Приложение 7 (рекомендуемое). Расчет трубофильтров и проектирование фильтров из искусственных материалов

Приложение 7
Рекомендуемое

Расчет трубофильтров и проектирование фильтров из искусственных материалов

1. Расчет трубофильтров

Основными фильтрационными параметрами трубофильтров являются величины средневзвешенного диаметра пор и водопроницаемости их стенок.

Средневзвешенный диаметр пор следует определять по водопроницаемости стенок (черт. 7.1).

Трубофильтры не требуют фильтровой защиты в следующих случаях:

при укладке в несвязных грунтах с коэффициентом фильтрации более 1 м/сут;

при укладке в несвязных несуффозионных грунтах.

При проектировании дренажа из трубофильтров в связных грунтах должно соблюдаться условие

, (1)

где - расчетный диаметр пор трубофильтра, см;

- средневзвешенный диаметр пор трубофильтров, см.

Для различных категорий дренируемых грунтов следует определять по следующим формулам:

для суглинков

; (2)

для супесей

; (3)

для пылеватых грунтов

, (4)

- расчетный градиент напора, см.

Расчетный градиент напора в дренируемом грунте на границе с трубофильтром следует определять по формуле:

, (5)

где - наружный диаметр трубофильтра;

H - превышение поверхности подземных вод в междренье над горизонтом вод в дрене;

- глубина заложения дрены.

При проектировании дренажа из трубофильтров в неоднородных грунтах фильтрационный расчет следует проводить для самого слабого по фильтрационной прочности грунта (в порядке уменьшения - суглинки, супеси, пылеватые грунты).

В фильтрационных расчетах следует использовать конечный коэффициент фильтрации трубофильтров , который может значительно отличаться в сторону уменьшения от начального коэффициента фильтрации в результате процессов кольматации и контактного наложения частиц дренируемого грунта.

Таблица 7.1

Технико-экономические показатели применяемых и разрабатываемых защитно-фильтрующих материалов отечественного и зарубежного производства (состояние на январь 1986 г.)

Наименование материалов и обозначение

Показатели

Условия применения

Сырье

Вид скрепления

Толщина, мм

Вес г/м2

Разрывная нагрузка, Н

Коэффициент фильтрации, м/с x 10(-4)

Техдокументация

Объем, млн. м2 в год

Стоимость, руб/м2

Грунт

Трубы

Укладка

несвязный

связный

керамические

пластмассовые

траншейная

бестраншейная

Холст стекловолокнистый ВВ-М

Стекловолокно

Клееный

1,2

200

80

26,3

ТУ 21-23-141-81

31,0

0,30

+

+

+

+

35,0

Холст стекловолокнистый марки ВВ-АМ

Стекловолокно

Клееный и армированный

0,8

140

120

28,3

ТУ 21-23-131-80

18,0

0,22

+

+

+

+

13,0

Полотно иглопробивное мелиоративное с пропиткой латексами

Нитроновое волокно (отходы текстильной промышленности)

Клееный

0,8

100

80

6,7

ТУ 33-321-85

0,5

0,48

+

+

+

+

+

+

Полотно нетканое клееное

Вторичное текстильное

Клееный

0,6

100

60

8,1

ТУ 63.178-99-85

1,0

0,45

+

+

+

+

+

+

Полотно нетканое клееное защитно-фильтрующее мелиоративное

Нитроновое волокно, ворс, пух стригальный

Клееный

0,5

120

60

5,3

ТУ 17 ЛатвССР 0217-85

2,0

0,76

+

+

+

+

+

+

Синтетический нетканый клееный ЗФМ "Спандех"

Отходы текстильной промышленности

Клееный

0,9

160

80

8,6

Проект ТУ

0,8

0,50

+

+

+

+

+

+

Полотно нетканое клееное для автомобильной промышленности

Лавсановое и вискозное полотно

Клееный

0,5

80

84

6,7

ТУ 17-14-227-84

13,6

0,33

+

+

+

+

Полотно иглопробивное защитно- изолирующее СИЗИ

Отходы нитронового волокна текст. промышленности

Иглопрокалывание

4,5

200

56

6,2

ТУ 17-14-101-79

1,0

0,41

+

+

+

+

+

+

Полотно иглопробивное "Мелин"

Восстановленная шерсть, отходы синтетич. волокна

Иглопрокалывание

3,2

360

11

10,2

ТУ 63.070-14-83

1,0

0,59

+

+

+

+

+

Полотно нетканое иглопробивное

Отходы нитронного волокна

То же

1,5

180

51

7,5

ТУ 6-06-34-14-80

1,0

0,93

+

+

+

+

+

Синтетический нетканый материал "Мистра"

Отходы ПВХ и капроновых волокон

-"-

1,0

150

80

9,1

0,2

0,50

+

+

+

+

+

Защитно-фильтрующий слой

Полиэтиленовое волокно

Термический напыленный на ПВХ трубу

1,7

500

7,0

ТУ 33 УССР 28-85

0,04

0,90

+

+

+

+

+

Фильтры нетканые дренажные для мелиоративных систем

Отходы текстильной промышленности

Иглопрокалывание

3,5

400

6,2

2,2

ТУ 552.2.121-81

0,10

0,82

+

+

+

+

+

+

Полиэтиленовый холст марки ХПВД

Полиэтиленовое волокно

Термический

1,5

370

76

7,3

ТУ 33-4431-04-83

0,04

0,30

+

+

+

+

+

+

Полиэтиленовый холст

Полиэтилен

То же

1,85

230

30

27,3

Проект ТУ

50 с 1990

0,29

+

+

+

+

+

+

Полотно нетканое типа "Бидим"

Полипропиленовое волокно

Иглопрокалывание

1,3

200

300

9,2

40,0 с 1988

0,30

+

+

+

+

+

+

Бидим

Полиэфирное волокно

То же

1,7

260

600

12,3

+

+

+

+

+

+

Полифельт

Полипропиленовое волокно

-"-

1,2

180

11,7

+

+

+

+

+

+

Николон 22084

Полиамидное волокно диаметр 15-45 мк

Клееный

1,2

130

120

35,4

+

+

+

+

+

+

Конечный коэффициент фильтрации стенок трубофильтров должен превышать водопроницаемость дренируемого грунта k

.

При невыполнении условия подбирается другой состав заполнителя, или требуется фильтровая подсыпка (подушка) из несвязных материалов.

2. Проектирование фильтров из искусственных материалов

Дренажные фильтры из искусственных волокнистых материалов должны удовлетворять следующим требованиям:

коэффициент фильтрации при давлении 0,1 МПа должен быть для защитно-фильтрующего покрытия из полиэтилена не менее 70 м/сут; для нетканого иглопробивного материала - не менее 20 м/сут;

толщина слоя искусственного фильтра при укладке дренажа до 5,0 м должна быть для защитно-фильтрующего покрытия из полиэтилена не менее 1,5 мм; для нетканого иглопробивного материала - не менее 3 мм;

средний диаметр пор фильтра должен быть не более 0,2 мм;

дренажные фильтры из искусственных волокнистых материалов допускается применять во всех малосвязных и связных, несуффозионных и слабосуффозионных грунтах (вынос до 6%), при установившейся и неустановившейся фильтрации при любом направлении фильтрационного потока к фильтру; в грунтовых водах с рН от 4 до 9 и суммарном содержании минеральных солей до 50 г/л, при содержании закисного железа не более 3 мг/л.

Во избежание кольматации запрещается укладывать фильтры из волокнистых материалов в водонасыщенные грунты без предварительного понижения уровня грунтовых вод по трассе дрены. Для волокнистых фильтров используются материалы, характеристики которых приведены в табл. 7.1.

В целях экономии материала фильтрующей обсыпки рекомендуется при строительстве траншейными способами устраивать подсыпку (подушку) толщиной не менее 10 см из неотсортированных естественных сыпучих материалов.

При укладке дренажа с применением однослойных фильтрующих обсыпок из местных неотсортированных песчаных и песчано-гравийных материалов с оберткой труб материалами, приведенными в табл. 7.1, подбор грансостава обсыпок производится с помощью графика черт. 7.2. Грунт обсыпки должен быть несуффозионным или слабосуффозионным с коэффициентом неоднородности и коэффициентом фильтрации более 2 м/сут. Коэффициент фильтрации должен быть не менее чем в 10 раз больше коэффициента дренирующего грунта.