Буровой трубчатый колодец: процесс бурения колодца, его проектирование и устройство

Буровые колодцы

Конструкция скважины должна быть максимально простой и удобной для эксплуатации. Как правило, проектированием и строительством буровых трубчатых колодцев занимаются специализированные организации при наличии разрешения районной санэпидемстанции. Для этого требуется специальное оборудование, которого не может быть в распоряжении застройщика. Буровой колодец представляет собой скважину, направленную перпендикулярно направлению потока подземных вод. Стенки скважины закреплены обсадными металлическими, а при неглубоких скважинах – керамическими или асбестоцементными трубами. Лучшим вариантом считается использование для обсадной трубы бесшовных горячекатанных труб. Внутренний диаметр обсадной трубы выбирают в зависимости от типа водоподъемного оборудования, в качестве которого могут служить простые колонки или один из типов насосов, выпускаемых современной промышленностью. Но в любом случае этот диаметр не может быть меньше 120 мм. Верхняя часть скважины, называемая устьем колодца, должна быть защищена от загрязнений устройством оголовка, который одновременно служит и для монтажа водоподъемного оборудования. Оголовок трубчатого колодца должен быть выше поверхности земли на 0,8 – 1,0 м, герметично закрыт крышкой, которую в любой нужный момент можно открыть. Шахту колодца оборудуют вентиляционной трубой высотой не менее 2 метров от поверхности земли. Вокруг оголовка выполняют отмостку из камня, кирпича, бетона или асфальта радиусом не менее двух метров с уклоном в сторону водоотводного лотка.

По мере заглубления скважины диаметр обсадных труб уменьшают, концентрические зазоры между обсадными трубами заделывают (тампонируют) цементным раствором. Для этого применяют тампонажный портландцемент с началом схватывания не ранее чем через два часа и концом схватывания не позднее десяти часов. В скальных грунтах подобного крепления стенок скважины не требуется.

При оборудовании буровых колодцев должно использовать материалы, разрешенные, органами санэпиднадзора. Так, при устройстве фильтра его материал должен быть устойчив к химической коррозии, обладать механической прочностью и в процессе эксплуатации колодца не должен забиваться песком. Минимальный внутренний диаметр фильтра должен быть не менее 100 мм. Тип фильтра и его конструкция выбирают в зависимости от водоносной породы на участке. Если грунт представляет собой неустойчивую породу (полускальную, щебенистую, галечниковую) с преобладанием частиц от 2 до 10 см, то применяют трубчатые фильтры с круглой или щелевой перфорацией. При гравийном грунте, гравелистом и крупном песке с частицами от 1 до 10 мм водоприемную поверхность выполняют из проволочной обмотки из нержавеющей стали или из штампованного стального листа. В песчаных грунтах с частицами размером от 0,25 до 0,5 мм используют трубчатые фильтры из сетки гладкого или галунного плетения, а также с однослойной гравийной обсыпкой. Трубчатые стальные фильтры применяют при любой глубине скважины.

Традиционная технология устройства глубоких скважин имеет несколько недостатков. Стальные обсадные трубы под действием воды корродируют и разрушаются со временем. Ржавчина попадает в питьевую воду, снижая ее качество. В результате коррозии труб в их стенках появляются отверстия, и существует реальная угроза попадания в скважину воды из некачественных верхних горизонтов и смешивание ее с питьевой водой. В результате в скважине может оказаться вода из очистных сооружений соседа. Кроме того, поток воды из верхних горизонтов может принести с собой песок и частицы глины, заиливая скважину. По этим причинам гарантийный срок работы скважин глубокого бурения составляет всего 5 лет.


Рис. 16. Бурение артезианских скважин по новым технологиям: 1 – подача воды потребителю; 2 – оголовок с вентилем; 3 – обсадная металлическая колонна диаметром 168 мм; 4 – насос; 5 – пластиковая колонна диаметром 125 мм; 6 – металлически л обсадная колонна диаметром 168 мм; 7 – пластиковая колонна диаметром 125 мм; 8 – фильтр; А – водоносный горизонт (песок обводненный); Б – водоносный горизонт (песок сухой); В – водоносный горизонт (песок обводненный); Г – суглинок (водоупор); Д – водоносный горизонт (песок обводненный); Е – юрская глина (водоупор); Ж – водоносный горизонт (известняк обводненный)

Современные технологии внесли коррективы и в эту область, предусмотрев вышеперечисленные недостатки и обеспечив длительную эксплуатацию скважины. Бурение ведут в несколько этапов (рис. 16). На первом этапе бурят песчано-глинистые отложения до известняка и опускают металлическую обсадную колонну из труб с фильтрационной частью. Бурение известняка до вскрытия водоносного горизонта ведут уже меньшим диаметром. После этого на всю глубину скважины вставляют пластиковую колонну, в которой вода под пластовым давлением поднимается на определенный статический уровень. Вокруг пластиковой трубы на 5 – 10 м выше фильтрационной части насыпают калиброванный кварцевый гравий диаметром 1,2 – 2,0 мм, который не препятствует прохождению воды в эксплуатационную колонну. Этот слой служит дополнительным фильтром для механических примесей. На слой гравия насыпают гранулы сухой глины, которые, увеличиваясь в объеме под действием влаги, создают “глиняный замок”, препятствующий водам верхнего горизонта проникнуть в эксплуатационный горизонт. Гарантия безупречной эксплуатации такой скважины дается на 30 лет.

Ссылки на другие страницы сайта по теме «строительство, обустройство дома»:

Трубчатый колодец: устройство, особенности строительства, преимущества

В сельской местности, где в домах нет централизованного водоснабжения, приходится добывать воду для питья и бытовых потребностей из колодцев и подземных источников. Такая вода имеет больше преимуществ перед той, которой пользуются жители города: естественный грунтовый фильтр делает ее чистой и более качественной для питья.

Известны три вида подземных источников воды:

  • Почвенная вода – образуется в поверхностных слоях из-за атмосферных осадков.
  • Грунтовая вода – появляется за счет просадки почвенных вод в более глубокие слои земли.
  • Межпластовая вода – натуральный источник влаги, расположенный глубоко между двумя пластами грунта.

    Именно такую чистую воду и добывают, используя шахтные и трубчатые колодцы.

    Трубчатый колодец

    Существует несколько разновидностей этого сооружения, например скважина, колонка. Нередко их можно встретить на улице. Чтобы добыть воду, нужно качать ручной насос. Трубчатый колодец устанавливается в тех местах, где вода пролегает на небольшой глубине:

    • Сооружение мелкого заложения – до 40 метров глубиной. Пробуриваются отверстия до 9 метров, а затем забиваются трубы. Применяется только в мягком грунте.
    • Сооружение глубокого заложения – более 40 метров.

    Бурятся скважины до пятидесяти метров ударно-канатным методом. Над землей устанавливается колонка или ротор для добычи воды. В процессе бурения устанавливается насосное оборудование. Если грунт неустойчивый или закладка колодца выполняется на значительной глубине, чтобы избежать обвала земли, обязательно используется обсадная колонна. Герметичное соединение трубопровода препятствует попаданию грунта в воду при дальнейшей эксплуатации.

    Конструкция

    После грамотного изучения особенностей грунта можно начинать сооружать трубчатый колодец, устройство которого и метод бурения полностью зависят от предполагаемой глубины прохождения воды и подвижности пластов земли. При бурении может использоваться:

    Сначала приступают к бурению скважины до первого появления воды, чтобы установить обсадную трубу. Устройства, отвечающие за забор воды, снабжены перфорацией и фильтром. Подобные виды колодцев лучше делать подальше от септиков, мусорных и выгребных ям.

    Преимущества

    Трубчатый колодец имеет много плюсов, что заставляет многих обустроить его возле своего дома. Например:

  • Вода всегда остается чистой, потому что конструкция скважины не позволяет стороннему мусору попасть внутрь.
  • Его можно разместить возле дома, на садовом участке.
  • Идеальный источник питьевой воды.
  • Добывать воду можно, независимо от того, на какой глубине находится первый горизонт воды.

    Минусы

    Есть и несколько недостатков:

  • Нет возможности добывать грунтовые воды.
  • Не рекомендуется регулярно пользоваться скважиной, увеличивается риск затопления источника.
  • Нужно выбирать правильное время для бурения. В противном случае источник может обмелеть.

    Если планируется установить неглубокий трубчатый колодец, его можно соорудить самостоятельно.

    Строительство

    Водозаборные системы глубиной до десяти метров можно сделать на садовом участке самостоятельно методом забивания труб в грунт. На том месте, где будет устанавливаться трубчатый колодец (скважина), выкапываем шурф, шахту глубиной до двух метров и диаметром 1,5 на 1,5 метра. Поверх канала устанавливается тренога и через нее перебрасывается тяжелый буровой инструмент, называемый шлямбур. Опускается первая труба с фильтром и грузом. На высоте двадцати сантиметров от фильтра крепится еще один хомут. Труба забивается в землю при помощи груза на веревке. Опускаемый со скоростью груз вбивает шлямбур в грунт. Через каждые пять или десять ударов бур вытаскивают и очищают от земли. И так до тех пор, пока не появится первый горизонт воды.

    После появления первой воды начинают опускать обсадные трубы, продолжая бурить с помощью желонки. Резкое повышение воды в скважине говорит о мощности слоя. Отсутствует грунт на стенках бурильной установки. Далее используют шлямбур меньшего размера, постепенно опуская обсадные трубы до еще более мощного потока воды. Все, что находится вокруг трубы на поверхности земли, засыпается, грунт трамбуется. Все пространство за обсадными колоннами засыпается глиной, чтобы в источник не попали поверхностные грязные воды.

    Установка насоса

    После окончания работ по бурению скважины трубчатый колодец нужно оборудовать насосом. В нижней части насоса закрепляют всасывающую трубу и фильтр около четырех метров длиной. Зазор между насосом и стенками обсадной трубы заполняют намоткой и опускают. Водозаборная труба и насос должны быть как минимум опущенными на один метр в воду, чтобы при выкачке источник быстро не обмелел. Самые нижние обсадные трубы должны перекрывать фильтр на высоту до двух метров.

    Материалы и фильтры

    Строится трубчатый колодец для воды с разрешения органов санэпиднадзора, и именно они и дают разрешение на использование тех или иных материалов в закладке скважины. Фильтр должен быть максимально прочным, не поддаваться коррозии и механическим повреждениям, не забиваться песком и илом. Это устройство должно защищать стенки скважины от обвала и не пропускать грунт и другой мусор в грунтовые воды.

    Форму и тип фильтра выбирают, отталкиваясь от свойства грунта. Например:

    Если грунт скальный, содержит гальку или щебень от двух до десяти сантиметров, можно использовать фильтры трубчатой формы с перфорацией в виде щели или кружков.

    Для крупно-песчаного грунта с мелким гравием от одного до десяти миллиметров водоприемная часть фильтра делается из обмотки нержавеющей проволоки или стального листа.

    Читайте также:  Варианты водоснабжения загородного дома - принцип работы насосной станции и водоснабжение с накопительным баком

    Если земля мягкая, песчаная, применяется фильтр трубчатой формы из сетки галунного плетения с гравийной обсыпкой. Они позволяют задерживать инородные элементы размером до 0,5 миллиметра.

    Разновидности фильтров

    Водозаборный фильтр для скважин состоит из трех частей:

    • Сам рабочий механизм насоса.
    • Надфильтровая труба.
    • Отстойник.

    Насос опускают в последнюю колонну обсадной трубы так, чтобы в фильтр не попадал песок. Сверху устанавливают сальник и цементируют примерно на 5 метров. Надфильтровая труба имеет на себе приспособление, с помощью которого, насос спускают и поднимают в скважину. Нижняя часть фильтра – отстойник, в котором оседает песок и мусор, попадающий в устройство.

    В зависимости от того, каким будет трубчатый колодец, конструкция фильтра также меняется. Влияет на это и качество грунта, где проходит водный поток. Они бывают:

    • сетчато-проволочные;
    • дырчато-щелевые;
    • пористобетонно-гравийные;
    • гравитационные.

    Основная часть фильтра состоит из трубы с отверстиями, также имеются стержни, на которых установлена фильтровальная сетка. Долговечность насосного устройства зависит от качества материала, из которого оно сделано, так как постоянно находится под воздействием воды.

    Наиболее распространены каркасно-стержневые фильтры: каркас из нержавеющей стали, а система фильтра – из проволочной спирали до 2 миллиметров диаметром. Их можно устанавливать в трубчатый колодец глубиной до двухсот метров. Все остальные модели насоса разрешено устанавливать на глубину не более ста метров. Например:

    Проходные отверстия должны максимально препятствовать попаданию грунта и породы внутрь насоса, но в то же время обладать высоким уровнем скважинности. Скважинность – соотношение проходных отверстий по отношению к общей поверхности фильтра. Чем больше этот уровень, тем долговечнее будет устройство. Каркасно-стержневые фильтры имеют самую больную категорию проходимости воды – 60 процентов.

    Стоит или нет?

    На садовом участке без колодца никак не обойтись. Это не только источник качественной питьевой воды, но и возможность полива огорода. Даже наличие централизованного водоснабжения не всегда спасает. Поэтому лишней такая скважина никогда не будет. Главное – выбрать правильно место и время бурения. В противном случае колодец может обмелеть или сильно загрязниться.

    Устройство мелкого трубчатого колодца

    В обычном понимании, колодец — это сооружение, из которого воду черпают ведром, но это не всегда так.

    В зависимости от особенностей конструкции и методов возведения, все колодцы можно условно разделить на три основные группы: шахтные (классический вариант), трубчатые (абессинские), ключевые.

    Из классических колодцев воду можно зачерпнуть ведром и представляют они собой вертикальные шахты, обложенные камнями, деревом или железобетонными кольцами. Сечение шахтных колодцев обычно составляет от 1 м до 2,5 м.

    Ключевые колодцы – это неглубокие емкости для сбора ключевой воды, а трубчатые колодцы и вовсе не колодцы, а скважины диаметром от 3 до 50 см.

    Трубчатые колодцы

    Колодцы, имеющие трубчатую конструкцию, довольно широко распространены. Их составными элементами являются:

    • труба-водоприемник;
    • фильтр;
    • насос;
    • кран, располагающийся в надземной части сооружения.

    Чаще всего трубчатый колодец устраивают на участках, где глубина залегания подземных вод составляет до 10 м. Главным условием для возможности выполнения колодца подобного типа остается отсутствие камней и твердых пород на пути к водоносному слою.

    Для устройства трубчатого колодца буронабивным методом, прежде всего, следует пробурить скважину. Используют при этом ударный или буровой методы. Для проведения бурения скважины применяют специальный бур.

    В том случае, если устройство скважины выполняется ударным методом, трубу и инструмент с силой продвигают вниз, что вызывает разрушение каменистого грунта. После завершения работ породу удаляют из шахты.

    При выполнении колодца представленного типа подготовленную трубу фиксируют в центре выкопанной шахты, после чего свободное пространство заполняют сухой землей. По окончании работ грунтовую засыпку следует хорошо утрамбовать. Для установки трубы внутри шахты рекомендуется использовать специальное приспособление, называемое бабой. Трубу с силой вбивают в грунт, опуская до уровня водоносного горизонта.

    Подробнее представит трубчатый колодец схема, приведенная на рисунке.

    Абиссинский колодец

    Это название трубчатого колодца, который строят, вбивая в грунт оцинкованную трубу с фильтром на конце до уровня водоносного слоя.

    История абиссинского колодца берет начало с 19-го века, изобретателем этой конструкции и способа бурения является американец Нортон. Распространение получило с начала использования его англичанами в Абиссинии.

    Абиссинский колодец трубчатый забивной представляет собой простую конструкцию позволяющие получать воду на своем земельном участке. Установка такой скважины довольна бюджетна, а сам процесс бурения занимает менее суток. Этот способ добычи воды фактически доступен каждому и позволяет в короткие сроки обеспечить дачу, дом живительной влагой.

    Фактически, абиссинский колодец — это неглубокая скважина, доходящая до первого водоносного слоя. С такого колодца воду нельзя зачерпнуть ведром, а процесс перекачки воды осуществляется за счет поверхностного электрического насоса или ручным насосом.

    Такой колодец создается путем прокола грунта трубой диаметром дюйм, к которой подключается насос. Скважина представляет собой конструкцию из отрезков труб длиной от 1 до 3 м. На первой трубе устанавливается специальный наконечник. Первый отрезок обустраивают фильтром.

    Технологии создания трубчатых колодцев

    Выбор технологии строительства зависит от места, оборудования и средств.

    1. Забивная — производится путем вдавливания трубопровода в землю. При выборе этого способа забивка может производиться даже обычным молотом. Такая технология создания скважины чаще всего приводит к деформации наконечника, но не требует особого оборудования (для отрезков труб с замками) и может выполняться в одиночку. Отрезки труб, высотой до одного метра, можно забивать даже в подвале;
    2. Буронабивная — трубопровод погружается в просверленную скважину. Скважина имеет небольшой диаметр, поэтому погружение конструкции требует определенной нагрузки, но по сравнению с первым методом она не так значительна. Для создания скважины необходимо специальное оборудование. В отдельных случаях, такая скважина состоит из обсадной и водозаборной труб разного диаметра.

    Процесс создания трубчатого колодца следующий: труба-водоприемник, которая вдавливается в скважину или забивается в грунт, состоит из отдельных отрезков, которые дотачиваются один к другому с помощью сварки или резьбового соединения, по мере опускания трубы в глубину (при резьбовом соединении используютуплотнения для забивных труб). Самый первый отрезок снабжается острым наконечником и в нем просверливается много мелких отверстий, которые образуют фильтр.

    Для забивания трубы или ее вдавливания используют деревянную «бабу» или массивную кувалду. Насос для откачивания воды может быть ручным или электрическим (поверхностным). Для полной автоматизации процесса выкачивания воды (открыл кран – побежала вода) устанавливают в утепленном приямке у скважины (чтобы не перемерзала) насосную станцию с комплектом автоматики.

    Качество и количество воды из трубчатого колодца будут увеличиваться по мере образования вокруг фильтра в водоносном слое «груши» — пространства в грунте для сбора воды.

    Преимущества абиссинского колодца значительны. Соорудить и установить конструкцию можно своими руками. Стоимость такого колодца дешевле обычного или скважины. Время на установку занимает от 6 до 10 часов, что позволяет быстро получить постоянный доступ к воде. Объем подаваемой воды способен покрыть все потребности для бытового использования и для полива земельного участка.

    Конструкция колодца не занимает много места, не нарушит ландшафт, а помимо этого колодец можно установить даже в подвале дома, в бане или в гараже.

    Колодцы. Шахтный и трубчатый колодец

    Когда нет возможности подсоединиться к местной системе водоснабжения из-за отдаленности или ее отсутствия, то устраивают колодцы.
    Нижняя часть колодца заглубляется в водоносный пласт. Для этого предварительно проводится изыскание. В днище колодца делают фильтрующий слой из щебня, гравия и крупного песка слоем не менее 25 см.

    Колодцы устраивают из монолита или из железобетонных колец, которые могут быть как круглыми, так и прямоугольными.
    Если нет проблем в регионе застройки с деревом, то можно сделать колодец в виде сруба из полубревен или брусьев. А если вы еще и дом решили строить деревянный, из сруба, то все это будет великолепно выглядеть.
    Стенки колодца из полубревен или брусьев должны быть плотными и хорошо изолировать колодец от загрязнения воды поверхностным стоком, поэтому верхняя часть колодца должна быть выше поверхности грунта на 80 см. Вокруг колодца необходимо сделать замок из глины или жирного суглинка глубиной 2 м и шириной 1 м.
    Колодцы могут быть с ручным приводом, но для подачи воды из колодца лучше использовать имеющиеся в продаже электронасосы, предназначенные для автономных систем водоснабжения. На рис. 1 показан разрез колодца в виде деревянного бревенчатого сруба с вибрационным насосом.

    РИС. 1. Шахтный колодец в виде деревянного сруба с вибрационным насосом: 1 – подъемный трубопровод для подачи воды; 2 – вибрационный насос; 3 – запорный кран для воды ; 4 – подземная водопроводная труба; запорный вентиль; 6 – щебенка; 7 – песок; 8 – железобетонная квадратная набивная или готовая без днища коробка; 9 – сруб из бревен или брусьев; 10 – крышки деревянные дощатые; 11 – шатер из досок с кровлей; 12 – окно застекленное; 13 – вентиляционная вытяжка; 14 – электросеть для освещения насоса; 15 – глиняный замок; 16 – деревянная площадка для ведра; 17 – отмостка

    Целесообразно устроить водонапорный бак емкостью 60-120 л при наличии водозабора с насосной установкой. Его можно оборудовать автоматической системой включения и выключения электронасоса. В таком случае бак необходимо оснастить системой подающе-отводящих, переливных и спускных трубопроводов.

    Трубчатые колодцы

    При глубине залегания подземных вод до 6 м можно устроить для снабжения водой трубчатый колодец, но при этом следует обязательно тщательно проверить качество поземных вод для хозяйственно-питьевых нужд. В таком колодце конец подающей трубы оснащен фильтром и забивным наконечником с поршневым насосом – колонкой ( рис. 2 ).
    Существуют два вида трубчатых колодцев – мелкие и глубокие, выбор которых зависит от глубины залегания воды.
    Трубчатые колодцы сооружают путем бурения в грунте вертикально-цилиндрических выработок типа скважин. В мягких грунтах стенки скважины необходимо укреплять обсадными трубами из стали, асбестоцемента или полиэтилена. Трубчатые колодцы строятся при глубоком залегании водоносных пластов. Они имеют маленький диаметр и могут быть использованы для получения подземных вод как с напорных, так и с безнапорных горизонтов.

    РИС. 2. Трубчатый колодец: 1 – ручной насос; 2 – приемная камера насоса из кольца железобетона; 3 – забивная труба; 4 – фильтр из перфорированной трубы с сеткой; 5 – забивочный наконечник; 6 – водоносный горизонт; 7 – грунт; 8 – отмоска из бетона

    Мелкий трубчатый колодец

    Колодец данного вида находит применение на участках, где уровень залегания грунтовых вод не слишком глубок – до 9 м. Такой колодец намного дешевле шахтного, соорудить его значительно проще. Несомненным его достоинством является, как правило, и то, что вода в нем не застаивается и не загрязняется. Обсадные трубы, предназначенные для укрепления стенок скважины, в мелкий трубчатый колодец можно не вставлять. Колонка с поршневым насосом, водоподъемная стальная газовая труба (диаметр 30-50 мм) и фильтр – это составляющие мелкого трубчатого колодца. Изготовить насос можно из металлической бесшовной трубы диаметром 90 мм и длиной 45 см. Также обязательно понадобятся кронштейн для крепления трубы, 3 патрубка из стали, рукоятка, 4 фланца, резина для клапанов и прокладок между фланцами, штанга из стали или латуни, имеющая диаметр 16 мм и длину 80 см, крепежные детали.

    Поршневой насос: принцип работы.

    Поршневый насос может поднимать воду с глубины 5

    6 м и подавать ее на высоту 4-5 м. Действует он следующим образом. Когда штанга двигается вверх, верхний резиновый клапан прижимается к корпусу цилиндра, а нижний тем временем открывается и пропускает воду. Когда же штанга идет вниз, нижний клапан прилегает к фланцу, закрывая отверстие для выхода воды через трубу, в то время как у верхнего клапана отгибаются края резиновой прокладки до шайбы. Через отверстия шайбы и проходит вода. Следующее движение поршня вверх вызывает открытие нижнего клапана, при этом верхний прилегает к стенкам цилиндра. В результате вода поступает в водоподъемную трубу и новая ее порция подается снизу в цилиндр. Проводя опробование насоса, следует обязательно залить цилиндр водой. Крепление насоса к фланцу трубы осуществляется болтами (12 мм), деталей поршня на штанге – гайками, металлической штанги – болтом (6 мм). Труба для подъема воды состоит из отрезков труб длиной 1,5 м, с резьбой. Соединение труб осуществляется, как правило, с помощью муфт.

    Устройство мелкого трубчатого колодца

    Мелкие трубчатые колодцы обычно устраивают путем забивки в мягких грунтах, где нет гальки, щебня и др. Если принято решение воспользоваться этим способом, лучше делать это весной, так как именно в этот период почва хорошо увлажнена, а значит, легко поддается забивке. Также в целях увлажнения почвы можно предварительно место забивки полить большим количеством воды. Но лишь в сухое время года, когда уровень воды минимальный, можно правильно учесть возможное изменение уровня воды в трубчатом колодце. После того как место для колодца подготовлено, необходимо вырыть шурф размером 0,8 х 0,8 х 1,0 м. На дне шурфа делают небольшой приямок. Далее водопроводную трубу присоединяют к фильтру, а затем на нее надевают металлическую бабу массой в 2

    3 раза больше, чем масса трубы вместе с фильтром. Потом на трубе крепят с помощью болтов металлический хомут на расстоянии 1 м от фильтра.
    Второй хомут с двумя блоками крепят на расстоянии 2 м от фильтра. В центре шурфа вертикально устанавливают трубу. После этого шурф засыпают грунтом, который следует утрамбовать. Затем концы веревки, перекинутой через блоки, крепят к бабе и приступают непосредственно к забивке. Бабу поднимают на веревке и сбрасывают. Под действием своего веса баба ударяет по хомуту и заглубляет трубу в грунт. С заглублением трубы хомуты постепенно перемещаются вверх. Только когда фильтр окажется в водоносном слое, забивку прекращают.
    Затем следует присоединить насос к оставшемуся на поверхности почвы концу трубы. И лишь после этого производят пробную откачку воды с целью очистки фильтра от песка.

    Глубокий трубчатый колодец

    Такие колодцы обычно используются, когда глубина залегания водоносного слоя свыше 20 м. Соорудить глубокий колодец без определенных навыков и знаний довольно трудно. Трубчатый колодец представляет собой буровую скважину, стенки которой закреплены водопроводными обсадными трубами. Их длина составляет 4-6 м. Соединение труб осуществляется с помощью муфт.

    Обсадные трубы

    Обсадные трубы для колодцев, особенно глубоких, лучше использовать стальные, так как они не только надежнее других, но и легче соединяются. Обсадная труба состоит из отдельных звеньев. Их длина составляет 2-4 м. Для соединения стальных звеньев применяются резьбовые муфты или сварка. Какой способ соединения звеньев выбрать, зависит от диаметра трубы. Так, трубы, имеющие внутренний диаметр 50 мм, проще соединить муфтами, а трубы диаметром 100 мм и больше – сваркой. Чтобы соединить звенья обсадной трубы с помощью сварки, необходимо разрезать трубу на отдельные звенья (2-3 м длиной) кислородным резаком. Линию разреза следует делать с мысиком. Это нужно для того, чтобы при сварке облегчить центрирование, а также чтобы стык не имел больших зазоров. Каждый разрез обязательно помечают краской. Центрирование звеньев перед сваркой осуществляют с помощью кондуктора из двух уголков или трех стальных накладок, которые следует приварить к штангам. Это придаст прочность соединительному шву. Если нет сварки или используется не стальная обсадная труба, можно произвести соединение звеньев стальными накладками на болтах.
    Ширина накладок – 15-30 мм, длина – 100-200 мм, толщина – 6

    9 мм. Узкие кромки накладок следует срезать под углом 30°. Это необходимо для того, чтобы за внутренние прокладки не цеплялся инструмент, а наружные не препятствовали проходу трубы через грунт. На внутренних накладках для крепежа нарезают резьбу. Соединение стальной или чугунной обсадной трубы можно произвести и без внутренних накладок. Для этого нужно нарезать резьбу непосредственно в стенке. Если глубина колодца большая, в него опускается несколько труб, диаметр которых находится в прямой зависимости от глубины залегания и мощности водоносного слоя, а также от диаметра фильтра и насоса.

    Шахтный колодец

    Шахтными колодцы называются потому, что для подъема воды из таких колодцев устраивают шахты (срубы) из дерева, бетона или железобетона, камня, бурого железняка или очень хорошо обожженного кирпича, но не белого, который быстро разрушается от воды или сырости. Шахтные колодцы состоят из оголовка (верхней части), ствола (самой длинной части), водоприемной части (которая находится в самой воде) и зумпфа (нижней части ствола, который устраивают в случае, когда постоянно требуется запас воды).
    В зависимости от материалов, применяемых для устройства ствола, шахтные колодцы бывают деревянными, бетонными, кирпичными, каменными. Прежде всего рассмотрим деревянные шахтные колодцы ( рис. 3 ).

    Оголовок 6 – наземная часть. Он защищает воду в колодце от попадания пыли, травы, снега, дождя, различных предметов и т. д. Зимой он предохраняет колодец от промерзания и обледенения. Сверху оголовок должен быть закрыт водонепроницаемой крышкой 7 из любого материала. Крышка должна плотно закрывать колодец, но в то же время легко подниматься, выдвигаться или поворачиваться вокруг своей оси.
    Ствол – это открытое, строго вертикальное пространство, т. е. шахта на всю глубину колодца. Чтобы грунт не осыпался со стенок шахты и прочно держался на них, его укрепляют деревянными стенками, которые называют срубом.
    Сруб состоит из венцов 4 , срубленных из плотной сухой древесины. Для облегчения работы венцы сруба, бревна или пластины соответственно метят. Первым делают самый нижний венец, за ним второй и т. д. Припазовывать бревна и пластины венцов надо как можно плотнее, чтобы между пазами не могли просачиваться верховодка и различные загрязнения, в том числе и грунт. Вместо деревянного сруба применяют бетонные кольца, каменную или кирпичную кладку или монолитный железобетон. И еще раз хочется отметить: независимо от применяемого материала сруб или другие материалы в стволе колодца должны быть уложены как можно плотнее, чтобы через них в не могла поступать верховодка и почвенная вода, а также проникать сухой или разжиженный водой грунт.
    Лучшей считается круглая форма ствола, но чаще его делают квадратным и реже прямоугольным или шестигранным. Самая простая – квадратная форма ствола. Водоприемная часть 2 – нижняя часть ствола, в котором собирается и хранится вода. В зависимости от требуемого количества воды в сутки, водоприемную часть выполняют разной глубины (высоты). Нормальной обычно считается глубина 0,75-1,2 м, но она может быть и до 2 м. Эту часть колодца выполняют из самого прочного материала, способного служить максимальное количество лет.
    Зумпф 1 – нижняя часть ствола. Он предназначен для сбора необходимого количества воды при небольшом ее поступлении в колодец. В силу этого колодец обязательно заглубляют на необходимую глубину ниже водоносного пласта.

    Вместо зумпфа можно увеличить водоприемную часть сруба, устроив ее в виде шатра ( рис. 4 ).

    Ключевые колодцы, трубные колодцы, колодцы из кирпича в следующей части цикла статей “Колодец”.

    Последовательность и технологии бурения колодцев

    Водоснабжение загородных домов часто организуется за счет поднятия воды из глубины недр земли. Для чего надо пробурить колодец, чтобы в него опустить насос. Но так как вода подчас находится на достаточно большой глубине, то сам процесс бурения становится трудоемким, а иногда и не выполнимым в плане самостоятельного бурения. Поэтому такое бурение колодцев – прерогатива специалистов.

    В независимости от того, кто будет бурить скважину, сам хозяин дачи или специалисты, вызванные им, необходимо четко соблюдать последовательность проведения работ.

    • Производится проектирование для буровых работ с определением места бурения.
    • Бурение колодца под воду.
    • Установка обсадных труб.
    • Предварительная прокачка воды.
    • Монтаж насосного оборудования.
    • Оформление паспорта на пробуренный колодец.

    Как правильно бурить колодец машиной

    Чем бурить колодец

    Отношение к буровому оборудованию зависит от того, на какой глубине располагается водоносный пласт. То есть, на какую глубину надо бурить скважину. Если это до 10 м, то можно бурение провести своими руками, используя ручной бур для колодца.

    Если скважину надо бурить до 50 м глубиной, то лучше воспользоваться малогабаритной буровой машиной. А уж совсем глубокие колодцы бурятся только специальными машинами на колесном ходу.

    Малогабаритная буровая установка

    Что касается бурения колодца машинами, то обычно для этого вызываются специалисты. Хотя малогабаритной установкой можно воспользоваться и самостоятельно. Вообще, это оригинальное устройство, хорошо продуманной, которое позволяет малыми силами и затратами сделать на загородном участке скважину для забора воды. У нее достаточно преимуществ перед остальными вариантами.

    • Это мобильная установка на колесах, поэтому ее можно не только легко перемещать по территории участка, но и транспортировать на далекие расстояния, подцепив к машине.
    • С ее помощью можно проводить бурение колодца под углом в независимости от рельефа местности.
    • Высота штанги – 1,5 м, что упрощает работу по установке обсадных труб. Легко менять трубы.
    • Полнейшая герметичность всех узлов, что обеспечивает невозможность утечки.
    • Полное соответствие всем требованиям эксплуатации. То есть, в наличие есть электрическая лебедка, замковое резьбовое соединение с обсадными трубами.
    • Буровые ключи облегченного типа.

    Бурить колодец специальной машиной – хорошая альтернатива, когда выкопать колодец самостоятельно нет возможности. К примеру, если грунт тяжелый, каменистый и плохо поддается воздействию, ручной труд не оправдан. Глубокие шахты потребуют колоссальных усилий и больших временных затрат. Поэтому часто приходится нанимать специалистов, работа которых тоже стоит немалых денег. Поэтому прежде чем приступить к обустройству колодца, необходимо взвесить все «за» и «против» между бурением и ручной копкой колодца. Во многих случаях предпочтительным будет первый вариант.

    Бур для колодца

    Правила бурения

    Последовательность бурения под колодец было обозначено выше. Но есть определенные правила, которые обойти нельзя. Поэтому несколько рекомендаций по данному вопросу.

    Когда дело касается бурения неглубокого колодца ручным способом, то как таковых правил при поведении работ нет. Главное – грамотно провести сам процесс, чтобы добраться но водоносного слоя. Но чем глубже в недра земли, тем ограничений становится больше.

    В первую очередь необходимо получить разрешение на производство работ. Подземная вода является собственностью государства, поэтому на ее использование необходимо получить лицензию. Этот документ выдает Роспотребнадзор. Нередко данный этап упускается хозяином загородного участка. Скважина бурится, оборудуется и используется. Но, в конце концов, приходит представитель Роспотребнадзора и заставляет оформить все документы, плюс, накладывается штраф за самовольство. Поэтому лучше заранее получить разрешение на бурение.

    Бурение и удаление грунта

    Если бурится колодец своими руками, то можно переходить к процессу непосредственно после получения разрешительных документов. Если к бурению привлекается подрядчик (сторонняя буровая компания), то с ней необходимо подписать акт, который определяет заложение колодца. То есть, указывается: где и как будут проводиться буровые работы.

    Внимание! Основные требования к заложению колодца – это место его расположения. Основное из них – это расстояние от мест расположения очистных сооружений, канализационных колодцев и септиков. Оно не должно быть меньше 30 м.

    Обычно специалисты перед началом буровых работ производят пробное бурение, для чего используется бур небольшого диаметра. Таким образом, проверяется, на какой глубине залегает водоносный пласт, плюс, его объем (толщина). После чего можно переходить непосредственно к бурению колодца.

    Формирование бурового ствола

    Формирование бурового ствола можно провести двумя технологиями.

    1. Сплошным бурением, когда порода разрушается и вытаскивается на поверхность, образуя круглый ствол. То есть, разрушение производится по всей площади забоя.
    2. Колонковая технология. Для этого используется не бур, а коронка. То есть, разрушение породы производится по окружности ствола. После чего неразрушенный керн вытаскивается наружу.

    Коронка для колонковой технологии

    Преимуществ у второй технологии бурения колодцев на воду немало.

    • С их помощью из земли извлекаются целые куски грунта, что упрощает сам процесс бурения.
    • Таким способом можно бурить скважины под любым углом.
    • Если для бурения используются алмазные коронки, то им под силу любые породы, даже самые твердые.
    • С помощью данной технологии можно бурить глубокие скважины небольшого диаметра.
    • Сами станки колонкового типа – это малогабаритные установки, мобильные и легкие.

    Следующий этап бурения колодца машиной – это установка обсадной трубы. Чаще всего именно для колодцев используются железобетонные кольца разного диаметра. Кстати, подбор диаметра напрямую будет зависеть от диаметра используемого при бурении бура.

    Если бурится скважина, то многое будет зависеть от ее глубины и от типа грунта, через который будет устанавливаться обсадка. Поэтому для формирования ствола можно использовать одно- или многотрубную конструкцию. Первое – это когда на всю глубину устанавливаются трубы одинакового диаметра. Второе, когда используются трубы разных диаметров. И чем глубже в недра земли, тем меньшего диаметра труба устанавливается.

    Бетонные кольца колодца

    Что касается материала, из которого сегодня изготавливаются обсадные трубы, то чаще всего используются стальные и пластиковые изделия. Вторые обычно устанавливаются в нетвердых породах нижнего уровня.

    Внимание! Нельзя устанавливать пластиковые обсадные трубы в подвижных пластах. Их смещение может привести к деформации и излому пластика.

    И последний этап – установка насоса. Здесь два варианта: скважинный, который опускается в колодец в воду и поверхностный. Последний устанавливается без погружения в воду, а в зеркало опускается шланг или труба. Основное требование к насосу – это необходимая мощность и напор, от которого зависит, с какой глубины и на какое расстояние можно буде качать воду из колодца.

    И в конце статьи предлагаем посмотреть видео – бурение колодца, из которого можно понять, как производится сам процесс.


    Раздел 4. ВОДОПРИЕМНЫЕ СООРУЖЕНИЯ

    § 67. Трубчатые колодцы

    Трубчатые буровые колодцы устраивают путем бурения в земле вертикальных цилиндрических каналов — скважин. В большинстве пород стенки скважин приходится укреплять обсадными (чаще всего стальными) трубами, образующими трубчатый колодец. В пределах водоносного пласта для возможности приема воды из грунта колодец оборудуют специальными фильтрами.

    Трубчатые колодцы применяют обычно при сравнительно глубоком залегании водоносных пластов и значительной мощности этих пластов. В связи с этим их. характерной особенностью является относительно малый диаметр (облегчающий прохождение большой толщи пород) и относительно большая длина водосборной части.

    Трубчатые колодцы могут использоваться для приема как безнапорных (IV.39, а и б), так и напорных (IV.39, в и г) подземных вод. И в том и в другом случае они могут быть доведены до подстилающего водоупорного пласта — «совершенные колодцы» (IV.39, а и в) или заканчиваться в толще водоносного пласта — «несовершенные колодцы» (IV.39, б и г).

    Обычно для централизованных систем водоснабжения устраивают несколько трубчатых колодцев, объединенных в группу водосборных сооружений. Состав и схема этих сооружений зависят в основном от метода извлечения воды из колодцев, который в свою очередь зависит от глубины расположения уровня воды по отношению к поверхности земли.

    Конструкция трубчатого колодца зависит от глубины залегания подземных вод, характера проходимых горных пород и способа бурения. В свою очередь способ бурения принимается в зависимости от требуемой глубины колодца ‘.

    На IV.40 показана схема устройства простейшего бурового колодца. Стенки вертикального цилиндрического канала (скважины), получаемого в результате бурения, закрепляют опускаемой в него стальной обсадной трубой 1. Эту трубу опускают приблизительно до верхней границы залегания водоносных пород. В большинстве случаев эти породы представляют собой насыщенные водой пески, песчано-гравелистые или скальные трещиноватые породы.

    В обсадную трубу 1 опускают трубу 2 меньшего диаметра, которую доводят обычно до нижней границы залегания водоносных пород, несколько заглубляя в подстилающие водонепроницаемые породы (IV.40,а). Затем в трубу 2 опускают фильтр (IV.40,б) (представляющий собой обычно трубу с перфорированной — дырчатой или щелевой — частью 3), предназначенный для защиты колодца от занесения в него вместе с водой частиц грунта из водоносного слоя. Конструкции фильтров описаны в § 68. Фильтр, диаметр которого должен быть меньше внутреннего диаметра трубы 2, опускается в нее при помощи штанг и специальных замков 4 в его верхней части. После установки фильтра трубу 2 удаляют из скважины, а кольцевое пространство между стенками фильтровой трубы и обсадной трубы / уплотняют путем устройства сальника 5. После изъятия из скважины трубы 2 колодец принимает вид, показанный на IV.40,6.

    В буровом колодце обычно различают водоприемную часть (фильтр), ствол, т. е. глухую часть скважины, по которой поднимается вода, и устье, т. е. соответствующим образом оборудованную выходную часть; устье обычно располагается в специальном павильоне.

    При залегании водоносных пород на большой глубине достигнуть их одной обсадной трубой не удается ввиду значительного возрастания сопротивления грунта погружению обсадных труб. В этих условиях используют несколько обсадных труб постепенно уменьшающегося диаметра (IV.41,a). После того как трубой диаметром d достигнута наибольшая возможная Глубина /гь в нее опускают трубу ближайшего меньшего диаметра d2, погружаемую на глубину /г2 от поверхности земли, но испытывающую сопротивление грунта лишь на высоте h2—hi. Если требуемая глубина не достигнута второй трубой в нее вводят третью трубу еще меньшего диаметра Й?3 И Т. Д. Наконец, в нижней части последней трубы устанавливают фильтр, а трубу подтягивают на высоту, соответствующую высоте фильтра. Все обсадные трубы, кроме наружной, обрезают на требуемом уровне специальным труборезом изнутри, и кольцевое пространство между концами смежных труб тампонируют (обычно цементным раствором). В результате буровой колодец получает телескопический вид (IV.41,6).

    «Выход» (т. е. высота h2—hi и т. д.) одной обсадной трубы различен для разных способов бурения: при ручном ударном вращательном бурении он достигает 20—25 м, при механическом ударном бурении — 30—50 м, при роторном бурении — 400—500 м.

    Верхняя колонна труб (наибольшего диаметра) телескопического колодца обычно опускается на относительно небольшую глубину (7— 12 м) и служит своего рода направляющей для обеспечения правильного вертикального положения колодца.

    В некоторых случаях в целях защиты колодца от проникновения в него загрязненных почвенных вод (в результате коррозии внешней трубы) вторую обсадную трубу не обрезают, заполняя пространство между первой и второй трубой цементным раствором на всю высоту.

    Трубчатый колодец должен быть выполнен строго вертикальным и прямым, особенно при использовании для подъема воды артезианских насосов с длинным валом.

    Оборудование устья (оголовков буровых колодцев) описано в §71.

    Добавить комментарий