Строительное водопонижение – искусственное понижение уровня грунтовых вод (УГВ) для создания более благоприятных и безопасных условий ведения горно-строительных работ.Под этим определением понимается отвод воды или ее удержание на расстоянии от места производства работ.
Расположение сооружений в котлованах, отметка дна которых располагается ниже уровня грунтовых вод, приводит к необходимости применения строительного водопонижения. Работы по проект водопонижения грунтовых вод имеют своей целью либо понижение естественного уровня грунтовых вод, либо отвод поступающей в котлован воды различными способами, обеспечивающие его защиту от затопления.
Следовательно, главной задачей строительного водопонижения является создание и поддержание на период строительства инженерного объекта требуемой зоны осушенных пород, что позволяет вести горнопроходческие и горно-строительные работы в относительно благоприятных условиях.
В том случае, если уровень подземных вод находится ниже прорезаемых котлованом горных пород, представляется возможным вести все подземное строительство насухо, т.е. полностью решается основная задача водопонижения. Но для этого нужно иметь точный геолого-гидрогеологический разрез с геофильтрационными параметрами водоносных горизонтов, которые залегают ниже отметки дна котлована.
Так как в сложных гидрогеологических условиях имеют место, например, напорные водоносные горизонты, напор которых может повредить однородность верхних слоев горних пород при уменьшении их толщины. Для того, что бы избежать появления непредвиденных ситуаций связанных с действием подземных вод необходимо, в первую очередь, сделать инженерно-гидрогеологические изыскания, при которых не обходимо 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.
От тщательности подготовки и эффективности осуществления водопонижения зависит возможность проведения работ по устройству котлована и возведению в нем сооружений. Стоит отметить, что водопонижение может быть предварительным (понижение УГВ на строительном участке осуществляется до начала горнопроходческих работ) и параллельным (водопонижение и проведение горной выработки осуществляется одновременно).
Способы водопонижения. В зависимости от места, где будет осуществляться водопонижение, выделяют три способа:поверхностный, подземный и комбинированный.
При поверхностном способе водопонижения необходимое оборудование закладывается с поверхности земли, при подземном способе – из подземных выработок, а при комбинированном – с поверхности земли и з подземных выработок.
Поверхностный способ водопонижения получил самое большое распространение. Суть его заключается в том, что подземную воду откачивают из водопонижающих скважин, пробуренных с земной поверхности вокруг предусматриваемого контура горной выработки, что бы к началу горных работ на участке водопонижения образовалась стойкая депрессионная воронка. Этот способ благодаря оперативности и практичности является достаточно эффективным и менее трудоемким в сравнении с подземным.
При подземном способе скважины бурят из забоя шахтного ствола либо из горных выработок, проведенных раньше либо специально для этой цели. Подземный способ эффективнее и лучше при всех гидрогеологических условиях, но отличается большой трудозатратностью подготовки, продолжительностью осуществления дренажных работ и необходимостью длительного поддержания горных выработок.
При комбинированном (комплексном) способе скважины бурят не только лишь с земной поверхности, но и из забоя ствола шахты либо другой подземной выработки, т.е. это способ являет собой сочетание двух предыдущих. При всем этом часть подземной воды из дренирующих водоносных горизонтов откачивают на земную поверхность с помощью скважин, а другая часть поступает в подземные дренажные выработки. Комплексную схему используют, обычно, в тех ситуациях, когда при применении поверхностной схемы остаются обводненные зоны, не поддающиеся осушению с поверхности.
Подземный и комбинированный способы чаще всего применяются в горной отрасли, так же их используют при строительстве линий метрополитенов.
