Задана глубина залегания грунтовых вод от поверхности земли (hгр=0,7) выше отметки низа котлована (hв=2,5 м), мощность водоносного слоя H=7м и коэффициент фильтрации Kф=30 м/сут. Для защиты котлована от грунтовых вод применяем искусственное глубинное понижение, осуществляемое лёгкими иглофильтровыми установками ЛИУ-6.
Определяем требуемый уровень понижения грунтовых вод из условия:
(4.35)
где h=hв-hгр=2,5-0,7=1,8 м - расстояние от уровня грунтовых вод до низа котлована;
l - высота капиллярного поднятия вод, м, определяемая по формуле:
l=1/√Кф= 1/√30=0,18 м
Таким образом:
1,5+0,18+0,5=2,18≤S≤1.5*1.5=2.25
Принимаем S=2,20 м.
Определяем размеры котлована по контуру иглофильтров:
Вкигл=Вк+0,5+0,5=22,2 м
Lкигл=Lк+0,5+0,5=26,2 м
где Lк, Bк- размеры котлована по верху, м;
0,5м – расстояние от иглофильтра до бровки котлована.
Размеры котлована по контуру всасывающего коллектора:
Вкк =Вкигл+0,5+0,5=23,2 м
Lкк = Lкигл +0,5+0,5=27,2 м
где Lкк, Bкк- размеры котлована по контуру иглофильтров, м;
0,5м – расстояние от иглофильтра до контура всасывающего колектора.
Приведенный радиус водопонизительной установки вычисляется по формуле:
А= √ (Вкк*Lкк/π)= 23,2*27,2/3,14=20,10 м (4.36)
Радиус влияния (депрессии) системы вычисляется по формуле:
R=A+2*S*√(Е*I)=20,10+2*2.20*√(30*8)=89,26 м (4.37)
Ожидаемый приток воды к системе:
(4.38)
где Y=H-S=7-2.20=4.80 м - напор в расчетной точке
Рис 4.7- Расчетная схема иглофильтровой установки
m=(H+Y)/2=(7+4.80)/2=5.90 м - толщина водоносного слоя при напорной фильтрации;
Qc=(2*π*5.90*30*(7-4.8))/ln(89,26/20,10)=1641,14 м3/час
или
Qc=1641,14/24=68,38 м3/сут
При общей длине коллектора 2*Bкк+2*Lkk=2*23,2+2*27,2=100,8 м и притоке воды 68,38 м3/час по графику находим, что предельная длина коллектора на один насос составляет 80м. Находим требуемое число установок по формуле:
N=Pk/Lk=100,8/80=1.26 шт
(4.39)
где Pк – общая длина коллектора системы, м;
Lк – предельная длинна коллектора на одну установку, м.
Принимаем N=2 шт.
Тогда проектируемая длина коллектора на одну установку составит:
N= Pк/ N=100,8/2=50,4 м
Принимаем длину коллектора на одну установку кратно длине звена – 50,4 м, тогда количество звеньев составит:
n=N/5.25=9,6 шт
Принимая количество звеньев n=10 шт., окончательно получим:
lк=5,25*10=53 шт
Определяем приток воды к установке:
Qy= Qc /N=1641,14/2=820,57 м3/час (4.40)
или
Qy= Qc /N= 68,38/2=34,19 м3/сут (4.41)
Так как приток воды к одной установке меньше производительности любого насосного агрегата ЛИУ-6, то каждую установку обслуживает 2 насоса (рабочий и резервный). Для всей системы требуется 4 насосных агрегатов ЛИУ-6 (2 комплекта).
Предельный дебит одного иглофильтра составляет 3,5 м3/час. Определяем число иглофильтров и приток воды к каждому иглофильтру при различном шаге иглофильтров по формулам:
, (4.42)
где n- число иглофильтров в установке, шт;
- шаг иглофильтров кратно 0,75м, м;
q - приток воды к иглофильтру (дебит), м3/час.
Шаг иглофильтров увеличиваем до значения, при котором приток воды не превышает предельно допустимого дебита иглофильтра:
n=53/3=18 q=34,19/16=1,90 м3/сут
n=53/3.75=15 q=34,19/15=2.28 м3/ сут
n=53/4.5=12 q=34,19/12=2,85 м3/сут
Для нашей установки из типовых звеньев можно собрать иглофильтры длиной 5,25м из одного звена 5,25м.
На 1 установку необходимо 10 иглофильтров. На всю систему потребуется 10*2=20 иглофильтров.
Окончательный состав водопонизительного комплекта приведён в табл.4.9.
Таблица 4.9-Состав водопонизительного комплекта
№ п/п | Наименование механизма | Марка | Количество |
Насоссные установки | - | 4 шт. | |
Всасывающий коллектор(90.6 м) | - | 100,8 м | |
Иглофильтры | - | 10шт. |