ДРЕНАЖ

Полезная модель относится к области устройства горизонтальных закрытых дренажных сооружений как глубокого, так и мелкого заложения, и может найти применение для осушения водоносных горизонтов с высоким коэффициентом заслона без нарушения целостности городского ландшафта и твердых покрытий дорог и площадей.
Известен горизонтальный дренаж, выполненный по способу, защищенному авторским свидетельством СССР №1824481. Он содержит дренажные трубы с отверстиями для приема воды, которые размещены в засыпанных траншеях и уложены на фильтрующий материал или на специальную подготовку, например втрамбованный в грунт щебень, бетонную подушку. Вокруг труб укладывается фильтрующий грунт из щебня, гравия и песка. Для строительства такого дренажа требуется большой объем земляных работ, использование тяжелой землеройной техники, возникает необходимость в укреплении стенок. Все это приводит к увеличению стоимости дренажа, продолжительности работ по его сооружению. К тому же при глубоком заложении (более 8 метров) такой тип дренажа не используют. Невозможно выполнение дренажа данного типа под естественными и искусственными препятствиями без нарушения их целостности и режима функционирования.
Известны бестраншейные дренажи, которые устраиваются вблизи от поверхности земли с помощью специального оборудования путем укладки дренажной трубы в прорезь, которая впоследствии закрывается. Так, дренаж, выполненный по способу строительства, защищенному авт.св. СССР №1659579, содержит дрену, уложенную на дно дренажной щели. Дрена выполнена с объемным фильтрующим покрытием. Сверху дрены установлены фильтрующие блоки, поперечный размер которых больше ширины дренажной щели. При выполнении дреноукладчиком принудительного перемещения фильтрующих блоков в дренажную щель происходит расклинивание дренажной щели и осуществляется гарантированный контакт фильтрующих блоков с дреной. Недостатком такого дренажа являются малая глубина заложения и малый диаметр дрены. Кроме этого, ограничена область применения такого дренажа: используются только для осушения водоносного пласта, залегающего вблизи поверхности земли.
Известны лучевые дренажи, которые выполнены в горизонтальных пробуренных скважинах (Пономаренко Ю.В., Анпилов В.Е. Лучевой дренаж застроенных территорий. - М.: Недра, 1989. - 200 с.: ил). Лучевой дренаж используется преимущественно для защиты от подтопления территорий с высокой плотностью застройки, поскольку для его строительства требуется минимальная площадка. Лучевой дренаж (Пономаренко Ю.В., Анпилов В.Е. Лучевой дренаж застроенных территорий. - М.: Недра, 1989. - 200 с.: ил, с.16-21) состоит из шахтного колодца (диаметром до 5 м, глубиной до 25 м) с перекрытием, фильтров (дренажных труб) с защитно-фильтрующим покрытием (материалом), размещенных в лучевых скважинах, которые выполняют методом горизонтального направленного бурения из шахтного колодца, и насоса для откачки дренажных вод. Лучевой дренаж исключает демонтаж подземных коммуникаций, не нарушает целлостности зданий, сооружений, городского ландшафта, режима работы транспорта и предприятий. По технической сущности и достигаемому результату лучевой дренаж является наиболее близким техническим решением для заявляемого дренажа и принят за прототип. К недостаткам прототипа следует отнести небольшой диаметр дренажных труб (100-200 мм), небольшую протяженность лучевых скважин (до 100 м), быструю кальматацию дренажных труб грунтом, ограниченные возможности по глубине заложения и обслуживанию.
Задача полезной модели - обеспечить устройство дренажа на различной глубине заложения; практически при любых инженерно-геологических и гидрогеологических условиях; значительно увеличить его протяженность независимо от препятствий, естественных или искусственных, не нарушая при этом ландшафта и режима функционирования любых строений. Помимо этого расширить область использования горизонтального дренажа и обеспечить формирование траектории дрены как линейной, так и нелинейной конфигурации.
Технический результат, позволяющий решить поставленную задачу, заключается в прокладке дренажа в скважине, выполненной методом горизонтального направленного бурения (ГНБ) и в обеспечении дренирования территории до глубины 50 метров.
Задача решена следующим образом. Как и прототип, заявляемая полезная модель содержит дренажную трубу с фильтрующим материалом, размещенную в горизонтально пробуренной скважине. В отличие от прототипа дренажная труба выполнена в виде перфорированной трубы из металла или пластика. Фильтрующий материал размещен на каркасе внутри перфорированной трубы. Скважина выполнена методом горизонтального направленного бурения. Перфорированная труба установлена в скважине посредством обратного ее протягивания по направлению бурения вместе с расширителем.
Из уровня техники не известны дренажи, которые проложены в скважинах, выполненных методом ГНБ. Предложенная конструкция дренажа среди известных технических решений не обнаружена. Это подтверждает новизну полезной модели.
Поскольку скважина для дренажа выполнена методом ГНБ (например, с помощью установки для ГНБ Robbins HDD 25030TLMSC), а установка ГНБ позволяет прокладывать трубопроводы большой протяженностью (до 1500 м), диаметром до 1,5 м и на глубину до 50 м в сложных инженерно-геологических и гидрогеологических условиях, то обеспечивается устройство дренажа на большой глубине, не нарушая ландшафта и режима работы любых строений. Появляется возможность прокладывать перфорированную дренажную трубу и на обводненных территориях. Вышесказанное подтверждает то, что заявляемая полезная модель позволяет решить поставленную задачу, а также значительно сократить сроки и стоимость строительства дренажей и обеспечить возможность их последующей эксплуатации.
Полезная модель поясняется чертежами. На фиг.1 изображен поперечный разрез дренажа. На фиг.2 схема устройства дренажа методом ГНБ (на стадии обратного протягивания).
Дренаж на фиг.1 содержит перфорированную дренажную трубу 2, установленную в горизонтально пробуренной скважине 1. Внутри трубы 2 на каркасе 4 размещен фильтрующий материал 3. Труба 2 может быть выполнена из различных материалов, например металла или пластика. В качестве фильтрующего материала используется металлические и синтетические сетки, применяемые для фильтров гидрогеологических скважин.
Для устройства дренажа могут быть использованы разные модели установок направленного горизонтального бурения (в зависимости от их мощности), которые могут осуществлять бестраншейную прокладку дренажа диаметром до 1,5 м на глубину до 50 м, на расстояние до 1,5 км в любых грунтах. Устраивают дренаж следующим образом: с помощью установки горизонтального направленного бурения формируется пилотная скважина путем бурения грунта буровой головкой, прикрепленной к буровой штанге. Бурением по заданной траектории управляет оператор установки. Формирование траектории скважины любой конфигурации зависит от изгиба буровых штанг, которые наращивают по необходимости. Одновременно с бурением осуществляется подача буровой жидкости в скважину. После выхода буровой головки на дневную поверхность в запланированной отметке ее меняют на режущий риммер 5 (расширитель) (фиг.2), для формирования скважины 1 нужного диаметра. К риммеру 5 с помощью вертлюга 6 присоединяется цельнометаллическая труба 7, снабженная передним конусом. Данная труба 7 через переходник 8 соединяется с перфорированной дренажной трубой 2 меньшего диаметра, которая перемещается по скважине при обратном движении бурового инструмента с одновременным расширением пилотной скважины. После протаскивания дренажной трубы 2 производится ее промывка водой и осуществляется затягивание в дренажную трубу 2 фильтрующего материала 3 на каркасе 4 (каркасного фильтра). При различной конфигурации дренажа возможны и другие схемы укладки, например: протаскивание перфорированной трубы 2 уже с размещенным в ней каркасным фильтром; использование обсадной трубы, при протаскивании, для создания эффекта гидростатического взвешивания.