтовых вод.

В комплект установку входят: 30 вакуумных концентрических водоприемников для осушения слоистых грунтов и 30 эжекторных иглофильтров для осушения однородных грунтов, циркуляционный резервуар, основной и резервный насосы, напорно-распределительный трубопровод, сливной и сбросной коллекторы (рис. III-19).

Вакуумный концентрический водоприемник (рис. III-20) состоит из эжекторного водоприемника с рабочими органами, фильтровой оболочки, надфильтровой трубы, соединительных муфт, направляющих фонарей и уплотнительного устройства. В качестве фильтровой оболочки использован фильтр из профилированной узкой стальной оцинкованной ленты. Прочностные характеристики ленточных фильтров следующие: предельные нагрузки на осевое сжатие 5—6 кН, на боковое сжатие 20 кН на 1 м, на осевое растяжение 2,8—3 кН. Изготовление ленточных фильтров освоено на московском заводе «Металлорукав».

Рис. III-19. Общий вид эжекторной вакуумной водопонизительной установки ЭВВУ

1 — рабочий насос; 2 — задвижка; 3 — манометр; 4 — задвижка: 5 — напорные рукава эжекторов; 6 — пробковые краны; 7 — патрубки для подачи рабочей воды к эжекторам; 8 — сливной шланг; 9 — напорно-распределительный трубопровод; 10 — сливной коллектор; 11 — манометр; 12 — глухие фланцы; 13 — эжекторный иглофильтр; 14 — вакуумный концентрический водоприемник; 15 — циркуляционный резервуар; 16 — всасывающий шланг

Установка оборудована двумя насосами марки 6МС7 с электродвигателем мощностью 75 кВт, производительностью 175 м³/ч при напоре воды 86 м. Циркуляционный резервуар объемом не менее 4,5 м³ изготовлен из листовой стали. Напорно-распределительный трубопровод состоит из отдельных звеньев длиной по 6 м с соединительными фланцами и патрубками, через которые подается рабочая вода к эжекторам. Сливной коллектор монтируют из стальных или фанерных труб либо устраивают лотки.

Установка ЭВВУ работает так: из циркуляционного резервуара вода забирается рабочим насосом и под давлением через распределительный трубопровод подается в межтрубное пространство эжектора. Отсюда вода поступает к рабочим органам эжектора и, вытекая с большой скоростью из сопла насадки в горловине диффузора, в результате внезапного расширения струи создает разрежение.

Рис. III-20. Схема скважины, оборудованной вакуумным концентрическим водоприемником

1 — вакуумметр; 2 — эжекторный водоподъемник; 3 — уплотнительное устройство; 4 — надфильтровая труба; 5 — глиняный тампон; 6 — направляющие фонари; 7 — фильтровая оболочка; 8 — соединительная муфта; 9 — песчано-гравийная обсыпка; 10 — полость фильтра; 11 — рабочие органы эжектора; 12 — водоприемная труба эжектора

Расположенная между насадкой и горловиной диффузора вакуумная зона сообщается с внутренней полостью фильтра. Вода, засасываемая из грунта в эту полость, попадает вместе с рабочей водой в сливной коллектор. Отсюда она поступает в циркуляционный резервуар. Часть воды из резервуара отводится за пределы строительной площадки, а другая часть вновь поступает в насос для питания эжекторов.

Если расход грунтовой воды, поступающей в зону осушения, больше, чем циркуляционной, прием грунтовой воды в эжектор происходит без вакуума. В тех случаях когда расход поступающей из грунта воды меньше, чем циркуляционной, отсос воды из грунта происходит под вакуумом.

Отношениям расхода воды, поступающей из грунта, к расходу циркуляционной воды, равным 1; 0,75; 0,5; 0,25; 0, соответствуют величины вакуума 0; 0,06; 0,08; 0,09; 0,1 МПа, возникающего в зоне смешения эжектора. В случае прорыва в эжектор атмосферного воздуха эти величины уменьшаются и при потоке воздуха, движущегося со скоростью более 1,5 м/с, вакуум в эжекторе не развивается. В связи с этим необходимо принимать такое расположение вакуумных концентрических скважин, при котором минимальное расстояние от их фильтровой части до поверхности откосов или дна котлована составляло не менее 3  м.

Бурить скважины в слабопроницаемых и слоистых грунтах следует под защитой обсадных труб диаметром не менее 219 мм. Проходка скважин с использованием глинистого раствора вместо обсадных труб не допускается.

Гранулометрический состав материала обсыпки фильтра подбирают из условия

.

Рекомендуется также соблюдать условие K_об > K_гр,

где D₅₀ и d₅₀ — размеры частиц, меньше которых в материале обсыпки (D₅₀) и в грунте водоносного слоя (d₅₀) содержится по 50% их массы;

K_об и K_гр — соответственно коэффициенты фильтрации материала обсыпки и грунта.

Установка УВВ

Установка вакуумного водопонижения (УВВ) используется в различных областях, в особенности, в строительстве, когда необходимо для закладки фундамента снизить уровень грунтовых вод.

В нашей компании вы можете купить следующие модели: УВВ-1, УВВ-2, УВВ-3. Последняя модификация пользуется среди потребителей наибольшим спросом. Данное оборудование эффективно решает задачи по водопонижению грунта с коэффициентом фильтрации 0,1-2 м/сут, мелкозернистых песков, супесей, ила и т.д.

 

Технические характеристики УВВ-3
Макс. производительность насоса на входе	160 м.куб/ч
КПД насоса	81%
Макс. производительность на выходе:
по воде	45 м.куб/ч
по воздуху, при вакууме в коллекторе 0,75 кг/см2	22,3 м.куб/ч
Макс. высота подачи откаченной воды	20 м
Вакуум в коллекторе по показанию вакуумметра	0,95 кг/см2
Кол-во коллекторных звеньев Ду-146 мм длиной 6 м	14 шт.
Макс. длина звена иглофильтра	8,5 м
Макс. кол-во иглофильтров	100 шт.
Мощность электродвигателя	15 кВт
Масса	6,5 т
Габариты Д / Ш / В	1940 / 780 / 1400 мм
Цена	по запросу

 

Импортные аналоги: установки водопонижения Varisco (Италия)

ECOMATIC — вакуумный масляный насос с системой рециркуляции масла
SIMPLE — Масляный вакуумный насос
DUO — роторный безмасляный вакуумный насос

Что влияет на выбор метода вакуумного водопонижения?

Наиболее технически эффективный и экономически целесообразный способ выбирается на основании данных инженерно-геологических изысканий и технико-экономического сопоставления. С экономической точки зрения наиболее эффективным является тот способ, при котором необходимое понижение уровня грунтовых вод достигается за минимальные сроки и откачкой минимального количества грунтовых вод.

Вместе с тем на выбор метода водопонижения влияют такие условия, как размеры осушаемой зоны, способ производства земляных и строительных, работ, наличие в непосредст-венной близости от установок зданий и сооружений, а также заданная продолжительность водопонижения.

При всех равных геологических условиях возможные варианты водопонизительных систем определяются габаритами котлована. Так, например, при незначительных глубинах понижения (2–4 м) наиболее экономичным оказывается применение легких иглофильтровых установок, глубже 4–10 м — эжекторных иглофильтров, от 10 до 30 м — вакуумных кон-центрических скважин и т. п.

С другой стороны, в определенной степени исключают применение того или иного способа водопонижения условия производства строительных работ, так как водопонизительная система не должна мешать основным строительным работам. Поэтому в контурных системах водопонижения (ЛИУ, ЭИ, ЭВВУ) в ряде случаев должны быть предусмотрены места разрыва контура водопонизительных систем на участках заездов в котлован машин и механизмов.

Существенную роль при выборе способа водопонижения играют также сроки строительства, обусловленные графиком производства и типов работ в котловане.
При выборе способа водопонижения должны исходить из технико-экономического сравнения тех способов, которые удовлетворяют необходимым величинам понижения в проектные сроки.

Основным и общим показателем при различных способах являются суммарные затраты на единицу высоты понижения уровня грунтовых вод в центре котлована или линейной вы-работки после снижения уровня грунтовых вод до проектной отметки.

В технико-экономических показателях для сопоставления способов следует учесть данные изменения технологии строительных работ из-за применения того или иного способа водопонижения, а также местные специфические условия, наличие оборудования, возможности буровых и монтажных работ, климатические условия, возможности электро- и водоснабжения, и т. п.

Водопонижение поверхностным вакуумированием при помощи легких иглофильтровых установок осуществляют в случае, если водоносная толща по вертикали не имеет слоистого строения, т. е. нет чередования водоносных слоев грунта. При этом наиболее целесообразной областью применения легких иглофильтров является слабопроницаемые грунты при расположении дна котлована близко от водоупора или при осушении линейной выработки (траншей, коллекторов, тоннелей и т. п.).

При значительных размерах котлованов в плане и отсутствии близкого от дна водоупора иглофильтровый метод водопонижения может стать неэффективным. Поэтому при рассмотрении иглофильтрового способа водопонижения в этом случае следует исходить из коэффициента фильтрации, общего контрольного притока воды к котловану при заданном понижении и величины притока воды к каждому иглофильтру, исходя из экономически обоснованных расстояний между иглофильтрами. Следует отметить, что при любом коэффициенте фильтрации осушаемых грунтов, если величина притока к иглофильтру не превышает его производительность по откачке и уровень воды понижается до проектной отметки, иглофильтровый способ может быть приемлем.

При незначительных глубинах погружения иглофильтров, когда расстояние от оси насоса до фильтрового звена составляет не более 3–4 м, в фильтровых звеньях иглофильтров развивается вакуум величиной (2–4)* 104 Па. В этих случаях при выборе способа следует учесть также возможность образования вакуума вокруг иглофильтра в его прифильтровой зоне грунта, что способствует не только дополнительному снижению уровня грунтовых вод, но и образованию водонепроходимого ограждения по линии расположения иглофильтров. В этом случае правильная оценка величины притока к иглофильтру и шаг между ними определяют эффективность применения способа.

При рассмотрении иглофильтрового способа следует учесть и возможность увеличения величины вакуума в фильтровых звеньях иглофильтров путем интенсивной откачки из игло-фильтров также и воздуха, проникающего в фильтровое звено через его верхнюю оголенную часть из-за образования в надфильтровой трубе водовоздушной эмульсии с удельным весом меньше удельного веса воды. Тогда, в результате уменьшения высоты столба от насоса до фильтра, энергия насоса используется не для уравновешивания сплошного столба воды, а часть ее используется для развития вакуума в фильтровом звене и в грунте. Для этой цели к всасывающему коллектору подключается вакуум-насос для откачки воздуха или же с целью интенсификации откачки воздуха, вместо центробежных насосов применяют эжекторы, установленные на дневной поверхности (установки ПУВВ). Следует, однако, отметить, что откачка чрезмерно большого количества воздуха приводит к снижению эффективности водопонижения легкими иглофильтрами. В этих случаях их следует сопоставить с другими более эффективными способами, при которых откачка воздуха исключается.

Эффект водопонижения при помощи легких иглофильтровых установок можно повышать путем применения специальной конструкции концентрических иглофильтров, если понижение уровня грунтовых вод производится в слоистой толще мощностью не более 4–5 м. Концентрический иглофильтр, благодаря удлиненному вакуумному водоприемному зазору, образованному между фильтровой оболочкой и водоподъемной трубой иглофильтра, отсасывает грунтовую воду из всех пересекаемых фильтром водоносных слоев. Преимущество концентрического иглофильтра заключается еще и в том, что его конструкция дает возможность образовать водовоздушную смесь в водоподъемной трубе иглофильтра. Повышение величины вакуума в водоприемном кольцевом зазоре достигается доведением кольцевого зазора до дневной поверхности наружной надфильтровой трубой и становится возможной подача воздуха в кольцевой зазор через предусмотренное отверстие. Повышенный таким образом в кольцевом водоприемном зазоре вакуум передается грунту по всей его высоте. В случае, если кольцевой зазор полностью заполняется водой, величина вакуума растет и верхние слои грунта дренируются под повышенным вакуумом. Кроме того, конструкция концентрического иглофильтра, в отличие от обычного, позволяет контролировать величину вакуума в водоприемном зазоре и своевременно принимать соответствующие меры по корректировке его работы.

Способ глубинного вакуумирования осуществляется как при помощи эжекторных иглофильтров, так и вакуумных концентрических водоприемников, так как установка ЭВВУ укомплектована теми и другими водоприемниками.

При комплектации с эжекторными иглофильтрами целесообразной глубиной понижения грунтовых вод считают глубину 7–12 м, исходя, в основном, из возможности гидравлического погружения иглофильтров. При оборудовании вакуумными концентрическими водоприемниками глубина понижения практически не ограничивается. Однако эффективными пределами применения можно считать глубину до 30 м, что связано только с ограниченной производительностью эжекторов, пределы применения вакуумных концентрических скважин по глубине значительно расширятся.

В определенных гидрогеологических условиях, когда в пределах одного котлована мощность водоносного слоя меняется от 8–10 до 20–30 м, установку ЭВВУ можно применять в комбинированном варианте, т. е. не участке неглубокого слоя к напорно-распределительному трубопроводу подключают эжекторные иглофильтры, а на участке с более мощными водоносными слоями — вакуумные концентрические скважины.

Выбор способа глубинного водопонижения при помощи установки ЭВВУ, в первую очередь, обусловлен и целесообразен для участков залегания водоносного горизонта из слабо-проницаемых грунтов с переслаиванием водопроницаемых и водоупорных слоев.

В однородной слабопроницаемой толще грунта этот способ целесообразен в тех следующих случаях: 1) подстилающий водоупорный слой залегает на таком близком расстоянии от отметки дна котлована, что обычными скважинами требуемое понижение уровня воды в котловане не достигается; 2) сроки осушения обычным способом не удовлетворяют темпам земляных и строительных работ (хотя залегание водоупора и достаточно глубоко).

При слоистом строении осушаемой толщи грунтов, например, близком залегании от отметки дна котлована поверхности водоупора, переслаивание водоносных и водоупорных слоев в пределах осушаемой толщи, неоднородном строении этой толщи и т. п., вакуумный способ является наиболее экономически эффективным.

Если водоносные слои такой толщи достаточно изолированы друг от друга водоупорными прослойками, то ни один способ водопонижения, кроме вакуумного, не может обеспечить полного перехвата фильтрационного потока.

С технической точки зрения, конкурентноспособными с вакуумным способом могут оказаться замораживание и способ устройства сплошной противофильтрационной траншейной завесы вокруг котлована.

Что касается замораживания, то его экономическая целесообразность по сравнению с вакуумным способом для различных гидрогеологических условий достаточно, очевидна и доказана.

Способ устройства противофильтрационной траншейной завесы может быть выбран при необходимости длительной эксплуатации водопонизительной установки (более года). Однако этот способ может оказаться экономически целесообразным при определенных размерах котлована, геологических условий, сроках земляных и строительных работ в котловане, месторасположения строительной площадки и типов применения оборудования.

При выборе способа вакуумирования необходимо учесть, что производительность одной вакуумной концентрической скважины при ее вакуумном режиме работы ограничена расходом откачиваемой воды 5 м³/ч, поэтому при определении шага между скважинами необходимо исходить из максимального удельного притока воды к 1 м периметра котлована, со-ответствующего 2,5 м³/ч (при минимальном шаге между скважинами 2 м).

Максимальный шаг между скважинами можно не ограничивать при достаточно глубоком залегании водоупора от дна котлована, однако при необходимости обеспечения полного перехвата фильтрационного потока над подстилающим в непосредственной близости от дна котлована водоупором и над другими промежуточными водоупорами, не должен превышать 2,5–3,0 м.

Возможность полного перехвата наружного фильтрационного потока вакуумными скважинами позволяет расширить контуры водопонизительных скважин и обеспечить наиболее удобный фронт производства основных строительных работ.

При осушении слоистой толщи грунтов для обеспечения перехвата фильтрационных потоков шаг между скважинами следует определять, исходя из наиболее проницаемых водо-носных слоев, так как при ограждении их вакуумными зонами соседних скважин остальные менее проницаемые слои будут гарантированы от проскока через них воды.

В зависимости от глубины расположения в осушаемой толще отдельных водообильных водоносных слоев одновременно с вакуумными концентрическими скважинами в промежутке между ними можно устанавливать эжекторные иглофильтры, расположив их фильтровое звено в указанном водообильном слое. Это позволит увеличить шаг между вакуумными концентрическими скважинами и обеспечить полный перехват фильтрационного потока по всем водоносным слоям осушаемой толщи.

Глубинный способ вакуумного водопонижения скважинами большого диаметра с использованием вакуумметрической высоты всасывания артезианских и погружных насосов целесообразно применять при значительных притоках грунтовых вод к котловану, имеющему значительную глубину заложения и большие размеры в плане.

Характерными для глубинных вакуумных скважин являются в основном два режима их работы. Первый — период откачки статических запасов грунтовых вод, при котором в большинстве случаев скважина работает в обычном режиме, и вода к скважине притекает под действием силы тяжести. При этом режиме характерно образование значительного перепада уровней воды внутри и вне скважины, который складывается из участка высачивания, величины потери напора из-за местных гидравлических сопротивлений при прохождении грунтовой воды через фильтровое покрытие и высоты столба воды, поддерживаемого в скважине для работы насоса в затопленном состоянии. Перепад воды нередко достигает половины глубины скважины.

Иначе работает глубинная скважина при переходе на вакуумный (второй) режим. В этом случае в скважине имеет место отрицательное давление, полностью ликвидируется участок высачивания из-за повышения гидравлических градиентов и выпрямления линии движения фильтрационного потока, а часть энергии вакуума израсходуется на преодоление гидравлических сопротивлений через фильтровое покрытие.

Вместе с тем необходимыми условиями эффективной работы глубинных скважин в вакуумном режиме с использованием вакуумметрической высоты всасывания погружных на-сосов являются: 1) правильная оценка величины притока к скважине с целью обеспечения ее работы как в обычном, так и в вакуумном режиме; 2) правильное назначение высоты фильтровой части скважины, предотвращающий подсос воздуха в скважину при вакуумном режиме ее работы.

Может быть интересно

Вакуумное водопонижение

Категория:

   Глубинные насосы

Публикация:

   Вакуумное водопонижение

Читать далее:

Вакуумное водопонижение

Для осушения плохо отдающих воду грунтов (с коэффициентом фильтрации до 0,1 м/сутки) ВНИИВодгео разработана установка вакуумного водопонижения типа УВВ-1.

Рис. 132. Вакуум-кон-центрическая скважина

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Принципиальная схема установки УВВ-1 показана на рис. 133.

Нижняя часть изображенного на рисунке иглофильтра окружена песчаной обсыпкой, верхняя часть — хорошо уплотненными суглинком или глиной. Вода просачивается к приемному звену иглофильтра через’ нижнюю часть песчаной обсыпки, воздух — через ее верхнюю часть.

Из песчаной обсыпки вода и воздух поступают через стенки приемного звена в его внутреннюю полость. Здесь они смешиваются, образуя водо-воздушную смесь, поднимающуюся затем по надфильтровой трубе к всасывающему коллектору установки.

Рис. 133. Принципиальная схема установки вакуумного водопонижения УВВ-1:
1 — сниженное зеркало грунтовых вод; 2 — поверхность капиллярной зоны; 3— линия тока воды; 4— линия тока воздуха; 5 — иглофильтр; 6 — коллектор; 7 — воздухоотделитель; 8 — рукав для воды; 9 — рукав для воздуха; 10 — приемная камера; 11 — грязевик; 12 — вакуумметр; 13 — смотровое окно; 14 — сетка; 15 — всасывающий трубопровод вакуум-насоса; 16. — вакуум-насос; 17 — напорный трубопровод вакуум-насоса; 18 — распределительная камера; 19 — сбросной трубопровод; 20 — люк; 21 — водопроводный ввод; 22 — всасывающий трубопровод центробежного насоса; 23— центробежный насос; 24 — отстойник; 25 — манометр

Из всасывающего коллектора вода и воздух поступают в воздухоотделитель. Из него вода и воздух по рукавам попадают в приемную камеру насосного агрегата, обслуживающего установку. Из приемной камеры вода и воздух отбираются вакуум-насосом, выбрасывающим их в виде водо-воздушной смеси в распределительную камеру. Из распределительной камеры воздух уходит в атмосферу, а вода частично сливается через водослив в сбросную линию, частично отбирается вспомогательным центробежным насосом, подающим ее через отстойник к сальникам вакуум-насоса.

В условиях, благоприятных для применения вакуумного водопонижения, в состав установки УВВ-1 может включаться всасывающий коллектор длиной до 120— 150 м.

Благодаря происходящему при применении установок вакуумного водопонижения снижению зеркала грунтовых вод под наконечники иглофильтров эти установки дают возможность понижать это зеркало в стороне от иглофильтров на большие глубины, чем установки обычного типа. Дополнительным преимуществом установок вакуумного водопонижения является возникающая при их применении возможность полного «снятия» грунтовых вод с водоупора на так называемых «совершенных», т. е. доходящих до водоупора или врезанных в него котлованах.

При применении вакуумного водопонижения вакуум, созданный в приемных звеньях иглофильтров, распространяется на окружающий иглофильтры грунт. В результате около иглофильтров образуется зона искусственных капиллярных (находящихся под вакуумом) грунтовых вод, а их поверхность, характеризующаяся атмосферным давлением, отходит вниз под наконечники иглофильтров. Именно с этим связано возникновение картины движения грунтовых вод. Установка типа УВВ-1 была успешно применена Главмосстроем при строительстве наиболее тяжелых участков Измайловского коллектора. Глубина траншеи для укладки коллектора 5 м. Уровень грунтовых вод находится на расстоянии 2 ж от поверхности. Коэффициент фильтрации мелких и тонкозернистых песков на уровне дна траншеи около 0,6 м/сутки. Фильтры были расположены по обе стороны траншеи на расстоянии 6 м от ее оси. Длина каждого иглофильтра 6,5 м, приемные звенья иглофильтров из керамических блоков. После отключения части несновавших иглофильтров среднее расстояние между ними составляло 2,75 ж. В период водопонизительных работ насосный агрегат откачивал около 3 л/сек воды и около 4 л/сек воздуха, приведенного к атмосферному давлению.

Рис. 134. Разрез по опытному створу:
1 — первоначальное зеркало грунтовых вод; 2 — сниженное зеркало грунтовых вод; 3 — поверхность капиллярной зоны

Через пять суток после пуска в действие УВВ-1 по оси траншеи уровень грунтовых вод был понижен на 5,25 м, считая от поверхности земли (рис. 134). Откосы траншеи, высота которых превышала их заложение, ничем не крепили при проходке ее экскаватором.

Противофильтрационные завесы — барражи.

Назначение этих завес двоякое:

1. Ограждать от истощения водоносные горизонты, используемые для водоснабжения.

2. Снижать стоимость осушительных работ за счет существенного уменьшения объема откачки подземных вод. При этом имеется в виду ограждение участка или поля, на котором необходимо осуществлять осушение барьером (барражом), предотвращающим возможность поступления подземных вод на осушаемый участок.

Водонепроницаемый барьер из глины или другого материала сооружается на глубину—-до водоупора. Создается замкнутый контур, поступление подземных вод в который исключено. Осушение участка сводится к откачке запасов воды, заключенных внутри огражденного барражом участка. Благодаря этому значительно снижается количество откачиваемой воды и стоимость осушительных работ.

В литературе описано несколько случаев удачного использования барражей сравнительно для небольших глубин —до 25—30 м.

Как в Советском Союзе, так и за рубежом, работы по применению барражей еще не получили широкого распространения из-за отсутствия технических средств, обеспечивающих быстрое и комплексное сооружение барражей.

Рекламные предложения:

Читать далее: Опыт применения иглофильтровых и эжекторных установок

Категория: — Глубинные насосы

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Установка вакуумного водопонижения УВВ-3А-6КМ ТУ 34-23-10925-85

Установка вакуумного водопонижения УВВ-3А-6КМ (ТУ 34-23-10925-85) предназначена для строительного осушения грунтов с коэффициентом фильтрации 0,1-2 м/сут (мелкозернистых, пылеватых и глинистых песков, супесей, илов, лессов) и в отдельных случаях грунтов с коэффициентами фильтрации 2-15 м/сут (чистых мелкозернистых, иногда среднезернистых песков).

Установка может быть использована при подаче откачанной воды на излив, при подаче откачанной воды на высоту до 20 м без помощи дополнительных насосов (в случае монтажа насосного агрегата установки на дне котлованов, траншей, в шахтах и тоннелях).

Определяющей особенностью установки является ее способность откачивать из всасывающего коллектора и иглофильтров воздух, попадающий туда в случае значительного снижения уровня грунтовых вод.

Технические характеристики:

Максимальная производительность при вакууме в коллекторе 0,75 кг/см2:
по воде, л/с	12,5
по воздуху, л/с	6,2
Предельная высота подачи откаченной воды, м, не более	20
Вакуум в коллекторе по показанию вакуумметра, кг/см2	0,95
Количество коллекторных звеньев Ду-146 мм длиной 6 м, шт	14
Максимальная длина звена иглофильтра, м	8,5
Максимальное количество иглофильтров, шт	100
Мощность электродвигателя, кВт	18,5
Общая масса установки, т	6,5
Габаритные размеры, м:
длина	1940
ширина	780
высота	1400

Установка вакуумного водопонижения

 

О П И C А Н И Е ()815137

Союз Советскки

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СЗИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.05.79 (21) 2762257/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.

Е 02 D 19/10

Гасударственный кемнтет

СССР по делам изобретений и аткрытий

Опубликовано 23.03.81. Бюллетень № 11

Дата опубликования описа ия 28.03.81 (53) УДК 624.152. .6.002.5 {088.8) (72) Авторы изобретения

Б. С. Краковский, К. С. Боголюбов и В. Д. Топорин

Всесоюзный научно-исследовательский институт водоснабжения, канализации, гидротехнических сооружений и инженерной гидрогеолог ни «ВОД ГЕО (71) Заявитель (54) УСТАНОВКА ВАКУУМНОГО ВОДОПОНИЖЕНИЯ

Изобретение относится к упрочнению грунта при строительстве зданий и сооружений, в частности к устройствам вакуумного водопонижения.

Известна установка вакуумного водопонижения, включающая циркуляционный бак с перегородкой, разделяющей его на распределительную и вакуумную камеры, встроенный в перегородку клапан, кинематически соединенный с ним датчик уровня воды в вакуумной камере, центробежный насос, подсоединенный со стороны всасывающей части к вакуумной камере, связанный с его напорной частью эжектор и коллекторы с иглофильтрами (1).

Недостатком установки являсгся то, что исключается возможность подачи воды выше бака и регулирования уровня воды в нем, что требует применения дополнительного оборудования.

Наиболее близкой к предлагаемой является установка вакуумного водопонижения, включающая циркуляционный бак, присоединенный к нему всасывающей частью центробежный насос, соединенный с его напорной частью эжектор, сливной трубопровод с запорным краном, поплавковый привод крана, ограничители хода поплавка, приемную камеру эжектора и коллекторы с иглофильтрами (2) .

Недостаток известной установки заключается в отсутствии автоматического выдерживания заданного уровня воды в циркуляционном баке, что вызывает необходимость обслуживания установки дежурным оператором.

Цель изобретения — снижение затрат на эксплуатационное обслуживание за счет обеспечения автоматического выдерживания уровня воды в циркуляционном баке.

Поставленная цель достигается тем, что установка, включающая циркуляционный бак, присоединенный к нему всасывающей частью центробежный насос, соединенный с его напорной частью эжектор, сливной трубопровод с запорным краном, поплавковый привод крана, ограничители хода поплавка, приемную камеру эжектора, и коллекторы с иглофильтрами, снабжена размещенными

20 в циркуляционном баке дополнительным трубопроводом и воздуховодом каждый с установленным на конце управляемым клапаном, а каждый ограничитель хода поплавка выполнен в виде нажимного элемен815137

Формула изобретения

55 та соответствующего управляемого клапана, причем дополнительный трубопровод соединен со сливным трубопроводом, а воздуховод — с верхней частью приемной камеры.

При этом, клапан на воздуховоде выполнен в виде стакана, который имеет седло на верхнем торце, примыкающий к седлу прижимной диск с уплотнительной прокладкой, а нажимной элемент жестко соединен с диском.

Кроме того, клапан на дополнительном трубопроводе выполнен в виде насадка, который имеет обращенный наружу раструб, размещенное у его сужающейся части седло, примыкающий к седлу прижимной диск с уплотнительной прокладкой и проходящими через центр раструба штоком, а нажимной элемент контактирует с последним.

На фиг. 1 изображена схема установки вакуумного водопонижения; на фиг. 2 узел 1 на фиг. 1; на фиг. 3 — узел II на фиг. 1.

Установка вакуумного водопонижения состоит из циркуляционного бака 1, присоединенного к нему всасывающей частью центробежного насоса 2, эжектора 3, сообщенного с напорной частью центробежного насоса 2, коллектора 4 с иглофильтрами (на чертеже не показаны), приемной камеры 5 эжектора 3, сливного трубопровода 6, соединенного с напорной частью центробежного насоса 2 и имеющего запорный кран 7 с поплавком 8, верхним упором которого является управляемый клапан 9, установленный на воздуховоде 10, соединяющем верх приемной камеры 5 с атмосферой, а нижним упором — управляемый клапан 11, смонтированный на дополнительном трубопроводе 12, сообщающем сливной трубопровод 6 с циркуляционным баком 1.

Управляемый клапан 9 состоит из корпуса 13 в виде стакана с патрубком 14, герметично присоединенного к верхней части корпуса седла 15 с уплотняющим буртом 16, центральным отверстием 17 и отверстиями 18, донной части 19 корпуса 13 с отверстиями 20, прижимного диска 21 с уплотнительной прокладкой 22, опирающейся при нормально закрытом положении клапана на бурт 16, нажимного элемента 23, жестко соединенного при помощи стержней

24 и гаек 25 с прижимным диском 21.

Управляемый клапан 11 состоит из насадка 26, присоединенного к нему посредством болтов 27 и гаек 28 раструба 29, имеющего обращенное вниз седло 30 и диффузор 31, прижимного диска 32 с уплотняющей прокладкой 33 и штоком 34, проходящим через центр раструба 29, присоединенной к нему крышки 25 с боковыми окнами 36, прикрепленного к крышке 35 кронштейна 37 с закрепленными на ней посредством оси 28 нажимным элементом 39.

Установка вакуумного водопонижения работает следующим образом.

5 0 !

Зо

4

Вода из циркуляционного бака 1 подается центробежным насосом 2 в сливной трубопровод 6 и в эжектор 3, при этом в приемной камере 5 эжектора 3 создается вакуум необходимый для откачки из грунта с помощью коллекторов 4 с иглофильтрами воды и воздуха. Воздух из бака 1 поступает в атмосферу, а вода — в центробежный насос 2. Поплавок 8. жестко соединенный с запорным краном 7, в зависимости от изменения уровня воды в баке 1, открывает или закрывает кран 7, регулируя расход воды через сливной трубопровод 6.

В случае интенсивного водопритока из грунта, превышающего пропускную сгособность сливного трубопровода 6, уровень воды в циркуляционном баке 1 поднимается и поплавок 8, достигнув крайнего верхнего положения, которому соответствует полное открытие запорного крана 7, под действием выталкивающей силы поднимает нажимной элемент 23 и открывает управляемый клапан 9. В результате этого снижа=тся вакуум в приемной камере 5 и связанный с ним водоприток из грунта, что автоматически исключает переполнение бака 1 и розлив из него воды на строительную площадку.

В том случае, когда водоприток из грунта не интенсивный, уровень воды в циркуляционном баке 1 понижается и поплавок

8, опустившись в крайнее положение, своей массой нажимает на элемент 39 и открывает клапан 11, перепуская воду из сливного трубопровода 6 в циркуляционный бак

1, компенсируя излишний расход воды через трубопровод 6, чем исключается снижение КПД установки и прекращение ее действия.

Такое выполнение установки обеспечивает надежный автоматический режим ее работы, независимый от интенсивности притока воды из грунта, что исключает необходимость в дежурном операторе и обеспечивает снижение эксплуатационных затрат.

1. Установка вакуумного водопонижения, включающая циркуляционный бак, присоединенный к нему всасывающей частью центробежный насос, соединенный с его напорной частью эжектор, сливной трубопровод с запорным краном, поплавковый привод крана, ограничители хода поплавка, приемную камеру эжектора и коллектора с иглофильтрами, отличающаяся тем, что, с целью снижения затрат на эксплуатационное обслуживание за счет обеспечения автоматического выдерживания уровня воды в циркуляционном баке, она снабжена размещенными в циркуляционном баке дополнительным трубопроводом и воздуховодом каждый с установленным на конце управ815137 ляемым клапаном, а каждый ограничитель хода поплавка выполнен в виде нажимного элемента соответствующего управляемого клапана, причем дополнительный трубопровод соединен со сливным трубопроводом, а воздуховод — с верхней частью приемной камеры.

2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что клапан на воздуховоде выполнен в виде стакана, который имеет седло на верхнем торце, примыкающий к седлу прижимной диск с уплотнительной прокладкой, а нажимной элемент жестко соединен с диском.

3. Установка по п. 1 и 2, отличающаяся тем, что, клапан на дополнительном трубопроводе выполнен в виде насадка, который имеет обращенный наружу раструб, размещенное у его сужающейся части седло, примыкающий к седлу прижимной диск с уплотнительной прокладкой и проходящим

5 через центр раструба штоком, а нажимной элемент контактирует с последним.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Болотских Н. С. Строительное водопонижение в сложных гидрогеологических условиях. Киев, «Будивельник», 1976, с. 20 — 22.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2417016/25-06, кл. Е 02 D 19/10, 1976.

815137

22

Фиг. Г

Составитель А. Прямков

Редактор Н. Лазаренко Техред А. Бойкас Корректор Л. Иван

Заказ 588/47 Тираж 5 93 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4