Проектирование и строительство нормативно-методические документы arrow Тоннели и метрополитены arrow ВСН 127-91 Нормы по проектированию и производству работ по искусственному понижению уровня подземных  
17.08.2018
    
ВСН 127-91 Нормы по проектированию и производству работ по искусственному понижению уровня подземных

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА СССР

ВСЕСОЮЗНЫЙ ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ТРАНСПОРТНОГО СТРОИТЕЛЬСТВА (ЦНИИС)

НОРМЫ
ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ И ПРОИЗВОДСТВУ РАБОТ
ПО ИСКУССТВЕННОМУ ПОНИЖЕНИЮ
УРОВНЯ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
ПРИ СООРУЖЕНИИ ТОННЕЛЕЙ И МЕТРОПОЛИТЕНОВ

МОСКВА 1992

ПРЕДИСЛОВИЕ

Одним из наиболее распространенных при строительстве метрополитенов специальных способов работ является искусственное понижение уровня грунтовых вод.

Проектирование и производство работ по этому способу до настоящего времени осуществлялось согласно Инструкции по проектированию и производству работ по искусственному понижению уровня грунтовых вод при сооружении тоннелей и метрополитенов (ВСН 127-77, Минтрансстрой СССР).

Однако за время, прошедшее после выпуска этой Инструкции, опыт водопонижения существенно обогатился при строительстве тоннелей на железнодорожных и автодорожных магистралях (Байкало-Амурская ж.-д. магистраль, отдельные тоннели в Армении и Грузии, в Сибири и на Дальнем Востоке); в практику производства работ по стабилизации окружающих выработку грунтов вошли усовершенствованные методы горизонтального и вертикального дренажа, в том числе посредством скважин, забуриваемых из подземной выработки.

В то же время не получил практического подтверждения эффективности для транспортного тоннелестроения метод электроосушения грунтов.

Все это, наряду с необходимостью согласования норм на водопонижение с новыми редакциями глав СНиПа на проектирование метрополитенов (СНиП 2.05.04-92 и транспортных тоннелей СНиП 3.05.05-91), производство работ (III-44-77), а также нормативного документа на инженерно-геологические изыскания (ВСН 190-78), дает основание считать, что существующая «Инструкция» (ВСН 127-77) не полностью отвечает современным требованиям практики и проектирования.

Настоящие нормы составлены в развитие указанных нормативных документов, содержат практические указания по проектированию, производству и приемке работ по водопонижению, а также специфические требования к изысканиям.

Нормы разработаны Всесоюзным научно-исследовательским институтом транспортного строительства (докт. техн. наук, проф. Меркин В.Е., к.т.н. Громов А.Г., инженеры - Кривенков В.А. и Егоров Ю.Л.), Государственным проектно-изыскательским институтом «Метрогипротранс» (инж. Котов В.В., к.т.н. Сазонов Г.Н. и к.т.н. Квашнин В.А.), Управлением № 157 Главтоннельметростроя (к.т.н. Олейник В.Н., инженеры Киселев В.Н., Шумова Т.Г., Дурнин А.С., Никольский А.В.) под редакцией В.Е. Меркина.

Зам. директора института Г.Д. ХАСХАЧИХ

Министерство транспортного строительства СССР

Ведомственные строительные нормы

ВСН 127-91

Нормы по проектированию и производству работ по искусственному понижению уровня подземных вод при сооружении тоннелей и метрополитенов

Минтрансстрой СССР

Взамен ВСН 127-77

Минтрансстрой СССР

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Нормы распространяются на проектирование и производство работ по искусственному понижению уровня подземных вод с целью обеспечения проходки тоннелей и метрополитенов в водонасыщенных грунтах.

1.2. Нормы являются обязательными для всех проектных и строительных организаций Министерства транспортного строительства СССР, выполняющих проектирование и производство работ по понижению уровня подземных вод при строительстве тоннелей и метрополитенов.

1.3. Водопонижение применяется:

при проходке тоннелей метрополитенов и горных тоннелей;

при проходке стволов шахт;

при строительстве транспортных и пешеходных тоннелей;

при подводке фундаментов под здания, расположенные вблизи тоннелей;

при прокладке или перекладке городских подземных коммуникаций в водонасыщенных грунтах в процессе строительства тоннелей.

1.4. Проектирование водопонижения следует производить на основе материалов инженерно-геологических изысканий, выполняемых согласно Инструкции по инженерно-геологическим изысканиям для проектирования и строительства метрополитенов, горных железнодорожных и автодорожных тоннелей (ВСН 190-78) Минтрансстроя СССР.

Внесены Всесоюзным ордена Октябрьской Революции научно-исследовательским институтом транспортного строительства (ЦНИИС)

Утверждены Минтрансстроем СССР

19 августа 1991 г.

№ АВ-154

Срок введения в действие -
1 января 1992 г.

1.5. При инженерно-геологических изысканиях необходимо определить:

геологическое и литологостратиграфическое строение участков работ;

основные элементы тектонического строения района;

гидрогеологические особенности осваиваемой территории (наличие водоносных горизонтов, их характер, условия питания и разгрузки, взаимосвязь водоносных горизонтов, направление движения подземных вод, их температуру и химический состав);

фильтрационные свойства водовмещающих пород (водопроводимость, коэффициенты фильтрации, пьезо- и уровнепроводность, коэффициент водоотдачи);

гранулометрический состав рыхлых несвязных грунтов.

1.6. В проекте водопонижения должны быть предусмотрены водоохранные мероприятия с целью предотвращения негативного влияния на окружающую среду процессов, сопровождающих водопонижение.

В комплекс этих мероприятий должны входить:

ликвидация скважин системы водопонижения после окончания работ специальным тампонажем, исключающим взаимосвязь водоносных горизонтов и обеспечивающих целостность массива горных пород в зоне тоннелей;

создание емкостей или отстойников, оборудованных фильтрами для очистки воды, с целью предотвращения сброса загрязненных вод в поверхностные водотоки и их инфильтрации в водоносные горизонты.

1.7. В проекте водопонижения следует выполнять прогноз развития негативных инженерно-геологических процессов, связанных с изменением гидрогеологических условий при снижении уровня подземных вод с оценкой возможности образования деформаций горных пород и поверхности под влиянием суффозии и уплотнения грунтов.

1.8. Работы по водопонижению должны проводиться в соответствии со СНиП 3.02.01-87 р. 2. Строительное водопонижение, настоящими Нормами, правилами противопожарной безопасности, техники безопасности и охраны труда, техническими условиями, инструкциями и указаниями на отдельные виды тоннельных и строительно-монтажных работ.

1.9. Проведение работ по водопонижению допускается только при наличии рабочей документации и соответствующего ей проекта производства работ.

Проект производства водопонизительных работ, как правило, должен разрабатываться организацией, выполняющей эти работы, как составная часть проекта производства земляных и других общестроительных работ.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ВЫБОР СПОСОБОВ ВОДОПОНИЖЕНИЯ

2.1. Проектирование водопонижения следует осуществлять в две стадии: проект и рабочая документация.

Технико-экономическое обоснование (ТЭО) работ по водопонижению выполняется, как правило, с использованием аналогов.

2.2. На стадии проекта должны быть определены:

величина требуемого понижения уровня грунтовых вод;

размеры территории, в пределах которой должно быть выполнено необходимое понижение уровня грунтовых вод;

способ водопонижения;

расположение системы водопонижения в плане;

типы необходимого оборудования;

продолжительность действия системы водопонижения;

ориентировочный расчет системы водопонижения;

объемы работ и их стоимость.

2.3. Рабочую документацию следует выполнять на основании уточненных сведений о гидрогеологических условиях участка работ и гидрогеологических расчетов, учитывающих конкретную градостроительную обстановку.

2.4. В результате гидрогеологических расчетов (приложение 1) должны быть установлены:

производительность водопонизительных устройств и необходимое их количество с учетом взаимодействия;

размеры депрессионной воронки;

понижение уровней грунтовых вод в заданных точках;

продолжительность формирования депрессионной воронки необходимых размеров.

2.5. В сложных гидрогеологических условиях режим водопонижения должен уточняться в лабораторных условиях (методами аналогии, моделирования и др.) или опытно-производственными работами, осуществляемыми на стадии разработки рабочей документации.

2.6. Рабочая документация по водопонижению должна соответствовать требованиям глав СНиП 2.06.14-85, 2.06.15-85 и 3.02.01-87 и должна содержать:

план расположения водопонизительных и наблюдательных скважин, насосных агрегатов, водоотводящих устройств (лотков, труб, канав), контуры устраиваемой подземной выработки или котлована, а также расположенные на участке работ сооружения и коммуникации;

геологические разрезы, на которых указаны водопонизительные скважины, положение фильтров и насосов, а также контуры проектируемых и существующих сооружений;

перечень и характеристики оборудования, а также спецификацию труб и основных материалов;

указания по способам устройства водопонизительных скважин и пьезометров;

указания о расположении источников и схемы энергопитания;

указания о местах сброса откачиваемой воды;

график монтажа и эксплуатации водопонизительных установок;

чертежи конструкций водопонизительных скважин и фильтра;

гидрогеологические расчеты.

2.7. Рабочая документация по водопонижению согласовывается с городскими организациями. В случае влияния систем водопонижения на работу действующих водозаборов, рабочая документация должна быть согласована с организацией, эксплуатирующей водозабор.

2.8. В водопонижении при строительстве тоннелей и метрополитенов могут применяться следующие типы водоприемных сооружений - буровые скважины, оборудованные насосами; вертикальные скважины-дрены; иглофильтровые установки; горизонтальные выработки и скважины; лучевые водозаборы; комбинированные системы средств водопонижения.

Выбор того или иного способа водопонижения определяется:

гидрогеологическими условиями;

проектом организации строительства объекта (тоннель, участок линии метрополитена);

условиями городской застройки;

расположением подземных коммуникаций и сооружений;

технико-экономическими показателями.

2.9. Водопонизительные скважины, оборудованные насосами, являются наиболее распространенными типами систем водопонижения и могут применяться в самых разнообразных гидрогеологических условиях. Глубины скважин должны определяться в зависимости от глубины залегания и мощности водоносного горизонта, фильтрационных характеристик пород, необходимой величины понижения уровня грунтовых вод.

2.10. Вертикальные скважины-дрены могут применяться при специальном обосновании в соответствующих гидрогеологических условиях для перепуска воды из вышележащего в нижележащий водоносный горизонт. При этом нижележащий водоносный горизонт должен иметь бóльшую проницаемость и более низкий уровень подземных вод по сравнению с вышележащим горизонтом.

Системы дренажных скважин должны быть оборудованы фильтровыми звеньями на осушаемый и поглощающий водоносные горизонты.

2.11. Горизонтальные дренажные выработки (галереи, штольни) устраиваются параллельно основной сооружаемой выработке; могут быть временными - на период строительства, и постоянными - на период эксплуатации тоннелей.

Горизонтальные дренажные выработки и скважины следует устраивать, как правило, в скальных и полускальных трещиноватых водонасыщенных грунтах. В неустойчивых рыхлых отложениях горизонтальные дренажные скважины допускается применять при соответствующем технико-экономическом обосновании.

2.12. Лучевые водозаборы (системы горизонтальных или вертикальных скважин, сооружаемых из горной выработки и имеющих радиальное расхождение для осушения водоносных пластов) рекомендуется применять в пластах небольшой мощности.

При этом в зависимости от гидрогеологических, градостроительных, технологических и других условий могут применяться следующие схемы лучевых водозаборов:

лучевой водозабор с одним ярусом горизонтальных скважин-фильтров;

многоярусный лучевой водозабор с расположением фильтров на разных уровнях (этот способ основан на устройстве водосборных шахт, оборудованных системой радиально расходящихся фильтров);

лучевой водозабор с вертикальными скважинами, пробуренными в кровлю выработки для снятия напора в водоносном пласте, расположенном вблизи кровли горизонтальной выработки.

2.13. Комбинированные системы водопонижения могут быть эффективно применены в многослойной толще, когда котлованом вскрываются два или более водоносных слоя, разделенных водоупорными породами.

При этом основное водопонижение должно осуществляться скважинами, оборудованными погружными насосами, а остаточная вода - сниматься легкими иглофильтрами или прибортовым дренажом.

2.14. В качестве средств для водопонижения при строительстве тоннелей и метрополитенов в водонасыщенных грунтах могут применяться:

легкие иглофильтровые установки (ЛИУ);

эжекторные иглофильтры (ЭИ);

установки вакуумного (УВВ) и забойного (УЗВМ) водопонижения;

водопонизительные скважины, оборудованные погружными, водоструйными, пневматическими насосами, эрлифтными установками.

Выбор технических средств водопонижения должен определяться гидрогеологическими условиями и необходимой величиной понижения уровня грунтовых вод.

Для ориентировочного выбора средств водопонижения рекомендуется табл. 2.1.

Таблица 2.1. Рекомендуемые средства водопонижения

Грунты

Коэффициент фильтрации Кф, м/сут

Величина понижения уровня грунтовых вод, м

до 5

до 20

более 20

Супесь, пески пылеватые

0,2 - 0,7

Установки ЭВВУ, УВВ, ЛИУ, ЭИ

Ярусные установки, ЛИУ, ЭИ, ЭВВУ

Скважины с погружными насосами и дополнительным вакуумированием

Пески:

 

Легкие иглофильтровые установки

мелкие

1 - 10

Одноярусные

Многоярусные, эжекторные иглофильтры

То же

средние

10 - 25

крупные

25 - 50

Пески крупные гравелистые.

Гравийный грунт

более 50

Откачка воды из скважины центробежными насосами

Откачка воды из скважины погружными насосами

То же

Многослойная толща пород различной водопроницаемости

0,005 - 200

Определяется в зависимости от конкретных геологических и гидрогеологических условий

2.15. Необходимое понижение уровня грунтовых вод следует определять от статического уровня грунтовых вод до отметки на 0,5 - 1,0 м ниже наиболее пониженной части котлована или тоннеля.

2.16. Для понижения уровня грунтовых вод на глубину более 5 м рекомендуется применять многоярусные установки легких иглофильтров (приложение 2), одноярусные установки эжекторных иглофильтров (приложение 3), вакуум-концентрические скважины или водопонизительные скважины, оборудованные погружными насосами - вертикальными центробежными типа ЭЦВ (приложение 4) или водоструйными и пневматическими (приложение 5).

2.17. При ширине котлованов более 18 - 20 м, а также в грунтах с низкими фильтрационными свойствами следует предусматривать промежуточный ряд иглофильтров.

2.18. Рабочее и установленное резервное оборудование должно обеспечивать в течение всего периода работ поддержание сниженного уровня грунтовых вод на заданной отметке.

2.19. Резерв водопонизительных скважин, оборудованных насосами, должен составлять до 20 % расчетного количества скважин водопонизительной системы.

2.20. При откачке воды из супесей, пылеватых и мелких песков в проекте должна быть предусмотрена песчано-гравийная обсыпка вокруг фильтров. Состав песчано-гравийной обсыпки подбирается согласно п. 3.2.7.

2.21. В проектах по водопонижению должна предусматриваться возможность измерения расхода воды, откачиваемой каждым насосом водопонизительной системы.

2.22. В проекте производства работ должны быть предусмотрены дополнительные мероприятия, обеспечивающие безопасность ведения работ вблизи высоковольтных линий, на пересечениях железных дорог, в условиях сплошной городской застройки, вблизи подземных коммуникаций и сооружений и т.п.

2.23. При необходимости эксплуатации водопонизительных установок в зимнее время в проекте должны быть предусмотрены специальные мероприятия по утеплению насосных станций и коммуникаций.

2.24. Программа проведения опытно-производственных работ составляется проектной организацией и включает следующие вопросы:

выбор местоположения и схемы опытного куста - количество рабочих и наблюдательных скважин, расположение их на местности с указанием расстояний между водопонизительными и наблюдательными скважинами, глубину и конструкцию скважин, тип и конструкцию фильтровых звеньев;

оборудование водопонизительных скважин с указанием типа насосного оборудования и расположения его в скважине;

порядок включения скважин в работу, предполагаемый дебит скважин, частота замеров уровней воды и дебитов скважин;

продолжительность откачки.

2.25. Система водопонижения на опытно-производственном участке должна монтироваться и включаться в работу с опережением общестроительного графика.

3. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОИЗВОДСТВО РАБОТ

3.1. Подготовительные работы

3.1.1. До начала производства работ по водопонижению должно быть уточнено расположение и состояние подземных коммуникаций, осмотрено состояние зданий и сооружений, расположенных в зоне расчетной депрессионной воронки, оформлено разрешение на производство работ, связанных с вскрытием земной поверхности.

Участок производства работ в пределах городской застройки необходимо оградить забором.

3.1.2. В случае необходимости отдельные здания и сооружения следует оборудовать системой реперов в соответствии с проектом.

В процессе производства работ за деформациями реперов должно быть организовано постоянное наблюдение, а при появлении на сооружениях деформаций и трещин необходимо устанавливать «маяки» из гипсовых или цементных покрытий, металлических стержней и т.п.

3.1.3. Земляные выработки должны быть ограждены от поступления поверхностных вод.

Устройства, необходимые для отвода поверхностных вод, выполняются до начала земляных работ. При производстве земляных работ на косогоре в первую очередь устраиваются нагорные канавы.

3.1.4. Продольный уклон кюветов, отводящих воду, должен быть не менее 0,002. На болотах и речных поймах уклон допускается уменьшать до 0,001. Углы откосов кювета должны соответствовать категории грунта.

3.1.5. Сброс откачиваемой воды в водотоки или городские водостоки необходимо согласовывать с соответствующими организациями.

3.1.6. До начала производства работ по водопонижению маркшейдерской службой должны быть размечены на местности точки заложения водопонизительных и наблюдательных скважин, трассы всасывающих и напорных коммуникаций, водостоков, места установки насосных агрегатов.

3.1.7. До начала монтажа водопонизительных установок следует проверить их техническую исправность и соответствие требованиям проекта.

Оборудование для работ по водопонижению (насосные агрегаты, буровые станки, компрессорные станции, контрольно-измерительное оборудование и т.д.) должно иметь паспорта с указанием технических характеристик.

Оборудование, бывшее в употреблении, должно быть проверено на соответствие его характеристик паспортным данным. В случае необходимости должен быть произведен соответствующий ремонт или оборудование должно быть снабжено актом, уточняющим его характеристики в связи с износом.

3.1.8. Иглофильтры, коллекторы и насосные агрегаты при многоярусном водопонижении рекомендуется монтировать на специальных площадках, на бермах котлованов с откосами или на кронштейнах в котлованах со свайным ограждением.

3.1.9. В подготовительные работы также входит:

определение порядка передвижения и совместной работы буровых агрегатов и кранов;

обеспечение снабжения водой, электроэнергией и сжатым воздухом;

подготовка площадок для бурения скважин и подъезда к ним;

подготовка комплектов инструмента и необходимых материалов.

3.1.10. Все работы должны производиться в сроки, установленные графиком производства работ.

3.2. Конструкции и обустройство систем водопонижения

Конструкции и установка фильтров

3.2.1. Тип и конструкции фильтров водопонизительных скважин устанавливаются проектом. В зависимости от гидрогеологических условий при устройстве фильтров применяются покрытия из проволочной обмотки, сетки галунного плетения, сетки квадратного плетения, штампованные просечные листы (приложения 6, 7, 8, 9).

3.2.2. При откачке грунтовой воды, обладающей агрессивными свойствами, фильтры водопонизительных скважин следует изготавливать из антикоррозионных материалов или покрывать антикоррозионным слоем.

3.2.3. Размеры проходных отверстий фильтров при их контактировании с водоносным грунтом рекомендуется определять в зависимости от коэффициента неоднородности грунта Kн по табл. 3.1.

Таблица 3.1. Рекомендуемые размеры проходных отверстий фильтров, мм

Тип фильтра

Kн £ 2

Kн ³ 2

Трубчатый с круглой перфорацией

(2,5 - 3) d50

(3 - 4) d50

То же со щелевой перфорацией

(1,25 - 1,5) d50

(1,5 - 2) d50

Сетчатый

(1,5 - 2) d50

(2 - 2,5) d50

В таблице принято:

d50 - размер частиц, содержание которых в водоносном пласте по массе составляет 50 % (определяется по графику гранулометрического состава грунтов, построенному в полулогарифмическом масштабе);  - коэффициент неоднородности, представляющий собой отношение диаметров частиц, соответствующих 60- и 10-% содержанию в грунте, определяемых по кривой гранулометрического состава.

Меньшие размеры проходных отверстий относятся к мелким пескам, большие - к крупным.

Размеры проходных отверстий фильтров, контактирующих со слоем гравийной обсыпки (толщиной не менее 50 мм), должны подбираться, исходя из среднего диаметра частиц обсыпки.

3.2.4. Скважность фильтра (отношение площади отверстий ко всей поверхности фильтрующей части) следует доводить:

в фильтрах с проволочной обмоткой и каркасно-стержневых - до 40 - 60 %;

в трубчатых фильтрах с круглой или щелевой перфорацией - до 20 - 25 %.

3.2.5. Расстояние между проходными отверстиями фильтров для обеспечения необходимой скважности и прочности рекомендуется принимать:

для круглых отверстий - 20 - 40 мм;

для щелевых отверстий между осями щелей - 10 - 20 мм.

Во всех случаях длину щелей следует принимать равной 10-кратной ширине щели.

3.2.6. Расчетная производительность скважины, определяемая гидрогеологическим расчетом, не должна превышать водозахватную способность фильтра, которую определяют по формуле:

 м3/сутки,

где Vф - допустимая скорость фильтрации, м/сутки;  - для сетчатых фильтров (по С.К. Абрамову);  - для гравийных фильтров (по О.В. Избашу и Л.И. Козловой); K - коэффициент фильтрации, м/сутки; ω - площадь рабочей смоченной поверхности, м2; l0 - длина фильтровой части, погруженной ниже динамического уровня, м; d - диаметр фильтра, принимаемый для дырчатых и щелевых фильтров по внешней поверхности трубы, для сетчатых по внешней поверхности сетки, для гравийных по внешней поверхности обсыпки.

Расчетом определяются или длина фильтра при заданном диаметре, или диаметр при заданной длине.

3.2.7. При устройстве гравийных фильтров в зависимости от гранулометрического состава водоносных грунтов в качестве обсыпки могут быть применены пески, гравий и песчано-гравийные смеси.

3.2.8. В гравийных фильтрах толщину обсыпки необходимо назначать в соответствии с принятой конструкцией фильтра.

Толщина обсыпки для фильтров, собираемых на забое скважин и засыпаемых гравием по затрубному пространству, должна быть не менее 50 мм.

3.2.9. Заглубление фильтровой части следует принимать с расчетом, чтобы верх сетки находился ниже расчетного пониженного уровня грунтовых вод.

При близком залегании водоупора относительно лотка сооружения и применении установок, способных откачивать водо-воздушную смесь, заглубление фильтровой части следует устанавливать проектом.

3.2.10. Перед установкой фильтровой колонны, при ударно-канатном способе бурения, должен быть тщательно очищен забой скважины путем налива в нее чистой воды и желонирования до полного осветления; при вращательном бурении с прямой и обратной промывкой скважину прокачивают или промывают чистой водой с помощью бурового насоса.

3.2.11. При установке фильтра необходимо убедиться в прочности и плотности соединений опускаемых его звеньев, в наличии на колонне направляющих фонарей и заглушки отстойника колонны.

3.2.12. Обсыпку фильтровой колонны песчано-гравийным материалом следует производить после ее установки в скважине по мере удаления обсадной трубы. Ось колонны фильтровых труб должна совпадать с осью скважины.

Поверхность песка и гравия, насыпаемых перед каждым очередным подъемом обсадных труб, не должна превышать отметку низа обсадной трубы более чем на один метр при диаметре фильтра до 150 мм и более чем на два метра при диаметре фильтра более 150 мм. После каждого очередного подъема обсадной трубы над ее низом должен оставаться слой обсыпки высотой не менее 0,5 м.

3.2.13. Сразу после установки фильтровой колонны и устройства песчано-гравийной обсыпки необходимо тщательно прокачать скважину эрлифтом.

При установке фильтра в скальных и полускальных грунтах допускается производить прокачку скважин насосами. Запрещается прокачивать скважину насосом, предназначенным для ее эксплуатации.

3.2.14. Если по окончании сооружения водопонизительной скважины в нее не монтируется глубинный насос, то устье скважины необходимо закрыть металлической крышкой.

3.2.15. Внутренний диаметр фильтровой колонны должен превышать наружный диаметр эксплуатационного насоса не менее чем на 50 мм.

3.2.16. В конструкцию скважины, предусмотренную проектом (приложение 36), в процессе производства работ изменения могут быть внесены только после согласования их с проектной организацией. Оборудование скважины фильтром оформляется актом (приложение 34).

Легкие иглофильтровые установки

3.2.17. Легкие иглофильтры погружают в грунт способом гидроподмыва под действием собственного веса с помощью струи воды давлением 0,3÷0,5 МПа, размывающей грунт под наконечником фильтра (приложение 11), или монтируют в заранее пробуренные скважины. В глинистых и суглинистых грунтах допускается предварительная проработка ствола скважины трубой, снабженной наконечником с фрезой.

Данные об установке фильтров заносят в журнал погружения иглофильтров (приложение 12).

3.2.18. Иглофильтры следует погружать при постоянной подаче рабочей воды в вертикальном положении во избежание обрушения стенок скважины и затруднений при извлечении его из грунта по окончании работ.

Для лучшей промывки затрубного пространства при гидравлическом погружении иглофильтров рекомендуется несколько раз замедлять погружение, придерживая фильтр на весу.

3.2.19. В мелкие и среднезернистые пески легкие иглофильтры следует погружать при напоре 0,3 - 0,35 МПа. При погружении иглофильтров в глинистые прослои грунта и гравий давление воды следует увеличивать до 0,4 - 0,5 МПа.

3.2.20. При погружении иглофильтров в плотные слои следует периодически приподнимать и опускать иглофильтр, исключая вдавливание их наконечников в грунт, так как при этом шаровой клапан закрывает отверстие для выхода промывочной струи воды.

3.2.21. Для ускорения погружения иглофильтров не следует увеличивать напор и расход воды, так как при этом затрудняется образование естественного фильтра из крупных фракций грунта.

3.2.22. При погружении иглофильтров в толщу, состоящую из слоев разной проницаемости, необходимо, чтобы фильтровое звено находилось в наиболее проницаемом слое.

3.2.23. При погружении иглофильтров допускается использовать воду непосредственно из водопроводной сети (при достаточном ее давлении) или подавать воду специальным насосом, сагрегированным с заполненной водой емкостью объемом 4 ÷ 5 м3.

3.2.24. Общая длина иглофильтра (собственно иглофильтр и надфильтровые трубы) должна быть подобрана так, чтобы фильтровое звено было расположено на предусмотренных проектом отметках. При сборке должна быть обеспечена герметичность соединения звеньев труб. Перед погружением иглофильтра в грунт осматривают все его соединения, шаровой клапан и фильтровую сетку.

3.2.25. После установки иглофильтров необходимо проверить пропускную способность фильтровых звеньев путем налива воды в иглофильтры и наблюдением за скоростью ее поглощения. Быстрое понижение столба воды в иглофильтре свидетельствует о хорошей работе фильтрового звена.

Иглофильтры, уровень воды в которых понижается медленно или совсем не понижается, следует извлечь, промыть и установить вновь.

3.2.26. Затрубное пространство при погружении иглофильтров в мелкозернистые пески, содержащие значительные примеси глинистых и илистых прослоек, должно быть засыпано крупным песком или смесью песка с гравием (фракцией от 0,5 до 5 мм).

Во избежание обрушения стенок скважины до окончания обсыпки иглофильтра крупнозернистым песком не следует прекращать подачу промывочной жидкости через иглофильтр.

При погружении, промывке и обсыпке иглофильтров необходимо руководствоваться «Паспортом-инструкцией иглофильтровой установки» завода-изготовителя.

3.2.27. При низком дебите иглофильтровой установки в зимнее время необходимо утеплять коллектор, гибкие шланги и иглофильтры по мере их обнажения при разработке грунта.

3.2.28. Монтаж, пуск, эксплуатация и демонтаж насосов должны производиться в соответствии с инструкциями заводов-изготовителей насосного оборудования.

3.2.29. При монтаже насосов, всасывающих и напорных коммуникаций должна быть обеспечена герметичность всех соединений.

3.2.30. Всасывающий коллектор иглофильтровых установок должен укладываться на подкладках по спланированной поверхности грунта или на кронштейнах, приваренных к свайному ограждению котлована с уклоном 0,005 - 0,002 от насоса.

3.2.31. Звенья коллектора соединяются между собой на фланцах с резиновыми прокладками и испытываются под давлением 0,1 - 0,2 МПа.

3.2.32. При откачке воды более чем одним насосом коллектор следует разделять задвижками на секции так, чтобы каждый насос откачивал воду из отдельной секции.

3.2.33. Насосы легких иглофильтровых установок рекомендуется располагать в средней секции коллектора для уменьшения гидравлических потерь во всасывающей линии.

3.2.34. Иглофильтр с коллектором соединяют инвентарным армированным шлангом с фланцевым соединением на резиновой прокладке, которые устанавливаются одной стороной на фланец иглофильтра, другой - на фланец коллектора.

3.2.35. Насосы легких иглофильтровых установок перед монтажом должны быть осмотрены для проверки их исправности и отсутствия внутри части посторонних предметов.

3.2.36. Насосы следует присоединить к всасывающему коллектору армированным всасывающим шлангом. Предварительно следует проверить исправность обратного клапана.

3.2.37. По окончании монтажа над насосной установкой строят временное помещение. В зимнее время помещение необходимо утеплять.

В зимнее время при остановке насоса на длительное время необходимо выпускать воду из насоса, всасывающего коллектора и армированных шлангов. При образовании во всасывающей системе ледяных пробок их необходимо ликвидировать до пуска насоса в эксплуатацию.

3.2.38. Для измерения дебита насосной установки на напорном или сливном трубопроводе необходимо устанавливать отвод, в конце которого устанавливаются задвижка и мерная емкость.

Эжекторные иглофильтры

3.2.39. Эжекторные иглофильтры в зависимости от инженерно-геологических условий монтируют или в заранее пробуренных скважинах или погружают в грунт способом гидроподмыва (приложение 13).

3.2.40. Эжекторные иглофильтры следует устанавливать в предварительно пробуренные скважины в случаях, когда:

в грунте содержится значительное количество крупнообломочного материала, плотных глин или прослоев скальных грунтов;

работы по водопонижению производятся в непосредственной близости от жилых зданий, промышленных сооружений и подземных коммуникаций;

необходимо устройство песчано-гравийной обсыпки вокруг иглофильтров.

3.2.41. Скважины рекомендуется бурить преимущественно роторным способом с обратной промывкой чистой водой или ударно-канатным способом.

3.2.42. Для проходки скважин в зоне неводоносных грунтов допускается шнековый способ бурения.

3.2.43. Перед установкой эжекторного иглофильтра скважину необходимо промыть до полного осветления воды.

3.2.44. Обсыпку иглофильтров следует вести до отметки статического уровня грунтовых вод по мере извлечения обсадных труб. Выше этой отметки затрубное пространство засыпается местным грунтом (см. приложение 13).

3.2.45. Пропускную способность эжекторных иглофильтров следует проверять наливом в них воды, так же как и в случае с легкими иглофильтрами (см. п. 3.2.25).

3.2.46. При гидравлическом погружении иглофильтров в грунты, сильно поглощающие воду (гидроподмыв), следует дополнительно подавать к промывочной струе на забой скважины сжатый воздух. На воздушной линии должен быть установлен обратный клапан, исключающий попадание воды в компрессор.

3.2.47. Засыпать гравийный материал в затрубное пространство следует при уменьшенном расходе рабочей воды.

3.2.48. При проходке прослоев глинистых грунтов для увеличения диаметра размыва следует замедлять скорость погружения иглофильтра.

3.2.49. В случае прекращения выхода пульпы из скважины на поверхность и возрастания сопротивления гидравлическому погружению иглофильтра его следует извлечь и погружение начать вновь.

3.2.50. Во избежание обрушения стен скважины и заклинивания иглофильтра грунтом, а также для соблюдения вертикального положения погружаемые иглофильтры следует периодически приподнимать и опускать, не допуская при этом повреждения сетки фильтров.

3.2.51. На каждый эжекторный иглофильтр составляется паспорт (приложение 14).

3.2.52. До начала монтажа водоподъемной части эжекторного иглофильтра должно быть проверено качество его изготовления:

соосность насадки с диффузором;

гладкость внутренних поверхностей насадки и диффузора;

герметичность сварных швов и резьбовых соединений;

прямолинейность наружных и внутренних труб.

3.2.53. Установку водоподъемных частей следует начинать после погружения в грунт наружных колонн труб иглофильтров. Колонны водоподъемных труб с укрепленными в нижнем конце эжекторными устройствами необходимо опускать внутрь наружной колонны, наращивая отдельные звенья труб по мере их опускания.

Количество и длину звеньев труб для внутренней колонны следует подбирать так, чтобы верхний ее конец выступал на 0,8 - 1 м над концом наружной колонны.

Все резьбовые соединения должны быть собраны с подмоткой льна на сурике или герметике. При сборке и опускании водоподъемных труб следует убедиться в отсутствии в них посторонних предметов и загрязнений.

Внутренняя поверхность колонны должна быть гладкой, без выступов в местах соединения звеньев. На ней должна быть нанесена метка, по которой можно убедиться, что опорное кольцо село на седло.

На верхнем конце опущенной до проектной отметки внутренней колонны должен быть укреплен хомут и установлен сальник, для чего: затягивают гайки, расположенные над хомутом; уплотняют сальник; присоединяют шлангом иглофильтр к патрубку водосбросного трубопровода.

3.2.54. На распределительных и водосбросных трубопроводах для подключения иглофильтров должны быть установлены штуцеры в количестве, превышающем число смонтированных иглофильтров не менее чем на 10 %.

На штуцерах должны быть установлены пробковые краны.

В случае безнапорного водосбросного трубопровода установка на нем пробковых кранов необязательна.

3.2.55. Звенья распределительного и водосбросного трубопроводов должны соединяться на фланцах с резиновыми прокладками или на сварке.

3.2.56. Трубопроводы следует монтировать на подкладках в непосредственной близости от эжекторных иглофильтров параллельно их створу.

Расстояние между подкладками не должно превышать 4 м.

3.2.57. На выбросном патрубке насоса, питающем распределительный трубопровод, необходимо устанавливать задвижку.

Всасывающий патрубок насоса, нагнетающего рабочую воду, необходимо располагать ниже уровня воды в циркуляционном баке из расчета, чтобы объема воды, находящегося в циркуляционном баке выше всасывающего патрубка насоса, хватало на заполнение системы трубопроводов и эжекторных иглофильтров в момент запуска системы.

Всасывающий патрубок насоса необходимо защищать сеткой с общей площадью отверстий, в три-четыре раза превышающей площадь сечения всасывающей трубы.

3.2.58. Для распределительных трубопроводов следует применять стальные трубы, рассчитанные на внутреннее давление не менее 1,6 МПа.

3.2.59. Смонтированные трубопроводы должны быть продуты сжатым воздухом и промыты водой, после чего следует провести их гидравлическое испытание под давлением до 1,0 МПа, которое не должно снижаться в течение 15 мин.

Результаты испытания оформляются актом (приложение 15).

3.2.60. Для контроля за работой установок на напорном патрубке насоса должен быть установлен манометр.

3.2.61. Для предотвращения замерзания воды в трубопроводах и иглофильтрах их необходимо утеплять.

В наиболее низких частях трубопроводов следует устанавливать вентили для слива воды.

3.2.62. Откачиваемая вода должна отводиться по специальным трубопроводам или лоткам.

3.2.63. После окончания монтажа водопонизительной установки насосная станция должна быть включена на пробный пуск.

В пусковой период должны быть окончательно проверены, отрегулированы и испытаны насосы, электродвигатели, электропусковая аппаратура, эжекторные фильтры, коммуникации. Вся система должна быть подготовлена к эксплуатации.

3.2.64. Насосные станции рекомендуется сооружать по типовым проектам. Они должны соответствовать требованиям всех действующих норм и правил промсанитарии и противопожарной безопасности, а также условиям эксплуатации водопонизительной установки.

3.2.65. Место строительства насосной станции или установки насосов должно определяться проектом. При этом для уменьшения гидравлических потерь рекомендуется размещать насосы в центре осушаемого участка.

3.2.66. При размещении агрегатов в насосной станции должны быть соблюдены следующие размеры проходов:

от электросборок до выступающих частей машины - 1,5 м;

между выступающими частями машин - 1 м;

между стенками зданий и машиной или аппаратом - 0,8м.

3.2.67. Освещенность помещения станции искусственным светом по всей площади пола должна быть не менее 60 лк.

3.2.68. Станция должна иметь не менее двух выходов.

Двери и окна должны легко открываться наружу.

3.2.69. Температура в станции должна быть не менее +10 °С. Обогрев ее в зимнее время должен быть предусмотрен проектом применительно к климатическим условиям.

3.2.70. Для монтажа и демонтажа оборудования в насосной станции должен быть установлен монорельс с тельфером соответствующей грузоподъемности.

3.2.71. Насосы и электродвигатели следует монтировать в соответствии с заводскими инструкциями.

Монтаж электрических установок должен быть проведен в соответствии с «Правилами устройства электротехнических установок».

3.2.72. При бетонировании фундаментов под насосные агрегаты эжекторных водопонизительных установок должны выполняться следующие требования:

а) при устройстве бетонных фундаментов перед укладкой бетона необходимо проверить надежность установки закладных деталей и правильность устройства опалубки колодцев для анкерных болтов, обеспечивающей ее последующую беспрепятственную разборку;

б) возле закладных частей, служащих опорами для насоса, бетонную смесь следует уплотнять особенно тщательно;

в) для подливки цементного раствора под рамы насоса и электродвигателя при их выверке, бетонную смесь в фундаменты укладывают на 50 - 100 мм ниже проектной отметки;

г) бетонная смесь должна иметь марку не ниже 200.

Перед бетонированием колодцы анкерных болтов должны быть тщательно очищены от мусора и промыты, на них должны быть установлены и выверены рамы под насосы и электродвигатели.

3.2.73. В сложных условиях строительства (плотная городская застройка, пересечение железнодорожных путей, подземных коммуникаций и сооружений и т.п.), когда остановка водопонизительной установки может привести к аварии, должно быть предусмотрено аварийное независимое питание для привода электродвигателей насосов и освещения с автоматическим включением резерва.

3.2.74. Все электрические кабели, идущие от электропусковой аппаратуры к электродвигателям насосов, должны быть надежно защищены от механических повреждений (уложены в каналах или траншеях, перекрытых щитами из рифленой стали или бетонными плитами и т.п., или подвешены на высоте не менее 3,0 м на столбах или специальных стойках-опорах).

3.2.75. Станции управления насосами для ограждения токоведущих частей, находящихся под напряжением, и защиты от попадания в них воды должны быть размещены в металлических ящиках.

3.2.76. Объем и габариты циркуляционного бака должны определяться проектом и отвечать требованиям его транспортировки.

3.2.77. Циркуляционные баки перед монтажом должны быть осмотрены и наполнены водой для испытания.

3.2.78. При установке на станции двух или более баков они должны быть соединены трубопроводами с задвижками для возможного использования из них воды для запуска любого насоса.

3.2.79. Циркуляционные баки следует устанавливать на бетонные основания.

3.2.80. Для замера дебита водопонизительной установки в циркуляционный бак ниже водослива на 0,6 - 0,8 м следует врезать патрубок диаметром 4² - 6² с задвижкой. Патрубок должен соединяться с трубопроводом водослива.

3.2.81. Насосы с баком должны соединяться трубами на фланцах с уплотнением резиновыми прокладками.

3.2.82. На нагнетательной и всасывающей сторонах насосов следует устанавливать задвижки.

3.2.83. Всасывающую магистраль от насоса к баку необходимо монтировать с уклоном не менее 0,005 в сторону бака.

3.2.84. Трубопроводы должны соединяться с арматурой и приборами при помощи резьбового штуцера, соответствующего диаметру соединений на арматуре и приборах.

3.2.85. Все фасонные части, задвижки, краны и сварные стыки должны располагаться на расстоянии не менее 200 мм от стен помещения.

3.2.86. Если в станции установлено 2 и более насосов, над трубопроводами, соединяющими насосы с баками, должны быть устроены переходы.

3.2.87. Для заполнения водой циркуляционных баков к насосной станции должен быть проведен водопровод от источника водоснабжения, обеспечивающего наполнение циркуляционного бака в течение не более 1 ч.

3.2.88. Насосные станции должны быть укомплектованы следующей контрольно-измерительной аппаратурой:

а) общий щитовой вольтметр;

б) щитовые амперметры;

в) электрические счетчики активной и реактивной энергии;

г) манометр гидравлический со шкалой 0,16 кгс/см2 на прямом и обратном трубопроводах для контроля за циркуляцией воды. Манометры устанавливаются на самых удаленных от насоса частях трубопровода;

д) манометр гидравлический со шкалой 0,16 кгс/см2 для контроля за работой насосов;

е) указатель уровня воды в баке, оборудованный звуковой и световой сигнализацией, подающей сигнал при снижении уровня воды в баке.

Бурение и оборудование скважин погружными насосами

3.2.96. Для бурения водопонизительных скважин, оборудованных погружными насосами, применяются вращательный и ударно-канатный способы бурения.

Выбор типа станка зависит от глубины и диаметра бурения, геологического разреза, гидрогеологических условий, места сооружения скважин, наличия электроэнергии и воды.

Технические характеристики наиболее употребляемых станков приведены в приложениях 18 и 19.

3.2.97. При бурении водопонизительных скважин должны быть приняты меры, предотвращающие их искривление. Отклонение оси скважины от вертикали допускается не более 30°.

3.2.98. Внутренний диаметр конечного звена колонны обсадных труб при отсутствии гравийной обсыпки должен быть больше наружного диаметра фильтровой колонны не менее чем на 40 - 50 мм, а при наличии гравийной обсыпки - на 100 мм и более.

3.2.99. Все работы, связанные с сооружением скважины, должны быть отражены в соответствующих документах:

буровом журнале (приложение 16), заполняемом в процессе бурения;

геолого-техническом разрезе скважины (приложение 17), составляемом по окончании бурения.

3.2.100. В песчаных и песчано-глинистых грунтах с небольшим включением гальки предпочтение следует отдавать вращательному бурению с обратной промывкой чистой водой.

3.2.101. При бурении с обратной промывкой чистой водой необходимо следить:

чтобы скважина была постоянно залита до устья водой;

за соответствием скорости бурения и количеством грунта, поступающего из скважины. Недопустима длительная прокачка скважины без поступательного движения бурового инструмента.

3.2.102. Конечный диаметр бурения должен превышать наружный диаметр фильтровой колонны не менее чем на 300 мм.

3.2.103. Объем отстойника должен не менее чем в 3 раза превышать объем породы, выбуриваемой из скважины.

3.2.104. Вращательное бурение скважин с обратной промывкой без крепления обсадными трубами недопустимо в непосредственной близости от фундаментов зданий и подземных коммуникаций.

3.2.105. При бурении скважин вращательным способом с прямой промывкой в качестве промывочной жидкости следует применять:

в неустойчивых породах (песках, супесях) - глинистый раствор;

в устойчивых породах (известняках, песчаниках) в интервале установки фильтрового звена - воду.

3.2.106. Глинистый раствор в качестве промывочной жидкости должен отвечать следующим требованиям:

обладать необходимой плотностью, которая определяется расчетом в зависимости от конкретных геологических условий;

содержать не более 4 % песка;

водоотдача не должна превышать 14 - 16 см3 за 30 мин при определении прибором ВМ-6;

вязкость по СПВ-5 должна быть от 18 до 35 с.

При бурении скважин в зонах интенсивного поглощения рекомендуется применять растворы высокой вязкости и малой плотности.

При проходке скважин в грунтах, способных к обвалам и вспучиванию, необходимо применять утяжеленный раствор с малой вязкостью.

3.2.107. В процессе бурения частота вращения долота должна регулироваться в зависимости от характера проходимых пород, типа и диаметра долота, диаметра бурильных труб, количества прокачиваемой промывочной жидкости.

При этом чем больше частота вращения долота, тем меньше должно быть осевое давление на инструмент.

3.2.108. Для достижения нормальной промывки скважины при бурении на воду необходимо обеспечить скорость восходящего потока промывочной жидкости в скважине не менее 0,2 м/с. При меньшей скорости восходящего потока следует периодически осуществлять промывку без углубления скважины.

3.2.109. Конечный диаметр скважины должен быть больше наружного диаметра фильтровой колонны не менее чем на 100 мм.

3.2.110. Во избежание искривления ствола скважины в состав бурильного инструмента рекомендуется включать колибраторы или центраторы, соответствующие диаметру бурения.

3.2.111. При бурении скважины необходимо подробно фиксировать в буровом журнале все операции, включая:

скорость углубления скважины;

расход и параметры промывочной жидкости;

частоту вращения породоразрушающего инструмента и осевого давления;

состав технологического бурового раствора.

3.2.112. Ударно-канатное бурение в водонасыщенных песках рекомендуется вести желонкой с плоским клапаном с одновременным креплением скважины обсадными трубами. Диаметр желонки должен быть на 100 мм меньше внутреннего диаметра обсадных труб, в которых ведется бурение.

При образовании в процессе бурения в скважине высокой грунтовой пробки рекомендуется заливать в скважину воду для создания противодавления, превышающего статический напор пластовой воды.

3.2.113. Водоносные пески следует по возможности проходить одной колонной труб.

Башмак колонны следует забивать в водоупорную породу, подстилающую пески, на 0,3 ÷ 0,5 м.

3.2.114. Галечниковые и гравийные грунты следует проходить долотом с применением желонки с плоским клапаном с одновременным креплением обсадными трубами. При проходке сухого гравия и галечника, а также водонасыщенных песков, галечников и гравия, в которых не производится водопонижение, в скважину рекомендуется добавлять «жирную» глину.

3.2.115. В плотных вязких глинах бурение следует вести долотом, как правило, без одновременного крепления обсадными трубами.

Если в скважине отсутствует вода, то перед спуском желонки в скважину следует подливать воду.

Обсадку в этом случае можно выполнять сразу на всю глубину, стремясь период между окончанием бурения и спуском колонны труб сократить до минимума.

3.2.116. При проходке скважин в скальных и полускальных грунтах бурение рекомендуется осуществлять округляющими долотами.

При бурении необходимо исключить сужение ствола скважины и потерю им округлой формы.

При смене сработанного долота на новое, обработку стенок скважины следует начинать на 3 - 4 м выше забоя. Очистку скважины от разбуренной породы следует выполнять желонкой с плоским клапаном.

При отсутствии воды в скважине для облегчения производства работ в нее необходимо периодически подливать воду.

3.2.117. Перед монтажом погружного насоса в скважине необходимо:

проверить скважину шаблоном на проходимость (на всю глубину скважины);

прокачать скважину водой.

3.2.118. Насосы в скважинах можно монтировать автокраном, буровым станком или другими подъемными средствами на водоподъемных трубах, состоящих из отдельных труб длиной 6 - 7 м, соединяемых муфтами.

Допускается соединение труб на фланцах с резиновыми прокладками. Для монтажа насосов в скважину следует применять усиленные водогазопроводные или насосно-компрессорные трубы. Диаметр труб должен соответствовать паспортной производительности насоса.

'>

Документ сокращен, так как он очень большой. Для просмотра полной версии этого документа пройдите по ссылке Бесплатный заказ нужного документа

 
< Пред.   След. >
Полезное: