Бурение колодев способом машинного бурения

Вырыть водозабор – весьма трудоемкая операция, особенно когда выбран размер более метра, что вполне обосновано видами дальнейшей его эксплуатации. В качестве альтернативы ручному исполнению возможно бурение колодца машиной. Для таких способов разработаны технологии, оборудование и инструмент, позволяющий проходку шахт диаметром до 2,5 метров, а на практике обычно исполняются шурфы размером 120 см.

Рис.1. Машинное бурение колодца больших размеров

Обычный и самый распространенный способ бурения шурфов большого диаметра – шнековый. Популярность его обусловлена тем обстоятельством, что в процессе проходки происходит естественное укрепление стенок скважины за счет уплотнения грунта. На поверхность его извлекается не более 60 %, остальное идет на уплотнение. Это дает возможность гарантировано производить бурение до вскрытия пласта, а затем устанавливать бетонные кольца для обсадки стенок.

Также пользуется спросом ударно – канатное бурение, способ не очень производительный, но позволяющий наиболее качественно вскрывать водоносные пласты. Обычно этот способ применяется для ручной проходки, но при больших размерах шурфа использование специальной буровой установки неизбежно.

Рис.2. Колодец ударно – канатным способом

Где нужно бурить колодец

Поиск воды на участке является главной задачей перед началом работ по строительству водозабора. Бурение колодцев – задача сама по себе весьма затратная, поэтому точное определение места производства работ не позволит понести значительные потери безрезультатно. Есть ряд мероприятий, позволяющих достоверно и достаточно точно найти воду на участке:

• опрос местных жителей и обследование действующих водозаборов, находящихся поблизости;
• выяснение стабильности наличия воды в колодцах и скважинах в зависимости от климатических условий и времен года, например в засушливое лето жидкость в колодцах может пропадать, а при активном снеготаянии или при обильных осадках, может переполнять колодцы вплоть до выхода на поверхность;
• наличие на участке влаголюбивых растений, таких как осока или рогоз, различные папоротники, вьюнок под названием «ванька мокрый», огуречная трава и многие другие. Копка колодца в таких местах наверняка даст положительный результат;
• положительный результат может дать наблюдение за явлениями природы, так, если в тихим летним утром наблюдаются клочки тумана на участке, в этом месте вода близка к поверхности, или тихим летним вечером нужно обратить внимание на наличие столбов мошкары, это также верное свидетельство близкой верховодки.

Отметив перспективные в плане наличия близкой воды на участке, следует не действовать наугад, а произвести разведочное бурение. Для этого обычно применяются малогабаритные буровые установки с шнеком малого диметра от 50 мм. Вполне допустимо произвести такую операцию своими руками.

Кроме уточнения информации о наличии воды, при этом будут получены ценнейшие данные о составе и характере грунтов в месте производства работ, а значит, можно будет определиться с технологией бурения, необходимых инструментах, какие и в каком количестве понадобятся бетонные кольца для обсадки стенок.

Поскольку предстоит не копка колодца, а бурение шахты, нужно выбрать место с удобным подъездом техники и возможностью установки бурового агрегата. Для этого следует заранее узнать габариты буровой установки в развернутом состоянии. Не является запретом расположение установки на откосе, поскольку современные агрегаты могут выполнять шурфы под углом. Это также дает возможность бурения скважин до водозаборов, находящихся не на территории участка.

Последовательность выполнения работ

Бурение колодцев предполагает исполнение ряда операций, позволяющих выполнить круглое отверстие в грунте, и установить кольца обсадки стенок пробуренного шурфа. При этом необходимо:

• Расположить буровую установку на месте производства работ.
• Установить буровой инструмент необходимого размера.

Рис.3. Бурение колодца

• Проверить настройку оборудования на строгую вертикальность шурфа.
• Произвести бурение с периодическим извлечением шнека для контроля состава и состояния извлекаемого грунта.

Водоносный слой ограничен сверху и снизу водоупорными слоями, обычно это глины, возможно с примесью песка. Поэтому ожидаемым результатом проходки ствола шахты будет появление в извлекаемом грунте влажных глинисто – песчаных масс. При этом проходку прекращают и извлекают инструмент из ствола. Далее:

• Дно шахты необходимо очистить, чтобы устанавливаемые кольца имели строго вертикальное направление. Для качественной обсадки лучше применить изделия с замком в месте сочленения типа «гребень – паз». После установки первой детали в паз нужно нанести герметизирующий состав. Такие материалы легко приобрести на любом строительном рынке. Хорошие результаты дает обычный цементный раствор с добавлением клея ПФА.
• Второе и все последующие кольца проходят ту же процедуру.

Рис.4. Установка бетонных колец

• Далее бурение продолжается до вскрытия водоносного слоя инструментом меньшего диаметра. При этом обсадная колонна опускается под собственным весом. При необходимости очередное кольцо устанавливается сверху по тем же правилам. Когда вода начинает поступать внутрь кольца струйно и активно заполняет колодец, нужно установить наос для ее откачки и откачивать до тех пор, пока она не станет поступать чистой.
• Устройство донного фильтра. Фильтр состоит из трех основных частей:
  1. Слоя речного песка толщиной порядка 15 см, это основной фильтрующий элемент;
  2. Затем нужно засыпать гравий фракции 10 – 15 мм, толщина такой засыпки должна быть 12 – 15 см, для этого слоя лучшим вариантом является речная галька;
  3. В качестве верхнего слоя применяют дикий камень размером от 15 см, выкладывая его как можно плотнее.
• Прокачку нужно продолжать после устройства донного фильтра до чистой воды.

Рис.5. Донный фильтр в колодце

• Устье колодца необходимо закрыть крышкой
• Промежуток между кольцами засыпать гравием и уплотнить.
• Заканчивается работа устройством глиняного затвора на верхнем кольце колодца. Для этого можно использовать водоупорную глину, вынутую из шахты. Ее нужно предварительно замочить на сутки, а затем замесить до консистенции густой сметаны. Перед укладкой смеси нужно снять дерн вокруг верхнего кольца и выполнить скат в направлении от кольца на расстоянии 1,5 метра от него. При приготовлении глинистого раствора в него желательно добавить армирующий элемент в виде фибровой стружки, который убережет глиняный замок от растрескивания при сушке. Раствор выложить со скатом толщиной слоя не менее 20 см. Заливку укрыть пленкой и сушить не менее 7 дней. Уложить снятый ранее дерн или выполнить отмостку из бетона.
• Верхнее строение колодца желательно выполнять спустя год со времени его строительства, чтобы произошли все естественные усадки и смещения грунта.

Виды недостатков колодца и способы их устранения

Самая большая опасность, возможная при бурении колодца, это выход на небольшую верховодную линзу, ведь известно, что такие воды характерны локальным расположением. Это проявится при раскачке быстрым уровнем снижения жидкости и медленным его подъемом.

Второй недостаток – низкое качество воды с неприятными запахами разного рода. К сожалению, такое случается все чаще, что зависит от состояния экологии в районе бурения.

Вариант исправления ситуации – добуриться до безнапорного слоя водоносных песков. Размер бурового инструмента при этом выбирают примерно 600 мм. После вскрытия очередного водоноса в шурф опускают пластиковую гофрированную трубу с фильтром на нижнем кольце. Трубу доводят до устья бетонной осадки и засыпают гравием промежуток между трубой и стенками по все высоте колодца. Таким образом, получается комбинированный вариант: колодец – скважина.

Заключение

Залогом успеха в бурении колодца является тщательное изучение всех обстоятельств, влияющих на качество воды в водозаборе, чтобы принять правильное решение и избежать напрасных расходов. Успехов вам!

Советуем почитать: Копка колодцев