При большой глубине применяют ступенчатый метод, основанный на последовательном погружении отдельных звеньев труб разных диаметров. С этой целью используют водопонизительную установку (рис. 1), состоящую из центробежного насоса, всасывающего и распределительного трубопроводов.

Погружение трубы начинают со звена, оснащенного фильтром. Вода в погружаемое звено трубы подается насосом через распределительный трубопровод и гибкий шланг, присоединенный одним концом к патрубку трубопровода, а другим — к муфте, навинченной на звено.

При работе насоса вода, поступающая в трубу, подмывает грунт под ее концом, вследствие чего труба погружается в грунт. Погрузив трубу на глубину, при которой нижняя муфта окажется на высоте 0,5—0,6 м от поверхности грунта, погружение трубы приостанавливают, не прекращая при этом подачи в нее воды. Затем к муфте присоединяют новое звено трубы, которое посредством гибкого шланга сообщается с патрубком распределительного трубопровода. Затем подают воду в верхнюю муфту. Подача воды регулируется задвижкой.

Применение гидропогружения труб весьма эффективно в песчаных грунтах. Скорость погружения трубы диаметром 100 мм в этих грунтах достигает 5 м/мин при давлении напорной воды 5—8 кгс/см2 и подаче 25—30 л/мин.

При механизированном способе водопонизительные скважины создают специальными станками ударно-канатного или вращательного действия. При глубине скважин до 50 м в мягких грунтах водопонизительные скважины создают станками вращательного действия со шнековыми рабочими органами. В твердых грунтах и при глубине более 50 м в мягких грунтах применяют ударно-канатные и роторные станки.

Иглофильтры водопонизительных установок отличаются конструкцией каркаса и фильтрующими материалами.

Наиболее распространены сетчатые, проволочные, щелевые и керамические фильтры.

Сетчатый фильтр с перфорированной трубой представляет собой каркас из металлической трубы с равномерно распределенными отверстиями по ее поверхности и внутренней трубы с шестью отверстиями внизу. Снаружи каркаса приварены проволочные спирали для разобщения фильтрационной сетки, укрепленной в кожухе и глухих участков. Фильтрационную сетку изготовляют из цветного металла или капрона. Фильтр оснащен наконечником с зубчатой коронкой. Между наконечником и муфтой зажато седло шарового клапана, препятствующего поступлению пульпы в фильтр при прекращении подачи напорной воды. Откачиваемая вода поступает в фильтр через сетку и отверстия обеих его труб.

Керамический фильтр состоит из нескольких керамических блоков, внутри которых находится труба с отверстиями внизу. Вдоль трубы приварены разобщающие проволоки.

Керамические блоки соединены между собой верхним и нижним наконечниками, которые навинчены на трубу. В нижнем наконечнике размещен шаровой клапан.

Тип фильтра, его диаметр и длину рабочей части выбирают с учетом грунтовых условий и габаритных размеров насосов, предназначенных для опускания в водопонизительную скважину. В тонкозернистых песках, супесчаных и суглинистых грунтах применяют керамические фильтры, а в мелкозернистых и средиезернистых песках — сетчатые и проволочные фильтры.

Щелевые фильтры используют при откачке воды из водопонизительных скважин, создаваемых в скальных, трещиноватых и крупнозернистых песках с включением гальки.

Грунтовые воды водопонизительных скважин удаляют специальными насосами или насосами общего назначения. В небольших иг-лофильтровых установках применяют самовсасывающие насосы, способные откачивать воду и воздух и работать при большом разрежении (вакууме) в системе.

В эжекторных установках используют водоструйные насосы (эжекторы), размещаемые в нижней части каждой скважины. Эжекторы приводятся в действие высоконапорными насосами общего назначения.

Для откачки грунтовых вод через скважины большого диаметра служат центробежные насосы с электродвигателями подводного типа или вертикальными электродвигателями, устанавливаемыми под водопонизительными скважинами и соединяемыми с насосами длинными вертикальными валами.

Самовсасывающие насосы, используемые в водопонизительных установках, подразделяются на два вида — с совмещенной откачкой воды и воздуха (ЛИУ-2 и ЛИУ-3) и с раздельной откачкой (ЛИУ-4 и ЛИУ-5).

Корпус насоса ЛИУ-2 (рис. 3) состоит из двух симмметричных отливок. Рабочее колесо, неподвижно закрепленное на валу, вращается в полости корпуса. Внутри корпуса предусмотрены кольцевые каналы, переходящие с напорной стороны в диффузор, соединенный с колпаком. Между всасывающей и напорной сторонами корпуса каналы прерваны перемычкой.

Клапан служит для регулирования откачки воды, а клапан — для регулирования откачки воздуха. При нормальном эксплуатационном режиме работы, когда насос откачивает воду, клапан открыт, а клапан должен быть частично или полностью закрыт. При закрытом клапане и открытом клапане насос будет откачивать воздух.

Насос приводится в действие при заполненном водой корпусе электрическим, дизельным или карбюраторным двигателем через соединительную муфту.

Насос ЛИУ-5, получивший наибольшее применение в транспортном строительстве, представляет собой совмещенные центробежный и вакуумные насосы. Вал насосного агрегата вращается по часовой стрелке (если смотреть со стороны электродвигателя). При вращении против часовой стрелки может заклиниться рабочее колесо центробежного насоса.

Для пуска агрегата заливают через отверстие в колпаке чистую воду и проворачивают вал агрегата от руки при закрытом клапане на напорной части клапана, затем включают и выключают электродвигатель для проверки направления вращения.

Полный напор насосов ЛИУ-2 и ЛИУ-4 составляет 25 м вод. ст., а ЛИУ-5—35 м вод. ст. Допустимая высота всасывания у всех насосов 8 м.

Действие эжекторных водоподъемников основано на передаче энергии одной жидкости (напорной струи воды) другой (подсасываемой грунтовой воды) в процессе их смешения.

Эжекторный водоподъемник (рис. 4) состоит из трубы с сетчатым фильтром и трубы с эжекторным устройством, в конструкцию которого входят эжектор, насадка с отверстием для прохода воды, диффузор и уплотняющий наконечник со сферической поверхностью, герметично опирающейся на коническую муфту фильтра. В нижней части этого фильтра размещен наконечник с шаровым клапаном.

Кольцевое пространство между трубами используется для нагнетания в него воды высоконапорным насосом, установленным на поверхности земли. Напорная вода, проходя кольцевое пространство, устремляется к насадке и, вылетая с большой скоростью через отверстия в ней, преобразовывает энергию давления (напора) воды в скоростную энергию. В результате этого в нижней части диффузора создается разрежение (вакуум) и грунтовая вода через фильтр всасывается в диффузор, где смешивается напорная и грунтовая вода.