Обезвоживание - Dewatering

Обезвоживание /dяˈшɔːтərɪŋ/ удаление воды из твердых материалов или почвы по влажной классификации, центрифугирование, фильтрация, или аналогичный твердо-жидкий процессы разделения, например, удаление остаточной жидкости из фильтровальный пирог по фильтр-пресс как часть различных производственных процессов.[1]

Обезвоживание строительства, обезвоживание или контроль воды - общие термины, используемые для описания удаления или отвода грунтовых или поверхностных вод из русло реки, строительная площадка, кессон, или же шахта, путем откачки или испарения. На строительной площадке это обезвоживание может быть выполнено перед выемкой грунта для фундамента, опалубки или подвала для опускания грунта. уровень грунтовых вод. Это часто связано с использованием погружных систем «обезвоживания». насосы, центробежные («мусорные») насосы, эдукторы или применение вакуум к хорошо очкам. Международная исследовательская компания Visiongain оценила мировой рынок водоотливных насосов в 6,4 млрд долларов в 2018 году.[2]

Процессы

Глубокие колодцы

Глубокая скважина обычно состоит из ствола скважины, снабженного щелевым хвостовиком и электрического погружного насоса. Поскольку воду качают из глубокого колодца, гидравлический градиент образуется и вода поступает в колодец, образуя конус депрессии вокруг колодца, в котором мало или совсем не осталось воды в поровые пространства окружающей почвы. Глубокие скважины лучше всего работают в грунтах с проницаемостью k = 10.−3 м / с до 10−5 РС; количество просадка Возможности колодца ограничиваются только размерами рыбонасоса.[3]

Глубокие колодцы можно установить кольцом вокруг котлована, чтобы снизить уровень воды и сохранить безопасное и сухое место. Для проектирования систем обезвоживания глубоких скважин можно использовать несколько уравнений, однако многие из них основаны на эмпирических данных и иногда не работают. Практика и опыт, наряду с твердым пониманием основных принципов обезвоживания, являются лучшими инструментами для создания успешной системы.[4] Некоторые ситуации обезвоживания «настолько распространены, что их можно спроектировать почти на основе практического опыта».[5]

Глубокие колодцы также используются для испытание водоносного горизонта и для грунтовых вод дренаж колодцами.[6]

Wellpoints

Колодцы представляют собой трубы малого диаметра (около 50 мм) с прорезями у дна, которые вставляются в грунт, из которых вода забирается с помощью вакуума, создаваемого водоотливным насосом. Колодезные скважины обычно устанавливаются в близких центрах на линии вдоль или по краю выемки. Поскольку вакуум ограничен до 0 бар, высота, на которую можно набирать воду, ограничена примерно 6 метрами (на практике).[7] Колодцы могут устанавливаться поэтапно: первая снижает уровень воды до пяти метров, а вторая ступень, устанавливая на более низкий уровень, снижает его еще больше. Вода, просачивающаяся между глубокими колодцами, может быть собрана одним рядом колодцев на пальце ноги. Этот метод обеспечивает большую толщину без сил просачивания.

Копья Wellpoint обычно используются для отвода грунтовых вод в условиях песчаной почвы и не так эффективны в условиях глины или скалы. Иногда вместо копий используются открытые насосы, если грунтовые условия содержат значительное количество глины или породы. [8]

Горизонтальный дренаж

Установка горизонтальных систем обезвоживания относительно проста.[9] Траншеекопатель устанавливает неперфорированную трубу, за которой следует синтетическая или органическая перфорированная труба. Длина водостока определяется диаметром водостока, условиями почвы и уровнем грунтовых вод. Обычно длина дренажа составляет 50 метров. После установки дренажной трубы к дренажу подключается насос. После того, как уровень грунтовых вод был понижен, можно начинать предполагаемое строительство. После завершения строительства насосы останавливаются, и уровень грунтовых вод снова поднимается. Обычная глубина установки до 6 метров.

Контроль порового давления

Хотя инженеры могут использовать обезвоживание для понижения уровня грунтовых вод или осушения почвы, они также могут использовать этот процесс для контроля поровое давление в почвах и избегать повреждения конструкций базовая тяга. Высокие поровые давления возникают в почвах, состоящих из мелкодисперсных илов или глин. Поскольку эти почвы имеют очень низкий проницаемость, обезвоживание в традиционном смысле (гравитационный поток в водозаборную скважину) может оказаться очень дорогостоящим или даже бесполезным. Вместо этого вакуум -система обезвоживания с помощью, например эжекторные скважины, или с вакуумным уплотнением глубокие колодцы может служить для забора воды в колодец для забора.[10]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Алимохаммади, М., Такли, Х., Холмс, Б., Дэвидсон, К., Лейк, К. Б., Спунер, И. С., ... и Уокер, Т. Р. (2020). Характеристика изменчивости физических свойств отложений для лабораторных целей обезвоживания. Экологическая геотехника, 1-8.https://www.icevirtuallibrary.com/doi/abs/10.1680/jenge.19.00214
  2. ^ ""Мировой рынок водоотливных насосов в 2018 году будет оценен в 6,4 миллиарда долларов », - сообщает Visiongain.. Visiongain. 5 сентября 2019 г.. Получено 5 сентября 2019.
  3. ^ CIRIA515 Контроль грунтовых вод - разработка и практика. Spon. Лондон. 2000 г.
  4. ^ Проектирование систем контроля подземных вод наблюдательным методом. ТОЛ Робертс и М. Прин. Geotechnique 44, No. 4, 727–34, декабрь 1994.
  5. ^ Об анализе систем обезвоживания. Дж. К. Уайт. Материалы X Международной конференции по механике грунтов и фундаментостроению, июнь 1981 г.
  6. ^ ILRI, 2000 г., Подземный дренаж с помощью (трубчатых) скважин: уравнения расстояния между скважинами для полностью или частично проникающих скважин в однородных или слоистых водоносных горизонтах с анизотропией и входным сопротивлением или без них, 9 стр. Принципы, использованные в модели «WellDrain». Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. В сети: [1] . Бесплатно скачать программу "WellDrain" с веб-страницы: [2] , или из: [3]
  7. ^ Адаптируемый колодец. Дж. К. Уайт. Водоснабжение, май 1982 г.
  8. ^ Гражданская помощь Австралии. 2014. Полное управление уровнем грунтовых вод. [ONLINE] Доступно по адресу: http://civilassistaustralia.com.au/service/ground-water-control/. [Доступ 03 15 марта]
  9. ^ ILRI, 2000 г., Энергетический баланс потока грунтовых вод, применяемый для подпочвенного дренажа по трубам или канавам в анизотропных грунтах с входным сопротивлением: уравнения расстояния между дренажами., 18 стр. Принципы, использованные в модели «EnDrain». Международный институт мелиорации и улучшения земель (ILRI), Вагенинген, Нидерланды. В сети: [4] В архиве 19 февраля 2009 г. Wayback Machine . Бесплатная загрузка программного обеспечения "EnDrain" с веб-страницы: [5] , или из: [6]
  10. ^ Roberts, T.O.L .; Roscoe, H .; Powrie, W .; Мясник, D.J.E. (2007). «Регулирование порового давления глины для проходки туннелей методом выемки и перекрытия». Геотехническая инженерия. 160 (4): 227–236. Дои:10.1680 / geng.2007.160.4.227. ISSN  1353-2618.

дальнейшее чтение