|
§ 67. Трубчатые колодцы
Трубчатые буровые колодцы устраивают путем бурения в земле
вертикальных цилиндрических каналов — скважин. В большинстве пород стенки
скважин приходится укреплять обсадными (чаще всего стальными) трубами,
образующими трубчатый колодец. В пределах водоносного пласта для возможности
приема воды из грунта колодец оборудуют специальными фильтрами.
Трубчатые колодцы применяют обычно при сравнительно
глубоком залегании водоносных пластов и значительной мощности
этих пластов. В связи с этим их. характерной особенностью является
относительно малый диаметр (облегчающий прохождение большой толщи пород) и
относительно большая длина водосборной части.
Трубчатые колодцы могут использоваться для приема как
безнапорных (IV.39, а и б), так и напорных (IV.39, в и г) подземных вод. И в
том и в другом случае они могут быть доведены до подстилающего водоупорного
пласта — «совершенные колодцы» (IV.39, а и в) или заканчиваться в толще
водоносного пласта — «несовершенные колодцы» (IV.39, б и г).
Обычно для централизованных систем водоснабжения
устраивают несколько трубчатых колодцев, объединенных в группу водосборных
сооружений. Состав и схема этих сооружений зависят в основном от метода
извлечения воды из колодцев, который в свою очередь зависит от глубины расположения
уровня воды по отношению к поверхности земли.
Конструкция трубчатого колодца зависит от глубины
залегания подземных вод, характера проходимых горных пород и способа бурения.
В свою очередь способ бурения принимается в зависимости от требуемой глубины
колодца '.
На IV.40 показана схема устройства простейшего бурового
колодца. Стенки вертикального цилиндрического канала (скважины), получаемого
в результате бурения, закрепляют опускаемой в него стальной обсадной трубой
1. Эту трубу опускают приблизительно до верхней границы залегания водоносных
пород. В большинстве случаев эти породы представляют собой насыщенные водой
пески, песчано-гравелистые или скальные трещиноватые породы.
В обсадную трубу 1 опускают трубу 2 меньшего диаметра,
которую доводят обычно до нижней границы залегания водоносных пород,
несколько заглубляя в подстилающие водонепроницаемые породы (IV.40,а). Затем
в трубу 2 опускают фильтр (IV.40,б) (представляющий собой обычно трубу с
перфорированной — дырчатой или щелевой — частью 3), предназначенный для защиты
колодца от занесения в него вместе с водой частиц грунта из водоносного слоя.
Конструкции фильтров описаны в § 68. Фильтр, диаметр которого должен быть
меньше внутреннего диаметра трубы 2, опускается в нее при помощи штанг и
специальных замков 4 в его верхней части. После установки фильтра трубу 2
удаляют из скважины, а кольцевое пространство между стенками фильтровой трубы
и обсадной трубы / уплотняют путем устройства сальника 5. После изъятия из
скважины трубы 2 колодец принимает вид, показанный на IV.40,6.
В буровом колодце обычно различают водоприемную часть
(фильтр), ствол, т. е. глухую часть скважины, по которой поднимается вода, и
устье, т. е. соответствующим образом оборудованную выходную часть; устье
обычно располагается в специальном павильоне.
При залегании водоносных пород на большой глубине
достигнуть их одной обсадной трубой не удается ввиду значительного возрастания
сопротивления грунта погружению обсадных труб. В этих условиях используют
несколько обсадных труб постепенно уменьшающегося диаметра (IV.41,a). После
того как трубой диаметром d\ достигнута наибольшая возможная Глубина /гь в
нее опускают трубу ближайшего меньшего диаметра d2, погружаемую на глубину
/г2 от поверхности земли, но испытывающую сопротивление грунта лишь на высоте
h2—hi. Если требуемая глубина не достигнута второй трубой в нее вводят
третью трубу еще меньшего диаметра Й?3 И Т. Д. Наконец, в нижней части
последней трубы устанавливают фильтр, а трубу подтягивают на высоту,
соответствующую высоте фильтра. Все обсадные трубы, кроме наружной, обрезают
на требуемом уровне специальным труборезом изнутри, и кольцевое пространство
между концами смежных труб тампонируют (обычно цементным раствором). В
результате буровой колодец получает телескопический вид (IV.41,6).
«Выход» (т. е. высота h2—hi и т. д.) одной обсадной трубы
различен для разных способов бурения: при ручном ударном вращательном бурении
он достигает 20—25 м, при механическом ударном бурении — 30—50 м, при
роторном бурении — 400—500 м.
Верхняя колонна труб (наибольшего диаметра)
телескопического колодца обычно опускается на относительно небольшую глубину
(7— 12 м) и служит своего рода направляющей для обеспечения правильного
вертикального положения колодца.
В некоторых случаях в целях защиты колодца от
проникновения в него загрязненных почвенных вод (в результате коррозии
внешней трубы) вторую обсадную трубу не обрезают, заполняя пространство между
первой и второй трубой цементным раствором на всю высоту.
Трубчатый колодец должен быть выполнен строго вертикальным
и прямым, особенно при использовании для подъема воды артезианских насосов с
длинным валом.
Оборудование устья (оголовков буровых колодцев) описано в
§71.
|
