Việc lựa chọn máy bơm khử nước của Wellpoint bắt đầu từ việc xác định lượng nước ngầm cần thiết trong quá trình khai thác, lượng nước dự kiến chảy vào và lượng không khí đi vào hệ thống hút. Chọn lựa giải pháp bơm hoàn chỉnh phù hợp với các điều kiện đó, sau đó kiểm tra các tổn thất đầu bơm, độ hút, độ cao xả, công suất dự phòng và giám sát. Một máy bơm tự tăng áp thông thường không phải lúc nào cũng phù hợp để vận hành liên tục hệ thống hút nước trong giếng. Trước khi đặt hàng thiết bị, cần có các chứng từ riêng biệt về nhiệm vụ hút nước và nhiệm vụ hút chân không hoặc không khí. Hướng dẫn này giải thích cách các nhà thầu và nhóm mua sắm có thể biến một cuộc khảo sát mặt đất thành yêu cầu mua thiết bị mà không gây nhầm lẫn giữa gói xử lý thoát nước với hệ thống hút nước đã được xác nhận.
Xác định nhiệm vụ kiểm soát nước ngầm trước khi so sánh máy bơm
Hệ thống hút nước ngầm được thiết kế để dẫn nước ngầm qua nhiều điểm lọc nhỏ được kết nối với đầu hút chung. Mục đích của hệ thống này là giảm áp lực nước xung quanh công trường trước khi nước chảy vào khu vực thi công. Ngược lại, máy bơm cống hút nước sau khi nước tích tụ trong bể chứa mở. Cả hai thiết bị này đều có thể hút nước đi khỏi một khu vực, nhưng hiệu quả của chúng đối với sự di chuyển của đất và áp lực nước ngầm lại khác nhau. Kỹ sư phải quyết định liệu cần thiết phải sử dụng biện pháp chặn nước, giảm áp lực, thoát nước bề mặt hay một sự kết hợp của các biện pháp này.
Hãy bắt đầu bằng bản vẽ thăm dò đất đai thể hiện độ cao của cấu tạo địa chất, mặt đất xung quanh, các công trình lân cận, đường đi ra vào và vị trí dự kiến của đường thoát nước thải. Thêm vào đó là các lớp đất, các quan sát về nước ngầm, các biến đổi theo mùa và bất kỳ lớp đất chứa nước có áp lực nào. Mức độ nước đo được trong một lỗ khoan trong một ngày không đủ để xác định tất cả các điều kiện hoạt động. Hãy ghi lại ngày, địa điểm và độ cao tham chiếu của mọi phép đo để có thể kiểm tra yêu cầu rút nước sau khi khoan hoàn tất.
The Ghi chú thiết kế thoát nước của NPTEL Xác định khảo sát đất, độ thấm, nguồn nước ngầm, lượng thoát nước, lượng nước ngậm trong đất và bố trí hệ thống cống là các thông số thiết kế liên quan. Sử dụng trình tự này để xây dựng yêu cầu báo giá. Không nên bắt đầu với động cơ có công suất lớn nhất và tiến từ đó tính toán đến điều kiện nước ngầm dự kiến.
Phân tách công suất cấp nước khỏi công suất điều hòa không khí
Yêu cầu về lưu lượng nước xuất phát từ việc đánh giá nguồn nước ngầm và thử nghiệm thực địa, chứ không phải chỉ dựa vào số lượng các giếng khoan. Độ thấm của màng lọc, cấu tạo lớp đất, vị trí lắp đặt máy lọc và mức rút nước tại từng địa điểm có thể khác nhau nên số lượng điểm hút nước có thể khác nhau. Hãy hỏi nhà thiết kế về điều kiện hoạt động khởi động và ổn định dự kiến, cũng như mức độ không chắc chắn được phép trong thiết kế. Hãy ghi lại liệu tổng lượng nước dự kiến có bao gồm lượng nước chảy ra từ bề mặt hay không và liệu nước đó có đường thoát nước riêng không.
Không khí xâm nhập vào trong quá trình sơ tán ban đầu, thông qua các khớp nối không hoàn hảo và các điểm tiếp xúc khi nước ngầm chảy xuống. Đường cong hoạt động của máy bơm không mô tả cách thức hoạt động của máy khi xử lý hỗn hợp nước-không khí liên tục. Hãy yêu cầu nhà cung cấp xác định thiết bị hút chân không, cấu trúc tách nước, phạm vi hoạt động cho phép và cách thức duy trì nguồn cấp nước cho máy bơm. Một tuyên bố ngắn gọn rằng máy bơm có khả năng tự nâng lên không giải đáp được những câu hỏi này.
Máy bơm thoát nước bề mặt tiêu chuẩn vẫn có thể hữu ích để thoát nước riêng biệt, dòng chảy hoặc chuyển nước thải. Máy bơm nước tự đẩy ZX của BorraPumps Dưới đây được trình bày là một ví dụ về cấu hình máy bơm bề mặt thông thường. Hình ảnh này xác định rõ dòng sản phẩm thực tế; nó không chứng minh khả năng vận hành hệ thống hút khí tại các giếng khoan. Trước khi tiến hành mua sắm, vui lòng xác nhận tính khả thi của bất kỳ ứng dụng hệ thống nào dựa trên tài liệu hướng dẫn của nhà sản xuất.
Đánh giá độ nâng hút bằng đầu hút trong điều kiện hoạt động
Khoảng cách nâng hạ tương ứng là khoảng cách dọc giữa điểm tham chiếu hút của máy bơm và mực nước ngầm được duy trì tại các điểm kết nối, cùng với các tổn thất trong đường hút. Khoảng cách này thay đổi khi máy bơm được hút xuống. Một thiết bị được trang bị với mức nước đầu vào cao có thể trở nên không phù hợp khi mức nước ngầm cần thiết được đạt đến. Kiểm tra điều kiện cuối cùng và khởi động cũng như đảm bảo rằng thiết bị có thể hoạt động ổn định.
Hiệu suất hút có sẵn phụ thuộc vào áp suất khí quyển, nhiệt độ chất lỏng, tổn thất, sự cuốn hút của khí và sự bố trí thiết bị. Không có thiết bị nâng nào có thể được áp dụng một cách an toàn cho mọi công trình. Phân tích của NPTEL về các phương pháp wellpoint Giải thích về giới hạn hút và lý do tại sao các dự án sâu hơn có thể cần các giai đoạn hoặc một phương pháp khác. Hãy coi độ sâu trong sách giáo khoa làm bối cảnh lập kế hoạch, chứ không phải là chỉ số đánh giá đảm bảo cho sản phẩm được hiển thị trên trang web này.
Hãy đặt máy bơm ở gần đầu bơm nhất có thể và tránh các điểm cao không cần thiết, các rào cản và các phần linh hoạt không được hỗ trợ. Hãy chỉ định các bộ phận hút có khả năng hút chân không và các khớp nối phù hợp thay vì sử dụng ống xả. Nếu mức làm việc đề xuất vượt quá quy định của thiết kế đơn giai đoạn đã được xác nhận, hãy quay lại với nhà thiết kế xử lý nước thải. Một máy bơm nước lớn không thể tự khắc phục được hạn chế hút chân không do không khí.
Đặt vị trí của phần đầu để hỗ trợ việc kiểm soát nước ngầm
Bản vẽ đầu mối phải hiển thị vị trí của các điểm, nhánh, độ cao, van cách ly, kết nối máy bơm và các điểm giám sát. Bảng bố trí cũng phải đảm bảo khả năng tiếp cận an toàn cho việc hỗ trợ khai quật, hoạt động nâng hạ, lưu lượng giao thông và kiểm tra. Một vị trí thuận tiện để đỗ máy bơm có thể không phù hợp nếu tạo ra đường hút dài hoặc điểm cao gây ngưng tụ không khí.
Không thể chọn khoảng cách theo quy tắc chung mà không xem xét độ thấm, chiều dài màng lọc, độ rút nước và hình dạng địa hình của khu vực. Các điểm cách nhau quá xa không bù đắp cho các bộ lọc không phù hợp hoặc độ thấm của lớp đất cần được thoát nước không đầy đủ. Ngược lại, một máy bơm công suất lớn không chứng minh rằng các góc xa của khu vực khai quật được kiểm soát. Cuộc thử nghiệm chấp nhận phải bao gồm các quan sát về nước ngầm trong khu vực làm việc.
Chia phần đầu của đường ống thành các phần có thể được kiểm tra và phân biệt theo kế hoạch vận hành đã được phê duyệt. Dán nhãn các nhánh để người vận hành có thể liên kết sự thay đổi áp suất hoặc lưu lượng bất thường với một khu vực cụ thể. Đặt các giá đỡ để ngăn các khớp nối bị kéo giãn do sự lắng đọng, chuyển động của xe hoặc sự thay đổi vị trí ống dẫn. Cung cấp quyền truy cập vào khu vực kiểm tra suốt quá trình thi công, thay vì chỉ trong thời gian lắp đặt.
Chuyển toàn bộ nhiệm vụ vào lịch trình thiết bị
| Mẫu thiết kế | Thông tin cần có | Những gì nhà cung cấp phải xác minh |
|---|---|---|
| Mục tiêu về nguồn nước ngầm | Mức độ hoạt động và lượng rút vốn cần thiết tại các điểm quan sát | Sự sắp xếp được đề xuất có thể hỗ trợ các điều kiện thiết kế |
| Phụ trách nhiệm vụ tưới nước | Khởi nghiệp và dòng chảy ổn định với ước tính đầu ra | Đường cong nước ở tốc độ vận hành đề xuất |
| Phục vụ trên không | Các điều kiện hút khí và hút ẩm dự kiến | Thiết bị điều khiển không khí được ghi nhận và phạm vi hoạt động |
| Sắp xếp hình chữ thập | Chiều dài, nhánh, độ cao, khớp nối, bố trí điểm | Các thành phần hút phù hợp và các chi tiết kết nối thiết thực |
| Tính liên tục | Phạm vi cho phép của việc ngắt kết nối và phản ứng phục hồi | Công suất dự phòng, điều khiển, báo động và quy trình chuyển đổi |
Sử dụng lịch trình để so sánh các đề xuất đầy đủ. Một đề xuất bao gồm động cơ diesel lớn nhưng không bao gồm các thiết bị điều khiển không khí, thiết bị hút hoặc hệ thống chuyển đổi dự phòng là không đầy đủ. Yêu cầu bảng dữ liệu hiệu suất nước ở tốc độ đề xuất, các dữ liệu chân không liên quan và một lời giải thích bằng văn bản về cách thức hoạt động của gói thiết bị trong quá trình khởi động và khi hoạt động bình thường. Xác nhận các thông số nhiên liệu, nguồn điện, hạn chế về âm thanh, lối vào và không gian bảo trì so với thực tế tại địa điểm thực tế.
Áp suất xả phải bao gồm đường dẫn đến điểm thoát nước được phê duyệt, chứ không chỉ là độ cao vượt qua mép đắp đất. Các ống dài, sự thay đổi độ cao, thiết bị xử lý và các hạn chế về điểm thoát nước có thể làm tăng đáng kể mức độ công việc. Hướng dẫn tính toán đầu xả nước Giải thích cách tính toán chi phí lắp đặt đầu bơm phía bên đường ống nước. Hãy lưu giữ bảng tính này trong bản báo giá để khi có sự thay đổi về chiều dài ống dẫn, việc này sẽ được xem xét lại thay vì tăng lương không được báo trước.
Lập kế hoạch hoạt động dự phòng và xả điện có kiểm soát
Nước ngầm có thể phục hồi khi việc bơm ngừng. Các hậu quả phụ thuộc vào đất, nền móng xung quanh, hệ thống hỗ trợ đào hố và bất kỳ áp lực tiềm ẩn nào. Hãy thống nhất về giải pháp dự phòng cần thiết với kỹ sư dự án. Xác định những gì sẽ tự động hoạt động, những gì cần có sự giám sát của người vận hành, cách cách ly đơn vị bị hỏng và cách đảm bảo đủ công suất trong quá trình bảo trì. Hãy thử nghiệm việc chuyển đổi trước khi dựa vào nó.
Một thiết bị di động có thể đơn giản hóa việc vận chuyển và tiếp cận, nhưng khả năng vận chuyển không đảm bảo được sự phù hợp của thiết bị. Bơm xả dầu diesel di động CHWY được trình bày bên dưới minh họa một sản phẩm thoát nước có thể vận chuyển được. Việc bố trí hệ thống điều khiển không khí và giới hạn hoạt động thực tế của thiết bị này phải được xác nhận riêng biệt đối với bất kỳ đề xuất xây dựng hệ thống thoát nước nào. Không nên kết luận về hệ thống chân không từ vỏ bọc, xe kéo hoặc đường dẫn hút lớn.
Trước khi bơm, hãy kiểm tra điểm đích xả thải được phép, yêu cầu xử lý và nhiệm vụ giám sát. Nước có chứa trầm tích có thể cần được xử lý và có thể cần sử dụng phương pháp giải phóng có kiểm soát. Hướng dẫn xử lý nước ngầm của EPA Công ty này áp dụng tiêu chuẩn giám sát độ đục trong Giấy phép Xây dựng của mình; tính khả thi phụ thuộc vào phạm vi giấy phép và các yêu cầu địa phương. Không coi nước có vẻ trong như bằng chứng cho thấy mọi điều kiện xả thải đều được đáp ứng.
Phân tích kết quả nước ngầm, sau đó lưu giữ hồ sơ
Việc vận hành thử nghiệm nên chứng minh được việc kiểm soát nước ngầm cần thiết, không chỉ là việc động cơ hoạt động. Kiểm tra các kết nối, các chỉ số đo đạc, vòng quay nếu có, hệ thống bảo vệ và đường dẫn thoát nước theo kế hoạch đã phê duyệt. Thiết lập mức nước chuẩn trước khi bơm và ghi lại kết quả sau khi khởi động. Đồng ý về vị trí đo và điều kiện chấp nhận được trước khi tiến hành đào.
Lưu giữ nhật ký lưu lượng với mức độ nước ngầm, thời gian vận hành máy bơm, số liệu lưu lượng, các lần đo hút chân không khi được quy định, sự gián đoạn nguồn cung cấp nhiên liệu hoặc điện, và các hoạt động bảo trì. Điều tra các mức nước tăng cao, sự hấp thụ không khí bất thường, trầm tích tích tụ liên tục, hoặc những thay đổi đột ngột về hoạt động. Những thay đổi này có thể cho thấy có sự rò rỉ, các điểm bị tắc nghẽn, đường thoát nước bị thay đổi, hoặc tình trạng nước ngầm ngoài phạm vi đánh giá ban đầu. Báo cáo các tình huống nguy hiểm thông qua quy trình kiểm soát tại hiện trường thay vì tăng tốc độ liên tục.
Đối với các vị trí sâu hoặc hạn chế, hãy so sánh điểm đo với việc khử nước ở giếng sâu trước khi hoàn thiện thiết bị. Hướng dẫn các loại máy bơm hút nước xây dựng cho bối cảnh sử dụng rộng hơn của thiết bị, và Hướng dẫn tính toán lưu lượng khai quật Đối với dự toán về mặt nước. Các trang hỗ trợ này đề cập đến các quyết định khác nhau; không trang nào thay thế thiết kế nước ngầm cụ thể cho từng địa điểm hoặc giới hạn thiết bị đã được xác nhận của nhà sản xuất.
Học tập nâng cao
Bài giảng NPTEL IIT Kharagpur về nguyên tắc thiết kế khử nước giải thích cách các điều kiện nước ngầm ảnh hưởng đến thiết kế khử nước. Bài giảng được tích hợp trong bài viết này là tài liệu học tập bổ sung, trong khi danh mục kiểm tra thiết bị và vận hành được trình bày ở trên vẫn có thể sử dụng độc lập.
Xem bài giảng về nguyên tắc thiết kế khử nước của NPTEL.
Các câu hỏi thường gặp
Có phải bất kỳ máy bơm tự đẩy nào cũng có thể vận hành được đầu nối đường ống?
Không. Khả năng tự bơm nước là khả năng cung cấp nước trong điều kiện nhất định. Việc hoạt động liên tục của hệ thống bơm cũng đòi hỏi phải có hệ thống xử lý không khí được xác nhận, khả năng tách và điều khiển phù hợp, cũng như một phạm vi hoạt động cho hệ thống hút nước thực tế.
Liệu khoảng cách giữa các điểm khoan có cố định cho mọi công trình khai quật không?
Không. Khoảng cách được xác định dựa trên độ thấm của đất, độ thấm của màng lọc, hình dạng, điều kiện nước ngầm và độ sâu cần thiết. Hãy sử dụng bố cục của nhà thiết kế và phản ứng của thực địa thay vì sao chép khoảng cách từ một địa điểm khác.
Liệu tôi có nên chọn kích thước bơm dựa trên công suất động cơ không?
Không. Trước tiên, hãy thiết lập công suất nước, điều kiện hút, tổn thất xả và hệ thống điều khiển không khí. Sau đó, so sánh công suất động cơ với công suất của máy bơm và điều kiện hoạt động được đề xuất; đây không phải là giải pháp thay thế cho việc đánh giá hệ thống.
Liệu một công trình xây dựng thành công có chứng minh rằng hệ thống này đã sẵn sàng để được khai quật không?
Không. Kiểm tra mức độ nước ngầm cần thiết trong khu vực hoạt động, điều kiện hoạt động ổn định, tuân thủ quy định về lượng nước thải, cảnh báo và chuyển đổi dự phòng. Chỉ có máy bơm đã được nạp đầy không thể đảm bảo kiểm soát lượng nước ngầm.
Khi nào nên cân nhắc sử dụng phương pháp khử nước khác?
Khi các điều kiện cần thiết như mức rút thăm dò, điều kiện địa chất, khả năng tiếp cận, áp suất giảm hoặc giới hạn hút không phù hợp với giải pháp thiết bị khoan được đề xuất, nên xem xét các giải pháp thay thế. Việc khoan sâu hoặc hệ thống kết hợp có thể phù hợp sau khi đánh giá kỹ thuật.