Устройство трубчатого колодца

Трубчатый колодец еще называют водоразборной скважиной и сооружают на самом высоком месте участка, обеспечив отведение талых и дождевых вод. Кроме того, колодец размещают на участке с учетом удобного доступа. При выборе места для колодца необходимо учитывать геологические условия, с тем чтобы при наименьшей глубине колодец отдавал как можно больше воды. В зависимости от грунта определяют вид работ по устройству колодца. Можно производить ручное и механическое бурение с помощью буровой установки (рис. 15). Конечно, пробурить скважину намного легче, чем вырыть колодец, особенно если это делать вручную.

Определение притока воды к колодцу производят по формуле:

где Q – приток воды;

k – коэффициент фильтрации грунта;

H – глубина водоносного слоя;

h – глубина воды в колодце;

r – радиус колодца;

R – радиус влияния.

Для мелкозернистых грунтов R = 100—200 м; для среднезернистых – 250—500 м; для крупнозернистых – 700–1000 м. Выбор r обусловлен размером бетонных обсадных колец. Стандартные кольца заводского изготовления имеют высоту 0,6–0,9 м, толщину стенок 5–9 см при диаметре 0,75–1 м. С увеличением r возрастает расход Q. При одних и тех же условиях эксплуатации колодец с большим r имеет большую вместимость, то есть противопожарный запас, а отдача воды колодцем некоторое время многократно превышает отдачу воды скважиной.

Рис. 15. Буровая установка: 1 – бур; 2 – вороток; 3 – тройник; 4 – разборная штанга; 5 – муфта; 6 – вышка-тренога; 7 – отверстие для штанги; 8 – лебедка.

В песчаных, глинистых, суглинистых грунтах с небольшим содержанием галечника и валунов используют самодельную буровую установку. Бур выполняют из трубы диаметром 1 дюйм, с наружной винтовой резьбой на одном конце и шнековой винтовой поверхностью диаметром 200 мм (1–2 витка) на другом. На торец шнековой поверхности приваривают два стальных ножа.

При установке бура вертикально ножи наклонены к горизонтали и при вращении ввинчиваются в грунт, как штопор, разрыхляют и откладывают его в пазухи винтовой поверхности. После трех оборотов бур вынимают, грунт удаляют и повторяют все сначала.

Бур ввинчивается с помощью воротка – куска трубы длиной 1,5 м, соединенного с однодюймовым тройником с внутренней винтовой поверхностью. Тройник навинчивают на разборную штангу из труб длиной 1,5 м. Так пробуривают скважину глубиной до 1 м. Далее с помощью муфты присоединяют следующую трубу штанги и продолжают процесс бурения. Наращивание штанги позволяет бурить на глубину до 8 м. Если попадается водоносный слой, бурение прекращают и в скважину опускают обсадные кольца диаметром меньше диаметра скважины, чтобы избежать обвала стенок и засыпания ее грунтом.

Если водоносный слой залегает на большой глубине, бурение продолжают с использованием деревянной или металлической вышки-треноги высотой 3–6 м и более. В верхней ее части для выхода штанги устраивают отверстие. Для подъема штанги треногу оборудуют лебедкой. При прохождении твердых, сухих пород в скважину периодически подливают воду.

Предположим, что бурение проводится на глубине 15 м, вороток штанги возвышается на 1 м от земли, бур набрал грунт и его надо извлечь на поверхность. Лебедкой поднимают всю штангу на высоту 8 м, при этом ее верхний конец проходит в отверстие треноги. У поверхности земли треногу разъединяют, крючком лебедки подцепляют за нижнюю часть и поднимают. Затем, перехватив еще раз бур крючком лебедки, поднимают и чистят. Снова в скважину бур опускают в обратной последовательности.

Достигнув водоносного слоя, бурение прекращают и приступают к монтажу обсадных труб, которые могут быть металлическими, керамическими или бетонными, но непременно меньшего диаметра, чем диаметр скважины. Трубы монтируют секциями на высоту вышки, соединяют и опускают в скважину.

Торец нижней обсадной трубы наглухо заделывают и перфорируют на высоту до 2 м, просверливая в шахматном порядке множество отверстий диаметром 10—12 см, превращая конец трубы в фильтр. Снаружи трубу обертывают стеклотканью или сеткой из меди или латуни, чтобы избежать засорения отверстий грунтом.

По окончании монтажа конец верхней обсадной трубы должен возвышаться над поверхностью не менее чем на 0,8 м. Над ней следует соорудить шатер из досок, вырыть вокруг скважины отводную канаву или устроить глиняный замок толщиной 0,3 м радиусом не менее 1 м (рис. 16).

При бурении скважины может встретиться плывун – влажный слой мелкого песка. Если толщина плывуна менее 1 м, обсадные трубы опускают на всю высоту верхней части скважины, включая высоту плывуна, и бурят скважину буром меньшего диаметра. Если слой плывуна более 1 м, его толщину сначала измеряют арматурным прутом.

Рис. 16. Устройство скважины: а – нижняя, подземная, часть; б – верхняя, надземная, часть; 1 – труба; 2 – сухой грунт; 3 – водонасыщенный грунт; 4 – сетка; 5 – перфорированная труба; 6 – забивной наконечник; 7 – шатер; 8 – отводная канава; 9 – насос; 20 – отмостка; 11 – глиняный замок.

Тогда из жести изготавливают отрезок трубы диаметром, равным диаметру скважины, и высотой на 15 см больше толщины плывуна. Подогнув торцевые стенки трубы в сторону от полости скважины, ее опускают внутрь и перекрывают плывун.

Дальнейшее бурение выполняется буром диаметром 1 дюйм. В первое время, пока не сформируется естественный песчаный обратный фильтр, необходима периодическая откачка воды из скважины, так как из водоносного слоя через фильтр будет просачиваться мелкий песок.

Если при бурении скважины встречаются известняки, песчаники или скальные породы, приходится работать долотом, стараясь при каждом ударе поворачивать штангу на небольшой угол (15—20°), чтобы обкалывание породы шло равномерно. Но все же, если на пути скважины попадутся валун или скальная порода, лучше отказаться от дальнейшего бурения в этом месте.

Иногда садоводы применяют бурение с помощью насоса. Таким способом скважину до 10 м глубиной можно пробурить за 3 часа. Кроме насоса, понадобится труба диаметром 120 мм, на нижнем конце которой выпиливают острые зубья, а на верхнем устанавливают фланец диаметром 180 мм. В центре фланца на резьбе крепится проходной штуцер со шлангом для подачи воды от насоса.

Сначала следует выкопать яму диаметром 50—60 см и глубиной 1 м. В яму строго вертикально устанавливают трубу. Вода подается из емкости не менее 500 л. Под давлением поступающей воды почва размывается, и труба постепенно погружается. Для лучшего и более равномерного погружения трубу медленно поворачивают. Зубья разрушают землю, а вода выносит ее на поверхность.

При бурении скважины буровой установкой промышленного производства можно достигать глубины более 30 м.