Проектирование горизонтального дренажа и определение водопритока

С целью защиты сооружения от подземного потока, для осушения водоносных пластов, проектируется горизонтальный дренаж (канава или траншея) или вертикальный дренаж (скважины или колодцы) (см. рис. 2). Тип водозаборного сооружения выбирают исходя из глубины залегания водоносного пласта, его мощности, литологического состава водоносных пород и намечаемой производительности водозабора.

Глубина заложения горизонтальных дрен обычно не более 5–6 м. Отток воды происходит самотеком, для этого дренам придается необходимый уклон. Горизонтальные водозаборы применяют при неглубоком залегании водоносного пласта (до 6–7 м) и небольшой его мощности.

1. В случае проектирования совершенного горизонтального дренажа (вскрывающего водоносный пласт на его полную мощность) для установления границы зоны осушения в результате водопритока определяем радиус влияния канавы (траншеи) по формуле Кусакина:

R = (9),

где Н – мощность водоносного слоя, м;

h – глубина воды в траншее, м;

S – понижение уровня воды в траншее в процессе откачки, м (в нашем случае принимается полное осушение траншеи при водопонижении, т. е. S = H).

Рис. 7. Приток безнапорных вод к совершенному дренажу (доведенному до водоупора) типа траншеи»

Определяем приток безнапорных вод к горизонтальному совершенному дренажу типа траншеи (рис. 7):

а) приток с одной стороны (10),

б) приток с двух сторон (11),

где L – длина дренажной канавы (траншеи), м;

R – радиус действия дренажа (траншеи);

h – столб воды в канаве при водопритоке, принимаем h = 0.

2. В случае проектирования несовершенного горизонтального дренажа (не доведенного до водоупора) радиус влияния канавы (траншеи) по формуле Кусакина будет иметь вид:

(12),

где Н₀ – глубина активной зоны, м;

S – понижение уровня воды в траншее в процессе откачки, м;

k_ф – коэффициент фильтрации, м/сут.

Величина активной зоны (Н₀) определяется по формуле Н₀= = 1,3 F, где F – глубина траншеи, отсчитываемая от статического уровня безнапорных грунтовых вод.

Понижение уровня воды в траншее S определяют согласно рис. 8 по формуле S = F – t, где t – глубина воды в траншее во время откачки; при полном осушении траншеи в процессе водопонижения принимаем S = F.

Рис. 8. Приток безнапорных вод к несовершенному дренажу (не доведенному до водоупора) типа «траншеи»

Приток безнапорных вод к траншее несовершенного типа (рис. 8) с одной стороны определяем по формуле

(13),

где h₀ – глубина воды в траншее, отсчитываемая от подошвы активной зоны, м; h₀= Н₀ – S; L – длина траншеи (канавы), м; k_ф – коэффициент фильтрации, м/сут; R – радиус действия дренажа (траншеи), м; Н₀ – глубина активной зоны, м.