Понижение уровня грунтовых вод

В строительстве метрополитенов зачастую применяют специальные технологии водопонижения. Понижение уровня грунтовых вод требуется преимущественно для сооружения тоннелей, станций, подземных переходов которые строятся открытым способом. Также оно требуется при проходке закрытым способом перегонных и станционных тоннелей или пробивки стволов шахт, для укрепления фундаментов, и прокладки коммуникаций. Понижение уровня грунтовых вод проводят при помощи специального оборудования: эжекторных иглофильтров, легких иглофильтровых установок, глубинных насосов, устанавливающихся непосредственно в водопонижающие скважины.

Сущность технологии водопонижения основывается на откачивании грунтовых вод, поступающих в специально подготовленные котлованы, подземные выработки или пробуренные скважины. Понижение уровня грунтовых вод основывается на физическом эффекте образования на поверхности воды воронкообразной формы с уклоном направленным к месту откачивания. Такая воронкообразная (пониженная) поверхность называется депрессионной поверхностью, а промежуток между такой поверхностью и неснижаемой поверхностью грунтовых потоков – депрессионной воронкой. В процессе откачивания воды депрессионная воронка увеличивается в глубину и по площади распространения.

При постоянной скорости откачки наступает установившийся режим - стабилизация, при нем депрессионная воронка не развивается. При остановке процесса откачки понижение уровня грунтовых вод прекращается. Развитие и поддержание в водоносных грунтах такой депрессионной воронки и есть целью процедуры водопонижения. Он применяется для осушения места проводимых работ в течение всего процесса строительства. В некоторых случаях понижение уровня грунтовых вод применяют при необходимости снижения избыточного уровня напора в водоносных грунтах, отделенных слоем водоупорного материала от днища котлована.

При очень близком ко дну котлована залегании водоупорных грунтов, провести полное осушение водоносных грунтов не удается, и над водоупорным слоем скапливаются воды, высотой от 0,5 до 1 метра. Для их осушения обычно применяется открытый водоотлив при помощи переносных насосных агрегатов. Они откачивают воду из временно созданных колодцев (зумпфов). При выборе технологии водопонижения учитываются рад факторов: условия залегания и характеристики грунтов, мощность водоносного слоя, объем осушаемого грунта, коэффициент фильтрации грунтов, способы проведения строительных и горнопроходческих работ, длительность процедуры водопонижения, технологические параметры технических средств.

Водопонижающие скважины бурятся за пределами возводимых строительных и монтажных конструкций.

Их размещение в плане существенно зависит от масштабов сооружения, гидрогеологической характеристики грунтов и может принимать несколько видов:

• линейный (в один или несколько рядов);
• контурный (повторяющий по контуру сооружение);
• кольцевой (при проходке стволов шахт);
• комбинированный (для широких котлованов внутри водопонижающего контура прокладывают дополнительные ряды скважин).