Средства борьбы с обводнением подземными водами строительных площадок – лучевые водозаборы и гидрозавесы.
Необходимо осуществлять защиту строительных площадок от подземных вод, и за годы проведения водопонижения были разработаны новые методы.
Лучевой водозабор – это устройство, которое состоит из системы горизонтальных фильтров. Они пробуриваются с нижней части вертикального шахтного колодца.
При сложных гидрогеологических условиях, в которых обводнение больших строительных котлованов происходит из-за маломощных водоносных горизонтов, сложенных из хорошо проницаемых грунтов, применение вертикальных дренажных устройств становится неэффективным из-за ограничения водозахватной способности фильтров размерами дренируемого пласта. В таком случае уровень подземных вод снижается недостаточно, вследствие этого вода попадает к защищенному объекту в недопустимо больших размерах.
Для того чтобы водопонижение в таком случае осуществлялось эффективно, целесообразно устроить лучевой водозабор, который позволяет увеличить затопленную площадь рабочей части горизонтального фильтра до нужной величины.
В затопленном состоянии горизонтальный фильтр лучевого водозабора работает постоянно, так как его величина рабочей части не зависит от снижения уровня подземных вод и от мощности дренируемого пласта.
Но есть ряд причин, по которым применение лучевых водозаборов, когда осуществляется строительное водопонижение, ограничено.
Заменить водопонижающие скважины лучевыми водозаборами может оказаться невыгодно экономически, если продолжительность эксплуатации будет занимать период менее двух лет. Также может возникнуть необходимость произвести водопонижающие работы при строительстве шахтного ствола в сложных гидрогеологических условиях.
Лучевой водозабор целесообразно сооружать при условиях очень водообильного водоносного горизонта.
Метод защиты строительных котлованов от подземных вод посредством создания гидрозавес находит применение в случаях водопонижения, осуществляемого в течение долгого времени, на сравнительно большие глубины, что может стать причиной истощения малообильных маломощных горизонтов, которые служат источником водоснабжения.
Метод создания гидрозавесы заключается в том, чтобы создать вокруг защищаемого котлована либо карьера замкнутой по контуру искусственной области питания. Внутри этой искусственной области питания находится зона дренажа.
Вокруг котлована устанавливают поглощающие скважины на расстоянии меньше расчетного радиуса депрессии. Через эти поглощающие скважины в грунт возвращается откачанная водопонижающими установками вода.
Гидрогеологическими условиями участка определяется расстояние между поглощающими скважинами, а также напор закачиваемой в них воды.
Гидрозавеса создается следующим образом. При наливе воды, откачанной дренажными устройствами, в поглощающие выработки, вокруг них (поглощающих выработок) повышается динамический уровень грунтовых вод. Со временем пики конусов налива достигают относительно статического уровня дренируемого водоносного горизонта определенной высоты. Также они одновременно расширяются. Наступает гидродинамическое равновесие системы водопоглощающих и водопонижающих устройств в результате перераспределения линий тока. Достигается это равновесие при сливании оснований соседних конусов налива, и когда их средний уровень будет установлен на высоте статического уровня грунтовых вод. Режимы налива и откачки зависят от сезонных колебаний зеркала водоносного горизонта.