Строим колодец: поиск воды, расположение, выбор типа, технология работ. Что делать если в колодце плывун Принятие технических мер
Устройство колодца как нельзя лучше иллюстрирует поговорка «Человек предполагает, а Бог располагает»: успех предприятия зависит не столько от умения строителей, сколько от удачи. Один из примеров невезения - когда колодец попал на плывун .
При устройстве колодца необходимо везение
Что такое плывун, как с ним бороться и стоит ли - об этом пойдёт речь в публикации.
Плывун: Великий и Ужасный
Это именно о нём ходят рассказы, наводящие ужас: как при копке колодца бетонные кольца вдруг уносятся в неизвестном направлении прорвавшимся потоком воды и песка вместе с бедолагой-копателем. Действительно, в шахте колодца может случиться обвал и человек пострадает, а то и погибнет, задавленный грунтом и сдвинувшимися кольцами. И в том числе причиной деформации ствола шахты может быть плывун.
Правда, вряд ли в случае такой аварии последствия будут как в высокобюджетном голливудском фильме-катастрофе со спецэффектами - с бетонными кольцами, увлекаемыми вдаль бурным потоком. Может, только если вам «повезёт» попасть не на плывун, а проткнуть колодцем бурную подземную реку.
Но плывун действительно опасен и способен натворить немало бед. Чтобы прочувствовать это, предлагаю посмотреть видео.
Печально известный всем петербуржцам перегон метро между станциями «Лесная» и «Площадь Мужества» проходит как раз через такое опасное место. Плывун под «Лесной» приносил неприятности метростроевцам два раза.
Первый - ещё во времена строительства, в 70-е годы (по этим событиям снят советский фильм «Прорыв»). Тогда после аварии для продолжения работ плывун заморозили, закачав в тоннель более 8000 тонн жидкого азота. Но в начале 1995-го года плывун вернулся, и в декабре после многочисленных попыток удержать размыв станции закрыли вплоть до 2004 года.
Что такое плывун
Плывун - это насыщенный влагой пористый, рыхлый грунт, состоящий из несвязанных между собой частиц. Из-за большого количества воды такой грунт получает свойства жидкости - начинает течь.
Плывун находится под давлением в герметичной полости в толще грунта. Когда эта полость вскрывается, например, котлованом или шахтой колодца, плывунные массы приходят в движение под действием того самого давления, и массы песка с водой прорываются в образовавшуюся выработку.
Угадать местонахождение плывуна невозможно. Фото с сайта otvali.ru
Чаще всего такие образования встречаются на болотистых почвах или в поймах рек. Толщина плывунного слоя и его размеры могут быть различными. Внешне на поверхности земли плывун себя ничем не выдаёт, поэтому предугадать его местонахождение невозможно. Как и невозможно принять меры, чтобы встречу с ним избежать. Специалисты различают истинные плывуны и ложные .
Истинный плывун
В его составе кроме пылевидного песка присутствуют гидрофильные частицы глины или ила, которые обволакивают более крупные песчинки, действуя как смазка. Даже при небольшом давлении масса этой супеси приходит в подвижное состояние.
Если при копке колодца попался именно истинный плывун, то вам действительно не повезло. Истинные плывуны практически не отдают воду - у них низкий коэффициент фильтрации. Поэтому в таком месте построить колодец не получится: вместо воды в нём будет вязкий глиняно-песчаный раствор.
Ложный плывун
К счастью, истинные плывуны встречаются не так часто. Обычно при копке колодца сталкиваются с псевдоплывунами . В составе ложных плывунов нет коллоидных частиц - это грунт, состоящий из мелкого песка и большого количества воды.
Плотный песок, насыщенный водой, разжижается от давления
Чтобы представить, как себя ведёт плывун, вспомните песок у кромки воды. На вид твёрдый и практически сухой, но стоит наступить, как он становится текучим и появляется вода.
Чтобы ложный плывун, в отличие от истинного, на глубине пришёл в движение, необходимо приложить значительное гидравлическое давление. Если на пути шахты попался ложный плывун, то он не станет помехой устройству колодца. Более того, колодец на плывуне отличается особой водообильностью в сравнении с обычным. Однако он усложнит жизнь и копателям, и владельцу колодца в процессе его эксплуатации.
Как бороться с плывуном
Копать колодец лучше поручить специалистам, которые имеют опыт встречи с плывуном и могут быстро принять правильное решение. Если же вы решили копать самостоятельно, необходимо соблюдать технику безопасности:
- стенки колодца необходимо обязательно укреплять, то есть нельзя устраивать колодец на сложных рыхлых грунтах без колец;
- наверху должен находится напарник, а копатель должен иметь страховочную верёвку, чтобы в случае необходимости была возможность сразу поднять человека: плывун может прийти в движение внезапно;
- если есть основания полагать, что плывунный слой небольшой толщины, и принято решение его пройти, то работать нужно максимально быстро, а в случае невозможности прохода - остановиться и устроить водоприёмную часть в плывуне.
Работа в колодце. Фото с сайта stroytolk.ru
В старину для прохода плывуна, помимо скорости работ, укрепления стенок и устройства проходческого щита, отгораживающего плывун и замедляющего поступление воды с песком в колодец, «связывали» водонасыщенный грунт, добавляя вещество, впитывающее воду. Если у ложного плывуна отнять влагу, песок уплотняется и теряет свои плывунные качества.
Для этого, к примеру, насыпали в колодец несколько мешков муки и перемешивали её с водно-песчаной жижей. Через некоторое время мука впитывала воду, и можно было продолжать работы.
Другой вариант - копать колодец зимой. В это время, во-первых, УГВ самый низкий, а во-вторых, почва промерзает.
Колодец на плывуне
Не стоит расстраиваться, что при копке шахты попался плывун: более 40% колодцев в Московской области устроены в подобных условиях. Как уже говорилось выше, такие колодцы обычно имеют большой дебит (то есть скорость притока воды в них высокая), а песок - это отличный фильтр. Нужно просто принять неизбежное заплывание песком как одну из особенностей вашего колодца и правильно с ней обходиться.
Эксплуатация
Не стоит пытаться откачивать песчаную жижу из колодца: чем больше вы выкачиваете, тем больше её прибывает. А это чревато не только бесполезной тратой сил: песок, поступающий в колодец, выносится водой из-за наружных стенок шахты, и там образуются полости.
И вот тут-то как раз получается развитие событий по сценарию фильмов-катастроф: возможна подвижка грунта и смещение колец со всеми печальными последствиями. Кроме того, в полости, образовавшиеся в грунте, может осесть поверхностный слой почвы. А если рядом находится строение, то вероятно ослабление и даже разрушение его фундамента и самого здания.
Станция метро Площадь Мужества в фильме об аварии Ленинградского метро. Фото с сайта masterok.livejournal.com
Некоторая просадка грунта неизбежна - это нормальное явление. Стоит набраться терпения и дождаться, пока почва вокруг нового колодца уплотнится и связка «колодец-водоносный горизонт» придёт в равновесие. Только после этого можно устроить вокруг оголовка колодца отмостку. Процесс уплотнения и просаживания грунта может занять несколько лет.
После того как ситуация стабилизируется, и грунт перестанет активно поступать в шахту, можно попробовать убрать нанесённый песок, пока плывун снова не начнёт проявлять себя. И тогда придётся снова подождать, пока система успокоится. Возможно, процедуру понадобится повторить ещё раз.
Использовать погружной вибрационный насос в колодце на плывуне нельзя, так как он своей работой будет поднимать песок, находящийся на дне. Нужно установить насос с поверхностным забором воды.
Схема подключения поверхностного насоса
Также нельзя залпово (единовременно) откачивать воду, в колодце всегда должна оставаться как минимум треть от обычного объёма, а лучше - не меньше половины. Забор большого количества воды может «разбудить» плывун. Лучше организовать накопительную ёмкость на поверхности, объём которой заведомо превышает суточное водопотребление, и установить маломощный насос, наполняющий её. А всю систему водоснабжения дома развести уже из ёмкости-накопителя.
А самое главное, не стоит использовать щиты и устраивать донный фильтр в попытке удержать плывун. О причинах этого вы сможете узнать в одной из следующих публикаций.
Часть вторая
Приступая к рытью колодца, необходимо очень серьезно отнестись к технике безопасности. Вот ее основные требования: Шахтный колодец состоит из оголовка, находящегося над поверхностью земли, ствола и водоприемной части. В зависимости от устройства водоприемной части различают колодцы несовершенные (неполные), совершенные (полные) и совершенные с зумпфом (подствольником). В первом крепь шахты не достигает подстилающего водоупорного пласта, приток воды здесь возможен через дно и боковые стенки; во втором крепь опирается на водоупорный пласт, приток воды - только через боковые стенки; в третьем зумпф представляет собой дополнительный резервуар, выполняемый в подстилающей водоупорной породе для увеличения запаса воды. Кроме того, запас воды может быть увеличен за счет расширения подводной части колодца в виде шатра. При толщине водоносного пласта до 2-3 м устраивают зумпф, а при большей - шатер. Однако запас воды в колодце и суточная потребность в ней должны быть по возможности согласованы, иначе вода будет застаиваться и загнивать. Поэтому для индивидуального водозабора рекомендуется только несовершенный колодец с притоком воды через донный фильтр (дополнительные боковые фильтры не дают здесь значительного увеличения дебита, а изготовить их сложно). Шахту несовершенного колодца не следует заглублять в водоносный пласт более чем на ^з его толщины, поскольку нижележащая вода, как правило, не питает колодец.
Донный фильтр делают из трех слоев щебня или гравия, беря для каждого очередного слоя в 6-8 раз более крупный материал. Толщина нижнего, находящегося в контакте с водоносной породой слоя 0,1 м, двух верхних - по 0,15 м. Если водоносный пласт сильно разжижен и приток воды обильный, гравийный фильтр насыпают на подведенный снизу под крепление шахты дощатый пол со щелями или отверстиями.
Оголовок колодца обычно выводят на 0,6-0,8 м над уровнем земли. Вокруг колодца делают глиняный замок шириной 0,5 м и глубиной 1,0-1,5 м, поверх которого рекомендуется устроить сплошную железобетонную отмостку. Стенки колодца выполняют из дерева, бетона, естественного камня или кирпича.Деревянный колодец лучше всего делать из дуба, который в надводной части стоит до четверти века, а в подводной - даже и сотню лет, но вполне пригодны лиственница, вяз, ольха. Для надводной части хорошим материалом служит сосна. Большинство других пород недолговечно, а некоторые придают воде неприятный запах и привкус горечи. Независимо от породы лес должен быть несухостойным, прямым, здоровым, без червоточен и плесени.
Деревянные колодцы строят обычно квадратными в плане - со сторонами от 0,7 до 1,4 м (чаще 1х1 м). Руководствоваться здесь надо только удобством работы в шахте. Сруб делают или из пластин, на которые разрезают бревна диаметром 22 см, или из цели-ковых бревен диаметром 15-18 см. Собирают сруб сначала на поверхности земли, и каждый его венец размечают для последующего правильного монтажа в шахте. Сопряжения бревен в углах сруба - в лапу без остатка с коренным шипом - потомком или без него. Венцы соединяют между собой 10-сантиметровыми нагелями, которые по вертикали ставят вразбежку. Чтобы исключить возможность отрыва нижних венцов от верхних, соседние венцы связывают стальными скобами, по углам сшивают брусками, а по середине каждой стороны - досками.
Есть три способа установки сруба в шахте: возведение со дна шахты, опускное крепление (наращивание сруба сверху по мере погружения его в грунт) и наращивание снизу.
Возведение со дна шахты применяют при глубине колодца не более 6 м, когда стенки шахты не обрушиваются и не вспучиваются, а приток воды несильный. Вырыв шахту на полную глубину, на дне ее устанавливают раму-основание, на которой и собирают сруб. Иногда на дно шахты кладут лежни (бревна, распиленные вдоль), на них пришивают пол и уже на этом основании монтируют сруб.
Опускное крепление рекомендуется для колодцев глубиной более 6 м. Работа здесь идет в такой последовательности. Вырыв шахту на глубину 3-6 м, сруб устанавливают на основание и выводят его из земли на три венца. Потом шахту углубляют примерно на 25 см, вынимая грунт под серединой стенок, не трогая углов. Все стороны сруба подпирают клиновыми подкладками. После этого выбирают грунт в углах. Осталось выбить клиновые подкладки и равномерно опустить сруб.
Если грунт рыхлый и сыпучий, сруб иногда застревает в шахте. Тогда его осаживают ударами по верхнему венцу. Если это не помогает, на верхнем венце устраивают из бревен и досок настил, на который помещают значительный груз. Когда и такая мера не дает желаемого эффекта, работу заканчивают третьим способом - наращиванием сруба снизу, о котором мы скажем чуть дальше.
Чтобы сруб легче было опустить в шахту, его основание уширяют в виде шатра, а нижнюю часть снабжают башмаком с режущим ножом.
Если грунт плотный и колодец сравнительно неглубокий, сруб, наращиваемый сверху, можно подвесить в шахте на веревках на высоте 0,5-1,0 м от дна. Тогда сруб не мешает выбирать грунт. Веревки подводят под каждый угол сруба серединой, а концы несколькими витками закрепляют на раме из бревен, установленной над шахтой. Веревки удерживают сруб за счет сил трения между ее витками и бревнами; стоит чуть ослабить веревку - и сруб опускается.
Наращивание снизу применяют, как правило, для глубоких колодцев. Особенность этого способа заключается в том, что в срубе через каждые 4-5 венцов делают венец с «пальцами» (то есть у двух нижних бревен концы длиннее на 0,4-0,5 м). Их закладывают в вырытые в стенках шахты горизонтальные углубления («заклады» или «печуры»), поджимают кверху домкратами и подклинивают. Благодаря «печурам» сруб надежно закрепляется в шахте.
Водоносные пласты - это обычно плывуны, они требуют особых методов работы. Так, если песок очень мелок и сильно разжижен, сруб прекращают опускать и устанавливают второй шатер - водосборный, отступив на 0,35-0,4 м от стенок основного шатра. Сборку второго шатра надо проводить снизу вверх очень тщательно, проконопачивая его мхом и зашивая рейками. При углублении шахты песок из внутреннего шатра закладывают между стенками, а воду откачивают.
В очень жидких плывунах на дне шахты со всех четырех сторон забивают шпунт (шпунт-перегородка, переборка) из досок на глубину 0,35 м между направляющими и распорными рамами. Затем удаляют грунт, не обнажая концы досок шпунтового ряда, после чего снова углубляют шпунт. Иногда возникает необходимость изолировать вышележащий водоносный пласт с плохой водой, пройти его шахтой. Делают это также с помощью шпунтового ряда досок, которые забивают снаружи сруба. Между шпунтом и срубом устраивают глиняный замок.
Колодец не просто средство водоснабжения в местах с неразвитой инфраструктурой. И не только украшение домовладения (см. рис.), модный символ престижа хозяина. Колодезное водоснабжение можно до некоторой степени сравнить с печным отоплением: это древнейшее средство благоустройства в наши дни обнаруживает потенциал, о котором раньше мало кто задумывался. Выкопать и обустроить колодец своими руками – задача серьезная, требующая немалых знаний, трудов и старания, но дело того стоит.
Развитие множества подсобных промыслов – от разведения раков на продажу и тепличного хозяйства до самостоятельного производства
Внешний вид современных колодцев
Развитие множества подсобных промыслов – от разведения раков на продажу и тепличного хозяйства до самостоятельного производства тротуарной плитки и керамических изделий – способно сделать семью зажиточной и уверенно смотрящей в будущее. Не хватает только… воды. В водопроводе-то она есть, но при теперешних расценках (а дешевле они не станут) рентабельность можно и не рассчитывать. Колодец на даче или приусадебном участке даст в достаточном количестве воду подходящего качества и бесплатную; в худшем случае – облагаемую разовым ежегодным налогом на природопользование в приемлемом размере. Увеличения его для частных домовладельцев в обозримом будущем не предвидится.
В конце XIX – начале XX вв. в России проводились опыты по одомашниванию широкопалых раков. Оказалось, что ракоферма всего из 3-4 не промерзающих до дна бассейнов 2х2,5 м дает рентабельность более 200%, и это при тогдашнем дешевом продовольствии вообще и при том, что раки тогда продавались не поштучно, как сейчас, а на вес. Если раководня совмещалась с
В наших краях водятся 2 вида раков: широкопалый и узкопалый. Широкопалый – большой, толстый, мясистый и очень вкусный. Его мясо не уступает камчатскому крабу, бискайским омарам и кубинским лангустам; кстати, пришедшее из английского «лобстер» – собирательное торговое название всех крупных морских раков, даже раков-богомолов, хотя они вовсе не десятиногие. «Марнские раки, крупные, как омары», которыми тюремщик в романе А. Дюма «Десять лет спустя» соблазнял впавшую в отчаяние Железную Маску – именно широкопалые. А узкопалые по сравнению с ними – мелочь дряблая, см. рис. справа.
Уже скоро 200 лет, как узкопалые раки повсеместно вытесняют широкопалых; последних остались считанные популяции. Причина, как выяснилось в последние годы… рачий секс. Степенные и уважающие себя широкопалые признают только своих дам, а шибздики-развратники узкопалые нагло лезут на всех подряд. Такая копуляция не дает оплодотворенных яиц; рачиха откладывает нежизнеспособную икру. К следующему циклу размножения у нее опять же оказывается больше шансов нарваться не на достойного кавалера, а на аморального узкопалого проходимца. Тем временем узкопалые «дамы полусвета» размножаются как ни в чем ни бывало: широкопалые джентльмены их пропускают побоку, а гиперактивных узкопалых мачо хватает и на тех, и на тех.
В конце XIX – начале XX вв. в России проводились опыты по одомашниванию широкопалых раков. Оказалось, что ракоферма всего из 3-4 не промерзающих до дна бассейнов 2х2,5 м дает рентабельность более 200%, и это при тогдашнем дешевом продовольствии вообще и при том, что раки тогда продавались не поштучно, как сейчас, а на вес. Если раководня совмещалась с теплицей, товарную продукцию можно было получать круглый год.
Вода под землей
Но вернемся к колодцам. Пока – к воде, которую они способны дать. «Живой воды напьюсь у журавля» – не более чем поэтический образ в воображении автора-горожанина. Сельские задолго до написания этой песни знали, что из журавля поливают сад-огород и поят скот, а живую питьевую воду нужно брать глубже, чем он позволяет зачерпнуть. Нам, чтобы узнать, стоит ли строить колодец в доступных для этого местах, необходимо решить 3 задачи:
Зная все это, определимся, как сделать колодец с наименьшими затратами труда и денег и безопасно. Последнее – прежде всего, т.к. копка колодца в принципе ничем не отличается от забоя шурфа, проходки скважины или ствола шахты со всеми присущими горным работам сюрпризами.
Качество
Качество подземной воды определяется ее происхождением и неразрывно связанным с ним временем миграции из открытых источников до водоносного слоя.
Вода, мигрирующая из атмосферных осадков или водоема до места ее забора менее чем за 2-3 года, для питья людьми и домашними животными однозначно непригодна без фильтрации, кипячения и обеззараживания, т.к. может содержать активные болезнетворные микроорганизмы или их споры и цисты, плюс весь текущий букет местной экологии.
При времени миграции свыше 5 лет жизнеспособной органики в подземных водах, как правило, уже не содержится, но еще долго остаются соли тяжелых металлов и др. вредные минеральные примеси. Пригодность такой воды для питья определяется лабораторным анализом в местных органах потребнадзора и должна подтверждаться ежегодно. Воды, мигрировавшие в течение более 30-40 лет, как правило, уже вполне чисты; их пригодность для питья определяется или однократно, или с промежутком в 3-10 лет.
Верховодка
Быстрее всего формируются и ближе всего к поверхности располагается верховодка – насыщенные водой пористые породы, подостланные относительно менее водопроницаемыми; совершенно водонепроницаемых горных пород нет. Срок миграции свободной влаги в верховодку – от 1 влажного сезона до 5 лет. Качество воды меняется от места к месту и в течение года очень сильно: от мутной зеленоватой жижи до пригодной для питья.
Верховодка в свою очередь разделяется на 2 типа: атмосферную и интерстициальную. Первая, как видно из названия, формируется непосредственно осадками, а вторая – просачиванием воды из водоемов. Интерстициальная верховодка залегает очень неглубоко, но по качеству воды однозначно пригодна только на полив, да и то смотря по местной экологии. Если в радиусе до 3,5 км есть химическое или металлургическое производство, об интерстициальных водах можно не думать: концентрация вредных примесей в них будет в разы выше, чем в питающем водоеме. Качество воды из атмосферной верховодки сильно зависит от места расположения колодца, см. далее.
Грунтовые воды
Вне гор верховодку подстилают чаще всего суглинки, трещиноватые и пористые. В них формируются инфильтрационные, или вадозные, подземные воды. Время миграции воды в вадозный пласт – не менее 5 лет, поэтому ее качество стабильно и чаще всего хорошее или выше. При правильном расположении колодца большинство анализов вадозной воды показывает ее пригодность для питья.
В трещиноватых породах могут формироваться и воды конденсационные, получающиеся оседанием паров влаги. По качеству конденсационная грунтовая вода как правило не уступает артезианской (см. ниже), но может обнаружиться всего в 3-4 м от поверхности грунта. Возможно это в таких случаях:
Плохая в том, что самовольная эксплуатация артезианских водоносных пластов запрещена законодательно. Поэтому придется здорово похлопотать, чтобы узаконить источник, оформить право собственности на него и по всем правилам каптировать, т.е. оборудовать для отбора воды.
А хорошая в том, что артезианская вода – ценное полезное ископаемое. Если она нашлась близко к поверхности, то участок скорее всего откупят для промышленной эксплуатации, а вырученная сумма обеспечит вас на всю жизнь. Возможен также вариант организации собственного высокорентабельного предприятия по торговле водой.
Количество
Хватит ли воды в колодце? В СССР для Москвы и Лениграда полагалась норма потребления воды 800 л в сутки на человека; для Горького, Свердловска и Новосибирска – 600, а для прочих регионов, не страдающих дефицитом влаги – 400 л*чел/сут. Сейчас при расчете водопроводов в разных странах в зависимости от местных условий задают норму потребления 150-400 л*чел/сут. Исходя из физиологических потребностей, в самом худшем случае запас здесь почти двукратный, поэтому колодец с дебетом 300 л/сут в большинстве случаев обеспечит семью водой.
Самокопаный колодец непрофессионалы смогут пройти до верховодки или на взгорке до грунтового конденсата, см. ниже; вадозные воды хорошего качества залегают, как правило, глубже 10 м. Более-менее точно дебет колодца рассчитывают по данным геологических исследований и пробного бурения, но для указанных случаев в Средней России его можно приблизительно прикинуть следующим образом:
Распределение осадков в РФ
Примечание:
Где быть колодцу?
Пересеченка
Распределение осадков в РФ
Примечание: если читателю известно современное (подчеркиваем – современное) количество осадков за теплое время года в месте его жительства, то делить нужно на 100 и 140 соответственно. Приведенные в списке коэффициенты довольно грубы, т.к. учитывают весенний поверхностный сток воды, который зависит от множества факторов и сильно меняется от года к году.
Где быть колодцу?
В этом разделе мы рассмотрим два типичных случая: один для Средней России с пересеченным рельефом, второй, равнинный, для обнимающих ее серпом мест от Ростовской обл. через Поволжье и примерно до Архангельска. Сибирь, равнинная или возвышенная, относится к тому или другому, кроме заболоченной Западно-Сибирской низменности и зоны вечной мерзлоты.
Приведенные ниже разрезы – обобщенные; местная геология может сильно от них отличаться. Как найти воду для колодца в данном конкретном месте, будет рассказано далее, но общие сведения помогут вам не выхаживать лишнего.
Пересеченка
Здесь проще всего шахтный колодец с хорошей водой пройти
, как издавна принято в России, на суглинистом взгорке. Тут чаще всего достаточно тонкий плодородный слой лежит на плотных суглинках, ниже переходящих в трещиноватые. Поэтому чистый конденсат можно найти в 4-6 м от поверхности, поз. 1 на рис, но дебет колодца большим не будет.
Примечание:
Примечание:
Равнина
Общая схема залегания поземных вод на пересеченной местности
Ниже по уклону колодцы вообще не копают:
воду в суглинке портит поверхностный сток этого или прошлого сезона, а вероятность подвижек грунта чрезвычайно высока. Еще ниже качество воды улучшается и грунт становится крепче, но трещиноватый суглинок резко ныряет вглубь под глины и утончается, а то и вовсе выклинивается. Здесь нужно бурить довольно глубокую скважину на известняк, которая даст вадоз или конденсат, пригодные для питья, поз. 2.
Далее в логу появляется плащ плодородной почвы. Тут единственный вариант для колодезника-любителя – верховодка; вадоз с конденсатом ушли уже метров на 30-40 вглубь. Колодец для сада, огорода и водопоя домашних животных легче всего будет пробурить абиссинский, или пробивной, см. далее. В таких местах абиссинскую скважину можно вдвоем за выходные проткнуть на 9-12 м, а зеркало воды встанет в 3-4 м от поверхности (поз. 3), что позволит качать ее вершинным вакуумным насосом. Дебет будет скорее всего наибольшим для данной местности, но пить такую воду сырой ни в коем случае нельзя, да и живности лучше давать кипяченую, чтобы не бороться потом с глистами.
Питьевую верховодку в таком разрезе можно взять шахтным колодцем на бугре, поз. 4. Сезонный поверхностный сток сюда мал – бугры, как правило, прикрыты плотной дерновиной, отводящей его в стороны – и вода достаточно долго мигрирует под купол бугра по капиллярам. Но, напр. в Орловской обл. дебет колодца на бугре получается не более 200 л/сут. Кроме того, грунт под почвой неустойчивый, сруб можно наращивать только сверху, и высока вероятность нарваться на плывун, что намного усложнит и удлинит работу. Вариантом менее трудоемким, но требующим гораздо более высокой квалификации колодезника в таком случае будет бурение скважины на песок глубиной от 15-20 м, поз. 5. По дебету и высоте зеркала она будет равноценна абиссинской, но воду даст лучшего качества.
Примечание: скважину на песок можно бурить не только с глиняного покрова, а в любом месте. На рис. ее расположение показано условно.
Наконец, если с водой на участке вообще ни туды, ни сюды, можно пробить абиссинский колодец в пойме водоема, поз. 6. Однако, как сказано выше, дебет будет резко сезонным, а для питья и кулинарии воду из него нужно будет отстаивать, пропускать через шунгитовый фильтр, вроде «Родничка» и затем кипятить.
Примечание: бурить скважины на известняк и песок в пойме нельзя – просачивающиеся по внешней поверхности ее ствола поверхностные воды губительны для местной экологии.
Равнина
В равнинных местах геологические горизонты действительно горизонтальны; по крайней мере, приблизительно, но слои залегают чаще всего мозаично, см. рис. Миграция воды в верховодку и через нее здесь почти исключительно не капиллярная, а гравитационная, т.е. быстрая, а скатывание атмосферных осадков по склонам практически отсутствует. Отсюда следуют важные выводы:
Примечание:
Каким быть колодцу?
Абиссинский
Общая схема залегания поземных вод на равнине
Исходя из этого, нужно, во-первых, отдавать предпочтение трубчатым колодцам-скважинам, см. далее. Во-вторых, если уж копать шахту, то по результатам поиска воды нужно выбирать место, где она залегает поглубже, лишь бы пройти туда под силу было. В-третьих, колодец на верховодке строить можно, но воду из него использовать только на полив и для технических нужд.
Примечание: использовать абиссинские колодцы в данных условиях нежелательно, т.к. пласты вплоть до артезианского безнапорные. Зеркало воды встанет глубоко, вершинный насос качать будет плохо или вовсе не будет, а пробить абиссинскую скважину, в которую пройдет погружной насос, не легче, чем пробурить обычную.
Каким быть колодцу?
Выше уже были упомянуты колодцы абиссинские, трубчатые и шахтные. Рассмотрим их в порядке возрастания сложности работы и определимся, какой можно сделать самому, не имея навыков горных работ.
Абиссинский
Об устройстве абиссинского колодца
правильно забуренная абиссинская скважина
Абиссинский колодец пробить легче всего: за выходные можно изготовить необходимые приспособления, а в следующий выезд на дачу получить воду
. Забивной колодец – это просто стальная труба с перфорацией и буровым снарядом на нижнем конце. Забивают ее скользящей бабой и по мере проходки наращивают с помощью муфт.
Об устройстве абиссинского колодца написано уже достаточно, поэтому остановимся, кроме описанных выше качества и доступности воды, на некоторых особенностях. Первая – хотя чистка ствола абиссинского колодца и возможна, но прочистка фильтра исключена. Сам же фильтр можно сделать только самым примитивным и грубым. Поэтому гарантировать какой-либо срок службы забивного колодца нельзя: в зависимости от местной геологии он может давать воду десятилетия, а может полностью выйти из строя за сезон.
Вторая связана с откачкой воды. Любителям можно бить абиссинскую скважину только обычными водопроводными и газовыми трубами. В противном случае работа сильно затрудняется и, главное, резко возрастает опасность залегания скважины, т.е. ухода буровой штанги вбок и ее надлома, что сводит всю работу на нет. Но калибр самых маленьких погружных насосов – 76-85 мм. Вакуумные вершинные насосы качают воду с глубины до 7 м, а эрлифтовым (аэролифтовым) водоподъемникам нужна труба от 150 мм диаметром.
Устройство трубчатого колодца
Трубчатый
Устройство трубчатого колодца
Наконец, дебет абиссинского колодца при прочих равных условиях будет в 2-2,5 раза меньше, чем у шахтного или трубчатого, т.к. мала площадь водозабора.
Трубчатый
Трубчатый колодец – это настоящая скважина с водозаборным устройством, см. рис. справа. В целом он состоит из следующих частей, см. рис. справа:
Водозаборное устройство трубчатого колодца имеет длительный срок службы и обеспечивает эффективный забор воды, поэтому может располагаться на большой глубине. Конструкция его достаточно сложна, см. рис.:
Примечание:
Шахтный
Решетка – отверстия в трубе – обеспечивает механическую прочность фильтра. Сепаратор увеличивает его пропускную способность в несколько раз. Его делают из стальной проволоки диаметром 4-8 мм; зазоры между витками – 2-4 мм. Сетчатый фильтр выполняется из нержавеющей (латунной, бронзовой, никелевой, молибденовой) сетки сатинового или саржевого переплетения; при этом относительно толстые нити основы располагаются с промежутками, а более тонкие утка переплетаются вплотную. Поры сатиново-саржевого фильтра (площадь одной – 0,025-1 кв. мм) на просвет не видны, что обеспечивает высокую стойкость к засорению, но его скважность, т.е. проницаемость для жидкостей, велика. Накладывать сетку на сепаратор следует так, чтобы нити основы были ориентированы вертикально. Срок службы всего фильтра – до 40-50 лет.
Вручную ударно-вращательным или канатно-ударным бурением удается проходить скважины глубиной до 40, 70 и даже 100 м. Однако самостоятельное бурение скважин с описанием необходимого для этого инструмента и приемов работы требует отдельного, и не одного, обстоятельного изложения. Здесь мы скажем только, что не так страшен черт, как его малюют: инструмент и оборудование для проходки одноразовой скважины на известняк можно за зиму изготовить в домашней мастерской из подручных материалов
. Собственно же проходка скважины займет неделю-две.
Примечание: самостоятельное бурение на воду имеет еще одну сложность – описанные далее методы поиска воды дают при ее глубоком залегании очень большую погрешность или вовсе не работают. Поэтому для проходки скважины на песок или известняк лучше все-таки обратиться к профессионалам. Хорошая новость здесь та, что трубчатые колодцы дают много воды и можно по расходам скооперироваться с соседями.
Шахтный
Построить колодец шахтного типа можно самостоятельно за месяц-полтора. Потрудиться придется, но воду хорошего качества можно получить в достаточном количестве без лишних затрат. Поэтому остановимся на них подробнее. «Них» потому, что шахтных колодцев существует достаточно много разновидностей. Наиболее употребительны 3 вида, см. рис. справа:
Виды шахтных колодцев
Примечание:
Простые оголовки колодцев
Размеры колодезного оголовка
Еще шатер
Водозаборные шатры колодцев
Где копать?
Примечание:
Сплошные пласты
Мозаика
Из личного опыта
Как строить колодец?
Техника безопасности
Опасности такелажных работ (операций с грузами).
Грузы и такелаж
Оползание и обрушение
Газы и проветривание
Плывуны
Стволы
Дерево
Примечание:
Камень и кирпич
Виды шахтных колодцев
Несовершенный или неполный как бы висит в покрывающих водоносный пласт породах. Выкопать колодец такого вида легче, в нем можно обеспечить наибольшую площадь забора воды (снизу и с боков) и тем самым добиться максимального использования пласта. Но в слабых грунтах неполный колодец просядет вплоть до разрыва ствола, на чем его использование закончится. Строить несовершенные колодцы можно на взгорках или других местах, где водоносный пласт прочный трещиноватый.
Шахту совершенного колодца доводят до подстилающих пласт пород с высокой несущей способностью, поэтому стоят и дают воду такие колодцы веками. Но пройти придется весь водоносный пласт, а эта работа требует определенной квалификации и довольно опасна.
Колодец с зумпфом (подствольником) относится к аккумулирующим (накопительным). Построить его еще сложнее, чем совершенный, но из него возможен залповый забор воды, скажем, для водопоя стада или определенной стадии технологического процесса.
Примечание: в рунете колодцы с зумпфом почему-то называют современными. Хотя в тех же источниках, на которые ссылаются авторы, ясно сказано, что колодцы с подствольниками на степных пастбищах и караванных путях в пустынях копали за тысячи лет до н.э.
Устройство несовершенного шахтного колодца
Устройство колодца шахтного типа в целом показано на рис. Ствол просто позволяет добраться до водоносной части с фильтром и водозаборником, о которых см. далее. Просто, да не просто: ствол должен быть прочным, крепко сидеть в грунте и обеспечивать безопасный доступ внутрь и при строительстве, и в процессе эксплуатации для чистки и обеззараживания.
Глиняный замок, или гидрозатвор – важнейшая часть колодца. Замок отводит поверхностный сток в стороны. Без этого поверхностная вода просочится вниз снаружи ствола, в результате чего и вода в пласте испортится, и сам ствол будет подмыт и просядет вплоть до разрыва.
Размеры замка – не менее 1 м в стороны и не менее 1,5 м в глубину. Весьма желательно еще в процессе постройки весь ствол от водоносного слоя доверху обложить глиной примерно на 0,5 м. Уклон скатов замка наружу – 10-12 см/м. Также весьма желательно по замку наложить еще и бетонную отмостку с выносом в стороны на 0,5-1 м за замок.
Оголовок – это уже водоразборное устройство. Технически простейшие оголовки для ручного водоразбора распространены следующих типов, см. след. рис.:
Простые оголовки колодцев
Размеры колодезного оголовка
Примерные размеры оголовка показаны на рис. справа. Шатер (крыша) над ним предохраняет колодец от осадков. Кроме того, грамотные хозяева закрывают устье колодца крышкой. А очень грамотные и не ленивые – зимой второй крышкой на уровне земли, это не дает воде в колодце замерзнуть. Вторая (нижняя) крышка совершенно необходима, если воду качает насос, т.к. замерзание выводит его из строя.
Оголовок – лицо колодца и в немалой степени лицо дома. Декоративное оформление колодца как раз и сводится к оголовку. Делают его каждый на свой вкус и по возможностям; что касается отделочных материалов – см. далее.
Еще шатер
В этот раз – не крыша оголовка, а шатер в самом колодце. Несущие хорошую воду недалеко от поверхности пласты редко бывают мощностью более 1,5-2 м. Если воды оказалось мало, углубляться в пласт более чем на 2/3 его мощности ради увеличения дебета нет смысла: поступление воды только уменьшается вследствие затруднения притока с боков. Увеличить забор воды в таком случае поможет расширение ствола колодца внизу – шатер, он соберет воду с большей площади.
Водозаборные шатры промышленного производства выполняют бетонными коническими. Поставив 2 таких шатра разного размера один над другим, получим двухшатровый колодец, левая поз. на рис.. Он позволяет получить воду приемлемого качества даже из плывуна; для этого песок из нижнего шатра забрасывают в промежуток между шатрами.
Водозаборные шатры колодцев
Под цельный шатер нужно сразу копать шахту увеличенного диаметра, а объем вынимаемого грунта увеличивается пропорционально его квадрату. Кроме того, заранее точно определить дебет пласта без специальных исследований невозможно. Поэтому в практике мелко-колодезного строительства применяют сборные шатры, в основном из дерева, справа на рис. Дойдя до пласта и определив его дебет, по периметру дна шахты делают выемку – подбой или заклад – и собирают шатер внизу. Работа эта, надо сказать, сложна и опасна, поэтому, как говорится, с кондачка за нее лучше не браться, а пригласить опытного мастера.
Где копать?
Водоносные пласты залегают повсеместно, но каждый лишний метр проходки это лишний риск, тяжелый труд и затраты. Поэтому перед началом земляных работ нужно точно найти место для колодца
. Особенно это важно в равнинных местах с лоскутной геологией, т.к. здесь качество воды и дебет колодцев, расположенных буквально в десятке шагов друг от друга, могут разительно отличаться. Дополнительное условие – колодец не должен быть ближе 20, а лучше – 50 м от выгребных ям, скотных дворов, навозных и компостных куч, дренажных и канализационных коллекторов и т.п. источников загрязнений.
Разного рода древние способы поиска воды (свежеснесенным яйцом в клоке чистой шерсти, на войлоке или в неношеном валенке, по растительности, густоте тумана, толкотне мошкары, полету птиц летом в жару и т.п.) действенны, иначе они бы не использовались. Но, чтобы применять их для результата, а не ради собственного удовольствия, нужно быть или опытным колодезником, или дедушкой-ведуном. И о глубине залегания воды можно только догадываться.
Примечание: китайцы считают 100% надежным курьезный способ поиска воды… коровой. Скотину не поят, пока не забеспокоится, а тогда выпускают на исследуемый участок. Где остановилась, землю нюхает и копытом роет – там и нужно копать.
Научные достижения никак не зависят от отношения к ним пользователя. И совершенно безразличны к уровню его познаний. Возьмем, к примеру, неандертальца или, чтобы нагляднее было, средневекового монаха. Показать им, как втыкать штепсель телевизора в розетку, где нажать, чтобы включить – смогут смотреть и слушать, понятия не имея, что есть электричество. И никакие магические ритуалы или благословения с анафемами не превратят шоу двойников в футбол или наоборот, пока не покажут, как пультом пользоваться. Вот этим свойством объективной истины мы и воспользуемся, чтобы найти воду поближе к поверхности.
Сплошные пласты
Здесь достаточно определить превышение, положительное или отрицательное, своего участка над ближайшими с действующими колодцами, и уровень стояния зеркала воды в них. Ориентироваться по водоемам нежелательно, так вы выйдете на интерстициальную верховодку или плывун. Если, допустим, у соседей вода в колодце стоит на –6 м, а ваш участок ниже на 1,5 м, то ваша вода обнаружится на глубине около 5 м, т.к. водоносные пласты в общем следуют рельефу поверхности. Изыскания следует проводить во время годового минимума осадков; в Средней России и Сибири оно совпадает с меженью в реках и проточных озерах.
Самые точные способы определения превышения – шланговым гидроуровнем, на расстоянии до 50 м, и нивелировкой.
Опытный нивелировщик находит разность высот в 10 см на расстоянии до 1,5 км. Самостоятельная нивелировка взятым в аренду прибором возможна на расстояниях до 200-300 м.
Часто можно встретить советы определять превышение барометром-анероидом, но точность будет аховая: разности высот в 1 м соответствует разность показаний в 0,1 мм. Прибор с такой ценой деления найти сложно, а сбить его настройку в поле очень легко. Кроме того, атмосферное давление может измениться на большую величину за время перехода от места к месту.
Мозаика
В местах с мозаичными пластами воду придется искать прямо на участке. В предыдущем случае, кстати, это тоже отнюдь не противопоказано: а вдруг под удобной по хозяйственным соображениям площадью вздулся купол пласта? На метр-полтора меньше копать и строить. А рыть наобум – можно пройти мимо него.
В таком случае возможны два способа. Первый – дождавшись самой суши, берем напрокат портативный газоанализатор.
Как настроить его на пары воды – покажут арендодатели. Дальше аналогично китайской корове: ходим и смотрим; где больше влаги унюхает, там и копаем. Нужно только датчик держать точно на одном и том же расстоянии от земли. Бывают, специально для геологов, приборы с датчиком, снабженным калибровочным упором.
{{img-30}}
Второй – научиться лозоходству, или биолокации.
Точной теории этого феномена еще нет, но практический эффект в поиске электропроводящих полезных ископаемых от него бесспорен. Биолокация давно уже официально включена в арсенал способов геологоразведки под названием биогеофизического метода или БГФ. Что же касается биолокации «энергетических сеток», ведьм-колдунов, медиумов и пр., то адепты эзотерических учений пока могут предъявить почтеннейшей публике все, что угодно, кроме однозначных неоспоримых доказательств. Не улыбайтесь иронически: сила объективной науки как раз в том, что для исследований не обязательны начальные знания о сути процесса или таинственные откровения. Фарадей с Омом об электронах знали не больше неандертальцев, но основные законы электричества открыли. Без чего и телевизор нельзя было бы придумать.
БГФ – вовсе не прерогатива отдельных, сверхъестественно одаренных уникумов. Перципиентом, т.е. биолокатором, способен стать практически любой физически и психически здоровый человек. Где взять бесплатный курс обучения БГФ, можно узнать из видео:
Его можно дополнить следующими указаниями:
Из личного опыта
Автору в молодости довелось строить объекты связи в сельской местности. Часто приходилось пересекать существующие коммуникации, но планов или вовсе не было, или, похоже, верстались они методом ковыряния в носу глядя в потолок. Дело происходило в эпоху расцвета застоя, и батареек для кабелеискателя тоже хронически не было.
Опытный прораб из местного СМУ связи посоветовал искать рамкой. Точнее – 2-мя зондами из Г-образных кусков алюминиевой или медной проволоки длиной около 40 см. Пробовали себя на чуткость над силовым электрокабелем на 6 кВ, зарытым на 1,7 м; его трасса была точно известна.
Четкий эффект проявился немедленно у 10 человек из 12. Двое нечувствительных были горькими пьянчугами, не упускавшими случая налакаться вдрызг любым спиртным вплоть до самых омерзительных суррогатов. Впоследствии они оба дошли до хронического алкоголизма; один кончил дни свои в психиатрической лечебнице: «белочка» никак не хотела его покидать. Или он ее.
В поле, при реальном поиске, эффект остался только у одного. Но, когда по его отметкам забили шурф и нашли искомую трубу на указанной глубине, вернулся к остальным. Видимо, ранее они просто не верили факту. Через неделю все «локаторы» наловчились настолько, что уже и шурфы не били: работа была шабашная, время – деньги.
Двое из искателей, не самых чувствительных, по просьбе местных жителей попробовали себя в поиске воды. Оба раза она нашлась именно там и на той глубине, что проволочки показали.
На окраине города, когда туда подтянули трассу, эффект ослаб. Ближе к центру, когда появились трамвай с троллейбусом, остался нечеткий только у одного (не того, что вначале), но не ближе 50 м к линиям электротранспорта. Это свидетельствует в пользу электромагнитной природы БГФ и против мистических ее объяснений.
Как строить колодец?
К постройке колодца приступают в самое сухое время года
; тогда верховодка и плывуны слабеют или иссякают, а затрудняющие проходку шахты влагоемкие грунты подсыхают и не так сильно облепляют ствол. Поскольку разведку ведут тогда же, то медлить с работой не нужно, чтобы не пришлось откладывать на год.
Техника безопасности
Строя колодец, ТБ нужно соблюдать сугубо: заживо похороненному или отравившемуся газом уже все равно, 5 м породы над ним или 500. Основные факторы риска при копке колодца следующие:
Полный перечень мер безопасности и способов организации работ по этим пунктам требует не то что статей, но книг. Помимо общих правил ОТ и ТБ, нужно руководствоваться СНиП и Правилами производства горных работ при разработке полезных ископаемых открытым способом. Мы остановимся на самом существенном.
Грузы и такелаж
Рабочая площадка должна быть ограждена и не захламлена, чтобы в шахту ничего (никто) не свалилось. Работать внизу нужно в каске: пришедшийся по черепу комок земли весом 0,5 кг с высоты 5 м вызовет сотрясение мозга. Наверху обязательно должен находиться хотя бы 1 работник.
Любой груз, в т.ч. бадья (ведро) с грунтом, должен передвигаться вручную не менее чем 2-мя канатами равной прочности: тяговым и страховочным. Т.к. канаты должны гасить инерцию движущегося груза, их запас прочности должен быть не менее 4-х крат. Так, напр., если шахта колодца собирается из колец КЦ-15-9 (см. далее) массой в 1000 кг, то канаты нужны с прочностью на разрыв 4 т.
{{img-32}}
Кантовать грузы весом более 200 кг запрещено; оперировать с ними нужно с помощью талей и механизмов. Тали рассчитываются на тот же запас прочности, что и канаты. Ручной ворот должен быть снабжен автоматическим аварийным стопором и канатным тормозом. Ручную и электрическую лебедки с червячным редуктором или иным без обратного хода допускается использовать без стопора, но обязательно с канатным тормозом. Канаты к бадье любого объема прикрепляются наглухо; эксплуатация отъемных бадей категорически запрещена.
Работники, находящиеся за пределами прямой видимости друг друга, о начале и конце каждой операции должны оповещать голосом или условными звуковыми сигналами, с подтверждением услышанного. Напр: «Опускаю бадью. – Принято»; «Бадью получил, наполняю. – Понял»; «Бадья полна, вира! – Принято, поднимаю».
Оползание и обрушение
Если ствол колодца будет строиться со дна уже готовой шахты, что позволит сберечь материалы, буде она окажется пустой, то после проходки каждых 1-1,5 мм ее стенки нужно будет крепить. Однако устройство шахтных крепей – целая наука. Дело в том, что никакая крепь не сдержит уже сдвинувшийся грунт. Она играет роль скорее предохранителя, не дающего дожать спуск, отвести шептало и освободить боек. Но, если он уже сорвался с упора, то выстрел обязательно будет: оружие природы всегда заряжено и осечек не дает.
Мы настоятельно рекомендуем не руководствоваться описаниями кустарных методов крепления шахты.
Мы просто будем копать способом, исключающим подвижки грунта. Мы пройдем т. наз. шахту со скользящим стволом. В современном горном деле этот способ не используется, т.к. с глубин, на которых он применим, все пригодное для промышленной разработки давным-давно выбрано. Но воды для себя всегда хватит, на верхних горизонтах и в небольших количествах это ресурс возобновляемый.
Газы и проветривание
В рунете по старинке советуют проверять наличие углекислого газа в шахте лучиной или свечой. Это в XXI веке, когда любой диггер умеет обращаться с газоанализатором, а его аренда по карману кому угодно! И как быть с метаном? Хоть бы вспомнили, что еще 200 лет тому назад горняки уже пользовались взрывобезопасной лампой Дэви.
Если газ есть, его нужно удалить
. Пылесосом или бытовым феном, как тоже частенько советуют? Эти приборы не взрывозащищены и не рассчитаны на работу часами. А тяжелый СО2 просто так не выдуешь, нужна вытяжка. Вот тут уместно вспомнить энергонезависимую старину, которую шахтеры-«дикари», между прочим, успешно применяют и поныне.
Эта старинная вытяжка – небольшая печка, вроде буржуйки, топящаяся наверху. Когда-то к ее поддувалу плотно присоединяли кожаный или брезентовый рукав, опущенный в шахту. Тяга получалась «реактивная», т.к. она зависит от разности уровней горла поддувала и устья дымохода. Сейчас на рукав пускают тонкостенный металлогофр. Он меньше мешает работе, т.к. его можно растягивать по мере углубления шахты.
Плывуны
Плывун – самая серьезная помеха при проходке шахты
. Обнаружив его, нужно немедленно прекратить работу, обратиться за консультацией к специалистам и следовать их указаниям. К счастью, на малой глубине над водоносными пластами крайне редко встречаются плывуны мощностью более 1,5 м и быстро движущиеся. Вероятно, вы просто небрежно разведали воду и наткнулись на разжиженную верховодку.
Если строится бетонный колодец, а нижнее кольцо с режущей юбкой (см. далее), то, скорее всего, дело обойдется без шпунта, донного ящика или серии косых шпунтов. Чаще всего оказывается достаточно просто осадить ствол до прочного грунта, а затем выбрать из него песок и продолжать работу.
Для осадки ствола его накрывают прочным щитом и нагружают. Лупить бабой нельзя категорически! Если груза уложено более 5 т, а колонна все сидит, как сидела, это значит, что ствол пошел наперекосяк и застрял. Тогда снова нужна консультация. Специалист исследует, промерит и скажет, как и где нагружать, чтобы все-таки ухнул вниз.
Стволы
Дерево
В рунете по старым источникам подробно описано строительство деревянных колодцев. Почерневший замшелый сруб с журавлем, что ни говори, романтичен. Но вспомним, отчего умер Базаров с «Отцах и детях» Тургенева? Или посмеемся над «культурным мельником» из «Записок земского врача» Булгакова, едва не отправившимся к праотцам от передозировки хинина.
{{img-33}}
В старых русских деревнях, пивших «живую воду из журавля», свирепствовали брюшной тиф, холера, дизентерия, даже малярия
, в средних-то широтах! А что такого, в незамерзающей «живой воде» привольно жилось и личинкам ее переносчиков комаров-анофелесов.
Содержание деревянного колодца более-менее в соответствии санитарным нормам требует его ежегодной весенней или, в зависимости от местных условий, двукратной весенне-осенней чистки и дезинфекции. Используется для нее хлорка или современные биоциды – все равно, вода становится непригодной для питься и хозяйственного использования на 1-2 мес. Как раз в то время, когда она нужнее всего. И ее во время останова колодца нужно регулярно выкачивать, что денег стоит, если насос электрический, а под отстой нужно вызывать санбочку.
Примечание: избежать застаивания воды в деревянном колодце при чрезмерном его дебете без периодической ее откачки невозможно, что сильно осложняет разведку. В бетонном колодце эта проблема вполне решаема боковыми фильтрами.
Далее, деревянный сруб не изолирует ствол от верховодки и поверхностного стока, поэтому гидрозамок нужен во всю его высоту, а это много лишней работы и материала. Проходка шахты под сруб без крепи невозможна; постройка его и наверху, и в шахте сложна и опасна, а самый завалящий плывунишко создает серьезную проблему. То, что дерево от разобранной крепи годно только в печку, это уже вроде как даже мелочь. Как и то, что объем земляных работ под бетонный колодец будет примерно вдвое меньше.
Наконец, на самый сруб требуются отборные бревна, в порядке предпочтения, дуба, вяза, ольхи или березы. И не просто бревна, а выдержанные, оцилиндрованные в размер и вымоченные. Во что они обойдутся по нынешним ценам? Вопрос риторический, лучше не считать, чтобы не разневничаться. Прослужит же надводная часть сруба от 30-40 (дуб) до 5-10 лет (береза). Подводная дольше, но дорогостоящий ремонт понадобится спустя именно это время.
Поэтому деревянные колодцы мы оставляем музеям и любителям старины, а займемся более практичными. Оформить их оголовки на любой вкус будет уже не сложно.
Камень и кирпич
Каменные колодцы служат не века – тысячелетия. В Италии и Греции известны поныне действующие, происхождение которых уже во времена братьев Гракхов и Демосфена терялось в незапамятной древности. На вид они престижны и солидны. Но подбор камня на ствол еще сложнее, чем дерева на сруб, и обойдется он непомерно дорого.
Постройка каменного ствола возможна только снизу, т.е. сложна, опасна и длительна.
Кладка кирпичного колодца
Бетон
Растворы, замес, уплотнение
Примечание:
Проходка
Кладка кирпичного колодца
Колодцы из обычного кирпича не строят: в нем полно микротрещин, которые пропустят почвенный сток в колодец. Другое дело – некондиционный, пережженный и дешевый кирпич-железняк. Он вздут, покороблен, закручен пропеллером, но плотен и водонепроницаем, поэтому колодцы из него строить можно.
Стволы кирпичных колодцев возводятся только снизу, что требует большого объема опасных работ и дерева на крепь шахты. Наращивать ствол наверху и осаживать его, как бетонный, нельзя: кирпичная кладка не выдержит нагрузок. Под кладку заранее готовят кольцевой бетонный поддон; ведут ее ложками в 2 кирпича (толщина стенки 54 см) с перевязкой швов в рядах и между рядами. Каждые 10-14 рядов связывают стальными анкерами диаметром в 3/4 ширины шва (см. рис.) с перехватом на 1-2 ряда. Анкеры закладывают вразбежку по окружности и толщине стены.
Бетон
Колодец из бетона прочен, долговечен, гигиеничен.
Постройка его безопасна, насколько это вообще возможно для подземных работ. Есть у него еще одно замечательное свойство: если обнаружится, что покрывающие породы слабые и ствол долго не удержат, колодец можно сразу переделать в совершенный, просто нарастив ствол сверху. А если пласт окажется беден водой – таким же образом в зумпфовый, обойдясь без сложного, дорого и рискованного шатра.
Размеры железобетонных колец для колодцев
Бетонный колодец может быть монолитным или сборным из специальных колец, см. таблицу. Первые трудоемки, но дешевле. Над сборным надрываться придется меньше, но обойдется он дороже. Что касается длительности строительства, то она, вопреки распространенному мнению, в том и другом случае примерно одинакова: при сборке ствола из колец нужно цементировать стыки и монтажные проемы после установки креплений, азатвердевание раствора требует тех же 3-4 дней технологического перерыва, что и отливка очередного пояса монолитного. Если же ствол собран на сухую, он теряет большинство санитарно-гигиенических и эксплуатационных качеств. Плывун им тоже без шпунта не пройдешь, затечет в проемы.
Нижнее кольцо железобетонного колодца с режущей юбкой
В любом случае имеет полный смысл нижнее кольцо (или пояс) отлить самому: заводские с режущей юбкой и окнами под боковые фильтры стоят очень дорого. Схема его показана на рис. справа. Высота – стандартная, 90 см; внутренний диаметр также из стандартного ряда. Толщина стенки – 90 мм. Наружный диаметр юбки на 10 см больше, чем кольца. Схема армирования также стандартная: 5 поясов из рифленого прута 12-16 мм равномерно по высоте, связанных равномерно по кругу 10-12 стяжками из проволоки 4-6 мм. Режущая закладка (лезвие) – сталь тоже 4-6 мм.
Растворы, замес, уплотнение
Для формирования отливок, заделки проемов наглухо и изготовления кирпичей боковых фильтров (см. далее) используется смесь следующего состава, в расчете на 1 куб. м готового раствора:
Раствор для окончательной заделки проемов отличается только отсутствием щебня. Для временной заделки окон под фильтры при проходке шахты используют обычный цементно-песчаный раствор на цементе М200. Его водно-цементное отношение (В/Ц) берут от 0,7, лишь бы свежий из окон не вытекал, чтобы потом легче было заделку сбить.
Использовать речной окатанный щебень нельзя, бетон выйдет непрочным: в процессе постройки ему придется испытывать растягивающие нагрузки, которые любой бетон держит неважно. По той же причине не годится карьерный колотый щебень, в нем много лещади – слишком плоских и/или длинных зерен.
Раствором для формовки заполняют опалубку с установленным арматурным каркасом послойно, слоями в 10-15 см. Если ствол будет сборным, нужно заранее приготовить кольцевой пуансон, чтобы сформировать профиль соединения колец, см. ниже.
Каждый слой раствора уплотняют перфоратором с виброштангой 10-15 мин. Если цементное молоко на его поверхности выступит раньше – уплотнение можно прекращать и заливать следующий слой. Отливку выдерживают 3-4 суток, затем разбирают опалубку и пускают готовый монолит в работу. Если колодец монолитный, то опалубку нужно собирать по шаблонам; ствол «пузатый» или «с талией» непременно застрянет.
Пористый бетон для фильтров замешивают так:
Пористый бетон очень хрупок, поэтому кирпичи из него готовят заранее и замуровывают в окна кольца после вскрытия пласта. Закрепляют окончательно раствором для заделки проемов.
Примечание: высота окон боковых фильтров – около 150 мм. Совокупная ширина – 1/4-1/3 окружности кольца. Количество окон – 3-4; их распределяют равномерно по окружности. Если есть подозрение, что колодец придется доводить до совершенного или зумпфового, можно предусмотреть 2-3 пояса окон; дебет колодца от площади боковых фильтров зависит слабо.
Проходка
Для проходки шахты с монолитным стволом нужны как минимум двое; сборным – бригада из 4-6 крепких, ответственных и внимательных рабочих. Правда, находятся отчаянные головы, строящие колодец в одиночку, например автор ролика:
Видео: как выкопать колодец одному?
Но в этом случае нужно удивляться не трудолюбию и упорству автора, а тому, что он остался жив до конца работы и может рассказать о своих мытарствах.
Прежде всего роют котлован под нижнее кольцо; оно в любом случае отливается отдельно. В готовом кольце временно цементируют окна под фильтры, устанавливают его в котлован (в данном случае допустимо кантовать с соблюдением мер предосторожности, см. ниже); оно выступать над обрезом котлована на 20-25 см. Затем тщательнейше выставляют кольцо по горизонтали и вертикали; от этого зависит ровность всей шахты и легкость ее проходки.
Далее зазор между кольцом и стенкой котлована засыпают вынутым грунтом, послойно и с трамбовкой. Затем монтируют опалубку, заливают следующий пояс (или устанавливают следующее кольцо, см. ниже), ждут 3-4 дня (засыпка тем временем осядет), и начинают копать колоколом (поз. А на рис.): выбирают, проходя раз за разом по кругу, кольцевой подбой, до усадки ствола. Берегитесь при этом защемления лопаты: можно получить апперкот ее черенком!
Сборка колец
Копка колоколом шахты со скользящим стволом
После усадки снова проверяют ствол уровнем с отвесом, и следующий проход колокола делают так, чтобы он выровнялся. Обычный прием для этого – копать начинают в месте наименьшей осадки. Но, вообще говоря, землекоп-проходчик – профессия творческая. Без преувеличения.
Когда от готового ствола над землей останутся те же 20-25 см, его наращивают, как описано выше, и т.д. По мере углубления ствол оседает все внезапнее; особенно – в сухих плотных грунтах. Тогда, возможно, придется копать колоколом с целиками: под юбкой кольца оставляют грунтовые подпорки (поз. 1-12 на рис.), а затем их по очереди, как подбой выбирали, сбивают косыми ударами лопаты сверху вниз, поз. 13-16.
Ровнять ствол теперь уже бесполезно, слишком много его в земле. Чтобы его при следующей усадке не заклинило, запоминают, какой целик разрушился последним. Если самопроизвольной усадки не было и ствол пришлось нагружать, запоминают последний сбитый. В обоих случаях следующую сбойку начинают с диаметрально противоположного целика; следующую за ней – с соседнего последнему сбитому и т.д.
Сборка колец
Колодцы из колец с плоскими торцами впритык строят в основном канализационные и дренажные. Для этого, как известно, нужен подъемный кран и широкий котлован. Водоносные колодцы собирают из колец, соединяемых в четверть (поз. 1 на рис.) или в раструб, поз. 2. Первые дешевле, их можно сделать самому. Вторые:
Соединения бетонных колец
Как валить кольца
Соединения бетонных колец
Уплотняются стыки раствором для окончательной заделки, см. выше, его наносят на соединитель предыдущего кольца перед установкой следующего. Не забудьте подождать 3-4 дня, чтобы раствор застыл! Профи, которым нужно уложиться в срок по договору, уплотняют стыки специальными прокладками, но нам можно и подождать, а цемент в отличие от прокладки вечен.
Скрепляются кольца скобами (поз. 3), клеммами под болты – кламперами – поз. 4, или закладными штырями с проушинами под болтовое соединение, поз. 5. Для первых 2-х способов не нужны специальные кольца, можно пробить отверстия в обычных, а крепеж сделать самому. Вторые подороже, и нужно будет замуровывать монтажные проемы. Но соединение такое вечно, т.к. металлические детали защищены от коррозии. В любом случае нужно не менее 3-х соединителей на стык.
Как валить кольца
Завалка бетонных колец
Есть вода!
Закрепление ствола
Фильтры
Последний штрих внизу
Завершение вверху
Зачем колодцу домик?
Псевдо-домик и домик колодца
В заключение
Напоследок еще раз напомним:
Завалка бетонных колец
Сборка ствола навалом колец производится согласно рис. В месте, отмеченном красным, крепят 2-4 тяговых и столько же страховочных тросов. Каждый – на максимальное усилие, см. выше о технике безопасности! Тросы разводят V-образно или веером. Страховочные пропускают восьмеркой в пары вбитых в землю прочных кольев.
Самый навал делают, более потравливая (попуская) страховочные тросы; тяговыми только подтягивают кольцо, чтобы не сплеснуло назад. На попуск ставят самых умелых и собранных работников: чуть не так или не вовремя потравил, кольцо так и норовит подвернуться на пятке, крутнуться и сплеснуть вбок. А оно круглое, тяжелое, катится быстро и далеко. Автору известен случай, когда сплеснувшее кольцо КЦ-20-9 проломило 2 стены дачного домика и застряло в 3-й. Строили тогда глухой колодец-бассейн в засушливой местности для сбора зимних осадков на лето. Тоже, кстати, исключительно бетонное изделие.
Есть вода!
Наконец-то, появилась вода! Теперь проходку приостанавливаем, по 2 раза в сутки откачиваем воду и выбираем нанос. Затем углубляемся на 20-30 см, до 3-4 раз, пока не выйдем на старую верную примету максимального дебета – 3 ключа. Если ушли в пласт на 1 и более м, а 3-х ключей все нет – год надеемся, что колодец раскачается через боковые фильтры. Строить шатер или достраиваться на зумпф не торопимся, уж больно это муторное дело.
Пласт, несущий воду хорошего качества, не похож на мокрую губку, вода в нем идет переплетающимися жилами. Перерезать такую – и будет ключ. В пластах обычного строения на 1 кв. м разреза по стрежню приходится 3-4 жилы, а площадь сечения колодца как раз около 1 квадрата. Если из чистого дна шахты бьет 3 ключа – мы на стрежне, заметно большего дебета не будет.
Закрепление ствола
Подкрепление сруба колодца лежнями
На время исследования вскрыши пласта ствол закрепляют от проседания. Деревянный – бревнами-лежнями в закладах (печурах), опирающимися на клинья, лежащие на каменных плитах, см. рис. справа. Бетонный ствол проще и безопаснее закрепить вверху, подвесив за монтажные отверстия к временному копру из 3-4 бревен. Ноги копра предохраняют от разъезжания вбитыми в землю кольями; их называют мальчиками.
Фильтры
До усадки ствола в пласт на нужную глубину в окна вмуровывают боковые фильтры; в контакте с водой скрепляющий раствор, естественно, не затвердеет. Донный фильтр насыпают после окончательной усадки. Он обычный: слой щебня фракции 3-5 мм толщиной в 10 см, затем такой же толщины фракции 15-20 мм, а поверх – гравий 70-100 мм на 15-20 см. Боковой фильтр желателен в любом колодце, т.к. тогда вода в нем будет текучей и никогда не застоится.
Виды пор в боковых фильтрах колодцев
В продаже бывают кольца с готовыми боковыми фильтрами. Прямые поры в них – для пластов со слабым течением, наклонные (в них приток воды затруднен, а отток облегчен и наноса в колодец почти нет) – со средним, V-образные – с сильным и для забора воды из плывунов, см. рис. Подвижность воды в пласте можно определить самостоятельно при его вскрытии, но нам это ни к чему, т.к. описанный бетонный фильтр универсален и справляется со своими обязанностями в любых пластах.
Последний штрих внизу
Подземные работы заканчиваются 3-4 кратной полной выкачкой воды и очисткой дна от наноса с промежутком в 1-2 суток. Возможно, понадобится и больше чисток, пока на видимом слое донного фильтра не перестанет отлагаться нанос. На анализ воду можно сдавать спустя месяц после этого.
Завершение вверху
Что ж, остались, после всего, сущие мелочи: сделать гидрозамок и оголовок. Возможно, построить еще и домик для колодца. На домиках стоит немного задержаться.
Зачем колодцу домик?
Псевдо-домик и домик колодца
Взгляните на рис. То, что на нем справа – домик, а слева – только его имитация. Назначение домика колодца не столько в том, чтобы преградить путь осадкам или страдающей суицидальным синдромом мелкой живности, с этим и крышка справляется. Домик предназначен прежде всего для размещения в нем водокачки, а продуваемая всеми ветрами конструкция для этого не годится.
Устройство ручной колодезной водокачки показано на рис. ниже. Бывают еще домики-полуавтоматы, в них электронасос включается или вручную, или от поплавково-контактного датчика в домовом напорном баке, а выключается по таймеру с предустановкой времени. Автоматические домики качают от датчиков напора и расхода в водопроводе. При стабильном электропитании они позволяют обойтись без напорного бака, что с лихвой окупает затраты на автоматику.
Схема ручной водокачки в домике колодца
Что касается оголовка, то отделка по вкусу хозяина ему никак не повредит. К материалам требование одно: они не должны быть гигроскопичными, т.к. влажность воздуха вокруг колодца вследствие испарения из него всегда повышена. Лицевой кирпич, к примеру, не годится, он скоро напитается водой и станет гнездилищем бактерий, хотя с виду может остаться как новенький. Утеплять оголовок и домик, если климат требует, нужно только ЭППС – пенопласт, минвата и полиуретан пористы.
Если отделка оголовка делатся из дерева, оно должно быть пропитано биоцидами в промышленных условиях под давлением. Оформлять колодец под дерево пластиковым блокхаузом или металлосайдингом нежелательно, т.к. пустоты обшивки станут ловушками конденсата. Из слоистых материалов годится только ондулин, тем более что и его декоративные качества неплохи.
В заключение
Напоследок еще раз напомним: строительство колодца – ни в коем случае не хобби. Это тяжкий, сложный и опасный труд.
Колодезник-любитель – противоречие в определении. Степень умения работников может быть разной, но подход к делу всегда должен быть профессиональным, серьезным и вдумчивым.
Вконтакте
Когда появляется в колодце плывун, можно ожидать многочисленных проблем как при строительстве, так и во время эксплуатации. Наличие такого подземного явления существенно сказывается на качестве воды, вплоть до ее полной непригодности для питья.
Большие сложности возникают и при рытье колодезной шахты при прохождении такого нестабильного слоя. Однако все проблемы можно решить. Лучше всего с этим справятся профессионалы из специализированных организаций, но можно все сделать и собственными руками.
По своей сути, плывун представляет собой грунтовый слой с водяным насыщением и толщиной от 1 до 15 м. Как правило, это ограниченный, удлиненный объем в земляной толще, заполненный песком и супесью (часто с твердыми частицами различных примесей). В нормальном состоянии он герметичен и стабилен, но при механическом воздействии способен легко растекаться.
403 Forbidden
403 Forbidden
nginxПод напором воды такой пласт начинает двигаться. В целом, плывуны могут иметь достаточно однородную или совершенно хаотичную (неоднородную) структуру с мелко- или крупнозернистой основой. Они часто имеют в своем составе каменистые обломки и сцементированные песочные массы.
На глубине плывун чаще всего находится в гидродинамическом равновесии, т.е. давление, создающееся внутри него, уравновешивается силами, обеспечивающимися массой грунта, расположенного над ним. В таком состоянии пласт может находиться сколько угодно долго, пока не будет нарушено это равновесие. При его вскрытии внутреннее давление становится преобладающим, что выталкивает песок вверх.
Различают 2 основных типа плывунов:
- Истинная разновидность в своем составе имеет многочисленные глинистые и коллоидные пылеобразные частички, которые начинают играть роль смазки, соединяя крупные частицы. Такие пласты способны сохранять воду внутри и имеют низкий коэффициент фильтрации, что не позволяет внешней воде проходить через пласт. В зимнее время при промерзании они проявляют значительное вспучивание. При высыхании истинные плывуны сильно уплотняются.
- Ложная разновидность состоит из мелкого песчаника с водяным насыщением. С учетом глубины залегания такого пласта вода в них находится под избыточным давлением, а при вскрытии выталкивает песок.
Какие проблемы возникают
Проблемы с наличием плывунов могут возникать на стадии строительства и при эксплуатации колодца. В первом случае затруднения вызываются, если такой пласт находится в месте рытья колодезной шахты, и его необходимо пересечь, т.е. когда возникает условие: плывун располагается выше водоносного пласта.
При копании котлована приходится вскрывать плывун, что вызывает его подвижку. Разжиженная масса начинает заполнять шахту, делая невозможным дальнейшее ее углубление. Формирующаяся полость приводит к высокой вероятности смещения грунтовых пластов.
Таким образом, возникает обязательное требование: работы по рытью шахты могут проходить только при условии закрепления стенок и блокировании плывуна.
Большие неприятности возникают при эксплуатации, когда плывун располагается в придонной зоне колодца . В действующем сооружении такое явление, прежде всего, загрязняет воду. Однако это далеко не самая большая проблема. Плывун затрудняет приток воды и, в принципе, может привести к полному истощению колодца.
Кроме того, большую опасность вызывают возможные механические нагрузки. В нижней части колодца существует риск поперечного сдвига или осаждения бетонных колец или венцов сруба. При замерзании пласта в срединной части шахты возникает интенсивное вспучивание, что создает очень высокие нагрузки на шахтные стенки. Другими словами, действующий колодец в плывуне выдвигает такие повышенные требования: периодическая чистка придонной зоны, упрочняющие мероприятия и т.п.
Тонкости монтажа колодцев
Как указывалось выше, для того чтобы пройти плывун при формировании необходимой глубины колодца, следует принять меры, предотвращающие подвижку насыщенного водой песка в яму для шахты.
Эти меры зависят от типа плывуна, его размеров, подвижности (податливости), мощности, состава и других характеристик. Иногда, когда он не столь велик, оказывается достаточным ускорение рытья или бурения с быстрым началом обустройства стен. Интенсивная работа совмещается с откачкой воды и очисткой ствола.
Такие действия возможны при копании неглубоких ям, а также в обстоятельствах, когда прохождение опасного участка проводится в нижней части колодца.
В таких случаях важно соблюдать технику безопасности и контролировать риск обрушения стенок. Появляющийся осадок надо откачивать в постоянном режиме с использованием дренажного насоса необходимой мощности, не допуская накопления просачивающейся массы в колодезной шахте.
Вообще, самый верный способ избежать проблем — выявление наличия плывуна на стадии изыскательских работ и перенос строительства колодца на другое, более безопасное место.
Принятие технических мер
При значительных размерах плывуна, когда насос не справляется с откачкой массы, применяются различные технические способы проходки. При возведении стенок в виде колонны бетонных колец нередко применяется технология их осаждения. Способ реализуется путем выборки грунта под бетонным кольцом, которое затем под собственным весом медленно опускается вниз.
Естественно, что пройденный таким образом опасный участок сразу же герметизируется, затирая швы между кольцами. При опускании блоков применяются небольшие дополнительные механические нагрузки сверху. Важное условие — равномерное осаживание, не допускающее перекосов колец.
Еще один вариант проходки плывуна — крепление шпунтов в опасной зоне. Такое приспособление представляет собой стенку, переборку, щит из досок или брусьев, скрепленных надежно между собой с использованием четвертей или углов, при этом в нижней части торцы досок шпунтов заостряются для возможности их вбивания сверху.
При локализации плывуна близко от водоносного пласта, питающего колодец, проходку можно осуществить с использованием шпунтового ящика. Такой шпунт вбивается строго вертикально с контролем отвесом с помощью деревянного обуха или ручной бабы. Он погружается на глубину 32-40 см между направляющей и распорной рамами.
После удаления грунта без оголения торцов досок приспособление снова забивается. Если толщина слоя плывуна составляет более 1 м, то воздействие придется производить с использованием копра и бабы из чугуна, которая перемещается по направляющим.
В тех случаях, когда наполнение плывуна сильно разжижено, применяется специальный придонный ящик с крышкой и разрезающим металлическим башмаком. Это приспособление опускают в придонную зону и вдавливают в дно шахты (непосредственно в плывун).
Процесс осаждения ящика осуществляется с помощью клиньев или домкратов, воздействующих на брус, закрепленный на срубе. Домкраты или клинья устанавливаются симметрично, с двух противоположных сторон ящика. По мере его наполнения содержимым плывуна крышка открывается, а масса извлекается и поднимается вверх. В это же время сруб колодца постепенно опускается созданием нагрузки. Данный метод применим при прохождении пластов размером порядка 0,8-1,2 м.
Трубная проходка
Достаточно эффективным и надежным способом, реализующим прохождение мощных плывунов при строительстве колодца, является стальная опалубка из труб с диаметром немного меньшим, чем размер колодезных бетонных колец. Такая опалубка погружается прямо в толщу плывуна, что обеспечивает полное блокирование и герметизацию разжиженного грунта.
Необходимо отметить, что бетонные кольца даже при максимальной герметизации создать такую защиту не могут. Другими словами, в зоне вскрытия плывуна монтируется стальной кессон без днища. Вместо герметичного дна формируется фильтрующий слой из промытого щебня фракции 50-70.
Второй способ трубчатой проходки основывается на применении стальных труб, гарантирующих подпор воды с глубины, что исключает подъем песка водой с верхних горизонтов пласта. С этой целью используется труба диаметром порядка 30-55 мм, которая вбивается на глубину до 25-30 м (до верхнего водоносного пласта со стабильным дебитом) при помощи бурильной установки.
Таким способом строится что-то среднее между скважиной и колодцем, при этом давление, обеспечиваемое глубинной водой, препятствует проникновению песка из плывуна.
Мероприятия на действующих колодцах
Плохо блокированный при строительстве придонный плывун в процессе эксплуатации способен вызвать вышеуказанные проблемы с поступлением воды. Для того чтобы исключить такое явление, колодцы с плывунами периодически подвергаются чистке. Наиболее тщательно очищается придонный фильтр.
Для исключения дальнейших влияний плывуна применяется способ обустройства двойного шатра в зоне забора воды. Для этого углубляется шахта и устанавливается нижний шатер. Затем на расстоянии 40-45 см от него устанавливается дополнительный водосборный шатер.
Следует обратить особое внимание на монтаж этого элемента — его следует тщательно законопатить по всей длине мхом и расшивкой рейками. Принцип действия такого фильтра прост: песок из нижнего шатра остается между стенками элементов, а вода откачивается вверх .
При проведении профилактических и ремонтных работ в колодцах на плывунах следует учитывать тот факт, что водяной столб в шахте сдерживает подъем песка из пласта, а значит, не следует откачивать из нее всю воду.
Минимальный водяной пласт должен иметь высоту 35-40 см. Для исключения риска проникновения песка в питьевую воду дно колодца часто оборудуется специальным фильтром. В частности, находит применение осиновый щит. Иногда на него насыпается дополнительный фильтрующий слой из песка и щебня.
Плывун при строительстве или эксплуатации колодца может вызвать серьезные проблемы. Однако известно множество способов, позволяющих эффективно преодолевать такие трудности. Все мероприятия можно осуществить своими руками.
Современное водоснабжение загородного дома из колодцев с развитием бытовых технологий нуждается в интенсификации. Наличие стиральных и посудомоечных машин, высокопроизводительных душевых кабин с подогревом требует повышенного расхода воды. Существующие издавна колодцы не всегда удовлетворяют сегодняшних дачников. Одни видят выход в углублении шахт, другие считают, что выходом из ситуации станет скважина в колодце. Расскажем, как ее пробурить, и когда бурение внутри колодца имеет смысл
Низкая эффективность колодцев может быть вызвана их заиливанием, обрушением обсадной колонны, наличием плывуна. Но есть еще один повод, который многих вынуждает прекратить пользоваться водой. Обычно вода залегает на глубине 5-10 м, источник воды в них – ручьи.
Поверхностные воды берут начало в дождях и сугробах. Выпадающий на землю в виде осадков дистиллят до того, как просочиться в колодец, проходит дополнительную фильтрацию природным песком. Незначительные вредные примеси сорбируются активными почвенными ингредиентами. В конно-тягловую эпоху вода чистой была всегда – независимо от их глубины. Единственный фактор, которой мог испортить вкус воды, определялся наличием болота рядом с колодцем.
В условиях индустриальной перестройки мира дожди приобрели устойчивый кислотный привкус и щелочную мылкость. Пески и суглинки собрали с бескрайних удобряемых полей все вносимые компоненты. Колодцы из источников кристально-чистой воды превратились в накопители нитратов, гербицидов и солей тяжелых металлов
Современные методики добычи пресной воды рекомендуют забуриваться вглубь земли – до уровня грунтовых вод или, еще лучше, – до артезианских водоносов. Среди множества способов, позволяющих устроить эффективное домашнее водообеспечение, наиболее бюджетным выглядит вариант – сделать скважину в колодце.
Скважина внутри колодца
Сразу нужно заметить: не во всех случаях бурение скважины в дне подземного водоема позволит сэкономить средства. Нередко бывает, что эффективнее пробурить шурф рядом. Это утверждение почти всегда верно для тех случаев, когда проходку выполняет профессиональная бригада бурильщиков: мощность их оборудования позволяет выполнять бурение в промышленных объемах за короткий срок. Производительность машины обеспечивает достижение уровня глубины большинства колодцев за четверть часа. Выполнение работы займет времени меньше, чем подготовка установки к бурению.
По этой причине большинство специализированных компаний предпочитают выполнять бурение на целине. Стоимость работ в любом случае рассчитывается от нулевой отметки – уровня почвы. В такой точке зрения содержится рациональное зерно и для заказчика. Если приглашать буровиков, целесообразнее пробивать скважину на воду в месте, максимально удобном для обслуживания источника, прокладки труб и выполнения самого бурения, – там, где не мешают заборы, деревья и декорированные дорожки.
За работы по углублению существующих источников, в том числе изготовление трубчатых колодцев, берутся индивидуальные бригады, оборудование которых обладает меньшей мощностью, а специалисты готовы уделить внимание таким «мелочам», как укрепление стенок, создание усиливающих каркасов, фиксацию обсадных труб и строительство дополнительных кондукторов. Заказчик при этом получает бонус в виде снижения стоимости проходки за счет уже существующего шурфа.
В каких случаях углубление имеет смысл?
Чтобы спрогнозировать качество результата, необходимо иметь представление о структуре водоносных слоев и грунтовых пластов.
Под черным плодородным слоем залегают глины, суглинки и супеси. В отдельных карманах, в структуре которых содержится песчаник, могут протекать подземные ручьи, образованные поверхностными потоками.
Ниже верхнего слоя песчаников под глиняной коркой снова располагается слой песков (иногда с галькой), в котором протекают подземные реки. В большинстве случаев эти грунтовые воды являются продолжением наземных водоемов. Пески на этой глубине могут перемещаться вместе с водяными потоками, образуя «плывуны».
Глубже располагаются глины с валунами и гранитами. Третий слой песков, смешанных с водой, лежит, как правило, на поверхности пористых известняков, в толще которых текут мощные потоки артезианского уровня.
Существующие колодцы доходят до поверхностных или грунтовых вод. Нередко их наполняемость ограничена плывунами, малозаметными пользователям. При регулярном пользовании в толще песка образуется линза, в которой накапливается вода. Ее дебит колеблется – от 300 л/сутки до 600 л в час.
Для минимального водопользования этого объема может быть и достаточно, однако такого количества влаги не хватит на обеспечение среднестатистической современной семьи. Попытки углубить колодец оканчиваются неудачей: вместо отобранного песка подземный поток приносит новый, и природный баланс восстанавливается.
В таком старом колодце можно попытаться пробурить скважину: заглубление обсадной трубы в нижележащие пески не потребует больших физических усилий. Процесс устройства должен пройти без лишних осложнений, если под плывуном не обнаружится гранитное дно.
В каком колодце можно делать скважину?
Отдельного ГОСТа или СНиПа с требованиями к элементам скважины в колодце не существует. Заказчики и исполнители руководствуются здравым смыслом при выборе методов, отдавая предпочтение наиболее функциональным и безопасным.
В первую очередь необходимо удостовериться в том, что скважина не станет причиной обрушения стенок в колодец. Для этого существующую конструкцию тщательно обследуют, выявляют явные и потенциальные дефекты, устраняют их.
Колодцы, выложенные из бревен, в 90 процентах случаев нуждаются в дополнительной обвязке и усилении. Бетонные кольца более надежны и долговечны, но и они требуют предварительного изучения. Кладка должна быть без щелей, разрушений, шатающихся элементов. Трасса шахты должна быть вертикальной.
Нарушение соосности колец может свидетельствовать о том, что песчаная подушка неустойчива, на нее активно действует водный поток. Вновь пробитая вглубь скважина может стать причиной попадания в колодец новых масс воды, которые просто смоют кольцо со всем, что внутри него находилось.
Укрепляющие и усиливающие конструкции
Усилению подлежат два элемента: обсадная кладка и устанавливаемый кондуктор. Операцию по армированию проще выполнить в прочном бетонном колодце. Для выполнения работы в стенки верхнего, нижнего и одного из средних элементов вмуровывают по четырем осям анкерные болты, к которым впоследствии прикручивают вертикальные стойки из стального профиля. Стойки обваривают на двух-трех уровнях окантовывающими стержнями, которые должны образовать квадраты. В вершины квадратов вваривают арматурные прутья, скрепляющие их между собой.
Укрепление кондуктора выполняют таким образом. Намечают точку, в которую войдет скважина, вокруг нее в колодец заглубляют уголки, расположенные строго вертикально. Уголки обваривают между собой по периметру. Если перед этим была сделана обвязка колец, конструкции соединяют, обеспечивая жесткую фиксацию.
Над шахтой размещают буровую вышку, которая оборудована блоком с воротом на оси, и бабкой на тросе или цепи. Вышку располагают на твердой поверхности, в некоторых случаях под ее пятки помещают бетонные плиты или заливают монолитное основание.
Время для изготовления скважины
Бурить скважину в колодце лучше всего поздним летом, в начале осени, когда в почве содержится наименьшее количество воды. Можно работы выполнять и зимой, в этом случае воду можно попытаться заморозить. Для этого в самые лютые морозы с поверхности земли в колодец нагнетают холодный воздух. При интенсивном охлаждении водное зеркало может застыть на третий-седьмой день.
Сама технология бурения схожа с традиционной. Единственное отличие заключается в том, что до начала работ в дно колодца забивают трубу – кондуктор. Высота трубы должна доходить до верхнего края колодца. Длина кондуктора должна быть достаточной, чтобы максимально его заглубить, – защитить канал бурения от движущихся масс воды и песка. При необходимости трубу удлиняют с помощью муфт.
Шахту модернизированного колодца после завершения работ часто засыпают. Скважина должна быть защищена от верхних сточных вод, попадающих в колодец с поверхности почвы.
