Бурение скважины в колодце

Скважина в колодце. Как и когда бурить?

Лучшими периодами времени для того, чтобы сделать скважину в колодце, считаются осень и зима, именно в это время года объем и уровень воды в водоносных слоях минимальны. Ввиду специфичности и сложности работ по бурению скважин в готовых колодцах, для их выполнения лучше всего привлекать квалифицированных специалистов, имеющих как опыт выполнения подобных процедур, так и все необходимое оборудование и технику.

Работа по бурению скважины в колодце состоит из нескольких основных этапов:

1. Установка специальной обсадной трубы, которая вбивается в дно колодца или вдавливается в него при помощи гидравлического оборудования. Такая труба, диаметр которой подбирается в зависимости от размеров бурового инструмента, необходима для защиты новой скважины от обрушения.
2. Непосредственно само бурение, которое выполняется внутри обсадной трубы. Бурение производится с промывкой, а отработанный буровой раствор и шлам сливаются в шахту старого колодца.
3. После достижения водоносного слоя, вода в котором устраивает как своим качеством, так и количеством, в скважину опускается насос и фильтр, который защитит насос от забивания.

Следует иметь в виду, что старый колодец, если в нем даже и будет вода, после бурения скважины в нем не пригоден для использования.

Как видите, чтобы сделать скважину в колодце, следует не только знать специфику этого процесса, но и иметь специальное оборудование. Именно поэтому, целесообразнее всего привлекать для таких работ квалифицированных специалистов, которые выполнят их максимально правильно и оперативно.

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.

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

Буровые колодцы

Конструкция скважины должна быть максимально простой и удобной для эксплуатации. Как правило, проектированием и строительством буровых трубчатых колодцев занимаются специализированные организации при наличии разрешения районной санэпидемстанции. Для этого требуется специальное оборудование, которого не может быть в распоряжении застройщика. Буровой колодец представляет собой скважину, направленную перпендикулярно направлению потока подземных вод. Стенки скважины закреплены обсадными металлическими, а при неглубоких скважинах — керамическими или асбестоцементными трубами. Лучшим вариантом считается использование для обсадной трубы бесшовных горячекатанных труб. Внутренний диаметр обсадной трубы выбирают в зависимости от типа водоподъемного оборудования, в качестве которого могут служить простые колонки или один из типов насосов, выпускаемых современной промышленностью. Но в любом случае этот диаметр не может быть меньше 120 мм. Верхняя часть скважины, называемая устьем колодца, должна быть защищена от загрязнений устройством оголовка, который одновременно служит и для монтажа водоподъемного оборудования. Оголовок трубчатого колодца должен быть выше поверхности земли на 0,8 — 1,0 м, герметично закрыт крышкой, которую в любой нужный момент можно открыть. Шахту колодца оборудуют вентиляционной трубой высотой не менее 2 метров от поверхности земли. Вокруг оголовка выполняют отмостку из камня, кирпича, бетона или асфальта радиусом не менее двух метров с уклоном в сторону водоотводного лотка.

По мере заглубления скважины диаметр обсадных труб уменьшают, концентрические зазоры между обсадными трубами заделывают (тампонируют) цементным раствором. Для этого применяют тампонажный портландцемент с началом схватывания не ранее чем через два часа и концом схватывания не позднее десяти часов. В скальных грунтах подобного крепления стенок скважины не требуется.

При оборудовании буровых колодцев должно использовать материалы, разрешенные, органами санэпиднадзора. Так, при устройстве фильтра его материал должен быть устойчив к химической коррозии, обладать механической прочностью и в процессе эксплуатации колодца не должен забиваться песком. Минимальный внутренний диаметр фильтра должен быть не менее 100 мм. Тип фильтра и его конструкция выбирают в зависимости от водоносной породы на участке. Если грунт представляет собой неустойчивую породу (полускальную, щебенистую, галечниковую) с преобладанием частиц от 2 до 10 см, то применяют трубчатые фильтры с круглой или щелевой перфорацией. При гравийном грунте, гравелистом и крупном песке с частицами от 1 до 10 мм водоприемную поверхность выполняют из проволочной обмотки из нержавеющей стали или из штампованного стального листа. В песчаных грунтах с частицами размером от 0,25 до 0,5 мм используют трубчатые фильтры из сетки гладкого или галунного плетения, а также с однослойной гравийной обсыпкой. Трубчатые стальные фильтры применяют при любой глубине скважины.

Традиционная технология устройства глубоких скважин имеет несколько недостатков. Стальные обсадные трубы под действием воды корродируют и разрушаются со временем. Ржавчина попадает в питьевую воду, снижая ее качество. В результате коррозии труб в их стенках появляются отверстия, и существует реальная угроза попадания в скважину воды из некачественных верхних горизонтов и смешивание ее с питьевой водой. В результате в скважине может оказаться вода из очистных сооружений соседа. Кроме того, поток воды из верхних горизонтов может принести с собой песок и частицы глины, заиливая скважину. По этим причинам гарантийный срок работы скважин глубокого бурения составляет всего 5 лет.

Рис. 16. Бурение артезианских скважин по новым технологиям: 1 — подача воды потребителю; 2 — оголовок с вентилем; 3 — обсадная металлическая колонна диаметром 168 мм; 4 — насос; 5 — пластиковая колонна диаметром 125 мм; 6 — металлически л обсадная колонна диаметром 168 мм; 7 — пластиковая колонна диаметром 125 мм; 8 — фильтр; А — водоносный горизонт (песок обводненный); Б — водоносный горизонт (песок сухой); В — водоносный горизонт (песок обводненный); Г — суглинок (водоупор); Д — водоносный горизонт (песок обводненный); Е — юрская глина (водоупор); Ж — водоносный горизонт (известняк обводненный)

Современные технологии внесли коррективы и в эту область, предусмотрев вышеперечисленные недостатки и обеспечив длительную эксплуатацию скважины. Бурение ведут в несколько этапов (рис. 16). На первом этапе бурят песчано-глинистые отложения до известняка и опускают металлическую обсадную колонну из труб с фильтрационной частью. Бурение известняка до вскрытия водоносного горизонта ведут уже меньшим диаметром. После этого на всю глубину скважины вставляют пластиковую колонну, в которой вода под пластовым давлением поднимается на определенный статический уровень. Вокруг пластиковой трубы на 5 — 10 м выше фильтрационной части насыпают калиброванный кварцевый гравий диаметром 1,2 — 2,0 мм, который не препятствует прохождению воды в эксплуатационную колонну. Этот слой служит дополнительным фильтром для механических примесей. На слой гравия насыпают гранулы сухой глины, которые, увеличиваясь в объеме под действием влаги, создают «глиняный замок», препятствующий водам верхнего горизонта проникнуть в эксплуатационный горизонт. Гарантия безупречной эксплуатации такой скважины дается на 30 лет.

Бурение колодцев

Это самый простой вариант колодцев, потому он копается на небольшую глубину.

Внимание! Так как водоносный слой, в который врезается труба абиссинского колодца, расположен недалеко от поверхности грунта, то необходимо тщательно выбрать место организации устройства. Здесь важно учесть расстояние от туалетов, выгребных ям, септиков и даже мусорных куч. Есть большая вероятность, что загрязнения от этих источником могут просочиться в воду. Поэтому есть определенные нормативы – 50 м.

Для того чтобы сделать скважину, необходима обсадная труба, на конец которой приваривается стельной каленый наконечник. Чуть выше места сварки на трубе делаются отверстия для прохождения воды внутрь системы. Отверстия обязательно закрываются мелкой сеткой, которая припаивается к трубе. Она будет исполнять функции фильтра, чтобы внутрь стального колодца не попали мелкие камушки и крупный песок, то есть, не происходило заиливание.

На верхний конец обсадной трубы устанавливается или ручная качалка, или электрический насос. Можно и то, и другое, тем самым решается проблема отключения света в доме. Кстати, абиссинский колодец можно сделать не только на территории загородного участка. Можно это сделать в подвале дома, это и удобно, и нет необходимости заниматься утеплением устройства на зиму.

К сожалению, этот вариант организации водоснабжения дачи или загородного дома не подойдет в плане чистоты воды, используемой для питья. Для полива огорода или сада ее использовать можно, поэтому специалисты рекомендуют устраивать песчаные скважины, качество воды которых во много раз лучше.

Как сделать песчаную скважину своими руками

Нарекания к качеству воды близлежащих к поверхности грунта слоев огромно. То есть, чем глубже бурение колодцев, тем чище в них вода. Поэтому диапазон глубин для песчаных колодцев 20-50 м.

На что необходимо сделать упор, начиная бурить скважину.

• На структуру грунта. Если будут гарантировано встречаться камни больших размеров, то стоит бурить колодец большого диаметра.
• Приобретать дорогое оборудование не стоит. К примеру, электрический бур. Можно обойтись ручным, даже изготовленным своими руками.
• Обычно на скважину устанавливается электрический насос. Отключение света в поселке – это отсутствие воды в вашем доме.

Итак, бурение начинать надо ручным буром до песчаного слоя. Это вы сразу поймете, потому что мокрый песок будет выходить из пробуренной скважины в больших количествах. Обратите внимание, что чем глубже бур входит в грунт, тем сложнее его крутить. Так что будьте к этому готовы. Если кручение инструмента затруднительно, то рекомендуется в скважину подливать воду. Через каждые полметра прохода, бур нужно обязательно вытаскивать наружу и чистить от земли. Если длины приспособления не хватает, чтобы добраться до водоносного слоя, то его ручка снимается, а ствол наращивается дополнительными элементами.

Скважина до песчаного слоя пробурена, после чего нужно инструмент вытащить и вставить в подготовленную скважину обсадочную трубу необходимого диаметра. Следующие действия будут основаны на ударно-механической технологии извлечения песка из колодца. Для этого устанавливается вышка в виде треноги. Ее высота около 2-х метров. В центре конструкции приваривается кольцо, лучше ролик, через который будет проведена веревка с желонкой на конце. Желонка – это труба длиною полметра (или около того) с кольцом на конце.

Тренога устанавливается таким образом, чтобы пересечение трех ног возвышалось точно над скважиной. Через ролик продевается веревка, а желонка опускается в обсадочную трубу. Предварительно в скважину заливают воду, литров 5-10. Теперь своими руками надо поднимать веревку и опускать ее, на определенную длину, при этом желонку будет заполнять песок из песчаного слоя. Утяжеление говорит о том, что песок заполнил трубу (желонку) на определенную длину. Ее надо вытащить и освободить от песка. Эта процедура повторяется столько раз, пока не дойдете до водоносного слоя, то есть песка будет все меньше и меньше, и он будет сильно мокрый.

Поэтому вытаскиваем желонку своими руками, убираем вышку, и начинаем вытаскивать обсадную трубу. Как это сделать? Есть несколько способов, где можно использовать механическую таль, подвешенную на треногу, то есть, в этом случае вышку не убирают. Можно обойтись ломом и цепью (см. видео). Для чего цепью обматывают обсадную трубу, делают на ее конце петлю, вставляют в нее лом, под конец лома устанавливается возвышение (можно использовать кирпичи, бетонный блок или доски). Упираете лом в возвышение и поднимаете трубу за цепь. Так как сама обсадная труба находится во влажном грунте, то с подъемом проблем возникнуть не должно. Секции трубы по мере их подъема отсоединяются от основного ствола колодца, последний элемент обычно выходит без усилий, его можно просто вытащить своими руками.

В полученную скважину вставляется пластиковая труба, которая поступает в продажу в бухтах. Ее длина обычно стандартная или 30 м, или 50 м. Обязательно на конец трубы устанавливается мелкая сетка из нержавеющей стали, это своеобразный фильтр против засорения колодца. Крепление фильтра производится хомутом. Далее в готовую скважину вставляется труба из пластика меньшего диаметра. Это и есть основной рабочий ствол пробуренного колодца. После чего необходимо прокачать скважину, установив на верхний конец пластиковой трубы меньшего диаметра насос. Прокачивать надо до тех пор, пока из шланга не пойдет чистая вода. Воду с песком сливают за территорию участка или в соседний водоем, если такой в поселке присутствует.

Внимание! Если после долгой прокачки из колодца продолжает идти грязная вода, то придется сделать заглубление еще на два-три метра.

Сложен ли процесс бурения колодца своими руками этим методом? Нельзя сказать, что он слишком прост. Если на территории загородного участка попался грунт из твердых пород, то сам процесс может затянуться на несколько дней. Но сделать все это можно реально, посмотрите видеоролик, в котором этот метод бурения колодцев показан во всех тонкостях.