Stimai colegi,

Anex la Ordinul MDRAP nr../2013

NORMATIV

PRIVIND PROIECTAREA GEOTEHNIC

A LUCRRILOR DE EPUISMENTE,

Indicativ NP 134-2013

CUPRINS

CAPITOLUL 1.

DATE INTRODUCTIVE PRIVIND REALIZAREA LUCRRILOR DE EPUIZMENT

1.1. Generaliti1.2. Definiii

1.2.1 Epuizmentul

1.2.2 Asecarea

1.2.3 Desecarea

1.2.4 Drenajul

1.3. Termeni de referin

1.3.1 Modelul hidrogeologic

1.3.2 Acviferul

1.3.3 Permeabilitatea k

1.3.4 Porozitatea total n

1.3.5 Coeficientul de cedare Kc (sinonim coeficient de nmagazinare)

1.3.6 Coeficientul de reinere Kr

1.3.7 Transmisivitatea T

1.3.8 Gradientul critic de antrenare hidrodinamic icr

1.3.9 Absorbia de ap q

CAPITOLUL 2.

TESTE EFECTUATE IN SITU I N LABORATOR PENTRU DETERMINAREA PERMEABILITII

2.1. Execuia forajelor de investigaii hidrogeologice. Instalaii de foraj

2.2. Pregtirea i testarea forajelor de epuizment

2.3 Clasificarea forajelor hidrogeologice dup gradul i dup modul de deschidere a stratului acvifer

2.4. Scheme si formule uzuale pentru calculul coeficientului de permeabilitate

2.4.1 Pompri din foraje

2.4.1.1 Foraj perfect n strat acvifer cu nivel liber

2.4.1.2 Foraj imperfect n strart acvifer cu nivel liber

2.4.1.3 Foraj perfect n strat acvifer sub presiune

2.4.1.4 Foraj n strat acvifer mixt

2.4.1.5 Foraj imperfect in strat acvifer sub presiune, infiltraii numai prin peretele forajului

2.4.2 Turnri n foraje

2.4.2.1 Foraj perfect n strat acvifer cu nivel liber

2.4.2.2 Foraj imperfect n strat acvifer cu nivel liber

2.4.2.3 Foraj perfect n strat acvifer sub presiune

2.4.2.4 Foraj imperfect n strat acvifer sub presiune

2.4.2.5 Foraj imperfect, acvifer sub presiune, infiltraii numai prin peretele forajului

2.4.3 Raza de influenta a forajelor hidrogeologice

2.4.4 Metode expeditive pentru evaluarea permeabilitii in situ

2.4.4.1 Scheme de calcul propuse de Hvorslev

2.4.4.2 Metoda Lefranc

2.4.4.3 Metoda Hooghoudt

2.4.4.4 Metoda Biroului de Hidroamelioraii SUA (metoda Nazberg)

2.4.4.5 Evaluarea coeficientului de permeabilitate n laborator

2.4.5 Calculul coeficientului mediu de permeabilitate n terenuri stratificate

CAPITOLUL 3.

PARAMETRII HIDROGEOLOGICI DE EXPLOATARE A FORAJELOR DE EPUIZMENT

3.1. Saltul de nivel n foraje

3.1.1. Foraj perfect n strat acvifer sub presiune

3.1.2. Foraj perfect n strat acvifer cu nivel liber

3.1.3. Foraj imperfect dup gradul de deschidere. Pompare n regim permanent

3.2. Viteza de admisie a apei n gaura de foraj i debitul critic de epuizment

3.2.1 Relaia lui Sichardt

3.2.2. Relaia lui Truelsen

3.3. Denivelarea critic a apei n forajul de epuizment

3.4. Evaluarea riscului de antrenare hidrodinamic a nisipului n funcie de gradientul hidraulic al curgerii i de coeficientul de neuniformitate al nisipului

3.5 Formele de manifestare a procesului de antrenare hidrodinamic a nisipurilor

3.5.1 Sufozia

3.5.2 Eroziunea intern

3.5.3 Afuierea

3.5.4 Ruperea hidraulic i refularea nisipului

3.5.5 Lichefierea

CAPITOLUL 4.

PRINCIPII GENERALE DE PROIECTARE A UNUI SISTEM DE EPUIZMENT

4.1. Alegerea metodei de epuizment n funcie de granulozitatea i permeabilitatea pmntului din stratul acvifer

4.2. Metode de epuizment

4.2.1. Epuizment direct din excavaie

4.2.1.1. Executarea excavaiilor cu taluzuri nesprijinite

4.2.1.2. Executarea excavaiilor, n incinte etane cu perei verticali

4.2.2. Executarea excavaiilor cu taluzuri libere, sub protecia ecranelor de etanare

4.2.3. Epuizment prin foraje amplasate pe conturul excavaiei

4.2.4. Epuizment cu instalaii de filtre aciculare

4.2.5. Epuizment prin sifonare

4.2.6. Epuizment prin foraje autodescrctoare, cu drenare descendent sau ascendent

4.2.7. Epuizment prin grupuri de foraje care intr n interferen

4.2.7.1. Foraje perfecte n strat acvifer cu nivel liber

4.2.7.2. Foraje perfecte n strat acvifer sub presiune

CAPITOLUL 5.

MONITORIZAREA LUCRRILOR DE EPUIZMENT

CAPITOLUL 6.

DEZAFECTAREA LUCRRILOR DE EPUIZMENT

CAPITOLUL 7.

CONINUTUL CADRU AL PROIECTULUI DE EPUIZMENT

7. 1. Memoriul tehnic

7. 2. Breviar de calcul

7. 3. Caiet de sarcini

7. 4. Estimarea necesarului de utilaje i materiale

7. 5. Borderou de plane

7.6. Lista care cuprinde: actele normative, reglementrile tehnice

ANEXA I-REFERINTE TEHNICE SI LEGISLATIVE

ANEXA II

EXEMPLU DE CALCUL PENTRU UN SISTEM DE EPUIZMENT ALCTUIT DIN FORAJE CARE LUCREAZ N INTERFEREN I SUNT DISPUSE PE CONTURUL UNEI EXCAVAII DE FORM DREPTUNGHIULAR

Lista de simboluri

at- atmosfer (bar) unitate de msur a presiunii

A- suprafa; coeficient n relaia Allen-Hazen

C- coeficient de form

D- Darcy, unitate de msur a coeficientului de permeabilitate. 1Darcy=1,02 x 10-8 cm2. Distan

Df- diametrul coloanei filtrului

d- diametru

d10- diametrul granulelor din stratul de nisip, corespunztor coninutului de 10%

df- diametrul granulelor de nisip din coroana filtrului

F- factor de form

H, h- nlimea coloanei de ap ntr-un strat acvifer

Ha- nlimea coloanei de ap n zona activ a unui foraj ntr-un strat acvifer cu nivel liber

h0- nlimea coloanei de ap n foraj

hf- lungimea filtrului

h- saltul de nivel (lungimea zonei de prelingere) n foraje executate n acvifere cu nivel liber

i- gradient hidraulic

icr- gradient hidraulic critic

ID- grad de ndesare a nisipului

k- coeficient de permeabilitate

Kf- coeficient de filtraie (sinonim coeficient de conductivitate hidraulic)

Kc- coeficient de cedare (sinonim coeficient de nmagazinare)

Kr- coeficient de reinere

L, l- lungime (uzual); lungimea filtrului

M- grosimea unui strat acvifer captiv

Ma- mrimea zonei active n strat acvifer captiv, sub presiune

n- porozitatea total

ne- porozitatea efectiv

N- unitate de for (Newton)

Nh- nivel hidrostatic

Np- nivel piezometric

Nd- nivel dinamic

p- presiune

q- debit specific; absorbie de ap

Q- debit; absorbie de ap (litri)

R, R0- raza de influen a unui foraj de pompare

Rp- rezistena de penetrare dinamic

ro- raza gurii de foraj

r- distana de la axa unui foraj la un piezometru sau alt foraj

Sr- gradul de umiditate

S, S0, .. Sn- denivelri ale apei ntr-un foraj

S- saltul de nivel n foraje executate n acvifere sub presiune; variaie de nivel ntre dou denivelri

T- transmisivitate

Tu- distana dintre nivelul dinamic din foraj i culcuul stratului acvifer

t- temperatur n scara Celsius; timp; adncime de ncastrare a unei palplane

U, Un,Uf- grad de neuniformitate granulometric

u.L.- unitate Lugeon de absorbie a apei ntr-un foraj (1 uL 1,5 10-5 cm/s)

va- vitez admisibil

V- volum

Vp- volumul total al porilor

Vpi- volumul porilor nchii

Vwc- volumul de ap cedat

Vwr- volumul de ap reinut

x- distana dintre axa forajului de turnare la piezometru

- unghi de nclinare

- greutate specific; greutate volumic

s- greutate specific a scheletului mineral

w- greutate specific a apei

- rezistena hidraulic

- vscozitate dinamic

- raza echivalent a unui grup de foraje

- coeficient de form

- corecia de temperatur

- diametrul unui tub

- unghi de frecare interioar

CAPITOLUL 1.

DATE INTRODUCTIVE PRIVIND REALIZAREA LUCRRILOR

DE EPUIZMENT

1.1. Generaliti

Obiectul normativului

(1) Prezentul normativ definete cerinele, principiile, privind proiectarea geotehnic i monitorizarea lucrrilor de epuisment. Domeniul de aplicare

(1) Prezentul normativ se aplic acvifierelor poroase, cu permeabilitate de tip granular. Pentru acviferele cantonate n masive de roci stncoase, cu permeabilitate de tip fisural, sunt necesare abordri speciale.

(2) Normativul de epuizment reprezint o component de baz a proiectrii geotehnice i se aplic n corelare cu actele normative i reglementrile tehnice specifice aplicabile, n vigoare, precum i cu SR EN 1997-1 i 2 (Eurocode 7).

(3) Ca regul general, pentru fiecare amplasament se elaboreaz proiectul de epuizment bazat pe studii elaborate n conformitate cu prevederile Normativului privind documentaiile geotehnice pentru construcii, Indicativ NP 074.

(4) Un proiect de epuizment trebuie s conin i soluii alternative care s permit aplicarea unor corecii sistemului de pompare chiar n timpul funcionrii acestuia (creterea denivelrilor de pompare, suplimentarea numrului de foraje de epuizment .a.) n cazul n care nu pot fi atini parametrii de exploatare calculai.

(5) Soluiile tehnice adoptate pentru realizarea epuizmentelor trebuie s satisfac cerinele de eficacitate i eficien economic, iar pentru situaii deosebite se vor utiliza modelri matematice, simulri hidraulice i altele de aceast natur.

Utilizatori

(1) Normativul se adreseaz investitorilor, beneficiarilor lucrrilor de construcii, autoritilor publice implicate n procesul de avizare i autorizare a execuiei lucrrilor de construcii, precum i proiectanilor, verificatorilor de proiecte, experilor tehnici, executanilor, responsabililor tehnici cu execuia, precum i autoritilor administraiei publice i organismelor de verificare/control.

1.2. Definiii

(1) n practica inginereasc lucrrile care se execut n scopul coborrii nivelului apei subterane sub cote impuse de realizarea n uscat a fundaiilor construciilor sunt cunoscute sub diverse denumiri: epuizment, asecare, desecare, drenare.

1.2.1 Epuizmentul

(1) Prin epuizment se nelege ansamblul lucrrilor care se execut n amplasamentul construciilor cu fundare direct, sub nivelul pnzei freatice, pentru a face posibil executarea n uscat a excavaiilor i a elementelor de fundare.

(2) n cazul n care, sub cota de fundare, exist un acvifer captiv, sub presiune, care pune n pericol stabilitatea vetrei gropii excavate, epuizmentul trebuie extins i la acest acvifer pn cnd subpresiunea pe vatr scade sub sarcina geologic redus prin excavare.

(3) n funcie de condiiile hidrogeologice specifice amplasamentului, lucrrile de epuizment se pot realiza sub diverse forme:

a) evacuarea direct a apei din groapa excavat;

b) filtre aciculare cu sau fr vacuum;

c) electroosmoz;

d) reele de foraje echipate cu filtre, pompe de aspiraie sau pompe submersibile de diverse tipuri;

e) instalaii de extragere i evacuare a apei prin sifonare;

f) foraje autodescrctoare cu evacuare descendent sau ascendent .a.

(4) Durata necesar de funcionare a unui sistem de epuizment ncepe din faza premergtoare deschiderii excavaiilor i se ncheie dup realizarea integral i etanarea fundaiei. n situaii speciale, epuizmentul se poate prelungi i dup finalizarea lucrrilor de fundare a construciilor.

(5) Dac nu se impun msuri speciale de meninere a nivelurilor apelor subterane la cote coborte n perioada post execuie, echipamentele de epuizment se dezafecteaz i nivelurile apelor subterane pot reveni la cotele iniiale.

1.2.2 Asecarea

(1) Este termenul consacrat domeniului lucrrilor miniere i cuprinde ansamblul de lucrri de captare i evacuare a apei subterane din amplasamentul zcmintelor de minereuri, crbuni, roci utile, etc. care se exploateaz n uscat prin excavaii subterane sau n cariere.

(2) Asecarea se realizeaz prin reele de foraje echipate cu filtre i pompe submersibile din care se pompeaz ap pn se realizeaz o suprafa de depresiune situat sub cota de exploatare a zcmntului.

(3) Echipamentul de asecare intr n funciune nainte de deschiderea excavaiilor pentru exploatarea zcmntului i se dezafecteaz dup ncetarea activitii de exploatare, dac nu apar situaii deosebite care s impun continuarea lucrrilor de asecare.

1.2.3 Desecarea

(1) Cuprinde ansamblul lucrrilor de extragere i evacuare a apei din terenurile agricole cu exces de umiditate, n vederea recuperrii i reintegrrii acestora n circuitul agricol.

(2) De regul desecarea se realizeaz prin lucrri de drenaj orizontal pozate la adncimi reduse. Funcionarea sistemului se extinde pe perioada de existen a excesului de umiditate.

1.2.4 Drenajul

(1) Reprezint cea mai utilizat metod de captare i evacuare gravitaional a apei subterane. O form special de drenaj este cel ntreinut prin sifonare. Metoda poate fi aplicat atunci cnd nlimea maxim de aspiraie nu depete cca. 7.00m.

(1) Drenajul descendent sau ascendent, prin foraje autodescrctoare, reprezint de asemenea o soluie frecvent utilizat, dac condiiile hidrogeologice din amplasament sunt favorabile.

1.3. Termeni de referin

1.3.1 Modelul hidrogeologic

Reprezint forma de exprimare vizual, bi sau tridimensional, i descriptiv, din punct de vedere litofacial, structural i parametric, a masivului de pmnt n care se includ structurile hidrogeologice care interfereaz cu lucrrile de epuizment.

1.3.2 Acviferul

(1) Se refer la volumul de pmnt, de form stratiform, lenticular sau masiv n care este cantonat apa subteran liber. Acviferul este delimitat cel puin n baz de un strat impermeabil (culcu).

(2) Principalele tipuri de structuri acvifere sunt prezentate n Fig.1. 1, Fig. 1.2 i Tabelul 1.1

Fig.1. 1 Schema clasificrii acviferelor

Fig.1. 2 Nivelul apei subterane n raport cu suprafaa terenului

Tabelul 1. 1 Tipuri de acvifere separate n funcie de modul de nchidere a structurii i de nivelul apelor subteraneTipul de acviferCaracteristici

Acvifer freaticDelimitat de strat impermeabil numai n culcu. n partea superioar acviferul este n legtur cu atmosferaCu nivel liber.

Nivelul hidrostatic Nh este situat

n interiorul stratului acvifer

Acvifer captivDelimitat de straturi impermeabile n culcu i n acoperiSub presiune

Nivelul piezometric Np al apei subterane este situat n complexul de straturi din acoperiul stratului acviferCu nivel ascensional

Nivelul piezometric se afl sub cota terenului

Cu nivel artezian

Nivelul piezometric se afl deasupra cotei terenului

1.3.3 Permeabilitatea k

(1) Proprietatea unui mediu poros de a fi traversat de ctre un fluid poart numele generic de permeabilitate.

(2) Permeabilitatea reflect, pe de o parte, caracteristicile intrinseci ale mediului permeabil iar pe de alt parte particularitile fluidului care strbate mediul respectiv.

(3) Cuantificarea permeabilitii se face pe baza a doi coeficieni:

a) coeficientul de filtraie kf (sinonim coeficient de conductivitate hidraulic), care reflect att particularitile intrinseci ale mediului permeabil ct i caracteristicile fluidului care-l strbate. Are dimensiuni de vitez.

b) coeficientul de permeabilitate k Caracterizeaz numai mediul permeabil, are dimensiuni de suprafa i se exprim n Darcy (D). 1D = 1,02 10-8 cm2 Corespondena ntre cei doi coeficieni se face prin relaia:

1. 1

n care este vscozitatea dinamic, exprimat n , iar greutatea specific a fluidului care strbate mediul permeabil.

(4) n cazul n care fluidul care strbate mediul permeabil este apa dulce, cu temperatura t=200C, i fr coninut de faz gazoas n stare liber sau dizolvat pentru un coeficient de filtraie kf=1 cm/s corespunde un coeficient de permeabilitate k=1040 103 Darcy sau 1,0608 10-2 cm2.

(5) n hidrogeologia aplicat n construcii, unde fluidul din acvifer este apa dulce, se obinuiete s se utilizeze noiunea de coeficient de permeabilitate cu nelesul de coeficient de filtraie kf, exprimat n uniti de vitez.

(6) Pentru un mediu poros, coeficientul de permeabilitate reprezint volumul V de ap liber care strbate n intervalul de timp , dup o direcie normal, seciunea A, sub un gradient hidraulic i:

1. 2

Coeficientul de permeabilitate are dimensiunile unei viteze i n mod curent se exprim n cm/s, m/s sau n m/zi.

1.3.4 Porozitatea total n

(1) Se noteaz cu simbolul n i reprezint raportul dintre volumul total Vp al golurilor i volumul total al probei de pmnt analizat. Se exprima n procente din volumul total al probei de pmnt.

1. 3

(2) Din totalul golurilor care aparin unui volum de pmnt o parte sunt nchise prin cimentare sau colmatare, astfel nct prin acestea nu poate circula apa liber.

(3) Dac din volumul total Vp al golurilor se scade volumul golurilor nchise, Vpi, porozitatea remanent reprezentat prin suma golurilor care comunic ntre ele i prin care apa liber poate circula, raportat la volumul total V al probei de pmnt, poart numele de porozitate efectiv (ne).

1. 4

1.3.5 Coeficientul de cedare Kc (sinonim coeficient de nmagazinare)

(1) Reprezint raportul dintre volumul de ap Vwc cedat gravitaional de ctre un volum unitar V de pmnt saturat, la o scdere unitar a sarcinii hidraulice, i volumul total al probei analizate.

1. 5

1.3.6 Coeficientul de reinere Kr(1) Se definete ca raportul dintre volumul de ap Vwr reinut de scheletul mineral dup drenarea liber a apei, i volumul total V al pmntului analizat.

1. 6

(2) Pentru pmnturile saturate (Sr=1) suma volumului de ap cedat gravitaional i volumul de ap reinut de ctre scheletul mineral este egal cu volumul total al golurilor dintre granulele minerale care comunic ntre ele.

(3) n cazul pmnturilor saturate, suma coeficienilor de cedare i de reinere reprezint coeficientul de porozitate total.

1. 7

1.3.7 Transmisivitatea T

(1) Acest parametru semnific potenialul acviferului de a ceda sau nmagazina ap. Se calculeaz cu relaia:

1. 8

n care k este coeficientul de permeabilitate iar M este grosimea stratului permeabil care cedeaz sau nmagazineaz ap. Se msoar n m2/zi i servete la estimarea debitelor ce pot fi pompte din forajele de epuizment.

1.3.8 Gradientul critic de antrenare hidrodinamic icr(1) Gradientul hidraulic la care ncepe procesul de dislocare i evacuare a particulelor fine din pmnturile granulare necoezive, reprezint gradientul critic icr.

(2) Procesul de antrenare hidrodinamic evolueaz progresiv. ncepe cu sufozia i continu cu eroziunea hidraulici prbuirea.

1.3.9 Absorbia de ap q

(1) Reprezint msura permeabilitii masivelor de roci fisurate i ale rocilor granulare necoezive, i se determin prin injecii de ap efectuate sub presiune, pe tronsoane din gaura forajului. Se calculeaz cu formula

1. 9

(2) Unitatea de msur a absorbiei de ap este Lugeonul (u.L.).(3) O unitate Lugeon (u.L.) reprezint volumul de ap Q=1 litru, absorbit pe un tronson cu lungimea metru din gaura forajului cu = 50-70mm n timp de un minut sub presiune de injectare p= 10 at (100m coloan de ap).

(4) Unei uniti Lugeon i corespunde un coeficient de permeabilitate:

1. 10

CAPITOLUL 2.

TESTE EFECTUATE IN SITU I N LABORATOR PENTRU DETERMINAREA PERMEABILITII

2.1. Execuia forajelor de investigaii hidrogeologice. Instalaii de foraj

(1) n practica curent de antier se poate utiliza o gama larg de instalaii i echipamente pentru executarea gurilor de foraj, cu condiia ca acestea s ndeplineasc parametrii de performan caracteristici acestor tipuri de lucrri.

(2) n Fig. 2. 1, Fig. 2. 2, Fig. 2. 3 i Fig. 2. 4 se prezint cteva modele de instalaii de foraj care se folosesc frecvent pentru executarea forajelor de epuizment.

Fig. 2. 1 Foraj cu circulaie direct, prin pompare

Fig. 2. 2 Foraj cu circulaie invers, prin aspiraie

Fig. 2. 3 Foraj cu circulaie invers, cu aer liftFig. 2. 4 Foraj cu circulaie invers, cu ejector

(3) Pentru investigaii hidrogeologice este de preferat s se foloseasc apa ca fluid de foraj, utiliznd procedeul cu tubare concomitent cu forarea pentru a menine stabilitatea nisipului purttor de apa. n practica de antier, ns, de cele mai multe ori forajele de pompare se executa cu noroi de foraj.

(4) Dup executarea gurii de foraj se introduce coloana de tubaj pn n talpa acestuia i se evacueaz noroiul din interiorul coloanei prin splare cu jet de ap. n continuare, n interiorul coloanei de tubaj se introduce coloana de filtre, prevzut cu centrori, i pietriul mrgritar, pentru a realiza un filtru invers ntre stratul acvifer i coloana filtrant.

(5) Dac programul de investigaii prevede testarea mai multor acvifere n acelai foraj (Fig. 2.5), execuia forajului se va face ncepnd de la suprafa, cu diametrul cel mai mare, pn va fi traversat primul acvifer, dup care gaura forat va fi tubat cu coloan metalic. Continuarea forajului se va face prin interiorul coloanei care nchide primul acvifer, gaura forat va fi tubat pentru nchiderea celui de al doilea strat acvifer .a.m.d.

2.2. Pregtirea i testarea forajelor de epuizment

(1) Dac programul de investigaii prevede testarea individual a straturilor acvifere este necesar nchiderea fiecrui strat cu coloan plin, conform Fig. 2. 5:

Fig. 2. 5 schema de tubare a unei guri de foraj.

I, II, III straturi acvifere; Np nivel piezometric

Fig. 2. 6 Schema echiprii unei guri de foraj cu coloan filtrant i coroan din material filtrant:

1 - coloan filtrant; 2 coroan din material filtrant; 3 peretele gurii de foraj; 4 - strat acvifer permeabil; 5 strat impermeabil

(2) Testele de permeabilitate se efectueaz ascendent, ncepnd cu stratul de la baza gurii de foraj. Se introduce coloana de pompare, prevzut cu filtre n dreptul fiecrui strat ce urmeaz a fi testat i cu centrori pentru a fi coaxial cu gaura forajului.

(3) n jurul filtrului se realizeaz o coroan filtrant, conform Fig. 2. 6.

Msurarea denivelrii apei n gurile de foraj se realizeaz cu dispozitive speciale prevzute cu cablu de lansare care permit identificarea adncimii nivelului apei din foraj sub forma unui semnal optic, acustic sau prin afiaj digital (Fig. 2.7).

Fig. 2. 7 Dispozitive cu senzori pentru msurarea nivelului apei n foraj.

(4) Pentru efectuarea probei de permeabilitate se extrage coloana de tubaj pe nlimea corespunztoare stratului acvifer care va fi testat. Conform programului de testare se realizeaz prima treapt de denivelare i se pompeaz apa pn ce curgerea intra n regim staionar i apa pompat este limpede. n mod asemntor se continu testarea aceluiai strat la urmtoarele dou sau mai multe trepte de denivelare, conform programului prestabilit.

(5) Pentru pomparea apei din foraje pot fi utilizate pompe de aspiraie (Fig. 2. 8), pompe submersibile acionate electric precum i pompe cu aer-lift tip Mammoth (Fig. 2. 9).

Fig. 2. 8 Schema pomprii experimentale executat cu pompa de aspiraie amplasat la suprafa: 1 sorb; 2 conducta de admisie; 3 pompa; 4 vas pentru msurare a debituluiFig. 2. 9 Pomparea cu aer lift, tip Mammoth: 1 compresor de aer (p=5-6 at); 2 conduct de aer; 3 sorb; 4 - coloan de pompare prin care circula emulsie de aer cu ap; 5 dezaerator; 6- conduct de ap; 7 vas pentru msurarea debitului pompat

(6) Dup testarea primului strat, coloana filtrant se obtureaz prin cimentare la nivelul stratului pompat, se retrage coloana de tubare care etaneaz urmtorul strat i, n continuare, se procedeaz asemntor ca la primul strat (Fig. 2.10). Testarea selectiv a straturilor acvifere se poate realiza i n sistem descendent, executnd cte un foraj pentru fiecare strat ce urmeaz a fi testat. Din punct de vedere tehnic acest procedeu permite obinerea unor rezultate foarte bune, dar necesit cheltuieli mai mari i durat mai mare de timp pentru execuie i testare.

Fig. 2. 10 Succesiunea de testare a straturilor acvifere:

a testarea stratului I; b testarea stratului II; c testarea stratului III

1,2 coloane de tubaj; 3 coloana filtrant; 4 filtru din pietri mrgritar; 5 conducta de refulare a apei pompate; 6 dop din argil sau ciment

2.3 Clasificarea forajelor hidrogeologice dup gradul i dup modul de deschidere a stratului acvifer

(1) Clasificarea dup gradul i dup modul de deschidere a stratului acvifer precum i schemele de execuie i de echipare a forajelor hidrogeologice sunt prezentate n Fig. 2. 11.

Dup gradul de deschiderePerfectImperfect

Dup modul de deschiderePerfectImperfectPerfectImperfect

Scheme de execuie i de echipare a forajelor

ObservaiiFr coloan de filtru. Pereii gurii de foraj sunt stabiliColoan de filtru pe toat grosimea sau numai pe parte din grosimea stratului permeabil interceptat de gaura de foraj.Fr coloan de filtru. Pereii gurii de foraj sunt stabili.Coloan de filtru pe toat grosimea sau numai pe parte din grosimea stratului permeabil interceptat de gaura de foraj.

Fig. 2. 11 Clasificarea forajelor dup gradul i dup modul de deschidere a stratului acvifer. Scheme de execuie i de echipare a forajelor

2.4. Scheme si formule uzuale pentru calculul coeficientului de permeabilitate

2.4.1 Pompri din foraje

2.4.1.1 Foraj perfect n strat acvifer cu nivel liber

Fig. 2. 12: Foraj singular Foraj singular

2. 1

Fig. 2. 13: Grup de pompare cu unul sau dou piezometre Cu un singur piezometru

2. 2

2. 3 Cu dou piezometre

2. 4

2. 5

2.4.1.2 Foraj imperfect n strart acvifer cu nivel liber

Fig. 2. 14: Definirea zonei active a unui foraj imperfect n strat acvifer cu nivel liber

(1) n cazul forajului imperfect apare noiunea de zon activ care se definete ca adncimea Ha, sub nivelul hidrostatic, pn la care se resimte influena denivelrii apei n gaura forajului.

(2) n funcie de grosimea acviferului, adncimea zonei active poate fi mai mare dect grosimea acestuia sau mai mic.

a) Pentru Ha>H coeficientul de permeabilitate se calculeaz cu formula lui Forchheimer

2. 6

b) Pentru Ha10 se elimin particulele mari din materialul folosit ca filtru pn cnd este ndeplinit condiia impus.

Particulele din materialul filtrant cu d5 se corecteaz curba granulometric prin eliminarea fraciunilor mari pn cnd U5;

- f reprezint factorul filtrului, care este egal cu 4 pentru foraje i 810 pentru alte tipuri de filtre

Din curba granulometric prezentat n Fig. II-3 rezult coeficientul de neuniformitate al nisipului din stratul acvifer

Deoarece , se corecteaz curba granulometric eliminnd fraciunile mari pn se ndeplinete condiia ca . Se elimin, de exemplu, fraciunile mai mari de 2mm i se recalculeaz curba granulometric. Ceea ce n curba real, pentru dimensiunea de 2mm corespunde la 72%, n curba recalculat corespunde la 100%. Pentru trasarea curbei recalculate procentele corespunztoare fiecrei fraciuni din curba real se nmulesc cu raportul 100/72=1,39. Pentru prima curb recalculat a rezultat un .

Fig.II-3: curbele granulometrice recalculate dup eliminarea fraciunilor mai mari de 2mm i respectiv 1mm.Se traseaz o nou curb eliminnd fraciunile mai mari de 1mm. n curba real la dimensiunea de 1mm corespunde 45%. Pentru trasarea celei de a doua curbe granulometrice, procentele corespunztoare fiecrei fraciuni din curba real se nmulesc cu 100/45=2,22. Pentru cea de a doua curb recalculat a rezultat .

Folosind cea de a doua curb recalculat pentru care este ndeplinit condiia , se determin diametrul de calcul dc, rezultnd d90=0,85mm i d95=0,95. Se ia n consideraie valoarea dc=0,95mm.

Tabelul II-2: grosimea stratului filtrant n funcie de granulozitatea filtrului

Fraciunile granulometrice

ale filtrului df[mm]Grosimea stratului filtrant Gf[mm]

0,75 460

4 1270

12 3580

Conform relaiei (Tabelul II-2), pentru materialul care se folosete la filtrul din jurul coloanei perforate diametrul granulelor este:

iar grosimea filtrului invers, conform Tabelului II-2, este Gf=60mm. Rezult c diametrul minim al gurii de foraj trebuie s fie egal cu diametrul coloanei perforate la care se adaug grosimea filtrului invers.

Determinarea vitezei de admisie a apei n foraj i a debitului maxim admisibil. Dup formula lui Sichardt reconsiderat (3.5), viteza de admisie a apei n foraj este:

Debitul maxim al unui foraj se determin pentru o denivelare . Pentru exemplul de fa se admite S=12m, ceea ce corespunde la o nlime a apei n foraj h=23m (Fig. II-1) i se obine:

Debitul Q de exploatare al unui foraj trebuie s fie mai mic sau cel mult egal cu debitul maxim admisibil.

Calculul debitului grupului de foraje. Pentru a satisface condiiile impuse: n centrul conturului, debitul total al grupului de foraje se determin prin ncercri succesive.

Pentru determinarea nlimii apei n centrul grupului de foraje se folosete relaia 4.13 pus sub forma:

n care, conform relaiei 4.14 i Fig. II-1, raza echivalent a grupului de foraje este

Conform Tabelului 4.3 pentru B/L=0,67, rezult =1,18 i

iar raza de influen a grupului (Tabelul 2.2.) este:

Debitul total al grupului va fi

Determinare numrului n de foraje. Admind c , se poate scrie

din care rezult

Determinarea distanei dintre foraje. Perimetrul conturului pe care sunt amplasate forajele, conform Fig. II-1, este:

Distana dintre foraje va fi:

Verificarea nlimii apei n forajele de pe contur. Se verific, de exemplu, nivelul apei n forajul F19 (Fig. II-3) cu relaia 4.13

Fig.II-4: Schem pentru calculul nivelului apei subterane ntr-un foraj de pe conturul excavaiei

n care re se determin din relaia

care, prin logaritmare, capt forma

nlocuind valoarea lui n i distanele de la forajul 19 la celelalte foraje de pe contur, conform Fig. II-4 rezult , iar nlimea apei n foraj este:

fa de 23m ct corespunde la denivelarea S=12m luat n considerare.

Determinarea nlimii de izvorre ntr-un foraj. Folosind relaia Ciorni-estacov (3.3)

i nlocuind valorile cunoscute, se obine:

_1381723783.unknown

_1388941965.unknown

_1392203491.unknown

_1392442401.unknown

_1392442504.unknown

_1392473134.vsdS+l

Ma

S+l

_1392811650.vsd

_1392813525.unknown

_1392814495.vsd0.002

80

A

B

C

D

E

k (cm/s)

_1392815257.vsd1

2

NH1

NH2

_1392813539.unknown

_1392813489.vsd2r0

k

_1392479929.vsd

_1392480861.vsdr0

r0

r0

r0

r0

r0

r0

_1392474094.vsd

_1392445773.unknown

_1392446459.unknown

_1392455967.vsdr1-2

r2-3

r1-3

_1392456157.unknown

_1392471029.unknown

_1392446470.unknown

_1392446061.unknown

_1392442708.unknown

_1392445740.unknown

_1392442571.unknown

_1392442443.unknown

_1392442466.unknown

_1392442488.unknown

_1392442454.unknown

_1392442420.unknown

_1392442432.unknown

_1392442416.unknown

_1392204401.unknown

_1392204437.unknown

_1392204479.unknown

_1392204411.unknown

_1392204316.unknown

_1392204375.unknown

_1392203692.unknown

_1388996494.unknown

_1389003869.vsd1

2

3

4

_1389104145.unknown

_1390121618.vsd

_1390124744.unknown

_1390127945.unknown

_1390627163.unknown

_1390627165.unknown

_1390127972.unknown

_1390126511.unknown

_1390122049.vsd

_1390118559.unknown

_1390119948.unknown

_1389108657.unknown

_1389103487.unknown

_1389103517.unknown

_1389102949.unknown

_1388999534.vsdh0

S0

S1

r0

S in t

Suprafata apei

Strat impermeabil

_1389000016.vsdr0

_1389000075.unknown

_1388999678.unknown

_1388999691.unknown

_1388998052.unknown

_1388999190.vsdS in t

S1

S0

h0

r0

Suprafata apei

Stratul impermeabil

_1388998742.unknown

_1388996510.unknown

_1388998031.unknown

_1388995792.unknown

_1388996151.vsd

_1388996389.unknown

_1388996486.unknown

_1388996288.unknown

_1388996009.vsd

_1388996062.unknown

_1388995931.unknown

_1388987841.unknown

_1388995146.unknown

_1388995753.unknown

_1388988096.unknown

_1388942053.unknown

_1388943907.unknown

_1388942001.unknown

_1382451045.unknown

_1382461059.unknown

_1382462014.unknown

_1382959012.unknown

_1383035605.unknown

_1383116877.unknown

_1388941933.unknown

_1383036373.unknown

_1383035423.unknown

_1383035596.unknown

_1382462241.unknown

_1382507071.unknown

_1382507097.unknown

_1382506848.unknown

_1382462195.unknown

_1382461591.unknown

_1382461824.unknown

_1382461913.unknown

_1382461644.unknown

_1382461358.unknown

_1382461541.unknown

_1382461246.unknown

_1382459609.unknown

_1382460269.unknown

_1382460397.unknown

_1382460172.unknown

_1382452598.unknown

_1382457777.unknown

_1382452117.unknown

_1382449342.unknown

_1382449446.unknown

_1382450741.unknown

_1382450815.unknown

_1382450730.unknown

_1382449394.unknown

_1382449424.unknown

_1382449360.unknown

_1382445872.unknown

_1382446013.unknown

_1382447438.unknown

_1382445940.unknown

_1382251779.unknown

_1382251787.unknown

_1382249803.unknown

_1381724374.unknown

_1380949496.unknown

_1381507230.unknown

_1381686016.unknown

_1381686216.unknown

_1381722899.unknown

_1381723715.unknown

_1381687586.vsd

_1381686140.unknown

_1381686171.unknown

_1381686090.unknown

_1381681645.vsd

_1381685146.unknown

_1381685990.unknown

_1381684177.unknown

_1381507255.unknown

_1381507266.unknown

_1381507244.unknown

_1381505289.unknown

_1381506509.unknown

_1381507053.unknown

_1381507090.unknown

_1381507118.unknown

_1381507001.unknown

_1381506334.unknown

_1381506440.unknown

_1381505595.unknown

_1381503284.unknown

_1381503788.unknown

_1381505104.unknown

_1381503759.unknown

_1381502109.unknown

_1381502560.unknown

_1380949640.unknown

_1380897502.unknown

_1380918445.unknown

_1380946771.unknown

_1380948674.unknown

_1380949357.unknown

_1380949461.unknown

_1380947147.unknown

_1380919911.unknown

_1380946381.unknown

_1380919910.unknown

_1380914628.unknown

_1380916450.unknown

_1380918275.unknown

_1380914883.unknown

_1380913035.unknown

_1380913120.unknown

_1380897618.unknown

_1379863188.unknown

_1380527602.unknown

_1380528707.unknown

_1380897336.unknown

_1380528348.unknown

_1379863403.unknown

_1380526645.unknown

_1380527478.unknown

_1379863422.unknown

_1380526348.unknown

_1379863407.unknown

_1379863364.unknown

_1379863370.unknown

_1379863377.unknown

_1379863247.unknown

_1379355505.unknown

_1379862438.unknown

_1379862700.unknown

_1379862763.unknown

_1379862645.unknown

_1379834253.unknown

_1379841971.unknown

_1379842216.unknown

_1379834422.unknown

_1379840987.unknown

_1379834303.unknown

_1379752690.unknown

_1379834152.unknown

_1379834226.unknown

_1379833980.unknown

_1379751342.unknown

_1379263432.unknown

_1379352606.unknown

_1379354804.unknown

_1379351720.unknown

_1379351534.unknown

_1379262958.unknown

_1379263010.unknown

_1379176738.unknown