Оборудование для открытого водоотлива

Для откачки дождевых, талых и грунтовых вод из траншей, котлованов, колодцев, а также мелких водоемов на строительных площадках, трассах строительства коммуникаций открытым способом применяют открытый водоотлив, осуществляемый с помощью насосов и насосных установок. Открытый водоотлив эффективен при малых скоростях притока грунтовых вод, когда этот способ не снижает несущей способности грунта под сооружением и обеспечивает устойчивость откосов траншей и котлованов. При открытом водоотливе наиболее часто применяют диафрагмовые и самовсасывающие центробежные насосы, реже используют погружные насосы, опускаемые непосредственно в выемку с водой.

Диафрагмовый насос (рис. 4.4, а) состоит из корпуса со всасывающим патрубком, крышки с отводящим патрубком и резиновой диафрагмы с колпаком, которым от механического привода сообщаются возвратно-поступательные (колебательные) движения. При движении диафрагмы вверх в корпусе насоса, создается разрежение, за счет которого нагнетательный клапан закрывается, а всасывающий открывается, и происходит засасывание жидкости в полость корпуса насоса. При движении диафрагмы вниз вода вытесняется через открытый нагнетательный клапан (клапан закрыт) в отводящий патрубок, соединенный с отводящим шлангом. Насос с приводом монтируют на колесной тележке. В комплект насоса входит два резинотканевых шланга — всасывающий и отводящий. На свободном конце всасывающего шланга установлен сетчатый фильтр, предохраняющий насос от попадания в него посторонних частиц. Диафрагмовые насосы имеют сравнительно низкую подачу (до 30…45 м3/ч при высоте всасывания до м) и применяются для выполнения небольших объемов водоотливных работ.

Рис. 4.4. Насосы: а — диафрагмовый; 6 — центробежный самовсасывающий

Значительно большую подачу (до 250…500 м3/ч) при высоте всасывания до 4,5…6 м и полном манометрическом напоре до 0,12…0,2 МПа имеют самовсасывающие центробежные насосы. Характерной особенностью таких насосов является потребность в заливке их корпусов водой перед первым пуском в работу. Самовсасывающий центробежный насос (рис. 4.4, 6) состоит из корпуса, рабочего колеса, всасывающего шланга с фильтром, напорного шланга, заливной горловины с быстродействующим запорным клапаном и обратного клапана. Внутри корпуса насоса имеются два резервуара — всасывающий А и напорный Б, сообщающиеся между собой через спиральную камеру, в которой расположено рабочее колесо с тремя лопастями специального профиля, закрепленное на приводном валу.

Перед первым пуском насоса в его корпус через горловину заливают воду, после чего включают привод насоса. С началом вращения рабочего колеса вода из всасывающего резервуара А нагнетается в напорный Б. В результате разрежения, создаваемого во всасывающем резервуаре, обратный клапан открывается, и воздух из всасывающего шланга начинает поступать в корпус насоса. По мере создания необходимого вакуума во всасывающей магистрали (шланг и резервуар А) последняя заполняется водой через фильтр 18, самовсасывание насоса прекращается, и он переходит на нормальный режим работы по откачиванию воды.

Центробежные насосы приводятся в действие от электромотора или двигателя внутреннего сгорания через редуктор. Для быстрой доставки к месту откачки насосы монтируют на прицепных колесных тележках, автомобилях, гусеничных и колесных тракторах. Привод насосов самоходных установок осуществляется от вала отбора мощности базовой машины.

Оборудование для понижения уровня грунтовых вод.

Для искусственного понижения уровня грунтовых вод при рытье траншей и котлованов и закрытой прокладке коммуникаций в песчаных и супесчаных водонасыщенных грунтах применяют иглофильтровые установки с погружаемыми в грунт вакуумными или эжекторными иглофильтрами. Иглофильтровые установки откачивают воду из вертикальных скважин, закладываемых по контуру осушиваемой выемки или строящегося подземного сооружения и отстоящих друг от друга на расстоянии до 1,5…2 м. Глубина погружения иглофильтров должна быть ниже отметки заложения сооружения на 1…2 м. Одним из основных средств водопонижения на глубину до 4…5 м являются вакуумные легкие иглофильтровые установки (ЛИУ).

Водопонижение на большую глубину обеспечивается многоярусным расположением установок ЛИУ или установками с эжекторными иглофильтрами.

Рис. 4.5. Установка ЛИУ

Установка ЛИУ (рис. 4.5, а) состоит из иглофильтров, всасывающего водосборного коллектора и самовсасывающего или центробежного насоса с электроприводом на колесном ходу. Установки ЛИУ выполнены по единой принципиальной схеме, комплектуются однотипными иглофильтрами и отличаются одна от другой количеством иглофильтров, типом всасывающего насоса и размерами водосборного коллектора. Последний составлен из звеньев стальных труб, соединяемых муфтами. На каждом звене коллектора имеются патрубки, к которым с помощью гибких шлангов подсоединяются погруженные в грунт иглофильтры (рис. 4.5, б).

Они служат для очистки и накопления во внутренней своей полости грунтовых вод и состоят из фильтрового звена с наконечником и глухой надфильтровой трубы, соединяемой с водосборным коллектором.

Фильтровое звено выполнено из перфорированной наружной и сплошной внутренней труб. На спиральную проволочную обмотку наложены две сетки — латунная фильтрационная и защитная бронзовая. Наружная труба соединяется с надфильтровой соединительной муфтой. Внутри наконечника наружной трубы установлен шаровой клапан, плотно прилегающий к седлу в торце внутренней трубы за счет вакуума, создаваемого насосом при отсасывании воды из иглофильтра. Иглофильтры погружают в грунт гидравлическим способом (подмывом) или в предварительно пробуренные скважины. В первом случае клапан (рис. 4.5, в) открывается под напором воды, подаваемой в фильтровое звено от насоса, и погружение иглофильтра происходит под собственной тяжестью при интенсивном размыве грунта впереди фильтрового звена. Размытый грунт поднимается по затрубному пространству на поверхность. Величина необходимого заглубления иглофильтра в грунт в зависимости от требуемого понижения уровня грунтовых вод обеспечивается применением надфильтровых труб длиной 3; 4 и 5 м. Общая длина иглофильтра достигает 8,5 м. Установки ЛИУ обеспечивают подачу 60… 140 м3/ч, высоту всасывания до 7 м при полном напоре 0,24…0,36 МПа. Мощность привода установок 5,5…20 кВт.

Принцип работы следующий. Рабочая вода от центробежного насоса подается под напором по пространству, образованному между внутренней водоподъемной и наружной трубами иглофильтра к входному окну эжектора, состоящего из камеры смешения и диффузора с насадкой диаметром 7… 18 мм.

Выходя с большой скоростью из насадки в камеру смешения, вода создает в ней вакуум, под действием которого грунтовая вода через фильтровое звено (такое же, как у ЛИУ) подсасывается в камеру смешения и в смеси с рабочей водой подается наверх по внутренней трубе иглофильтра в сливную трубу.

Подача установок 150…540 м3/ч, они комплектуются 10…36 иглофильтрами диаметром 63… 150 мм производительностью 0.9…9,4 л/с.