RU2528836C2 - Method to erect horizontal underground water intake of combined design - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: invention relates to hydraulic engineering, namely, to water intake facilities, and may be used to take water from underground sources with shallow ground waters. The method to erect a horizontal underground water intake of combined design, comprising a water receiver and a water collecting well, consists in the fact that the main water receiver is made in the form of an open tray 1, covered on top with a metal net 2, above which they lay gabion mats 3 in longitudinal rows with drainage devices. Gabion mats 3 are made of light fascines, perforated pipes and a metal net. On top of gabion mats 3 along the tray they lay flexible mats 6, made of a drainage filler, which is made of tight rows of light fascines wrapped into a geonet. In the end of the water receiving tray 1 they arrange a water collecting well 9, equipped with a water intake pipeline 10. The proposed method may most efficiently be used in coastal and other water-bearing soil massifs with depth of occurrence of discharge-free level of ground waters of up to 7-10 m for water supply of rural settlements, small towns and villages.

EFFECT: invention provides for efficiency of operation of a water-intake structure.

2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к гидротехническому строительству, точнее к водозаборным сооружениям, используемым для забора воды из подземных источников при неглубоких залеганиях грунтовых вод.The invention relates to hydraulic engineering, more specifically to the water intake structures used for abstraction of water from underground sources with shallow occurrence of groundwater.

Относительно близким техническим решением является подземный горизонтальный трубчатый водозабор [1, 2], изготавливаемый из водоприемной трубы с дренажными отверстиями (круглыми или щелевыми) и обсыпкой фильтрирующей в два-три слоя из песчано-гравелистого материала, и водосборного колодца. Основными недостатками данного технического решения являются: низкая эффективность работы, сложность изготовления фильтрирующей обсыпки и потребность большого количества каменного материала.A relatively close technical solution is an underground horizontal tubular water intake [1, 2], made of a water intake pipe with drainage holes (round or slotted) and filtering in two or three layers of sand and gravel material, and a drainage well. The main disadvantages of this technical solution are: low work efficiency, the complexity of manufacturing filtering dusting and the need for a large amount of stone material.

Цель изобретения - снижения трудоемкости строительства и повышение эффективности работы.The purpose of the invention is to reduce the complexity of construction and increase work efficiency.

Указанная цель достигается тем, что в способе возведения горизонтального подземного водозабора комбинированной конструкции, включающем водоприемник и водосборный колодец, основной водоприемник выполняют в виде открытого лотка, перекрытого сверху металлической решеткой, поверху которой продольными рядами укладывают габионные тюфяки с дренажными устройствами, изготавливаемыми из легких фашин, перфорированных труб и металлической сетки, а поверху габионных тюфяков вдоль лотка укладывают гибкие тюфяки, выполняемые из дренирующего заполнителя, который изготавливают из плотных рядов легких фашин, завернутых в геосетку. С двух сторон водоприемного лотка перпендикулярно и с уклоном к нему на определенном расстоянии друг от друга устраивают плотные ряды аналогичных габионных тюфяков, образующих дополнительные водосборные линии водоприемного лотка, при этом дополнительные водосборные линии габионных тюфяков входят в водоприемный лоток с помощью коротких каналов, которые пристраивают поверху бортов лотка и с направлением стока во внутрь лотка.This goal is achieved by the fact that in the method of erecting a horizontal underground water intake of a combined design, including a water intake and a drainage well, the main water intake is made in the form of an open tray, overlapped on top by a metal grate, on top of which gabion mattresses with drainage devices made of light fascia are laid in longitudinal rows, perforated pipes and metal mesh, and on top of the gabion mattresses along the tray stack flexible mattresses made of draining olnitelya which is made of a dense series lung fascines wrapped in geogrids. Dense rows of similar gabion mattresses are arranged perpendicularly and with a slope to it at a certain distance from each other on both sides of the water intake tray, forming additional drainage lines of the water intake tray, while additional drainage lines of gabion mattresses enter the water intake tray using short channels that attach on top the sides of the tray and with the direction of flow into the inside of the tray.

На фиг.1 изображено продольное сечение по оси водоприемного лотка горизонтального подземного водозабора; на фиг.2 - план основной части водозабора; на фиг.3 - поперечное сечение водосборного лотка по линии продольных осей дополнительных линий габионных тюфяков; на фиг.4 - габионный тюфяк; на фиг.5 - гибкий тюфяк из легких фашин.Figure 1 shows a longitudinal section along the axis of the intake tray of the horizontal underground water intake; figure 2 is a plan of the main part of the intake; figure 3 is a cross section of the drainage channel along the line of the longitudinal axes of the additional lines of gabion mattresses; figure 4 - gabion mattress; figure 5 is a flexible mattress of light fascin.

Горизонтальный подземный водозабор состоит из водоприемного лотка 1 с металлической решеткой 2, устроенной поверху лотка, габионных тюфяков 3 с дренажными устройствами, выполненных из легких фашин 4, и перфорированных труб 5, уложенных послойно и завернутых в габионную сетку. Поверху габионных тюфяков 3 продольными рядами укладывают гибкие тюфяки 6, выполненные из легких фашин 4, завернутых в геосетку. С двух сторон перпендикулярно к лотку 1 на определенном расстоянии друг от друга устроены дополнительные водосборные линии 7 из габионных тюфяков 3, и в местах соприкосновения концевых частей каждой линии 7 из габионных тюфяков 3 поверху лотка предусмотрены короткие каналы 8, входящие с уклоном во внутрь лотка 1. В конце водоприемного лотка 1 устроен водосборный колодец 9, оборудованный водозаборным (всасывающим) трубопроводом 10. Вокруг колодца 9 и поверху насыпного грунта по линии лотка 1 устроен защитный экран 11 из глинистого грунта (мятой глины).The horizontal underground water intake consists of a water intake tray 1 with a metal grill 2 arranged on top of the tray, gabion mattresses 3 with drainage devices made of light fascia 4, and perforated pipes 5 laid in layers and wrapped in a gabion net. On top of the gabion mattresses 3 flexible rows of 6 mattresses made of light fascia 4 wrapped in a geogrid are laid in longitudinal rows. On both sides perpendicular to the tray 1, additional drainage lines 7 from gabion mattresses 3 are arranged at a certain distance from each other, and at the points of contact of the end parts of each line 7 of gabion mattresses 3, short channels 8 are provided on top of the tray, entering with a slope inside the tray 1 A drainage well 9 is arranged at the end of the intake tray 1, equipped with a water intake (suction) pipe 10. Around the well 9 and on top of the bulk soil along the line of the tray 1 is a protective screen 11 made of clay soil (crumpled other).

Способ возведения подземного горизонтального водозабора осуществляется и работает следующим образом.The method of construction of an underground horizontal water intake is carried out and works as follows.

Вначале заготавливают в достаточном объеме сухой и созревший камыш и привозят его к месту строительства водозабора. Затем из камыша изготавливают необходимое количество легких фашин 4, из них, заворачивая их в геосетку по 4-5 штук, изготавливают гибкие тюфяки 6. Также из легких фашин 4, укладывая их послойно с перфорированными трубами 5, изготавливают и габионные тюфяки 3. Далее в водоносном слое грунта, с небольшой глубиной залегания уровня грунтовых вод, разрабатывают основную траншею под водоприемный лоток 1 и вспомогательные траншеи под дополнительные водосборные линии 7 из габионных тюфяков 3, а также - котлован под водосборный колодец 9. После планируют основания лотка 1 и вспомогательных траншей под линии 7 и дно котлована под водосборный колодец 9. При этом уклон основной траншеи под лоток 1 в сторону колодца 9, обеспечивающий эффективный прием и отвод профильтровавшей воды, составляет 0,015… 0,025. А уклоны траншей дополнительных водосборных линий 7 в сторону лотка 1 составляют 0,025… 0,05. Затем одновременно строят водсборный колодец 9 и лоток 1 из бетона, железобетона или другого безопасного материала. Водоприемный лоток может быть выполнен из железобетона, металла или полимерного материала с сегментным или параболическим сечением. После набора необходимой прочности материалов колодца 9 и лотка 1, сверху лотка 1 устраивают арматурные решетки 2 (A1 о 14-16 мм) с ячейками 10×10 см или 10×20 см. Затем траншею вокруг лотка 1 до верха засыпают местным грунтом, а сверху лотка 1 перпендикулярно к нему в местах входа дополнительных линий 7 устраивают короткие каналы 8 с входом во внутрь лотка 1. После чего одновременно укладывают продольные ряды габионных тюфяков 3 над лотком 1 и в траншеи дополнительных водосборных линий 7, так чтобы перфорированные трубы 5 (рядом лежащих тюфяков 2) соответственно входили друг в друга по линии уклона и течения воды. Таким образом, габионные тюфяки 3 монтируют по всей длине лотка 1 и траншей 7. Сверху габионных тюфяков 3 вдоль лотка 1 укладывают также продольными рядами гибкие тюфяки 6, плотными рядами в два слоя с перевязкой и прикреплением их местами к габионным тюфякам 3. Габионные тюфяки 3 могут иметь следующие размеры: 30×20×120 см, 35×25×150 см, 40×30×200 см и другие. А гибкие тюфяки 5 делают длиной 150-200 см и диаметром 20-25 см. После чего сверху гибких тюфяков 6 и габионных тюфяков 3 (дополнительных водосборных линий) укладывают соответствующий (вынутый из водоносного слоя) грунт до верха траншей с равномерным уплотнением до естественного его состояния. При этом вокруг водосборного колодца 9 и поверху насыпного грунта по линии лотка 1 укладывают защитный экран 11 из глинистого грунта толщиной не менее 25 см для предотвращения попадания грязных вод поверхностного стока в водоприемную часть сооружения. В конце в водосборном колодце 9 монтируют всасывающий трубопровод, так чтобы входная часть патрубка находилась выше дна на 30 см. После завершения строительства территорию вокруг водозаборного сооружения планируют и обустраивают, чтобы поверхностный сток воды не проникал ни в траншею 1, ни в колодец 7.First, dry and ripened reeds are harvested in sufficient quantities and brought to the construction site of the water intake. Then, from the reeds, the necessary number of light fascines 4 is made, of which, wrapping them in a geogrid of 4-5 pieces, flexible mattresses are made 6. Also of light fascines 4, laying them in layers with perforated pipes 5, gabion mattresses are also made 3. Next, aquiferous soil, with a shallow depth of the groundwater level, develop the main trench for the water intake tray 1 and auxiliary trenches for additional drainage lines 7 from the gabion mattresses 3, as well as a foundation pit under the drainage well 9. After that, they plan the base of the tray 1 and auxiliary trenches under the line 7 and the bottom of the pit under the drainage well 9. At the same time, the slope of the main trench under the tray 1 towards the well 9, which ensures efficient reception and removal of filtered water, is 0.015 ... 0.025. And the slopes of the trenches of additional catchment lines 7 in the direction of the tray 1 are 0.025 ... 0.05. Then at the same time build a catchment well 9 and a tray 1 of concrete, reinforced concrete or other safe material. The water intake tray may be made of reinforced concrete, metal or a polymer material with a segment or parabolic section. After gaining the necessary strength of the materials of the well 9 and the tray 1, reinforcing grids 2 (A1 about 14-16 mm) with 10 × 10 cm or 10 × 20 cm cells are arranged on top of the tray 1. Then, the trench around the tray 1 is covered with local soil to the top, and on top of the tray 1, perpendicular to it, at the entry points of the additional lines 7, short channels 8 are arranged with an entrance to the inside of the tray 1. Then, longitudinal rows of gabion mattresses 3 are stacked above the tray 1 and in the trenches of the additional drainage lines 7, so that the perforated pipes 5 (near reclining mattresses 2) venno were each other by bias lines and the flow of water. Thus, gabion mattresses 3 are mounted along the entire length of the tray 1 and trenches 7. On top of the gabion mattresses 3 along the tray 1, flexible mattresses 6 are also laid in longitudinal rows, in dense rows in two layers with a dressing and attached in places to the gabion mattresses 3. Gabion mattresses 3 can have the following sizes: 30 × 20 × 120 cm, 35 × 25 × 150 cm, 40 × 30 × 200 cm and others. And flexible mattresses 5 are made 150-200 cm long and 20-25 cm in diameter. After that, on top of the flexible mattresses 6 and gabion mattresses 3 (additional drainage lines) they lay the appropriate (removed from the aquifer) soil to the top of the trenches with uniform compaction to its natural condition. At the same time around the drainage well 9 and on top of the bulk soil along the line of the tray 1, a protective screen 11 of clay soil with a thickness of at least 25 cm is laid to prevent dirty water from the surface runoff from entering the water intake of the structure. At the end, a suction pipe is mounted in the drainage well 9, so that the inlet of the nozzle is 30 cm above the bottom. After the construction is completed, the area around the intake structure is planned and equipped so that the surface water flow does not penetrate into trench 1 or into well 7.

Горизонтальный подземный водозабор комбинированной конструкции, возведенный предлагаемым способом, работает следующим образом. В безнапорном водоносном массиве грунта, из-за того что уровень грунтовых вод находится выше габионных и гибких тюфяков, самотеком вода поступает к гибким тюфякам 6 и габионным тюфякам 3, обладающим хорошими дренирующими свойствами. В габионных тюфяках 3, где вода проникает через водоприемные отверстия в дренажные перфорированные трубы 5, обеспечивается (из-за уклона) транспортирование и попадание воды в водоприемный лоток 1 и через него в водосборный колодец 9. Легкие фашины 4, изготовленные из сухого камыша, являются хорошим дренирующим материалом, который сохраняет свои свойства (без разложения) 15-20 лет. Через 12-15 лет могут быть заменены дренирующие материалы, т.е. заменены и переложены габионные 3 и гибкие тюфяки 6. Наиболее эффективно работает водоприемный лоток 1 с сегментным или параболическим сечением. Для обеспечения эффективной работы сооружения из водосборного колодца необходимо обеспечить непрерывный забор воды через всасывающий трубопровод 10 стационарной насосной станции или глубинного насоса.The horizontal underground water intake of a combined structure, erected by the proposed method, works as follows. In a non-pressure aquiferous mass of soil, due to the fact that the groundwater level is higher than gabion and flexible mattresses, water flows by gravity to flexible mattresses 6 and gabion mattresses 3, which have good drainage properties. In gabion mattresses 3, where water penetrates through the water inlet openings into the perforated drainage pipes 5, transportation (and due to the slope) is ensured for water to be transported and get into the water intake tray 1 and through it into the water collecting well 9. Light fascines 4 made of dry reeds are good drainage material that retains its properties (without decomposition) for 15-20 years. After 12-15 years, drainage materials can be replaced, i.e. gabion 3 and flexible mattresses 6 were replaced and shifted. The water intake tray 1 with a segment or parabolic section works most effectively. To ensure the effective operation of the structure from the drainage well, it is necessary to ensure continuous water intake through the suction pipe 10 of the stationary pump station or the downhole pump.

Способ возведения горизонтального водозабора комбинированной конструкции наиболее эффективно может быть использован в прибрежных и других водоносных грунтовых массивах с глубиной залегания безнапорного уровня грунтовых вод до 7-10 м для водоснабжения сельских поселений, небольших городов и поселков.The method of erecting a horizontal water intake of a combined design can be most effectively used in coastal and other aquiferous massifs with a depth of a non-pressure groundwater level of up to 7-10 m for water supply in rural settlements, small towns and villages.

Источники информацииInformation sources

1. А.М.Тугай. Водоснабжение. Водозаборные сооружения. - Киев.: Вища школа. Головное издательство. 1984. С.163-165.1. A.M. Tugay. Water supply. Water intake facilities. - Kiev .: Vishka school. Head office. 1984. S.163-165.

2. Абрамов И.Н. Водоснабжение. - М.: 1982 г. - С.191-194.2. Abramov I.N. Water supply. - M .: 1982 - S.191-194.

Claims (2)

1. Способ возведения горизонтального подземного водозабора комбинированной конструкции, включающего водоприемник и водосборный колодец, отличающийся тем, что основной водоприемник выполняют в виде открытого лотка, перекрытого сверху металлической решеткой, поверху которой продольными рядами укладывают габионные тюфяки с дренажными устройствами, изготавливаемыми из легких фашин, перфорированных труб и металлической сетки, а поверху габионных тюфяков вдоль лотка укладывают гибкие тюфяки, выполняемые из дренирующего заполнителя, который изготавливают из плотных рядов легких фашин, завернутых в геосетку.1. A method of erecting a horizontal underground water intake of a combined design, including a water intake and a water well, characterized in that the main water intake is made in the form of an open tray, overlapped on top by a metal grill, on top of which gabion mattresses are laid in longitudinal rows with drainage devices made of light fascia, perforated pipes and metal mesh, and on top of the gabion mattresses along the tray stack flexible mattresses made of drainage aggregate, cat ing is made of a dense series lung fascines wrapped in geogrids. 2. Способ возведения горизонтального подземного водозабора комбинированной конструкции по п.1, отличающийся тем, что с двух сторон водоприемного лотка перпендикулярно и с уклоном к нему устраивают плотные ряды аналогичных габионных тюфяков, образующих дополнительные водосборные линии водоприемного лотка, при этом дополнительные водосборные линии габионных тюфяков входят в водоприемный лоток с помощью коротких каналов, которые пристраивают поверху бортов лотка и с направлением стока во внутрь лотка. 2. The method of erecting a horizontal underground water intake of combined construction according to claim 1, characterized in that on both sides of the water intake tray, dense rows of similar gabion mattresses are arranged perpendicularly and with a slope to it, forming additional drainage lines of the water intake tray, with additional drainage lines of gabion mattresses enter the water intake tray using short channels that attach on top of the sides of the tray and with the flow direction into the tray.

Images