Активное развитие коллективного садоводства и расширение возведения личных жилых зданий сделали актуальной проблему снабжения водой осваиваемых участков. И обычно максимально быстрым и доступным решением этой сложности является сооружение колодца - надежного и испытанного источника вкусной и чистой влаги. Хотя литературу, в коей бы описывались способы возведения колодцев, купить весьма тяжело, так как за последние 20 лет в россии она почти не издавалась.
В настоящей статье предпринята попытка в какой-то мере восполнить этот пробел и ознакомить читателя с устройством максимально распространенных видов колодцев, и с инструментами, приемами, приспособлениями, которые потребуются умельцу при сооружении какого-либо колодца.
Т.к. возможности индивидуального, в особенности сельского, строителя обычно ограничены в части материалов, прибора, оборудования, в статье широко отражен опыт старых мастеров-колодезников, которые обычно достигали прямо-таки поразительных результатов сравнительно простыми средствами.
Стоит, правда, подчеркнуть, что слепое копирование прибора, который использовали при работе старые мастера, связано с определенными трудностями.
Ведь ранее при изготовлении прибора, к примеру долот, буров, широко использовались ковка и иные специфические способы обработки металла, воспроизвести которые в домашних условиях подчас крайне трудно. По этой причине в статье даны устройства прибора, который строитель колодца в общем случае мог бы выполнить сам, впрочем в некоторых ситуациях ему, естественно, будет необходимо обратиться за помощью и к токарю, и к сварщику, и к кузнецу.
Отдельные сведения о подземной воде
Подземные, или грунтовые, влаги образуются по большей части в итоге проникновения в землю атмосферных осадков и влаги из открытых водоемов - рек, озер, прудов. Называются эти влаги инфильтрационными, или вадозными. Образуются подземные влаги к тому же и из-за конденсации водяного парочка из атмосферы изнутри земли, в его порах. Это - конденсационные влаги, правда, важное значение они имеют лишь в высокогорных районах.
Разные породы в земной коре залегают пластами. Если порода пласта способна отдавать воду при вскрытии ее шахтой, она называется водоносной; порода, не пропускающая воду и не отдающая ее, называется водоупорной, или водонепроницаемой. Строго говоря, из-за наличия в любой породе пустот, совершенно водонепроницаемых видов нету, и чем таких пустот более, тем водопроницаемость породы выше. Так, гравий, галечники, большие и средние пески, трещиноватые скальные породы имеют хорошую водопроницаемость. Наоборот, глины, невыветрившиеся скальные породы водоупорны. Суглинки, лёсс, глинистые пески, мергели имеют отношение к полупроницаемым породам.
Любой вышележащий пласт породы, независимо от его водопроницаемости, - кровля для пласта нижележащего.
По гидравлическим свойствам подземные влаги могут быть безнапорными (грунтовыми) и напорными (артезианскими).
Безнапорные влаги залегают на I от поверхности территории водонепроницаемом или слабопроницаемом слое. Поверхность их свободная, то есть давление на ней равно атмосферному. В этом случае в скважинах и колодцах, вскрывающих воду, ее уровень часто устанавливается на глубине, соответствующей уровню влаги в водоносном пласте (рис. 1). Напорные влаги залегают в водоносном пласте, зажатом м/у 2-мя водонепроницаемыми пластами, подстилающем и кровлей. Вода в этом случае целиком наполняет все пустоты в водоносном пласте и при вскрытии его шахтой поднимается в ней выше отметки вскрытия. Данный установившийся в шахте уровень влаги называется пьезометрическим. Время от времени вода напором выбрасывается из шахты в виде фонтана. Данный фонтанирующий колодец в первый раз в Европе был пройден в 1126 г. в Ю. Франции в провинции Артуа (латинское имя - Artesium). Отсюда в наименование напорных вод - артезианские.
Рис. 1. Напорные и безнапорные влаги
При возведении колодца возможно весьма обычно столкнуться с так называемой верховодкой - подземной водой, находящейся на сравнительно малый глубине над водоупорным пластом. Для водообеспечения верховодку часто не применяют и изолируют при проходке шахты, так как она не успевает, просачиваясь ч/з земля, очиститься от загрязнений. Запасы влаги у верховодки невелики, непостоянны и зависят от числа выпадающих осадков. В местах, где водоупорный слой завершается, верховодка исчезает, стекая в нижележащий горизонт. В засушливые периоды и в зимнее время года она к тому же часто исчезает.
Число влаги, притекающей в колодец из водоносного слоя в единицу времени (в мин., час, сутки), называется дебитом колодца.
Подбор места для колодцаПеред тем как приступить к строительству колодца, стоит провести простейшие изыскания, то есть определить в предполагаемом для колодца месте присутствие подземной влаги, узнать глубину залегания и протяжения водоносных видов, число и качество влаги. Когда рядом есть аналогичные здания, дело облегчается.
Имеющиеся в округе открытые водоемы и действующие колодцы дают возможность довольно точно определить глубину залегания подземной влаги. Если они расположены рядом от выбранной вами площадки, то довольно показаний ватерпаса, если же расстояние существенно, то потребуется нивелир или барометр-анероид. К примеру, стоимость деления барометра 0.1 миллиметра, что соответствует разнице в высоте 1 метр. Стало быть, коль скоро на уровне территории существующего колодца барометр показывает давление 745,8 миллиметра, а в точке, где вы собираетесь рыть колодец, - 745,3 миллиметра, шахту вам будет необходимо рыть вероятнее всего на 5 метров глубже (745,8 - 745,3 = 0,5 миллиметра).
Сказанное справедливо в тех ситуациях, когда уровень подземных вод почти горизонтален и влаги залегают в виде грунтового бассейна. Если же поверхность грунтовых вод имеет уклон и залегают они в виде грунтового потока, нужно при определении глубины залегания принимать в расчет этот уклон, применяя способ интерполирования. Наиболее же надежным способом поиска влаги является разведочное бурение.
Место для колодца нужно подбирать не более близко, чем 20-25 метра от источников загрязнения: навозных куч, уборных, помойных ям, кладбищ, бань, скотных дворов. Не стоит устраивать колодцы на склонах балок, оврагов, берегов рек, т.к. тогда они будут дренировать (забирать) грунтовые влаги.
Выбрав место для колодца, нужно получить разрешение на ею возведение в местном Совете народных парламентариев, региональной гидрогеологической (гидрорежимной) партии и санэпидстанции.
И наконец еще 1 вопрос, который стоит решить: какой колодец возводить - трубчатый или шахтный? Шахтный колодец часто имеет максимальный размер в снегу 0,8-1,2 метра, что дает возможность при его возведении углублять шахту обычной лопатой. Важно, хотя, заметить, что приток влаги в колодец (дебит) в большей части случаев мало находится в зависимости от габаритов поперечного сечения колодца. Потому заманчиво выполнить вместо шахты скважину размером 50-300 миллиметра и сократить при этом во немало раз число извлекаемого земли. Закрепив стены скважины трубой (эта труба называется обсадной), получим трубчатый колодец. В него, ясно, уже нельзя опуститься с лопатой, понадобится особый инструмент и оснащение.
Так какой же колодец возводить - трубчатый или шахтный? Сделанные верно, они имеют приблизительно одинаковый срок службы, оба требуют подготовительных работ, производства подъемных механизмов, приспособлений, прибора. Итоговое суждение обязан вынести сам строитель колодца, сообразуясь с собственными возможностями. Порекомендовать возможно одно: чем глубже вода, тем более доводов в пользу скважины, однако при условии, что вышележащие породы не содержат немало камней. Пробивать скважину самодельным инструментом ч/з залегающий глубоко мощный каменный пласт - дело только тяжелое. В этом случае шахтный колодец даже глубиной 20 метров предпочтительнее. Нужно к тому же подумать и о способе подъема влаги из готового колодца. Если из шахтного колодца воду возможно поднимать не только лишь насосом, но еще и ведром на веревке, то из трубчатого колодца это вероятно лишь при помощи насосного устройства.
В устройстве шахтного колодца (рис. 2) различают последующие фрагменты: оголовок; ствол - участок от низа оголовка до статического этажа влаги (то есть этажа при отсутствии откачки влаги); водоприемную часть.
Есть 3 вида щахтных колодцев: несовершенный, или неполный; совершенный, или полный; совершенный с подствольииком (зумпфом).
В несовершенном колодце крепление шахты не достигает подстилающего пласта, лежащего ниже водоносного; приток влаги тут возможен ч/з дно и боковые стены. В совершенном колодце крепление достигает водоупорного пласта и опирается на него; приток влаги - лишь ч/з боковые стены. Зумпф в совершенном колодце - дополнительный резервуар, выполняемый в подстилающей водоупорной породе для увеличения запаса влаги. За исключением зумпфа, запас влаги в колодце может оказаться увеличен в итоге расширения его подводной части в виде шатра (рис. 3). При высоте водоносного пласта до 2-3 метра делают зумпфы, а при большей высоте - шатры.
Подбирая прибор водоприемной части, стоит учесть, что запас влаги в колодце и суточная необходимость в ней обязаны быть по возможности согласованы, в противном случае вода будет застаиваться и загнивать. По этой причине для индивидуального водозабора стоит рекомендовать несовершенный колодец с притоком влаги ч/з донный гравийный фильтр; боковые фильтры не дают значительного увеличения дебита и в то же время сложны в изготовлении.
Безнапорный водоносный пласт шахтой несовершенного колодца не стоит проходить более чем на 0,7 его высоты, т.к. подтверждено, что нижележащая вода, чаще всего, не питает колодец и не повышает дебита. Сообразуясь с суточной потребностью в воде, закладывают колодец и на меньшую глубину.
Поперечные габариты шахты рационально принимать минимальными с целью экономии материалов и трудозатрат. Руководствоваться при этом стоит лишь удобством труды в шахте, тем паче что повышение габаритов поперечного сечения колодца, как уже было отмечено выше, часто мало сказывается на повышении дебита. Так, повышение радиуса колодца в 10 раз дает возрастание дебита только в 1,5 раза. Исключение составляет лишь тот крайне редкий случай, когда колодец питают восходящие ключи, расчистка которых на большей территории дна колодца повышает дебит уже существенно.
Водоприемную часть несовершенного колодца чаще в общей сложности создают с донным фильтром из 3-х слоев гравия или щебня с зернами различной крупности: толщина нижнего слоя, находящегося в контакте с водоносной породой, - 0,1 метра, 2-х прочих - по 0,15 метра. Зерна любого верхнего слоя фильтра обязаны быть в 6-8 раз крупнее зерен нижнего.
Если водоносный пласт мощно разжижен (плывун), а приток влаги обильный, делают дощатое дно со щелями или просверленными отверстиями. Фильтр из гравия или щебня в этом случае насыпают поверх на доски.
Оголовок колодца обязан возвышаться на 0,6-0,8 метра над уровнем территории. Кругом колодца стоит выполнить глиняный замок шириной 0,5 метра и глубиной 1-1,5 метра и стоит железобетонную отмостку, что предохранит колодец от отекания в него грязной влаги с поверхности территории.
Крепление шахты колодца создают из древесины, железобетона, бетона, кирпичей и естественного камня. Сделать крепление возможно 3-мя способами: возведением крепления со дна готовой шахты (при опасности обвалов земли эту работу стоит производить лишь с временным креплением стен шахты), наращиванием крепления поверх (опускное крепление), наращиванием снизу.
Техника сохранности при рытье колодцаЕсли вы взялись рыть колодец, отнеситесь всерьез к технике сохранности. Вот ее основные потребности.
Шахту колодца нужно оградить поставленными на ребро досками на расстоянии 0,4-0,7 метра от края, а площадку освободить на 2-3 метра от устья шахты, чтоб в нее не могло скатиться что-нибудь тяжелое.
Перед началом работ испытанием на разрыв обязана быть проверена надежность каната для подъема бадьи с грунтом.
Канат стоит привязывать наглухо к бадье; при глубине более 6 метров к бадье стоит привязывать II-й предохранительный канат (работа с отнимающейся бадьей крайне опасна!).
Для рытья глубоких колодцев применять вороты с вертикальным валом, для неглубоких (4-6 метра) вероятно использование горизонтальных воротов; вороты обязаны иметь зубчатый останов и канатный тормоз.
При применении механических подъемников с электрическими и другими двигателями в приводе использовать лишь червячные редукторы, обладающие эффектом самоторможения (вращение вероятно лишь от червяка к червячному колесу). На первичный вал червячного редуктора, невзирая на его способность к самоторможению, стоит все-таки поставить тормоз для уменьшения инерционного выбега механизма.
Производить ежедневный осмотр всех подъемных приспособлений (лебедки, крюка, каната, ворота, бадьи и т. п.) до начала работ, в обеденный перерыв и вечером.
Оповещать работающих внизу о подъеме из шахты и об опускания в шахту разных предметов.
При интенсивном притоке в шахту вредных для здоровья газов осуществлять постоянное вентилирование при помощи вентилятора или горящей печки, установленной на поверхности, поддувало коей соединить трубой с низом шахты.
Любое утро и после перерывов в работе перед спуском человека в шахту проверять в ней качество воздуха при помощи горящей свечи: если свеча затухает - провентилировать шахту и проверить вторично качество воздуха.
Про углублении колодца незащищенная креплением часть шахты обязаны составлять не более 1 метр по высоте.
Не допускать за стенами крепления значительных пустот и каверн, которые имели возможность бы вызвать подвижку и обвал земли и разрушение крепления.
Из дерева колодцы
Благодаря доступности древесины как конструкционного материала оно широко используется при возведении колодцев и сейчас. Хотя древесина не любого древесины годится для этой цели. Максимально подходящим материалом является дуб, после идут лиственница, вяз, ольха. Для надводной части, за исключением дуба и лиственницы, хорошим материалом является сосна. Дуб стоит в надводной части 20-25 лет, в подводной - десятки и даже сотни лет. Береза в подводной части служит 10 лет, в надводной - 5 лет. Ель нечасто потребляют для сруба, так как она мощно усыхает, дает трещины и в короткие сроки гниет. Не стоит использовать тоже осину, она придает воде малоприятный запах и вкус горечи, в короткие сроки загнивает, а вода приобретает гнилостный запах. Абсолютно непригоден для сруба сухостойный лес, он хрупок и недолговечен. Независимо от породы лес для сруба обязан быть прямым, не трухлявым, не зараженным грибком, без червоточин и плесени.
Из дерева колодцы строят часто квадратного сечения с размерами стороны квадрата в свету от 0,7 до 1,4 метра (чаще 1х1 метр). Сруб создают из пластин, нарезаемых из бревен размером 22 сантиметра, или из целиковых бревен размером 15-18 сантиметра. Когда сруб состоит из бревен, проще добиться высокой плотности стен колодца. Сруб собирают на поверхности территории перед рытьем шахты, и любой венец его размечают для последующей правильной сборки.
Сопряжение бревен в углах сруба создают в лапу без остатка с коренным шипом (потемком) или без него (рис. 4). Потемок уплотняет угол. Венцы объединяют м/у собою нагелями высотой 10 сантиметров, которые по вертикали устанавливают вразбежку. Чтоб исключить вероятность отрыва нижних венцов от верхних, соседние венцы объединяют стальными скобами, по углам сшивают при помощи брусьев, а по средине любой стороны - досками.
При глубине колодца не более 6 метров, когда стены шахты не обрушиваются и не вспучиваются, а приток влаги не сильный, сруб может оказаться возведен именно со дна готовой шахты. В этом случае вначале вырывают шахту на полную глубину с временным креплением стен. После на дне шахты ставят раму-основание, на коей и производят сборку сруба. Временами на дно шахты укладывают лежни - бревна, распиленные вдоль, на них пришивают пол и уже на этом основании собирают сруб.
Наращивание сруба поверх используют для колодцев глубиной, более 6 метров. Работа тут идет в подобной последовательности. Сруб ставят на основание после отрыва шахты на глубину 3 метра и выводят его из территории на 3 венца. Позже углубляют шахту, подрывая земля всегда на глубину приблизительно 25 сантиметров, вначале под серединой стен, не трогая углов. Обходят так все стороны сруба и после подпирают их клиновыми подкладками. После данного подрывают земля в углах, выбивают клиновые подкладки и равномерно опускают сруб. В рыхлых и сыпучих грунтах сруб может застревать в шахте, тогда его осаживают по верхнему венцу. Если это не помогает, то из бревен и досок на верхнем венце делают настил, на который наваливают груз массой до 30-35 т. Если и подобная нагрузка не дает желаемого эффекта, работу заканчивают наращиванием сруба снизу.
Чтоб облегчить опускание сруба в шахту, основание сруба уширяют, а нижнюю часть его снабжают режущим ножом - башмаком. Башмак нетрудно выполнить из стального уголка или железобетона. Или же снизу сруба ставят ящик без дна, поперечные габариты которого более сруба на толщину его стен. Что лучше - находится в зависимости от возможностей строителя колодца и плотности земли. При огромной глубине колодца (20 метров и более) и твердой породе стальной башмак значительно облегчает дело.
Если земля плотный и колодец относительно неглубокий, сруб, наращиваемый поверх, возможно подвесить в шахте на веревках. Этот метод дает значительные удобства в работе посему, что сруб почти не мешает углублять шахту, так как основание сруба поддерживают на высоте 0.5-1 метра от дна шахты. Веревки подводят под любой угол сруба серединой, а концы несколькими витками крепят на раме из бревен, установленных над шахтой (рис. 5). Веревки держат сруб в итоге трения м/у витками и бревнами, при этом 2-3 витков для любого окончания веревок достаточно. Сруб опускается в шахту весьма без труда - идет он с зазором, необходимо лишь слегка потравливать концы веревок на витках. Последнее дает возможность в пределах габаритов шахты наклонять сруб для выверки вертикальности, перемещать от стены к стене и даже поворачивать на некий угол кругом вертикальной оси.
Самую большую нагрузку, которую имеют возможность выдержать веревки, просто определить простым расчетом. Для данного в первую очередь нужно испытать веревку на разрыв, то есть определить силу (в килограммах, тоннах), вызывающую разрыв веревки. После эту разрывающую силу уменьшим в 2 раза (введем, как принято в расчетах, коэффициент запаса надежности 0,5) и умножим на 8, т.к. любой угол держат 2 окончания веревки. Это и будет в максимальной степени допустимая масса сруба, то есть
G=8kp,
где G - в максимальной степени допустимая масса сруба, т;
k - коэффициент запаса надежности (k= 0,5);
Р - усилие разрыва одной веревки, т.
К примеру, если веревка порвалась при нагрузке 1 т, то
G = 8 х 0,5 х 1 = 4 т.
Наращивание сруба снизу является предпочтительным для глубоких колодцев. Особенность данного метода заключается в том, что сруб ч/з каждые 4-5 венцов обязан иметь венец с "пальцами", то есть 2 нижних бревна данного венца создают с концами на 0,4-0.5 метра длиннее на каждую сторону. Эти выступающие за размеры сруба концы закладывают в вырытые в стенах шахты горизонтальные углубления (называют их "заклады", или "печуры"), поджимают кверху (по возможности домкратами) и подклинивают в печурах. Благодаря "пальцам" сруб прочно закрепляется в шахте и дает возможность допускать долгие перерывы в работе, невозможные при иных способах крепления.
В весьма рыхлом грунте и в плывунах выполнить печуры надежными не удается и такой метод оказывается непригодньм. Если подобные породы известны заблаговременно, шахту нужно проходить наращиванием сруба поверх.
Вообще плывуны - довольно малоприятная порода для строителя шахтного колодца и требуют обычно особенных методов труды, заставляют подвигать мозгами. Наиболее ускоренная выемка породы плывуна в шахте не дает возможность углублять колодец, так как на место вынутой породы тут же притекают ее новые многих и затапливают дно шахты. Плывуны бывают однородными и неоднородными, крупно- и мелкозернистыми, имеют возможность включать обломки твердых видов или сцементировавшиеся многих песка, имеют возможность находиться в покое или в движеньи под напором влаги. Прохождение мощных слоев плывуна, в особенности под напором влаги, очень затруднительно, просит высокопроизводительной отливной оборудования и крупных затрат. При конструкции шахтных колодцев плывун проходят лишь при благоприятных условиях - малый мощности, незначительном напоре, весьма медленном движеньи.
Проходят плывун, большей частью забивая шпунт. Шпунт - стена, переборка из досок или брусков, соединенных м/у собою с помощью четвертей или углов. Нижние концы досок шпунтового нескольких заостряют.
Когда плывун расположен именно пал водоносным слоем - источником питания колодца или сам дает воду для колодца, пройти его возможно при помощи внутреннего шпунтового ящика (рис. 6). Забивают шпунт строго по отвесу деревянным обухом или ручной бабой на глубину 30-35 сантиметра м/у направляющей и распорной рамами. После удаляют породу, не обнажая концы досок шпунта, затем шпунт снова забивают. При глубине плывуна более 1 метр забивать шпунт руками практически нереально, и тогда его забивают при помощи копра и чугунной бабы, скользящей по направляющим.
В сильноразжиженных плывунах применяют донный ящик (рис. 7) с крышкой и режущим стальным башмаком. Подобный ящик опускают на дно шахты и вдавливают вниз, в плывун, с помощью клиньев или домкратов, которые удирают в брус, прибитый к срубу. Домкраты или клинья ставят с 2-х противоположных сторон ящика. По мере заполнения ящика плывуном крышку открывают, породу вычерпывают и поднимают вверх. В то же время сруб осаживают ударами обуха или нагрузкой. Донный ящик дает возможность пройти промежуточные плывуны толщиной 0,5-1 метра.
Более мощные плывуны (1-1,4 метра) проходят, вбивая у базы сруба ряды косого шпунта длиной 0,7-0,9 метра. Нижний ряд подобного шпунта крепят всегда следующим рядом, размещенным выше (рис. 8). После косой шпунт укрепляют внутренним срубом или внутренним шпунтом с распорками.
Водоприемную часть колодца в плывунах, в особенности когда песок весьма мелок и мощно разжижен, исполняют обычно в виде двойного шатра (рис. 9). Вскрыв подобный пласт, наращивание сруба прекращают и ставят II-й шатер - водосборный, отступив на 0,35-0,4 метра от стен основного шатра. Сборку водосборного шатра нужно производить весьма внимательно снизу наверх с проконопачиванием его мхом и расшивкой рейками. Песок из внутреннего шатра при углублении шахты забрасывают м/у стенами, а воду откачивают.
Порой появляется потребность изолировать вышележащий водоносный пласт с плохой водой, пройти его шахтой. Добиваются данного к тому же при помощи шпунтового нескольких досок, которые забивают с наружной стороны сруба. М/у шпунтом и срубом в этом случае делают глиняный замок.
У читателя может появиться справедливый вопрос: нет ли противоречий в приведенных рекомендациях по проходке разных горных видов? Дело в том, что все эти рекомендации относительны и обязаны восприниматься не как догмы, а как руководство к действию. Чересчур немалое разнообразие имеют породы и аналогично разные условия их проходки. Самодеятельный строитель обязан сам отыскать правильное решение в каждом конкретном случае, применяя описанные способы.
Бетонные колодцыЕсли есть вероятность, шахтный колодец отлично возводить из бетона. Подобные колодцы различаются высокой прочностью и долговечностью, они предпочтительнее иных и в санитарно-гигиеническом отношении. Стены у них плотные и не пропускают загрязнения с поверхности территории. Материалы для производства бетонного колодца относительно доступны, а работа с бетоном проста и не просит какой-то особой квалификации.
Так или иначе основы методы приготовления бетона необходимо понимать, чтоб миновать ошибок и не затратить впустую время, труд и материалы.
Бетон - искусственный (технический) каменный материал, получаемый в итоге уплотнения и твердения бетонной смеси, которая сделан из вяжущего (цемента), влаги и заполнителя, мелкого (песка) и большого (гравия или щебня). Бетонная смесь - еще не камень, ее возможно формовать в изделие и уплотнять. Когда в бетонной смеси отсутствует большой заполнитель, она называется раствором. В отвержденном состоянии надежность р-ра может оказаться равноценной надежности бетона.
Цементы бывают различные, однако для колодца по возможности применять портландцемент фирмы 400, не ниже. При хранении цемента качество его понижается. В особенности в короткие сроки это случается, если цемент хранится в бумажных мешках, в которых он часто поступает в продажу. Случается это посему, что бумажные мешки пропускают влагу из воздуха. К примеру, если цемент приобрести в осеннее время или в зимнее время года (часто это проще), а возводить колодец в летнее время, то надежность цемента в бумажных мешках понизится так, что бетон из него лучше не выполнять - он начнет сыпаться при замерзании и оттаивании. Выход единственный - после покупки цемента пересыпать его как возможно быстрее в плотную, непроницаемую для воды тару. Неплохо хранится цемент в мешках из синтетической пленки, и в железных бочках с плотными крышками.
Воду для приготовления бетонной смеси нужно брать питьевую или любую другую, однако не кислую. Кислотность влаги определяется показателем Рн. Если этот показатель более 7, вода щелочная, менее - кислая, и кислотность влаги тем выше, чем менее Рн. Для бетона вода обязана иметь Рн не меньше 4. Определить Рн без труда при помощи индикаторной бумажки, которая изменяет цвет в зависимости от значения Рн. Для тех, кто не знаком со способами определения кислотности, советуем обратиться в любую химическую лабораторию или в школу, в кабинет химии. Дело это минутное, и индикаторная бумажка не трудность.
Введение в бетон заполнителей дает возможность сократить расход цемента и в то же время улучшить инженерные параметры бетона. По этой причине к заполнителям предъявляются соответствующие потребности. Мелкий заполнитель - часто натуральный песок, большой - гравий или щебень.
Песок чаще в общей сложности встречается кварцевый, он является наилучшим для бетона. Иные пески, в особенности ракушечные и известняковые, нужно проверить на надежность в строительной лаборатории. Песок сделан из смеси зерен различной крупности (0,14-5 миллиметра). Различают пески речные, морские и горные (овражные). Зерна речных и морских песков часто округлой формы, зерна горных - остроугольной, что улучшает сцепление с цементным камнем. Хотя речные и морские пески, чаще всего, менее загрязнены глиной и органическими примесями. Не забывайте, глина весьма вредна! Она обволакивает зерна песка и не даст им сцепляться с цементом. Органические, гумусовые примеси, в особенности жирные кислоты, к тому же мощно снижают надежность бетона и даже вызывают разрушение цемента. Содержание в песке глинистых, илистых и пылевидных примесей, определяемых отмывкой и отстаиванием, не должно превышать 3 % (по массе). Органические примеси определяют при помощи 3 %-ного водного р-ра едкого натра: обрабатывают навеску песка этим раствором в соотношении 1:1 (по массе) и дают отстояться сутки. При присутствии органических примесей р-р окрашивается, и если его цвет становится темно-желтым, красным или коричневым, то песок без промывки непригоден.
Гравий сделан из окатанных зерен размерами 3-70 миллиметра. Гравий тоже может оказаться речной, морской и горный (овражный). Зерна горного щебня (как и горного песка) более остроугольные, речной и морской гравий более чистые. Для бетона лучше малоокатанная форма, малопригодна яйцевидная, еще хуже - пластинчатая, или лещадная, шириной в 3 раза и более превышающей толщину. При загрязнении щебня глиной его стоит промывать. Нельзя использовать гравий, зерна которого крупнее 1/4 части толщины стены колодца и более минимального расстояния м/у стержнями арматуры в железобетоне. К примеру, для стены колодца толщиной 100 миллиметров возможно применять гравий с наибольшим зерном 25 миллиметров.
Щебень - дробленый камень р-ром до 150 миллиметров. Чаще в общей сложности в возведении используют гранитный и известняковый щебни, которые являются отличным материалом и для колодца. Кирпичный щебень непригоден.
Состав бетонной смеси определяют соотношением по массе (время от времени меньше точно по объему) м/у цементом, песком и гравием (щебнем), принимая число цемента за 1. В обязательном порядке указывается к тому же водоцементное отношение - В/Ц, то есть отношение многих влаги к массе цемента. Для колодцев бетонная смесь: 1:2:3 или 1:2,5:4 и В/Ц = 0,5-0,7.
Смесь возможно составить, основываясь на расходе материалов по массе (кг) на 1 м3 утрамбованной и уложенной бетонной смеси. К примеру, цемента - 300 килограммов, песка - 750, гравия - 1200, влаги - 150 килограммов, а в общей сложности - 2 400 килограммов.
Водоцементное отношение (В/Ц) является весьма важным показателем: с его увеличением подвижность бетонной смеси возрастает и она проще наполняет форму, по при этом надежность бетона резко понижается. Потому для колодцев В/Ц более 0,7 брать нельзя.
Приготовляют бетонную смесь в бетономешалках или ручным способом. При ручном приготовлении вначале смешивают цемент и песок, после добавляют необходимое число влаги по В/Ц и перелопачивают, дальше добавляют гравий или щебень, сперва смоченные водой, и еще раз все перелопачивают до получения однородной смеси.
Бетонную смесь кладут в форму слоями по 10-15 сантиметра и уплотняют трамбовками до возникновения "цементного молока". Эта операция тоже имеет весьма немалое значение: чем лучше произведено уплотнение, тем выше надежность бетона. В возведении уплотнение бетонной смеси производят вибраторами. Бетонная смесь при вибрировании приобретает характеристики тяжелой жидкости, расплывается, наполняет форму и становится плотнее. Домашнему мастеру для этой цели возможно порекомендовать приспособить вибрационный насос, вибрационный активатор стиральной машины или вибрационный распылитель для краски. К примеру, самодельный вибратор из активатора стиральной машины описан в журнале "Катера и яхты" (1974, № 50).
После кладки бетонной смеси и ее уплотнения нужно позаботиться о том, чтоб процесс твердения, в особенности в I-е 7-10 суток, проходил без высыхания и подмерзания. И то и иное весьма вредно. В жаркую и ветреную погоду бетон нужно накрыть влажными опилками или другими подходящими стройматериалами и на протяжении дня несколько раз смачивать водой. Если возможны заморозки, бетон утепляют, закрывая теми же опилками, однако лишь сухими. Теплопроводность сухих опилок весьма низкая, и слой в 5 сантиметров прочно предохранит свежеуложенпый бетон от какого угодно осеннего мороза.
Бетон неплохо сопротивляется сжатию и нехорошо - растяжению, по этой причине в тех ситуациях, когда в работе устройстве ожидаются деформации растяжения, бетон армируют железом, которое и берет на себя растягивающие нагрузки. Подобный материал называется железобетоном. Для армирования бетона отлично использовать специальную арматурную металл с рифленой поверхностью - арматуру периодического профиля (периодичку, как ее называют), подойдет тоже любая полосовая или прутковая металл, и проволока, даже колючая. Нужно лишь, чтоб ржавчины на металле было как возможно менее, наиболее лучшее, если она отсутствует совсем. Концы гладких металлических прутков стоит загнуть или приварить к ним металлические зацепы. Это стоит для того, чтоб при растягивающих нагрузках арматура не сдвигалась сравнительно бетона, а работала с ним как одно целое. Благодаря щелочной среде, которую делает бетон, арматура в бетоне не корродирует, однако для данного арматура обязана быть не более близко 15 миллиметров к поверхности бетонного изделия.
Крепление шахты колодца возможно осуществить и бетоном и железобетоном. Т.к. принципиальной разницы в возведении бетонных и железобетонных колодцев нет, договоримся в последующем называть эти колодцы бетонными.
В практике колодезного возведения есть 3 типа бетонных колодцев: колодцы из монолитного бетона; колодцы из бетонных колец; колодцы из бетонных пластин.
Возведение колодца из монолитиого бетона ведут часто в готовой шахте сплошным бетонированием м/у 2-мя опалубками, внешней и внутренней, подобно бетонированию обычной стены. Естественно, возведение колодца из монолитного бетона идет медленнее, чем сооружение колодца из готовых бетонных колец. Хотя для самодеятельного строителя этот метод представляет определенную ценность, так как дает возможность обойтись без грузоподъемной оборудования.
Если глубина колодца значительна, рытье и временное крепление шахты становятся весьма дорогими. В этом случае шахту отрывают вначале на некоторую глубину и бетонируют, стараясь вывести крепление над землей как возможно выше. Дальше работу ведут опускным методом, подрывая земля под стенами колодца и постепенно его осаживая. Для облегчения труды в нижней части бетонного крепления нужно предвидеть прибор режущего башмака. Земля вынимают до тех пор, пока колодец не опустится на 2 метра ниже поверхности территории. После рытье прекращают, ставят опалубку и наращивают ствол колодца бетонированием снова как возможно выше. "Свежим" стенкам дают возможность набрать необходимую надежность на протяжении 7-10 суток, затем продолжают углубление шахты. Эти операции повторяют до вскрытия водоносного слоя.
Колодец из бетонных колец в постройке быстрее и удобнее. Отлично, естественно, для этой цели применять кольца заводского производства. Хотя при нужды их несложно выполнить и самому. Габариты кольца часто принимают следующими: внутренний диаметр - 0,8-1,2 метра, толщина стены бетонного колодца - 10-12 сантиметра (железобетонного - 6-8 сантиметра), высота кольца - 0,7-1,2 метра. Заметим для сравнения, что масса бетонного кольца размером 1 метр и высотой 0,7 метра равна 800 килограммов, а того же железобетонного - 500 килограммов.
Опалубку для колец изготовить несложно. Не будем приводить тут подробное ее описание в надежде, что строитель колодца сам подберет конструкцию опалубки, принимая во внимание имеющиеся у него материалы. Понятно, что опалубка обязана представлять собою 2 разборных кольца из древесины пли металла, концентрично устанавливаемых одно в иное. Нужно к тому же постараться, чтоб боковые стены бетонных колец после удаления опалубки были максимально гладкими. Это уменьшит трепне о земля в ходе возведения колодца опускным методом и снизит возможность зависания бетонного ствола в шахте.
По высоте бетонные кольца часто объединяют впритык. Чтоб предотвратить относительный сдвиг колец, м/у ними ставят сварные или гнутые скобы из мягкой стали (к примеру, Ст. 3) толщиной 5-8 миллиметра и шириной 50-80 миллиметра (рис. 10). Время от времени кольца объединяют в четверть (фальцевый стык) или создают стык в раструб, скашивая ребро четверти (рис. 11).
Соединение в четверть и в раструб создает более высокую плотность бетонного ствола, однако при перевозках подобные кольца сложно предохранить от скалывания кромок. Более того, на любой стык в этом случае теряется 4-5 сантиметра высоты. По этой причине, к примеру, при глубине колодца 20 метров и высоте кольца 1 метр понадобится для крепления шахты колодца дополнительно одно кольцо.
Расположение арматуры в железобетонном кольце показано на рис. 10. По высоте бетонного кольца ставят 5 колец из арматуры с расстоянием м/у ними 100-200 миллиметра. Вертикальные стержни арматуры размещают ч/з 250 миллиметров. Стержни связывают мягкой железной проволокой, и собранный каркас ставят в зазоре м/у опалубками.
Нижнее бетонное кольцо стоит сделать несколько коническим (расширяющимся вниз) и со скошенной внутрь нижней кромкой, усиленной стальной полосой. При подкапывании дна шахты опускание крепления идет в этом случае проще и надобность в специальном режущем башмаке отпадает. Когда используют бетонные кольца заводского производства, для облегчения проходки шахты нижнее кольцо нужно поставить на башмак с резцом.
При опускном способе возможен зажим наиболее высокой части ствола колодца обрушившимся грунтом, при том, что нижняя может беспрепятственно опускаться. В этом случае, если ствол колодца выполняется из бетонных колец, в итоге очередной выемки земли случится разрыв оболочки по стыку м/у кольцами. Это авария, и довольно солидная. При присутствии подобной опасности кольца стоит в обязательном порядке соединять м/у собою по высоте, что в то же время ликвидирует и вероятность сдвига колец по плоским торцам.
Соединение колец производят накладками из полосовой стали шириной 40-60 миллиметра и толщиной 5-10 миллиметра. Накладки скрепляют скобами, согнутыми из стального прутка размером 16 миллиметров, или болтами (рис. 12). Для данного в стенах бетонных колец необходимо пред усмотреть дырки при бетонировании. Любой стык колец объединяют в 3-4 местах равномерно по окружности.
надежнее является метод соединения колец при помощи металлических стержней, забетонированных в их стенах. Стержни имеют на концах кольцеобразные загибы, куда и вставляют скрепляющие болты (рис. 13).
Однако мере наращивания крепления швы м/у бетонными кольцами внимательно заделывают цементным раствором 1:3.
Стыки м/у торцами колец в пределах водоприемной части неплохо уплотнить просмоленной пеньковой веревкой размером 20 миллиметров. Это уплотнение укладывается в особый желобок, отформованный в верхнем торце кольца. Уплотнение зажимается под давлением верхних колец и создает высокую плотность стыка.
Разработку мягкого земли на дне шахты ведут от середины. При плотном грунте вначале подбирают земля под кольцом вдоль ножа, а когда крепление осядет, то вынимают середину. Если погружение бетонных колец остановится из-за трения о земля, нужно на верхнее кольцо поставить платформу с дополнительной нагрузкой.
Прибор водоприемной части бетонного колодца в принципе соответственно деревянному. Тут тоже нужно стремиться к тому, чтоб приток влаги шел ч/з дно. Когда водоносный пласт сделан из весьма рыхлых видов, под нижнее кольцо подводят пол из толстых досок и гравийный фильтр насыпают уже на этот пол.
В маломощных водоносных слоях время от времени делают приток влаги ч/з боковые дырки, которые исполняют горизонтальными, восходящими или V-образными (рис. 14). Последнее с наружной стороны засыпают песком или мелким гравием, а с внутренней - более большим гравием, что должно предохранить колодец от заноса песком. Хотя лучше исполняют эту функцию особые фильтры, которые ставят на р-ре в боковые стены или же формуют подобные фильтры именно при изготовлении колец. Самое большое распространение получили фильтры из крупнопористого бетона, то есть бетона без мелкого заполнителя (песка). Габариты зерен щебня и гравия для крупнопористого бетона выбирают в зависимости от крупности зерен песка водоносного слоя в соотношении 10:1. Большой заполнитель обволакивают сметанообразной смесью цемента с водой, кладут в форму и немного трамбуют.
На 1 часть цемента (по массе) берут 6 долей щебня или гравия при В/Ц = 0,3-0,5.
Боковые фильтры из крупнопористого бетона выполнить несложно, если бетонные кольца самодельные. Для данного у нижнего водоприемного кольца при его формировании создают 2 пояса высотой 15-20 сантиметра не из монолитного бетона, а из крупнопористого. Или же при кладке бетона в опалубку закладывают в шахматном порядке заблаговременно изготовленные из крупнопористого бетона вставки в виде кирпича. В бетонных кольцах заводского производства для фильтров будет необходимо пробивать окна в стенах. Если крупнопористая бетонная смесь ведет подготовку в бетономешалке, вначале подают воду, после половину многих гравия и полную массу цемента. После данного догружают вторую половину гравия. Дозу производят по массе. Бетономешалка при этом обязана все время вращаться. Смесь перемешивают на протяжении 3-7 мин до полного обволакивания отдельных зерен заполнителя цементным раствором, который на поверхности зерен имеет слабый отблеск влаги. Готовая к кладке бетонная смесь получается рассыпчатой и жесткой.
Время от времени колодцы создают из бетонных пластин. Изготовление пластин гораздо легче, чем колец, - форма для них весьма простая. Квадратные и прямоугольные колодцы из бетонных пластин по внешнему виду походят на из дерева срубовые, лишь вместо бревен - бетонные пластины. Концы пластин для надежного сопряжения в углах отформовывают в лапу. Расположение арматуры в пластине показано на рис. 15. Пластина обязана воспринимать изгибающую нагрузку от возможного бокового давления земли, то есть трудиться как балка. Потому арматуру в пластине нужно разместить более близко к плоскости, обращенной внутрь колодца. Для уменьшения проницаемости стен бетонного ствола пластины устанавливают на р-реРис. 15. Железобетонная пластина.
По сравнению с круглым колодцем, при равновеликой территории сечений в свету, квадратный колодец просит для ствола более материала приблизительно на 13 %. Чтоб приблизить расход материала к потребному расходу для круглого колодца, сечение колодца из пластин принимают не квадратным, а 6- или восьмиугольным. Для шестигранного колодца в сравнении с круглым расход материала растет лишь на 5 %, а для восьмигранного - ужо лишь на 2 %. Возможно сэкономить и эти 2 %, сделав пластины кольцевыми. Высоту одной кольцевой пластины создают равной 18 сантиметров, ширину - 10-15 сантиметра. Среднюю длину кольцевой пластины берут данный, чтоб в одном ряду уложилось 6-8 пластин, составляющих полное кольцо. Понятно, что форма для производства кольцевых пластин будет ужо труднее.
Если при возведении колодца из бетонных пластин пользоваться сваркой, то концы бетонных пластин не нужно формовать в лапу, а вместо данного предвидеть металлические закладные пластины.В заключение заметим, что бетон дает возможность относительно просто производить ремонт сделанных из дерева колодцев. Сруб, находящийся в водоносном слое, может оказаться разобран, если есть такая возможность, и заменен бетонными пластинами, а верхняя часть, над уровнем влаги, укреплена монолитным бетонированием. Для данного к деревянным стенкам гвоздями крепится арматура, к примеру, в виде решетки, и осуществляется бетонирование при помощи скользящей опалубки или без нее, однако уже набивкой р-ра, а не бетона. В этом случае получающийся после твердения материал носит имя армоцемента. Надежность армоцемента высока. К слову, в судостроении армоцемент используют для возведения корпусов судов и для ремонта разрушенной гниением сделанной из дерева обивки. При ремонте весьма гнилых сделанных из дерева колодцев, когда есть опасность разрушения крепления, колодец засыпают песком и замену крепления производят, как и при возведении нового колодца, извлекая песок, что, ясно, проще.
Кирпичные и каменные колодцы
Колодцы из естественного камня или кирпичей долговечны, непроницаемы для поверхностных загрязнений и удовлетворяют основным техническим и санитарным потребностям. Для каменной (бутовой) укладки часто используют подобные естественные камни, как сланцы, плотные известняки и песчаники. У таких камней часто есть с 2-х или с ряда сторон плоские участки (постели), а если их нет, то подобные плоскости просто получить при обработке.
Колодец возможно возвести и из кирпичей, однако лишь из багряного. Силикатный кирпич использовать нельзя, в земле он в короткие сроки разрушается. А вот каким обязан быть пурпурный кирпич? К несчастью, "хороший" кирпич, то есть данный, который продастся кирпичными заводами как кондиционный, для колодца, обычно, не годится. Обычно изготовленный скоростным методом современный кирпич - не кирпич, а собрание трещин. По видимости, поэтому в некоторых руководствах возникли категорические указания о непригодности кирпичей для колодцев. Автор берет на себя смелость все-таки рекомендовать кирпич, по при условии, что для колодца будет отобран кирпич некондиционный, пережженный (пускай даже несколько неправильной формы), по плотный и без трещин.
Кирпичные и каменные колодцы строят, чаще всего, круглыми с внутренним размером 0,75-1 метра. При подобной форме колодца расход материала минимальный. Как и у иных колодцев, при малый глубине кладка может оказаться возведена в готовой шахте. Глубокие колодцы строят обычным опускным способом. В этом случае тоже кладку нужно строить на опорном башмаке, диаметр которого обязан слегка выступать за наружный диаметр укладки. Башмак возможно выполнить из древесины или железобетона и снабдить его режущим ножом из стали. Технология возведения в принципе подобная же, как из монолитного бетона.
Толщину стен каменного (бутового) колодца принимают равной 35 сантиметров, кирпичного колодца - не меньше 25 сантиметров. Кладку ведут на цементном р-ре состава 1:3 или 1:4 в зависимости от фирмы цемента. С целью экономии цемента может оказаться применен тоже и цементно-известковый р-р 1:2:5 (портландцемент - известь - песок).
Бутовый камень для укладки колодца нужно выбирать весьма внимательно. Стоит, чтоб ряды были по возможности горизонтальными, чтоб некоторые камни не выступали ни с внутренней, ни с внешней стороны. Промежутки м/у камнями стоит выполнять как возможно тоньше. При этом обязана соблюдаться перевязка швов, а камни обязаны быть обращены к центру колодца узкой стороной (тычком), чтоб грунтом их не выдавило внутрь. Большие и небольшие камни нужно разделить и класть их отдельными слоями - ряд больших, ряд мелких.
Каменный колодец стоит оштукатурить. Изнутри - цементным раствором 1:2, с наружной стороны - более бедным раствором. Если цемент приходится экономить, с наружной стороны вместо р-ра кладку возможно просто обмазать жирной глиной. Заглаживание колодца с наружной стороны цементным раствором или глиной осуществляется с целью уменьшения трения при его опускании.
Кладку колодца из кирпичей ведут тычком - кирпичи кладут плашмя веером (по радиусам). I ряд кирпичей укладывают на слой р-ра, разостланный на наиболее высокой плоскости башмака. В ходе укладки нужно все время следить, чтоб швы были внимательно заполнены раствором. Следующий ряд укладывают тоже тычком, по смещают кирпичи по окружности с целью перевязки, чтоб вертикальные швы не стали в одной плоскости. По наружной стороне колодца швы при подобной кладке получаются весьма широкими, их забивают кирпичным щебнем и замазывают раствором. Нужно тоже стараться, чтоб за стойки колодца не падали кирпичи и щебень, так как они будут мощно мешать опусканию колодца.
Для правильного выведения стен каменных и кирпичных колодцев используют шаблон, а вертикальность контролируют отвесом.
Кирпичная и каменная кладка неплохо сопротивляется сжатию и нехорошо растяжению. По этой причине в тех ситуациях, когда встречаются неустойчивые, обваливающиеся породы, а колодец строится опускным способом, крепление шахты стоит предохранить от разрыва. Последний может произойти, когда верхняя часть крепления зажата обвалившимся грунтом, а нижняя - свободна. Устраняют эту опасность армированием укладки стальными анкерными тягами (рис. 16). Стоит анкеры выполнить из арматурной стали-"периодички". Если ее нет, анкеры возможно сделать из круглой полосовой или гладкой стали. Концы анкерных тяг нужно неплохо укрепить в укладке - их стоит загнуть пли приварить к ним зацепы.
Территория поперечного сечения анкерных тяг и их количество просто определить расчетом. Для тех, кому произвести данный расчет сложно, посоветуем просто установить 4-8 анкерных тяг размером 20-30 миллиметра и равномерно распределить их по окружности колодца. Анкерные тяги нужно пропустить по всей высоте колодца и выполнить различными по длине, чтоб их зацепы установились на различных уровнях.
Для того чтоб в колодец возможно было залезть, в его стены в ходе укладки заделывают металлические скобы.
Водоприемная часть каменных и кирпичных колодцев - традиционная для шахтных колодцев. Возводить кирпичные и каменные колодцы лучше несовершенными, то есть с притоком влаги ч/з дно и с обычным гравийным фильтром. В разжижженных водоносных слоях из мелкого песка делают вначале дощатый пол под стенами колодца, на который насыпают после гравийный фильтр. При желании иметь приток влаги с боков колодца в укладке оставляют дырки в виде промежутков м/у 2-мя соседними камнями или кирпичами. Подобные дырки создают в водоприемной части па высоте 1-1,5 метра. Чтоб происходящее при этом снижение надежности укладки не достигло опасного предела, эти дырки нельзя размещать друг над другом. Когда водоносный слой представляет собою мелкий песок-плывун, в боковые дырки будет необходимо поставить фильтры, к примеру, из крупнопористого бетона, которые уже были описаны в разделе "Бетонные колодцы".
Водоприемную часть кирпичного колодца нужно оштукатурить внутри цементным раствором 1:2. Это предохранит кирпич от разрушения и выкрашивания под воздействием влаги.
Итак, вы решились строить шахтный колодец. Тогда за работу… Человека, впервые приступающего к рытью колодца, подчас смущает одно обстоятельство: необходимость копаться в узкой шахте на глубине 15–20 м. В общем-то это естественно, большинству людей свойственна боязнь замкнутого пространства, и автор все это испытал на себе. Однако, начиная проходить шахту с поверхности земли, быстро привыкаешь к специфическим условиям работы, тем более если крепление шахты прочное и подъемное устройство надежное. Тогда первоначальные страхи становятся иллюзорными, а работа по рытью колодца оказывается работой не хуже любой другой. Причем со временем делается все интересней, появляется спортивный азарт. А потому – прочь все сомнения и смелее за работу! Прибор трубчатого колодцаПрибор трубчатого колодца рассмотрим на примере относительно сложного колодца, классического для сев. части Подмосковье, где есть многометровые по толщине валунно-галечниковые отложения. Камни таких отложений, плотно "упакованные" крепким суглинком, представляют исключительную проблема для проходки скважины самодельным инструментом и при помощи самодельного техники. При этом скважину приходится бурить на глубину 20-50 метра. Однако все эти трудности преодолимы, и в Подмосковье построен "самостроем" и действует не 1 трубчатый колодец.
Скважину для подобного трубчатого колодца (рис. 17) пытаются вначале выполнить вероятно большего диаметра, часто 300-350 миллиметра. Т.к. камни лежат поверх, под двухметровым слоем глины, ч/з такую скважину время от времени проще поднять камень на поверхность, чем дробить его в забое. Обсадную трубу для этой I-ой скважины создают из некоего подручного материала, даже из досок или из кровельной жести. После проходки валунно-галечниковых отложений скважину начинают бурить под основную обсадную трубу.
Обсадную трубу нижним концом опускают до наиболее высокой части водоносного слоя, а ниже помещают еще одну трубу - фильтр с отстойником.
В зависимости от глубины залегания водоносного слоя, его здания и характера вышележащих видов трубчатый колодец может отличаться от приведенного на рис. 17 устройством водоприемной части, и иметь лишь одну обсадную трубу.
В конструкцию некоторых трубчатых колодцев входят к тому же детали для подключения водоподъемных насосов.
Трубчатый колодец, если он верно построен и грамотно обслуживается, обеспечит водообеспечение приусадебного участка не хуже шахтного и не уступит ему в долговечности. Также он абсолютно не пропускает поверхностные загрязнения при условии, что стыки обсадной трубы плотные и вода в нем не застаивается из-за малого объема водоприемной части. Этому способствует к тому же и то, что в него не опускают обычное ведро, а воду поднимают насосом. Используя простейшее бурильное оснащение при благоприятных геологических условиях, трубчатый колодец обычно возможно возвести быстрее (в общей сложности за 2-3 дня и даже за несколько часов) и на крупную глубину, чем шахтный. Его относительно просто построить, скажем, глубиной 25-30 метра, 50 метров и более. Однако все это лишь в том случае, когда породы, которые нужно пройти скважиной, имеют, как говорят, хорошую буримость.
Горных видов, слагающих земную кору, великое большое число, однако для процесса бурения важна не их структура, а подобные параметры, как плотность, твердость, устойчивость. Отталкиваясь от данного все породы по буримости возможно разбить условно на 3 группы: пластичные, способные резаться и давать стружку; твердые, которые имеют возможность лишь дробиться и раскалываться; сыпуче-плывучие, отличающиеся неустойчивостью, способностью оползать, осыпаться и заполнять пробуренную в них скважину. Практика бурения выработала аналогично и 3 типа рабочих буровых инструментов.
Потому, до того как начать возведение трубчатого колодца, нужно собрать наивозможно полные сведения о характере горных видов, которые будет необходимо пройти, чтоб достичь водоносный горизонт. Существенно усложняют дело твердые каменные слои или валунно-галечниковые отложения, в особенности когда они залегают па глубине 10 метров и более. Эти породы представляют грозное препятствие, пройти их при помощи самодельного прибора только тяжело. И для того чтоб пробиться ч/з подобные породы, потребуются более серьезное оснащение и инструмент. Советуем вначале прочесть все, что написано тут о трубчатых колодцах, а позже еще раз хорошенько взвесить, стоит ли "городить" подобное оснащение и пробиваться скважиной ч/з каменный пояс. Однако проще ли возвести шахтный колодец?
Абиссинский трубчатый колодец
Когда твердые (каменные) породы отсутствуют или встречаются в небольшом числе местами, локально, а водоносный пласт сделан из рыхлых зернистых видов (песок средней крупности, смесь песка с галькой) и располагается на глубине не более 7 метров, легче в общей сложности выполнить так называемый абиссинский трубчатый забивной колодец.
Весьма интересные сведения об этом колодце возможно почерпнуть в старой литературе. Вот выдержка из труды К. И. Маслянникова "О земляном бураве, как средстве отыскания мест для колодцев, и об абиссинском колодце": "Абиссинский (или нортоновский) колодец, этот отличный снаряд, по какой-то причине, к несчастью, забыт в практике и в особой печати. Абиссинские колодцы наделали сначала собственного возникновения много шуму в Европе после английской экспедиции в Абиссинии, где сослужили хорошую службу при отыскании влаги. Этот шум дошел и до нас, и колодцы возникли в наших складах, однако в скором времени были забыты. Важнейшая часть абиссинского колодца - наконечник из трубы внутренним размером 1,25, 1,5 и 2 дюйма и сделан из аналогично продырявленной газовой трубки вроде фильтра и снабженного на итоге копьевидным утолщением, а изнутри - клапаном в виде шарика (рис. 18). Следующая принадлежность - копер (легкий металлический треножник) и баба. Когда желают получить воду в данном месте, ставят треножник, навинчивают наконечник на газовую трубу, на которую надевают бабу, и бабой заколачивают трубу в землю. Абиссинский колодец испытывался в 1869 г. у Царского Села в ряда местах и с крупным успехом. Места избирались всегда или на основании экспериментов местных жителей, или по общим гидротехническим соображениям.
Невзирая на то что геологические условия Царского Села весьма неблагоприятны для подобного рода испытаний, так как там слои известнякового камня залегают близко от поверхности территории, с помощью абиссинского колодца удалось получить свежую и холодную воду в 2-х местах из 5. В 3-х местах залегающий близко слой известняка заставлял прекращать работу в самом начале, при этом вбитый конец абиссинского колодца без труда выколачивался и после весь устройство переносился на иное место. В иных 2-х местах найдены были лучшие условия. Так, в одном I-е колено было вколочено в 10 мин. на глубину 10 футов и вода показалась в трубке с уровнем в 3 фута... На конец трубки был навинчен насос, который давал вначале грязную воду, а после, приблизительно ч/з пол часа, весьма чистую, в числе 1 ведра в мин.. В последнем из выбранных для опыта пунктов были достигнуты максимально интересные результаты. Впрочем верхние слои земли стали переполненными крупными камнями и с прослойками из надежной глины, так или иначе достоинство абиссинского колодца выказалось в существенной степени! Ч/з 20 мин. на глубине 2 сажени [1 сажень - 2,1333 метра] колодец был установлен и давал воду в числе 1,5 ведра в мин., которая сделалась ч/з 0,25 часа светлою, годною для питья. Снятие абиссинского колодца в этом последнем случае потребовало еще менее времени, чем его установка".
В этой выдержке весьма образно и ярко, живым русским языком описаны простота и преимущества абиссинского колодца, в т.ч., отмечена быстрота монтажа его и снятия. Последнее определяет его ценность для временного водообеспечения в полевых условиях. Хотя в первозданном виде абиссинский колодец имеет кое-какие изъяны: примитивный фильтр - просто перфорированная трубка (то есть трубка с мелкими отверстиями); максимальная глубина подъема влаги в общей сложности - 7 метров. Последнее объясняется конструкцией всасывающего насосного устройства, поднимающего воду лишь в итоге разряжения, создаваемого в трубе, а оно, как видно, не может теоретически поднять столб влаги выше 10 метров. Вот почти и получается - 7 метров.
Сейчас этот колодец известен, пожалуй, лишь экспертам.
При желании абиссинский колодец нетрудно выполнить с сетчатым фильтром. Прибор и технология производства данных фильтров приведены ниже в разделах "Водоприемная часть трубчатых колодцев" и "Водоприемники из трубчатых колодцев".
Подъем влаги с глубины более 7 метров может оказаться осуществлен при помощи погружного насосного устройства или эрлифта, описанных в разделе "Водоприемники из трубчатых колодцев".
В журнале "Лесное хозяйство" (1959, № 4) С. И. Дундиковым приведено описание упрощенной методы забивки абиссинского колодца. Для данного на выбранном месте для колодца роют шахту размерами 0,8×0,8×1 метра. После, присоединив к фильтру трубу, на нее свободно надевают бабу массой 25-30 килограмма. На расстоянии 1 метр от фильтра на трубе укрепляют болтами стальной хомут - подбабок, состоящий из 2-х половин, а выше его на 1-1,5 метра ставят II-й хомут с 2-мя блоками (рис. 19).
Поставив в центре шахты подготовленную для забивки трубу, шахту наполняют грунтом и утрамбовывают его. После данного забивают абиссинский колодец, поднимая бабу за веревки. Падая, баба ударяет по нижнему хомуту и заглубляет трубу. По мере заглубления колодца подбабок и хомут с блоками передвигают наверх по трубе. Заглубив I-ю трубу, навинчивают последующую и т. д. В ходе забивки проверяют, не возникла ли вода в трубе. Для данного в трубу опускают на шнуре малый длины отрезок тонкой трубки, который при соприкосновении с водой выпускает типичный хлопок. Т.о., технология С. И. Дундикова дает возможность обойтись без копра.
Забивку труб производят до тех пор, пока фильтр не погрузится в водоносный слой и уровень влаги в трубе не будет стоять на 0,5-1 метра выше верхнего края фильтра. После данного забивку труб прекращают и откачивают воду до полного ее осветления.
Для подъема влаги из абиссинского колодца на высоту до 7 метров годятся ручные поршневые насосные устройства, к примеру БКФ-4, НР-3,КР-3, КР-4, "Дон", НК-10, "Урал", "Ноток". Ручной насос плотно крепят на резьбе или на фланцах именно на обсадной трубе колодца.
Ручное ударно-вращательное бурение скважин
Ручное бурение скважин на воду как промышленный метод применялось еще относительно не слишком давно. Да и сейчас оно вероятно в тех местах, куда тяжело доставить буровую технику. Ручным ударно-вращательным бурением, используя лишь мускульную силу человека, проходят скважины наибольшим поперечником 200-250 миллиметра и глубиной до 70 метров, а в отдельных ситуациях - и до 100 метров. Проходку скважины ударно-вращательным бурением ведут вращением разных буров, а в твердых и сыпуче-плывучих породах - долблением специальными долотами и стаканами. Эти буровые инструменты подсоединяют к стержням - буровым штангам, которые соответственно вращают руками или попеременно поднимают и сбрасывают в забой. Отсюда и наименование метода проходки "ручное ударно-вращательное бурение".
Для проходки пластичных пород (глины и смеси глин с песками) максимально приспособленным инструментом являются ложковые буры (л.). Л. - полуцилиндр, свернутый из листовой стали, к примеру Ст. 3, с левой отогнутой режущей кромкой (если смотреть с верхней стороны). Порода в полости полуцилиндра удерживается сжатием и прилипанием, по этой причине продольная щель м/у кромками для более сыпучих пород обязана быть более узкой. Л. берет породу вертикальной и нижней режущими кромками. Нижнюю доля л. устраивают по-разному. Для самодельного выполнения максимально доступны следующие варианты (рис. 20): низ л. выполнен ковшеобразным резцом; низ л. слева сделан в виде резца, а с правой - в виде поперечного выступа, при этом м/у этими отгибами возможно пропустить сверло по металлу и приварить его к телу л.. И то и иное несложно выполнить, если есть возможность подогреть металл до пластичного фазы. Л. возможно тоже сделать из трубы подходящего диаметра и применять ее даже без термического упрочнения режущих кромок. Значительной особенностью ложковых буров является то, что их корытообразный корпус как правило смещают на некоторое расстояние от оси вращения. Так, у бура со сверлом ось нижнего сверла и ось вращения штанги обязаны совпадать, а ось тела л. рекомендуется сместить на расстояние е (эксцентриситет), равное 10-15 миллиметра. Такой ложковый бур, вращаясь в скважине, собственной продольной режущей кромкой будет вырабатывать в породе скважину большего диаметра в сравнении с поперечником л.. Подобное уширение скважины нужно для прохода обсадных труб, внутренний диаметр которых в большей части случаев приходится брать более наружного диаметра л.. Объясняется это тем, что при опасности обвалов стен скважины закрепление и бурение скважины обсадной трубой ведут одновременно, и л. обязана при этом проходить в обсадную трубу.
Порода, которую л. берет в забое скважины, извлекается на поверхность вместе с инструментом. За одну забурку ложечкой как правило углубляют скважину на 30-40 сантиметра.
Порой самодельный буровой инструмент делают в виде простого бурава - стального диска с вырезанным узким сектором и отогнутыми кромками. Естественно, возможно нечто сделать и подобным буром в пластичных, необваливающихся породах. Хотя он весьма без труда уходит в сторону, вызывая нередко недопустимое искривление ствола скважины. Если еще с этим как-то возможно бороться установкой выше бура центрирующего пояска, то об уширении скважины для обсадной трубы в этой ситуации не может оказаться и речи.
Для бурения плотных глин и суглинков используют змеевиковый бур (змеевик), напоминающий бурав по дереву (рис. 21). Нижнее режущее лезвие змеевика имеет форму ласточкина хвоста и должно закаливаться. Змеевик действует подобно штопору: вращаясь, он ввинчивается в породу. При подъеме бура порода удерживается на его винтовых лопастях. Змеевик в ходе работы приподнимают на несколько см ч/з каждые 1,5-2 оборота буровых штанг для отрыва от основного массива породы. Иначе усилие подъема будет весьма велико и штанги возможно порвать.
Изготовить самому подобный змеевик сложно, по этой причине в самодеятельном бурении вместо него с успехом применяют отрезки винтовых шнеков от сельхозмашин. Для этого берут доля шнека с 3-4 витками, снизу приваривают сверло по металлу (или просто конический штырь) для центрирования бура в забое, а с верхней стороны - отрезок трубы для соединения со штангами. Неплохие результаты получают, приспосабливая для бурения плотных глин и суглинков рыболовные ледовые буры.
Для проходки твердых пород и валунно-галечниковых отложений служат буровые долота. При потребности их к тому же делают эксцентричными по отношению к оси шеи, чтоб вырабатывать уширенную скважину, доступную для прохода обсадной трубы. Долота делают из закаливающихся сталей У10, 45, 65г, 40ХН п др.) и закаливают до твердости зубила на высоту не более 25 миллиметров. В зависимости от крепости проходимых пород лезвие долот должно иметь разный угол заострения. Для проходки сравнительно мягких пород угол заострения (двугранный угол) - 70-80°, для твердых пород и валунно-галечниковых отложений - 110-130°.
Долота имеют разную форму применительно к различным по буримости породам (рис. 22). Бурение так себе твердых пород ведут зубильным (плоским долотом), более твердых - двутавровым и с Z-образным лезвием. Для бурения твердых трещиноватых пород служит крестовое долото, у которого 2 лезвия пересекаются под прямым углом, - это препятствует его заклиниванию в трещине. Скругляющее долото используют тоже для проходки твердых пород, оно обеспечивает более правильную округлость скважины и дает неплохие результаты при проходке трещиноватых пород и валунно-галечниковых отложений. Эксцентричное долото разрабатывает скважины большего диаметра, чем размер лезвия. Для раздробления некрупных валунов или отодвигания их в сторону в забое используют долото в форме клина - пирамидальное долото.
Сделать самому в домашних условиях долота классической формы, представленные на рис. 22, очень трудно. Изготовляют их ковкой в штампах из цельной заготовки, сварка категорически воспрещается, так как при сварке закаливающихся сталей шов в рядовых условиях получается хрупким. Для изготовления этих долот необходимы: кузнечно-прессовое тяжелое оснащение, закрытые печи с восстановительной атмосферой, специализированная технологическая оснастка и т. п. Кузнецы, работающие сейчас руками еще в некоторых ремонтных мастерских, неспособны сделать подобные долота из-за невозможности разогреть массивную заготовку в открытом горне и невозможности удержать ее раскаленную в клещах из-за крупной многих. К примеру, самое малое плоское долото с длиной лезвия 148 миллиметров имеет массу 42 килограмма. Потому форму долот нужно воспринимать как "информацию к размышлению" при конструировании самодельных аналогов.
Итак, появляется сложность. Решить ее возможно так: или фрезеровать долото из цельной заготовки (такую возможность имеет отнюдь не любой); или все-таки попытаться отварить долото из мягкой стали (имея в виду его непродолжительную работу) с твердосплавной наплавкой режущих кромок, или сделать долото составным, то есть корпус отварить из мягкой стали, а режущую доля набрать из этих стальных зубильных лезвий, которые кузнец сумел бы разогреть, руками отковать и закалить.
На рис. 23 показаны составные долота, способные разрабатывать скважину поперечником 250 миллиметров. Все долота сделаны в основном собственными руками, опробованы на практике (поработали они основательно), показав неплохие результаты.
Корпус долота (а) вырезали кислородным резаком из стальной пластины толщиной 40 миллиметров. Механической обработке его не подвергали, за исключением незначительной зачистки на наждаке. К корпусу с верхней стороны приварена электросваркой шейка для соединения со штангами. Снизу просверлены 4 глухих отверстия поперечником 20 миллиметров для вставных зубильных лезвий и 4 сквозных боковых отверстия поперечником 12 миллиметров для цилиндрических клиньев, закрепляющих зубильные лезвия (аналогичными цилиндрическими клиньями закрепляются, к примеру, шатуны у велосипеда). Зубильные лезвия были откованы кузнецом из заготовок (инструментальная сталь У10), сперва выточенных на токарном станке. После ковки и закалки зубильные лезвия были заточены, на хвостовиках напильником сделаны лыски. После лезвия закрепили в отверстиях цилиндрическими клиньями, нарезанными из стального прутка поперечником 12 миллиметров. Клиновые лыски на таких деталях тоже сделали напильником. Вставные зубильные лезвия возможно отковать не из точеных заготовок, а, например, из изношенных пальцев тракторных гусениц. Смонтировать зубильные лезвия в корпусе тоже возможно по-разному - в линию, крестообразно, змейкой и др., приблизив форму долот к вышеописанным классическим образцам. Все это, ясно, просто сделать в одном корпусе, меняя лишь зубильные лезвия.
Лезвия долота (б) изготовили из куска листовой рессоры, которую обрезали кислородным резаком в размер, отпустили, просверлили отверстия и установили на заклепках в корпус, подготовленный сваркой из нарубленных стальных пластин. Клепка горячая.
Для долота (в) в качестве лезвий использовали обрезки отличной стали от гильотинных ножниц для рубки листового металла. Толщина обрезков 36 миллиметров, по этой причине вставные долота получились весьма "мощными" и показали неплохие результаты при проходке валунно-галечниковых отложений. Форма этого долота в какой-то мере воспроизводит классическое скругляющее долото.
Как видим, во всех ситуациях соединение лезвий, сделанных из закаливающихся сталей, с корпусом из стали, не способной к закалке, выполнено клиньями, болтами, заклепками, однако лишь не сваркой, которая бы дала хрупкий шов.
Естественно, у самодельных составных долот, да еще изготовленных с применением сварки, ресурс работы и производительность будут менее, однако уж здесь, так сказать, не до жиру... Тем паче что задача самодеятельного бурильщика сделать лишь одну собственную скважину, а для этого составного долота должно хватить. Во всяком случае, в практике автора вставные лезвия тупились, по поломок однако было. К слову, по старым инструкциям при каждом поднятии долота из забоя на поверхность его необходимо хорошенько осматривать, своевременно производить заточку и т. д.
Заметим, что если в породе немало валунов, может выясниться проще поднять их на поверхность, чем дробить в забое. На этот счет самодеятельными бурильщиками придумано много хитроумных устройств: разные "пауки", вилки с 3-мя-четырьмя стальными зубьями и др. Автор при глубине до 10 метров применял сачок - овальный стальной пруток с мешком (пруток приварен к штанге) и "гарпун" - заостренный стальной стержень с приваренной на кончике под углом острой пластинкой. Вылавливали валуны так: "гарпуном" валун выворачивали из окружающего плотного суглинка, сперва размоченного водой, и закатывали в сачок.
Для бурения пород рыхлых, сыпучих, обломочных (пески, гравий, галечник, ил), пород, наполненных водой, и для чистки скважины после работы долотом используют инструмент, называемый желонкой. Последняя представляет собою: отрезок трубы длиной 2-3 метра, порой до 4 метра, снабженной внизу башмаком с клапаном, а наверху - устройством для соединения со штангами (рис. 24). Клапан как правило делается плоским из стальной пластины с уплотнением резиной, кожей или без него. В желонках небольшого диаметра используют шариковый клапан. При сбрасывании в забой башмак желонки врезается в породу, которая приподнимает клапан и входит в трубу. Когда желонку поднимают, клапан закрывается и держит набранную породу. После заполнения породой желонку извлекают на поверхность и очищают, поворачивая ее для этого наверх клапаном при помощи специального устройства, позволяющего не отсоединять желонку от штанги. Бурильщику, который в первый раз "изобретает" желонку из случайных материалов, порекомендуем не гнаться за производительностью и сделать общую высоту желонки поменьше, скажем, в районе 1 метр, и с боковым окном (рис. 25), чтоб возможно было рукой дотянуться до клапана. Ч/з это окно возможно ее и чистить не переворачивая. Косынки и конус в верхней доли желонки предназначаются для того, чтоб при подъеме не зацепить желонку за обсадную трубу.
В роли буровых штанг для неглубокого бурения (до 25 метров) весьма достаточными по надежности являются газовые трубы внутренним размером 33 миллиметра (используют тоже трубы размером 42 и 48 миллиметров). Длина труб отдельных звеньев штанги - 5 метров. Отбирая трубы для штанг, нужно тщательно осмотреть сварные швы. Если швы нехорошо проварены, то в ходе бурения при скручивающих нагрузках они без труда расходятся.
Обычные газовые или водопроводные муфты для соединения штанг нежелательны из-за недостаточных надежности и длины. Для соединения буровых штанг стоит изготовить особые муфты большей длины, бочкообразной формы и с гладкими концевыми внутренними проточками, в которые концы свинчиваемых штанг обязаны плотно заходить собственными ненарезанными частями (рис. 26). Последнее осуществляется для того, чтоб сделать меньше опасные изгибающие нагрузки в концевых сечениях штанг, ослабленных резьбой. Естественно, гораздо ускоряет процесс соединения-разъединения штанг коническая резьба. Хотя выполнить такую резьбу весьма тяжело, и если, что вероятнее всего, будет необходимо ограничиться цилиндрической резьбой, то нарезать ее на штангах нужно на токарном станке или клуппом с направляющей втулкой, чтоб миновать перекоса резьбы. Штанги с перекошенной резьбой при свинчивании будут располагаться не соосно, что чревато огромными неприятностями, т.к. приводит к вихлянию всей буровой колонны, в особенности заметному при ее длине более 10 метров.
В самодеятельном бурении используют и иные способы соединения штанг: на фланцах, штифтами при помощи соединительных втулок или патрубков из труб меньшего диаметра. Хотя оба эти метода не дают возможность добиться надежного и соосного соединения штанг из-за малых погрешностей в установке фланцев на сварке и люфта во втулках. А устранить эти дефекты почти нереально.
При подъеме и спуске штанг в скважину их развинчивают не по одному звену (колену), а по 2 или по 3 - "столбами", или "свечами". "Столбы" нельзя класть на землю, так как при подъеме с территории они гнутся. Их нужно держать в вертикальном положении, прислонив к крепкой опоре. В старину, если бурение осуществлялось без вышки, назначением одного рабочего в буровой команде было держать "столбы" руками в вертикальном положении. Штанги в "свечах" возможно соединять цилиндрическими резьбами, а для соединения "свечей" м/у собою весьма неплохо применить конические.
Когда нет подходящих труб, штанги возможно выполнить из древесины с металлическими наконечниками, соединяя их внахлестку на болтах. В древних руководствах эта конструкция описана как весьма реальная. Дерево для штанг: тонкослойная ель, лиственница, ясень, дуб. Деревянными штангами бурили на малую глубину при диаметре скважины до 3 дюймов лишь ударным способом.
При свинчивании-развинчивании штанги висят в скважине на подкладной вилке, опираясь на нее муфтой, для этой же цели, и для подъема и спуска штанг в скважину служит фарштуль (рис. 27). Фарштуль сделан из серьги, надетой собственными ушками на цапфы массивной траверсы с вырезом посредине для пропуска рабочих штанг. Вырез закрывается откидной щеколдой (собачкой, заградительной шпилькой или планкой). Штанга, заведенная в фарштуль, садится муфтой на края выреза траверсы.
Вращательное движенье штанг в скважине делается при помощи накидного хомута, который может оказаться выполнен из древесины и стягиваться шпильками.
В ходе ударно-вращательного бурения, невзирая на все предосторожности, случаются неполадки и аварии, приводящие к тому, что из скважины приходится извлекать какие-то предметы. Для данного служит ловильный инструмент (рис. 28).
Чаще в общей сложности приходится вытаскивать из скважины оторвавшиеся штанги. Разрыв штанг случается прежде всего поэтому, что в домашних условиях для штанг обычно применяют случайные материалы, и из-за неопытности бурильщика. Для вытаскивания оторванных штанг используют ловильный винт, или метчик, представляющий собою стальной закаленный винт конической формы, нижний конец которого свободно входит в отверстие штанг. Продольные канавки ловильного винта предназначены для стружки, образующейся при прорезывании винтом стен штанги трубок.
В тех ситуациях, когда отверстие оторвавшейся части замято и конец ловильного винта в него не входит, и для вытаскивания оторвавшегося рабочего прибора с шейкой из сплошного металла, применяют ловильный колокол.
Аналогичные ловильные инструменты используют и для обсадных труб.
Когда упущенная в скважину штанга имеет вверху муфту, для ее ловли используют "счастливый" крюк, которым штангу подхватывают под муфту.
Для того чтоб из скважины вытащить упавший мелкий предмет, необходим ловильный штопор - спирально согнутая стальная пластина (полоса) с резьбовым хвостиком вверху. Штопор опускают в скважину на штангах, и при вращении он вместе с породой захватывает упавший предмет.
Для подъема тяжелой колонны штанг из глубоких шахт понадобится ворот или лебедка, и опора для верхнего блока. Часто в этом случае ставят буровую вышку (рис. 29), которая представляет собою треногу высотой 4,5-5 метра с канатным блоком вверху. Ч/з блок обязана быть пропущена крепкая веревка или стальной трос, при помощи которых колонну штанг с инструментом и разбуренной породой возможно было бы вытащить лебедкой или воротом на поверхность.
При ударном бурении, когда инструмент со штангами поднимают на 1-1,5 метра и сбрасывают в забой, для облегчения усилий используют балансир (рычаг первого рода) - деревянный брус или крепкую доску-шестидесятку. Чтоб долота разрабатывали круглую скважину, штанги с инструментом при каждом ударе поворачивают руками на некий угол. Потому к балансиру их подвешивают ч/з штанговый вертлюг (рис. 30). Более совершенным устройством в сравнении с балансиром является специализированная фрикционная лебедка, дающая возможность осуществить удар в итоге оттягивания каната.
Одним из серьезных моментов при ударно-вращательном бурении является заложение скважины. Нужно помнить, что вращательное бурение ложковыми бурами постоянно связано с опасностью скручивания штанг. И эта опасность тем более, чем глубже скважина. Если при этом скважина заложена не отвесно, а под некоторым углом, то к напряжениям скручивания добавляются еще напряжения от изгиба буровой колонны. Более того, каждая наклонная скважина имеет тенденцию с глубиной все еще более уходить от вертикали, что весьма затрудняет как само бурение, так и опускание (в особенности!), и подъем обсадных труб.
При наличии треноги заложение скважины производят подвешенным инструментом, чем и достигается необходимая вертикальность. Если треноги нет и штанги держат руками, то для закладки скважины необходимы 3 человека: двое закручивают ложковый бур, а 3-й следит за вертикальностью штанги. Когда ложковый бур углубится в землю на половину его длины, его вынимают, очищают и опускают снова, подлив в скважину воды, чтоб стены скважины по осыпались, а обмуровывались. После скважину снова проверяют на вертикальность и т. д. Если вертикальность не получилась, скважину нужно начать снова.
Сухая порода плохо удерживается в ложковом буре, потому нужно в скважину подливать воду - она играет тоже и роль смазки. При длине л. 750 миллиметров скважина при полном заполнении л. разбуренной породой углубляется приблизительно на 350 миллиметров.
Так как устье скважины в земле весьма разрабатывается, то, пройдя буром I-е 3-4 метра, рекомендуется обсадить скважину одним или 2-мя звеньями обсадной трубы. Это I-е крепление скважины как правило случается свободно. Обсадная труба обязана иметь внизу режущий башмак (см. раздел "Обсадные трубы"), а наверху - патрубок, предохраняющий резьбу от занятия. В скважине обсадная труба обязана висеть свободно на деревянном или стальном хомуте.
Крепление скважины обсадной трубой обусловлено следующими причинами. Пластичные породы, в особенности глины, пройденные буром, имеют тенденцию набухать под воздействием воды или вспучиваться в скважину от давления верхних пластов. В итоге просвет скважины сужается и затрудняет (или даже делает невозможным) спуск бурового инструмента. Когда же скважина прорезает неустойчивые породы (пески, гравий, гальку, рухляки и т. п.), она начинает засыпаться или заплывать этими породами. Неизбежным становится крепление скважины и в том случае, когда приходится переходить к долблению твердых пород долотами. Разбуренная при этом твердая порода в виде бурильной грязи отбирается небольшими порциями желонкой; скорость проходки скважины подчас измеряется сантиметрами в сутки.
Ударно-канатное бурение
При глубине скважины более 10 метров процесс ручного ударно-вращательного бурения становится весьма тяжелым и трудоемким. Длинные штанги гнутся, сложно избежать искривления оси скважины, немало времени уходит на свинчивание-развинчивание штанг, появляется опасность их разрыва. А когда бур не идет, натыкаясь на камни, работа превращается в реальное мучение.
Между делом дело возможно значительно облегчить, если штанги заменить стальным тросом или даже веревкой и производить бурение лишь ударным способом. Сейчас этот ударно-канатный метод имеет некоторое промышленное значение, применяясь в основном при бурении глубоких скважин на воду.
Станок ударно-канатного бурения для сооружения колодцев был изобретен еще в Древнем Китае, и в принципе он не отличается от современных конструкций. Древнее техническое оснащение было по большей части деревянным и приводилось в движенье руками. Невзирая на медленные темпы бурения, которое порой длилось несколько лет и даже десятков лет, сооружались глубокие колодцы глубиной 1200-1500 метра. Правда, строились они для добычи рассола и газа, а не для получения питьевой воды.
Ударно-канатное бурение детально описано в брошюре проф. Е. Е. Скорнякова "Как находить воду при помощи бурения и устраивать простейшие буровые колодцы", изданной в 1922 г.
В собственной брошюре Е. Е. Скорняков упоминает буровой снаряд Шитца, который "работает очень с большой скоростью и просто. На протяжении дня, если трудиться вдвоем, со всеми приготовлениями, возможно просто пробить скважину поперечником 270 миллиметров до 20 метров глубиной". Буровой снаряд Шитца состоял всего из 4-х несложных инструментов и был доступен для изготовления в любой кузнице (рис. 31).
Перед бурением в скважину глубиной 1 метр (делается буравом) устанавливают вертикально столб поперечником 140-200 миллиметра и закрепляют оттяжкой за якорь. На верху столба заблаговременно делают поперечину (в виде глаголицы) с подкосом и блоком. Подвешенным на блоке буравом намечают центр скважины. Начинают проходку скважины тем же буравом на глубину 1 метр.
Дальше работу ведут коническим стаканом - основной инструмент. Поднимают его за веревку на высоту 1-1,5 метра и бросают. Ст. врезается в дно скважины, грунт входит в него, становится плотнее и удерживается в стакане, пока его вытаскивают на поверхность. Может случиться, что ст. будет забирать грунта чересчур мало или совсем его не забирать. Это случается в тех ситуациях, когда грунт весьма тверд и сух или состоит из сыпучего песка или песка, напитанного водой (плывуна). В первом случае нужно подливать в забой воду, во II-м - подсыпать немножко растительной земли и незначительно смачивать водой. Возможно к тому же пустить в дело цилиндрический ст. или желонку. Последняя и предназначена для проходки сыпучих и оплывающих грунтов, т.к. оснащена клапаном. При помощи желонки возможно извлекать и достаточно крупные камни, только бы они сумели пройти в отверстие под клапан.
Желонка в плывучих грунтах будет успешно забирать породу. Однако т.к. порода будет заливать скважину, проходку скважины будет нужно вести одновременно с опусканием обсадной трубы. Материалы, из которых делают обсадные трубы, могут быть самыми различными, тут же мы пока остановимся на конструкции обсадной трубы из досок (рис. 32).
Это 1 из наиболее доступных вариантов. Заметим, что современные материалы позволяют несколько упростить конструкцию дощатой обсадной трубы - шины сделать вставными, а все соединения собрать на водостойком синтетическом клее, к примеру, эпоксидном, с запрессовкой шурупами или гвоздями. Доски нижнего окончания обсадной трубы заостряют, закругляют и в них к тому же просверливают отверстия для прохода воды в водоносном слое. Верхние доски устанавливают вразбег, чтоб разнести стык при наращивании трубы. Обсадную трубу в ходе проходки скважины опускают до дна.
Описанный выше снаряд Шитца без поддержки кузнеца изготовить совсем трудно. Так, даже в условиях достаточно оснащенного ремонтно-механического цеха конический ст. автору сделать не получилось. По этой причине пришлось изготовить этот инструмент из 2-х отрезков труб: в нижней вырезали клинья кислородным резаком, нагрели до пластичного фазы, подогнули и заварили - получился конус (рис. 33).
Недостатком бурового снаряда Шитца является невозможность проходки скважины в породе с крупными валунами и сплошными каменными пропластами. Хотя устранить этот недостаток относительно без труда, если применять долота (как при ударно-врашательном бурении), а веревку заменить стальным тросом. Тогда ударно-канатное бурение становится универсальным, пригодным для любых пород.
Проходка твердых пород требует более сильного удара инструмента в забое. Достигается это применением тяжелой ударной штанги, которую возможно сделать составной или цельной (из отдельных стальных болванок, штанг, заполненных бетоном). Соединять эти болванки лучше на фланцах при помощи болтов, т.к. цилиндрические резьбы от ударов с высокой скоростью сминаются и разъединить позже болванки крайне непросто. В практике автора для проходки весьма тяжелых пород (каменные плиты по 60-80 сантиметра толщиной 1 над иной ч/з 3-4 метра) были использованы штанги общей массой до 500 килограммов. Очевидно, что в этом случае уже без лебедки не обойтись, а веревку приходится заменить стальным тросом. Последний необходим тут не только лишь из-за прочности. Дело в том, что плоские долота нужно при каждом ударе поворачивать на некий угол, чтоб они разрабатывали круглую скважину. Когда бурят ударно-вращательным способом, штанги поворачивают при каждом ударе руками. А как быть, если вместо штанг веревка? Замена веревки стальным тросом и позволяет осуществлять подобный поворот при помощи специального устройства - канатного замка (рис. 34). Для крепления троса в замке его протягивают во втулку, конец расчаливают на некоторые проволоки, очищают до металлического блеска и вырезают пеньковый сердечник. После проволоки загибают наверх, чтоб они сумели войти в коническую расточку втулки, затягивают туда канат и заливают каким-или легкоплавким металлом или сплавом. Втулка с закрепленным канатом обязана в замке свободно вращаться, перемешаться вдоль оси и проскальзывать при закручивании-раскручивании каната. В этом как раз и заключается конструктивная идея канатного замка. Т.о., при поднятии долота трос натягивается и раскручивается, поворачивая свободно висящее долото вместе со втулкой на некий угол. Когда же брошенное долото ударяет в породу, трос в итоге снятия нагрузки вновь закручивается, проворачиваясь в замке.
Назначение опорной шайбы замка - предохранить его корпус от расклепывания при ударах, дырки служат для вытекания влаги, попавшей в замок. Конусная гребенка в наиболее высокой части замка дает возможность захватить замок при помощи ловильного приспособления при аварии, если трос вырвется из замка, и вытащить ударную штангу с инструментом на поверхность.
Чтоб осуществить удар в забое, то есть сбросить ударную штангу с буровым инструментом с высоты тех же 1-1,5 метра, нужно оттягивать канат. Для данного удобно и просто применять вторую лебедку. К примеру, с этой целью на выходной вал некоего редуктора возможно поставить малый барабан 220 миллиметров размером, а на него несколькими витками набросить капроновую веревку (рис. 35). 1 конец этой веревки при помощи захвата стоит закрепить на тросе. При натягивании II окончания веревки руками она (в итоге трения на барабане) оттягивает трос. Если отпустить конец, веревка проскальзывает по барабану и штанга с инструментом падает в забой. Конечно же, по мере углубления прибора в земля трос стоит протравливать, а при подъеме из забоя на поверхность веревку с захватом отсоединять. Промышленные монтажа ударно-канатного бурения для оттягивания каната снабжаются специальными устройствами с весьма сложной кинематикой, воспроизвести которые самодеятельному бурильщику трудно да и не стоит.
Барабан для оттягивания каната возможно выполнить и с ручным приводом по типу старинного "донецкого" ворота. Подобный ворот размером до 2 метра делали из толстых досок, чтоб он выполнял роль маховика (для данного основную массу колеса нужно по возможности расположить на ободе) и облегчал оттягивание каната благодаря инерции.
Нужно вначале поработать штангами, чтоб прочувствовать всю прелесть ударно-канатного бурения. Скважина в этом случае идет абсолютно отвесно, прямолинейно, глубина ее не лимитируется, только бы хватило троса, о быстроте подъема и спуска прибора в забой не приходится и говорить, в особенности если применять лебедку с механическим приводом. Не просит сколько-нибудь значительных усилий и на подъем ударной штанги II-й лебедкой.
Тут не будут рассматриваться отличия бурения разных видов, чересчур их немало. Строитель колодца сам приспособится к "собственным" породам, выбирая какой-либо инструмент. В ряде случаев дело облегчается, если в забой подливать воду. Тогда и процесс бурения идет проще, и разбуренные породы, в особенности твердые, проще забрать желонкой.
При каждом подъеме из забоя бурового прибора его нужно внимательно осматривать. И все-таки, невзирая на все предосторожности, случаются аварии. Максимально слабым местом при ударно-канатном бурении является крепление стального троса в канатном замке. При заклинивании прибора в забое трос порой возможно вырвать из замка. В этом случае для извлечения прибора будет необходимо изготовить ловитель (рис. 36). Перед спуском ловителя в скважину зубья его нужно отвести в крайнее положение, сжав пружины и закрепив зубья штифтами. Когда ловитель наденется на верхнюю часть канатного замка - на конусную гребенку, торец замка приподнимет траверсу, штифты освободят зубья, и последние под воздействием пружин захватят замок за конические выступы.
Когда проходка скважины ведется с обсадной трубой, буровой инструмент обязан проходить изнутри трубы с зазором 10-15 миллиметра на сторону. Остающийся на стенах скважины лишний земля будет срезаться обсадной трубой при ее опускании. Тут снова довольно полезной окажется тяжелая штанга, коей трубу возможно основательно пристукнуть и осадить вниз. Стальная труба в этом случае будет наилучшей.
Если скважина проходит ч/з твердые пропласты камня, срезать стены при помощи обсадной трубы уже не удастся. Возможно попытаться расширить скважину эксцентричным долотом, однако более действенным инструментом является особый расширитель. Этот расширитель имеет 2 резца, которые имеют возможность поворачиваться на оси и, выступая наружу, за края обсадной трубы, разрабатывать аналогично скважину большего диаметра. Расширитель работает вместе с долотом. Чтоб спустить расширитель в обсадную трубу, нужно его резцы отогнуть вниз, сжав пружину.
Пройдя нижний обрез обсадной трубы, резцы под воздействием сжатой пружины (ч/з подкладку) расходятся и фиксируются в рабочее положение (рис.37). При падениях ударной штанги резцы срезают породу со стен скважины за пределами обсадной трубы. Когда инструмент поднимают на поверхность, резцы упираются в края обсадной трубы, поворачиваются вниз, преодолевая сопротивление пружины, и проходят в обсадную трубу.
Обсадные трубы
Обсадные трубы для самодельного трубчатого колодца стоит взять металлические, в особенности для глубоких колодцев. Они прочнее иных, и их проще соединить. Хотя, обсадные трубы могут быть асбестоцементными, пластмассовыми, чугунными и деревянными. Обсадную трубу набирают из отдельных звеньев, длина которых для удобства в работе составляет 2-4 метра. Металлические звенья объединяют м/у собою резьбовыми муфтами или сваркой. В существенной степени метод соединения находится в зависимости от диаметра. Так, трубы внутренним размером 50 миллиметров (2 дюйма) легче соединять муфтами, а трубы размером 100 миллиметров и более - сваркой. В том числе, на концах труб размером 50 миллиметров резьбу (14 ниток на 1 дюйм) нарезают на длине 50 миллиметров. Вся длина муфты - 112 миллиметров (100 миллиметров резьбы плюс 2 концевые проточки длиной 6 миллиметров для захода трубы). Форма муфты подобная же, как и для соединения штанг.
Для свинчивания отдельных звеньев обсадной трубы стоит применять из дерева хомуты, так как эти трубы относительно тонкостенные и могут быть смяты. Подвешивание обсадной трубы в скважине, естественно, надежнее на металлических хомутах.
При соединении звеньев обсадной трубы сваркой вначале трубу нарезают кислородным резаком на некоторые звенья по 2-3 метра длиной. Линию разреза создают с мысиком, чтоб при сварке облегчить центрирование и стык бы не имел крупных зазоров. Любой разрез нужно не позабыть пометить краской. Центрирование звеньев перед сваркой возможно осуществить при помощи простейшего кондуктора из 2-х уголков (швеллеров) или 3-х металлических накладок. Последние необходимо приварить к штангам, что даст возможность дополнительно закрепить соединительный шов.
В ходе спуска обсадной трубы в скважину нижний конец ее встречает в породах твердые включения в виде галек и пропластов камня. Чтоб предохранить торец трубы от смятия этими твердыми включениями, и чтоб обрезать трубой высунувшийся в скважину кран твердой породы, на нижний конец трубы ставят на резьбе или сварке трубный башмак или фрезер (рис. 38). Режущие кромки фрезера обязаны быть обращены в сторону проворачивания обсадной трубы, то есть по часовой стрелке. Концы зубьев фрезера закаливают, "чугунят" или производят на них наплавку твердого металла.
Еще одной необходимой принадлежностью обсадной трубы при ручном ударно-вращательном бурении является предохранительный патрубок. Он представляет собою отрезок той же самой обсадной трубы длиной 150-200 миллиметра с резьбой на одном итоге. Назначение патрубка - предохранить резьбу наиболее высокой муфты обсадной трубы от изнашивания о штанги. Если звенья объединяют сваркой, надобность в подобном патрубке отпадает.
Когда сварка отсутствует или обсадная труба не стальная, соединение отдельных звеньев возможно произвести стальными накладками на болтах. Ширина данных накладок - 15-30 миллиметра, длина - 100-200 миллиметра, толщина - 6-9 миллиметра. Узкие кромки накладок нужно срезать под наклоном 30°, чтоб за внутренние прокладки не цеплялся инструмент, а наружные не мешали проходить трубе ч/з земля. На внутренних накладках нарезают резьбу для крепежа. Звенья чугунной или стальной обсадной трубы возможно при достаточной толщине стен соединить без внутренних накладок, нарезав резьбу именно в стене. Чтоб стык стал непроницаем для влаги, его стоит закрыть "мокрой" муфтой. Создают эту муфту из нескольким полосок стеклоткани, наклеивая каждую полоску кругом стыка эпоксидным или иным надежным синтетическим клеем. Стык перед приклейкой стеклоткани стоит очистить от загрязнений, ржавчины и внимательно обезжирить ацетоном или растворителем для нитроэмали. В таких же растворителях нужно промыть и стеклоткань, чтоб удалить замасливатель, попадающий на нее в ходе производства. Промытую ткань стоит просушить на протяжении 2-4 ч. (Для того чтоб очистить стеклоткань от замасливателя, возможно "прожечь" ее паяльной лампой.) Обматывать стык стоит полосками разной ширины: каждая верхняя обязана быть на 20-30 миллиметра шире нижней и прикрывать ее кромки. "Мокрая" муфта после отверждения клея приобретает высокую надежность, и ее возможно рассматривать как силовой элемент. Так или иначе наружные накладки из стали без разницы нужно будет установить и придавить ими стеклоткань. Это предохранит муфту от возможного сдвига при трении о земля. В плотных грунтах обсадная труба часто входит в скважину с зазором и сдвиг уплотнения маловероятен, тогда уплотняющие бандажи возможно вырезать в виде колец из камеры автомобильной шины подходящего диаметра. Если все-таки случится сдвиг резинового кольца и оно проникнет в неровный стык м/у трубами, перекрывая проход в трубе, от резины просто избавиться. Для данного ее нужно поджечь какой-нибудь горелкой, опущенной в обсадную трубу на проволоке. Натянутое резиновое кольцо, когда оно сухое, тут же загорается и тут же разрывается, освобождая проход.
Водоприемная часть трубчатого колодца
Конструкция водоприемной части трубчатого колодца находится в зависимости от здания водоносного слоя. Если у нижнего обреза обсадной трубы желонкой удается выработать полость, которая заполняется притекающей водой и с течением времени не затягивается, то лучшего по стоит и желать: возможно обойтись без фильтра. Когда же водоносный слой представляет собою песок-плывун и скважина затягивается песком, невзирая на чистку желонкой, фильтр нужен.
Есть весьма немало конструкций разных фильтров, однако в самодельных трубчатых колодцах часто используют максимально простые сетчатые фильтры, (рис. 39).
Сейчас промышленность выпускает огромной ассортимент проволочных тканых фильтровых сеток (ГОСТ 2765-75). По форме ячеек в свету различают решетки с квадратными, прямоугольными и пулевыми ячейками. По габаритам ячеек для нашей цели максимально пригодны мельчайшие - с площадью ячеек в свету 0,025-0,25 мм2 и небольшие - с площадью ячеек в свету 0,25-1 мм2. Переплетение проволок решетки может оказаться полотняным и саржевым. У сеток с нулевыми ячейками проволоки основы (проходящие вдоль полотна решетки) располагаются на определенном расстоянии друг от друга, а более тонкие проволоки утка (проходящие поперек полотна решетки) расположены вплотную друг к другу. Благодаря такому переплетению ячейки в свету отсутствуют. Для трубчатого колодца годятся решетки из меди, латуни, фосфористой бронзы, молибдена, никеля и др. Сетку из нержавеющей стали возможно снять со старой стиральной машины.
Какая сетка максимально пригодна в конкретных местных условиях, так сказать, лишь выяснив зернистость водоносного слоя. Во множества ситуациях предпочтение отдают сетке с нулевыми ячейками, т.к. вода тут проходит ч/з зазоры в виде щелей и подобные фильтры менее засоряются. Если для фильтра не удастся отыскать подходящую трубу из нержавеющего материала, ее возможно свернуть из листа. У подобной трубы возникают даже отдельные достоинства, так как дырки, выполненные в листе, просто очистить с обратной стороны (внутренней) от заусенцев, образующихся при сверлении.
На перфорированную часть трубы наматывают проволоку с зазором м/у витками 1,5-2 миллиметра. Проволока нужна для того, чтоб поднять сетку над трубой и увеличить этим так называемую скважность фильтра, то есть его пропускную способность для влаги. Проволоку приваривают или припаивают (лучше твердым припоем) к трубе по концам и в ряда местах посредине.
Сетку крепят на трубе сверху проволоки сваркой, сшивкой или пайкой. Если сетку крепят пайкой или сваркой, то вначале прикрепляют 1 край решетки, после натягивают ее на трубу и крепят II-й край. Сшивку производят так. Перед обтяжкой измеряют окружность трубы, и сетку отрезают с припуском для заправки концов. Концы решетки загибают внутрь, а в места изгиба вставляют проволочные стержни размером 2,5-3 миллиметра. Эти стержни предохраняют сетку от разрыва при стягивании ее краев. Сетку сшивают проволокой. Верхнюю и нижнюю кромки решетки приваривают или припаивают к трубе.
Ниже фильтра водоприемная часть обязана иметь глухой резервуар, который будет служить сборником песка и ила, прошедших ч/з фильтр. Не стоит стремиться, чтоб фильтр задерживал мельчайшие фракции песка. Пускай они проходит ч/з фильтр и после или вынесутся потоком влаги на поверхность при откачке, или осядут в отстойнике. В этом случае в водоносной породе образуется кругом фильтра слой из более больших частиц песка или щебня, которые сами будут играть роль естественного фильтра.
В обсадную трубу фильтр вставляют при помощи штанги, которую нижним концом с поперечными выступами заводят в штыковую муфту фильтра. После, удерживая штангой фильтр, приподнимают обсадную трубу лебедкой или домкратами. Эта операция называется "обнажение фильтра". Для напорной, артезианской влаги м/у фильтром и обсадной трубой ставят резиновый сальник пли пенькового просмоленного шнура. После обнажения фильтра штангу поворотом выводят из штыковой муфты и вытаскивают на поверхность.
Фильтр для трубчатого колодца, когда диаметр его не чересчур мал, просто сделать тоже из крупнопористого бетона (рис.40).
Габариты зерен щебня или гравия для крупнопористого бетона выбирают в зависимости от крупности зерен песка водоносного слоя: соотношение ото приблизительно равно 10:1. Доза цемента, влаги и технология труды с крупнопористым бетоном описаны выше. Фильтр из крупнопористого бетона создают в виде трубчатых блоков длиной 200-400 миллиметра и толщиной стены 30-35 миллиметра. Блоки ставят в трубчатый каркас с окнами и по торцам скрепляют цементным раствором. Ч/з сутки фильтр возможно опускать в скважину. Фильтр из крупнопористого бетона возможно смонтировать и на внутреннем перфорированном каркасе (рис. 41). В последнем случае всю колонну бетонных блоков ставят на сделанной из дерева пробке. Если по какой-то причине случится коррозия связующего и сцепление м/у зернами щебня нарушится, фильтр этой устройства превращается в засыпной гравийный. При достаточной мощности водоносного слоя и значительном дебите скважины рационально гравийный фильтр расположить ниже статического этажа влаги, а сальник выполнить засыпным, гравийным. Тогда в полости обсадной трубы над фильтром образуется большее пространство для насосного устройства.
Временами может выясниться достаточным и простейший фильтр из мелкого гравия или щебня с притоком влаги ч/з дно, как у несовершенного шахтного колодца. При неудаче подобный фильтр просто извлечь желонкой.
Статический уровень влаги
Водоподъемники из трубчатых колодцев
Легче в общей сложности поднять воду из трубчатого колодца при помощи электрического вибрационного насосного устройства. Подобные насосные устройства для применения в быту в весьма широком ассортименте выпускает сейчас отечественная промышленность: "Малыш", "Ручеек", "Удалец", "Родничок" и др. Все они работают от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В, располагаются постоянно в погруженном состоянии и при грамотной использования служат длительное время. Отличия монтажа их в скважину описаны в прилагаемых инструкциях заводов-производителей. Труднее дело обстоит, когда диаметр обсадной трубы мал и не дает возможность применять подобные насосные устройства. В этом случае при глубине более 7 метров будет необходимо применить погружной плунжерный насос с рычажным приводом (ручным или механическим). Вероятно тоже применение специального конструкции - эрлифта.
Плунжерные глубинные насосные устройства выпускаются нашей промышленностью. Так, Бийский машиностроительный завод техники животноводческих ферм производит глубинный насос НГ-1, который имеет производительность 15 л/мин и глубину подъема влаги 30 метров. Присоединительный размер колонны труб - 1,25 дюйма. Купить подобный насос в магазине сложно, однако зато возможно выполнить его собственными руками. Впрочем к токарю все-таки будет необходимо обратиться за помощью.
Из трубчатого колодца небольшого диаметра, в который вибрационный бытовой насос не проходит, возможно поднять воду при помощи воздушного подъемника - эрлифта. По устройства эрлифты относительно просты, они не имеют движущихся долей, как у иных насосов, и потому не боятся абразивного воздействия песка со дна колодца, в промышленных установках поднимают воду из скважин существенной глубины - до 500 метров и более.
Принцип труды эрлифта сделан в следующем. Если в нижнюю часть трубы, опущенной в воду, вводить воздух под достаточным давлением, то образовавшаяся в трубе воздушная эмульсия (смесь влаги и пузырьков воздуха) будет подниматься благодаря разности удельных масс эмульсии в трубе и влаги в скважине. Конечно, что эмульсия тем проще, чем в ней более пузырьков воздуха.
Различают эрлифты нагнетательные и всасывающие. У нагнетательного эрлифта в трубу, опущенную в скважину и заглубленную под уровень влаги, подводят сжатый воздух от компрессора. Образующаяся эмульсия поднимается на поверхность в бак, где воздух выходит из эмульсии, а вода накапливается.
У всасывающего эрлифта труба опускается слегка ниже этажа влаги в колодце. Внизу в подъемную трубу воздух попадает из атмосферы в итоге разрежения в трубе, создаваемого вакуум-насосом. В этом случае атмосферный воздух к тому же смешивается с водой и в виде эмульсии поднимается на поверхность территории.
Конкретные рекомендации по устройстве эрлифта давать нельзя, так как многое тут находится в зависимости от местных условий. Заметим еще, что если в скважину подается (или из скважины отсасывается) недостаточное число воздуха, то эрлифт совсем не подает воду или подает ее с перерывами.
Вы ознакомились с разными вариантами колодцев и технологиями их производства. Успехов вам, чистой и вкусной влаги!
