Konvenční metody snižování stavební vody jsou určeny použitým zařízením, proto hlavními v domácí stavební praxi jsou: wellpoint, hloubkový a kombinovaný.
Metoda wellpoint, která se používá především pomocí lehkých wellpoint instalací LIU a air-blast, spočívá v tom, že nevýznamný přítok podzemní vody do jímky a příznivé půdní podmínky umožňují zapuštění a instalaci wellpointů do země kolem odvodněné jímky. pomocí hydraulické eroze.
Vrty jsou pak připojeny ke společnému sacímu potrubí, ve kterém je pomocí vakuové pumpy vyvinuto vakuum k odsávání podzemní vody vstupující do vrtů. V čerpacích jednotkách jednotky wellpoint se může vyvinout maximální vakuum až 7*10^4 Pa, proto s přihlédnutím k hydraulickým ztrátám čerpané vody při průchodu z filtrační jednotky wellpointu do oběžného kola čerpadla. instalované na denním povrchu a hmotnosti vodního sloupce v místě studny se může podtlak ve filtrační jednotce vyvinout na hodnotu maximálně (2–3)*10^4 Pa, pokud je filtrační jednotka nainstalována ne hlouběji než 4–5 m od denního povrchu. V případech, kdy jsou body studní ponořeny pod tuto hloubku, voda k nim proudí gravitací, podobně jako přítok vody do otevřených studní. V tomto ohledu je hranice použitelnosti metody redukce vody wellpoint omezena požadovaným snížením hladiny podzemní vody na 4–5 m od její statické úrovně. V případě, že se statická hladina podzemní vody nachází výrazně pod denní hladinou, jsou na speciálních stanovištích umístěných v těsné blízkosti značek statické hladiny instalovány vrtací body pro efektivnější provoz. Ve stísněných městských podmínkách je tato technika téměř nemožná.
V některých případech se metoda wellpoint používá ve dvou nebo vícevrstvých verzích. Praxe ukázala, že nejvhodnější limit pro snížení hladiny podzemní vody pro každou vrstvu vrtů není více než 3–4 m.
Při nevýznamných hodnotách požadovaného poklesu hladiny podzemní vody, při kterých rozdíl výšek od osy čerpadla ke dnu filtrační jednotky wellpointu nepřesahuje 2–3 m, může ve studni vzniknout vakuum větší velikosti filtrační jednotky [(3–4)*10^4 Pa]. V tomto případě se může přítok vody z půdy pod vlivem vakua poněkud zvýšit.
Určitého dodatečného zvýšení intenzity sání vody je dosaženo intenzivním čerpáním vzduchu pronikajícího do studny přes horní holou část filtrační jednotky, která je v koncových fázích nad povrchem deprese. K tomu dochází při vytváření vzduchové směsi ve vstupním potrubí vody nad filtrem v místě studny. Měrná hmotnost směsi je menší než měrná hmotnost vody, takže celková hmotnost sloupu ve vodním potrubí klesá. Potom se od hodnoty vakua vyvinutého čerpadlem odečte hmotnost sloupce ne vody, ale směsi vody a vzduchu. Zbývající energie čerpadla se využívá k zesílení sání vody ze země. K provedení této techniky je k sacímu potrubí jednotky wellpoint připojeno speciální vakuové čerpadlo, které odčerpává vzduch.
Pro zvýšení účinku vrtných bodů se v praxi používají vzduchové a vzduchové tryskací instalace. Zásadním rozdílem mezi těmito instalacemi a wellpoint LIA je nahrazení čerpací jednotky LIA ejektorovou jednotkou, která na denním povrchu nevyvine podtlak ne 7*10^4, ale až 9,5*10^4 Pa. Ve filtračních jednotkách takových instalací může hodnota vakua dosahovat až (1–2)*10^4 Pa s délkou bodu vrtu 8 m a až (2–3)*10^4 Pa s délkou bodu vrtu 5–6 m.
Všechny druhy odvodňovací metody wellpoint se nejúčinněji používají, když se dno jámy nachází blízko denního povrchu, při odvodňování mělkých liniových děl – příkopy, kolektory, mělké tunely
Hlubinná metoda odvodnění se obvykle používá ke snížení hladiny podzemní vody ve vysoce propustných půdách v nepřítomnosti blízkých akvitárních, slabě propustných a nepropustných vrstev půdy v odvodněné vrstvě. Metoda se také používá ke snížení piezometrické hladiny vody v tlakových horizontech ležících pod dnem jímek, prostřednictvím samoprůtokových studní nebo studní vybavených hlubinnými čerpadly. Pomocí hlubokých vrtů je podzemní voda také vypouštěna do spodních absorbujících vrstev půdy.
Hlubinná metoda redukce vody se provádí pomocí vrtů, ve kterých je instalováno filtrační potrubí, uvnitř kterého je spuštěna čerpací jednotka, jejíž typ se volí v závislosti na požadované výšce přívodu vody a přítoku studny.
Hranice použitelnosti metody hlubinné redukce vody pomocí vrtů je omezena parametry zvodně a umístěním jímky v ní. Vysvětluje se to tím, že podzemní voda do těchto studní proudí pouze vlivem gravitace a u studny na vnější a vnitřní straně jejího filtru vzniká značná mezera v hladinách vody. Tato úrovňová mezera se skládá z průsakové oblasti (bez ohledu na konstrukci filtru) a místních tlakových ztrát při průchodu podzemní vody stěnami filtru studny. Při stanovení užitné hodnoty poklesu se od celkové hloubky studny odečte i výška vodního sloupce, kterou je nutné ve studni dodržet pro zajištění provozu čerpacího agregátu v zatopeném stavu a činí 2– 3 m.
Pokud je oblast dobíjení blízko, může celkový rozdíl hladin vody vně a uvnitř studny dosahovat až 0,4–0,5 poklesu ve studni, což výrazně snižuje účinnost redukce vody touto metodou. Výrazný pokles účinnosti u hlubinných vrtů je také spojen s tvorbou hlubokých depresních kráterů kolem těchto vrtů, vznikem znatelného rozdílu hladin od vrtu do středu odvodňovaného díla. To určuje větší množství neefektivní čerpané vody, když je voda spouštěna hlubokými vrty, odvodňuje zónu zeminy mimo výkop a odčerpává zvýšený přítok podzemní vody tekoucí do vrtů a způsobuje nadměrné snížení hladiny podzemní vody ve vrtech. .
Rýže. 1. Celkový pohled na radiální odběr vody
1 – čerpací místnost; 2 – vodní komora; 3 – pracovní komora; 4 — horizontální filtry; 5 — nůž spodní studny; ; 7 – čerpadla
V praxi redukce a odvodnění vody se radiální odběry vody používají také v případech, kdy je potřeba snížit hladiny podzemních vod, hlavně ve zvodněných vrstvách bohatých na vodu a s dlouhou životností systémů redukce vody. Podstata metody spočívá ve vybudování speciální šachty, z níž jsou z určitých vyvýšení stěny vtlačovány do zvodně v radiálních směrech horizontální filtry (nosníky) pomocí zvedáků, někdy i pomocí hydraulické eroze. Po instalaci odhadovaného počtu filtrů jsou na dně šachty instalována odstředivá čerpadla a voda vstupující přes filtry je odčerpávána.
Použití radiálních odběrů vody je ekonomicky proveditelné hlavně pro dlouhá období prací na snižování vody, s nevýznamnou tloušťkou spodní zvodnělé vrstvy.
Hlavní technologické potíže radiálních odběrů vody jsou spojeny s návrhem a opravou filtračních nosníků, zajišťujících jejich požadovaný pracovní cyklus jak během instalace, tak během provozu. V tomto ohledu je při navrhování takových přívodů vody zpravidla poskytován náhradní počet (1,5–2krát vypočtený) paprsků, protože obnovení propustnosti ucpaných filtračních paprsků je téměř vyloučeno.
Kombinovaná metoda spočívá v kombinovaném použití uvedených metod nebo lokální regulaci podzemních filtračních průtoků. Při hloubení tunelů se tedy kromě povrchového odvodnění používají průchozí nebo samoprůtokové stropní filtry, které odlehčují tlak zvodně umístěné přímo nad budovaným čelem tunelu.
V řadě případů, kdy studny redukující vodu nezajišťují potřebnou drenáž, se používají i vodorovné studny, které se vrtají do vodonosné vrstvy ze svahů jámy. Tato metoda se používá zejména v případech, kdy se aquiclude nachází v těsné blízkosti dna jámy.
Uvedené způsoby redukce vody jsou určeny především pro gravitační proudění podzemní vody do filtrů příjmu vody pod vlivem gravitačních sil. Navíc pro dosažení maximálního účinku musí být porézní médium dostatečně izotropní z hlediska propustnosti vody ve všech směrech a nemělo by mít vodotěsné vrstvy a čočky ze slabě propustných nebo prakticky nepropustných zemin. U gravitačních metod redukce vody je navíc charakteristická pomalá rychlost poklesu hladiny podzemní vody, neboť v tomto případě se celá statická zásoba podzemní vody, která je obsažena v půdní zóně nacházející se od neredukovaného statického povrchu podzemní vody po depresní plocha vzniklá při dosažení ustáleného stavu musí být aktivována a odčerpávána režim s maximálním poklesem hladiny podzemní vody tímto systémem snižujícím vodu.
Konvenční gravitační způsoby odvodňování mají značná omezení v důsledku hydrogeologických podmínek – složitost stavby zvodně, přítomnost akvitardu v blízkosti dna jámy, přítomnost na vodu bohaté vrstvy pod odvodněnou vrstvou. komplikuje nebo zcela vylučuje možnost hospodaření s podzemními vodami pomocí gravitačních vrtů.
Konvenční metody snižování stavební vody jsou určeny použitým zařízením, proto hlavními v domácí stavební praxi jsou: wellpoint, hloubkový a kombinovaný.
Metoda wellpoint, která se používá především pomocí lehkých wellpoint instalací LIU a air-blast, spočívá v tom, že nevýznamný přítok podzemní vody do jímky a příznivé půdní podmínky umožňují zapuštění a instalaci wellpointů do země kolem odvodněné jímky. pomocí hydraulické eroze.
Vrty jsou pak připojeny ke společnému sacímu potrubí, ve kterém je pomocí vakuové pumpy vyvinuto vakuum k odsávání podzemní vody vstupující do vrtů. V čerpacích jednotkách jednotky wellpoint se může vyvinout maximální vakuum až 7*10^4 Pa, proto s přihlédnutím k hydraulickým ztrátám čerpané vody při průchodu z filtrační jednotky wellpointu do oběžného kola čerpadla. instalované na denním povrchu a hmotnosti vodního sloupce v místě studny se může podtlak ve filtrační jednotce vyvinout na hodnotu maximálně (2–3)*10^4 Pa, pokud je filtrační jednotka nainstalována ne hlouběji než 4–5 m od denního povrchu. V případech, kdy jsou body studní ponořeny pod tuto hloubku, voda k nim proudí gravitací, podobně jako přítok vody do otevřených studní. V tomto ohledu je hranice použitelnosti metody redukce vody wellpoint omezena požadovaným snížením hladiny podzemní vody na 4–5 m od její statické úrovně. V případě, že se statická hladina podzemní vody nachází výrazně pod denní hladinou, jsou na speciálních stanovištích umístěných v těsné blízkosti značek statické hladiny instalovány vrtací body pro efektivnější provoz. Ve stísněných městských podmínkách je tato technika téměř nemožná.
V některých případech se metoda wellpoint používá ve dvou nebo vícevrstvých verzích. Praxe ukázala, že nejvhodnější limit pro snížení hladiny podzemní vody pro každou vrstvu vrtů není více než 3–4 m.
Při nevýznamných hodnotách požadovaného poklesu hladiny podzemní vody, při kterých rozdíl výšek od osy čerpadla ke dnu filtrační jednotky wellpointu nepřesahuje 2–3 m, může ve studni vzniknout vakuum větší velikosti filtrační jednotky [(3–4)*10^4 Pa]. V tomto případě se může přítok vody z půdy pod vlivem vakua poněkud zvýšit.
Určitého dodatečného zvýšení intenzity sání vody je dosaženo intenzivním čerpáním vzduchu pronikajícího do studny přes horní holou část filtrační jednotky, která je v koncových fázích nad povrchem deprese. K tomu dochází při vytváření vzduchové směsi ve vstupním potrubí vody nad filtrem v místě studny. Měrná hmotnost směsi je menší než měrná hmotnost vody, takže celková hmotnost sloupu ve vodním potrubí klesá. Potom se od hodnoty vakua vyvinutého čerpadlem odečte hmotnost sloupce ne vody, ale směsi vody a vzduchu. Zbývající energie čerpadla se využívá k zesílení sání vody ze země. K provedení této techniky je k sacímu potrubí jednotky wellpoint připojeno speciální vakuové čerpadlo, které odčerpává vzduch.
Pro zvýšení účinku vrtných bodů se v praxi používají vzduchové a vzduchové tryskací instalace. Zásadním rozdílem mezi těmito instalacemi a wellpoint LIA je nahrazení čerpací jednotky LIA ejektorovou jednotkou, která na denním povrchu nevyvine podtlak ne 7*10^4, ale až 9,5*10^4 Pa. Ve filtračních jednotkách takových instalací může hodnota vakua dosahovat až (1–2)*10^4 Pa s délkou bodu vrtu 8 m a až (2–3)*10^4 Pa s délkou bodu vrtu 5–6 m.
Všechny druhy odvodňovací metody wellpoint se nejúčinněji používají, když se dno jámy nachází blízko denního povrchu, při odvodňování mělkých liniových děl – příkopy, kolektory, mělké tunely
Hlubinná metoda odvodnění se obvykle používá ke snížení hladiny podzemní vody ve vysoce propustných půdách v nepřítomnosti blízkých akvitárních, slabě propustných a nepropustných vrstev půdy v odvodněné vrstvě. Metoda se také používá ke snížení piezometrické hladiny vody v tlakových horizontech ležících pod dnem jímek, prostřednictvím samoprůtokových studní nebo studní vybavených hlubinnými čerpadly. Pomocí hlubokých vrtů je podzemní voda také vypouštěna do spodních absorbujících vrstev půdy.
Hlubinná metoda redukce vody se provádí pomocí vrtů, ve kterých je instalováno filtrační potrubí, uvnitř kterého je spuštěna čerpací jednotka, jejíž typ se volí v závislosti na požadované výšce přívodu vody a přítoku studny.
Hranice použitelnosti metody hlubinné redukce vody pomocí vrtů je omezena parametry zvodně a umístěním jímky v ní. Vysvětluje se to tím, že podzemní voda do těchto studní proudí pouze vlivem gravitace a u studny na vnější a vnitřní straně jejího filtru vzniká značná mezera v hladinách vody. Tato úrovňová mezera se skládá z průsakové oblasti (bez ohledu na konstrukci filtru) a místních tlakových ztrát při průchodu podzemní vody stěnami filtru studny. Při stanovení užitné hodnoty poklesu se od celkové hloubky studny odečte i výška vodního sloupce, kterou je nutné ve studni dodržet pro zajištění provozu čerpacího agregátu v zatopeném stavu a činí 2– 3 m.
Pokud je oblast dobíjení blízko, může celkový rozdíl hladin vody vně a uvnitř studny dosahovat až 0,4–0,5 poklesu ve studni, což výrazně snižuje účinnost redukce vody touto metodou. Výrazný pokles účinnosti u hlubinných vrtů je také spojen s tvorbou hlubokých depresních kráterů kolem těchto vrtů, vznikem znatelného rozdílu hladin od vrtu do středu odvodňovaného díla. To určuje větší množství neefektivní čerpané vody, když je voda spouštěna hlubokými vrty, odvodňuje zónu zeminy mimo výkop a odčerpává zvýšený přítok podzemní vody tekoucí do vrtů a způsobuje nadměrné snížení hladiny podzemní vody ve vrtech. .
Rýže. 1. Celkový pohled na radiální odběr vody
1 – čerpací místnost; 2 – vodní komora; 3 – pracovní komora; 4 — horizontální filtry; 5 — nůž spodní studny; ; 7 – čerpadla
V praxi redukce a odvodnění vody se radiální odběry vody používají také v případech, kdy je potřeba snížit hladiny podzemních vod, hlavně ve zvodněných vrstvách bohatých na vodu a s dlouhou životností systémů redukce vody. Podstata metody spočívá ve vybudování speciální šachty, z níž jsou z určitých vyvýšení stěny vtlačovány do zvodně v radiálních směrech horizontální filtry (nosníky) pomocí zvedáků, někdy i pomocí hydraulické eroze. Po instalaci odhadovaného počtu filtrů jsou na dně šachty instalována odstředivá čerpadla a voda vstupující přes filtry je odčerpávána.
Použití radiálních odběrů vody je ekonomicky proveditelné hlavně pro dlouhá období prací na snižování vody, s nevýznamnou tloušťkou spodní zvodnělé vrstvy.
Hlavní technologické potíže radiálních odběrů vody jsou spojeny s návrhem a opravou filtračních nosníků, zajišťujících jejich požadovaný pracovní cyklus jak během instalace, tak během provozu. V tomto ohledu je při navrhování takových přívodů vody zpravidla poskytován náhradní počet (1,5–2krát vypočtený) paprsků, protože obnovení propustnosti ucpaných filtračních paprsků je téměř vyloučeno.
Kombinovaná metoda spočívá v kombinovaném použití uvedených metod nebo lokální regulaci podzemních filtračních průtoků. Při hloubení tunelů se tedy kromě povrchového odvodnění používají průchozí nebo samoprůtokové stropní filtry, které odlehčují tlak zvodně umístěné přímo nad budovaným čelem tunelu.
V řadě případů, kdy studny redukující vodu nezajišťují potřebnou drenáž, se používají i vodorovné studny, které se vrtají do vodonosné vrstvy ze svahů jámy. Tato metoda se používá zejména v případech, kdy se aquiclude nachází v těsné blízkosti dna jámy.
Uvedené způsoby redukce vody jsou určeny především pro gravitační proudění podzemní vody do filtrů příjmu vody pod vlivem gravitačních sil. Navíc pro dosažení maximálního účinku musí být porézní médium dostatečně izotropní z hlediska propustnosti vody ve všech směrech a nemělo by mít vodotěsné vrstvy a čočky ze slabě propustných nebo prakticky nepropustných zemin. U gravitačních metod redukce vody je navíc charakteristická pomalá rychlost poklesu hladiny podzemní vody, neboť v tomto případě se celá statická zásoba podzemní vody, která je obsažena v půdní zóně nacházející se od neredukovaného statického povrchu podzemní vody po depresní plocha vzniklá při dosažení ustáleného stavu musí být aktivována a odčerpávána režim s maximálním poklesem hladiny podzemní vody tímto systémem snižujícím vodu.
Konvenční gravitační způsoby odvodňování mají značná omezení v důsledku hydrogeologických podmínek – složitost stavby zvodně, přítomnost akvitardu v blízkosti dna jámy, přítomnost na vodu bohaté vrstvy pod odvodněnou vrstvou. komplikuje nebo zcela vylučuje možnost hospodaření s podzemními vodami pomocí gravitačních vrtů.
