При освоении новой строительной площадки и при небольшой глубине залегания грунтовых вод необходимо до начала земляных работ произвести работы по водопонижению, а в процессе земляных работ — по водоотливу. Для этой цели используют водоотливные насосы и водопонизительные установки. Для обеспечения водоотлива при малом притоке воды применены диафрагмовые насосы или погружные насосы типа «Гном», при большом притоке — передвижение и стационарные установки с центробежными насосами.
Центробежный водоотливной насос (рис. 146). Перед пуском насоса необходимо залить всасывающую камеру А водой через отверстие. После включения электродвигателя рабочее колесо перекачивает воду из всасывающей камеры А в нагнетательную камеру Б. В результате во всасывающем патрубке А образуется разрежение, обратный клапан открывается и в корпус начинает поступать воздух из всасывающего рукава. Вследствие образующегося разрежения линия всасывания постепенноза-полняется водой через фильтр. После того как процесс самовсасывания завершится (обычно 6…3 мин), насос начнет откачивать воду, направляя ее по напорному рукаву.
Более мобильны водоотливные насосы, смонтированные на колесных тракторах. На рис. 147 представлен самовсасывающий насос, смонтированный на тракторе Т-40. Привод рабочего колеса насоса осуществляется от вала отбора мощности трактора через редуктор, корпус всасывающего устройства соединен воздухопроводамл с воздухоочистителем двигателя, находящимся под резрежением, а также с корпусом центробежного насоса. При опускании приемного рукава с фильтром в приямок с водой и запуске двигателя трактора в корпусе насоса и приемном рукаве создается разрежение и подъем воды до заливки рабочего колеса насоса.
Рис. 146. Центробежный водоотливной насос
Рис. 147. Водоотливной насос, смонтированный на колесном тракторе
1 — базовый трактор; 2 — воздухоочиститель; 3 — тяга; 4 — всасывающее устройство; 5 — центробежный насос; 6 — напорный рукав; 7 — фильтр; 8 — приемный рукав; 9 — редуктор; 10 — вал привода
Для предотвращен кия подсоса воздуха в корпус насоса в его горловине предусмотрен обратный клапан. В воздухоочистителе предусмотрена заслонка, управляемая тягой, с помощью кото рой воздухоочититель при самовсасывании отсоединяется от атмосферы и соединяется на короткое время с полос* тыо корпуса насоса. При подъеме воды в корпус насоса самовсасывающее устройство автоматически отсоедини ется от полости двигателя и работа насоса происходит дальнейшем устойчиво.
Водопонизительные установки служат для пониженй и поддержания у розня грунтовых вод ниже подошв разрабатываемых котлованов. Для понижения уровн грунтовых вод откачивают воду из скважин, расположенных по периметру котлована за его пределами. Приме няют водопонизительные установки с вакуумными иглофильтрами, с эжекторными иглофильтрами и артезианскими глубинными насосами.
240
Водопонизительная установка с вакуумными игло-гьтрами (рис. 148) обеспечивает понижение уровня грунтовых вод на 5…6 м и применяется в песчаных и гравелистых грунтах. Иглофильтры установки погружают в грунт на расстоянии 0,75…2 м один от другого.
Иглофильтры (см. рис. 148, б, в) состоят из трубы ответвления, собственно фильтровой части и наконечника. Надфильтровая труба соединена с коллектором игло-фильтровой установки. Нижний конец трубы с помощью резиновой муфты и шайб присоединяется к фильтровой части, которая состоит из внутренней и наружной труб. Между трубами имеется полость, в стенках труб просверлены отверстия. Наружная труба с внешней стороны покрыта спиральной обмоткой, верх которой имеет фильтровальную сетку или керамическую облицовку. К нижней части фильтрового звена с помощью муфты крепится наконечник. При погружении иглофильтра грунт размывается водой, закачиваемой через надфильтровую трубу в наконечник. Размытый грунт вместе с водой поднимается вверх, а иглофильтры погружаются в глубь грунта. Между наконечником и муфтой зажато седло шарового клапана, препятствующего поступлению пульпы в фильтр при прекращении подачи напорной воды.
В водопонизительных установках с иглофильтрами используют самовсасывающие насосы вихревого типа. Производительность вихревого насоса достигает 100 м3/ч. При работе насоса создается высота всасывания 9 м и -v напор 35…60 м.
Легкие иглофильтровые установки типа ЛИУ-2 и ; ЛИУ-5 имеют производительность 25 и 140 м3/ч при на- г поре 25 и 35 м, максимальное число иглофильтров 10, – высота всасывания 8 м, мощность электродвигателя соответственно 5,5 и 20 кВт, масса установки 130 и 670 кг.
В суглинистых и глинистых слабофильтрующих грунтах для увеличения производительности установки в т грунт кроме иглофильтров погружают стальные трубы, к которым присоединяют положительные электроды, в то время как к иглофильтрам присоединяют отрицательные электроды. В результате возникает явление электроосмоса, т. е. грунтовая вода устремляется от положительного электрода к отрицательному, присоединенному к иглофильтрам.
Водопонизительные установки с эжекторными игло-фильтрами предназначены для более глубокого водопо-нижения. В комплект такой установки входят центробежные насосы с электродвигателями, иглофильтры, внут-оенние трубы с эжекторными устройствами, распределительный трубопровод, набор соединительных деталей. После погружения в каждый иглофильтр опускается труба с эжекторным устройством. Трубы соединяются в распределительную систему, подключенную к насосам. Вода нагнетаемая насосами, подается по кольцевому пространству между трубами к насадке эжектора и обеспечивает подсасывание грунтовой воды. Смесь рабочей и грунтовой воды поднимается на поверхность и поступает в водосборный резервуар, откуда через фильтр вода снова перекачивается насосом в распределительный трубопровод.
При одноярусном понижении уровня грунтовых вод глубина действия этих установок достигает 15… 18 м. Установка позволяет обслуживать котлован 60X60 м (при средних по водопроницаемости грунтах). Общая мощность электродвигателей 120… 130 кВт, Подача насоса 150 м3/ч при напоре до 70 м. Иглы имеют диаметр 100 м и длину 20,..25 м.
Артезианские погружные насосы применяют для наиболее глубокого водопонижения. При одноярусном водо-понижении они откачивают воду из скважин глубиной 30…50 м. Подача насоса 30…70 м3/ч.
