2.4 Водоотлив и водопонижение при производстве работ

Схема в ПЗ лист №

Строительство гидроузла связано с необходимостью искусственного осушения котлована бетонного сооружения и поддержания его в сухом состояние в течение всего периода строительства. Задачей является удаление воды из котлована, объем которой слагается из начального объема и дополнительного, поступающего в котлован за счет фильтрации. Поддержание котлована в сухом состоянии обеспечивается с помощью системы открытого водоотлива или глубинного водопонижения. Глубинное водопонижение широко применяют в котлованах, сооружаемых в грунтах, которые слабо подвергаются размыву в процессе откачки воды (трещиноватые скальные породы, обломочные, галечниковые и гравийные грунты). Водоотлив осуществляется из заранее смонтированных зумпфов соединенных между собой дренажными канавами.

Чтобы рассчитать водоотлив, первоначально находим объем котлована.

V_к=B∙L; м³ (32)

где: В-ширина воды в котловане поперек потока, м;

L-длина воды в котловане вдоль потока, м;

V_к=3526,6*124=437301,5,м³;

Объем откачки

W=(3-4)∙Vк, м³; (33)

W=3∙437301,5=1311904,5,м³;

Время откачки минимально возможное по условию ограничения скорости

t=Hmax∙24/Vсм, час; (34)

где: H_max-максимальная глубина воды в сжатом русле, м;

Vсм-скорость движения уровня воды в котловане ограничивается из-за суффозии: для скалы Vсм=0,7 м/сут

t=9∙24/0,7=308 ч

Определяется расход первоначального водоотлива:

Q=W/t, м³/сут; (35)

Q=1311904,5/308=4259,4м³/сут;

Производительность насосов для первичного водоотлива:

ΣП_н=W∙2/t, м³/ч; (36)

где: 2-коэффициент запаса, учитывающий ориентировочный характер расчета

ΣП_н=1311904,5*2/308=8518,8/м³/ч;

По справочнику гидроэнергостроителя, с учетом необходимого напора, выбирается марка центробежного насоса и его производительность-Пн

Принимается насос марки 14НДс с производительностью Пн=1800м³/ч

Определяется количество насосов

N_н=ΣПн/Пн, шт; (37)

N_н=8518,8/900=9шт;

Рассчитывается зумпф:

Характеристики центробежного насоса марки 6НДс-60:

Подача 900м³/ч; напор 18м; электродвигатель: тип А2-92-6; мощность 75 кВт; частота 985 об/мин; габариты: длина 1392мм; ширина 1233мм; высота 1012мм; масса агрегата 1650кг.

Для обеспечения сухого дна котлована необходимо устраивать зумпфы, размеры которых назначаются из расчета 10-и минутной работы насоса

Для одного насоса Q_треб=Q/N, м³/мин; (38)

где: Q-расход первичного водоотлива, м³/сут;

N-количество насосов, шт;

Q=4259,4/9=473,3м³/сут

Q₁₀=Q_треб/60∙10, м³/10мин (39)

Q₁₀=473,3/60∙10=78,8м³/10мин

Назначается размеры зумпфа: высота 3,м; Lср=5м; расстояние от зумпфа до перемычки 2м;

Определяется объем зумпфа

Vз=S∙Lср, м³; (40)

где: S-площадь поперечного сечения, м²;

Lср-средняя длина зумпфа,м;

Vз=24*5=120м³

Необходимо сравнить Vз с Q₁₀

120>78,8; Vз>Q₁₀, следовательно размеры зумпфа назначены верно

Определяется расположение насосов в котловане. Для этого необходимо сравнить требуемую высоту всасывания с вакуумметрической высотой всасывания насоса:

Hвак.всас=5÷8, м;

hтреб.всас.=hнп+2÷3, м; (41)

hтреб.всас.=4,1+2=6,1м

hтреб.всас.<hвак.всас, следовательно насосы располагаются на откосах перемычки.