Глубинное строительное водопонижение методом лучевого водозабора

Лучевой водозабор - это метод отвода грунтовых вод, состоящий в устройстве комплекса радиальных водопонизительных скважин (дрен) наклонного или горизонтального типа, соединённых с общим водосборным накопителем (колодец или шахта), оснащённым водоподъёмной системой.

Лучевой способ водоотвода применяется при проведении глубинного водопонижения в осложнённой гидрогеологической обстановке, при подтоплении крупных строительных выработок за счёт маломощных водоносных пластов, образованных слоями с высокой водопроницаемостью. В этих условиях, размер дренируемого пласта ограничивает водозахватную способность фильтров, что делает малопроизводительным применение вертикальных водопонизительных устройств. Для эффективного проведения водопонижения в данном случае целесообразно применение горизонтальных фильтров с целью увеличения до нужной величины площади рабочей части, находящейся в затопленном состоянии и обеспечивающей поэтому необходимую подачу.

Конструктивно лучевые системы водозабора подразделяются на следующие виды:
- классический - имеющий один уровень дрен;
- многоярусный - с многоуровневым устройством водоотводных скважин;
- малый - у которого общий водосборный накопитель представляет собой скважину с обсадной колонной (шурф);
- комбинированный - с устройством усилительных дрен, пробуренных (горизонтально и вертикально), из водонакопительной ёмкости и купирующих напор нижнего горизонта.

Водосборный накопитель, в соответствии с техническими условиями и гидрогеологической обстановкой на объекте, сооружается в виде:
- монолитного (в отдельных случаях сборного) железобетонного опускного колодца с глубинами заложения от пяти до сорока метров и от трёх до десяти метров в диаметре;
- шахты, созданной методом щитовой проходки глубиной до шестидесяти метров и диаметром до двенадцати метров;
- ёмкости из серийных ЖБИ (колец) до полутора метров в диаметре и глубиной до шести метров;
- обсадной трубы диаметром до двух метров и глубиной до пятнадцати метров;
- колодца телескопической конструкции из стальных или железобетонных труб большого диаметра.

В ряде случаев, конструкция водосборных колодцев состоит из двух - горизонтально или вертикально разделённых камер: монтажной и рабочей. Монтажная камера предназначена для технического обслуживания и ремонта гидрооборудования и водоподъёмной системы (насосных агрегатов, трубопроводных элементов и т.п.). Рабочая камера служит для сбора и отведения поступившей из лучевых дрен воды.
Для осуществления отвода дренажных вод из камеры водосборника при лучевом водопонижении используются погружные насосы, либо насосные агрегаты горизонтального типа, смонтированные на отдельной платформе.
В стенках водонакопительной шахты предусматриваются гнёзда для бурения новых лучевых дрен, им придаётся форма раструба, расширяющегося в сторону центра, для компенсации перекосов при монтаже направляющих кондукторов (патрубков) при сооружении колодца. Количество гнёзд проектируется в полтора или два раза больше расчётного, с целью обеспечения возможности устройства дополнительных дрен для увеличения производительности водоотведения.

Количество, расположение, протяжённость и места расположения лучевых водопонизительных дрен рассчитывают, исходя из конкретных геофизических и общестроительных условий на объекте. Для производства глубинного водопонижения лучевым методом обычно используется от трёх до двенадцати горизонтальных водопонизительных скважин, длинной от 5 до 150 метров и диаметром 50-500 мм.
Существует ряд причин, вследствие которых использование лучевых систем водоотведения в строительном водопонижении ограничено. Например, применение лучевых водозаборов взамен вертикальных водопонизительных скважин, при сроке эксплуатации менее двух лет, экономически не целесообразно.