Инженерная подготовка городских территорий — Классификация подземных дренажей
Классификация подземных дренажей
Назначение подземных дренажей
Все подземные дренажи по своему целевому назначению разделяют на следующие группы:
1) промышленный и городской дренажи — для длительного понижения уровня подземных вод на территориях существующих или вновь застраиваемых промышленных предприятий, городов и других населённых пунктов;
2) сельскохозяйственный дренаж — для осушения почвогрунтов на площадях, занятых сельскохозяйственными и лесными культурами;
3) строительный дренаж — для временного (на период строительства) понижения уровня подземных вод на отдельных участках строительства;
4) противооползневой дренаж — для понижения уровня подземных вод в оползневых склонах с целью повышения их устойчивости;
5) дорожный (для авто- и железных дорог) дренаж — для понижения уровня подземных вод в основании дорог или же для осушения тела дорожного полотна в насыпи;
6) аэродромный дренаж — для осушения грунтов оснований лётных полей аэродромов и улучшения их строительных свойств и предотвращения выпучивания глинистых и пылеватых грунтов при их промерзании.
Конструктивные особенности подземных дренажей
В зависимости от конструктивных особенностей дренажных устройств, предназначенных для захвата (каптажа) дренажных вод, можно выделить следующие системы подземных дренажей: горизонтальные, вертикальные и комбинированные.
Горизонтальные дренажи являются наиболее распространёнными в городском строительстве. Они представляют собой открытые лотки, но чаще перфорированные трубы, снабжённые фильтрующим устройством. Трубы заглубляют в водоносный пласт ниже уровня грунтовых вод и укладывают с продольным уклоном, обеспечивающим безнапорное движение при неполном заполнении коллектора.
Движение грунтовых вод к дренажу происходит благодаря избыточному давлению (напору) в жидкости, который поддерживается на уровне воды в дренах, пониженный уровень в них обеспечивается бесперебойным сбросом дебита в водоприёмник, которым может служить канализационная сеть или же водоём.
Вертикальный дренаж проектируют в тех случаях, когда при наличии мощного водоносного горизонта требуется большое понижение УГВ, а горизонтальный дренаж нецелесообразно закладывать на большой глубине. Он. представляет собой группу трубчатых колодцев, объединённых общими водоотводными и сбросными сетями. Фильтрующую часть этих колодцев значительно заглубляют в водоносный пласт, обеспечивая поддержание свободного уровня воды в колодцах на большой глубине.
Комбинированный дренаж представляет собой сочетание вертикальных доен с самотечным горизонтальным коллектором.
Расположение дренажей в плане
В зависимости от расположения дренажа относительно защищаемой территории и источника поступления подземных вод различают четыре системы: однолинейную, двухлинейную, контурную и систематическую.
Однолинейные дренажные системы
Однолинейные дренажные системы представляют собой преграды, перехватывающие грунтовые воды, поступающие на территорию со склона или водоёма. Такую преграду устанавливают перед защищаемой территорией, используя горизонтальные, вертикальные и комбинированные системы дрен. Их прокладывают поперёк движения потока грунтовых вод, называя головным присклонным дренажем или трассируют вдоль реки, перехватывая также и фильтрационный поток со стороны этого водоёма — береговой дренаж.
Однолинейные системы по сравнению с другими имеют следующие преимущества: располагаются вне защищаемой территории (по её внешним границам), часто имеют меньшую длину, во многих случаях уменьшаются строительные и эксплуатационные затраты.
Головной дренаж размещают поперёк движения грунтовых вод. Его закладывают по верхней границе осушаемой территории (по отношению к потоку подземных вод). Подобного рода дренажи особенно эффективны, когда водоупорное ложе залегает неглубоко от поверхности земли. Такие дренажи проектируют в виде горизонтальных, вертикальных и комбинированных типов. При неглубоком залегании водоупора применяют горизонтальный тип. Вертикальный тип дренажа применяют, когда относительно мощная дренируемая толща, представленная слабо проницаемыми грунтами, подстилается хорошо водопроницаемыми водоносными породами.
Вертикальный головной дренаж представляет собой ряд трубчатых колодцев, располагаемых по прямым линиям также вдоль верхней границы защищаемой территории, из которых производят откачку воды, т.н. "дренажные завесы"; колодцы располагаются здесь на сравнительно небольших расстояниях друг от друга (см. рис. 16)
Рис. 16. Головной дренаж
а — план; б — разрез дренажа горизонтального типа; в — разрез дренажа вертикального типа; г — разрез дренажа комбинированного типа; I — головная дрена; 2 — сбросная линия; 3 — смотровой колодец; 4 — непониженный уровень подземных вод; 5 — пониженный уровень подземных вод; 6 — водоупор
Береговой дренаж по принципу своей работы схож с головным дренажем. Его проектируют как защиту от грунтовых вод, поступающих главным образом из открытых водоёмов при повышении горизонта воды в них во время паводков или при подпоре плотиной, располагаемой ниже города по течению реки. Они могут одновременно перехватывать и грунтовые воды со стороны водораздела.
Его прокладывают на расстоянии 25...100 м от бровки берега и конструктивно решают так же, как головной ( рис 17).
Рис. 17. Береговой дренаж:
1 — водоем; 2 — береговая дрена; 3 — сбросная линия; 4 — зона осушения; 5 — бытовой уровень грунтовых вод; 6 — то же, пониженный; 7 — водоупор; 8 — дамба; 9 — придамбовый дренаж
Двухлинейные дренажные системы
Двухлинейные дренажные системы обычно состоят из береговой дрены, уложенной вдоль берега водоёма, и головной, проходящей по верхней границе дренируемой территории. В этих системах можно применять все три описанных выше конструктивных типа дренажа.
Кольцевые дренажные системы
Кольцевую (контурную) систему дренажа применяют для защиты отдельных подземных сооружений или участков, на которых располагается целая группа таких сооружений. В этой системе чаще устраивают дренажи горизонтального типа, состоящие обычно из трубчатых дрен, расположенных по контурам защищаемого участка (см. рис. 18)
Рис.18. Кольцевой дренаж
а — горизонтального типа; б — вертикального типа; в — комбинированного типа; I — смотровой колодец; 2 — кольцевая дрена; 3 — непониженный уровень подземных вод; 4 — пониженный уровень подземных вод; 5 — кольцевые дрены; б — водоупор; 7 — дренажный колодец.
