ВЕРТИКАЛЬНАЯ ДРЕНАЖНАЯ СИСТЕМА

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована для понижения уровня грунтовых вод при защите от подтоплений застроенных территорий городов и промышленных площадок, для осушения территорий, котлованов, для водоснабжения из подземных вод.
Известна вертикальная дренажная система, состоящая из ряда вертикальных дренажных скважин с фильтровыми колоннами и соединенного с ними подземного водосборного трубопровода (см. а.с. СССР N 1532658, МПК Е02В 11/00, опубл. 03.12.1987 г.).
Недостатком известной дренажной системы является сложность и трудоемкость ее изготовления.
Известна вертикальная дренажная система, состоящая их вертикальных дренажных скважин с установленными в них фильтровыми колоннами, и горизонтального водосборного трубопровода (см. патент РФ №2074925, МПК Е02В 11/00, E03B 3/11, Е02В 3/10, опубл. 10.03.1997 г.).
Недостатком известной дренажной системы также является сложность и трудоемкость ее изготовления.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому, является дренажная система, состоящая из вертикального шахтного ствола, переходящего в лучевые горизонтальные скважины с установленными в ней фильтрами (см. патент РФ №2018563, МПК E02D 19/10, опубл. 30.08.1994 г.). При этом фильтры установлены с учетом водопроницаемости пород в ранее пройденных горизонтальных скважинах.
Недостатком известной дренажной системы является необходимость образования лучевых горизонтальных скважин, что приводит к повышению трудоемкости изготовления дренажной системы.
Задачей настоящей полезной модели является упрощение конструкции дренажной системы и повышение эффективности ее работы.
Техническим результатом, достигаемым в результате решения поставленной задачи, является бесперебойная поддержка заданного уровня воды на затопленной территории
путем образования перепада давления между дренируемой и приемной зонами, способствующего увеличению водопропускной способности дренажной системы.
Поставленная задача достигается тем, что в вертикальной дренажной системе, состоящей из вертикального шахтного ствола и дрены с установленными в них фильтрами, согласно полезной модели, дрена установлена в вертикальном шахтном стволе, а один из фильтров размещен в дрене на уровне водонасыщенной (дренируемой) зоны, а другой из фильтров размещен в дрене на уровне зоны залегания пород с высокой водопоглащаемостью.
Кроме того, фильтр, размещенный на уровне зоны залегания пород с высокой водопоглащаемостью, должен быть размещен выше стратегического водоносного горизонта.
Заявляемая совокупность признаков позволяет обеспечить бесперебойную поддержку заданного уровня воды на затопленной территории путем создания нисходящий поток воды за счет того, что приемный фильтр установлен в зоне залегая пород с высокой поглащаемостью, где атмосферное давление ниже, чем на уровне водонасыщенных пород.
При этом вода под собственным весом стремится в низ в зону с низким давлением. В результате, образуются воронки депрессии, которые приводят к инфильтрации поверхностных и грунтовых вод в породы с высокой водопоглащаемостью.
Это позволяет производить дренаж грунтовых и поверхностных вод с низкими затратами и высокой производительностью.
Заявляемая полезная модель поясняется чертежом, где изображена вертикальная дренажная система, вертикальный разрез.
Позиции на чертежах означают следующее: 1 - ствол буровой скважины; 2 - дрена; 3 - фильтр; 4 - водонасыщенная зона; 5 - зона залегания пород с высокой водопоглащаемостью; 6 - крышка дрены 2.
Вертикальная дренажная система состоит из ствола вертикальной скважины 1 с размещенной в нем дрены 2, в которых установлены фильтры 3. При этом один из фильтров 3 размещен в дрене 2 на уровне водонасыщенной (дренируемой) зоны 4, а другой из фильтров 3 размещен в дрене 2 на уровне зоны 5 залегания пород с высокой водопоглащаемостью.
Для безопасности верхняя часть дрены 2, выступающая над уровнем земли, закрыта крышкой 6 с замком.
Фильтр 3 представляет собой трубчатый каркас с круглой или щелевой перфорацией, проволочной спирали из нержавеющей проволоки диаметром 2-4 мм. и сетки, которая покрывает каркас поверх спирали. Фильтровую сетку подбирают путем просеивания через нее высушенного образца песка из водоносного горизонта, в котором предполагают установить сетчатый фильтр. Сетка работает наиболее эффективно, если при просеивании через нее проходит от 40 до 80% количества испытуемого песка.
Для исключения нанесения ущерба водоносному горизонту наиболее целесообразно нижний фильтр 3 располагать выше стратегического водоносного горизонта. При этом стратегически водоносный горизонт изолирован сверху, плотным водоупорным слоем глины (синей) (на чертеже не показан). В случае необходимости дренируемая вода может хлорироваться по формуле для ликвидируемых скважин.
Вертикальная дренажная система работает следующим образом.
Перед установкой вертикального дренажа необходимо провести детальное гидрогеологическое изучение территории предложенной к осушению. Пробурить разведочные скважины. По данным бурения скважин необходимо определить уровень стояния первого от поверхности непостоянного водоносного горизонта, причины ее образования, определить интервал залегания породы коллектора (зоны 5 залегания пород с высокой водопоглащаемостью) способного принять в себя дренируемую воду.
По данным бурения определить конструкцию скважины: диаметр дрены 2, интервалы установки фильтров 3.
3
В вертикальный шахтный ствол 1 устанавливают дрену 2 с фильтрами 3. Вода из водонасыщенной зоны 4 под собственным весом стремится в низ в зону 5 залегания пород высокой водопоглащаемостью. В результате, образуются воронки депрессии, которые приводят к инфильтрации поверхностных и грунтовых вод в породы с высокой водопроницаемостью. Скорость нисходящего потока удаляемой воды достигает 5 м/час.
Заявляемая дренажная система позволяет упростить ее конструкцию, уменьшить стоимость дренажных работ, за счет исключения горизонтальных скважин, насосного оборудования. Кроме того, заявляемая дренажная система позволяет снизить расходы на привод территории используемой в строительстве в первоначальный вид, снятие критической массы с оползневых участков.