Нина Лапшина - Колодцы. Устройство и обслуживание
Кроме того, надо решить, какую глину следует использовать. Нередко непрофессоналы заполняют зазор между шахтой и стенкой колодца тем грунтом, который был вынут при выполнении проходки. Ею просто засыпают указанное пространство и в лучшем случае уплотняют ногами. Материалом же для настоящего замка должна служить красная глина, но более распространенной является желтая, причем не просто глина, а мятая жирная глина, т. е. глину необходимо вымешивать до тех пор, пока она не превратится в густую сметанообразную однородную массу. Чтобы это произошло, нельзя месить слишком большой объем глины – достаточно брать такие порции, которые реально довести до необходимого состояния. Далее мятую глину выкладывают слоями толщиной 100–150 мм, тщательно уплотняют, прежде чем положить очередной слой. Особое внимание уделяют первым двум нижним слоям.
Такой же глиной заполняют участок вокруг колодца (немного выше уровня земли), причем обязательно с небольшим уклоном в сторону от этого сооружения примерно на 2–3 м, водоотводную канаву.
При изготовлении бетонных колец тому, которое окажется самым нижним, надо придать чуть коническую форму, слегка скосить внутрь его нижнюю кромку и усилить ее стальной полосой. Тогда режущий башмак не понадобится.
При строительстве колодца нет мелочей, в частности и время для выполнения глиняного замка должно выбрано правильно. Оптимально приступать к завершению работ после того, как грунт естественным образом осядет (на это может потребоваться 1–3 года), чтобы впоследствии избежать образования пустот под отмосткой.
Завершая разговор о трубчатых колодцах, необходимо добавить следующее. Если бурением скважины занималась организация, специализирующаяся на этом виде работ, то после их окончания она выдает паспорт скважины, в которой содержатся основные ее данные. При самодеятельном бурении о них также нужно иметь представление, чтобы в дальнейшем правильно выбрать насос.
Итак, основные характеристики скважины и способы их определения:
• глубина. Чтобы установить этот параметр, надо опустить в скважину прочный тросик с небольшим грузиком на конце;
• внутренний диаметр обсадной трубы, легко измеряемый обычной линейкой (от этого зависит размер корпуса насоса);
• статический уровень воды, т. е. постоянное расстояние от поверхности земли до воды (профессионалы говорят до зеркала воды) в скважине. Измерение проводят в отсутствие насоса. Когда тросик с грузом достает воды, слышится всплеск;
• динамический уровень воды. Это тоже расстояние до поверхности воды, но установившееся при откачивании;
• дебит скважины (напомним, что это максимум воды, который скважина способна обеспечить за единицу времени).
Современный буровой колодец
Способы бурения и оборудование
Колодцы, которые устраивают посредством бурения, называют буровыми. Второе название – «трубчатые колодцы» – они получили по причине того, что в пробуренную скважину опускают стальные трубы нужного диаметра с установленным трубчатым фильтром.
От других видов колодцев трубчатые отличает то, что последние имеют довольно небольшой диаметр при значительной длине водозаборной части (глубина самого колодца редко превышает 30 м, хотя в отдельных случаях может доходить до 70 м (разумеется, это не относится к промышленным скважинам)). Посредством трубчатых колодцев можно поднимать воду и из напорных источников, и из безнапорных. В обоих случаях колодцы могут доходить как до водоупора, т. е. быть по своему устройству совершенными, так и заканчиваться в водоносном горизонте, т. е. оставаться несовершенными.
Трубчатые колодцы отличает простое устройство, которое включает трубу, погруженную в пробуренную скважину, и трубчатый фильтр. Буровой колодец предназначается для тех ситуаций, когда расход воды небольшой. При этом либо насос, либо его приемную часть опускают в фильтр (это несомненное достоинство трубчатого колодца, поскольку подъем воды ведром или бадьей менее гигиеничен).
Верхняя часть трубчатого колодца называется устьем, которое оформляется оголовком. Он одновременно не только предупреждает попадание в колодец мусора, но и является основанием, на котором монтируются водоподъемные механизмы.
Для устройства трубчатого колодца необходимо специальное оборудование, с помощью которого осуществляют механическое бурение. Известно несколько способов бурения:
• вращательный, при котором проходку ведут путем вращения бурового инструмента;
• ударный, при котором буровым инструментом ударяют по грунту, разрушая его;
• вибрационный, при котором применяют воздействие колебаний высокой частоты. К этому способу при сооружении колодцев на индивидуальных участках не прибегают, поэтому мы его рассматривать не будем.
Выбор конкретного способа определяется составом грунтов, которые предстоит пройти. Рассмотрим их более подробно.
Ручное ударно-вращательное движение основано на использовании мускульной силы человека и практикуется там, куда трудно доставить соответствующее оборудование. Максимальный диаметр скважины составляет 200–250 мм.
Проходку скважины ведут путем вращения буров, однако в твердых, сыпучих породах и в плывунах применяют долота и стаканы.
Подобранный буровой инструмент прикрепляют к буровым штангам (особым стержням), которые либо то опускают в забой, то извлекают из него, либо вращают. Проходку в пластичных грунтах, к которым относятся глинистые и глинисто-песчаные породы, используют ложковые буры, или, говоря профессиональным языком, ложки. Они представляют собой полуцилиндр, изготовленный из листовой стали (диаметр корпуса – 70, 102, 140, 198 мм при длине 700–750 мм), имеющий левую отогнутую режущую кромку. Срезанная порода наполняет полуцилиндр и не выпадает из него благодаря сжатию и прилипанию к стенкам. С той же целью при проходке через сыпучие грунты продольную щель между кромками делают более узкой. В процессе движения ложка выбирает породу благодаря вертикальной и нижней режущей кромкам. Нижняя часть ложки может иметь разную конструкцию. При самостоятельном исполнении проще всего применить такие варианты устройства низа ложки:
• в виде ковшеобразного резца;
• в виде резца с левой стороны и в виде поперечного выступа с правой стороны.
Во втором случае между отгибами дополнительно к телу ложки приваривают сверло по металлу. Естественно, что для этого необходимо нагреть металл до соответствующей температуры. Однако можно обойтись и без термической обработки кромок, если для ложки подобрать трубу нужного диаметра.
Особенность ложковых буров состоит в том, что их корытообразный корпус чуть сдвигают от оси вращения, в частности у бура со сверлом оси нижнего сверла и вращения штанги совпадают, а ось тела ложки смещена примерно на 10–15 мм. Благодаря этому ложковый бур при вращении в скважине будет выбирать в породе отверстие большего диаметра, чем диаметр ложки. Это сыграет положительную роль при погружении обсадной трубы, внутренний диаметр которой, как правило, вынужденно берут больше наружного диаметра ложки. Дело в том, что в случаях возможного обвала стенок скважины ее одновременно бурят и фиксируют обсадной трубой, в которую ложка должна входить.
В процессе выполнения проходки порода собирается в ложке, ее достают из скважины вместе с инструментом, потом процесс повторяется. При этом за каждый проход глубина скважины увеличивается на 30–40 см.
Самодельный бур иногда делают в виде стального диска, у которого вырезают и отгибают кромки. Но им можно воспользоваться для бурения в пластичных, не склонных обваливаться грунтах. Однако следует знать, что при работе он отклоняется в сторону, что искривляет проходку, и, кроме того, им невозможно выполнить уширение скважины.
В отдельных случаях нет необходимости устраивать глиняный замок. Это касается ситуаций, когда под верхним плодородным слоем лежат песчаные, торфяные или каменистые грунты. Не делают его и в грунтах, подверженных морозному пучению.
Для плотных грунтов (глин и суглинков) изготавливают бур другой формы – змеевик с нижним режущим лезвием, напоминающим ласточкин хвост, причем бур необходимо закаливать. Диаметр змеевика – 70, 104, 140 мм, длина – 650, 700, 820 мм соответственно.
Принцип действия змеевика прост – он работает, как штопор, т. е. при вращении он постепенно погружается в породу. Выбранный буром грунт удерживается на лопастях.
Поскольку змеевик изготовить непросто, то самодеятельные бурильщики вместо него применяют отрезки винтовых шнеков, которые устанавливают на сельскохозяйственных машинах (иногда для этих целей используют ледовый бур). Для этого, подобрав шнек с 3–4 витками, к нему снизу приваривают сверло по металлу (его роль – центрировать бур в скважине), а сверху – кусок трубы, чтобы смонтировать со штангами.
