Stabilirea tehnologiei de execuţie a lucrărilor de drenaj, se realizează conform normativului GE 028 - 97," GHID PENTRU EXECUTAREA LUCRĂRILOR DE DRENAJ ORIZONTAL ŞI VERTICAL".

Datorită modului în care se manifestă excesul de umiditate, vom adopta drenaje verticale. Drenajul vertical interceptează, coboară şi menţine nivelul apelor freatice la adâncimea impusă de proiect.

Se va adopta drenaj vertical cu grupuri de puţuri, care se foloseşte pentru coborârea importantă a nivelului apelor freatice în zona unui obiectiv izolat, de obicei pentru facilitatea execuţiei în zona excavaţiilor adânci.

Utilaje folosite la execuţia reţelelor de drenaj vertical:

Se vor executa drenuri verticale manuale. Forajul manual este acea metodă de foraj uscat în care scula tăietoare şi garnitura de foraj sunt acţionate manual. În acest mod se realizează foraje până la adâncimea de 20-30 m. Instalaţia de foraj este simplă şi se compune în principal din următoarele:

- trepied de 10-12 m din lemn sau metal; - utilaj de manevră format din granic de 3-5 t cu 2 manivele, postament, macara şi geamblac, cablu, etc.; - garnitură de foraj, formată din prăjini şi foraj, scule tăietoare-bor-sape, linguri, trepane, spirale, etc. de dimensiuni şi forme diferite, scule de manevră - sarniere, suveie, elevatoare, etc., şi scule de rotire formate în general din căluş de forme şi mărimi diferite, precum şi diverse alte scule specifice forajului.

Toate operaţiile în acest sistem, se fac manual şi, de aceea, adâncimea de forare este mai mică, iar roca în care se forează trebuie să fie moale spre semitare. Se forează şi în bolovani cu condiţia ca aceştia să aibă dimensiuni care să intre în borsapă, sau în lingura de săpat, sau să poată fi sfărâmaţi cu trepanul, ţinând seama că acesta e acţionat manual, iar frecvenţa bătăilor şi cursa sunt mici.

Forajul manual prezintă avantajul necolmatării stratelor acvifere şi oferă posibilitatea ca fiecare strat întâlnit să fie riguros delimitat, identificat şi chiar probat.

Se dispun puţuri autodeversante, care menţin nivelul apei freatice la cota fixată de proiect şi evacuează debitele în mod gravitaţional într-un colector prin intermediul unor racorduri sau direct în căminul comun cu colectorul.

Elementele constructive ale puţurilor de drenaj sunt:

a) gaura forată;b) coloana definitivă - care se introduce în gaura forată - şi care se compune din decantor (piesa de fund), coloana filtrantă şi coloana de prelungire a filtrului; c) coroana din material filtrant, care umple spaţiul inelar dintre gaura forată şi coloana filtrului;d) căminul de vizită (în unele situaţii);e) evacuarea apei din puţuri.

Gaura forată

La punctul stabilit pentru realizarea drenajului, în funcţie de adâncimea acestuia, de programul şi coloanele de lucru, se execută un puţ de 2-4 m. În general, operaţiile pentru realizarea drenului sunt: montarea şi demontarea instalaţiei de foraj, forajul propriu-zis cu eliminarea detritusului şi tubarea coloanelor de lucru.

După execuţia forajului şi curăţirea acestuia urmează operaţiunea de definitivare care constă înechiparea puţului cu coloana definitivă (din metal sau P.V.C.) cu slituri în dreptul stratelor cu apă. Coloana definitivă este prevăzută cu centrări (pentru o pozare corectă) iar în spaţiul dintre acestea şi garnitura de foraj se introduce pietriş mărgăritar, sortat granulometric funcţie de litologia stratului cu apă.

Coloana definitivă

Coloana definitivă este piesa principală a puţului de drenaj şi are rolul de a consolida pereţii găurii de sondă, de a permite circulaţia apei în interiorul drenului şi de a favoriza crearea unui filtru în dreptul straturilor captate.

Materialul din care se construieşte, trebuie să îndeplinească următoarele condiţii: - să reziste la presiunea exterioară a pământului, la transport, la manipulare şi la montare; - să reziste la acţiunea de corodare a eventualelor medii agresive; - prin perforare să i se poată da o suprafaţă filtrantă cât mai apropiată de porozitatea efectivă a depozitelor naturale; - perforarea să fie cât mai apropiată de 30% din suprafaţa totală a filtrului; - să permită realizarea unei geometrii adecvate a orificiilor de acces, care să excludă colmatarea fizică (prin blocarea granulelor în orificii) şi să provoace pierderi minime de sarcină la traversarea orificiilor; - să permită o regenerare a filtrului prin spălare cu jet sub presiune, cu ajutorul apei sau a substanţelor chimice (hexametafosfat); - să fie uşor de: procurat; transportat şi montat; - să fie ieftin. Filtrul, tronsonul perforat în dreptul stratului acvifer, este piesa activă a coloanei definitive şi în general acesta determină alegerea materialului de construcţie a întregii coloane definitive. Coloanele filtrante se pot realiza din materiale metalice şi nemetalice.

Se aleg coloane definitive din materiale nemetalice, întrucât acestea sunt mai uşor de procurat, transportat, manipulat, au un preţ de cost mult mai redus decât cele metalice şi nu ruginesc.

Pentru coloane definitive se folosesc tuburile din PVC tip mediu. Acestea se fabrică cu diametre de la 12-210 mm, cu grosimi de la 1-10 mm şi cu lungimi de 4-6 m. Prin perforare mecanică, se realizează şliţuri longitudinale late de 2-3 mm şi lungi de cca. 150 mm.

Principalele caracteristici ale coloanelor din PVC

Coroana din material filtrant

Filtrul este realizat din pietriş, legat cu lianţi şi din site metalice.

Pietrişul filtrant trebuie să îndeplinească condiţiile prevăzute în STAS 1712 şi anume: să fie rotund şi neted, să aibă 25-35% goluri între granule, să conţină minimum 88% bioxid de siliciu (SiO) şi un maximum de 0,5% substanţe organice şi să nu aibă corpuri străine.

Pietrişul se toarnă în spaţiul inelar dintre coloana filtrantă şi peretele găurii.

Ordinea de lucru la alegerea sortului de pietriş filtrant este următoarea:

a) în primul rând se stabileşte coeficientul de neuniformitate (U) şi stratul după curba granulometrică;b) pe baza coeficientului se obţine cifra de trecere, care nu poate fi decât 90% sau 70-80%;

,,Cifra de trecere" reprezintă procentul de material fin din strat pe care pietrişul îl lasă să treacă, după Truelsen acesta este de 90% pentru coeficientul de neuniformitate U = 3-5 şi de 70-80% dacă U<<3.c) la intersecţia pe orizontală a acestui procent al cifrei de trecere cu curba granulometrică a stratului, se obţine diametrul de referinţă al stratului;d) înmulţind acest diametru cu 4 sau 5 (factorul filtrului) se obţine diametrul bobului de pietriş necesar;e) acest diametru se încadrează apoi în tipul de sort prevăzut de STAS 1712.

Introducerea materialului filtrant, în spaţiul cuprins între peretele coloanei de lucru şi coloana filtrantă, trebuie făcută cu grijă, în cantităţi mici, eventual cu o găleată, spre a se evita o segregare nefavorabilă. Trebuie avut grijă ca pietrişul să nu cadă între coloanele de lucru. Pietrişul trebuie introdus în mod uniform în jurul coloanei filtrante.

Pentru a nu îngreuna extragerea de lucru, pietrişul se toarnă fracţionat, pe adâncimi de 1-2 m, după care coloanele de lucru se extrag. Se are în grijă ca, sabotul coloanei de lucru să rămână întotdeauna cu cca. 0,5 m în pietriş, prin aceasta se evită întreruperea filtrului de pietriş, ca urmare a unei eventuale dărâmări a stratului peste coloana filtrantă.

Pietrişul se introduce până la radierul căminului, pentru cele amplasate în căminul de vizitare comun cu colectorul. Spaţiul dintre peretele găurii forate şi coloana filtrantă, de deasupra pietrişului, se umple cu pământ, rezultat din forarea drenului în cazul drenurilor scoase la suprafaţa terenului.

La aceste drenuri, coloana definitivă se protejează cu o coloană metalică de 273 mm şi adâncă de 1,5 m şi se acoperă cu un capac de oţel. Părţile metalice se vopsesc spre a nu rugini. Gura drenului se încastrează într-un bloc de beton simplu cu diametrul identic cu cel al forajului.

În vederea decolmatării stratului acvifer şi a reaşezării materialului filtrant din spatele coloanei definitive, se face desnisiparea forajului. Această operaţie determină o mai mare eficienţă a drenului, prin micşorarea pierderilor de sarcină şi creşterea afluxului de apă.

Operaţiunea se face periodic: la darea în folosinţă, în timpul exploatării şi după o perioadă de stagnare în exploatarea forajului. Desnisiparea se face cu pompa de aer comprimat Mamuth. Instalaţia de aer lift se alege în funcţie de diametrul coloanei filtrante, de adâncimea drenului, de nivelul hidrostatic şi de debitul drenului.

Pentru realizarea desnisipării, injectorul se introduce la început la adâncimea la care numai jumătate din lungimea conductei de aer să fie în apă, iar cealaltă jumătate deasupra ei (coeficient de cufundare = 2, faţă de nivelul hidrostatic) şi se începe pomparea.

Pe măsură ce apa se limpezeşte, pompa de aer se coboară mai jos până la partea inferioară a filtrului. Pentru o mai bună desnisipare, partea inferioară a tubului de aspiraţie a pompei de aer comprimat este bine să intre în dreptul filtrului pe toată lungimea lui.

De asemenea, pentru acelaşi motiv, se recomandă ca din când în când, pomparea să se facă prin şocuri, adică să se micşoreze debitul pompei şi apoi să se mărească brusc. Prin aceasta, nisipul din stratul acvifer se desprinde pe o rază mare.

Operaţia de desnisipare se consideră terminată când apa pompată este limpede.

Căminul de vizitare

Căminul de vizitare se amplasează la partea superioară a drenului forat.

Diametrul căminului variază în funcţie de diametrul colectoarelor între 1 şi 2 m. Fundul căminului se amplasează cu cca. 0,5 m sub fundul colectorului spre a se creea un spaţiu pentru reţinerea nisipului antrenat prin captare.

La execuţia căminelor se va ţine seama de STAS 2448-82.

Evacuarea apei din puţuri

Schema de evacuare folosită este cea cu puţuri autodeversante.

Evacuarea gravitaţională a apei este prevăzută printr-un canal colector închis. Prin scurgere liberă, apa din aceste colectoare ajunge la o staţie de pompare, de unde este evacuată în emisar.