You might also like
Большинство владельцев одиночных домов, особенно в сельской местности вдали от крупных городов, вынуждены самостоятельно решать проблемы водоснабжения. Одним из основных вариантов получения воды является бурение скважин в загородных или частных домах коттеджного типа.
Существует несколько разновидностей колодцев, которые связаны с глубиной залегания водоема, составом почвы, назначением источника воды и во многом зависят от финансовых возможностей владельца. Чтобы выбрать оптимальный метод водоснабжения из скважины, следует рассмотреть различные методы скважин, ознакомиться с планировкой и системой водоснабжения.
Рисунок 1: Типы скважин
Типы подземных водных источников
Подземные воды находятся в мелкозернистых почвах, пустотах, порах и трещинах в горных породах, называемых водоносными слоями (водоносные горизонты).
Некоторые водоносные слои пропускают воду, в то время как другие непроницаемы и поэтому препятствуют ее прохождению. К первым относятся суглинистые почвы (песчаные почвы с большим количеством песка и меньшим количеством глины) и твердые супесчаные почвы, где водоемы находятся в линзах и трещинах.
Водоносные горизонты — это глинистые отложения, которые представляют собой горные породы (полускалы) в идеальном состоянии без трещин. Когда горная порода изрезана различными трещинами и заполнена водой, она называется водоносным горизонтом.
Грунтовые воды могут течь через пласт под действием силы тяжести вдоль склона в нижние слои. Лужи, которые не спускаются или не разветвляются в нижние слои, начинают извергаться от высокого давления по мере увеличения их объема, а на поверхности появляются гейзеры и источники.
В зависимости от характера почвы, в которой расположен бассейн подземных вод, по физическим характеристикам различают следующие типы воды
Осадки. Водные слои представляют собой свободные пространства между гравием, галькой и щебнем, уложенными поверх песка различной крупности. Части этих почв подвижны и не связаны друг с другом, что позволяет воде проходить через почву в любом направлении с наименьшим сопротивлением. Мелкозернистые почвы также обладают высокой проницаемостью.
Обогащение бассейна водой в осадочных породах происходит за счет атмосферных осадков и инфильтрации в грунтовые слои. Они также могут насыщаться через горизонт из водоемов ниже или склонов выше.
Рисунок 2 Типы подземных вод.
Глубина. Водосборы могут располагаться в линзах или трещинах в скальных, полускальных или осадочных породах, которые были сцементированы под высоким давлением. Эти полости постоянно заполняются водой по мере падения давления, что происходит в результате водопоглощения. Наиболее известной породой, из которой выкачивают воду, является известняк.
Подпочва имеет твердую, прочную кристаллическую структуру, которая не позволяет воде уходить через ее пространства. Из-за большой глубины в бассейне создается высокое давление. В результате, когда в ходе земляных работ обнажается коренная порода, уровень грунтовых вод поднимается намного выше своей глубины, и в некоторых случаях, когда водный бассейн находится между двумя холмами, извергаются родники.
Бассейны подземных вод делятся на следующие категории в соответствии с их гидравлическими свойствами
- Никакого давления. Это источники воды в осадочных породах на небольшой глубине. Они пополняются за счет дождевых осадков и отводятся в водохранилище или на более низкий уровень, поэтому давление на поверхности грунтовых вод практически равно нулю.
- Резервуары под давлением. Это глубокие озера, где слои воды находятся под давлением огромных слоев толстого слоя земли. К ним относятся глубокие скважины в осадочных песках и артезианские источники.
Давление в скважинах, пробуренных в осадочных породах, может быть выше нормального. Это происходит потому, что песчаные водные бассейны окружены сверху и снизу слоями глины, которые не пропускают жидкости. Эти воды называются промежуточными или низконапорными.
Рисунок 3: Принцип накопления подземных вод в осадочных породах.
Похожие статьи.
Как найти воду на участках для колодцев — народные и научные методы. Возможно, будет интересно почитать обширные статьи о самостоятельных вариантах бурения скважины или рытья колодца с участием специалистов по водоснабжению в данной местности.
Классификация грунтов по буримости
Важным критерием для определения техники бурения, особенно если работы планируются ручным способом, являются физико-механические параметры почвы. В зависимости от этих свойств они делятся на следующие категории
- Резюме. Они состоят из средне- и мелкозернистых осадочных пород, которые не сохраняют свою форму при выемке. Они включают песок, гравий, гальку и щебень всех размеров. Как правило, на такие породы легко наступать, но при выемке они могут крошиться и затруднять выемку грунта.
- Пластмассы. Это породы с высоким содержанием глины, такие как глина, супесь и суглинок. Эти грунты труднее разрушить из-за их более высокой плотности, но их легче вынимать, поскольку они прилипают к буровому долоту.
- Твердые почвы. Это каменистые и полукаменистые почвы, для проникновения в которые требуется большая физическая сила. Помимо того, что их трудно разбить, их также технически трудно удалить с поверхности.
Рисунок 4: Классификация почв
Скважина на даче — как выбрать место и метод бурения
Перед тем как выкопать скважину в загородном доме, необходимо провести геологическое исследование в соответствии с инструкцией, чтобы определить глубину залегания водоносного слоя и состав грунта.
Самый простой вариант — опросить соседей, у которых есть собственные источники воды. Например, если на участке установлен колодец или неглубокая абиссинская скважина, можно дополнительно исследовать качество добываемой воды. Если она соответствует всем санитарным нормам и пригодна для питьевой воды, нет причин копать глубже.
Если неглубокий источник воды не соответствует санитарным нормам, необходимо также определить, для каких целей будет использоваться вода, необходимая для садового участка. Если жители живут, например, с перерывами, то питьевую воду можно развозить вместе (фильтровать), а технические водные ресурсы, добываемые из неглубоких колодцев, использовать для бытовых нужд или для полива огородов.
Если существует потребность в большом количестве чистой воды для питья и бытовых нужд, а поблизости есть только неглубокие источники с технической водой, следует рассмотреть возможность разработки глубоких скважин.
Наиболее важной информацией о том, как построить колодец в сельской местности, является качество и состав почвы. Эту информацию можно получить из официальных источников после опроса соседей или, что еще лучше, после контакта с бурильщиком через контакты, полученные от самих соседей.
Также стоит обратить внимание на время проведения буровых работ. Предпочтительно делать это в самый сухой сезон — летом, когда статический уровень в бассейне грунтовых вод минимален. Это позволит вам не только выбрать оптимальную глубину для сельского колодца, но и приобрести соответствующее оборудование для добычи воды.
Рисунок 5 Сверла для бурения
Скважина на даче своими руками глубиной до 30 м — методы бурения
Если вы хотите добывать соседскую воду с глубины менее 10 метров, то при ограниченных финансовых возможностях вы можете пробурить такую скважину самостоятельно почти за чайную ложку.
Однако используются более эффективные методы ручного бурения. Основные методы описаны ниже.
Сверление отверстий с помощью дрели
Наборы для ручного перфоратора можно приобрести в некоторых коммерческих компаниях. Они поставляются со спиральным сверлом диаметром 100-200 мм и набором штанг для более глубокого погружения. Они также имеют Т-образную рукоятку и две дополнительные трубы для увеличения рычага и усилия.
Он очень прост в использовании. Он начинает с небольшой траншеи в земле и периодически вытаскивает инструмент на поверхность, затем добавляет штанги по мере углубления. Главное, что нужно помнить при бурении, — это то, что вал должен быть строго вертикальным. Это регулярно проверяется с помощью грузиков (грузики с длинным тросом).
Рис. 6 Набор для ручной дрели с резьбой
Похожие статьи.
Анализ воды из колодца или скважины — как это сделать, требования к воде. На нашем сайте есть еще одна статья о требованиях к питьевой воде, необходимых правилах и нормах, а также о том, как это делается правильно и кто пьет воду для анализа.
Стоит отметить, что такие буры можно изготовить из труб и своими руками, но в то же время изготовление буровых штанг требует определенного количества соединителей с приваренными установочными винтами.
В случае самосборки резьба нарезается на одном конце отрезка трубы длиной 1,5 или 2 м, а к другому концу приваривается соответствующая муфта с внутренней резьбой. Во время бурения труба смазывается моторным маслом и помещается в бурильную колонну.
Второй, более простой вариант без резьбы — это когда конец трубки вставляется в гладкостенное гнездо и фиксируется в сквозном отверстии штифтом.
Помимо сверления, стоит отметить, что дрели могут служить для многих других целей в быту, например, при строительстве заборов или ограждений любого вида. Буры также часто используются для первого вскрытия скважин при других методах бурения (долбление, ковшовое бурение, ударное проходческое бурение).
Иногда, чтобы облегчить работу, буровую коронку вращают с помощью мощных электроинструментов — миксеров, молотков, дрелей, закрепленных на прочной раме.
Недостатками ручного бурения с помощью бура являются относительно низкая скорость проходки из-за необходимости регулярно извлекать бур для бурения и средняя глубина проходки, не превышающая 10 метров.
Рисунок 7 Ложечные сверла — внешний вид и конструктивное исполнение
Выемка грунта ковшом
Ложки используются для выемки и извлечения почвы с садовых участков своими руками, а также для проникновения в пластиковую породу. Устройство представляет собой цилиндрическую трубку с боковыми прорезями, изогнутым внутрь дном и смещенным от центра крепежным элементом. Это делается для того, чтобы канал сверла был немного больше диаметра самой ложки, что позволяет легче извлекать ее с поверхности.
Боковые прорези ложки, т.е. режущие кромки в направлении вращения, заточены для более эффективного разрезания почвы и корней растений. Для точной ориентации ложки на дно может быть помещено сверло большого диаметра.
Для вращения ложки можно использовать набор винтообразных буровых штанг. Ложка соединяется с формой, к которой приваривается изготовленная ложка. Когда ложка ввинчивается в породу, внутренняя полость участка трубы заполняется грунтом, который периодически удаляется на поверхность.
Почва срезается снизу на нижнем, остром, загнутом внутрь конце трубы. Острые боковые стенки придают каналу скважины цилиндрическую форму.
Скважина выкапывается до тех пор, пока вся полость бурового диска не заполнится грунтом, т.е. почти до глубины, на которую будет производиться захоронение. Затем инструмент поднимается на поверхность, опорожняется и возвращается в канал для продолжения погружения.
Для выемки чистых слоев глины используется облегченная версия с двумя прорезями в боковых стенках или без нижних удерживающих щипцов. В этом случае глина удерживается в полости ложки благодаря высокой адгезии металла без дополнительных ограничений.
Как и шнеки, буровые ложки можно вращать с помощью больших электроинструментов на раменах (миксер, дрель, перфоратор), повышая производительность.
В то же время глубина проникновения при использовании метода ложки аналогична методу ручного бурения. Если процесс механизирован, то в среднем в пределах 10 метров.
Рис. 8 PDM — типы чертежей
Бурение.
Катушка для удочки представляет собой трубу длиной 1-2 метра с острыми или зазубренными концами и обратным клапаном в ней. Обратный клапан предотвращает возврат породы, попавшей в буровое долото, в скважину и изготавливается в виде одной лопасти или полукруглой лопасти, состоящей из двух лопастей.
Реже выпускаются изделия с коническим дном и шаром, удерживаемым внутри трубы (с приваренным внутри ограничительным кольцом).
Когда труба падает с высокой точки, заслонка регулирующего клапана открывается, и камни попадают в трубу. При поднятии заслонки заслонка закрывается, и грунт отбирается с другой стороны трубы, так как грунт не может вернуться в скважину.
Поскольку для использования траншеи требуется определенная высота, первое проникновение обычно осуществляется с помощью шнека. Затем устанавливается металлический штатив с колесом посередине, на него накидывается металлический трос лебедки, другой конец которого вкручивается в отверстие в корпусе или в приваренный трос на штанге.
Скорость движения охотничьего автомобиля намного ниже, чем при использовании шнека и ложки, но это необходимо, когда уровень грунтовых вод высок и ил нужно извлечь из водотока.
Также можно бурить водяные скважины на значительную глубину до 30 метров с помощью штанг, но это может занять много времени.
Рисунок 9: Отверстие в поле с использованием инструментов ложки и долота.
Ударное бурение
Эта техника является одним из самых простых и эффективных способов бурения на любой глубине.
Суть процесса заключается в сбрасывании с высоты трубы диаметром 100-200 мм, которая под собственным весом разрыхляет породу и выдавливает плотный слой, удерживаемый частью трубы. Чтобы поднять трубу выше, устанавливается тренога, оснащенная лебедкой и колесами, к которой привязывается трос.
Участки труб различаются по длине (1-2 м) и могут иметь острые края на нижнем конце. Для контроля высоты внутреннего грунта, подлежащего извлечению, в боковой части вырезается узкое окно труборезами на расстоянии 100-200 мм от торца.
Мостовые краны обычно имеют высоту 4-5 м и не занимают много места. Поэтому этот метод используется там, где специальное крупное оборудование труднодоступно или находится в пределах контура строения, когда скважину планируется разместить в доме или пристройке.
Механизированные методы ударно-канатного бурения с использованием мощных электрических лебедок и блоков управления позволяют достичь глубины проникновения до 100 м, извлекая 50-200 мм грунта за один спуск. Это позволяет бурить с помощью данной технологии глубоко вырытые скважины.
Рисунок 10 Буры с буровой выемкой — конструкция и внешний вид
Похожие статьи.
Как должна выглядеть правильная конструкция колодца? На нашем сайте есть отдельная статья о размещении подводных скважин, выборе оборудования и способах их установки, которую полезно прочитать.
Ручная гидравлика.
Использование воды для бурения — один из самых быстрых и перспективных методов. Пробные скважины глубиной 10-20 метров могут быть пробурены ручным гидравлическим бурением в течение одного-двух дней.
В реальных буровых работах используются почти все промышленные технологии. Это означает, что вода закачивается в скважину через полый шток. Сам винт вращается вокруг своей оси, часто на 90-180 градусов с половинным оборотом.
Буровые штанги не очень сложно изготовить своими руками из труб длиной 1500-2000 мм. Вам нужно отрезать резьбу с одной стороны труборезом и сделать форму соответствующего диаметра. На другом конце трубы приваривается внешняя муфта с наружной резьбой и насечкой, совпадающей с наружной резьбой трубы. Это обеспечивает высокую степень герметичности и надежности соединения.
К боковой стороне полой трубы, используемой в качестве шнека, приваривается металлическая пластина, предназначенная для рыхления и центрирования почвы. Напорный шланг подсоединяется к последней трубке, точнее, к узлу ручки для поворота колонки.
Перед началом работ из канала скважины выкапывается траншея и два соответствующих приямка, а в канал скважины помещается дренажный насос. В вырытые котлованы помещается вода, выходящая из скважины, вместе со шламом.
Рис. 11 Буровые штанги и ручные дрели — чертеж
Во время буровых работ вода из резервуара большой емкости (водохранилища) поступает по трубам и штангам в скважину, а затем на поверхность. Затем вода поступает в первый отстойник, затем во второй отстойник и откачивается обратно в скважину по трубам с помощью электрического дренажного насоса. Для повышения качества и укрепления скважины в последнюю добавляется бентонит, который откачивается обратно в скважину вместе с водой дренажным насосом.
Прохождение подземных вод определяется составом обломочного материала (водоносного слоя) на выходе из скважины и уменьшением количества промывных вод.
По окончании бурения напорный трубопровод обрезается, буровая штанга вытаскивается на поверхность и отвинчивается.
В качестве обсадных колонн используются катушечные кондукторы из полиэтилена низкого давления с наружным диаметром 25 мм или 32 мм. Для увеличения скорости потока можно также использовать трубки диаметром 40 мм.
В конце трубопровода, перед началом буровых работ, создается щелевой фильтр из нескольких щелей, которые нарезаются на фрезе и обматываются полипропиленовой сеткой ячеистого типа. Коническая пробка, закрепленная пластиковыми стяжками и зафиксированная на равном расстоянии друг от друга, помещается в конце фильтра.
Обсадные трубы из ПНД, которые также выполняют функцию напорных труб, подключаются к поверхностной насосной станции, которая перекачивает воду из источника в дом.
Ручное гидравлическое бурение достигает максимальной глубины бурения 30 м, что намного глубже, чем другие технологии бурения с помощью человека.
Рисунок 12 Коттеджная скважина, этапы ручного гидравлического бурения
Экономичные методы механизированного бурения глубинных скважин
Главное отличие небольших дачных участков от загородных домов в том, что пространство ограничено. Часто вся территория засажена овощными полями, кустарниками и фруктовыми деревьями. Поэтому, в отличие от малых буровых установок (МГБУ), тяжелая техника реже используется для бурения земельных участков.
Складные мини-дрели выпускаются в различных вариантах. Некоторые из них предназначены для бурения буровой коронкой с непрерывной спиральной буровой штангой. Другие предназначены для ударного бурения трубопроводов в виде высоких треног.
Многие буровые установки могут осуществлять гидравлическое бурение с помощью полых штанг, подаваемых из водоемов. Применяется технология вращательного бурения, так как буровая коронка крепится к концу бурового снаряда.
В некоторых небольших бурах используется технология отбора керна с помощью полой трубки. Эти трубки регулярно поднимаются на поверхность и опорожняются, когда внутренняя часть заполняется почвой.
Все колонковые буры оснащены мощными электродвигателями, которые вращают бурильную колонну и поднимают тяжелые трубы и массивные опоры. Модели, вращающие бур, оснащены вторым электродвигателем, который приводит в действие лебедку.
Одним из хороших вариантов при выборе метода бурения является аренда небольшой буровой установки и выполнение всех работ в кратчайшие сроки. Во многих случаях это более эффективно и, конечно, намного быстрее, чем сверление с помощью подручных инструментов, таких как стамески, ложки и сверла.
Рисунок 13: Малая буровая установка
Негативные нюансы самостоятельного бурения
Многие люди, посмотрев видеоролики в Интернете, могут подумать, что бурение скважины своими силами — это довольно легкая работа.
На самом деле, буровики могут столкнуться со следующими проблемами
Крупные камни в скважине. Большие валуны и камни практически на любой глубине прекращают работу при выполнении гидравлического бурения вручную. Малый диаметр скважины никогда не ломается.
Если бур имеет большой диаметр, крупные блоки можно разбить с помощью дрели, ложки или стержня. Для этого в колодец бросают тяжелые грузы в виде веревки на веревке. Никто не знает, как долго продлится этот процесс. В худшем случае бурение должно быть прервано.
Галька и мелкие камни. Наличие крупных и мелких камней делает невозможным проникновение гидравлическими методами, траншеями и бурением. В первом случае буру мешают скальные породы, которые препятствуют проникновению, а почва не может быть повторно обработана из-за отсутствия мелкого песка и фрагментов глины. Кроме того, рейнер не может поднимать породу, и когда ударный кондуктор опускает трубу, она просто начинает переполняться, и бурение прекращается.
Рисунок.
Высокий уровень грунтовых вод. Если грунтовые воды просачиваются в котлован, дальнейшие земляные работы не проводятся. Отделите бурение на некоторое время, углубите скважину и поместите в нее стальной снаряд. Металлические трубы свариваются вместе, чтобы впоследствии их можно было ковать, а инструмент по диаметру утопить в трубе меньшего диаметра.
Этот метод подходит, когда бурение открывается методом ударного бурения. В этом случае приводится в движение корпус из сварной стальной трубы весом около 200 кг. Другие методы строительства жилья требуют поиска сварочного аппарата и создания устройства для размещения рекламы стального корпуса на земле.
Кроме того, после установки стальной оболочки в скважине, на несколько метров ниже металлического корпуса необходимо разместить неалюминизированный поливинилхлорид (UPVC) или полиэтилен низкого давления (LDPE). Это необходимо для того, чтобы прикрепить фильтр-пробку к скважине, расположенной на конце полимерной трубки.
Рисунок.
Обсадка и прокачка
При глубине котлована 60 м наиболее практичным решением является неалюминизированный корпус из поливинилхлорида (ПВХ). Корпусные трубы LLDPE выпускаются различной длины, в основном предназначенные для соединения между собой с помощью резьбы Mouffa.
Трубы LLDPE также располагают на металлических колоннах и предпочитают безрезьбовую резьбу. Внутри стальных корпусов также могут использоваться более короткие трубы со спиральной резьбой или компактные полиэтиленовые оболочки из ПНД. Он обладает более низкими прочностными характеристиками, чем LLDPE.
В конце полимерного корпуса всегда устанавливается щелевой или перфорированный фильтр с коррозионностойкой металлической сеткой. Расстояние от конца трубы не должно быть менее 300 мм, а ее длина составляет от 1 до 3 метров. На нижнюю резьбу трубки с фильтром необходимо накрутить коническую крышку. Это предотвращает просачивание грязной воды из шахты.
Песчаные скважины и скважины, похожие на костные, прокачиваются сразу после бурения. Первоначально мутная вода забирается на поверхность с помощью погружных или внешних электрических насосов (станций).
При работе с грязными водоемами предпочтительнее использовать недорогие модели вибрационных насосов. Рабочие узлы дорогостоящих погружных агрегатов или центробежных насосных станций могут быть разрушены в толстых фракциях песка.
Грязная вода откачивается до тех пор, пока из источника не пойдет чистая вода. Откачку можно сочетать с эффективным методом обратной промывки. Это делается путем сбора и отложения воды из скважины в емкость большого объема и перекачивания большого объема воды обратно в скважину по напорной трубе с помощью погружного или поверхностного насоса в зоне фильтра.
Таким образом, ячейки сетчатого фильтра скважины эффективно освобождаются от потока воды изнутри внешними твердыми частицами.
Абиссинские скважины с комбинацией обсадных труб из ПНД и напорных труб откачивают воду.
Рисунок 16 Система водоснабжения дачи с резервуаром для хранения воды
Методы обустройства дачных скважин
Согласно определению дачного колодца, он является адекватным источником воды, не предназначен для постоянного снабжения жилища чистой питьевой водой и не функционирует в зимние месяцы.
Эти факторы значительно упрощают размещение обсадных труб и прокладку водопровода к дому.
Поскольку пробная скважина для загородного дома не используется в зимний период, нет необходимости строить скважину ниже глубины промерзания и прокладывать подземный трубопровод. В этом случае, если для добычи воды используется погружной электронасос, все оборудование размещается внутри дома, а верхняя часть корпуса закрывается герметичной крышкой.
Другим важным аспектом колодцев Дакки является их небольшая глубина. Это приводит к низкой скорости потока и делает их непригодными для приема больших объемов воды в течение длительного периода времени.
В этом случае системы непрерывной подачи воды с гидроаккумуляторами оказываются неэффективными. Это означает, что уровень воды в источнике быстро падает, что приводит к перебоям в подаче воды.
Похожие статьи.
На какую глубину следует закапывать водопроводные трубы в частных домах для предотвращения замерзания зимой? Читайте, как закопать трубу, как рассчитать глубину и как самостоятельно проложить трубу в доме или саду.
Рис. 17 Система с накопительным баком и сетевым фильтром
Поэтому для дачных домов рекомендуется использовать систему водоснабжения с накопительным баком, который может быть расположен на чердаке, первом этаже или в подвале дома. Для орошения, особенно капельного, можно также использовать накопительный бак большой емкости, который размещается на открытом воздухе.
Для колодцев можно использовать маломощный погружной электронасос или насосную станцию размером около 3 дюймов (75-80 мм). Эти насосы подают воду в накопительные резервуары по наружным трубам из ПНД. Когда они заполняются, срабатывает поплавок в цепи питания электронасоса и отключает агрегат. В качестве меры предосторожности на случай отказа поплавка в горловине следует установить переливную трубу.
Кроме того, можно использовать недорогой погружной насос для подачи воды из резервуара в водопровод или поверхностный насос для повышения давления в системе.
Резервуары для хранения также полезны, поскольку неглубокие скважины содержат много песка и глины. Эти пески и глины могут оседать и оседают на дно резервуара. Для удаления этих и других отложений в дно резервуара вставляются трубы, которые отводятся в канализацию.
Если система требует очистки воды, можно также использовать самоочищающийся картриджный магистральный фильтр или многофункциональный угольный фильтр.
Для дачи важно вообще не использовать электрический насос. Вместо этого ручной поршневой насос может быть присоединен к стальной обсадной трубе большого диаметра через фланцевое соединение и использоваться для перекачки воды.
Рис. 18 Принцип работы и внешний вид ручных поршневых насосов
В загородных домах, где люди живут периодически и отсутствуют в холодное время года, установка системы водоснабжения обычно обходится с минимальными затратами. В большинстве случаев используются неглубокие колодцы. Неглубокие скважины бурятся самостоятельно с помощью одной из разнообразных технологий или частными лицами с помощью комплекса по изготовлению устройств и небольших буров.
