|
§ 72. Шахтные колодцы
Шахтные колодцы чаще всего применяют для приема
относительно неглубоко залегающих вод (обычно на глубине не более 20 м) из
безнапорных водоносных пластов. В редких случаях эти колодцы используют для
приема слабонапорных вод (при незначительном заглублении и незначительной
мощности напорных водоносных пластов).
Обычно прием воды в шахтные колодцы осуществляется через
их дно и частично стенки.
Шахтные колодцы применяют для приема небольших количеств
воды при индивидуальном пользовании, а также в водоснабжении сельских
местностей, во временных водопроводах и т. п.
В крупных централизованных системах водоснабжения шахтные
колодцы применяют относительно редко, так как здесь более экономичным
является применение трубчатых колодцев с использованием хотя и более
глубоких, но зато более мощных водоносных пластов.
Шахтные колодцы бывают бетонными, железобетонными,
каменными (из кирпича или бутового камня) и деревянными (срубовыми). При
небольшом диаметре колодцев их можно делать сборными из железобетонных колец.
Шахтные колодцы обычно строят опускным способом. В
последнее время начали применять механизированный способ рытья шахтных
колодцев при помощи установленного на автомашине механизма, представляющего
собой устройство для бурения и опускания железобетонных колец, образующих
шахту колодца.
В стенках колодца в пределах водоносного пласта для
увеличения притока воды в колодец могут устраиваться отверстия. В колодцах из
бутового камня или кирпича роль таких отверстий выполняют щели в кладке; в
бетонных колодцах устраивают специальные отверстия в их стенках.
Диаметр шахтного колодца обычно не превышает 3—4 м. При
больших расчетных диаметрах целесообразнее увеличивать число колодцев. При
устройстве нескольких колодцев их располагают в одну линию и соединяют между
собой сифонными (иногда самотечными) трубами. Отбор воды осуществляется
насосами из сборного колодца, который часто используется одновременно и для
приема воды из грунта.
Благодаря значительным размерам сборных шахтных колодцев
иногда оказывается возможным разместить в них насосное оборудование, т. е.
осуществить совмещенный с насосной станцией тип водоприемника.
Любой шахтный колодец должен быть выведен не менее чем на
0,7 м выше поверхности земли. Вокруг колодца у поверхности земли устраивают глиняный
замок на глубину 1,5—2 м и в радиусе около 2 м — отсыпку с мощением или
асфальтировкой для предотвращения попадания в колодец загрязненных
поверхностных вод.
Расчет шахтных колодцев заключается в определении их
диаметра и числа по заданному расходу и в проверке дебита колодца при
намеченном диаметре и допустимой (или желательной) глубине понижения уровня
воды.
Для определения дебита шахтных колодцев, принимающих воду
из водоносного пласта через дно, существует ряд формул.
Приток воды к тому колодцу при условии, что Т^-2г
(см. IV.62), может быть определен по приближенной формуле, предложенной В.
Д. Бабушкиным:
где k — коэффициент фильтрации;
S — понижение уровня воды при откачке; r=D/2—внутренний
радиус колодца;
Т — расстояние от дна колодца до подстилающего водоупора;
R—радиус влияния колодца;
Н — мощность водоносного пласта.
При увеличении мощности водоносного пласта Н и расстояния
от дна колодца до водоупора Т второе слагаемое в знаменателе приведенной
формулы стремится к нулю. Когда /?///«< 10, этим слагаемым можно
пренебречь и пользоваться формулой Форхгеймера
Определяя по приведенным формулам дебит при допустимых для
данных условий глубинах понижения, можно судить о достаточности этого дебита,
а следовательно, и о правильности принятого диаметра колодца. При первых
прикидках может оказаться, что для отбора требуемого количества воды понижение
5 не может быть получено при имеющейся мощности водоносного пласта или
потребует значительного увеличения глубины колодца. В этих случаях приходится
принимать больший диаметр колодца или увеличивать число колодцев.
При проектировании колодца следует иметь в виду, что слой
воды в нем должен быть не менее 1—2 м.
Конструкции и Оборудование шахтных колодцев весьма
разнообразны.
На IV. 63 показано устройство сборного железобетонного
шахтного колодца (из колец).
В сельских местностях широкое применение нашли деревянные
срубовые колодцы для индивидуального или группового пользования. Эти колодцы
имеют квадратную форму в плане, размеры в пределах от 1X1 до 1,4X1,4 м и
устраиваются из бревен 14—18 см, стесанных с внутренней стороны, или пластин
из бревен 20—22 см. После окончания работ по установке сруба на дне колодца
укладывают «донный» (обратный) фильтр в виде слоев песка и гравия, крупность
которых возрастает снизу вверх.
|
