Одним из распространенных методов как в скальных, так и нескальных грунтах, является водопонижение при помощи скважин. При таком методе используются одна, две или целый комплекс скважин для водопонижения. В скважины монтируются глубинные (артезианские) насосы для подъема воды в дренажные линии.
В зависимости от свойств грунта на участке, требующего осушения, применяются водопонижающие, водопоглощающие и самоизливающиеся скважины, имеющие различный наклон. Последние используются для того, чтобы снять избыточное давление в водоносных горизонтах. Кроме того, они применяются, если необходимо глубокое водопонижение (горизонтальные, восстающие скважины). Такие скважины в основном либо вертикальны, либо пробурены под небольшим углом. В случае, когда работа ведется из подземных выработок, они пробуриваются при помощи специальных станков и могут иметь любой наклон. При этом проведение водопонижения возможно во всех слоях, которые окружают подземную выработку.
Самоизливающиеся скважины в основном предназначены для того, чтобы снимать напор, однако они могут быть и резервными на случай, когда при использовании водопонижающих скважин происходит аварийный перерыв в функционировании насосов.
Чтобы произвести водопонижение в грунтах, где ниже водоупора находятся неводоносные грунты с коэффициентом фильтрации не менее 10 м/сут., а также когда пьезометрические уровни водоносных пластов имеют значительную разность, применяются водопоглощающие скважины. Они используются и в случае, если необходимо произвести спуск грунтовых вод в пласты, залегающие ниже заданного уровня водопонижения.
Для бурения водопонижающих скважин с применением глубинных насосов используют следующие типы буровых станков: ударно-канатные, вращательные, шнековые. На выбор типа бурового станка влияет ряд факторов – заданная глубина и диаметр бурения, особенности участка для осушения, параметры обсадных труб, наличие тех.воды, а также электроэнергии.
Наиболее удобным считается ударно-канатный способ. При его применении можно производить бурение скважин большого диаметра (свыше 50 см), при этом создается необходимая толщина песчано-гравийной обсыпки, скважины наиболее прямолинейны. Недостатком ударно-канатного способа является достаточно низкая скорость бурения.
Вращательное бурение может быть: турбинным, реактивно-турбинным, колонковым, апнековым, роторным. Его преимущество – довольно высокая скорость бурения. При вращательном способе очищение скважин от шлама производится сразу. Применяются промывочные жидкости, позволяющие поднимать разбуренную породу на поверхность, создавать противодавление во избежание обрушения стенок скважины и охлаждать инструмент на забое. Они также могут использоваться в качестве источника энергии для бурового инструмента.
Шнековое бурение обычно применяется тогда, когда установка водопонижающих иглофильтров гидравлическим способом невозможна из-за геологических условий.
В связи с тем, что понижение уровня грунтовых вод может приводить к серьезным изменениям свойств грунта на территории осушения, стать причиной деформации подземных сооружений и загрязнить водоносные горизонты, производится ликвидационный тампонаж. Для тампонажа используется цемент или бетон (при работе со скальними породами), глина (при работе с глинистым грунтом). Подготовленный для тампонажа раствор опускают в виде тампона в скважину. Расширяясь, он закрывает пустоты и зазоры, существующие между стенками скважин. При использовании глины применяется глинопресс. Ликвидация скважин при помощи бетона или цемента производится с применением заливочных, обсадных труб и насосов.