§ 72. Шахтные колодцы

Шахтные колодцы чаще всего применяют для приема относительно неглубоко залегающих вод (обычно на глубине не более 20 м) из безнапорных водоносных пластов. В редких случаях эти колодцы используют для приема слабонапорных вод (при незначительном заглублении и незначительной мощности напорных водоносных пластов).

Обычно прием воды в шахтные колодцы осуществляется через их дно и частично стенки.

Шахтные колодцы применяют для приема небольших количеств воды при индивидуальном пользовании, а также в водоснабжении сельских местностей, во временных водопроводах и т. п.

В крупных централизованных системах водоснабжения шахтные колодцы применяют относительно редко, так как здесь более экономичным является применение трубчатых колодцев с использованием хотя и более глубоких, но зато более мощных водоносных пластов.

Шахтные колодцы бывают бетонными, железобетонными, каменными (из кирпича или бутового камня) и деревянными (срубовыми). При небольшом диаметре колодцев их можно делать сборными из железобетонных колец.

Шахтные колодцы обычно строят опускным способом. В последнее время начали применять механизированный способ рытья шахтных колодцев при помощи установленного на автомашине механизма, представляющего собой устройство для бурения и опускания железобетонных колец, образующих шахту колодца.

В стенках колодца в пределах водоносного пласта для увеличения притока воды в колодец могут устраиваться отверстия. В колодцах из бутового камня или кирпича роль таких отверстий выполняют щели в кладке; в бетонных колодцах устраивают специальные отверстия в их стенках.

Диаметр шахтного колодца обычно не превышает 3-4 м. При больших расчетных диаметрах целесообразнее увеличивать число колодцев. При устройстве нескольких колодцев их располагают в одну линию и соединяют между собой сифонными (иногда самотечными) трубами. Отбор воды осуществляется насосами из сборного колодца, который часто используется одновременно и для приема воды из грунта.

Благодаря значительным размерам сборных шахтных колодцев иногда оказывается возможным разместить в них насосное оборудование, т. е. осуществить совмещенный с насосной станцией тип водоприемника.

Любой шахтный колодец должен быть выведен не менее чем на 0,7 м выше поверхности земли. Вокруг колодца у поверхности земли устраивают глиняный замок на глубину 1,5-2 м и в радиусе около 2 м - отсыпку с мощением или асфальтировкой для предотвращения попадания в колодец загрязненных поверхностных вод.

Расчет шахтных колодцев заключается в определении их диаметра и числа по заданному расходу и в проверке дебита колодца при намеченном диаметре и допустимой (или желательной) глубине понижения уровня воды.

Для определения дебита шахтных колодцев, принимающих воду из водоносного пласта через дно, существует ряд формул.

Приток воды к тому колодцу при условии, что Т^-2г (см. IV.62), может быть определен по приближенной формуле, предложенной В. Д. Бабушкиным:

где k - коэффициент фильтрации;

S - понижение уровня воды при откачке; r=D/2-внутренний радиус колодца;

Т - расстояние от дна колодца до подстилающего водоупора;

R-радиус влияния колодца;

Н - мощность водоносного пласта.

При увеличении мощности водоносного пласта Н и расстояния от дна колодца до водоупора Т второе слагаемое в знаменателе приведенной формулы стремится к нулю. Когда /?///«< 10, этим слагаемым можно пренебречь и пользоваться формулой Форхгеймера

Определяя по приведенным формулам дебит при допустимых для данных условий глубинах понижения, можно судить о достаточности этого дебита, а следовательно, и о правильности принятого диаметра колодца. При первых прикидках может оказаться, что для отбора требуемого количества воды понижение 5 не может быть получено при имеющейся мощности водоносного пласта или потребует значительного увеличения глубины колодца. В этих случаях приходится принимать больший диаметр колодца или увеличивать число колодцев.

При проектировании колодца следует иметь в виду, что слой воды в нем должен быть не менее 1-2 м.

Конструкции и Оборудование шахтных колодцев весьма разнообразны.

На IV. 63 показано устройство сборного железобетонного шахтного колодца (из колец).

В сельских местностях широкое применение нашли деревянные срубовые колодцы для индивидуального или группового пользования. Эти колодцы имеют квадратную форму в плане, размеры в пределах от 1X1 до 1,4X1,4 м и устраиваются из бревен 14-18 см, стесанных с внутренней стороны, или пластин из бревен 20-22 см. После окончания работ по установке сруба на дне колодца укладывают «донный» (обратный) фильтр в виде слоев песка и гравия, крупность которых возрастает снизу вверх.

Для организации водоснабжения на дачном или коттеджном участке при отсутствии центральной системы подачи воды используются подземные источники, имеющие ряд преимуществ по сравнению с открытыми водоемами. И главным из них является высокое качество воды, которая проходит естественную фильтрацию через грунт, поэтому пригодна для употребления в пищу и для хозяйственных нужд.

По степени очистки и качеству воды подземные источники делятся на:

• почвенную (образуется в поверхностном грунтовом слое через атмосферные осадки; не может рассматриваться в качестве постоянного источника водообеспечения);
• грунтовую (по качеству и составу схожа с почвенной водой, но с большей глубиной залегания; может использоваться для хозяйственных нужд, а также частично для питьевых при условии тщательной очистки);
• межпластовую (считается самой чистой природной водой, располагающейся между несколькими водонепроницаемыми пластами грунта; является наиболее подходящей для употребления в пищу и для хозяйственных нужд.).

Обустройство на земельном участке шахтного колодца позволит регулярно получать чистую артезианскую воду.

Что такое шахтный колодец?

Шахтный колодец на сегодняшний день является одним из самых распространенных установок на участке. Правильный монтаж и эксплуатация позволяют получать отличную по качеству и вкусовым характеристикам воду. При грамотно проведенной установке колодец подобного типа можно эксплуатировать очень долго, не испытывая никаких сложностей.

Как правильно выбрать место для установки шахтного колодца

Важно досконально изучить земельный участок, прежде чем проводить установку колодца.

Рекомендуется провести собственные наблюдения в летний и весенний период и определить место, где меньше всего идет скопление талой и дождевой воды. Это, в принципе, один из основных критериев для оборудования колодца. Не менее важный показатель – это отсутствие вблизи будущего строения источников загрязнения. Объект должен быть удален от любой постройки (хозяйственной или жилой) на расстояние не менее двадцати метров.

Как по «подсказкам» природы выбрать место для будущего колодца?

Для снижения трудозатрат и времени на сооружение шахтного колодца следует выбрать место с минимальным залеганием подземных вод. И поможет найти это место сама природа. Во-первых, в этих местах самая сочная и яркая растительность. Во-вторых, обратите внимание на растения, произрастающие на участке. Там, где есть влаголюбивые растения (хвощ, щавель), а также постоянные стайки комаров и мошек – залежи самой лучшей воды.

Как обустроить на земельном участке шахтный колодец?

Шахтный колодец, устройство которого может занять как минимум несколько дней, а то и недель, применяется, в основном, для приема залегающей неглубоко воды. Поступление воды происходит через стенки колодца или через дно. Подобный тип водоснабжения может применяться только для индивидуального использования.

Различают несколько типов шахтных колодцев:

• бетонный (представляет собой монолитную конструкцию);
• каменный (выкладывается преимущественно из природного камня);
• железобетонный (для сооружения используются заводские железобетонные кольца);
• деревянный.

Если диаметр колодца будет небольшим, то лучше всего рассмотреть вопрос о сооружении сборной конструкции из ЖБИ колец. Это самая простая, надежная конструкция для монтажа системы водоснабжения.

С целью предотвращения проникновения вовнутрь колодца талой и дождевой воды, его стенки следует изготавливать из водонепроницаемых материалов. Самым дешевым вариантом будет установка глиняного замка, вариант подороже – сооружение стенок из кирпича или бетона.

Самым лучшим, надежным, гигиенически чистым, долговечным материалом является железобетон. Сегодня самым популярным методом изготовления колодца является использование уже готовых, сделанных в производственных условиях, железобетонных колец.

Если хочется сделать стенки полностью герметичными, без швов, то оптимально использовать монолитный железобетон.

Шахтный колодец своими руками

Шахтный колодец, схема которого может быть разработана специально приглашенным специалистом или самостоятельно, считается наиболее оптимальным вариантом на сегодняшний день. Во-первых, бетон является прочным, безопасным, долговечным материалом. Во-вторых, конструкцию не проблематично изготовить собственными силами.

В процессе монтажа железобетонных колец с целью предотвращения их сдвига следует скреплять кольца друг с другом в 4-6 местах посредством стальных скоб. В местах крепления оставляются отверстия, куда вставляются скобы, концы которых загибаются и «запечатываются» раствором цемента.

Глубина колодца влияет на высоту бетонных модулей. К примеру, от 40 до 100 см диаметр будет составлять от 80 до 100 см. Толщина стенок при этом может быть от 9 до 12 см. Если в процессе монтажа колодца используют металлическую арматуру, то допускается меньшая толщина колец (от 5 до 9 см).

Армирование железобетонных колец осуществляется посредством использования арматурной проволоки из стали. Для армирования вертикальных стержней используют проволоку с диаметром от 8 до 12 мм, для армирования горизонтальных стыков проволока должна быть от 6 до 8 мм.

Каждое пересечение каркаса требует скрепления проволокой, толщина которой не превышает 2 мм.

Установка железобетонных колец требует рытья шахты, диаметр которой должен быть больше диаметра самого кольца. Стенки, перед закладкой первого кольца должны быть укреплены, а дно идеально утрамбованным и ровным. Кольцо опускается строго вертикально. После установки внешняя сторона кольца засыпается грунтом и уплотняется.

Независимо от глубины колодца и его диаметра, высота должна быть выведена не менее чем на 70 см выше уровня земли. Обязательно следует соорудить вокруг строения глиняный замок, основным предназначением которого будет удержание поверхностных (дождевых или талых) вод и препятствие их проникновению в колодезную систему.

Глиняный замок делается следующим образом: вокруг будущего колодца вынимается грунт с шириной не менее пятидесяти сантиметров и глубиной не менее ста – ста пятидесяти сантиметров. Образовавшуюся пустоту следует наполнить утрамбованной глиной.

Шахтный колодец может иметь разную глубину, которая во многом зависит от уровня залегания грунтовых вод. Минимальная глубина составляет не менее 3 метров, максимальная – может доходить и до пятнадцати метров. На дно колодца обязательно закладывается крупнозернистый песок, слой которого не менее пятнадцати сантиметров, поверх песка необходимо уложить тридцатисантиметровый слой щебня.

Заглублять колодец в водоносную грунтовую породу следует как минимум на один-два метра.

В процессе эксплуатации шахтный колодец следует с периодичностью один-два раза в год очищать, а перед первым запуском важно продезинфицировать систему.

Шахтный колодец возводится опускным способом. Но при наличии финансов можно использовать механизированный способ, когда на участок пригоняется спецтехника с механизмом, который одновременно проводит бурение и установку железобетонных колец с последующим образованием шахты.

С целью увеличения поступления воды в стенках колодца рекомендуется устраивать отверстия.

Если шахта колодца делается из кирпича или природного камня, то в качестве отверстий выступают межкладочные щели. В бетонных колодцах делаются специальные щели по всему периметру стенок.

В случае, если на участке предполагается установить несколько колодцев, то целесообразно соединить их между собой сифонными трубами и разместить по одной линии.

Значительный размер шахтного колодца нередко позволяет установить в него полноценное насосное оборудование.

Что сооружать на участке? Шахтный колодец или скважину? Это зависит от того, как залегает водоносный слой под вашим участком. Обычно при его глубине до 10 м роют колодец. Чем глубже водоносный слой, тем предпочтительнее трубный водозабор (скважина). Но это если в верхних слоях мало камней. Если же каменных включений много, сложность бурения возрастает настолько, что порой проще вырыть обычный шахтный колодец даже при глубине 20 м.

Кроме того, скважина зависит от насоса - из колодца же в любой ситуации можно добыть воду ведром.

Вода считается годной для питья, если имеет такие кондиции:

• прозрачность по стандартному штифту - не менее 30 см;
• цветность - не более 30;
• привкусы и запахи - не более 2-3 баллов;
• содержание нитратов - не более 10 мг/л;
• титр-коли на содержание бактерий - не менее 100 (то есть не более 10 кишечных палочек на литр).

Чтобы выяснить все эти параметры, нужно сдать пробу воды на анализ в санитарно-эпидемиологическую службу (СЭС). Естественно, вода для полива и других хозяйственных нужд не должна так жестко регламентироваться - годится верховодка, вода из канавы, реки, пруда.

Сегодня если колодец или скважина на вашем участке дают воду, которая немного не дотягивает до кондиции, это не такая уж беда - скорее всего современные системы очистки справятся.

Шахтный колодец

Что же представляет собой шахтный колодец как инженерное сооружение? Он состоит из шахты, облицованной изнутри деревянным срубом либо кирпичным или бетонным стволом, оголовка с подъемным воротом и крыши или крышки. Иногда вместо ворота устраивают подъемник-журавль.

Глубина колодца, как уже говорилось, зависит от глубины залегания водоносного пласта. При этом за счет разной длины ствола колодца водоприемная часть (которая погружена в водоносный слой) может доходить до дна слоя воды, а может оканчиваться выше или ниже этого уровня.

Если водоносный горизонт безнапорный, то зеркало воды в колодце останется на уровне зеркала водяного горизонта, а при подпоре воды оно, наоборот, поднимется выше (рис. 26).

Несовершенный колодец, у которого вода поступает через дно водоприемной части, называют ключевым. Когда же вода поступает и через дно, и через боковые стенки - это сборный колодец.

В сборных колодцах стенки сруба или бетонное кольцо в водоприемной части (ниже зеркала водоносного слоя) снабжают отверстиями. В ключевых колодцах этого не делают.

Рис. 26. Схемы колодцев с разным заглублением в водоносный слой : а - несовершенный; б - совершенный; в - совершенный с зумпфом; г - совершенный с подпором воды.

Показанные на рис. 26 варианты устройства колодца с различной глубиной погружения в водоносный слой как раз и предназначены для того, чтобы обеспечить требуемое в том или ином случае (не чрезмерное) суточное поступление воды.

При небольшой суточной потребности устраивают ключевой колодец, причем чем больше заглублена водоприемная часть в водоносный слой, тем больше дебит (поступление) воды. Когда нижний срез ствола достигает дна водоносного горизонта, это уже совершенный колодец (его стенки ниже зеркала воды должны быть проницаемы). Если и такой колодец дает мало воды, устраивают подствольник (зумпф), заглубленный в водоупорный пласт. Этот дополнительный резервуар позволяет быстрее собирать воду в водоприемную часть колодца.

Стоит отметить, что поперечные размеры шахты колодца (а также ствола-сруба или колец) мало влияют на его производительность. Их выбирают исходя из удобства земляных работ (обычно 0,8-1,5 м). С другой стороны, отсюда следует вывод, что можно не копать шахту вообще, а ограничиться бурением скважины - воды в нее поступит не меньше. Но об этом мы поговорим позже.

В этом случае то, что мы построим, называется трубным колодцем . Его устройство станет ясным, если взглянуть на рис. 38.

Вода в колодце начнет застаиваться и загнивать, если не выбирать почти все, что поступает. Поэтому при сооружении колодца нужно учесть ожидаемую потребность в воде (конечно, с запасом) и устроить, исходя из этого, водоприемную часть колодезного ствола с нужной глубиной погружения в водоносный слой.

Примерное устройство деревянного колодца показано на рис. 27.

От вида древесины, из которой сложен сруб, зависит вкус воды, а иногда и ее физико-химические свойста.

Для подводной части лучше всего подойдет дуб, граб, вяз, лиственница, ольха. Самые долговечные породы - дуб и граб, они служат под водой 20-25 лет, а над водой - 50-60 лет.

Для надводной части годится и сосна.

Желательно, чтобы бревна для сруба имели не очень большой одинаковый диаметр (например, 150 мм) и были предварительно выдержаны. Заготовки длиной 2 м необходимо перед выдержкой ошкурить и сложить на хранение (просушку) в сарай. Бревна, хранящиеся под открытым небом, там, где на них воздействуют солнце, дождь и ветер, почти наверняка потрескаются на значительную глубину и станут непригодны для колодезного сруба.

Дубовые заготовки сушат 2-3 месяца, затем изготавливают и тщательно собирают сруб, нумеруют детали несмываемой краской, потом полностью разбирают и кладут в проточную воду на 1-2 года, чтобы получить мореный дуб. Морить надо лишь те венцы, что окажутся в колодце под водой (примерно 10-12 венцов).

Рис. 27. (размеры в см): 1 - ворот; 2 - сваи, на которых крепится ворот; 3 - водоотводная канавка; 4 - деревянная облицовка колодца (сруб); 5 - гравий на дне шахты; 6 - глиняный замок вокруг оголовка.

Мореные детали снова кладут на просушку, а потом используют для сруба.

Проще всего соорудить деревянный колодец квадратного сечения - так обычно и делают. Сначала собирают на земле сруб размером примерно метр на метр из ошкуренных бревен. Концы рубят «в лапу», без остатка (см. рис. 28). Можно вместо бревен использовать брус 150 х 150 мм, который в углах перевязывать гораздо проще. И, наконец, можно собрать сруб из пластин (распущенных вдоль бревен диаметром 20 см) плоской стороной внутрь колодца.

Венцы сруба тщательно подгоняют и собирают на нагелях, добиваясь, чтобы сруб был герметичным и не пропускал внутрь ствола колодца загрязнений. Каждый венец маркируют для последующей сборки. Смежные венцы соединяют скобами, углы сшивают брусками, а середины - вертикальными досками (снаружи), тем самым обеспечивая жесткость сруба при перекосах во время монтажа в шахте.

Рис. 28.

Деревянный колодец, безусловно, радует глаз и гортань (особым привкусом воды), но он в наши дни практически вытеснен колодцем из железобетона, который и долговечнее, и не нуждается в дефицитной водостойкой древесине (например, дубе). К тому же бетонный колодец не зарастает плесенью.

Сборка сруба снизу вверх . Техника монтажа зависит от глубины шахты. Если позволяет грунт и не слишком велико просачивание воды, шахту до 6 м отрывают сразу на всю глубину, устраивая временное крепление. На дно укладывают обвязку-основание, можно для удобства работы настелить пол. Затем собирают заготовленный сруб снизу вверх (рис. 29).

Рис. 29.

Рис. 30.

Рис. 31. .

Сборка сруба сверху вниз . Если глубина шахты и (или) состояние грунта не позволяют применить описанную выше технологию, приходится поступать иначе (рис.30):

• отрывают шахту на максимально возможную глубину (3-4 или 5-6 м) тем способом, что был описан выше, и собирают в ней сруб опять-таки описанным способом, снизу вверх, доводя его до высоты около полуметра (2-3 венца) выше поверхности земли;
• подрывают грунт в середине каждой стены сруба на глубину 20-25 см и забивают в отрытую часть клинья;
• отрывают грунт в углах сруба;
• высвобождают клинья и осаживают сруб на отрытую глубину;
• повторяют три предыдущих действия.

Рис. 32. .

Сруб при опускании может заклинить в шахте. Чтобы его осадить используют пригруз, иногда весом в несколько десятков тонн. Наращивать венец снизу, чтобы не осаживать сруб, еще сложнее. Поэтому лучше шахту отрыть с запасом в поперечнике, нижний венец сруба снабдить уширенным башмаком с режущей кромкой по наружному контуру (рис. 31). Надземная часть деревянного колодца с квадратным срубом и воротом, с крышей показана на рис. 32.

Поверхность бревен, брусьев или пластин, обращенная внутрь колодца, должна быть тщательно обработана фуганком или электрорубанком и не иметь сколов, заусенцев, шероховатостей, отщеплений.

Бетонный колодец

Особой квалификации при сооружении бетонного ствола колодца не требуется, материалы вполне доступны: песок, щебень, цемент. Ну и вода, конечно. Песок нужно брать крупный, он должен быть очищен от грязи, просеян на металлической сетке. Цемент, купленный давно, не годится, даже если он не отсырел: со временем марка цемента ухудшается, он теряет вяжущие свойства.

Поскольку речь идет вообще говоря о железобетоне, понадобится еще арматурный пруток.

Рис. 33. .

Ствол бетонного колодца можно изготовить одним из двух способов:

• монолитным в опалубке;
• из готовых колец.

Оформление надземной части бетонного колодца показано на рис 33.

Колодезный ствол из бетонных колец . Такие кольца можно отливать вручную, с толщиной стенки 100 мм (при меньшей толщине арматурная сетка не дает смеси заполнить зазор между наружной и внутренней опалубками). Но обычно используют готовые кольца, выпускаемые для сборки смотровых колодцев в системах канализации, водопровода и прочего. Они имеют диаметр 100 см; их торцы бывают либо гладкие, либо со ступенькой: в четверть или на конус (рис. 34).

Рис. 34. : а - с гладким торцом; б - со ступенькой в четверть; в - с конической ступенькой.

Если вы используете кольца с гладкими торцами, нужно обеспечить их сцепление, чтобы исключить сдвиг друг относительно друга при монтаже (рис. 35).

Рис. 35. (размеры в мм): а - скобами; б - болтами; в - штырями; 1 - накладка; 2 - уплотнительный резиновый или пеньковый просмоленный жгут; 3 - скоба; 4 - болт М20; 5 - гайка М20; 6 - штырь.

• можно просверлить в торцах колец перфоратором по 6 гнезд диаметром 20 мм и глубиной 100 мм. Разметку надо делать по шаблону, чтобы гнезда верхнего и нижнего кольца при сборке совпали. В гнезда верхнего среза забивают штыри соответствующего диаметра, концы которых должны быть обточены на конус длиной 20 мм с затупленной вершиной. Это облегчит совмещение отверстий нижнего торца верхнего кольца, которые должны сесть каждое на свой штырь, с конусом-ловителем.
• можно соединять кольца с помощью стальных накладок, скрепленных скобами или болтами. Такое соединение не только препятствует боковому смещению колец, но и обеспечивает продольную стяжку. Это необходимо, когда собранный заранее ствол опускают в отрытую шахту.

Если вы изготавливаете бетонные кольца самостоятельно, можно предусмотреть заранее любые другие закладные элементы, которые позволят соединять кольца между собой.

При опускании в шахту собранного заранее ствола его, как и деревянный сруб, желательно снабдить башмаком с режущей кромкой. Водоприемная часть у бетонного ствола, как и у деревянного сруба, должна иметь в боковых стенках колец отверстия для притока воды (если колодец не ключевой, где вода поступает только снизу, а сборный). Чтобы через отверстия в колодец не проникал песок, их засыпают изнутри крупным гравием, снаружи - мелким.

Но лучше всего водоприемную часть изготовить самостоятельно в виде кольца из крупнопористого бетона или из обычного бетона со вставками из пористого бетона.

Крупнопористый бетон приготавливают без песка, используя в качестве заполнителя лишь щебень размером зерен в 10 раз больше зерен песка водоносного слоя. Щебень обволакивают сметанообразным раствором цемента, укладывают в форму (опалубку) и слегка утрамбовывают.

Сборка железобетонного колодца производится по той же технологии, что и сборка деревянного сруба.

Под нижним кольцом выкапывают 4 углубления, вставляют туда кирпичи или деревянные чурки, затем отрывают остальную землю, так что кольцо садится на опоры. Затем подрывают землю понемногу под противоположными опорами, пока кольцо не сядет на грунт.

Этот способ применяют при глубине колодца до 6 м. Более глубокие шахты копают сразу до водоносного слоя, затем опускают кольца по очереди. При такой технологии приходится устанавливать распорки - во избежание обвала стенок шахты.

Шахтные колодцы очень эффективно строить непрерывным бетонированием, что позволяет избежать стыковых соединений. Для этого на ровную площадку устанавливают башмак, а на него монтируют опалубку. Внешняя опалубка поднимается на 100 см, а внутренняя устроена в виде поясов высотой 25-30 см из полос фанеры или металлического листа. Каждая последующая полоса устанавливается после заполнения бетоном пространства до верхнего уровня предыдущей полосы. По достижении высоты в 100 см кольцо опускают на дно отрытой шахты глубиной 100-150 см.

Наращивают арматуру, выступающую из бетонированного кольца, устанавливают наружную опалубку и полосами в 30 см монтируют внутреннюю, заполняя пространство бетоном. Забетонировав второе кольцо на всю высоту, приступают к углублению шахты и опусканию забетонированного ствола до нулевой грунтовой отметки. Этот цикл повторяют до проектной глубины. Выход ствола над поверхностью земли на высоту до 0,75-0,8 м.

Строить колодец - дело трудоемкое, серьезное и опасное. Каковы же основные источники неприятностей?

• Падение случайного предмета в колодец, когда землекопу в шахте отскочить некуда. Чтобы исключить подобное, следует соорудить заграждение из досок, поставленных, на ребро на расстоянии 0,4-0,7 м от края шахты, а рабочую площадку освободить на 2-3 м от устья шахты.
• Разрыв веревки, используемой для подъема бадьи или ведра с грунтом. Надежность веревки нужно обязательно проверить вне колодца грузом, превышающим в три раза максимальную массу вынимаемого из колодца грунта.
• Самопроизвольное развязывание веревки при подъеме емкости. Веревку следует привязывать наглухо.
• Отравление скопившимся газом. Перед каждым началом работы, до спуска человека в колодец, проверить в нем качество воздуха с помощью горящей свечи. Если свеча гаснет - опасно: не спускаться! Провентилировать и повторно проверить до получения требуемых результатов - стабильного горения свечи. Во избежание случайных недоразумений следует осматривать все подъемные средства после каждого перерыва в работе, влючая обеденный. Оповещать работающих в шахте о подъеме вверх и об опускании вниз различных предметов. Незащищенная креплением часть шахты не должна быть высотой более одного метра. При исполъзовании различных подъемных механизмов заводского изготовления необходимо внимательно выполнять инструкцию и соблюдать предписанные условия безопасного ведения работ.

При изготовлении бетонных колец не забудьте о закладных деталях:

• для крепления троса при опускании кольца лебедкой или автокраном;
• для соединения колец друг с другом;
• для обслуживания колодца при его эксплуатации (то есть для крепления ступенек).

В первом случае речь идет о проволочных петлях (диаметр проволоки 6 мм) с длинными усами, причем после заливки сами петли должны оказаться снаружи кольца. Для соединения колец достаточно предусмотреть отверстия, сквозь которые пройдут соединительные скобы. Для устройства лестницы в бетон закладываются ступеньки-скобы из прутка диаметром 16-20 мм.

Кирпичный колодец

Рис. 36. : 1 - основное (бетонное) кольцо; 2 - вертикальные стержни; 3 - среднее кольцо (деревянное); 4 - верхнее кольцо (деревянное); 5 - стальной башмак-нож.

Шахту для кирпичного колодца отрывают круглую, диаметром не менее метра. Толщина кладки для колодцев глубиной до 6 м - в кирпич (25 см), для более глубоких - в полтора кирпича (37 см).

Кладку ведут с использованием каркаса (рис. 36), повышающего жесткость кирпичного стояка. Каркас состоит из трех горизонтальных колец, соединенных шестью вертикальными стержнями. Нижнее кольцо - массивное, железобетонное, снабженное по наружной кромке окованным железом ножом. Наружный диаметр нижнего кольца на 50 мм больше, чем у остальных колец, высота не менее 100 мм.

Рис. 37. Кладка кирпичей по шаблону : а - положение шаблона; б, в - перевязка четного и нечетного рядов; 1 - шаблон; 2 - штырь; 3 - нижнее кольцо; 4 - кирпичи тычком с уширяющимся наружу швом из раствора; 5 - кирпичи на пласть.

Два других кольца, промежуточное и верхнее, изготавливают из дерева, их высота 80 мм, наружный диаметр совпадает с наружным диаметром кладки, а внутренний - на 20 мм больше, по сантиметру на сторону. (Образующуюся канавку потом заделывают цементным раствором.)

В каждом кольце равномерно по окружности просверливают по 6 отверстий диаметром 32 мм.

Стержни должны иметь диаметр не менее 15 мм. Можно использовать для стержней арматурный пруток с приваренными на концах отрезками прутка с резьбой М16 длиной 200 мм.

Стержни крепят к нижнему кольцу, зажимая его между двумя гайками с шайбами, затем надевают среднее кольцо и конструкцию опускают в шахту, после чего собирают верхнюю часть каркаса.

Можно брать стержни длиной вполовину глубины колодца, тогда в среднем кольце нужно предусмотреть не 6, а 12 отверстий: 6 - для нижних штырей, а 6 в промежутках между ними - для верхних, которые соединят среднее кольцо с верхним. Если же стержни длинные, во всю глубину колодца (например, сварены встык), тогда их расклинивают в отверстиях среднего кольца, надежно его фиксируя.

Удобнее всего использовать для стержней имеющиеся в продаже шпильки М16 трехметровой длины. Наращивать их можно с помощью высоких гаек (такая гайка - это шестигранный пруток длиной 100 мм под ключ 27 с просверленной насквозь резьбой M16). В этом случае среднее кольцо удобно крепится между двумя гайками на нужной высоте.

Затем начинают кирпичную кладку по кругу. Для контроля применяют кольцевой шаблон (рис. 37).

Через каждые 3-5 рядов в кладке прокладывают 2 кольца из тонкой железной проволоки, привязывая их мягкой проволокой к стержням.

Если вода должна поступать не только через дно, но и через боковую поверхность кирпичного стыка, в первом ряду кладки между кирпичами устанавливают равномерно по окружности 6 вставок из пористого бетона, как для бетонных колодцев.

В готовый раствор для кладки стенки колодца можно добавить жидкое стекло (1:10 по объему) и тщательно перемешать - это увеличит герметичность швов.

Когда стенка выложена до середины высоты шахты и среднее кольцо начинает мешать кладке, его либо передвигают повыше, а затем опускают плотно на последний выложенный ряд кирпичей, либо протесывают кирпичи нужной высоты, чтобы плотно уложить их под среднее кольцо. Затем следующий ряд выкладывают поверх кольца.

Так же поступают с последним рядом кладки под верхним кольцом, которое затем плотно сажают на кладку, затягивая равномерно гайки. В дальнейшем верхнее кольцо используют для крепления крыши или крышки колодца.

Колодец из камня

Можно вместо кирпичной кладки облицевать шахту колодца камнем. Кладка также ведется с использованием каркаса, показанного на рис. 36. Камни нужно подбирать по размеру, укладывать с перевязкой, заполняя более мелкими пустоты между крупными камнями. Самые крупные камни следует использовать для нижних рядов. Через каждые 12-20 см для увеличения прочности нужно укладывать проволоку - как для кирпичного колодца.

© 2000 - 2010 Oleg V. сайт™

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

Выделяют два типа водозаборных сооружений колодезного типа:

• шахтные гидротехнические конструкции.

Трубчатое сооружение

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

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

Такое сооружение может быть двух разновидностей:

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

Устройство

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

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

Преимущества и недостатки

К достоинствам таких гидротехнических сооружений можно отнести следующее:

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

Среди недостатков этих сооружений стоит упомянуть:

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

Строительство трубчатого колодца

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

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

Шахтный водозабор

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

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

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

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

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

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

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

Устройство

Шахтный колодец состоит из трёх частей:

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

Преимущества и недостатки

К преимуществам шахтных колодцев можно отнести следующее:

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

Однако у шахтных колодцев есть и недостатки:

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

Строительство колодца

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

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

Копку и монтаж сооружения ведут в таком порядке:

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

3.3.1. Шахтные колодцы предназначены для получения подземных вод из первого от поверхности безнапорного водоносного пласта. Такие колодцы представляют собой шахту круглой или квадратной

формы и состоят из оголовка, ствола и водоприемной части.

При невозможности соблюдения этого расстояния место расположения водозаборных сооружений в каждом конкретном случае согласуется с центром государственного санитарно - эпидемиологического надзора.

3.3.2. Оголовок (надземная часть колодца) служит для защиты шахты от засорения и загрязнения, а также для наблюдения, водоподъема, водозабора и должен иметь не менее чем на 0,7 - 0,8 метра выше поверхности земли.

3.3.3. Оголовок колодца должен иметь крышку или железобетонное перекрытие с люком, также закрываемое крышкой. Сверху оголовок прикрывают навесом или помещают в будку.

3.3.4. По периметру оголовка колодца должен быть сделан "замок" из хорошо промятой и тщательно уплотненной глины или жирного суглинка глубиной 2 метра и шириной 1 метр, а также отмостка из камня, кирпича, бетона или асфальта радиусом не менее 2 метров с уклоном 0,1 метра от колодца в сторону кювета (лотка). Вокруг колодца должно быть ограждение, а около колодца устраивается скамья для ведер.

3.3.5. Ствол (шахта) служит для прохода водоподъемных приспособлений (ведер, бадей, черпаков и т.п.), а также в ряде случаев и для размещения водоподъемных механизмов. Стенки шахты должны быть плотными, хорошо изолирующими колодец от проникновения поверхностного стока, а также верховодки.

3.3.6. Для облицовки стенок колодца в первую очередь рекомендуются бетонные или железобетонные кольца. При их отсутствии допускается использование камня, кирпича, дерева. Камень (кирпич) для облицовки стенок колодца должен быть крепким, без трещин, неокрашивающим воду и укладываться так же, как бетонные или железобетонные кольца на цементном растворе (цемент высоких марок, не содержащий примесей).

3.3.7. При устройстве срубов должны использоваться определенные породы древесины в виде бревен или брусьев: для венцов надводной части сруба - ель или сосна, для водоприемной части сруба - лиственница, ольха, вяз, дуб. Лесоматериал должен быть хорошего качества, очищенный от коры, прямой, здоровый, без глубоких трещин и червоточин, не зараженный грибком, заготовленный за 5 - 6 месяцев.

3.3.8. Водоприемная часть колодца служит для притока и накопления грунтовых вод. Ее следует заглублять в водоносный пласт для лучшего вскрытия пласта и увеличения дебита. Для обеспечения большого притока воды в колодец нижняя часть его стенок может иметь отверстия или устраиваться в виде шатра.

3.3.9. Для предупреждения выпирания грунта со дна колодца восходящими потоками грунтовых вод, появления мути в воде и облегчения чистки на дне колодца должен быть отсыпан обратный фильтр.

3.3.10. Для спуска в колодец при ремонте и очистке в стенки его должны заделываться чугунные скобы, которые располагаются в шахматном порядке на расстоянии 30 см друг от друга.

3.3.11. Подъем воды из шахтных колодцев осуществляется с помощью различных приспособлений и механизмов. Наиболее приемлемым с гигиенической точки зрения является использование насосов различных конструкций (ручных и электрических). При невозможности оборудования колодца насосом допускается устройство ворота с одной или двумя ручками, ворота с колесом для одной или двух бадей, "журавля" с общественной, прочно прикрепленной бадьей и др. Размер бадьи должен примерно соответствовать объему ведра, чтобы переливание воды из нее в ведра не представляло затруднений.