Водозабор из подземных источников
Водозабор из подземных источников всегда связан с капотажными работами по оборудованию скважин, стенок и дна колодцев, водосборных камер и мерами по предохранению источника от замерзания и загрязнения.
Шахтный колодец
При небольшой глубине залегания водоносного слоя (8—10 м) предпочтительнее соорудить шахтный колодец, так как его можно строить, используя подручные материалы и обычные инструменты. Он обеспечивает гарантированный объем чистой воды, а подъем ее можно осуществлять с помощью различных насосов и механических подъемных устройств (ворот, ведро).
Основная часть каптажа — колодцы — стенки шахты, укрепленные с помощью сруба из древесины или бетонных колец, кладки из красного кирпича или природного камня.
Устройство шахтных колодцев и оборудование водозабора
а — колодец с деревянным срубом, оборудованный вибрационным насосом;
б — колодец из кирпича (природного камня) или бетона с ручным насосом:
1 — шланг;
2 — вибрационный насос;
3 — песок;
4 — щебенка;
5 — коробка;
6 — сруб деревянный;
7 — глиняный замок;
8 — отмостка;
9 — будка;
10 — вентиляционный стояк;
11 — ввод электросети;
12 — застекленное окно;
13 — излив с краном;
14 — крышка;
15 — запорный вентиль;
16 — подземный трубопровод;
17 — дренажное (сливное) отверстие диаметром 2 — 4 мм;
18 — тяж;
19 — рычаг;
20 — вороток;
21 — насос БКФ;
22 — бетон или кирпичная кладка;
23 — водозабоный фильтр.
Шахту заглубляют в водоносные породы на 1,5—2 м с тем, чтобы обеспечить объем чистой отстоявшейся воды глубиной не менее 1 м.
Для сооружения нижней части сруба, находящейся в воде, особенно коробки, используют древесину, отличающуюся долговечностью и не влияющую на вкус и запах воды (дуб, лиственница, вяз, береза, сосна, ольха).
Смолистый привкус воды от сосны и вяжущий от дуба в процессе эксплуатации колодца постепенно исчезает.
Поперечное сечение сруба выбирают в зависимости от глубины колодца в пределах от 1X1 Д° 1,5 X 1,5 м. Венцы рубят из бревен диаметром 12—18 см или деревянных пластин толщиной 10—13 см. Наиболее практичны, долговечны и просты в строительстве шахтные колодцы из железобетонных стандартных колец высотой от 0,6 до 0,9 м, диаметром 1,0; 1,25; 1,5 м.
Оголовок шахтного колодца выводят на 0,7—0,8 м выше поверхности земли и оборудуют отмосткой. Для этого поверхность земли поднимают на 0,25 м, планируют с уклоном от колодца радиусом не менее 2 м и мостят булыжным камнем, кирпичом, бетонной плиткой или бетонируют по песчаной подготовке.
Для отвода дождевой или талой воды по периметру отмостки делают мощеные водоотводные канавки.
Сруб колодца, как правило, закрывают крышкой и навесом. В случае оборудования колодца насосом, рассчитанным на круглогодичную эксплуатацию, на уровне поверхности земли внутри оголовка сруба делают вторую крышку, чтобы предотвратить замерзание насоса зимой.
Шахтный колодец, предназначенный для местного водопровода, оборудуют водозаборным устройством на основе насосов различных типов.
При круглогодичной эксплуатации колодец обязательно оборудуют вентиляционным стояком для предотвращения затхлости воды.
Насос, как правило, подключают к автоматике, работающей по сигналу датчика уровня в водонапорном баке.
Во всех вариантах необходимо предусмотреть ручное управление на¬сосом с помощью выключателя, прерывающего оба провода, с таким расчетом, чтобы насос можно было использовать в противопожарных целях, для полива и других хозяйственных нужд.
Трубчатые колодцы
При залегании межпластовых водоносных горизонтов на глубине свыше 20 м экономически целесообразны трубчатые колодцы (скважины), которые сооружают посредством бурения и отделки стенок обсадными трубами и оборудуют малогабаритными вибрационными (типа «Малыш») или руч¬ными насосами (рис. 214).
При обильных грунтовых водах на глубине 4—6 м сооружают забив¬ные трубчатые колодцы. Такой колодец можно оборудовать выпускаемыми промышленностью поршневыми насосами (типа НР-3, КР-3, КР-4, БКФ-4) с ручным приводом, в комплект которых входят обсадные трубы, а также водоподъемная (всасывающая) труба с нагнетательным и обратным клапанами.
Устройство и бурение трубчатых колодцев
а — забивной трубчатый колодец;
б — оборудование для бурения скважины;
в — удлинительная штанга с воротком;
г — поворотный хомут;
д — породоразрушающие инструменты:
1 — обратный клапан;
2 — дырчатый фильтр;
3 — всасывающая труба;
4 — ручной поршневой насос;
5 — отмостка;
6 — обсадная труба;
7 — водоносный слой;
8 — змеевик;
9 — буровая колонка;
10 — ворот;
11 —тренога;
12 — стяжка шпилька;
13 — блок;
14 — вертлюг;
15 — вороток;
16 — оголовок;
17 — деревянный щит;
18 — удлинительная труба;
19 — муфта;
20 — шпилька;
21 — трос (петли);
22 — башмак зубчатый;
23 — хомут деревянный;
24 — муфта ударная;
25 — стяжная шпилька;
26 — бур-ложка;
27 — желонка с клапаном;
28 — пирамидальное долото;
29 — плоское долото.
Комплекты снабжены инструкцией по производству буровых работ и эксплуатации трубчатых колодцев.
Сооружение глубоких трубчатых колодцев связано с применением специального инструмента и требует определенных знаний и опыта, поэтому такую работу целесообразно поручить специалистам ЖЭКа или других подрядных организаций.
Бурение глубокого трубчатого колодца (скважины) можно выполнить и самостоятельно, но при консультации специалистов.
Для бурения вручную используют деревянную треногу из тонких бревен длиной 4—5 м, диаметром 10—14 см или треногу из стальных труб диаметром 60—75 мм.
Верхние концы бревен просверливают и соединяют между собой резьбовой шпилькой с гайками, на которой крепят серьгу с блоком.
Чтобы пробурить скважину глубиной 5—6 м в мягких грунтах, достаточно иметь минимальный набор породоразрушающих инструментов: змеевик (шнековый бур), бур-ложку, пирамидальное и плоское долото и желонку. В качестве змеевика можно использовать рабочую часть шнекового льдобура, снабдив его переходной втулкой для стыковки с удлинительными шлангами. Бур-ложку и желонку можно изготовить из куска стальной трубы подходящего диаметра. Желонка представляет собой полый цилиндр с клапаном на нижнем конце.
В качестве удлинительной штанги используют газовые трубы длиной 1—1,5 м, диаметром 25—50 мм, которые соединяют между собой муфтами, а чтобы последние не проворачивались, закрепляют их стопорами (шпильками). Верхнюю часть штанги оборудуют воротком и кольцом (или вертлюгом) для подсоединения с помощью каната или веревки к подъемному механизму — лебедке или вороту.
Бурение, как правило, ведется с применением обсадных труб, диаметр которых зависит от способа подъема воды из колодца и типа насоса.
Начинать бурение следует с оборудования оголовка скважины. Для этого подбирают подходящую чугунную, асбоцементную или керамическую трубу длиной 1,2—1,5 м с таким расчетом, чтобы в нее свободно входила обсадная труба. Установив оголовок скважины так, чтобы его обрез выходил выше поверхности земли на 0,5—0,7 м, укрепляют грунт вокруг оголовка и обкладывают его деревянными щитами.
Схема залегания подземных вод
1 — водоносный горизонт межпластовых напорных вод (артезианских);
2 — водоносный горизонт;
3 — грунтовые воды;
4 — зона питания грунтовых вод;
5 — колодец, питающийся грунтовой водой;
6—колодец, питающийся межпластовой безнапорной водой;
7 — артезианский колодец (напорный);
8 — родник (ключ);
9 — зона питания межпластовых вод;
10—водоупорные слои.
Змеевик используют при прохождении глинистых и лёссовидных пород, бур-ложку — при углублении в песках и песчаных породах; если встретятся известняки, песчаники или скальные породы, работают долотом. Применяя долото, при каждом ударе надо стараться поворачивать штангу на небольшой угол (15—20°), чтобы шло равномерное обкалывание дна скважины. Измельченную породу извлекают желонкой.
При бурении сухой породы, которая вываливается из буровой ложки, в скважину выливают одно-два ведра воды. При бурении ложкой или змеевиком вороток вращают со скоростью 10—14 об/мин. Почувствовав, что инструмент наполнился грунтом, его вытаскивают, очищают и снова начинают вращение с легким нажимом.
Затрудняют проходку скважины отдельные камни, которые надо стремиться «втолкнуть» в стенки скважины с помощью пирамидального долота, предварительно разжижив породу двумя-тремя ведрами воды.
В качестве обсадных труб можно использовать стальные, чугунные, асбоцементные или керамические трубы подходящего диаметра. Между собой трубы соединяют муфтами, а в оголовке сочленение делают герметичным с помощью цементного раствора.
В скважину опускают фильтр в виде трубы с просверленными в шахматном порядке отверстиями диаметром 10—12 мм, которые сверху закрыты слоями мелкоячеистой сетки из медной или латунной проволоки. Приток воды в колодце будет всегда выше водоносного слоя вследствие уменьшения гидростатического давления в стволе скважины по отношению к давлению в пласте.
Забор воды из трубчатого колодца ручным (поршневым) или электрическим насосом осуществляется с помощью водоподъемной колонки труб с фильтром. Верхний конец ее закрепляют на 0,5—0,7 м выше поверхности земли и оборудуют насосом. В зимний период насос утепляют. Вокруг трубчатого колодца также устраивают глиняный замок и отмостку, но меньших размеров, чем у шахтного колодца.
Каптаж родников (ключей)
При использовании родника для водоснабжения устраивают так называемую каптажную камеру, собирающую некоторый запас ключевой воды и закрытую со всех сторон и сверху слоем земли с целью предупреждения замерзания и загрязнения источника.
Для восходящих родников в качестве такой камеры можно использовать железобетонное кольцо, установить его прямо над выходом ключа из основной породы.
Устройство каптажа родников
а — восходящего родника;
б — нисходящего родника:
1 — плита перекрытия;
2 — гидроизоляция;
3 — ходовые скобы;
4 — кирпичная кладка;
5 — вентиляционный стояк;
6 — переливная труба;
7 — водозаборная труба;
8 — вентиль;
9 — фильтр;
10 — обратный гравийный фильтр;
11 —бетонное кольцо;
12—глиняный замок;
13— сливная воронка с пробкой на цепи;
14 — гравийный фильтр;
15 — водоносный слой;
16 — дренажная стенка;
17 — нагорная водоотводная канава;
18 — открылки.
Перед каптажем родник расчищают от наносов и ила до основной породы, по которой пробивается главная жила ключа. При песчаной породе дно камеры (колодца) покрывают слоем гранитной щебенки или гальки, образуя так называемый обратный фильтр.
Каптажную камеру нисходящего родника сооружают из камня или кирпича на цементном растворе или бетона (железобетона), покрывают сводом и засыпают землей. Свод обязательно оборудуют вентиляционной трубой с колпаком или дефлектором. Вода поступает в камеру через дренажные отверстия в стенке со стороны водоносной породы. Чтобы не допустить примешивания к родниковой воде поверхностных вод, вокруг каптажа сооружают «нагорные» отводные канавки, применяют изоляцию кровли и стенок, устраивают замок из жирной глины и отмостку.
Каптажную камеру оборудуют входным люком, водозаборной трубой, объединенными в общий выпуск. При широком выходе водоносного слоя каптажную камеру делают с открылками или, как их еще называют, барражными стенками. Это обеспечит полный сбор родниковой воды.
При частичном или полном копировании материала ссылка на www.masterhome.ru обязательна.
Сантехническое оборудование. Статьи.
23-01-2006
