5.14. При проектировании противофильтрационных завес необходимо учитывать, что наибольшее снижение депрессионной поверхности получается при совместном действии завесы и дренажа. Дренаж при этом должен располагаться у защищаемого сооружения или между сооружением и завесой (рис. 78).
Примечание. Если породы подвержены механической и химической суффозиям, из-за которых недопустимы значительные градиенты напора в породе, то от устройства дренажа следует отказаться.
Глубина (длина) дренажных скважин принимается в зависимости от степени трещиноватости и водопроницаемости породы, характера залегания породы, расположения водоупора и т.п., а также от размеров противофильтрационной завесы.
Расстояние дренажных скважин от цементационной завесы устанавливается в каждом конкретном случае. Это расстояние допустимо принимать равным не менее 2 - 3 шагов скважин противофильтрационной завесы и не менее 4 м [Л. 168].
5.15. Противофильтрационная цементация, применяемая с целью удлинения пути фильтрации к защищаемому сооружению, устраивается в виде экранов. Экраны, например, в виде дискообразных или конусообразных воротников вокруг туннелей и шахт располагаются так, чтобы максимально пересечь сосредоточенные пути фильтрации (рис. 4, 27, 46). При слоистой породе экраны целесообразно располагать так, чтобы угол между плоскостью экрана и слоями породы составлял 90° или был близок к этой величине.
При противофильтрационной цементации в виде экрана, устраиваемого на пути потока, дренажи располагаются возможно ближе к защищаемому сооружению.
5.16. Цементация, предназначенная для уменьшения притока грунтовых вод к сооружению, незначительно влияющая на гидродинамические элемент естественного фильтрационного потока, устраивается по контуру выработок или на небольшом расстоянии от него. Глубина зоны цементации зависит от местных условий и определяется из фильтрационного расчета; ориентировочно на предварительных стадиях проектирования ее можно назначать в пределах 3 - 7 м.
5.17. Вид противофильтрационной цементации, названный в п. 5.16, может применяться как самостоятельно, так и с дренажем, расположенным на контакте обделки с породой, или внутри зоны цементации (например, шпуровой дренаж) в пределах половины ее глубины, считая от внутренней поверхности зоны (рис. 4, 75).
5.18. Зону противофильтрационной цементации следует располагать на расстоянии от контура выработки, когда:
а) требуется максимально разгрузить обделку от давления грунтовых вод совместным действием цементации и дренажа;
б) подземная выработка не закреплена обделкой и стены выработки не способны выдержать давление цементационного раствора;
в) для восприятия давления цементационного раствора потребовалось бы изменение формы сечения или толщины обделки;
г) зона цементации, примыкающая к контуру выработки, не способна выдержать давление грунтовых вод.
Расстояние от контура выработки до зоны цементации определяется условиями статической и фильтрационной работы породы (зацементированной и незацементированной) и обделки.
Этот вид цементации может применяться как самостоятельно, так и с дренажем, который следует располагать на контакте обделки с породой или в породе между обделкой (поверхностью выработки) и зоной цементации, но не внутри зоны цементации [Л. 110, 119, 107].
5.19. Остальные указания по проектированию противофильтрационной цементации и производству работ по ее осуществлению следует принимать по [Л. 161, 168].
6. ФИЛЬТРЫ ДРЕНАЖЕЙ
6.1. Фильтры в дренажах устраиваются, когда:
а) необходимо обеспечить фильтрационную прочность на контакте дренажа с породой;
б) возможна механическая суффозия в неустойчивых породах (например, слабые известняки, мел, галечники, пески);
в) имеется опасность осыпания породы в дренажные полости;
г) необходимо защитить дренажные полости от попадания в них цемента при бетонировании обделок и цементации породы; с этой целью можно применить, например, стекловолокно, стеклоткани, шлаковату и другие материалы.
6.2. Для изготовления и устройства фильтров применяются материалы: песок, гравий, щебень, пористый бетон, сталь, нержавеющая сталь, латунь, синтетические материалы, асбоцемент, керамика, фарфор и др.
6.3. При выборе типа и конструкции фильтра следует исходить из основных требований к ним:
а) фильтр должен обладать необходимой механической прочностью и иметь достаточную устойчивость против химической и электрохимической коррозии и эрозионного воздействия воды;
б) фильтр должен пропускать максимальное количество воды при своих минимальных размерах;
в) вода в фильтр должна поступать, по возможности, с большей поверхности породы и с наименьшими скоростями;
г) фильтр должен иметь, по возможности, большую скважность;
д) при постоянной работе фильтра не должно происходить выноса частиц породы («пескования»);
е) фильтры необходимо подбирать с учетом возможного изменения во времени скважности и размеров проходных отверстий в зависимости от химического состава грунтовых вод;
ж) фильтры, по возможности, должны быть доступны для механической и химической очистки.
6.4. При выборе типа и конструкции фильтра необходимо учитывать условия его эксплуатации (длительность и величина фильтрационного расхода), имея при этом в виду, что:
а) в дренажах, рассчитанных на длительную эксплуатацию, фильтры выполняются с применением нержавеющей стали, пластмасс, асбоцемента и других стойких материалов. В случае применения обычных сталей необходимо предусматривать их защиту покрытием водоустойчивыми лаками, пластмассами, металлическими пленками (кадмирование, цинкование), твердыми резиновыми оболочками типа эбонита;
б) увеличение числа слоев гравийных обсыпок и их толщины способствует предохранению фильтров от зарастания и повышению сроков их эксплуатации.
6.5. В дренажах туннельных, ленточных и сплошных (п. 5.1, подпункт 4,а, е, ж) в качестве фильтров могут быть применены: песок, гравий, щебень, пористый бетон [Л. 49, 70, 71, 142, 169 и приложение 4, п. 14], стекловолокно (стекловата, стеклоткани, стеклорогожа и т.п.), [Л. 85, 127, 145].
6.6. В шпуровых и трубчатых дренажах, а также разгрузочных отверстиях фильтры могут, устраиваться из перфорированных труб, металлических каркасов с сетками и без сеток, пористого бетона, синтетических материалов и др.
6.7. В неустойчивых скальных и мягких породах вместо шпурового дренажа можно применять забивные фильтры [Л. 44] длиной 3 - 5 м, из которых рабочая часть составляет 50 - 80 %. Скважность забивного фильтра принимается в пределах 6 - 25 %, расстояние между отверстиями - в 3 - 4 раза больше их ширины (диаметра). Фильтр перфорируется круглыми или щелевыми отверстиями. В крупнозернистых гравелистых песках размеры перфорации принимаются увеличенными. Отверстия располагаются в шахматном порядке или по прямоугольникам. Расстояния между забивными фильтрами определяются расчетным путем, так же как и при шпуровом дренаже. В мягкие породы фильтр забивается кувалдой, а в твердых породах бурятся скважины, в которые затем закладывается фильтр (рис. 74), [Л. 44].
6.8. Фильтры скважинного дренажа наиболее многочисленны и разнообразны по своей конструкции. В приложении 4 дано краткое описание конструкции фильтров скважинного дренажа и условий их применимости.
6.9. Подбор фильтров, их расчет и конструирование следует производить по [Л. 49, 71, 141. и 169].
6.10. При проектировании фильтров следует иметь в виду, что их конструкция может быть уточнена во время производства работ на основании данных, полученных при проходке выработок и бурении скважин.
7. ОТВОД ДРЕНАЖНЫХ ВОД
7.1. Профильтровавшаяся в дренажи вода может отводиться:
а) внутрь водопроводящего туннеля (шахты), (рис. 2, 3, 21, 47);
б) самотеком на дневную поверхность (рис. 5);
в) и нижерасположенные водопроницаемые водоносные пласты;
г) откачкой насосами (рис. 16
