Что такое шахтный колодец. Абиссинский трубчатый колодец

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 процессе работы (с интервалом прохода в 50-60 см) важно производить выемку породы и одновременно опускать обсадную трубу, направляя ее вниз внутри образующейся шахты.

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.

Для такого колодца очень важен уровень залегания водоносного слоя, т.к. устройство способно работать не глубже уровня 8 м. В противном случае проводится бурение уже другого типа скважины. Устанавливать такой источник следует, соблюдая основные санитарные нормы для обычного колодца.

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.

Трубчатые (буровые) колодцы (рис. ниже) состоят из скважины, которую выполняют путем вращательного или ударного бурения, что зависит от породы (грунта). Лучше всего такие колодцы заглублять в породу на глубину не менее 10 м. Для сооружения трубчатых колодцев необходимы трубы и специальный буровой инструмент. Строят буровые колодцы гораздо быстрее шахтных, т. е. за 5-7 дней, при глубине бурения до 20 м на устройство шахтного колодца такой глубины требуется 30-60 дней. Кроме этого, по стоимости они в 4-5 раз дешевле шахтных. Буровые колодцы закрывают с наружной стороны. Воду из них подают насосами, что более гигиенично по сравнению с подъемом воды бадьей или ведром. Оборудование для строительства трубчатых колодцев:

Трубчатые колодцы: а - копер и его детали: 1 - ноги копра; 2 - штанга; 3 - верхний узел копра; б - бурение при помощи копра: 1 - балансир (рычаг); 2 - канат; 3 - штанга; в - извлечение труб при помощи рычагов: 1 - козелок; 2 - рычаги; 3 - хомут; 4 - труба; г - канатная петля для свертывания и развертывания труб; д - хомуты для вращения труб

Для оборудования трубчатых колодцев необходимы копер (тренога или вышка), инструменты, трубы, фильтры и т. д. (см. рис.). Копры, треноги или вышки состоят из трех бревен диаметром от 13 до 18 см в тонком конце (в отрезе), длиной 8-9 м. Бревна должны быть прямыми и без сучков. Для скважин большого диаметра копер можно изготовить из четырех ног. Расстояние между ногами берут не менее 2 м. Концы ног заглубляют в землю. Высота копра в основном зависит от длины обсадных труб, глубины бурения и т. д. Вверху тонкие концы копра скрепляют шкворнем с головкой и гайкой диаметром не менее 35 мм. К шкворню крепят серьгу для канатного однороликового блока. На высоте 2,5-3 м от земли на поперечинах треноги делают настил из 50-60-миллиметровых досок, на которых во время бурения могут находиться рабочие.

Вместо настила можно крепить длинными гвоздями или скобами перекладины для подъема рабочих к верху треноги. Между двумя ногами копра крепят ворот, который необходим для подъема и опускания труб и штанг. Для подъема труб, сильно удерживаемых породой, применяют балансиры, т. е. рычаги с прикрепленным к ним через блок буровым канатом. Балансир можно также использовать при ударном бурении. Поднимать или просто отрывать от породы трубы рекомендуется двумя или тремя рычагами, подставляя под них козелки. На трубе для упора рычагов крепят хомут. Переставляя хомут, поднимают трубу. Хомуты бывают стальные и деревянные. Их применяют для вращения, посадки и подъема обсадных труб и штанг. Стальные изготовляют из полосовой стали, деревянные - из древесины твердых пород без сучков, диаметром 180-250 мм, длиной 2,5-3 м. На толстых концах древесины делают выемки для труб. Стягивают половинки хомутов двумя или четырьмя массивными болтами, желательно с ленточной резьбой и гайками с барашками. Для свинчивания и развинчивания труб (т. е. колонны из труб) применяют цепные ключи разных размеров. Когда ключей нет, используют канатную петлю, которую навивают на трубы пятью-шестью витками. На трубах устраивают две канатные петли: одну - для удержания одной трубы, другую - для вращения другой. Устраивают петлю так. Берут конец каната или тонкого троса длиной 2-3 м, наматывают двумя витками вокруг трубы. Затем один конец спускают вниз вдоль трубы на 500-800 мм. Верхний конец каната наматывают на трубу и делают пять-шесть нисходящих витков по концу, опущенному вдоль трубы. В петлю просовывают лом или вагу (брусок или древесный ствол длиной 2-3 м). При нажиме на них петля начинает затягиваться, туго прижимая витки к трубе, и трубу вращают в нужную сторону. Вторая петля удерживает вторую трубу колонны, которая состоит из двух или нескольких труб. Кроме того, нужно использовать подкладные вилки, крюки, вертлюги для подвешивания труб или штанг, хомуты и т. д.

Буровой инструмент имеет разные названия, диаметр, длину и массу, применяют его для бурения различных пород. Весь буровой инструмент имеет верхнюю головку с конусной резьбой, которую легко завертывать.

Буровой инструмент: 1 - буровые ложки; 2 - змеевик; 3 - зубильное долото; 4 - пирамидальное долото; 5 - желонка; 6 фильтр; 7 - башмаки зубчатый и гладкий; 8 - ветлюга

Буровые ложки используют для бурения скважин преимущественно в устойчивых легких породах: чистых влажных песках; глинистых песках; песках с мелким гравием; суглинках и песчанистых глинах. Чаще всего применяют ложки с лезвием и змеевиком (пустотелый стальной цилиндр с головкой, резьбой, продольной прорезью по длине цилиндра). Ложку изготовляют из листовой стали или стальных труб и обязательно закаливают. Корпуса ложек бывают диаметром 70, 102, 140,198 мм, длиной 700-750 мм. Предназначены для обсадных труб с внутренним диаметром 78, 115, 155, 205 мм. Змеевик (спиральный бур) применяют для бурения скважин в глинах и суглинках с содержанием некоторого количества гравия. Состоит из головки с конусообразной резьбой и нескольких спиральных витков, оканчивающихся в нижней части лезвия. Шаг спирали равен диаметру змеевика. Закаливают змеевик на высоту спирали. Изготовляют из полосовой стали нужной марки и вязкости. Полосу нагревают до белого каления, зажимают в тиски и завивают при помощи ключа. Изготовляют змеевик цельнокованным. Сварка не, допускается. Змеевики бывают диаметром 70, 104, 140 мм, длиной соответственно 650, 700, 820 мм. Долота применяют для ударного бурения в твердых породах. Бывают разного вида и названий: зубильные, пирамидальные, плоские, крестовые и др. Они состоят из лопасти, шейки, конусной резьбы. Нижнюю кромку называют лезвием. Выковывают из цельного куска крепкой стали и закаливают. Во время работы для округления ствола скважины долота необходимо поворачивать на угол 15-20° после каждого удара. Зубильное долото имеет нижнее основание размером 45, 60, 75, 85 мм, длину лезвия 258, 260, 290 мм.

Желонки бывают разных типов. Широко распространены простые и поршневые. Служат главным образом для извлечения из скважины ударным способом пробуренной породы, а также для бурения сыпучих и рыхлых пород. Корпус желонок изготовляют из обсадной или газовой трубы длиной 2-3 м. Вверху имеется резьба и вилка для крепления к канату, внизу - стальной башмак с клапаном. Нижнюю часть башмака делают острой, диаметром на 4-6 мм больше наружного диаметра корпуса желонки. Простая желонка имеет клапан в виде стального диска или шарика.

Колонки бывают с наружным диаметром корпуса 89, 95, 127, 168, 219 мм, соответственно массой 25, 30, 47, 64, 96 кг. Они предназначены для работы в обсадных трубах с внутренним диаметром 104, 115, 155, 205, 225 мм. Буровые ложки, змеевики и желонки необходимо изготовлять определенной длины. Это объясняется тем, что в процессе бурения операции чередуются: опускают инструмент, бурят и извлекают его из скважины, очищают от породы, обратно вставляют, бурят, извлекают, очищают и т. д. Это отнимает много времени. При коротких инструментах время, затрачиваемое на выполнение операции, увеличивается в 2-3 раза. Фильтры применяют для фильтрования воды, поступающей к насосу. Они бывают разных конструкций и длины. Изготовляют из меди или нержавеющих материалов, гравия и т. д. Дырчатый фильтр без сетки - стальная перфорированная труба с круглыми отверстиями диаметром 10-20 мм, просверленными в шахматном порядке, общая площадь фильтра должна составлять примерно 20-25% от общей поверхности трубы. Устанавливают в неустойчивых скальных или крупноблочных рыхлых породах.
Трубы берут диаметром 76, 102, 152 мм, соответственно с отверстиями диаметром 12, 16, 18 мм, с расстоянием между ними 30, 35, 40 мм. Стальной щелевой фильтр - стальная труба, на которой прорезают в шахматном порядке прямоугольные отверстия (щели шириной от 1,5 до 3 мм, длиной от 26 до 100 мм). Фильтр с проволочной обмоткой - перфорированная труба с приваренной по длине опорной проволокой диаметром 3-4 мм, на которую навивают стальную проволоку толщиной от 1,5 до 2 мм так, чтобы между витками не было просветов. Все крепят сваркой. Таким образом между трубой и обмоткой остается пространство, равное толщине опорной проволоки. Сетчатый фильтр - перфорированная труба с опорной латунной проволокой диаметром 2,5-3 мм, наверх которой закрепляют сетку. Опорную проволоку навивают на трубку по спирали через 15-30 мм виток от витка. Все крепят отдельными точками чеканкой.

Сетка из красной меди бывает с отверстиями от 0,10- до 0,50 мм, ходовой размер - 0,25 мм. Отверстия должны быть в 2 раза меньше диаметра песчинок. Длина и толщина фильтров разные. Применяют для различных песков, кроме однородных мелкозернистых и глинистых.

Гравийные фильтры различают двух типов. Первый - засыпают гравий в скважину после ее устройства, второй - опускают дырчатую трубу или сетчатый фильтр, которые по мере подъема обсадных труб обсыпаются зерном. Зерно гравия берут в 10-12 раз крупнее диаметра водоносного песка. Диаметр фильтров берут таким, чтобы они могли свободно опускаться в обсадную трубу или пробуренную скважину без обсадной трубы. Штанга - стальные трубы особого проката с утолщенными стенками вообще и особенно на концах. Соединяют между собой стальными муфтами. К штангам крепят инструмент для выполнения вращательного или ударного бурения. Трубы должны быть очень прочными на сжатие, растяжение, скручивание. Нормальная длина штанг - 3 м, но бывают короткие штанги длиной 1, 1,5, 2 м. Штанги, соединенные вместе, называются колонной. При начальной стадии бурения забуриваемой скважины короткие трубы весьма удобны.

Для бурения небольших по диаметру скважин глубиной до 30 м можно применять обычные стальные газовые трубы или водопроводные, которые скрепляют между собой в колонны, лучше всего не обычными, а стальными муфтами. Длина муфт должна равняться двойному диаметру трубы. Обычные муфты малопригодны. Можно применять стальные прутки квадратного или круглого сечения, а также стволы молодых деревьев (дуб, ясень, ель, лиственницу), но только для ударного бурения с предварительным укреплением концов сталью. Штангу ударную изготовляют из мягкой стали и применяют для увеличения массы инструмента. Имеет внутреннюю резьбу для закрепления инструмента. Длина штанги - 2-2,5 м, масса - до 200 кг. Обсадные трубы, для среднего и глубокого бурения изготовляют из различной по качеству стали, они должны быть совершенно ровными и без вмятин. Служат для предотвращения обвалов стенок скважины при проходе в неустойчивых породах, а также для изоляции водоносных горизонтов с непригодной для употребления водой. Применяют для ударного и вращательного бурения. Соединяют между собой стальными муфтами. При забуривании труб в породу применяют башмаки, выполненные в виде муфт с нижней зубчатой или гладкой режущей кромкой. Зубчатый башмак применяют для вращательного бурения твердых пород. Его внутренний диаметр должен равняться внутреннему диаметру трубы, а наружный быть на 3-5 мм больше наружного диаметра муфт тех же труб; зубцы отгибают наружу на такую же величину. Гладкий башмак похож на зубчатый, только нижняя режущая кромка его имеет форму клина. Трубу с таким башмаком осаживают ударами деревянной колотушки по забивной головке, навернутой на верхний конец обсадной трубы. При бурении треногой необходимо иметь ветлюгу - стальной стержень с нарезкой по калибру штанг или обсадных труб и с сшитой для подъема.

Бурение скважины. Прежде чем приступить к бурению, необходимо узнать характер породы (грунта) и в соответствии с ним приготовить инструмент. При штанговом ударно-вращательном ручном бурении скважины глубиной до 20 м и диаметром до 76 мм работу можно вести без треноги. Однако с треногой удобнее. Работу могут выполнять три-четыре человека. Техника бурения состоит в том, что прежде всего роют шурф, опускают в него инструмент, бурят, вынимают или извлекают колонну с инструментом при помощи лебедки или ворота. Очередную штангу наращивают тогда, когда конец предыдущей находится выше уровня земли не более 1 м. В процессе бурения через каждые 500-700 мм углубления инструмента в породу его извлекают для очистки. Таким образом бурят скважину до конца и, если требуется, ставят обсадные трубы. Когда мелкое бурение скважины выполняют без треноги, то удобнее применять короткие штанги длиной 1, 1,5 и 2 м. При бурении штангу с инструментом или обсадную трубу направляют в скважину строго вертикально.

Первую стадию бурения называют забуриванием. При этом обычно двое вращают бур, а третий проверяет отвесом его вертикальность. Проще и удобнее поступать так. На месте бурения роют шурф 1,5х1,5 м глубиной 2-3 м или глубже. Стенки шурфа укрепляют досками. На его дно кладут две прочные подкладки и прочно закрепляют их кольями. На подкладки кладут две-четыре толстые 50-60-миллиметровые доски и крепят их длинными гвоздями. Над шурфом делают то же самое и настилают пол из таких же досок. Если устанавливают треногу, то через ее блок пропускают весок, находят точку центра на полу и прорезают круглое отверстие, равное наружному диаметру муфт штанги или башмака обсадной трубы, если ее ставят в первую очередь. Веском находят центр или точку на досках, уложенных на дне шурфа, и прорезают точно такое же отверстие. Так как доски хорошо укреплены, то поставленная в отверстие штанга или обсадная труба будет находиться строго вертикально и способствовать бурению вертикальной скважины. В устойчивой породе скважину можно пробурить на всю глубину без обсадки или на всю длину обсадной трубы. В неустойчивых породах сначала пробуривают начальную скважину глубиной 1 м или больше (это лучше), опускают туда обсадную трубу с башмаком, завертывая или забивая ее.

Для завертывания на трубе крепят хомут на высоте 1-1,5 м от поверхности земли. Бурение выполняют небольшими толчками, вращая трубу или бур по ходу часовой стрелки. Башмак обрезает скважину, что способствует опусканию трубы. Если от обычных толчков обсадная труба не опускается, то ее сначала вращают против часовой стрелки, затем по ее ходу. По мере заполнения скважины породой прекращается осадка трубы. Скважину приходится очищать от породы желонкой. Вращая штангу с инструментом или обсадную трубу, рабочие не ходят вокруг нее, а передают рукоятки шарнирного хомута друг другу. Не рекомендуется для облегчения вращения удлинять концы хомутов. Это может привести к скручиванию труб. В зависимости от качества грунта часто первую обсадную трубу не завертывают, а забивают. В дальнейшем буровым инструментом работают внутри обсадных труб, чередуя операции: сначала бурят, затем извлекают инструмент, очищают его от породы, потом вставляют в трубу, бурят, извлекают, очищают от породы и т. д. До забуривания на штанге делают отметку мелом на высоте 500-700 мм от настила. Бурение прекращают, когда отметка вплотную приблизится к настилу. Затем инструмент вынимают со штангой из скважины, очищают от породы, вставляют обратно в скважину, делают отметку мелом, и процесс повторяют. По мере углубления инструмента в породу хомут переставляют так, чтобы он был от настила на высоте 1-1,5 м. Наращивают штанги по мере необходимости.

Каждый владелец частного дома или дачи сталкивался с такой проблемой, как недостаточное количество воды в скважине и ухудшение ее качества. Порой копка нового колодца невозможна и в таком случае целесообразно попробовать углубить колодец и этим реанимировать его. Как это сделать, с помощью каких методов, рассмотрим в этой статье.

Углубляем колодец своими руками

Каждый владелец земельного участка мечтает о колодце с достаточным количеством питьевой воды хорошего качества. Иногда качество воды меняется в один момент и причиной этого могут стать пересыхание или нарушение в поступлении воды. Когда принимается решение произвести углубление колодца, следует взвесить свои силы и решить:

• искать бригаду специалистов;
• провести процедуру самостоятельно.

Если вы склоняетесь ко второму варианту, необходимо знать и учесть много нюансов. Одно из самых важных требований - работы следует проводить в период спокойствия подземных вод. Такой период наступает с последнего месяца осени и тянется до середины зимы.

Выделяют два главных методы углубления:

• фильтрование;
• использование ремонтных колец;
• вкапывание (подкоп).

Когда и зачем углублять колодец

Углубить можно собственными руками, без поиска специальных бригад. Если вы уверены, что справитесь самостоятельно, можно приступать. Осуществить процедуру углубления скважины можно только один раз. Основные моменты, на которые обращают внимание перед началом процедуры:

• состояние колодца;
• глубина залегания подземных вод;
• возможность удержания колец грунтом.

Максимально возможное углубление - около трех метров в глубину.

В таких случаях необходимо произвести углубление колодца:

• нет возможности выкопать новый колодец;
• глубина колодца с колоннами составляет более одиннадцати колец;
• вода заметно пересыхает;
• скважина искривлена;
• очень высокие вкусовые качества воды;
• ощутимо уменьшилась наполняемость колодца.

Если причина не временная, следует рассмотреть вариант углубления. Если причина другая, целесообразнее вырыть новый колодец.

Подготовка к углублению колодца

Есть несколько причин, почему уровень воды падает:

• стоит очень жаркая погода с полным отсутствием дождей;
• близко расположенная артезианская скважина.

Перед началом углубления скважины следует проанализировать состояние колодца, проверить способность почвы удерживать кольца и выяснить уровень подземных вод. Когда все объективные причины проанализированы, можно приступать к углублению скважины. Если не произвести оценки состояния колодца, то все временные и физические затраты будут бесполезны. Следует учесть тот факт, что процедура по углублению колодца может стоить дороже, чем вырыть новую скважину.

Для углубления понадобится следующее оборудование, которое необходимо заранее подготовить и протестировать состояние. Такие предметы требуются для углубления:

• мощный насос, лучше приготовить два насоса;
• лопата с коротким черенком;
• три - четыре ведра;
• лебедка, способная поднять около пятисот килограмм;
• подъемный блок;
• веревочная лестница;
• отбойный молоток;
• освещение, желательно головной убор со светодиодной лампочкой, это поможет оставить руки свободными;
• резиновая обувь и сапоги, каска для защиты головы.

Для осуществления процедуры углубления необходимо действовать в таком порядке:

• снять верх колодца, наземную часть- это даст возможность свободного доступа к скважине;
• откачать всю воду - понадобятся мощные насосы, глубинный насос поможет сделать это быстрее, чем откачка воды ведрами вручную;
• необходимо укрепить швы в колодце, возможно через них попадает ил и песок;
• необходимо почисть дно, для этого используют лопату и ведра.

Осуществлять углубление допустимо, если протяженность скважины не больше шестнадцати бетонных колец и если смещение между ними незначительное. Перед началом работы скобами скрепляют края колонны, чтобы предотвратить разрыв.

Работа по углублению достаточно трудоемка и опасная. Без специальных знаний и опыта лучше не заниматься данной работой. При решении сделать все самостоятельно без привлечения специалистов следует теоретически изучить правила, этапы работы и технику безопасности.

Углубление колодца методом подкапывания

Для углубления скважины методом подкопа следует приготовить необходимую одежду, инструменты, материалы. Необходимо проводить работы в компании трех - четырех человек. Процедура требует страховки того, кто будет работать внутри шахты. Работать одному крайне опасно.

После демонтажа наземной части колодца, необходимо провести укрепление межбетонных соединений скобами. Это можно сделать болтами и пластинами, а также скобами и арматурой. Это целесообразно делать всегда, но особенно при угрозе плавуна. Плавун попадает в шахту из-за смещения колец.

Алгоритм по углублению можно описать следующим образом:

• выкачать насосом или вычерпать вручную воду из скважины;
• тщательно закрепив веревочную лестницу, спустить ее в шахту колодца;
• человек фиксируется страховочным тросом и только после этого опускается на дно;
• осуществлять подкоп под первым кольцом,
• при помощи лебедки земля поднимается наверх;
• под весом конструкции из верхних бетонных колец происходит оседание, появляется возможность установить новые кольца.

Процесс подкопа достаточно опасный и требует аккуратности, слаженных действий команды и правильных действий.

• углубляясь вовнутрь, обнаруживаются родники, которые станут источником поступления воды в новом, отремонтированном колодце;
• по окончанию работы устанавливается донный фильтр из щебенки, гравия.

Если глубина шахты более десяти метров, лучше пригласить специалистов- работа может быть опасно для непрофессионала.

Углубление с использованием колец

Очень эффективным считается способ углубления колодца использованием колец меньшего диаметра. Выполнив те же манипуляции по удалению воды и восстановлению целостности колец, необходимо использовать кольца меньшего диаметра. Их вкапывают в шахту, постепенно углубляясь. Зазор между основными кольцами и ремонтными можно заделать камнями и засыпать более мелкой галькой.

Алгоритм докопки колодца следующий:

• снимается донный фильтр, верхний слой грунта;
• начинают копать тоннель для нового кольца;
• для утяжеления дополняют еще одним кольцом, которое убирается потом;
• после установки нового кольца необходимо его присоединение к основному, для этого используют скобы;
• по окончанию установки швы заделывают специальным раствором и засыпают дно колодца новым донным фильтром: галькой, камнями, гравием.

Фильтровое углубление

Иногда именно этот способ дает самый лучший результат. Для углубления скважины при помощи фильтра необходима труба длиной около метра и диаметром более пятидесяти сантиметров. Обтягивают сеткой из нержавеющей стали и вгоняют в дно колодца и стараются поглубже посадить этот фильтр.

Очищение колодца после углубления

После окончания углубления следует очистить и продезинфицировать скважину. Для этого выполняют такие манипуляции:

• Специально для питьевого водоснабжения употреляется гипохлорид натрия. Ним следует обработать стенки скважины. Рекомендуется обработка с помощью мойки высокого давления (Керхера).
• Все механические повреждения, сколы, трещины необходимо отремонтировать при помощи гидроизоляции, жидкого стекла, цементного раствора.
• Толстый слой щебенки или гравия на дне колодца, будет выполнять роль донного фильтра, поможет закрепить грунт.

Донный фильтр, когда, как и зачем

Донный фильтр поможет сделать воду чистой, прозрачной и более вкусной. Также он поможет поступлению воды и укрепит грунт. Нет необходимости ставить фильтр в каждом колодце, при установке фильтра без причины может появиться обратный эффект: количество воды уменьшится, качество ухудшится. Для начала необходимо выяснить качество дна колодца, оно бывает:

• плотное, из глины;
• рыхлое, из глины;
• песчаное;
• илистое, плывун.

Если дно колодца плотное глиняное, вода, просачиваясь сквозь грунт, качественно фильтруется. В таком случае донный фильтр не нужен, а его установка затруднит поступление воды.

Рыхлое глиняное дно не требует фильтра также. Целесообразно просто засыпать дно крупным щебнем.

Песчаное дно- тот вариант дна, которое требует установки донного фильтра. При любом движении песок легко поднимается со дна и попадает в ведро или насос. Качество воды не высокое. Здесь есть необходимость в донном фильтре в несколько уровне.

Плывун- илистая смесь песка, воды и глинистого элемента. Самый сложный случай, донный фильтр необходим, но может помочь лишь на время. Без сложной инженерной конструкции с металлической сеткой и щитами, донный фильтр со временем опустится вниз, поглотится плавуном.

Донный фильтр бывает нескольких типов:

• тройная засыпка, крупный щебень, галька чередуются так-на дно крупные фракции, сверху мельче, наверх укладываются мелкие элементы;
• тройная засыпка, на дно самые мелкие элементы, сверху-чуть крупнее, все засыпается самыми крупными фрагментами гравия или щебеня.

А если плывун?

При манипуляциях по углублению скважины можно столкнуться с такой непростой ситуацией, как плавун. В грунте смесь песка, ила, глины и воды находясь в замкнутом пространстве, представляет собой большую угрозу при внедрении в это пространство. Происходит движение плавуна - стремительно и неожиданно большая масса воды под высоким давлением проникает в шахту скважины. Размер плавуна колеблется от двух до девяти метров. Известны случаи, когда работая в колодце, работник натыкался на плавун и погибал.

При возникновении плавуна целесообразно отказаться от восстановления колодца. Если это невозможно, необходимо дождаться периода сильных морозов и попробовать углубить колодец.

Иногда плавун бывает столь незначительным, что никак не влияет на процесс углубления и можно продолжить осуществлять действия далее. Продолжив подкоп и установив кольца, появится водоносный слой.

Иногда ситуация складывается так, что кольца не опускаются, хотя подкапывание продолжается и поднимается большое количество земли. Следует прекратить работы и покинуть шахту, вероятнее всего может произойти следующее:

• начнется движение железобетонных колец, и они сдвинутся в сторону;
• возникает вертикальная деформация колец;
• появляются пустоты с внешней стороны скважины;
• крайне опасная ситуация угрожает жизни и здоровью человека.

Проблемные ситуации при опускании колец

При углублении случаются ситуации, когда кольца не опускаются. В таком случае можно попробовать следующие способы:

• Бурение по всей окружности верхнего кольца- требуется бур длиной около одного метра и насадки к нему. Благодаря способности не деформироваться и не слетать, бур наращивается толстостенной трубой. После того, как вся площадь вокруг верхнего кольца будет обработана, следует утрамбовывать это место, пытаться осадить кольцо, воздействуя на него весом. Можно воспользоваться услугами автокрана.
• Следующий метод заключается в использовании осиновых досок. Оббить этими досками окружность колодца, причем длина их должна соответствовать глубине колодца.

Способы заделки швов

При замене колец или просто для ремонта приходится заделывать швы, сквозь которые просачивается вода, ил. Швы нужно замазать тщательно и качественно, чтобы не возникало проблем с герметичностью колодца. Причины, по которым происходит разгерметизация:

• обычный раствор портиться со временем под воздействием воды и перепадов температур;
• грунт «двигается»;
• верхние кольца под воздействием низких температур могут смешаться;
• нарушение технологии строительства.

Это становится причиной не только разрушения стыков, но и трещин в самих кольцах. В скважину проникает песок, ил, грязная вода, качество воды снижается. Во избежание такой ситуации необходимо качественно произвести заделку стыков. Технология заделки сухих и мокрых стыков принципиально разная.

Перед работой необходимо произвести следующие действия:

• обработать стены скважины, очистить от загрязнений, ила напором воды и губами;
• крошащийся цемент убрать, то, что шатается и не держится, очистить;
• расширить швы;
• проконтролировать, чтобы кольца не были скошены относительно друг друга;
• соединить их скобами.

Сухие швы можно заделать цементным раствором, но под действием высоких или низких температур он может разрушаться. Для профилактики разрушения следует добавлять жидкое стекло.

Проведение углубления колодца в домашних условиях требует соблюдения техники безопасности и знаний алгоритма проведения данного процесса.

Не все дачи и загородные дома находятся вблизи сетей централизованного водоснабжения. Но для комфортного проживания нужна вода. В такой ситуации единственным источником воды для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд могут стать подземные горизонты. Чтобы обеспечить добычу такой воды, необходимо соорудить шахтный колодец, пробурить скважину или сделать трубчатый колодец. Любое гидротехническое сооружение способно обеспечивать бесперебойное водоснабжение жилого дома. Однако их устройство и особенности эксплуатации немного отличаются. В нашей статье мы сравним шахтные и трубчатые водозаборы.

Выделяют два типа водозаборных сооружений колодезного типа:

• шахтные гидротехнические конструкции.

Трубчатое сооружение

Такая разновидность конструкций очень часто встречается в небольших посёлках и называется колонкой. Другое название этого сооружения абиссинский колодец, скважина-игла. Иногда они располагаются прямо на улицах. Чтобы вода из недр такого колодца могла подниматься наверх, используется ручной насос. Трубчатый колодец можно устроить только в том месте, где подземные воды залегают на небольшой глубине. На возведение этого гидротехнического сооружения уходит 1-2 дня. Однако устройство такого водозабора выполняется не копанием ямы, а бурением скважины.

По сути, это та же буровая скважина, оборудованная фильтром, подъёмной и насосной аппаратурой. Если бурение такой проходки будет выполняться в неустойчивых грунтах или на значительную глубину, то обязательно используется обсадная колонна. Это позволит избежать обвала грунта со стенок скважины как во время бурения, так и в процессе эксплуатации. Благодаря резьбовому соединению труб удаётся добиться высокой герметичности сооружения.

Такое сооружение может быть двух разновидностей:

• мелкого заложения (до 40 м), конструкции глубиной до 9 м делают методом забивания трубы, это возможно только в мягких почвах;
• глубокого заложения (более 40 м), для бурения скважин глубиной до 50 м используют ударно-канатный метод, а для конструкций глубиной более 50 м подходит колонковый или роторный способ.

Устройство

Трубчатый колодец обычно сооружается после изучения особенности грунтов. От этого зависит выбор метода бурения (бур, долото или коронка). Устройство такого колодца начинается с бурения скважины по размеру обсадной трубы до водоносного горизонта. Затем устанавливается обсадная колонна. Забойная часть колонны имеет перфорацию и фильтр.

Важно: обязательно выполняется обратная отсыпка – затрубное пространство за обсадными трубами заполняется глиной. Только так можно защитить сооружение от попадания поверхностных вод.

Преимущества и недостатки

К достоинствам таких гидротехнических сооружений можно отнести следующее:

• вода в таком колодце практически всегда остаётся чистая, поскольку в скважину не могут попасть посторонние предметы и мусор;
• трубчатый колодец можно размещать недалеко от дома;
• добычу воды можно производить с ранее намеченного горизонта;
• скважина обеспечивает хороший дебет чистой питьевой воды.

Среди недостатков этих сооружений стоит упомянуть:

• невозможность добычи грунтовых вод, находящихся в неглубоких горизонтах (выше отметки 7 м);
• если время для бурения выбрано неправильно, то гидротехническое сооружение может обмелеть;
• если конструкцией не пользоваться регулярно, велика вероятность заиливания скважины;
• при нарушении и неточностях в процессе монтажа швы между обсадными трубами могут разгерметизироваться.

Строительство трубчатого колодца

Проще всего самостоятельно сделать неглубокий трубчатый водозабор (до 9 м) в мягких породах грунта. Для этого в грунт забивают трубы. Чтобы облегчить работу землю можно периодически смачивать. Работы ведут в таком порядке:

1. Сначала в месте выполнения шахты делается шурф глубиной 1,5-2 м и размером 1,5х1,5 м.
2. К первой трубе крепится хомут на болтовом соединении, устанавливается фильтр, надевается утяжеляющая баба.
3. Второй хомут крепится выше фильтра на 200 см.
4. Труба ставится в центре приямка. Шурф засыпается и трамбуется.
5. Забивка трубы происходит при помощи бабы на верёвке.
6. Таким образом ведут работы, пока не доберутся до водоносного горизонта.

Шахтный водозабор

Такое водозаборное сооружение идеально подходит для самостоятельного выполнения. Обычно устройство шахтного колодца делают в процессе копания ямы и укрепления её стенок. Шахтные колодцы можно разделить на несколько видов в зависимости от материала, из которого сделаны их стенки:

• деревянные;
• каменные или кирпичные;
• пластиковые;
• железобетонные.

Чаще всего делают железобетонные колодцы. Такая конструкция может прослужить до полувека. Глубина шахтного колодца может доходить до 15-20 м. Однако сам процесс копания ямы довольно длительный и трудоёмкий. В зависимости от габаритов бетонных колец для монтажа может потребоваться грузоподъёмная техника. Довольно часто на дне сооружения оборудуется фильтр высотой до 50 см.

Внимание: шахтный колодец обязательно должен защищаться от попадания поверхностных вод и верховодки. Для этого снаружи он обмазывается битумом и оборачивается двумя слоями гидроизоляции, все стыки между кольцами тщательно герметизируются.

Стремительно набирают популярность пластиковые колодцы. Высокая герметичность всех швов и соединений достигается благодаря цельности конструкции. Срок службы таких конструкций не меньше, чем у изделий из железобетона. Но главное преимущества в малом весе пластиковых колец, что обеспечивает быстрый монтаж без использования строительной техники.

Кирпичные и деревянные шахтные колодцы не пользуются такой популярностью, как несколько десятков лет назад, из-за трудоёмкости их выполнения, низкой герметичности, быстрой загрязняемости и сложностей в обслуживании.

Внимание: чтобы защитить содержимое колодца от загрязнения поверхностными водами, осадками и мусором, сооружение обязательно должно иметь крышу, а его оголовок должен быть приподнят над уровнем земли на высоту не менее 50 см.

Устройство

Шахтный колодец состоит из трёх частей:

1. Снизу располагается водоприёмник. Эта часть нужна для сбора и фильтрации воды.
2. Выше водоприёмника находится ствол колодца. Это подземная часть конструкции, которая защищает воду от загрязнения, а стенки шахты от обрушения.
3. Выше поверхности земли располагается оголовок колодца. Он защищает конструкцию от попадания мусора, осадков, пыли и грязи, а также не даёт воде замерзать зимой. На оголовок устанавливается крыша и ворот.

Преимущества и недостатки

К преимуществам шахтных колодцев можно отнести следующее:

• Внушительный срок эксплуатации, доходящий до 50 лет.
• Очистка такого гидротехнического сооружения проходит легко.
• Благодаря значительному диаметру шахты для обеспечения автоматической подачи воды в дом можно использовать любые глубинные насосы.
• Чтобы сделать такой колодец, не нужно получать никакие разрешения. После сооружения конструкции колодец необходимо просто зарегистрировать.

Однако у шахтных колодцев есть и недостатки:

• Время и трудозатраты на копание глубокой ямы немаленькие.
• В процессе копания можно наткнуться на верховодку или загрязнённые грунтовые воды, которые будут непригодны для питья.
• Раз в год нужно выполнять чистку и дезинфекцию сооружения.
• При нерегулярном использовании содержимое колодца подвергается заиливанию.
• Для получения качественной питьевой воды понадобится устройство хорошего фильтра.
• Некачественная герметизация сооружения может привести к загрязнению воды.

Строительство колодца

Копку водозабора лучше производить в конце осени или зимой. Всё дело в том, что в это время грунтовые воды понижаются на максимальную глубину, поэтому вы не наткнётесь на верховодку, а само сооружение можно выкопать значительной глубины. Это обеспечит вам стабильный большой дебет гидротехнической конструкции в любой сезон.

Для устройства ствола водозабора лучше взять железобетонные кольца диаметром 1 м и высотой 50-100 см. Их несложно поднимать при помощи лебёдки, и вам не понадобится кран. Над местом копания устанавливают треногу, к которой крепят лебёдку.

Копку и монтаж сооружения ведут в таком порядке:

1. Для копания используют лопату с коротким черенком. Сначала выкапывают яму глубиной 50-100 см и диаметром чуть больше метра.
2. После этого в яму устанавливают первое бетонное кольцо. Его приподнимают при помощи лебёдки и опускают в яму.
3. После этого копку продолжают под кольцом вниз. По мере углубления ямы кольцо будет проседать под собственным весом.
4. После того как первое кольцо просядет на высоту 50-100 см производят монтаж второго кольца на него сверху. При этом элементы между собой скрепляются при помощи металлических скоб. В процессе монтажа швы между кольцами герметизируют при помощи специального шнура.
5. Также производят дальнейшее копание и установку последующих колец. Когда дно ямы начнёт заполняться водой, копку прекращают.
6. На дне колодца делают фильтр из послойно уложенных мытых камней разной фракции. Обычно его высота должна быть не меньше 50 см.
7. Затем выполняют наружную гидроизоляцию, обмазав верхние три кольца снаружи битумной мастикой и обмотав колодец рубероидом.
8. Вокруг колодца выполняют гравийно-песчаную засыпку или глиняный замок. Сверху делается бетонная отмостка с уклоном от стен сооружения.
9. На оголовок устанавливается крыша со свесом и ворот.

Прежде всего определяемся с местом. Заболоченные участки и участки, затапливаемые паводковыми водами, для этой цели не подходят. Будьте осмотрительны, если рядом есть карьеры, выработки, штольни, заброшенные скважины - при подвижках грунта может искривиться ствол колодца. Недопустимо размещать колодец вблизи автомобильных магистралей, мест хранения ядохимикатов. Для него отводят самое высокое и самое чистое место на участке - как можно дальше от туалета, душа, компостных ям.

Когда-то наши предки определяли залегание воды по приметам: присматривались, где ложится в теплый вечер туман, где вьются комары и мошкара, примечали места появления первых проталин весной. Но надо признать, что эти признаки со стопроцентной уверенностью сигнализируют лишь о наличии верховодки.

Выбираем время

Многие бригады и фирмы берутся копать колодцы в любой сезон. Время таяния снега все же следует исключить. Лучший период - осень и зима (до марта), когда уровень грунтовых вод самый низкий. Но и здесь есть свои хитрости. Например, при сооружении мелких колодцев на супесчаных грунтах к работе можно приступать только с начала июня: паводковые воды весь май будут просачиваться через грунт до водоносных горизонтов. При этом внешне земля будет выглядеть совершенно сухой.

Бурить или копать?

Если вода залегает глубоко, на уровне 15-20 м от поверхности, приходится устраивать трубчатый колодец. Для этого бурят скважину и опускают в нее стальные трубы разного диаметра. Но если в слоях грунта много валунов, камней, то проходка будет сопряжена с большими трудностями.
Наиболее распространены шахтные колодцы. Их делают из камня, дерева, монолитного бетона. Сейчас чаще всего используют бетонные кольца. Это и проще, и дешевле, и занимает не много времени (обычно достаточно 3-4 дней). Несомненные достоинства таких колодцев - долговечность, надежность, гигиеничность. Их глубина определяется не желаниями заказчика, а зависит от глубины залегания первого от поверхности водоносного слоя и обычно не превышает 10 м. На большую глубину рыть и тяжело, и дорого. Второй фактор - величина водопритока. Если вода поступает медленно, проходчики могут успеть установить в водоносном слое 2-3 кольца, если же вода поступает так быстро, что насос не успевает ее откачать, ограничиваются одним кольцом. Устройство шахтных колодцев незамысловато: верхняя часть, называемая оголовком, ствол и водоприемная часть.

Как это делается

Обычно колодцы копают вручную, как копали испокон веков. Бригада из двух-трех человек оснащена только лопатой, ломом да кувалдой, чтобы разбивать камни. Установив лебедку, рабочие, сменяясь, наполняют ведро грунтом и поднимают его на поверхность. Камни раскалывают или выкапывают целиком. Сначала выбирают землю под первое кольцо, устанавливают его, над ним размещают следующее. Снизу ведут подкоп, сверху выставляют кольца. Они опускаются вниз под собственным весом, скользя по стенкам цилиндрической шахты. Таким образом колодец проходится до появления воды. Перед входом в водоносный горизонт два нижних шва между кольцами изнутри заделывают песчано-цементным раствором. Позже это сделать уже невозможно. Как только раствор схватится, работу можно продолжать.

Встреча с водой

Когда появляются ключи, вода начинает прибывать с такой скоростью, что справиться с ней уже невозможно, копать прекращают и устанавливают кольца. В плывунах* столб воды обычно 60-80 см, но этого вполне достаточно (из-за высокого коэффициента фильтрации). Завершив сооружение ствола, швы между кольцами изнутри заделывают цементным раствором. Раньше это сделать нельзя, так как в процессе проходки кольца несколько смещаются относительно друг друга.

Для фильтрации на дно насыпают слой хорошо промытой гранитной щебенки или гравия толщиной 20-30 см. В плывунах на дно кладут деревянное днище из осиновых бревен, расколотых пополам, сверху насыпают гравий. Если вода отфильтровывается естественным путем, колодец может наполняться и через дно, и через боковые отверстия, щели. Но в глинистых грунтах нужно добиться, чтобы она поступала только через дно.

Когда колодец готов, его ствол промывают - смывают грязь - и проводят так называемую раскачку: воду полностью откачивают насосом.

1. Ворот 2. Оголовок 3. Отмостка 4. Щебень 5. Глиняный замок 6. Ствол 7. Уровень воды 8. Гравий 9. Водоприёмная часть 10. Подстилающая водоупорная порода


Добиваемся герметичности

Верхнюю часть колодца выводят над землей на 0,7-1 м, устанавливая одно кольцо. Стык между подземной частью и верхним кольцом тщательно заделывают цементом. К сожалению, при промерзании почвы эти швы часто раскрываются, что ведет к потере герметичности.

Земля вокруг колодца некоторое время дает осадку, и приходится подсыпать грунт, затем гравий, песок. От дождя и весеннего половодья колодец защитит водоупорный замок из уплотненной глины. Когда земля полностью осядет, сооружают отмостку с уклоном от колодца, устанавливают домик-козырек. Только самые заядлые консерваторы продолжают греметь цепью с ведром, добывая воду, большинство колодцев стараются оборудовать насосами и трубами, доставляющими воду и на грядки, и в дом.

Стоит ли копать самим?

Лицензий на строительство колодцев не существует, иногда работа ведется без договоров и гарантийных обязательств. Но это вовсе не значит, что любой человек в состоянии самостоятельно выкопать колодец. Это тяжелый физический труд, опасная работа с высокой степенью риска, которую можно проводить только с соблюдением технологии и техники безопасности. Так, например, на глубине 3 м температура достигает всего 10 °С, возможно отравление газами. Если встретятся плывуны, кольцо может «уйти» в сторону и покалечить копателя.

Проблемы

Самая распространенная жалоба - колодец обмелел. Это случается, если он был выкопан в неподходящее время.

Иногда колодец исправно служит на протяжении нескольких лет, а потом пересыхает - виноваты многолетние колебания уровней подземных вод, которые могут достигать полутора метров. В песчаных грунтах колодец углубляют на 1-2 м кольцами подобного же диаметра. В глинистых, где ствол колодца постепенно плотно обжимается, приходится применять кольца меньшего диаметра.

Если из колодца выбирают мало воды, она застаивается, в ней увеличивается содержание минеральных веществ, что ухудшает ее качество.

Колодец загрязнился? Значит, разорвался шов между кольцами. Это происходит, если при работе был допущен брак. Швы также могут размыться во время таяния снега. Устранить непорядок можно, повторно заделав швы.

Плывун - Водонасыщенная тестообразная масса мелкого песка, обладающая текучестью. Другими словами, жидкая грязь. При строительстве колодца этот опасный слой стараются пройти как можно быстрее.