Сооружение шахтных колодцев

Конструкция шахтных колодцев представляет собой вертикальную шахту (выработку) небольшого диаметра (1,0; 1,5; 2,2 м), нижняя часть которой заполнена водой, подающейся с водоносного слоя через фильтр. Сооружение шахтных колодцев на необходимую глубину осуществляют вручную с помощью лопаты или буровой машиной. Такие колодцы сооружают для забора воды из безнапорных и малонапорных водоносных слоев, дебит воды в которых недостаточен для применения буровых скважин. Их применяют преимущественно для забора воды из малонапорных слоев.

Во время строительства шахтных колодцев не рекомендуется использовать грунтовые воды, которые очень близко подходят к поверхности земли, поскольку они легко загрязняются и могут стать источником распространения инфекционных и вирусных заболеваний. Поэтому, лучше пользоваться водой из водоносного горизонта, прикрытого сверху водонепроницаемым слоем глины или суглинка. Принято считать, что глубина шахтного колодца не превышает 30 м. Однако они бывают и значительно глубже.

Основными архитектурно-конструктивными элементами шахтных колодцев являются ствол шахты, водозаборная часть с дном (зумпф), оголовок с водоподъемным устройством и покрытия разной формы и композиции. Форма шахты в плане зависит от материала стены. Квадратные и прямоугольные шахты строят из дерева (срубные колодцы), круглые – из постельного бутового камня, кирпича-железняка, бетона и железобетона.

В зависимости от условий забора воды из водоносного слоя шахтные колодцы разделяют на такие, которые работают дном (родниковые), стенами и стенами с дном (сборные). В последнем типе вода поступает сквозь дно и частично сквозь стены.

Способ приема воды колодцем определяется составом породы водоносного слоя, от которого и зависит обустройство водонепроницаемой фильтрующей поверхности колодца.

Преобладает прилив воды сквозь дно, поэтому для предотвращения проникновения в колодец песка из водоносного слоя на дно шахты кладут донный обратный фильтр в виде трех слоев песка и гравия либо щебня, причем размер их фракций увеличивается снизу вверх. Толщина каждого слоя – 0,12-0,16 м, общая толщина – 0,4-0,6 м.

Продольный разрез современных шахтных колодцев, кроме колодцев-бассейнов, должен быть одинаковым по всей высоте (для удобства опускания конструктивных элементов). Высота покрытия водой из водоносного горизонта стен шахты не может быть менее 1,2 м (обычно – 1,2-1,5 м).

Площадь донного фильтра можно расширить, если необходимо увеличить дебит шахтного колодца. Существенного увеличения дебита достигают устройством радиального размещения трубчатых фильтров (лучевых водозаборов).

В насыщенных водой грунтах (плывунах) дно колодца устраивают из толстых досок с небольшими отверстиями для лучшего притока воды и в виде армированной плиты из пористого бетона. Следует оставить отверстия в той части, которая покрывается водой из водоносного горизонта, для необходимого поступления воды через боковые стены. В мелкозернистых грунтах водоприемные отверстия в стенах шахтных колодцев лучше устраивать V-образными или в форме скоса (гравитационные фильтры). Их нужно заполнить песком либо гравием. Такое заполнение в колодец не вымывается. Стены шахты возводят выше поверхности земли не менее чем на 0,8 м во избежание загрязнения колодца и просачивания в него поверхностных стоков. Вокруг стен устраивают замок из слоев утрамбованной мятой жирной глины и обкладывают площадки камнем-кругляком на песчаной основе. Ширина площадки – 1,2 м на поверхности и 0,7 м – в земле; глубина – 1,5 м; наклон – 2-3%.

Учитывая природные условия, шахтные колодцы не строят на склонах оврагов и берегах рек, так как засушливые годы вода в них исчезает. В таких местах и на горках целесообразно устраивать водозаборные колодцы и каптажные – расчищенные родниковые камеры.

До начала строительства колодца необходимо определить качество воды в этой местности, ее пригодность к питью и других хозяйственных потребностей. Важно также знать уровень залегания водоносного слоя.

Научно-технический прогресс и развитие всех отраслей хозяйственной деятельности человечества не только принесли большие блага, но и причинили много вреда. Поэтому перед копкой или бурением колодца хозяин должен ознакомиться в органах местной администрации с перспективными планами строительства центральной и межрайонной систем водоснабжения и водоотведения, исполнением ирригационных работ (орошения и осушения земель) и обустройством других каналов и водоемов. Ведь такие мероприятия могут причинить изменение уровней подземной воды. Вместе с этим, родниковая вода может исчезнуть совсем или смешаться с другой, сомнительного качества водой, по большей части загрязненной, невкусной, а возможно, и вредной для здоровья.

Достоверную информацию о глубине залегания грунтовой и межпластовой воды можно узнать у ближайших соседей, которые уже пользуются подземной водой из своих колодцев.

Сооружая колодец в незаселенном месте, для определения его глубины следует пригласить бурового мастера, геолога и мастеров, которые осведомлены с народными предсказаниями. Пригодность воды освидетельствует санэпидемстанция, а объем необходимой воды будет зависеть от уровня санитарно-технического оснащения жилого дома. Водоснабжение дома будет совершаться от будущего колодца, а устройство канализации не планируется. В таком случае, на одного члена семьи для жизненных нужд, приготовления еды и санитарного содержания дома, расход воды за сутки должен составлять не менее 30-45 л.

Если в жилом доме будет водопровод, канализация и ванная, то расходы на одного члена семьи будут составлять 150 л. Для полива приусадебного участка и парников и поддержания в них нужной биологической температуры необходимо 15 л воды.

Определив место для колодца, уровень залегания грунтовой или межпластовой воды, ее возможный объем и пригодность для использования, выбирают способ копания ямы. Он зависит от геологических условий, состава грунта в выбранном месте и мощности водоносного горизонта, ведь колодец может быть неглубоким и недорогим, но с большой отдачей доброкачественной воды.

Существуют три способа выполнения земляных работ: механическое бурение с использованием механизма для исполнения этого вида работ и опускания железобетонных колец; ручное бурение и ручное копание; выбивание.

Конечно, пробурить скважину механическим способом легче, чем выкопать колодец вручную или выбить ее в твердом грунте. Ручное бурение используют в случае устройства малых трубчатых колодцев-скважин. Поэтому наиболее распространенным способом является ручное копание колодцев в рыхлых неустойчивых грунтах.

На выбранной для колодца площадке очерчивают размеры шахты, которые должны быть на 20-30 см больше, чем внешние размеры элементов его обустройства – венцов сруба, железобетонных колец, каменной кладки. Над площадкой для шахты делают временное покрытие.

Стараниями народных умельцев отработано несколько способов. Там, где подземные воды залегают относительно глубоко, в пределах 10-30 м, колодцы копают с помощью устройства выбранной площадки крепко укрепленным на стояках валом с двумя коробами, канатом и бадьей либо корзиной.

Канат для подъема бадьи, спускания людей и элементов крепления шахтных стен должен быть достаточно крепким, толстым (25 мм), с металлическим крючком на конце. Во время работы необходимо соблюдать правила техники безопасности: работать в шахте с предохранительным поясом, крепко соединенным с поверхностью; проверять исправность оборудования, крепления бадьи, мощность вала и троса; старательно привязывать элементы крепления стен и своевременно предупреждать о начале их спускания тех людей, которые работают на глубине.

Перед спусканием в колодец, особенно глубокий, необходимо убедиться в отсутствии там вредного газа. Для этого перед началом работы туда спускают зажженные свечи, бумагу либо пучок соломы. Если они не гаснут, то газа в шахте нет и можно спускать туда людей. Если газ обнаружен, то на протяжении 20-30 мин вытяжным вентилятором следует провентилировать воздух, а потом компрессором закачать чистый. Если таких устройств нет, в шахту несколько раз опускают ведро или бадью и таким способом разгоняют газ.

Новый колодец необходимо обязательно продезинфицировать. Для этого хлорную известку (300 г) заливают небольшим количеством воды, разводят и выливают в ведро с водой. Потом раствор тщательно перемешивают и отстаивают на протяжении 3-4 часов. После это верхнюю прозрачную часть хлорированного раствора переливают в герметично закрывающуюся посуду, и сохраняют в темном месте. На 1 куб. м воды в колодце – одно ведро прозрачной хлорированной жидкости.

Перед дезинфекцией необходимо тщательно обмести и протереть стены колодца, убрать из него мусор, воду и ил. После этого распылителем или щеткой стены покрыть хлорированной водой. Далее следует плотно закрыть шахту деревянной крышкой и оставить в таком состоянии не менее чем на сутки. Практически всегда дезинфекцию проводят дважды.

И все-таки воду, которую должны брать из нового колодца, необходимо обязательно проверить в санэпидемстанции. Возможно, для улучшения ее качества и очищения от вредных примесей (железа, фтора, солей) придется применить специальные фильтры. До получения заключения санэпидемстанции воду перед употреблением кипятят на протяжении 5-7 мин и сохраняют ее не более 1-2 суток.

В районах с высоким уровнем воды колодцы копают несколько упрощенным способом. На месте копания закрепляют устройство, созданное из четырех столбиков небольшого размера, соединенных снизу и сверху. На верхнем креплении пристраивают металлический блок, при помощи которого выполняют все работы, связанные с копанием и сооружением колодца.