Страница 7: ВСН 127-91. . Нормы по проектированию и производству работ по искусственному понижению уровня подземных вод при сооружении тоннелей и метрополитенов (41739)

7. ОХРАНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

7.1. Применяемые способы водопонижения должны исключать нарушение природных свойств грунтов в основании возводимых сооружений, обеспечивать устойчивость откосов устраиваемой земляной выработки и сохранность расположенных вблизи от выработки наземных и подземных сооружений.

7.2. Откачиваемая при работе водопонизительных установок вода должна сбрасываться в открытые или закрытые искусственные водотоки (в условиях городской застройки - в ливневую канализацию). При этом в обязательном порядке должна осуществляться очистка сбрасываемых вод от мусора с помощью фильтров.

7.3. Расположение мест водосборников загрязненных вод и мест выпуска очищенных сточных вод, а также предполагаемую степень очистки следует согласовывать с исполкомами местных Советов, местными санитарно-эпидемиологическими службами, а при выпуске очищенных вод в водоемы - с органами охраны водных ресурсов.

Степень очистки вод регламентируется перечнем предельно допустимых концентраций (ПДК) элементов, утвержденных экологическими комиссиями при местных Советах.

7.4. В соответствии с заданием на проектирование подлежат устройству наружная или местная очистительные сети.

7.5. Наружная сеть должна сооружаться для вывода загрязненной механическими примесями воды в очистные сооружения.

Уклон водотока наружной сети должен составлять не менее 0,008. Глубину заложения лотков его труб следует принимать равной глубине заложения существующей на территории строительства (например, городской) дренажной или ливневой сети, а при ее отсутствии - на 0,3 м меньше наибольшей глубины промерзания грунта, но не менее 0,7 м от верха трубы до дневной поверхности.

Для ремонта и осмотра наружной сети должны устраиваться смотровые колодцы.

7.6. В местных очистных сооружениях, предназначенных для биологической очистки воды, лоток подводящей трубы следует располагать не менее чем на 0,05 м выше расчетного уровня загрязненных вод.

7.7. Полный расчетный объем отстойника системы очистки должен определяться исходя из прогнозируемого объема поступающей за сутки воды, превышая его не менее чем в 1,5 раза.

7.8. Для площадной очистки загрязненных вод рекомендуется применять фильтрующие траншеи, длину и глубину которых следует определять расчетами в зависимости от суточного поступления загрязненных вод. Расстояния между дренажными траншеями (в осях) принимается в пределах 3 - 5 м.

7.9. В период эксплуатации водопонизительных установок, во избежание осадок земной поверхности или образования каверн в горном массиве, режим работы установок следует подбирать таким образом, чтобы не инициировать процессы возможной суффозии грунта. Для этого фильтры, через которые может происходить незатухающий вынос частиц грунта, должны быть заменены или выключены из работы.

7.10. При длительных более 20 суток сроках эксплуатации водопонизительных установок, большом количестве откачиваемой воды и близком расположении предназначенных для водоснабжения различных источников подземных водозаборов должна быть дана оценка влияния водопонижения на работу этих водозаборов и при необходимости проект водопонижения следует согласовать с организацией, ведущей эксплуатацию водозабора.

7.11. В процессе монтажных, эксплуатационных и демонтажных работ не допускается загрязнение поверхности, а также сбрасываемой воды продуктами нафтеновых кислот.

7.12. После выполнения работ по водопонижению водопонизительные и наблюдательные скважины (если они не переводятся на режимные наблюдения) подлежат обязательной ликвидации.

8. ПРИЕМКА РАБОТ

8.1. Водопонизительная система может быть введена в эксплуатацию при условии ее исправной работы в течение суток после пробного пуска.

8.2. Приемку водопонизительных систем надлежит оформлять актом, к которому прилагаются уточненные геологические разрезы и исполнительная документация, включающая следующие данные:

для горизонтальных дренажей - расположение дрен с указанием их типов, нумерация смотровых колодцев, продольные профили дрен, конструкция фильтров и характеристики насосных станций;

для вертикальных скважин-дрен и лучевых водозаборов - расположение скважин, их конструкции, конструкции и расположение фильтровых звеньев в водоносных горизонтах, характеристики насосного оборудования;

для иглофильтровых установок - способ установки иглофильтров, отметки фильтровых звеньев, расположение наблюдательных скважин, данные пробной откачки;

для эжекторной установки - способ устройства скважин, конструкция фильтра скважины и рабочих органов эжекторов, расположение контрольно-измерительной аппаратуры, а также контрольных пьезометров и наблюдательных скважин с указанием уровня воды в них, данные пробной откачки;

для водопонизительных скважин, оборудованных глубинными насосами, - расположение и отметки скважин, способы их устройства, конструкция фильтров и способ устройства обсыпки, тип насосов и отметки его всасывающих и сливных; патрубков, расположение контрольных пьезометров и наблюдательных скважин с указанием уровня воды в них, данные пробной откачки;

для водопонизительных скважин с вакуумированием - расположение и отметки скважин, способы их устройства, конструкции фильтров, тип насосов, тип и количество вакуумирующих установок, положение магистралей, расположение контрольно-измерительной аппаратуры;

для системы осушения замороженных контуров нагнетанием сжатого воздуха в пласт - тип и количество компрессоров, расположение и отметки воздухоподающих, наблюдательных и водопонизительных скважин, конструкции их фильтров, тип насосов, схемы воздушных магистралей с расположением запорной и регулирующей арматуры и контрольно-измерительных приборов, уровни воды в наблюдательных скважинах, данные пробной откачки из контура.

8.3. Водопонизительные установки подлежат приемке комиссией, состоящей из представителей строительной и проектной организаций, дирекции строящегося предприятия и организации производителя работ. Комиссия должна оформлять приемо-сдаточный акт, к которому прилагается исполнительная документация, а при наличии недоделок - их перечень с указанием сроков устранения.

8.4. Соответствие выполненных работ проекту (с учетом внесенных и согласованных с проектной организацией корректировок), а также исправность насосных агрегатов, коммуникаций и фильтров должны устанавливаться комиссионно осмотром водопонизительной установки и фиксироваться актами на скрытые работы.

8.5. При осмотре водопонизительной установки подлежат проверке:

плотность стыков трубопроводов и отсутствие подсосов воздуха во всасывающих коммуникациях;

соответствие расхода воды и полного напора, развиваемого насосом, его паспортным данным;

отсутствие в откачиваемой воде частиц грунта и других примесей;

соответствие качества гравия и песка для обсыпки фильтров требованиям проекта (по данным контрольного просеивания);

отсутствие утечек в трубопроводах и лотках для отвода воды;

наличие акта проверки заземления оборудования;

наличие акта проверки сопротивления изоляции оборудования.

8.6. По окончании срока предварительного водопонижения, в случае достижения проектной величины снижения уровня грунтовых вод, организация, выполняющая водопонижение, обязана сообщить строительной организации о возможности начала разработки выработок в зоне понижения уровня подземных вод.

Если проектная отметка понижения не достигнута, организация, выполняющая водопонижение, организует работу комиссии с участием представителей проектной организации, строительной организации и дирекции строящегося предприятия для решения вопросов дальнейшего производства работ.

8.7. Специализированная организация, осуществляющая водопонижение, должна в процессе производства работ составлять исполнительные графики работы водопонизительной установки с указанием изменения суммарного дебита во времени и снижения уровня подземных вод, а также продольные и поперечные разрезы с нанесением на них ежесуточного положения уровня подземных вод и указанием количества включенных в работу насосных агрегатов.

8.8. Акт на прекращение работ по водопонижению и разрешение на демонтаж водопонизительной установки должны составляться комиссией в составе представителей проектной, строительной и специализированной организаций, а также дирекции строящегося предприятия после окончания гидроизоляционных работ на строящемся объекте.

Приложение 1

Расчеты водопонижения по методу обобщенных систем

1. Общие положения

Этот метод основан на приведении большого количества скважин, более или менее равномерно расположенных вдоль трассы или на отдельных участках, к обобщенным системам - линейной, контурной или кольцевой.

Суммарный дебит обобщенных систем определяется по формуле:

,

где K - коэффициент фильтрации пласта; U - напорная функция.

Для напорных вод:

или .

Для безнапорных вод со свободной поверхностью:

, или ,

где S - заданное понижение уровня подземных вод в характерной точке осушаемого контура к концу времени t; т - мощность водоносного слоя в м; Нe и he - соответственно первоначальный напор и первоначальная высота столба воды до водоупора в этой точке; H и h - соответственно напор и высота столба воды до водоупора в той же точке в момент времени t.

Функция N характеризует гидравлическое сопротивление, зависящее от расположения систем скважин, условий на границах водоносного пласта, коэффициента пьезопроводности (уровнепроводности) и продолжительности откачки.

Полное понижение уровня воды в скважинах выразится суммой:

,

где S - понижение уровня, обусловленное действием обобщенной системы; - дополнительное понижение уровня в самой скважине за счет деформации депрессионной поверхности вблизи скважины.

Соответственно полное гидравлическое сопротивление может быть представлено в виде двух слагаемых:

,

где Nв - внешнее сопротивление, испытываемое потоком при движении к обобщенным системам скважин; Nскв - внутреннее сопротивление, зависящее от расстановки скважин внутри системы.

Внешнее сопротивление Nв обозначается: для линейного ряда скважин Nл, для кольцевой системы Nкр и для площадной Nпл.

При заданной величине понижения S в характерной точке осушаемого контура на момент времени t, Qсум и Sскв определяется путем ряда расчетов, обеспечивающих последовательное приближение к наиболее рациональной схеме расположения и режиму эксплуатации скважин.

При расчетах допускается, что:

пласт является однородным или приведенным к однородному путем осреднения коэффициента фильтрации;

суммарный дебит системы скважин в течение всего срока предварительного водопонижения, т.е. достижения в рассматриваемой точке заданного понижения S, поддерживается постоянным.

2. Системы скважин в безграничном пласте

2.1. Линейная система скважин

При размещении ряда п скважин на линии длиной 2l (рис. П.1.1) с расходом каждой из них Q и суммарным расходом всех скважин Qсум гидравлическое coпротивление Nл определяется по графику (рис. П.1.2) и зависимости от ln ?? и или по графику (рис. П.1.3) в зависимости от ln ?? и , где

; ; ;

a - коэффициент пьезопроводности (уровнепроводности).

Значения Nл по указанным графикам определяются для точек, расположенных вдоль осей x и у.

Для любой точки пласта с координатами x, y гидравлическое сопротивление определяется по формуле (по Шестакову В.М.):

,

где ; ; ; .

Для точки, находящейся в центре линейной системы скважин, при x = у = 0:

;

где Ei - интегральная показательная функция, значения которой в зависимости от приведены в табл. П.1.1, Φ - интеграл вероятности, значения которого в зависимости от приведены в графике (рис. П.1.4).

Гидравлическое сопротивление для точек, удаленных от ряда на расстояние 1,5l и более, определяется из следующей зависимости:

,

где r - расстояние точки от центра ряда, равное

.

При наличии двух и более рядов скважин расчет их взаимодействия производится с использованием тех же зависимостей, что и для одного ряда. При определении понижения в какой либо точке М (х, у) определяется влияние на эту точку каждого ряда в отдельности и полная напорная функция U находится как сумма напорных функций всех рядов

.

Рис. П.1.1. Схема линейной системы скважин в безграничном пласте

Рис. П.1.2 График функции Nл для точек, расположенных по оси у

Рис. П.1.3. График функции Nп для точек, расположенных на оси х

Рис. П.1.4. График интеграла вероятности

Таблица П.1.1. Таблица значений функции Ei (-λ)