Колодцы. Устройство и обслуживание

Нина Лапшина
Колодцы. Устройство и обслуживание

Введение

Обычная пресная вода является тем ресурсом, без которого жизнь невозможна, ведь всем известен факт, что без воды человек погибает уже через несколько дней, в то время как без еды он может обойтись в течение не одной недели. Поэтому совершенно не будет преувеличением сказать, что вода – наиглавнейший элемент не только нашего комфорта, но и здоровья и даже жизни.

Если в городе проблема водоснабжения известным образом решается, то за его пределами она не теряет своей актуальности, и чем дальше от городской черты, тем острее она стоит. Наши предки справлялись в этой задачей просто – выкапывали у дома колодец, сооружали над ним журавль или другой подъемный механизм и ведрами черпали воду из подземного источника. А что мешает нам пойти по тому же пути и воспользоваться опытом наших прадедов, тем более что современные технологии настолько далеко ушли вперед, что даже из колодца совсем не обязательно таскать воду на коромысле! К нашим услугам насосы и малогабаритные бытовые насосные станции, с помощью которых легко доставить воду непосредственно в дом. И тогда жители пригородов и сел не будут ощущать себя обделенными в плане «водного комфорта», как и жители мегаполисов, они смогут открыть кран на кухне или в ванной и насладиться чистой, прохладной и свежей водой.

Остается только одно – правильно определить место, где можно приступить к рытью колодца, выбрать оптимальный для данных условий тип колодца, понять технологию и приступить к воплощению задуманного. Именно для таких людей предназначается наша книга. Но, прежде чем мы перейдем непосредственно к описанию всего, что связано с водоснабжением вообще и с колодцами в частности, необходимо упомянуть о достоинствах и недостатках колодцев, чтобы владельцы индивидуальных домов получили четкое представление о предмете нашего разговора и сделали осознанный выбор (см. табл. ниже).

Колодец как элемент водоснабжения частного дома

Как видно из таблицы, достоинств у колодцев больше, чем недостатков, да и те носят относительный характер, поскольку при наличии средств часть забот и работы можно поручить профессионалам. Более того, они вполне компенсируются появлением на участке настоящего сокровища – собственного колодца.

Вода на участке

Сведения о воде

О круговороте воды в природе мы знаем еще из школьного курса природоведения, когда учитель рассказывал, что вода испаряется с поверхности открытых водоемов (океанов, морей, озер, ручейков) и с поверхности почвы, потом выпадает в виде осадков (дождя, снега, тумана, росы, инея, града) и весь процесс начинается снова. Испарение происходит тем интенсивнее, чем выше температура воздуха. Во время этого процесса образуются микроскопические капельки жидкости, которые при прохождении сквозь воздушные слои могут загрязняться различными веществами, в том числе токсическими, а также вредными микроорганизмами. Поэтому говорить о стерильности атмосферной воды по крайней мере, легкомысленно, особенно с учетом современного состояния экологии. Однако минеральных солей она не содержит вовсе или имеет в своем составе незначительное их количество, что делает эту воду мягкой.

В поиске места для колодца нередко помогает и рельеф местности. Если, например, на одной линии, протянувшейся вдоль речного русла или озера, не очень далеко один от другого располагаются два колодца, то между ними можно начать выкапывать еще один.

При попадании атмосферной воды на поверхность земли она просачивается через водопроницаемые грунты (к ним относятся гравий, песок, трещиноватые скальные породы и др.), причем глубина такого проникновения определяется глубиной залегания водоупорных (водонепроницаемых) слоев, которые образуют значительный по толщине слой плотных жирных глинистых отложений (такими же являются и монолитные породы, например базальт, песчаник, которые очень медленно пропускают воду). Они могут иметь уклон, поэтому грунтовые воды стекают в пониженные места – так возникают ручьи, реки, озера и др. От формы водоупорного горизонта зависит объем накопленной воды, которая образует водоносный горизонт (так называются водопроницаемые слои горных пород, которые насыщены водой), могущий содержать частицы глины, песка и т. п.

Строение грунта в том или ином месте определяет количество водоносных горизонтов. Водопроницаемые и водоупорные породы могут чередоваться, в результате чего возникают условия для аккумуляции свободных вод в толще водопроницаемых пород, лежащих на водонепроницаемых пластах. Поэтому на разных глубинах от поверхности формируются водоносные горизонты, причем совершенно необязательно, чтобы вода пронизывала всю толщу водоносного слоя, она может заполнять его до определенной поверхности. При этом, если в пробуренной скважине или отрытом колодце вода остается на том же уровне, что и в породе, то такая поверхность и соответственно водоносный горизонт именуются безнапорными, а уровень воды – геометрическим. Если поверх водоносного пласта лежит слой из водонепроницаемой породы, то в скважине вода может подниматься выше нижней поверхности водоупора (такой уровень воды называется пьезометрическим, или гидростатическим). И тогда вода в водоносном горизонте оказывается под воздействием гидростатического напора. В таком случае водоносный горизонт носит название напорного (рис. 1).

Рисунок 1. Водоносный горизонт в зависимости от наличия или отсутствия гидростатического напора: а) безнапорный: 1 – геометрический уровень воды; 2 – водоупорная кровля; 3 – водоносный слой; 4 – водоупор; б) напорный: 1 – гидростатический уровень воды; 2 – слабопроницаемый пласт; 3 – водоупор; 4 – водоносный слой; H – напор воды; m – мощность водоносного пласта

В соответствии с тем, на какой глубине находится вода, она классифицируется на следующие виды (внутри темы нашей книги вполне достаточно такого упрощенного понимания):

• почвенные (верховодка);

• грунтовые;

• межпластовые.

Залегание подземных вод схематично показано на рисунке 2.

Рисунок 2. Залегание подземных вод: 1) почвенные; 2) межпластовые безнапорные; 3) грунтовые; 4) межпластовые напорные; 5) водоем

Почвенные воды образуются за счет атмосферных осадков, весеннего паводка, т. е. они практически всегда носят временный характер, и залегают на глубине, не превышающей 4 м. Состав атмосферной воды при просачивании сквозь почву заметно изменяется, что обусловлено составом тех грунтов, через которые она проходит. Так, вместе с грунтом вода «обогащается» аммиаком, минеральными солями (калия, натрия и др.).

Кроме того, минуя те или иные виды пород, вода приобретает типичные для них свойства, например насыщается ионами магния; хлористыми и сернокислыми соединениями при прохождении доломитов в первом случае, гипсов и каменной соли во втором и т. д. Помимо этого, в воду из почвы попадает углекислый газ, благодаря которому вода оказывается способной растворять минеральные соли. Верховодка для питья непригодна, а вследствие ее сезонности на нее не приходится рассчитывать и для решения чисто технических проблем, например для полива.

После таяния снега влага частично испаряется, частично проникает в более глубокие нижние горизонты. Воды, которые аккумулируются в первом от поверхности земли водоносном горизонте, называются грунтовыми (их источником, помимо названного, являются воды, просачивающиеся из ближайших водоемов). Они, в свою очередь, лежат на первом водонепроницаемом слое. Местами формирования грунтовых вод являются междуречные массивы, зоны ледниковых отложений, котловины, впадины и т. д. В природных условиях зеркало грунтовых вод, как правило, являет собой не горизонтальную, а волнистую поверхность, которая приблизительно совпадает с наземным рельефом. Это объясняется тем, что различны условия питания и выхода грунтовых вод на поверхность в зонах пересечения их оврагами, долинами рек и др.; неодинаковой скоростью просачивания воды и т. д. Там, где грунтовые воды выходят на поверхность, их уровень обычно снижается (это же характерно и для межпластовых вод). Глубина залегания грунтовых вод может доходить до 40 м, но они могут подниматься до 1–2 м от поверхности земли. Это происходит весной, и в этом случае грунтовые воды смыкаются с почвенными.

Грунтовая вода бывает мягкой и жесткой. Жесткость первой составляет не более 10°, т. е. в 100 г воды содержится до 10 мг извести; второй – выше 10°. Для питья наиболее пригодна вода с показателем жесткости 6–8°, предельная же жесткость равна 17–20° (при жесткости более 23–25° вода становится непригодной для питья). На практике от жесткой воды стенки посуды покрываются накипью, в ней трудно постирать белье или сварить овощи.

Воды, оказавшиеся между двумя водоупорными пластами, называются межпластовыми, причем верхний – это водоупорная кровля, а нижний – водоупорное ложе. Глубина залегания межпластовых вод составляет более 40 м. Иногда межпластовые напорные воды могут самостоятельно изливаться на поверхность, образуя ключи. Но чаще всего для их добычи бурят скважины, из которых вода бьет фонтаном (такие воды называются артезианскими по названию французской провинции Артуа, где в XII в. впервые была пробурена такая скважина).

Отличительной особенностью ключевых колодцев является то, что водоносный горизонт, на котором они устраиваются, лежат на небольшой глубине. Однако вследствие этого вода может загрязняться. Поэтому необходимо сдать ее на лабораторный анализ.

Для употребления подходят грунтовые и межпластовые воды. Их добывают путем устройства разных по типу колодцев. Вода из них должна быть чистой (в 1 л содержание кишечной палочки не должно превышать 10, а нитратов – не более 10 мг/л), прозрачной (не менее 30 см), бесцветной (не более 30° цветности), не имеющей посторонних запахов и привкуса (разрешенная интенсивность привкусов и запахов составляет не более 2–3 баллов). Температура колодезной воды может колебаться в пределах 7–12 °C – при более высокой температуре освежающие свойства воды утрачиваются, при более низкой температуре она вредит здоровью пользователей, в том числе и животным.

Качество питьевой воды (бактериологические и органолептические показатели, а также предельно допустимые концентрации вредных химических веществ) должно соответствовать специально разработанным нормам – ГОСТу 2874–82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством». С этой целью необходимо провести физические, химические и бактериологические анализы воды из данного источника, что входит в обязанности санитарно-эпидемиологической службы, куда следует доставить пробы. В отличие от питьевой воды качество воды, использующейся для технических нужд, в частности для полива, не регламентируется. Для этого подходят верховодка, грунтовые воды, вода из открытых источников.

Выбор места под колодец

Прежде чем приступать к устройству колодца любого типа, необходимо выбрать место под него. Как правило, для колодца отводят возвышенное место на участке, чтобы исключить риск попадания в него поверхностных стоков и паводковых вод. Есть и другие требования, которые следует учитывать, в частности не строят колодец близ рек; в местах резкого изменения рельефа (это свидетельство того, что не исключается значительное колебание уровня грунтовых вод); рядом с источниками загрязнения (банями, дренажными колодцами, выгребными ямами и т. п.).

Кроме того, есть и законодательные ограничения: без специально оформленных разрешительных документов допускается устройство колодца глубиной не более 20 м. Это означает, что для бурения артезианской скважины требуется получить специальное разрешение соответствующих служб (геологической, санитарной, экологической, архитектурной, управления экспертизы), поскольку в этом случае предполагается использование воды в качестве природного ресурса, находящегося в собственности государства. Более того, за эксплуатацию скважины необходимо будет платить налог. Поэтому еще до начала работ надо все обдумать, взвесить, соотнести со своими финансовыми возможностями и вообще с необходимостью такого источника.

Однако сказанное представляет собой только одну сторону данного дела. Есть и другая проблема – вода не всегда находится в том месте, где нужно, и не в том количестве, которое требуется. В естественных условиях водоносные и водоупорные слои чередуются между собой, образуя «слоеный пирог», причем толщина слоев может составлять даже десятки сантиметров. Отсюда возникает необходимость проведения соответствующей гидрогеологической разведки, которая серьезно снизит риск получить сухую скважину (более подробно речь об этом пойдет далее). Привлечение соответствующих организаций для ее осуществления связано с расходами, что также нужно иметь в виду. Однако предварительно следует провести собственное небольшое тестирование, начав с беседы с ближайшими соседями, на участках которых уже есть колодцы. Надо выяснить, какой они глубины, обеспечивают ли они потребности в воде, какого типа колодцы преобладают в окрестностях. Если полученные сведения окажутся разно– или даже противоречивыми, то нужно обратить внимание на определенные особенности участка, в частности на рельеф местности (следы оползней, расположение участка в низине и др.) и на так называемые растения-индикаторы – вереск, камыш, клевер, осоку, березы и др. Они помогут хотя бы приблизительно определить, на какой глубине можно ожидать наличие водоносного слоя. Однако во избежание ошибок надо учесть, что растения должны располагаться большими группами, быть мощными и разновозрастными, иначе может оказаться, что их кто-то посеял или высадил либо они проросли случайно.

Кроме того, есть еще ряд признаков из разряда народных примет, которые укажут на близко залегающие водоносные пласты:

• плотный туман, появляющийся над землей, в отсутствие в непосредственной близости каких-либо водоемов;

• наличие неподалеку естественных водоемов (озера, речки и пр.).

• мельтешение летним вечером в воздухе мелких насекомых – комаров, мошек.

• проталины среди снега, если речь идет о зиме.

• о близко залегающих водоносных жилах свидетельствуют бурно разросшиеся мать-и-мачеха, болиголов, рогоз, папоротник, крапива и др. В таких местах стоят великолепные дубы, вербы, тополя, более того, склонившиеся в одну сторону ольха, клен или береза говорят о близкой воде.

Внимательное наблюдение за домашней живностью тоже могут дать полезные сведения:

• испытывающие жажду лошади и собаки роют землю в местах, где чувствуют близкий источник;

• кошки, в отличие от собак, любят лежать там, где проходит водоносный пласт;

• гуси устраивают кладки в местах пересечения водяных пластов, а куры, напротив, никогда так не поступают;

• там, где вода близко подходит к поверхности земли, никогда не найти муравейника.

Проблемы с водоснабжением могут возникнуть, если участок находится:

• в гористой или холмистой местности;

• на крутом берегу реки;

• в зоне карьеров и крупных водозаборов, а также неподалеку от артезианских источников и ключей;

• рядом с такими плотно растущими деревьями, как бук или акация.

8. Не следует ожидать качественной воды, если участок располагается на территории хотя и осушенного, но болота, а также на низком берегу реки.

При рытье колодца необходимо соблюдать технику безопасности, поскольку придется работать на глубине, где температура воздуха ниже, чем на поверхности. Чтобы избежать переохлаждения, надо периодически выбираться наверх.

Выбор места для размещения колодца сопряжен с целым рядом факторов, без учета которых могут возникнуть нежелательные последствия.

1. Не стоит располагать колодец рядом с домом. Это особенно касается тех случаев, если на незначительной глубине под ним проходит плывун (мелкий песок, смешанный с водой). Устройство колодца и его эксплуатация со временем обязательно приведут к разрушению домового фундамента. Не место для колодца и внутри периметра дома, поскольку это тоже чревато негативными для постройки последствиями, а также с трудностями по ремонту и уходу за колодцем.

2. Если устроить колодец рядом с водосточными трубами или в зоне дренажной системы, т. е. там, куда стекают дождевые и талые воды, то долго ждать неприятностей не придется. Печальным результатом этого станут загрязнение водозабора и даже его разрушение. Подобные казусы нередко сопровождают колодцы, если их надземная часть была плохо гидроизолирована (к разговору о том, как оформить ее, мы еще вернемся).

3. Нежелательно устраивать колодец на участке, на котором произрастают тополь, ольха или ясень. Если с ними трудно расстаться, то следует размещать колодец на расстоянии не менее 10–15 м от них. Дело в том, что разветвленная корневая система этих деревьев может постепенно повредить стенки колодца и сделать его открытым для различных загрязнений.

4. Если на соседнем участке уже имеется колодец, то, разместив свой рядом с ним, можно гарантированно попасть на один и тот же водоносный горизонт, т. е. не миновать возникновения конкуренции за воду. Однако из такого положения есть выход:

• если колодцы будут равными по диаметру, то воды будет меньше в том, что мельче. Поэтому придется увеличить его глубину примерно на 50 см (обычно этого достаточно);

• если колодцы будут иметь разный диаметр, более глубоким надо выкопать тот, у которого диаметр меньше.

И в качестве заключения добавим, что санитарные нормативы никто не отменял, поэтому необходимо соблюдать минимальные расстояния от оси колодца до:

• септиков, автостоянок, компостной кучи, выгребной ямы – не менее 25 м;

• дренажной системы, фильтрующей стоки, прошедшие биологическую очистку, – не менее 30 м. В отсутствие очистки расстояние до дренажной системы и границы фильтрующего поля должно быть увеличено до 50 м;

• хозяйственных построек – не менее 15 м;

• придорожного рва – не менее 7 м.

Гидрогеологические изыскания

Поиски места для колодца – задача ответственная и отнюдь не простая. При этом приходится учитывать множество факторов, хотя, конечно, дойти до водоносной жилы можно в любом месте, но на какой глубине она окажется и сколько колец потребуется опустить – 8 или 21 – неизвестно. Поиски подземной воды с помощью народных примет (малую толику мы уже представили выше) – это опыт, накопленный за столетия, причем за это время чего-то совершенного нового не изобретено. Однако каким-то образом искать и находить водоносные пласты необходимо. Можно либо обратиться к практикам, выкопавшим не один десяток колодцев, или специалистам, оснащенным соответствующим оборудованием. Начнем с первых, тем более что за гидрогеологические изыскания, осуществленные по всем правилам, с привлечением организаций, придется заплатить, причем немало.

Можно испытать себя в качестве лозоходца. Метод этот не бесспорный (с его помощью можно наткнуться не только на водный пласт, но и на подземные коммуникации), но, как показывает практика, бывает очень эффективным, хотя надо признать, что на территориях с разветвленной сетью кабелей, труб и тому подобного точность прогноза может страдать. Простейшую рамку изготавливают, например из гибкой ивовой ветки (рис. 3).

Рисунок 3. Готовая рамка

Полученную рамку держат обеими руками за концы. При прохождении над водоносным пластом рамка изогнется вниз, чем и укажет на нужное место.

Для тестирования можно воспользоваться двумя кусками медной или алюминиевой проволоки или сварочными электродами диаметром 1,5–2 мм, согнув их так, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4. Варианты рамок из проволоки

Кроме Г-образной рамки, изготавливают и П-образную. Первую держат в вытянутых руках, не сжимая, направив длинные концы вперед. Вторую надо держать так же, как лозу.

Весь участок разбивают на квадраты со сторонами 1 или 1,5 м и последовательно обходят каждый из них (лучше не один раз), передвигаясь в разных направлениях и обязательно записывая результаты. Это позволит определить, где находится самый мощный пласт, каковы его направление и протяженность. В процессе обхода территории надо двигаться спокойно, медленно, плавно.

При тестировании участка в местах над близким к поверхности водоносным пластом рамки отклоняются на 90–180°, перекрещиваются или вращаются. Если поворот совершает только один из концов, то это указание на большой валун, лежащий под землей.

Представленный способ называется биолокационным. Овладеть им вполне под силу каждому, даже не обладающему сверхъестественными способностями.

Считается, что заниматься биолокацией нужно обязательно натощак, в хорошем психо-физическом состоянии. Оптимальное время для поиска воды с помощью биолокатора – утро и вечер (5–6 ч, 16–17 ч, 20–21 ч и с полуночи до 1 ч). В период 18–19 ч и 22–23 ч высок риск получения недостоверных результатов.

В порядке эксперимента можно прибегнуть к старинным дедовским способам:

• в сухую погоду на участке предполагаемого колодца снимают дерн (достаточно квадрата 30 x 30 см), разравнивают, укладывают овечью шерсть, предварительно отмытую с применением моющего средства, накрывают чугунной сковородой и снятым дерном. По истечении суток открывают: если шерсть увлажнилась, значит, вода залегает близко к поверхности;

• участок готовят, как и в первом случае. Вечером расстилают на нем овечью шкуру шерстью вверх, кладут на нее только что снесенное куриное яйцо и накрывают глазурованной керамической посудой. На восходе проверяют: овчина и яйцо в росе – подземная вода близко; овчина влажная, а яйцо сухое – подземная вода глубоко; овчина и яйцо сухие – вода отсутствует;

• берут в равных количествах медный купорос, негашеную известь и серу, смешивают, завязывают в мешковину, сложенную вдвое, взвешивают и закапывают на глубину 50–70 см. Взвешивание повторяют через сутки: чем больше разница в весе, тем ближе к поверхности залегают подземные воды, и наоборот.

Из современных инструментальных методов гидрогеологической разведки можно назвать следующие:

• геофизический, или метод электрического сопротивления, основанный на том, что удельное сопротивление различных пород и водоносного горизонта неодинаковы, разница бывает от 50 до 200 Ом/м. Суть метода состоит в электрозондировании подземных горизонтов, после чего чертят вертикальный разрез с указанием удельных сопротивлений разных слоев. К этому методу прибегают, когда требуется установить место для водозабора средней или высокой производительности. Однако он может давать погрешности на участках, находящихся рядом с железнодорожными путями, там, где проложена густая сеть инженерных коммуникаций или залегают железорудные месторождения;

• метод разницы потенциалов, при котором фиксируют естественную разницу потенциалов в отдельных точках. На местонахождение водяного пласта указывают изменение знака и величины разницы потенциалов. Точность метода страдает из-за неровности рельефа;

• метод с использованием гидроуровня, нивелира или барометра-анероида (рис. 5). Первый пригодится, если естественный водоем или функционирующий колодец располагаются неподалеку от того места, которое тестируется. При значительном удалении необходимо применить нивелир или барометр-анероид. Например, с последним необходимо действовать так: измерить давление на уровне земли у построенного колодца (допустим, оно окажется 745,8 мм) и в точке, где предполагается заложить новый колодец (к примеру, оно равно 745,2 мм); определив разность между ними (0,6 мм) и зная, что цена деления прибора 0,1 мм соответствует 1 м по высоте, установим, что шахта нового колодца должна быть на 6 м глубже. Помимо этого, надо иметь в виду, что это верно для горизонтального водоносного пласта, а при наличии уклона придется сделать поправку и на него;

При сооружении колодца следует работать в строительной каске и каждый день проверять прочность веревки и емкостей для грунта, которые могут подвести при подъеме наверх тяжелых предметов. Избежать удара от падающего ведра в ограниченном пространстве шахты невозможно.

• пробное бурение (речь идет не о бурении артезианской скважины, а только о проходке глубиной до 10 м с целью определения состава грунтов и глубины залегания водоносного пласта). Этот метод самый информативный и надежный, хотя и наиболее трудоемкий и затратный. Дело в том, что осуществить его своими силами не удастся, а организация, занимающаяся гидрогеологической разведкой, не будет делать этого бесплатно (для сравнения: две-три пробные скважины обойдутся во столько же, во сколько и обустройства колодца, включая трубы). К этому методу прибегают, когда предполагается заложить высокопроизводительный водозабор, в котором у отдельного частного дома нет нужды, а также в некоторых других случаях.

Вскрытие водоносного пласта, – дело очень непростое, а в песчаном грунте особенно. В такой ситуации не следует значительно углубляться в водоносный горизонт, поскольку есть риск размывания основания шахты и даже обрушения ее стенок.

Среди новейших гидрогеологических методов надо назвать сейсмическую, нейтронную разведку; аэрометод (посредством фотографирования территории); геоботанический метод (пятна густой зеленой растительности в отдельных местах, несмотря на стоящее сухое лето, или в то время (в конце лета или осенью), когда вокруг трава уже пожухла, укажут на близкие подземные воды); космическую гидрогеологию, в процессе которой могут быть обследованы даже и труднодоступные места.

Рисунок 5. Приборы для определения глубины залегания грунтовых вод: а) гидроуровень; б) нивелир; в) барометр-анероид

Понятно, что передовые методы гидрогеоразведки неприменимы в рамках индивидуального участка, однако иметь представление о них необходимо.

Сооружение традиционных колодцев

Ключевой колодец

Итак, колодец представляет собой гидротехническое сооружение, предназначенное для добывания грунтовых вод, в виде вертикального углубления, с укрепленными тем или иным способом стенками, оснащенное специальным механизмом для подъема воды на поверхность.

Определение места, на котором появится колодец, – это хотя и существенная, но все-таки половина дела. Не менее важно правильно решить, какой именно конструкции надо отдать предпочтение. По этому признаку выделяют следующие типы колодцев:

• ключевые (восходящие и нисходящие);

• шахтные;

• трубные;

• буровые, или трубчатые.

Рассмотрим их по порядку.

Выходя на поверхность земли, вода может сталкиваться на своем пути с препятствием – водонепроницаемым пластом. В результате образуется ключ (родник). В зависимости от того, выбрасывается ли вода под напором или просто самотеком сбегает вниз по склону, выделяют восходящие и нисходящие ключи соответственно.

Ключевые колодцы не отличаются большой сложностью (фактически воду не требуется добывать, нужно только грамотно оформить надземную часть источника), не предполагают использования большого количества различных строительных материалов – вполне достаточно иметь под рукой глину и природный камень (лучше плитняк).

Чтобы устроить восходящий ключевой колодец, надо действовать таким образом:

• определиться с местом для колодца, расчистить его и углубить;

• выполнить оголовок (надземную часть колодца), для чего установить на углубление подходящий предмет в качестве резервуара, например бетонное кольцо или сруб, сделанный из бревен или бруса, и даже обычный деревянный ящик или бочку без дна.

• Обустраивая восходящий ключевой колодец, надо иметь в виду следующее: резервуар необходимо заглубить настолько, чтобы уровень, которого может достигнуть вода, был ниже края сруба (кольца и др.). Высота самого резервуара не регламентируется – он может быть гораздо выше ожидаемого подъема воды. Однако в этом случае потребуется устроить сливное отверстие, выше которого вода не должна подниматься, и установить лоток, по которому вода будет стекать в подставленную тару. Такая предусмотрительность позволит не только не загрязнять воду посудой, но и предотвратит риск того, что источник иссякнет. Дело в том, что постепенно под влиянием собственной массы и давления вода может промыть выход на поверхность в другом месте и сливать туда излишек или вообще уйти из резервуара;

• укрепить стенки углубления, выложив их кирпичом или природным камнем;

• насыпать на дно колодца десяти– или пятнадцатисантиметровый слой щебня, гравия или промытого крупнозернистого речного песка в качестве фильтра;

• заделать зазоры между стенками ящика (сруба и пр.) мятой жирной глиной, слой которой должен составлять 15–20 см. Во избежание ее размывания поверх выложить плитняк или засыпать щебнем;

• накрыть резервуар крышкой, чтобы защитить колодец от попадания мусора, насекомых и т. п.;

• устроить вокруг колодца отмостку, чтобы поверхностные дождевые или талые воды не проникали внутрь. Перед тем как положить кирпич, бетон, асфальт или иное, надо выполнить глиняный замок. Для этого используют мятую жирную глину, которую выкладывают толстым слоем и уплотняют;

• выкопать канавку для отведения выливающейся воды как можно дальше от колодца. Ее также следует выложить мятой глиной (чтобы не перенасыщать окружающий грунт водой) и каким-либо прочным покрытием;

• окружить колодец ограждением, отступив от него на 3–4 м. Это защитит его от случайного повреждения (животными, транспортом и пр.).

• Устройство нисходящего ключевого колодца несколько отличается от описанного выше, хотя часть действий совпадает:

• находят источник, расчищают, разравнивают площадку (примерно 1 м²) и углубляют его;

• подбирают резервуар (для устройства нисходящего ключевого колодца резервуар обязательно должен иметь дно – деревянное, каменное, кирпичное или бетонное);

• разделяют резервуар на 2 части посредством перегородки, выполненной из любого материала. Это делается с целью очистки воды от примеси песка, глины и иного, что неизбежно появляется в источнике такого типа. Перегородку устанавливают поперек тока воды, которая через отверстия в боковой стенке поступает в приемное отделение, где отстаивается и переливается через перегородку во вторую часть резервуара, из которого через сливное отверстие выливается;

• обеспечивают колодец крышкой;

• устраивают отмостку и водоотводную канаву;

• огораживают колодец.

Для сооружения колодца надо правильно выбрать сезон. Весна, когда тает снег и наблюдается паводок, – время, наиболее неблагоприятное для этой работы. Самый низкий уровень стояния водоносных горизонтов наблюдается летом и осенью. Вот тогда и надо копать колодец.

Помимо такого достаточно примитивного способа забора подземных вод в виде неглубокого колодца, можно устроить особое сооружение, которое называется каптажной камерой. Конструктивно она в большей степени напоминает шахтный колодец (отличие состоит в том, что каптаж перекрывают сверху, оборудуют переливным трубопроводом и расходной трубой, по которой вода поступает к потребителю самотеком или с помощью насоса) и строится из железобетонных колец, устанавливаемых либо в котловане, либо монтируемых опускным способом, если водоносный пласт залегает глубоко от поверхности земли.

Прежде чем приступить непосредственно к возведению каптажа для восходящего ключа, необходимо удалить грунт, чтобы обнажить коренную породу – водоупорную кровлю, через которую пробивается восходящий ключ. Если основанием для него является скальная порода, то можно обойтись и без фильтра. В остальных случаях, когда сквозь рыхлые породы вода выбрасывается с примесью песка, следует засыпать расчищенную площадку смесью гравия (щебня) с песком (слой – 20–30 см), которая будет служить обратным фильтром.

Далее надо установить железобетонные кольца, замазав стыки между ними и периметр нижнего кольца в зоне его контакта с грунтом мятой жирной глиной. Когда кольца займут свое место, на высоте примерно 1–1,5 м от дна (в каждом конкретном случае этот параметр бывает разным, поскольку зависит от расчетного дебита каптажа – количества кубических метров воды, поступившей в течение 1 ч) проделывают сливное отверстие для стекания излишка воды.

Поверх колец надо положить железобетонную плиту, частично перекрыв отверстие – оставшегося места должно быть достаточно для того, чтобы человек мог спуститься вниз. Надземную часть каптажной камеры обкладывают кирпичом в виде усеченного конуса высотой не менее 80 см, в верхней части которого оформляется люк. При выполнении кирпичной кладки надо вставить чугунные скобы, которые в дальнейшем будут играть роль лестницы для спуска.

Из камеры на высоту, как минимум, 2 м выводят вентиляционный стояк. Его закрывают мелкоячеистой сеткой и устанавливают колпак – первая защитит колодец от проникновения насекомых, второй – от атмосферных осадков.

По периметру каптажной камеры следует выполнить сначала глиняный замок, потом песчаную подушку (ее следует тщательно утрамбовать), по ней уложить бетонную (асфальтовую) отмостку. Кроме того, необходимо отрыть водоотводную канаву и гидроизолировать ее тем же способом, т. е. глиняным замком и бетонным покрытием.

Рисунок 6. Устройство каптажной камеры для ключа восходящего типа (размеры указаны в миллиметрах): 1) железобетонная плита; 2) глиняный замок; 3) скобы; 4) кирпичная кладка; 5) вентиляционный стояк; 6) переливная труба; 7) водозаборная труба; 8) вентиль; 9) фильтрующий элемент; 10) песчано-гравийный фильтр; 11) железобетонное кольцо; 12) сливная воронка; 13) водоносный горизонт; 14) водоотводная канава; 15) резервуар; 16) отмостка; 17) песчаная подушка

Для создания деревянного околотка подходят дуб, граб, лиственница. Их древесина долго сохраняется в условиях повышенной влажности, не покрывается слизью и придает воде хороший привкус.

Для забора воды из каптажной камеры в нее вставляют трубу, вмонтировав ее в 50 см от поверхности песчано-гравийного фильтра. И сливная, и водозаборная трубы должны отстоять от стенок камеры не менее чем на 1 м, а заканчиваться они должны водоотводящим лотком. После всех работ останется только внутренний конец водозаборной трубы оснастить фильтром с отверстиями 0,2 мм и краном, а наружный – краном, крючком для ведра и скамейкой под него.

Каптажная камера для нисходящего ключа конструктивно не отличается от описанной, за исключением одного момента: вода в нее будет поступать не со стороны дна, а через боковую стенку (нисходящие ключи, как правило, располагаются на склонах возвышенностей, оврагов и иного, поэтому камеру врезают в открытую поверхность водоносного горизонта). Поэтому фильтрующий слой из гравия толщиной 20 см надо будет разместить между водоносным пластом и стенкой каптажа. В последней предварительно проделывают отверстия для стека воды. Дно камеры покрывают глиняным замком, чтобы не допустить просачивания и потери воды. Поскольку вода из нисходящего родника содержит частицы глины, песок, то внутри камеру разделяют перегородкой на 2 части. Жидкость, поступившая в камеру со стороны водоносного горизонта, будет отстаиваться в первой секции, потом, перелившись через стенку, поступит во вторую секцию, из которой и будет осуществляться водозабор. Случается, что вода из ключа поступает широким фронтом. Чтобы обеспечить поступление ее в общий водосборник, дополнительно камеру оборудуют открылками, или барражными стенками (так называются улавливающие стенки, устроенные из глинистого грунта) с фильтрующими призмами, которые обеспечивают свободный отвод воды внутрь каптажа.

По завершении работ по сооружению каптажной камеры вокруг нее строят павильон и огораживают. Камеру регулярно проверяют, при необходимости очищают и ремонтируют.

Описанные действия наглядно показаны на рисунке 7.

Рисунок 7. Устройство каптажной камеры для ключа нисходящего типа (размеры указаны в миллиметрах): 1) водоотводная канава; 2) глиняный замок; 3) перекрытие; 4) дренажная стенка; 5) водоносный пласт; 6) гравийный фильтр; 7) основание; 8) водозаборная труба; 9) переливная труба; 10) барражные стенки

Шахтный колодец

Свое название шахтный колодец получил потому, что для его устройства необходимо выкопать шахту. Как правило, такой конструкции отдают предпочтение, когда водоносный горизонт залегает не слишком глубоко – в 10–20 м от поверхности земли. Прежде чем мы поговорим, о способах, которыми можно это сделать, необходимо узнать, из каких частей состоит шахтный колодец (рис. 8). (Однако предварительно заметим, что традиционно шахтный колодец был деревянным, при этом выполняли сруб, имеющий квадратную или прямоугольную форму. С появлением новых материалов (кирпича, бетона) шахтный колодец стали сооружать круглой формы – в виде трубы, поэтому такие колодцы получили название трубных. В связи с этим строительство последних мы будем рассматривать отдельно, хотя в принципе это тоже шахтные колодцы.)

Верхняя часть колодца, которая возвышается над землей на 600–800 мм, – это оголовок. Его функция – защищать колодец от попадания внутрь посторонних предметов, насекомых, атмосферных осадков и зимнего обледенения.

Рисунок 8. Устройство шахтного колодца: 1) донный фильтр; 2) сруб; 3) глиняный замок; 4) отмостка; 5) крышка; 6) водоносный горизонт; 7) водоупор; 8) зумпф; 9) водоприемник; 10) оголовок

Поэтому сверху на него обязательно устанавливают плотно пригнанную водонепроницаемую крышку, которая должна легко приподниматься, открывая доступ к воде.

Самая длинная вертикальная часть, которая во избежание осыпания отделана каким-либо материалом, называется стволом. Его необходимо сделать максимально герметичным, чтобы не допустить проникновения поверхностных и почвенных вод.

Нижняя часть ствола, в которой накапливается вода, – это водоприемник. Он может иметь различную высоту (от 70 см до 1,2 м) в соответствии с количеством воды, которое требуется в сутки. На дне этой части колодца в отдельных случаях устраивают донный фильтр из гравия (щебня, гальки, шунгита и пр.) и песка (кварцевого или крупнозернистого речного). Чтобы фильтр работал качественно, т. е. предотвращал замутнение воды при ее заборе, его выполняют в два-три слоя, общая же толщина донного покрытия определяется уровнем воды в колодце (на это счет нет однозначной рекомендации). Практика, показывает, что если он составляет 1,5 м и более, то укладывают слой толщиной 10–15 см и более (понятно, что чем толще слой, чем эффективнее идет фильтрация воды), если уровень воды не превышает 70 см, то допускается сделать его тоньше.

Камни после механической обработки в качестве донного фильтра использовать нельзя, поскольку на них может быть масляная пленка, оставшаяся после соприкосновения с дробильным механизмом. Снять ее с поверхности воды практически невозможно.

Как правило, колодезный донный фильтр бывает обратным, т. е. в качестве первого слоя используют песок (или очень мелкую гальку), второго – гравий с зерном среднего размера, третьим слоем идет крупная фракция (в прямом фильтре все наоборот), причем величина элементов каждого последующего слоя должна быть в 5–6 раз больше предыдущего. Благодаря такому устройству взвешенные частицы не попадают в воду и она остается чистой и прозрачной.

Если с устройством донного фильтра все понятно, то надо добавить, что не всегда есть в нем необходимость. Это зависит от того грунта, который вынимали при проходке ствола и который оказывается на дне отрытого колодца. Если колодец сооружен в глиняном грунте и имеет дно из плотной глины, то объективно фильтр не требуется, поскольку глина сама прекрасно фильтрует воду, более того, если колодец наполняется через водяную жилку, то элементы фильтра могут задавить роднички, и вода уйдет из колодца. Если дно колодца будет находиться в зоне рыхлой глины, то слой крупной гальки толщиной 150 мм (главное, чтобы она не перекрыла источник воды) не позволит взвеси загрязнять воду.

Если колодец сооружен в песчаных грунтах, то укладка фильтра на дно обязательна, иначе песок сделает воду непригодной для употребления, а установленный насос очень быстро забьется и выйдет из строя.

При сооружении колодца случается натолкнуться на плывун, характеризующийся интенсивным поступлением воды. В таких случаях принято укладывать на дно колодца деревянный щит, предварительно просверлив в нем отверстия, и присыпать его камнями для предотвращения всплытия. Как правило, для щита применяют дуб или можжевельник, обладающие водостойкостью. В колодцах с малым дебитом вода, особенно первое время, может приобретать специфический цвет, привкус и запах. Избавиться от такой неприятности можно посредством регулярного ее выкачивания. Обычно через 3–6 месяцев подобные колодцы начинают нормально функционировать.

Из современных материалов для донного фильтра специалисты организаций, занимающихся рытьем колодцев, применяют геотекстиль. Это экологически безопасная ткань, изготовленная из полипропиленовых волокон. Такую своеобразную мембрану укладывают или оборачивают ею деревянный щит и прижимают сверху шунгитом.

Однако относительно того, нужен ли вообще донный фильтр, бытуют разные мнения, например есть мастера, которые утверждают, что устройство донного фильтра непрактично и это всего лишь один из приемов, направленных на то, чтобы воздействовать на заказчика, совершенно неискушенного в колодезном деле (сюда же относят хождение по участку с рамками и прочие таинственные манипуляции по определению местонахождения подземного источника); что в действительности камни, песок и щит постепенно покрываются глиняным слоем, толщина которого через год составляет 3–15 см, а через 5 лет доходит до 40 см; что это один из способов повысить стоимость заказа. То, что недобросовестные люди встречаются в том числе и в колодезном ремесле, исключить нельзя. Поэтому следует иметь дело только с профессионалами, имеющими безупречную репутацию, которые не только качественно выполнят работу, но и дадут на нее гарантию. Более того, в случае непредвиденных обстоятельств к ним можно будет обратиться и получить соответствующую помощь.

Шахтные колодцы бывают трех видов:

• несовершенный (неполный), в котором шахта не доходит до водоупорного слоя. В такой колодец вода поступает как через дно, так и через боковые стенки;

• совершенный (полный). В нем шахта опирается на водоупорный слой, и вода поступает исключительно сквозь боковые стенки;

• совершенный с подствольником. Если вода поступает в колодец медленно, то для сбора воды в нижней части водоприемника устраивают дополнительный резервуар – подствольник (зумпф). Чтобы он нормально функционировал, его заглубляют ниже водоносного горизонта. Объем зумпфа можно увеличить за счет придания ему шатровой формы.

Для удовлетворения нужд садового участка в воде обычно сооружают неполный колодец. Однако, если уровень воды в нем не превышает 30–50 см, его следует углубить. В результате неполный колодец может превратиться в полный. Чтобы не возникал застой воды со всеми вытекающими отсюда неприятными последствиями, количество воды в колодце должно примерно совпадать с суточной потребностью в ней. Тогда она будет постоянно обновляться и риск, что вода застоится и протухнет, сведется к нулю.

Итак, рассмотрим, что необходимо сделать, чтобы на участке появился собственный источник воды.

Строительство деревянного колодца предполагает несколько этапов, причем нельзя выделить более или менее важные из них. О каждом надо иметь представление, чтобы не допустить ошибок.

1. Каждый шахтный колодец начинается с выкапывания шахты. То, как быстро пойдет работа и каким будет ее итог, во многом зависит от грунтов, в которых приходится вести земляные работы. Колодезники (так называют мастеров, профессионально занимающихся сооружением колодцев) сталкиваются с такими видами грунтов, как:

• крепкие грунты. Само их наименование говорит об их высокой твердости. Эту группу составляют плотные известняки, граниты, гнейсы, полевые шпаты, кварцы и т. д. Выполнять в них проходку вручную очень трудно и часто вообще невозможно. Требуется специальный инструмент, поскольку обычные лом, топор просто отскакивают от породы, не причиняя ей вреда; необходимо строго соблюдать технику безопасности, чтобы избежать травмирования. Как правило, для таких грунтов рекомендуется бурение скважины, поскольку строительство обычным способом колодца экономически невыгодно;

• средние грунты (песчаник, известковый шпат, плотные сланцы и др.). Копать колодец в них трудно, а если вода прибывает слишком интенсивно, то и нереально;

• слабые грунты (шлаки, галька, гипс, мягкие известняки и др.). При отсутствии напора и слабом притоке воды выкопать колодец в таком грунте можно достаточно легко и быстро;

• мягкие грунты (глина, суглинок). Между частицами, составляющими эти грунты, связь очень слабая, поэтому при строительстве колодца надо действовать аккуратно, чтобы не допустить обвала;

• сыпучие грунты (песок, щебень, галька, гравий и др.). Для них характерны те же особенности, что и для предыдущего вида грунтов. При их проходке необходимо укреплять стенки шахты;

• плывуны. Разрабатывать эти виды грунта очень сложно (устройство колодца в плывунах более обстоятельно будет рассмотрено далее), особенно те, что находятся в межпластовых слоях под большим давлением. При этом приходится прибегать к непрерывному откачиванию воды и установке шпунтованных стенок. (Для таких случаев разработаны специальные технологии замораживания грунта, но в условиях индивидуального участка они неприменимы.)

2. Изготовление и опускание сруба. Колодцы с деревянным срубом можно считать классикой, поскольку в прошлые века они были распространены весьма широко (когда-то в шахты устанавливали колоды с выдолбленной серединой (отсюда и название этого сооружения)).

Тем не менее и в настоящее время их еще можно встретить. Поэтому поговорим о том, как именно идет процесс их устройства. Однако, перед тем как говорить об изготовлении сруба, важно выбрать для него подходящую древесину, так как не каждая порода дерева для этого сгодится. Древесина для колодца должна отвечать следующим требованиям и быть:

• водостойкой;

• прямослойной, т. е. надо взять древесину с прямыми волокнами (в отличие от свилеватой);

• сухой. Утверждение, что пойдет и влажный лес, поскольку он все равно намокнет, несостоятельно. Дело в том, что хорошо высушенная древесина постепенно пропитается влагой, разбухнет и будет играть роль естественного уплотнителя венцов и угловых соединений, т. е. не позволит проникнуть внутрь колодца ни почвенным водам, ни загрязнениям (разумеется, это все относительно, поскольку абсолютной герметичности достичь невозможно, и это относится в том числе и к кирпичу, и к бетону, но стремиться к этому необходимо);

• здоровой, т. е. свободной от вредителей и заболеваний;

• не придающей воде специфического привкуса или запаха.

Если после установки деревянного щита на дно колодца вкус воды испортился, исправить ситуацию может опыт, накопленный за многовековую практику сооружения колодцев. Воду надо посеребрить, т. е. бросить в колодец на время серебряное изделие (половник, ложку и т. п.).

Все это настолько важно потому, что только древесина высокого качества прослужит долго и не потребует скорой замены, что, надо заметить, не так просто выполнить, потребует времени, запаса необходимого материала и средств, если придется привлекать профессионалов.

Итак, для над– и подводной части сруба подходит наиболее прочная древесина – дуб: в первой он прослужит не менее 25 лет, во второй – еще дольше. Однако следует сказать, что первоначально из-за наличия дубильных веществ в древесине первое время вода в колодце будет иметь некоторый привкус. Они же придадут ей и коричневатый цвет. Если воды, поступающие в колодец, не будут проточными, то до исчезновения посторонних качестве ее надо будет регулярно откачивать. В большей степени пригоден мореный дуб, т. е. древесина, заранее проведшая в воде 2–3 года. При этом соли железа, присутствующие в воде, реагируют с дубильными веществами, и последние окисляются. В результаты поры дерева заполняются окисью железа (попросту говоря, ржавчиной) и запечатываются. В итоге мореный дуб приобретает особый черный цвет. Поскольку мореный дуб обрабатывается с большим трудом, то специалисты рекомендуют сначала изготовить сруб, пронумеровать венцы, после чего разобрать его и подержать в воде (лучше в проточной) указанное время.

Нередко для сруба применяют лиственницу, которая в надводной части выдерживает не менее 20 лет, а в подводной – столько же, сколько и дуб. Кроме того, лиственница не изменяет качества воды.

Неплохо себя зарекомендовала сосна, срок службы которой составляет не менее 20 лет как в над-, так и в подводной части. В отличие от предыдущих пород сосна легко обрабатывается, поэтому находит широкое применение для срубов. Однако она должна быть обязательно сухой, чтобы имеющиеся в ней смолистые вещества не испортили вкус воды.

Ольха и вяз по-разному ведут себя в сухой и влажной среде: в первой они выдерживают до 5 лет, во второй – до 20 лет (поэтому часто устраивают комбинированный сруб: нижнюю часть из вяза или ольхи, а верхнюю из сосны, дуба). От их присутствия вкус воды не изменяется.

Береза в подводной части прослужит 10 лет, в надводной потребует замены уже через 5 лет. Еще менее долговечными оказываются верба и липа (последняя может быть использована только в неглубоких колодцах, поскольку здесь будет легче заменить венцы).

Итак, материалом для сруба служат бревна диаметром 220–250 мм, а также пластины, полученные путем распиливания бревен на 2 части толщиной 110–120 мм. Если используются бревна, то их необходимо отесать на один кант, т. е. с одной (внутренней) стороны. Чем лучше обработаны пластины и бревна с внутренней стороны, тем меньше посторонних веществ (пыли, слизи и пр.) на них осядет, тем дольше они прослужат.

Форма сруба может быть разной – квадратной, прямо-, шести– или восьмиугольной. Но, как правило, предпочтение отдают первой и сооружают колодец размером от 700 x 700 до 1500 x 1500 мм, чаще – 1000 x 1000 мм (уточним, что от этого параметра дебит воды не зависит).

Внутреннюю сторону бревен, брусков или пластин для сруба обязательно надо острогать, а не отесать, потому что гладкая поверхность в меньшей степени загрязняется, следовательно, дольше не загнивает и не разрушается.

Выполнить сруб самостоятельно – задача не из простых, особенно в отсутствие соответствующих навыков. При этом необходимо владеть топором и другим плотничьим инструментом, уметь правильно выполнить угловые соединения, которые, как известно, могут иметь остаток или нет. В первом случае такой способ рубки называется «в обло» («в угол», «в чашу») и предполагает припуск 400–500 мм, во втором – «в лапу» с припуском 200–250 мм. Первый способ применяют редко, поскольку для сруба, изготовленного таким образом, требуется больше материала, да и объем земляных работ существенно увеличивается.

Второй способ более технологичен. Его выполняют с коренным шипом или без него (рис. 9), размер которого должен составлять треть от ширины и длины лапы. Место для него – вплотную к внутреннему углу. Параметры шипов: высота – 100 мм, толщина – 30–40 мм, ширина – 50–70 мм.

Рисунок 9. Сопряжение углов сруба: а) «в лапу»; б) «в лапу» с коренным шипом; в) венец

Коренные шипы по углам часто дополняют вставными шипами высотой 100 мм – нагелями – из древесины дуба. Их необходимо вставлять на каждом венце не менее чем по 2–3 штуки, располагая на расстоянии 500 мм один от другого. Для большей надежности их размещают в шахматном порядке, т. е. если на одном бревне (бруске, пластине) ставят два шипа, то на следующем – три.

Коренной шип нередко заменяют косым или в виде «ласточкина хвоста» (рис. 10). Последний наиболее предпочтителен, поскольку не позволяет венцам смещаться относительно друг друга, но в исполнении он гораздо сложнее первых.

Рисунок 10. Разновидности шипов: а) косой; б) «ласточкин хвост»

Чтобы не возникало проблем при опускании сруба в шахту, его выполняют на поверхности, при этом постоянно контролируют его вертикальность с помощью отвеса и горизонтальность посредством строительного уровня и устраняют малейшие дефекты, если они обнаруживаются. Для удобства нижние венцы по мере достижения срубом достаточной высоты удаляют (откладывают в сторону), оставив верхних два или три венца, с которыми продолжают работу. Количество венцов в каждом конкретном случае строго определенное и зависит от глубины колодца, толщины или диаметра составляющих его элементов. Для нижнего венца (еще лучше для первых двух) подбирают бревна большего диаметра или бруски большей толщины (на 50 мм и более), чем для остальных, поскольку на них придется максимум нагрузки. Чтобы венцы легче вспарывали грунт на них либо крепят ножи, изготовленные из угловой стали, либо на нижнем венце делают скос, обивая его для прочности листовой сталью.

Потом каждый венец обозначают соответствующей римской цифрой, чтобы при сборке не ошибиться, после чего венцы разбирают и приступают к рытью шахты глубиной 3–6 м или больше.

3. Оформление надземной части колодца, включая и установку водоприемного механизма. Поскольку это можно сделать разными способами, то о них речь пойдет отдельно, пока только обозначим необходимость этого в качестве этапа при сооружении колодца.

Несмотря на то, что колодцы представляют собой изобретение далеко не вчерашнего дня, способов, которыми это можно сделать, не так уж и много. Рассмотрим их по порядку:

• если речь идет о плотных грунтах, для которых не характерно осыпание стенок, то проще всего воспользоваться открытым способом и выкопать шахту на соответствующую глубину, выровнять дно (при этом есть необходимость откачивать воду насосом или попросту выбирать ее ведром), положить окладной венец и продолжить выполнять сруб, припосаживая бревна деревянным молотком (чтобы поверхность бревен или пластин не сминалась, удары наносят по положенной сверху прокладке), контролируя вертикальность сруба по всем углам и постепенно поднимаясь вверх до поверхности земли. Работу ведут 1–2 человека, и находятся они с внешней стороны сруба;

• если грунт рыхлый, то во избежание обвала стенок шахты их укрепляют деревянными рамами, которые извлекают на поверхность по мере возведения сруба.

При поступлении воды через дно швы между венцами снаружи заполняют мятой жирной глиной, накладывая ее вровень с бревнами. Подняв сруб на 5–6 венцов, устраивают донный фильтр (если в этом есть потребность).

Если вода будет поступать в колодец не только со дна, но и со стороны боковых стенок, то в нижней части сруба делают отверстия, причем их должно быть столько, чтобы по высоте они совпали с уровнем воды в колодце. Естественно, что отверстия не замазывают глиной, а для фильтрации воды промежуток между срубом и стенкой шахты засыпают гравием или щебнем. Слой бокового фильтра должен составлять, как минимум, 200 мм, а по высоте он должен превышать уровень воды на 100 мм.

Такая технология сооружения колодца позволяет выполнить залоги, т. е. удлинить концы отдельных венцов на 300–500 мм. Это можно сделать как в одном венце, так и в двух соседних, что только увеличит прочность сруба. Залоги будут удерживать венцы на одном уровне, не позволяя ни опускаться, ни подниматься. Кроме того, благодаря им можно будет легче заменить подгнившие венцы и вообще выполнить другие ремонтные работы. Интервал, с которым следует размещать залоги, составляет 4–6 венцов.

Устроить залоги можно и в рыхлом грунте, который плохо утрамбовывается, несмотря на все усилия. Чтобы залоги не просели, их укладывают на крупные плоские валуны, бетонные плиты, можно использовать и древесину твердых пород.

При описываемом способе устройства колодца венцы можно устанавливать либо в сборе, либо опускать отдельные его элементы и формировать венец непосредственно на месте. После монтажа каждого венца поверяют, насколько вертикально он встал. Для предотвращения перекосов сруб фиксируют или со стороны внутренних углов, или по боковым сторонам посредством двух длинных досок, которые прибивают к венцам.

После того как несколько венцов (3–5) займут свое место в конструкции, колодезники, как сказано выше, обрабатывают венцы мятой жирной глиной, а далее останется только осуществить обратную засыпку, для чего зазор между срубом и стенкой шахты послойно заваливают глиной и утрамбовывают ее.

При сооружении колодца никто не застрахован от различных непредвиденных ситуаций, например может нарушиться вертикальность сруба. Чтобы устранить такой дефект, а это необходимо сделать обязательно, выбирают один из возможных вариантов:

• подбивают венцы барсиком (деревянным молотком), стараясь их выправить;

• укладывают на венцы толстые доски и пригружают;

• подсыпают грунт под отклонившуюся от вертикали сторону, уплотняют и устанавливают залоги.

В процессе выравнивания венцов они могут сместиться. Чтобы предотвратить такое развитие событий, сруб снаружи фиксируют распорками из бревен или пластин, уперев их по всем сторонам в стенки проходки.

1. Устроить колодец можно опускным способом, при котором сруб наращивают сверху. По мере того как грунт в отрытой яме подкапывают и извлекают на поверхность, сруб под собственной тяжестью садится, т. е. опускается вниз. Такой способ востребован в тех случаях, когда глубину шахты планируется довести до 40 м и более.

Чтобы предупредить трение сруба о стенки шахты, что создаст проблемы в ходе работы, нижний венец делают большего размера, чем остальные. Кроме того, можно использовать опускную раму, которая не только имеет больший, чем у венцов, размер, но и оснащается острым приспособлением (башмаком), благодаря которому грунт легче вскрывается и создается меньше препятствий на пути сруба.

Сруб колодца и бани имеют как общее, поскольку изготавливаются одинаковыми способами, так и различия. Основные состоят в том, что в первом случае нельзя использовать изоляционные материалы, поскольку они быстро загнивают и портят вкус воды, и обрабатывать древесину антисептиками.

2. Если колодец сооружают в сыпучих грунтах, то вместо опускной рамы применяют деревянный ящик без дна со стенками высотой 1000 мм. Для его изготовления подойдут доски толщиной 50 мм, но для очень глубоких колодцев ее надо увеличить до 70–80 мм. Стенки ящика соединяют шипами, боковые стороны дополнительно фиксируют несколькими стальными полосками. Размер ящика совпадает с размером рамы, главное, чтобы между ним и стенкой шахты оставалось немного места, обеспечивающего более легкое скольжение этого приспособления.

Суть опускного способа состоит в том, что сначала выкапывают шахту глубиной 3 м, при этом вынутый грунт складируют не менее чем в 10 метрах от места работ, чтобы исключить давление его на почву и не провоцировать обвала стенок шахты. Далее на выровненное дно устанавливают либо опускную раму, либо первый венец, контролируя при этом их горизонтальность, после чего согласно нумерации укладывают оставшиеся венцы, подбивают деревянным молотком и проверяют вертикальность сруба. Постепенно сруб поднимают и выводят его на 3 венца над поверхностью земли, снаружи тщательно, заподлицо с бревнами замазывают пазы мятой жирной глиной, разравнивают ее поверхность. Поскольку нижние венцы шире остальных и наружу выступают на 50 мм и более, то риск того, что слой глины по мере опускания сруба осыплется, устраняется.

Далее очень важно не допустить смещения венцов и отрыва их друг от друга в процессе опускания сруба. С этой целью его изнутри по углам фиксируют толстыми досками, прибив их к каждому венцу. Кроме того, нельзя исключить того, что верхняя часть сруба не окажется зажатой осыпающимся со стенок шахты грунтом, а нижняя его часть вследствие этого не оторвется. Если это случается, то под нижние венцы подводят стойки, вставляют клинья, освобождают верх сруба от земли, пригружают его и заставляют опуститься на нижние венцы. После удаления груза укрепляют стенки шахты бревнами или досками.

Чтобы снизить трудоемкость работ по контролю сруба, прибегают к опусканию его по направляющим (рис. 11). Для этого к углам с внешней стороны прибивают к каждому венцу толстые доски – направляющие. Для большей надежности прикрепляют средние направляющие (последующие венцы укладывают между ними). Это в совокупности жестко стягивает всю конструкцию. После этого вплотную к направляющим вокруг сруба кладут бревна, а в углы, которые они образуют, вбивают колья диаметром 80–100 мм и фиксируют скобами. По такой раме направляющие вместе со срубом опускаются вниз, не распадаясь и не теряя вертикальности. Понятно, что извлечь направляющие после сооружения колодца не удастся и при необходимости замены венцов придется их выпиливать, что несколько усложнит работу.

Рисунок 11. Монтаж направляющих: 1) угловые; 2) средняя; 3) бревна рамы; 4) колья; 5) скобы

После того как выполнена вся предварительная подготовка, приступают к удалению грунта из-под сруба, причем работы ведутся внутри него и обычно 1 человеком, поскольку в ограниченном пространстве трудно задействовать большее количество. Основное орудие, которым пользуется колодезник, – это совковая лопата с укороченным черенком и ломик (помимо этого, ему потребуются совок или ковшик, ведро, иногда топор).

Удалять грунт необходимо правильно, стараясь не увеличивать промежуток между срубом и стенками шахты, и одновременно на несколько венцов (как правило, на три или четыре). Делают это следующим образом:

• в центре сруба выкапывают яму глубиной до 600 мм, собирают грунт в емкость и извлекают на поверхность;

• постепенно продвигаются от середины к венцам, сбрасывая землю в яму, в результате чего сруб оседает под собственным весом, выдавливая из-под себя почву, которая осыпается в подготовленное углубление. Остается только наполнить ею ведра и поднять наверх.

Казалось бы, лучше выбранным из-под венцов грунтом сразу заполнять зазор между срубом и стенками шахты. На делать этого нельзя, чтобы не создавать условий для трения между ними, что только усложнит работу.

Отдельного разговора заслуживает вопрос о том, как лучше извлекать грунт на поверхность земли, тем более что это связано с безопасностью человека, находящегося внизу. В качестве емкости используют бочку, ведро, бадью, которые должны быть настолько прочными, чтобы смогли выдерживать троекратную нагрузку. Деревянные емкости должны быть стянуты металлическими обручами.

Определенные требования предъявляются и к канату (он обязательно должен быть просмоленным, что предотвратит его подгнивание в условиях сырости и обрыв) или тросу. Диаметр первого должен быть 30–45 мм, а второго – 15–20 мм. Для захвата емкостей к канату или тросу прикрепляют стальной крюк диаметром 20 мм, грузоподъемность которого должна составлять не менее 500 кг. Кроме того, он оснащается прочным и надежным хомутом (карабином), который не позволит посуде с грунтом соскользнуть и упасть.

Для извлечения грунта, а потом и поступающей воды необходимо использовать простейшее приспособление – треногу (рис. 12). Ее можно купить или изготовить самостоятельно из трех прочных брусков, заглубив их в землю и стянув вверху. К треноге прикрепляют блок, через который перебрасывают канат или тросик, к одному из концов – ведро или другую емкость.

Рисунок 12. Тренога, оснащенная блоком

Часто встречается описание горизонтального и вертикального ворота, с помощью которых можно доставлять грунт на поверхность, однако профессиональные копатели, как правило, обходятся именно треногой, поскольку ее легко как смонтировать, так и разобрать после применения. Но к устройству горизонтального ворота мы еще вернемся, поскольку он представляет собой одно из приспособлений, позволяющих поднимать не только грунт при рытье шахты, но и воду из уже сооруженного колодца.

Иногда сруб застывает на месте, что возможно в тех случаях, если его заклинивает грунт или если он наталкивается на крупный камень. При возможности убрать камень или отколоть большую его часть так и поступают. Случается, что он может иметь такую величину, что сделать с ним что-либо в условиях тесной шахты нельзя, поэтому работы по сооружению колодца на этом и заканчиваются. При строительстве неглубокого колодца в плотных грунтах сруб, венцы которого наращиваются сверху, можно опускать, предварительно подвесив его на веревках.

Его фиксируют на высоте от 50 см до 1 м, и он не мешает углублять шахту. Чтобы веревки надежно удерживали сруб, их подводят под все углы так, чтобы середина веревки приходилась на угол, а концы прикручивают 2–3 витками к бревенчатой раме, которую монтируют над шахтой. Благодаря трению, возникающему между бревнами и веревками, сруб удерживается на месте. Когда требуется немного опустить его, концы веревок на витках стравливают.

Для безопасности данного способа необходимо правильно подобрать веревку, чтобы она смогла выдерживать большую нагрузку. Для этого надо произвести простой расчет, предварительно испытав веревку на разрыв, чтобы определить силу, при которой этот момент наступает. Допустим, это произошло при нагрузке в 1 т. Далее надо уменьшить эту силу вдвое, введя коэффициент запаса прочности 0,5, и умножить на 8 – по количеству концов, т. е. 8 x 0,5 x 1 = 4 т. Таким образом, максимальная масса сруба не должна превышать 4 т.

К опускному способу устройства колодца прибегают и в тех случаях, когда приходится строить его в бедных водоносных пластах. Чтобы иметь запас воды, нижнюю часть сруба выполняют в виде шатра (зумпфа), который должен быть шире верхней части сруба на 500–800 мм (это дает определенное преимущество – сруб беспрепятственно опускается вниз). Шатер делают высотой до 2,5 м, что значительно облегчает ремонтные работы, когда возникает такая необходимость. Работы же ведут следующим образом:

• выкапывают шахту глубиной до 3 м;

• выравнивают основание;

• последовательно кладут венцы шатра, подбивая их деревянным молотком. При этом следят, чтобы последний венец лег строго горизонтально;

• приступают к возведению сруба.

Дальнейшие действия не отличаются от уже описанных выше. Поскольку между шатром и стенками шахты возникает большой промежуток, то для предупреждения осыпания грунта стенки укрепляют деревянными щитами и устанавливают распорки.

В случаях поступления воды из стен внутри шатра сооружают малый шатер, отступив от стен первого на 200–300 мм. Все элементы малого шатра заготавливают на поверхности, потом опускают в шахту и собирают непосредственно на месте установки. Образовавшийся зазор между стенками большого и малого шатров по мере возведения последнего заполняют гравием (щебнем, крупнозернистым песком) на высоту 1–1,5 м. Малый шатер должен возвышаться над уровнем воды на 200–300 мм или может доходить до нижнего венца сруба, становясь его продолжением.

Есть еще один способ устройства колодца, без представления которого не будет полной картины, хотя чаще всего от него отказываются в пользу вышеописанных технологий, что связано с тем, что подведение венцов сруба снизу – способ наиболее трудоемкий и малопроизводительный и по этой причине мало распространенный. Дело в том, что при его осуществлении, помимо того, что необходимо подкапывать грунт под срубом, требуется подкладывать под сруб бревна; подводить под венцы стойки и путем рычагов и клиньев прижимать их к верхнему венцу, а после извлечения грунта повторять эти операции вновь. После монтажа 3–5 венцов устанавливают залоги, к ним прибивают венцы, и так повторяют до тех пор, пока весь сруб не будет закончен. Нижние венцы кладут без залогов, а самый последний помещают на подкладки и с помощью дубовых клиньев фиксируют так, чтобы максимально плотно прижать последний венец к срубу. При этом в тесном пространстве шахты одновременно работают 2 человека.

Если необходимо миновать водоносный пласт с некачественной водой, его изолируют с применением шпунтованных стенок. Их забивают в грунт, отступив от сруба, а пространство между ними герметизируют глиняным замком.

При строительстве колодцев нередко сталкиваются с плывунами, с которыми необходимо уметь справляться, хотя следует признать, что это совсем не просто и трудоемко. Технология состоит в следующем:

• подготавливают сруб;

• выполняют проходку;

• спускают сруб до самых плывунов;

• устанавливают залоги из двух бревен;

• отделяют сруб от плывуна стенкой, монтируя ее с внутренней стороны колодца. Для стенки подбирают сухие шпунтованные доски (на одной кромке выбирается паз, а на другой – гребень) длиной 1,5–2 м и толщиной 50–60 мм. Доски непременно должны быть сухими, чтобы при контакте с водой они пропитались влагой, разбухли и стали водонепроницаемыми. Кроме того, их необходимо плотно подогнать друг к другу и к стенкам сруба, для чего используют распорные рамы. Чтобы шпунтованные стенки легче погружались в грунт, нижние концы заостряют. Их забивают в грунт, ударяя по прокладкам, положенным сверху, чтобы не деформировать торцы;

• монтируют шпунтованные стенки;

• продолжают выбирать грунт обычным способом и опускать сруб (однако его роль могут играть и стенки), размер которого несколько уменьшается.

При рытье колодца средства эвакуации (лестницу, веревку, на которую навязаны узлы, страховочный трос и т. п.) обязательно должны находиться в шахте в течение всего периода работ, чтобы в любую минуту можно было оказать необходимую помощь.

При поступлении воды со дна колодца, там устанавливают ящик, заранее просверлив в нем отверстия. В него засыпают составляющие обратного фильтра. Если вода наполняет колодец через боковые стенки, то в них проделывают отверстия или окна и дополняют фильтром, например гравийным.

Как и маловодоносных грунтах, в плывунах можно выполнить шатер, который легко опускается, так как на него намывается грунт. Это утяжеляет конструкцию и не только способствует ее продвижению вниз, но и надежно удерживает в таких подвижных грунтах, как плывуны. Есть и еще один плюс: в подобных грунтах вода всегда проточная, поэтому для сруба можно использовать дуб, не боясь, что древесина испортит вкус воды.

Прежде чем мы обратимся к устройству колодцев других видов, необходимо уделить внимание технике безопасности, которая актуальна во всех случаях независимо от сооружаемых конструкций.

1. Первое, что надо сделать после того, как определено место для колодца, – это оградить территорию предполагаемого строительства.

2. Очистить от посторонних предметов примерно на 2–3 м вокруг устья шахты, чтобы в нее не могло ничто упасть.

3. Проверить прочность веревок, канатов, тросиков, а также емкостей, которыми надо будет поднимать грунт на поверхность, и приспособлений для этого, причем этим надо заниматься ежедневно перед началом работ.

4. Надежно прикрепить к емкости канат, а второй канат (страховочный) появится, если глубина проходки составит более 6 м.

5. Перед спуском в шахту следует проверять наличие в ней вредных газов, поступающих из грунта. Это можно сделать, опустив в нее свечу или керосиновую лампу. Колебания пламени, угасание, изменение цвета и другие даже малейшие признаки должны насторожить. Для устранения скопившегося газа можно прибегнуть к разным способам, как старинным, так и современным:

• взять пустую деревянную бадью, накрыть плотной тканью, опускать ее в течение 15–20 мин в шахту, а после подъема открывать, чтобы скопившийся в ней газ вышел наружу;

• привязать к веревке связку соломы (ее диаметр должен совпадать с диаметром проходки) и, многократно опуская и поднимая его, проветрить шахту. В заключение надо опустить в ствол зажженную свечу, чтобы остатки газа сгорели;

• установить рядом с шахтой буржуйку, к поддувалу присоединить трубу, опустить второй ее конец в колодец, зажечь печь. Благодаря естественной тяге, которая возникнет, газы будут удаляться. При этом работы могут быть продолжены;

• провентилировать шахту, откачав из нее воздух посредством мощного вентилятора или компрессора, несмотря на то, что в просторной шахте работать удобнее, чем в узкой, нельзя допускать, чтобы за стенками сруба (колец) появлялись объемные пустоты, так как это может спровоцировать подвижку грунта и обвал;

• запрещается опускаться в шахту без строительной каски на голове и не имея страховки и напарника, остающегося на поверхности, который сможет поднять работающего, если тому станет плохо, если прорвется вода и т. д.;

• при возникновении даже незначительного недомогания (если закружилась голова, начали слезиться глаза, появились кашель или зевота, стало трудно дышать и т. д.) надо немедленно сообщить об этом напарнику и покинуть шахту.

В заключение подведем итог, отметив плюсы и минусы деревянных колодцев. В числе первых назовем доступность материала и невысокую стоимость проекта. Среди вторых следующее:

• при самостоятельном сооружении колодца надо владеть ремеслом плотника, хотя назвать это минусом можно с большой натяжкой;

• срок службы деревянного колодца по сравнению с кирпичным или бетонным намного короче;

• со временем придется заменять подгнившие венцы, что достаточно трудоемко.

Трубный колодец

Материалом для трубных колодцев служат:

• кирпич. К выбору кирпича необходимо подойти очень ответственно, поскольку не каждый сорт пригоден для строительства колодца. В первую очередь не следует применять силикатный кирпич, поскольку он не отличается устойчивостью во влажной среде и поэтому быстро разрушается. В большей степени подойдет красный кирпич, важно только, чтобы он был кондиционным, т. е. соответствовал ГОСТу, не имел внутренних трещин (кстати, именно по этой причине в последнее время часто встречается мнение о непригодности кирпича для обкладывания колодца). Еще лучше себя зарекомендовал пережженный кирпич – железняк, даже если он нестандартный по форме. Как правило, он более плотный, без внутренних дефектов;

• природный камень (бут). Бутовым камнем называют куски известняка или песчаника. Бут бывает рваным и постелистым. Он может иметь разную форму, но оптимально отесывать его, придавая внутренней стороне вогнутую конфигурацию. Главное – подобрать материал, свободный от каких-либо пороков, в частности трещин, включений, расслоений и т. п. Это легко проверить – достаточно ударить по камню молотком: если издаваемый при этом звук чистый и если камень не распался на фрагменты, то его можно смело использовать. Для удобства не следует брать природный камень весом более 50 кг, поскольку его будет трудно не только поднять, но и обработать соответствующим образом. Крупные камни раскалывают на более мелкие и перед применением обязательно очищают от пыли;

• бетон (монолитный или в виде колец), представляющий собой искусственный камень, в состав которого входят портландцемент, вода и заполнители (песок, гравий или щебень).

• Для придания стенкам колодца необходимой прочности каменные материалы (бут, кирпич, бетон) укладывают на раствор, для которого требуются:

• песок. Более всего подходит чистый речной песок (при наличии примесей, например глины, качество раствора и, следовательно, кладки существенно снижается);

• гравий. Это мелкие камешки, разные по форме, поэтому различают гравий игловатый, яйце– и щебневидный, малоокатанный и др. Гравий неодинаков и по размеру зерен, величина которых колеблется от 5–20 мм (мелкий) и 20–40 мм (средний) до 40–80 мм (крупный);

• щебень. Это камни, полученные в результате дробления горных пород, кирпича и др. По размеру он схож с гравием. Как и песок, щебень и гравий перед закладкой в раствор должны быть промыты;

• портландцемент. Для сооружения колодцев применяют цемент М400, 500, 550, 600. Из него готовят цементный раствор, необходимый как для кладки, так и для оштукатуривания стенок колодца. Поэтому важно правильно приготовить смесь. Сначала смешивают сухие компоненты (цемент и песок) в соответствующих пропорциях; потом полученную массу затворяют водой, тщательно перелопачивают, добиваясь того, чтобы раствор стал однородным; используют по назначению. При этом важно помнить, что раствор должен быть израсходован в течение 45–60 мин, поэтому не следует готовить сразу весь необходимый объем. Применяемые цементные растворы в зависимости от вида работы имеют разный состав. Компоненты для раствора измеряют в объемных частях, например состав для оштукатуривания содержит цемент и песок, взятые в пропорции 1: 1 или 1: 2, т. е. на 1 часть цемента приходится 1 или 2 части песка; для кладки – 1: 5. Прочность раствора определяется маркой цемента и количеством песка, добавленного в состав, а расход – толщиной швов при кладке (заметим, что на каменную кладку в связи с нестандартностью камней, уходит больше раствора, чем на кирпичную) и размером поверхности.

Помимо представленных материалов, при строительстве колодца потребуется и металлический крепеж – анкера (стальные стержни с резьбой на концах или шпильки М16 длиной 3 м; последние наращивают, применяя высокие гайки, которые представляют собой шестигранные прутки длиной 100 мм с резьбой М16, между которыми крепят промежуточные кольца на той высоте, которая требуется), шайбы и гайки к ним; стальные скобы диаметром 15–20 мм (их вставляют в стенки колодца и используют в качестве лестницы, по которой спускаются в ствол колодца при его ремонте или чистке); а также рамы (стальные, деревянные или железобетонные) в виде круглых колец шириной, как минимум, 250 мм с отверстиями под анкера.

Рассмотрим, как происходит сооружение трубных колодцев из разных материалов.

1. Относительно способа, которым сооружают кирпичный колодец, надо сказать следующее: при небольшой глубине его возводят открытым способом, предварительно выкопав шахту; для глубоких колодцев применяют опускной способ. Как правило, они имеют круглую форму и внутренний диаметр 750–1000 мм (это оптимальный размер, поскольку в этом случае расход материалов наименьший).

Для устройства кирпичного колодца потребуются кирпич, круглые рамы (основная, промежуточные и верхняя) диаметром от 1 м и более в зависимости от диаметра колодца. Основную раму выполняют из стали, железобетона или дерева (как самая водонепроницаемая и прочная подойдет дубовая древесина). Она отличается от остальных тем, что имеет диаметр на 50–60 мм больше, и тем, что с наружной стороны по всей поверхности на ней укреплен стальной нож, функция которого состоит в том, чтобы вскрывать грунт при проходке. Эта рама должна быть самой тяжелой и прочной, поэтому ее толщина составляет 80–100 мм, а ширина определяется толщиной кладки, которая может вестись в кирпич или в полтора кирпича, т. е. 250 и 370 мм соответственно.

Материалом для промежуточных и верхней рам, как правило, является дерево. Толщина досок для них равна 80 мм (можно сбивать и несколько досок, главное, чтобы соблюдалась общая толщина), а ширина зависит от толщины кладки, хотя часто раму делают более узкой, чтобы образовывалась канавка, которую потом заполняют раствором.

Чтобы соединить рамы в единую конструкцию, понадобятся анкера или стальные стержни диаметром не менее 15 мм (это особенно важно в тех случаях, когда для устройства колодца практикуют опускной способ (он и будет описан далее) и когда встречаются неустойчивые породы, которые при обвале могут разорвать крепление шахты). На обоих концах они должны иметь резьбу длиной 150 мм. К анкерам или стержням прилагаются гайки и шайбы.

Кроме того, надо в рамах просверлить отверстия диаметром 32 мм, причем в основной и верхней их должно быть по 6, а в промежуточных – по 12. Важно добиться того, чтобы отверстия размещались строго одно под другим. Поэтому нужно прибегнуть к пакетному методу и проделать отверстия одновременно во всех промежуточных рамах и отдельно в основной и верхней, сложив их друг на друга и предварительно разделив на необходимое количество частей (помня школьный курс черчения, это сделать совсем не сложно).

Надо иметь в виду, что свойства раствора зависят от количества в нем цемента: чем его больше, тем более пластичным он становится. Но при этом водопроницаемость его возрастает, расход увеличивается, поэтому и материал обходится дороже.

Завершив подготовку всех деталей, можно переходить к сборке конструкции. Для этого в основную раму вкручивают 6 анкеров, действуя в соответствии с таким алгоритмом:

• до конца резьбы накручивают на анкер гайку;

• нанизывают шайбу;

• вставляют анкер в отверстие;

• повторяют все в обратном порядке, т. е. за шайбой следует гайка, которую туго закручивают.

После того как все 6 анкеров встанут на место, получают жестко связанную конструкцию, которую вполне можно использовать в качестве основания для кладки. Поэтому в отрытую на 3 м шахту, в которой предварительно выровнено дно, опускают основную раму. И после контроля ее горизонтальности (перекос нельзя допустить ни в коем случае, иначе это сделает кирпичную трубу колодца неустойчивой, что повлечет его разрушение) до упора накручивают на анкера гайки, затем надевают шайбы, устанавливают промежуточную раму, продев анкера в ее отверстия, надевают шайбы и туго затягивают гайки, чтобы получить устойчивую, строго вертикальную конструкцию (рис. 13).

Рисунок 13. Каркас из основной и промежуточной рам и анкеров

Перед тем как приступить к кирпичной кладке, следует позаботиться об устойчивости установленных рам. С этой целью с двух противоположных сторон их фиксируют бревнами или досками, уперев одним концом в металлическую конструкцию, а другим в стенку шахты.

После предварительной подготовки на основную раму накладывают цементно-песчаный раствор (1: 3 или 1: 4), разравнивают, доводя слой до толщины 10 мм и кладут первый ряд кирпичей (чтобы кирпич не впитывал влагу из раствора, его смачивают водой). Есть возможность повысить герметичность швов, добавив в цементно-песчаный раствор жидкое стекло (1: 10).

Инструмент каменщика прост – это лопатка для накладывания раствора; кельма, которой разравнивают раствор, удаляют выступивший его излишек и припосаживают каждый кирпич, выравнивая ряд; молоток-кирочка, с помощью которого вырубают в кирпиче выемки, делят его на части, если это предусмотрено кладкой; отвес и уровень для контроля вертикальности и горизонтальности кладки соответственно.

Первый и второй ряд кладут тычками.

Так как кладку выполняют по кругу, то с наружной стороны между кирпичами образуется промежуток, который заполняют кирпичным боем и раствором. Второй ряд можно вести тычками или чередовать тычки и ложки. Главное – соблюдать перевязку швов. Для придания кладке абсолютно круглой формы, желательно изготовить кольцо-шаблон. Его собирают из двух половин, к которым прибивают стальные хомуты, а в последние вставляют клинья, которые удерживают кольцо. Кроме того, необходимо, чтобы кольцо держалось и приходилось на середину кирпича. Мастера для этого используют крючки, цепляя их за металлические стержни (эта небольшая хитрость поможет не испортить форму колодца даже начинающим каменщикам). Выполнив один ряд, шаблон поднимают и устанавливают в следующем.

Когда кладка доходит до анкеров, для них вырубают желоба и образовавшееся пространство заливают раствором. Кроме того, необходимо дополнительно обеспечить прочность кладки, для чего через каждые 3–5 рядов кладку армируют, т. е. отступив от краев по 30–50 мм, прокладывают по 2 ряда проволоки диаметром 2–5 мм.

Если вода будет проникать в водоприемник через боковые стенки колодца, то на высоте 1–1,5 м кирпичной кладки необходимо предусмотреть несколько окон размером 500 x 200 мм, в которые потом будут вставлены фильтры из пористого бетона. Чтобы не ослаблять кладку, их надо располагать, сдвигая относительно друг друга.

Постепенно кладка поднимается, ее останавливают, не дойдя до промежуточной рамы примерно 50 мм. Прежде чем продолжить работу, необходимо вставить в нее еще 6 анкеров, под которые отверстия уже имеются, тем же способом, который был описан ранее. После проверки вертикальности и горизонтальности каркаса зазор между кладкой и промежуточной рамой заполняют раствором, добавив в него заполнитель – щебень или гравий. При этом важно уплотнить раствор настолько, чтобы внутри него не оставалось воздушных карманов (пустот). Раствора должно быть достаточно для того, чтобы рама плотно села на него, сжав кладку. Допускается открутить верхние гайки на анкерах, приподнять раму, равномерно распределить раствор, опустить раму и жестко затянуть гайки. После этого устанавливают промежуточную раму. Поскольку концы анкеров с гайками и шайбами возвышаются над рамой, под них в кирпичах вырубают гнезда и продолжают кладку.

Выполняя кладку таким образом, доходят до последнего ряда под верхним кольцом. Его также следует плотно посадить на раствор и закрутить гайки. При оформлении оголовка колодца к верхнему кольцу прикрепляют крышку.

Еще на стадии выкладывания кирпичных стенок колодца следует подумать о том, как осуществлять его ремонт и чистку. Если колодец довольно мелкий, то при необходимости достаточно поставить в него обычную деревянную лестницу. Опуститься таким способом в глубокий трубный колодец не удастся. Для таких случаев еще на стадии сооружения колодца предусматривают закрепление в кладке стальных скоб. Для надежности их заглубляют, как минимум, на 120 мм и размещают вразбежку с расстоянием 200 мм между ними. Чтобы скобы не ржавели, их предварительно покрывают водостойкой краской.

Мы описали кладку кирпичного колодца как единый непрерывный процесс. В действительности после того, как выполнена первая захватка, т. е. стенка между основным и промежуточным кольцом, ее, прежде чем продолжить кладку, оштукатуривают (таким способом отделывают изнутри всю водоприемную часть, чтобы защитить кирпич от разрушения). Методика этого вида работ состоит в следующем:

• разводят цементно-песчаный раствор, который должен напоминать жидкую сметану и наносят на стенки слоем толщиной 5 мм. Такая подготовка называется обрызгом, благодаря которому раствор заполняет все шероховатости кладки, схватывается и становится основанием для следующего слоя, который называется грунтом;

• для грунта используют цементно-песчаный раствор (1: 1 или 1: 2) густой, сметанообразной консистенции. Его наносят слоем толщиной 5 мм или больше (поскольку раствор под собственной тяжестью нередко сползает, его можно наносить и в два приема) и разравнивают полутерком.

Для того чтобы штукатурный слой лег ровно, устраивают маяки из строганых реек толщиной 40–60 мм и высотой в одну захватку (они бывают и горизонтальными, при этом их фиксируют по окружности). Маяки надежно закрепляют напротив анкеров на одинаковом расстоянии друг от друга. Этот момент важен, поскольку разравнивание раствора выполняют специальным приспособлением – малкой, которую перемещают между ними, и она должна беспрепятственно двигаться в образовавшемся пространстве. У малки предусмотрен вырез для регулирования толщины штукатурки.

Штукатурный раствор заводят в металлическом ящике (якоре) или в другой емкости. При этом его должно быть столько, чтобы можно было израсходовать за час. Если держать его 2–3 ч, то раствор потеряет половину своей прочности.

Нанеся и разровняв раствор, малку помещают на полосу между маяками и тянут вверх, удаляя излишек раствора и сбрасывая его в ящик. При обнаружении каких-либо дефектов, например углублений, накладывают дополнительную порцию раствора и опять манипулируют малкой. Как только она перестает снимать раствор, оштукатуренную поверхность разглаживают кельмой и переходят к следующей полосе. Когда работа над ней заканчивается, между полосами убирают маяк и замазывают раствором открывшуюся канавку. Это надо делать тщательно, чтобы стыка не оставалось. Действуя таким образом, оштукатуривают всю поверхность, сохраняя свободным от раствора только промежуточное кольцо. Если потребуется и его покрыть штукатуркой, то для прочности в кольцо вбивают гвозди с шагом 50–70 мм, наматывают на них проволоку и наносят раствор, помня, что гвозди должны быть погружены в него не менее чем на 10 мм, иначе они заржавеют.

Закончив оштукатуривать промежуток между основной и промежуточной рамами, начинают вынимать грунт, действуя по описанной выше методике. При этом периодически контролируют вертикальность всей конструкции. Опустив кладку на 1–1,5 м, выкладывают кирпичом следующую захватку и т. д. Так постепенно колодец погружают на нужную глубину, оформляют оголовок, оштукатуривают и наносят на верхнюю поверхность штукатурный раствор слоем примерно 20 мм. Для большей прочности его можно армировать.

Когда колодец доходит до водоносного горизонта, устанавливают, откуда будет поступать вода. Если через стенки, то в заранее подготовленные окна вставляют фильтры. Если вода будет заполнять колодец со стороны дна, эти отверстия за ненадобностью закладывают и покрывают слоем штукатурки, предварительно откачав воду. До того как поступит новая порция, раствор успеет схватиться, а необходимую твердость приобретет за 28 дней.

Для предупреждения дальнейшего погружения кирпичной трубы в грунт под нож основного кольца подводят бетонные плиты, плоские валуны и пр. Опоры должны выступать за внешнюю стенку рамы примерно на 200–500 мм.

После этого приступают к обустройству дна колодца. Его очищают и укладывают обратный донный фильтр.

Так как при сооружении кирпичного колодца работы осуществляются опускным способом, то внутри необходимо установить подмости, с которых будет удобно вести кладку и оштукатуривать поверхность.

2. Как и кирпичный, колодец из природного камня отличается долговечностью, соответствует санитарно-техническим нормам и способен защитить воду от загрязнений. Более того, методика его сооружения не отличается от только что описанной, с той разницей, что камни, будучи нестандартными по форме и размеру, необходимо подбирать, подгонять, придавая им нужную величину и конфигурацию, причем не следует стремиться сделать это одним-двумя ударами молотка.

Перед началом работы камни сортируют по размеру, выполняют кладку насухо и, только подобрав оптимальную последовательность, сажают материал на раствор. В процессе кладки чередуют мелкие и крупные камни, помня, однако, о перевязке швов.

Для увеличения прочности кладки ее желательно армировать, причем лучше через 100–200 мм по высоте кладки, т. е. чаще, чем в кирпичной. Кроме того, надо быть готовым к тому, что раствора для кладки и оштукатуривания потребуется больше, поскольку придется утолщать швы, чтобы скрыть неровность камней, ведь и снаружи, и изнутри стенки должны быть ровными, иначе при опускании выступающие камни будут препятствовать процессу. Это может даже разрушить кладку.

3. Есть разные способы сооружения на участке колодца из бетона. Назовем два основных – из монолитного бетона и из сборного бетона (из колец и пластин). Известно, что бетон хорошо работает на сжатие и плохо на растяжение, поэтому его армируют, чтобы металл взял на себя растягивающие нагрузки, если предполагается, что конструкция будет их испытывать. Материал, полученный таким способом, называется железобетоном. Для армирования используют особую арматурную сталь, имеющую рифленую поверхность (хотя подойдет и полосовая сталь, и стальные прутки, и даже проволока, главное, чтобы материал не был покрыт ржавчиной, но ее можно и нужно удалить перед применением). Чтобы при растягивающих нагрузках конструкция из бетона и металла вела себя как единое целое, арматура не должна сдвигаться. С этой целью ее сваривают или связывают.

Чтобы шаблон не заклинивало в кладке и не возникало проблем с его извлечением, между ними надо оставлять зазор 5–10 мм. Иначе при перестановке шаблона придется прилагать усилия, что может нарушить кладку.

Говоря о монолитном колодце, нельзя оставить без внимания приготовление бетона. Для колодцев применяют бетонную смесь, составленную из цемента (марки не менее М400, лучше выше), песка и гравия (щебня), взятых в пропорции 1: 2: 3 или 1: 2,5: 4. Имеет значение и водоцементное отношение (отношение массы воды к массе цемента), которое равно 0,5–0,7, и не более, поскольку при увеличении воды в смеси она хотя и становится более подвижной и удобной в использовании, поскольку легко заливается в форму, но прочность бетона при этом страдает.

Последнее замечание касается того, каким образом осуществлять заливку бетона. Во избежание появления пустот опалубку заполняют бетоном послойно (по 100–150 мм) и после этого штыкуют и тщательно уплотняют (применение вибратора значительно облегчает дело). Образование на поверхности цементного молока есть сигнал качественно проделанной работы. После этого можно выполнять следующий слой. Когда заливка первого фрагмента заканчивается, его оставляют, как минимум, на 12 ч для отвердения, после чего снимают опалубку и переставляют ее на новое место, причем она должна захватывать уже отлитую стенку на 50–70 мм.

После того как монолитный колодец закончен, он должен набрать прочность (напомним, что на это требуется 28 суток), но в течение первой недели его надо защищать от пересыхания (если колодец строят летом) или подмерзания (если работы ведут осенью), засыпая влажными или сухими опилками соответственно.

Несомненным преимуществом бетонного колодца, независимо от того, какого типа конструкция применяется, является то, что он соответствует принятым санитарно-гигиеническим нормам. Имеют значение и прочность, и долговечность такого сооружения. Кроме достоинств, есть и недостатки, но о них далее.

Рассмотрим, как можно построить монолитный железобетонный колодец. Главным достоинством такой конструкции является отсутствие стыков и, следовательно, швов, т. е. монолитный колодец представляет собой сплошной железобетонный ствол, который прослужит не один десяток лет и сможет защитить воду от проникновения в нее поверхностных вод и пр. При небольшой глубине колодца прибегают к открытому способу его строительства, при котором в отрытом на всю глубину котловане, устанавливают опалубку и заливают ее бетонной смесью (одновременно потребуется осуществлять откачку поступающей воды, чтобы дать возможность бетонной смеси первого фрагмента схватиться), после чего перемещают опалубку выше и повторяют предыдущую операцию.

При значительной глубине рационально применять опускной способ. Однако в этом случае есть два метода, которыми можно это сделать.

Первый состоит в том, что стенки шахты бетонируют частями, а весь процесс предполагает следующее:

• изготовление деревянной опалубки. Если есть возможность, то для этой цели надо взять подходящего размера деревянную бочку, имеющую форму усеченного конуса. Необходимость именно конической формы диктуется тем, что опалубку после того, как затвердеет бетон, придется извлекать, и желательно, чтобы это происходило легко. А сделать это можно в том случае, если противоположные стенки можно будет наклонять, перемещать, как только крепеж будет снят. Кроме того, важно, чтобы размер бочки был таким, чтобы не возникало сложностей с ведением земляных работ внутри нее и с удалением грунта. Итак, подобрав бочку, отвечающую всем требованиям, изнутри ее обивают двумя ремнями (вверху и внизу), после чего снимают обручи. В результате таких манипуляций получают опалубку, которая, как гармошка, может сворачиваться и разворачиваться. Чтобы удерживать ее в развернутом виде, внутри прикрепляют два крючка;

• рытье шахты. В месте предполагаемого сооружения колодца выкапывают яму со следующими параметрами: диаметр – на 150–200 мм больше диаметра бочки в самом широком месте; глубина – на 50–100 мм меньше высоты опалубки;

• установка опалубки. Бочку в виде свертка опускают в яму, разворачивают и фиксируют;

• выполнение армирования. Для этого в четырех точках вертикально и слегка заглубляя в грунт устанавливают 4 прутка длиной 1200–1800 мм и диаметром 8–12 мм, к которым с шагом 100–150 мм привязывают горизонтальные прутки диаметром 6–10 мм. До стенок проходки они не должны доходить примерно на 20–25 мм. Для фиксации арматуры используют стальную проволоку диаметром 2,5–3 мм. Ее же применяют и при наращивании вертикальных прутков, которые накладывают один на другой примерно на 200–250 мм и скручивают или сваривают;

• осуществление бетонирования. Пространство между опалубкой и стенками шахты заливают бетоном и оставляют до отвердения;

• извлечение опалубки;

• выкапывание ямы второго уровня внутри первого фрагмента, установка опалубки, заполнение пространства между ней и стенками шахты бетоном. Так действуют до тех пор, пока колодец не достигнет нужной глубины;

• завершение работы. Когда колодец выведен на расчетную глубину, выполняют донный фильтр и оформляют оголовок (рис. 14).

Плюсами описанной технологии сооружения колодца являются экономия материалов и сил; использование минимума инструментов и тем более отсутствие необходимости привлекать тяжелую технику; безопасность, поскольку получаемая таким способом конструкция устойчива и монолитна. Кроме того, не требуется вставлять в стенки скобы, так как образовавшиеся уступы будут служить отличными ступенями. Из минусов следует упомянуть определенную растянутость во времени, поскольку надо дожидаться, пока бетон отвердеет. Однако при самостоятельном сооружении колодца для собственных нужд это вряд ли имеет особое значение.

Рисунок 14. Устройство монолитного колодца (вариант 1): а) опалубка: 1 – ремни; 2 – сегменты; б) бетонирование первого уровня колодца; 1 – вертикальная арматура; 2 – горизонтальная арматура; 3 – бетон; в) бетонирование второго уровня колодца: 1 – скрутка или сварка наращиваемой арматуры

Второй способ заключается в том, что бетонные фрагменты наращивают вверху, а нижняя кромка готового кольца в результате выборки из-под него грунта будет постепенно опускаться по мере углубления колодца. Чтобы облегчить работу, первым можно установить готовое железобетонное кольцо (желательно оснастить его ножом для разрезания грунта), после чего наращивать остальные методом скользящей опалубки.

Сооружая монолитный колодец, совершенно необязательно придавать ему круглую форму. Гораздо проще изготовить квадратную или прямоугольную опалубку, ее легче армировать и заливать бетоном.

Возможен и другой вариант:

• выкапывают котлован глубиной примерно 1,5 м;

• рядом с шахтой на ровной площадке располагают башмак, т. е. железобетонное кольцо диаметром несколько превышающим диаметр будущего колодца;

• на кольце из арматуры сооружают каркас, на который устанавливают внутреннюю и внешнюю опалубку высотой 500–600 мм и диаметром по размеру сооружаемого колодца, причем первая может быть составлена из металлических или деревянных (фанерных) полос шириной не более 250 мм; вторая обязательно должна быть цельной;

• конструкцию заливают подготовленной бетонной смесью и переносят в шахту. При установке опалубки надо фиксировать ее досками или брусками, контролировать ее вертикальность и горизонтальность, вовремя наращивать арматуру;

• когда отлитая стенка достигнет высоты 1,5–2 м и окрепнет в течение 7–10 дней, из-под нее равномерно по периметру выбирают грунт (чтобы отливка легче скользила при движении вниз, копать нужно немного шире нее), пока верхняя кромка конструкции не опустится до уровня земли;

• далее вновь устанавливают опалубку, наращивают арматуру, и процесс бетонирования продолжается.

Действуя опускным методом, постепенно доходят до водоносного пласта, укладывают донный фильтр и оформляют оголовок.

Этот способ отличается теми же достоинствами и недостатками, что и первый.

Сборный колодец сооружают из железобетонных колец. Относительно того, где брать такие кольца, есть разные мнения. Например, нередко советуют изготавливать их самостоятельно. Тем, кто решит попробовать свои силы в этом деле, предназначается следующая информация.

Бетонные кольца могут иметь разную форму: самая простая – кольца без центрирующего замка, которые при монтаже в четырех местах соединяют посредством стальных скоб или пластин, что должно предотвратить их смещение относительно друг друга. Однако, несмотря на то что придется потратить больше материала и времени, лучше сделать кольца с замками, зато монтаж пройдет гораздо проще и быстрее (рис. 15).

Рисунок 15. Колодезные кольца: а) без замка; б) с замком

Высота и диаметр колец могут варьироваться от 700 до 1000 мм и от 800 до 1000 мм соответственно в зависимости от глубины колодца. Колеблется и толщина стенок кольца: если из бетона она составляет 90–120 мм, то из железобетона – 50–90 мм. Различаются кольца и массой, в частности железобетонное кольцо высотой и диаметром 1000 мм весит 380–420 кг, в то время как бетонное кольцо диаметром 1000 мм при высоте 700 мм – 800 кг. Отсюда понятно, что предпочтительнее делать железобетонные кольца, количество которых определяется глубиной колодца (хотя неплохо иметь и одно кольцо про запас). Кроме того, в отсутствие помощников, которые помогли бы с монтажом колодца, высоту колец можно и уменьшить до 350–500 мм.

Материалы, которые потребуются для изготовления колец (цемент, песок, гравий, арматура), не являются дефицитом, хотя (это надо признать) обойдутся не так уж и дешево. А сама работа довольна проста – с ней справится даже непрофессионал. То, как готовится бетонная смесь и что можно использовать в качестве арматуры, нам уже известно, поэтому сразу перейдем к тому, как происходит изготовление железобетонных колец.

Для этого необходимо изготовить форму (опалубку), состоящую из наружной и внутренней цилиндрических поверхностей, для которых чаще всего используют строганые доски толщиной 20–50 мм (можно применить и металлические листы, однако для придания им необходимой круглой формы надо иметь гибочный станок). Для наружной и внутренней стенок потребуются по 2 кольца (понятно, что для второй они должны быть меньшего диаметра, кроме того, между досками надо предусмотреть зазор 15–20 мм, чтобы проще было извлечь опалубку из выполненного бетонного кольца). Далее обшивают их досками, но наружные кольца изнутри, а внутренние кольца – снаружи (рис. 16), причем кольца должны быть разборными, чтобы не возникало проблем с удалением опалубки с готового изделия.

Рисунок 16. Опалубка для изготовления кольца для бетонного колодца (поперечные линии на кольцах – линии разрезов): а) наружная стенка; б) внутренняя стенка; 1) кольца; 2) доски

Необходимо правильно рассчитать диаметр колец. Для этого нужно воспользоваться таким методом: предположим, что готовое бетонное кольцо должно иметь диаметр и высоту 1000 мм при толщине стенки 80 мм. Тогда внутренний диаметр кольца наружной стенки (D_вн) вычисляют по формуле: D + 2h, т. е. диаметр бетонного кольца плюс удвоенная толщина доски обшивки – 1000 + 2 x 20 = 1040 мм.

Ширина деревянного кольца (S) может быть любой, например 150 мм (чем шире, тем оно прочнее). В этом случае наружный диаметр наружной стенки, полученный по формуле: D_нн = D_нв + 2S, будет равен: 1040 + 2 x 150 = 1340 мм.

С учетом того, что толщина бетонного кольца (B) равна 80 мм, определяют наружный диаметр кольца внутренней стенки (D_нв) по формуле: D – 2B – 2h, т. е. 1000 – 2 x 80 – 2 x 20 = 800 мм.

Поскольку ширину кольца внутренней стенки (S) логично сделать тоже 150 мм, то внутренний диаметр внутренней стенки (D_вв) согласно формуле D_нв – 2S составит: 800 – 2 x 150–500 мм.

После того как все расчеты произведены, можно приступать к изготовлению собственно колец. Для этого из досок толщиной 20 мм сбивают щит квадратной формы толщиной в 2 доски (направление досок второго слоя перпендикулярно доскам первого), подгоняя их максимально плотно друг к другу. Сторона квадрата меняется в соответствии с размером кольца (например, в нашем случае она составит 1340 + 10 = 1350 мм). В центр щита вбивают гвоздь, привязывают к нему бечевку, выполняют разметку колец и аккуратно выпиливают их, после чего обшивают кольца досками. Готовые цилиндрические стенки распиливают на 4 части (см. рис. 16).

Чтобы бетонное кольцо не прилипло к опалубке, ее предварительно обивают полиэтиленовой пленкой. Использование машинного масла нежелательно, поскольку потом на воде появятся масляные пятна.

Далее готовую опалубку используют для изготовления железобетонных колец. Для этого ее ставят на ровную площадку, следя за тем, чтобы между ее стенками был одинаковый промежуток. В него вкладывают металлический каркас: между стенками опалубки с равным шагом вертикально устанавливают 10–12 стальных рифленых стержней диаметром 8–10 мм. На них надевают металлические кольца, выполненные из стальной проволоки диаметром 6–8 мм, привязывают или приваривают их, размещая с интервалом 160 мм. С двух противоположных сторон к ним прикручивают монтажные петли (с их помощью кольца легче транспортировть). Чтобы каркас внутри опалубки не смещался, его заклинивают между стенками формы.

Зазор между стенками формы заполняют бетонной массой, по консистенции напоминающей густое тесто, укладывая ее слоями толщиной 100 мм, штыкуют. Этот процесс называется отбивкой в отличие от отливки, когда в форму заливают сметанообразную бетонную смесь. Когда постепенно опалубка будет заполнена, ее накрывают плотной тканью и оставляют в первом случае на 3–4 дня, во втором – на 5–7 дней. Освобожденное от опалубки кольцо осматривают, замазывают раковины цементным раствором и оставляют для полного отвердения на 1–2 недели, изолировав от прямых солнечных лучей. Уход за кольцом состоит в периодическом увлажнении его в течение первых 3–5 дней.

Железобетонные кольца, изготовленные по такой технологии, не имеют замка, поэтому при монтаже их соединяют между собой скобами и дополнительно сажают на цементный раствор. При желании сделать кольца с замком опалубку дополнительно оборудуют еще 2 кольцами, благодаря которым на кольце образуются шейка и выступ.

Оценив масштаб работы по самостоятельному изготовлению железобетонных колец и соотнеся его с собственными возможностями, надо принять правильное решение. Специалисты, например, советуют отказаться от этой затеи, поскольку считают это напрасной тратой времени и сил, тем более что неизвестно, будет ли это выгодно с финансовой точки зрения. Однако, предполагая заняться рытьем колодцев профессионально, можно освоить технологию, поскольку спрос на кольца имеется.

При сооружении колодца для себя гораздо проще купить готовые железобетонные кольца. При этом важно правильно подойти к вопросу транспортировки и разгрузки. Делать это надо очень аккуратно, поскольку отдельные производители экономят на арматуре, что делает кольца хрупкими, и в результате неосторожного обращения на них могут появиться трещины, сколы и другие дефекты. Поэтому, если машина, доставившая груз, не оборудована подъемным устройством, то снимать кольца надо по помосту, удерживая кольцо прочной веревкой.

После того как кольца прибыли, разгружены и осмотрены, инструмент подготовлен, надо решить, каким способом сооружать колодец – открытым или опускным (или «в кольцо»). Напомним, что в первом случае сначала выкапывают шахту диаметром на 100–150 мм больше железобетонного кольца до водоносного пласта, в которую опускают кольца с помощью лебедки или простейшего блока. Во втором сначала ставят кольцо на место, выкопав неглубокую шахту, потом выбирают из-под него грунт. Когда верхний край кольца сравняется с поверхностью земли, на первое кольцо помещают второе, и действуют так, пока не достигнут водоносного горизонта.

Преимущества открытого способа:

• работать в относительно свободном пространстве шахты легче, даже чисто с психологической точки зрения;

• легче извлечь камень, если он встретится на пути или выступит из боковой стенки;

• проще справиться с плывуном, установив кессон из шпунтованных досок.

Недостатки открытого способа:

• объем земляных работ возрастает, поскольку приходится выкапывать шахту диаметром, превосходящим диаметр колец;

• при рытье неизбежно разрушается окружающий монолитный грунт, поскольку промежуток между кольцами и стенками проходки будет заполнен грунтом, отличным по структуре и плотности. В процессе эксплуатации это может привести к деформации грунта, как следствие, к смещению колец и к разрушению колодца;

• обрушение стенок шахты, особенно при слабых грунтах, – еще один минус;

• опускание в шахту колец потребует привлечения техники. Кроме того, это сопряжено с вполне реальной опасностью, которое представляет висящее кольцо для остающегося внутри человека;

• требуется опыт, чтобы с ювелирной точностью посадить одно кольцо на другое, попав в скобы.

Плюсы опускного способа:

• кольца постепенно погружаются в грунт, поэтому его монолитность практически не страдает;

• объем земляных работ значительно меньше, чем при открытом способе;

• процесс монтажа колец не требует применения никакого оборудования;

• отсутствуют продолжительные перерывы в работе.

• Минусы опускного способа:

• работать в ограниченном пространстве кольца трудно;

• извлечь попавшийся валун возможно не всегда, поскольку нельзя расширить шахту;

• при прорыве в шахту верховодки она будет двигаться вместе с кольцами вниз и, дойдя до водоносного пласта, смешается с ним, испортит воду, причем надолго.

При оштукатуривании стенок колодца надо следить за тем, чтобы раствор не падал вниз, засоряя дно, тем более что вследствие этого расход раствора возрастает. Поэтому желательно подкладывать поддон, ширина которого на 200–300 мм больше ширины захватки.

Таким образом, достоинства опускного способа очевидны, хотя в каждом случае надо исходить из конкретных обстоятельств.

Сооружение колодца открытым способом не отличается от описанного выше строительства монолитного колодца, за исключением того, что вместо бетонирования в шахту последовательно устанавливают кольца. То же относится и к применению опускного способа, который подробно был рассмотрен при сооружении деревянного колодца, поэтому нет необходимости все это повторять. Однако позволим себе несколько замечаний:

• при выполнении проходки надо постоянно проверять вертикальность ствола, лучше, если для этого будет использоваться строительный уровень, который кладут на доску, положенную на верхнее кольцо. При обнаружении отклонения его нужно ликвидировать. Для этого достаточно подкопать грунт, находящийся ниже края, но ни в коем случае не с противоположной, более высокой стороны, поскольку последнее, наоборот, перекос только усилит;

• по достижении водоносного пласта необходимо максимально ускорить работу, так как вода быстро прибывает, ее надо откачивать и одновременно извлекать емкости с тяжелым от влаги грунтом. Рытье колодца в таких условиях диктует необходимость еще более тщательно соблюдать технику безопасности. Это означает, что в первую очередь подкапывают грунт под кольцом и только потом выбирают его из середины, а также следить за тем, чтобы руки или ноги не оказались под кромкой нижнего кольца;

• после того как уровень воды достиг 700 мм (это предел, после которого, как показывает практика, надо прекратить извлекать грунт из-под колец), для устройства донного фильтра надо выполнить посередине углубление в виде воронки, продвинувшись в водоносный горизонт примерно на 500–700 мм или более;

• особое внимание необходимо уделить соединению колец между собой. Помимо того, что между двумя элементами следует положить цементный валик (1: 3), кольца соединяют 3–4 накладками, выполненными из полосовой стали шириной 40–60 мм при толщине 5–10 мм. Их фиксируют скобами, изготовленными из стального прута диаметром 16 мм. В самостоятельно сделанных кольцах для этого надо сделать отверстия в стенках колец, равномерно распределив их по окружности.

Еще более прочным является соединение колец посредством стальных стержней с загибами в виде колец на концах, вставленных в стенки на стадии бетонирования. В эти кольца и закручивают болты.

Сборный железобетонный колодец может быть выполнен не только из колец, но и из пластин (рис. 17). Этот способ достаточно редко применяется, хотя он тоже может представлять интерес.

Рисунок 17. Конструкция железобетонной пластины (размеры указаны в миллиметрах): а) продольный разрез; б) поперечный разрез; 1) арматура; 2) проволока

Пластины весят примерно 30–35 кг, имеют поперечное сечение 250 x 70 мм. Внутри они армированы стальным прутком диаметром 8–10 мм, которые перевязаны мягкой стальной проволокой диаметром 6 мм. Своей формой пластины напоминают венцы деревянного сруба, подготовленные под соединение «в лапу», более того, их монтаж осуществляют тем же способом, что и наращивание сруба с той только разницей, что пластины кладут на цементный раствор (1: 3). Если концы пластин не отформованы, то по углам их сваривают.

Как и кольца, пластины можно изготовить самостоятельно. Кроме того, колодцам, сооруженным из них, можно придать любую конфигурацию, в том числе и круглую. Важно и то, что для устройства колодца из пластин не потребуются ни помощники, ни подъемные приспособления.

После того как были рассмотрены различные варианты строительства шахтных (включая деревянные и трубные) колодцев, наступает следующий этап – устройство глиняного замка. Так называют слой мятой и утрамбованной глины, которой заполняют пространство между стенками шахты и колодца. Цель глиняного замка – повышение водонепроницаемости колодца, защита его от проникновения поверхностных вод. Нельзя сказать однозначно, какой толщины и ширины должен быть глиняный замок, разброс мнений довольно большой, начиная от 1 до 2,5 м в глубину и от 50 см до 1 м в ширину. Чтобы не ошибиться в этом вопросе, скорее всего надо обратиться к опыту профессионалов, которые много лет занимаются сооружением колодцев. Они считают, что надо исходить из того, что чем объемнее (массивнее) глиняный замок, тем лучше он справляется со своими функциями. Поэтому можно указать тот минимум, который должен быть непременно соблюден. Поскольку чаще всего строят колодцы из бетонных колец высотой 1 м, то в расчете на них укажем, что глиняный замок должен в ширину составлять 500–600 мм и находиться на 100 мм ниже второго шва между кольцами, причем предварительно на него желательно нанести несколько слоев герметика.

Кроме того, надо решить, какую глину следует использовать. Нередко непрофессоналы заполняют зазор между шахтой и стенкой колодца тем грунтом, который был вынут при выполнении проходки. Ею просто засыпают указанное пространство и в лучшем случае уплотняют ногами. Материалом же для настоящего замка должна служить красная глина, но более распространенной является желтая, причем не просто глина, а мятая жирная глина, т. е. глину необходимо вымешивать до тех пор, пока она не превратится в густую сметанообразную однородную массу. Чтобы это произошло, нельзя месить слишком большой объем глины – достаточно брать такие порции, которые реально довести до необходимого состояния. Далее мятую глину выкладывают слоями толщиной 100–150 мм, тщательно уплотняют, прежде чем положить очередной слой. Особое внимание уделяют первым двум нижним слоям.

Такой же глиной заполняют участок вокруг колодца (немного выше уровня земли), причем обязательно с небольшим уклоном в сторону от этого сооружения примерно на 2–3 м, водоотводную канаву.

При изготовлении бетонных колец тому, которое окажется самым нижним, надо придать чуть коническую форму, слегка скосить внутрь его нижнюю кромку и усилить ее стальной полосой. Тогда режущий башмак не понадобится.

При строительстве колодца нет мелочей, в частности и время для выполнения глиняного замка должно выбрано правильно. Оптимально приступать к завершению работ после того, как грунт естественным образом осядет (на это может потребоваться 1–3 года), чтобы впоследствии избежать образования пустот под отмосткой.

Завершая разговор о трубчатых колодцах, необходимо добавить следующее. Если бурением скважины занималась организация, специализирующаяся на этом виде работ, то после их окончания она выдает паспорт скважины, в которой содержатся основные ее данные. При самодеятельном бурении о них также нужно иметь представление, чтобы в дальнейшем правильно выбрать насос.

Итак, основные характеристики скважины и способы их определения:

• глубина. Чтобы установить этот параметр, надо опустить в скважину прочный тросик с небольшим грузиком на конце;

• внутренний диаметр обсадной трубы, легко измеряемый обычной линейкой (от этого зависит размер корпуса насоса);

• статический уровень воды, т. е. постоянное расстояние от поверхности земли до воды (профессионалы говорят до зеркала воды) в скважине. Измерение проводят в отсутствие насоса. Когда тросик с грузом достает воды, слышится всплеск;

• динамический уровень воды. Это тоже расстояние до поверхности воды, но установившееся при откачивании;

• дебит скважины (напомним, что это максимум воды, который скважина способна обеспечить за единицу времени).

Современный буровой колодец

Способы бурения и оборудование

Колодцы, которые устраивают посредством бурения, называют буровыми. Второе название – «трубчатые колодцы» – они получили по причине того, что в пробуренную скважину опускают стальные трубы нужного диаметра с установленным трубчатым фильтром.

От других видов колодцев трубчатые отличает то, что последние имеют довольно небольшой диаметр при значительной длине водозаборной части (глубина самого колодца редко превышает 30 м, хотя в отдельных случаях может доходить до 70 м (разумеется, это не относится к промышленным скважинам)). Посредством трубчатых колодцев можно поднимать воду и из напорных источников, и из безнапорных. В обоих случаях колодцы могут доходить как до водоупора, т. е. быть по своему устройству совершенными, так и заканчиваться в водоносном горизонте, т. е. оставаться несовершенными.

Трубчатые колодцы отличает простое устройство, которое включает трубу, погруженную в пробуренную скважину, и трубчатый фильтр. Буровой колодец предназначается для тех ситуаций, когда расход воды небольшой. При этом либо насос, либо его приемную часть опускают в фильтр (это несомненное достоинство трубчатого колодца, поскольку подъем воды ведром или бадьей менее гигиеничен).

Верхняя часть трубчатого колодца называется устьем, которое оформляется оголовком. Он одновременно не только предупреждает попадание в колодец мусора, но и является основанием, на котором монтируются водоподъемные механизмы.

Для устройства трубчатого колодца необходимо специальное оборудование, с помощью которого осуществляют механическое бурение. Известно несколько способов бурения:

• вращательный, при котором проходку ведут путем вращения бурового инструмента;

• ударный, при котором буровым инструментом ударяют по грунту, разрушая его;

• вибрационный, при котором применяют воздействие колебаний высокой частоты. К этому способу при сооружении колодцев на индивидуальных участках не прибегают, поэтому мы его рассматривать не будем.

Выбор конкретного способа определяется составом грунтов, которые предстоит пройти. Рассмотрим их более подробно.

Ручное ударно-вращательное движение основано на использовании мускульной силы человека и практикуется там, куда трудно доставить соответствующее оборудование. Максимальный диаметр скважины составляет 200–250 мм.

Проходку скважины ведут путем вращения буров, однако в твердых, сыпучих породах и в плывунах применяют долота и стаканы.

Подобранный буровой инструмент прикрепляют к буровым штангам (особым стержням), которые либо то опускают в забой, то извлекают из него, либо вращают. Проходку в пластичных грунтах, к которым относятся глинистые и глинисто-песчаные породы, используют ложковые буры, или, говоря профессиональным языком, ложки. Они представляют собой полуцилиндр, изготовленный из листовой стали (диаметр корпуса – 70, 102, 140, 198 мм при длине 700–750 мм), имеющий левую отогнутую режущую кромку. Срезанная порода наполняет полуцилиндр и не выпадает из него благодаря сжатию и прилипанию к стенкам. С той же целью при проходке через сыпучие грунты продольную щель между кромками делают более узкой. В процессе движения ложка выбирает породу благодаря вертикальной и нижней режущей кромкам. Нижняя часть ложки может иметь разную конструкцию. При самостоятельном исполнении проще всего применить такие варианты устройства низа ложки:

• в виде ковшеобразного резца;

• в виде резца с левой стороны и в виде поперечного выступа с правой стороны.

Во втором случае между отгибами дополнительно к телу ложки приваривают сверло по металлу. Естественно, что для этого необходимо нагреть металл до соответствующей температуры. Однако можно обойтись и без термической обработки кромок, если для ложки подобрать трубу нужного диаметра.

Особенность ложковых буров состоит в том, что их корытообразный корпус чуть сдвигают от оси вращения, в частности у бура со сверлом оси нижнего сверла и вращения штанги совпадают, а ось тела ложки смещена примерно на 10–15 мм. Благодаря этому ложковый бур при вращении в скважине будет выбирать в породе отверстие большего диаметра, чем диаметр ложки. Это сыграет положительную роль при погружении обсадной трубы, внутренний диаметр которой, как правило, вынужденно берут больше наружного диаметра ложки. Дело в том, что в случаях возможного обвала стенок скважины ее одновременно бурят и фиксируют обсадной трубой, в которую ложка должна входить.

В процессе выполнения проходки порода собирается в ложке, ее достают из скважины вместе с инструментом, потом процесс повторяется. При этом за каждый проход глубина скважины увеличивается на 30–40 см.

Самодельный бур иногда делают в виде стального диска, у которого вырезают и отгибают кромки. Но им можно воспользоваться для бурения в пластичных, не склонных обваливаться грунтах. Однако следует знать, что при работе он отклоняется в сторону, что искривляет проходку, и, кроме того, им невозможно выполнить уширение скважины.

В отдельных случаях нет необходимости устраивать глиняный замок. Это касается ситуаций, когда под верхним плодородным слоем лежат песчаные, торфяные или каменистые грунты. Не делают его и в грунтах, подверженных морозному пучению.

Для плотных грунтов (глин и суглинков) изготавливают бур другой формы – змеевик с нижним режущим лезвием, напоминающим ласточкин хвост, причем бур необходимо закаливать. Диаметр змеевика – 70, 104, 140 мм, длина – 650, 700, 820 мм соответственно.

Принцип действия змеевика прост – он работает, как штопор, т. е. при вращении он постепенно погружается в породу. Выбранный буром грунт удерживается на лопастях.

Поскольку змеевик изготовить непросто, то самодеятельные бурильщики вместо него применяют отрезки винтовых шнеков, которые устанавливают на сельскохозяйственных машинах (иногда для этих целей используют ледовый бур). Для этого, подобрав шнек с 3–4 витками, к нему снизу приваривают сверло по металлу (его роль – центрировать бур в скважине), а сверху – кусок трубы, чтобы смонтировать со штангами.

Для бурения твердых пород и галечников применяют буровые долота, которые, если требуется, делают эксцентричными относительно оси шейки. Таким образом тоже можно выполнить уширенную скважину, необходимую для опускания обсадной трубы. Для пород разной плотности подбирают долота, различающиеся углом заострения лезвий, например для мягких пород он составляет 70–80°, для твердых и галечников – 110–130°. Сообразуясь с буримостью пород, используют долота разной формы, например для не слишком твердых применяют зубильное долото, для твердых и галечников – двутавровое или скругляющее, для твердых трещиноватых – крестообразное (его лезвия перпендикулярны друг другу, благодаря чему не заклиниваются в трещине), для разрушения попадающихся некрупных камней – пирамидальное и т. д.

Изготовить долото той или иной классической формы в домашних условиях, не имея специального оборудования (кузнечно-прессового, особой закрытой печи и др.), практически невозможно, но можно сконструировать самодельный аналог (разумеется, если есть такая возможность), прибегнув к фрезерованию его из цельной заготовки; изготовлению долота из мягкой стали и выполнению режущих кромок способом твердосплавной наплавки. Есть еще один способ, представляющийся более доступным: из мягкой стали сварить корпус долота, из стальных зубильных лезвий собрать для него режущую часть (последнее можно сделать в условиях обычной кузнечной мастерской). Для долота можно применить кусок листовой рессоры, обрезанный до нужного размера автогеном, потом ее отпустили, просверлили в ней отверстия и вмонтировали в корпус (его сварили из стальных пластин) с помощью заклепок. Практика свидетельствует, что таким приспособлением можно бурить скважину диаметром 250 мм. Есть и другие варианты, информацию о которых можно найти в соответствующей литературе.

Конечно, самодельное долото нельзя сравнивать с заводским, ведь понятно, что ресурс и производительность первого весьма ограничены, но, учитывая, что самодеятельный бурильщик предполагает пройти только одну скважину, то их оказывается достаточно. Кроме того, следуя инструкциям, при каждом подъеме долото надо осматривать, вовремя затачивать (вставные лезвия быстро тупятся) и т. п.

При выполнении проходки могут попадаться валуны. В ряде случаев оказывается, что их легче извлечь, чем дробить долотом непосредственно в скважине. Хитроумные самодеятельные бурильщики на этот случай имеют специальные приспособления, например вилку с несколькими стальными зубьями или сачок (стальной пруток овальной формы, приваренный к штанге, с мешком) и гарпун (стальной стержень с заостренным концом и острой пластиной, которая приварена к нему под углом).

Если проходку ведут в рыхлых, обломочных породах, то для этого используют особый инструмент, называемый желонкой (она же пригодится, когда нужно очистить скважину после применения долота). Это отрезок трубы длиной 2–3 м, у которой внизу имеется специальный башмак с клапаном (как правило, он бывает плоским, изготовленным из стальной пластины, дополнительно может иметь уплотнение из резины и т. п.; если диаметр желонки небольшой, то устанавливают шариковый клапан), а вверху она оснащена устройством, с помощью которого соединяется со штангой.

Желонка работает так:

• будучи опущенной в забой, ее башмак врезается в породу;

• последняя поднимает клапан и втягивается в трубу;

• при подъеме клапан возвращается на место и не позволяет породе выпасть;

• забитую породой желонку поднимают на поверхность, переворачивают вверх клапаном (для этого есть особое устройство, при использовании которого можно не отсоединять желонку от штанги), очищают.

При бурении змеевиком действует правило: через каждые 1,5–2 оборота надо приподнимать его на несколько сантиметров, чтобы освободить буровые штанги от основного массива породы, иначе усилие подъема возрастет и штанги могут порваться.

Самодеятельному бурильщику, который изготавливает желонку из подручных материалов в домашних условиях, лучше сделать желонку длиной не более 1 м (не стоит гнаться за производительностью профессионального оборудования), а сбоку сделать отверстие (окно), через которое легко достать до клапана и очистить желонку, не переворачивая ее. Чтобы при подъеме не зацепиться желонкой за обсадную трубу, в ее верхней части есть косынки и конус.

Помимо названных инструментов, необходимо иметь буровые штанги. При бурении до 25 м глубиной допустимо использовать газовые трубы с внутренним диаметром 33, 42 или 48 мм длиной 3 м (штанги длиной 1–1,5 м нужны для начального забуривания). Перед тем как пустить их в дело, надо обратить внимание на сварные швы. Дело в том, что, если они выполнены некачественно, то при бурении, когда на них будет оказываться большая нагрузка, они могут разойтись. Поэтому лучше брать цельнотянутые трубы.

В старинных руководствах указывают, что штанги можно сделать из дерева и что более всего для этой цели подходят тонкослойная ель, дуб, лиственница или ясень (понятно, что деревянными штангами бурить на большую глубину невозможно, диаметр же скважины не превышает 3 дюймов).

Для соединения труб надо заготовить специально для этого предназначенные муфты, которые не только длиннее обычных водопроводных или газовых муфт, но и имеют бочкообразную форму и гладкие концевые внутренние проточки, способные принимать и плотно удерживать концы свинчиваемых штанг, у которых отсутствует резьба (она может ослабить концевые сечения штанг и те не выдержат возникающих при бурении изгибающих нагрузок).

В процессе свинчивания и развинчивания штанги повисают в забое на подкладной вилке. Опорой им служит муфта.

Из принадлежностей штанги надо назвать фарштуль, с помощью которого тоже осуществляют подъем и спуск штанг. Его составными частями являются серьга, ушки которой надеты на цапфы траверсы. В середине последней есть вырез, предназначенный для пропуска штанг. Для фиксации выреза установлена щеколда. Когда штангу заводят в фарштуль, муфта опирается на край выреза траверсы.

При ударно-вращательном бурении могут возникать нештатные ситуации (причины – отсутствие опыта у самодеятельного бурильщика, применение материалов по принципу «что есть под рукой» и пр.), при которых из скважины требуется достать какой-либо предмет (обычно это оторвавшаяся штанга). Для таких случаев необходимо иметь специальный инструмент:

• ловильный винт (метчик), выполненный из закаленной стали в виде конуса. Его нижний конец сделан так, что он входит в отверстие штанг. На винте выбраны продольные канавки. В них помещается стружка, которая образуется, когда винт прорезает стенки штанги;

• ловильный колокол, который применяют, если отверстие оторвавшейся штанги деформировано (замято);

• ловильный штопор для подъема мелких предметов.

Чтобы поднять из глубокой шахты колонну штанг, необходимы ворот или лебедка и опора для верхнего блока. Для этого устанавливают буровую вышку (копер), которая имеет вид треноги с канатным блоком наверху, через который пропускают прочный канат или стальной трос. Ее высоту определяют глубина бурения, длина обсадных труд и др.

При ударном бурении требуется поднять инструмент со штангами примерно на 1–1,5 м и бросить его в шахту. Эту тяжелую работу облегчает балансир, изготовленный из стальной балки или деревянного бруса (подойдет и доска толщиной 60 мм), хотя более современным является фрикционная лебедка, с помощью которой удар осуществляют, оттянув канат.

Для подъема труб, зажатых породой, используют рычаги, подставив под них козелки. К трубе крепят хомут, в который упираются рычаги и который передвигают, чтобы поднять трубу.

Для того чтобы разрабатываемая скважина имела круглую форму, штанги с укрепленным долотом при каждом ударе поворачивают (отсюда и название способа бурения – «ударно-вращательный»). Для подвешивания штанг к балансиру используют штанговый вертлюг.

При ударно-вращательном бурении необходимо правильно (строго вертикально) заложить скважину, поскольку есть риск скручивания штанг, и он тем выше, чем глубже скважина. Если скважина заложена под углом, то не избежать нескольких серьезных и опасных моментов:

• помимо возникающего напряжения скручивания, наблюдается напряжение от изгиба буровой колонны;

• по мере увеличения глубины скважины тенденция отклоняться от вертикали все более усиливается, что создает проблемы как непосредственно для бурения, так и для подъема и опускания обсадных труб.

Если есть тренога, то скважину закладывают, подвесив на нее оборудование, благодаря чему обеспечивается ее вертикальность. В отсутствие треноги приходится удерживать штаги руками, поэтому в работе должны участвовать 3 человека – двое устанавливают и ввинчивают ложковый бур, третий контролирует вертикальность штанги. Как только бур погрузится на половину своей длины, его извлекают, счищают прилипший грунт, влив в скважину воду (она предотвращает осыпание стенок шахты, склеивает сухую породу, чем облегчает ее удержание, выполняет функции смазки), опускают, проверяют вертикальность и т. д.

В процессе бурения устье скважины разрабатывается, поэтому через 3–4 м проходки ее укрепляют обсадной трубой (1–2 звеньями), которая заканчивается режущим башмаком, а вверху имеет патрубок.

Необходимость применения обсадных труб диктуется несколькими причинами:

• пластичные породы, прорезанные буром, от наличия воды в скважине разбухают или вспучиваются под воздействием давления, которое создают верхние пласты. В итоге просвет скважины может настолько сузиться, что спускание бурового оборудования станет невозможным;

• неустойчивые породы, такие как пески, гравий и другие, в отсутствие обсадной трубы осыпаются, что приводит к результату, указанному в пункте 1;

• при долблении твердых пород долотом образуется так называемая бурильная грязь (раздробленная порода), для удаления которой долото поднимают, опускают желонку и таким образом выбирают ее. Обсадные трубы облегчают эту процедуру.

Если водоносные пласты залегают на глубине более 10 м, ударно-вращательное бурение становится очень трудным (особенно, если бур упирается в камни), так как:

• штанги настолько удлиняются, что начинают гнуться;

• искривление скважины практически неизбежно;

• монтаж штанг (свинчивание-развинчивание) требует все больше времени;

• опасность разрыва штанг все более усиливается.

Однако есть возможность значительно облегчить бурение. Для этого штанги следует заменить тросом и вести проходку ударно-канатным способом. Надо заметить, что ударно-канатное бурение знали и практиковали еще в Древнем Китае. Естественно, что оборудование было деревянным, использовался ручной труд, темпы бурения были медленными, однако в течение нескольких лет (или десятилетий) таким способом сооружали колодцы глубиной до 1,5 км.

Самодеятельные бурильщики соединяют штанги фланцами, штифтами с соединительными втулками. Их главный недостаток – невозможность достижения соосного соединения штанг из-за возникающих погрешностей при сварке и люфта во втулках.

В нашей стране ударно-канатное бурение было описано и освоено еще в начале прошлого века. При этом применялся буровой снаряд Шитца. Его конструкция проста:

• берут столб диаметром 140–200 мм. На одном из концов выполняют поперечину с подкосом и блоком;

• буравом проделывают скважину глубиной 1 м. В нее поперечиной вверх вертикально ставят столб. Для устойчивости его фиксируют оттяжкой за якорь;

• на блок подвешивают бурав, чтобы определить центр будущей скважины;

• пробуривают скважину глубиной 1 м;

• далее применяют конический стакан, подвешенный на веревку. Подтягивая последнюю, стакан поднимают на высоту 1–1,5 м и бросают. При врезании в дно скважины стакан заполняется грунтом, уплотняется и удерживается, пока не будет поднят на поверхность, где он освобождается от породы.

Буровой снаряд Шитца бесполезен, если на пути проходки встречаются крупные камни или сплошной каменистый грунт. Поэтому он требует усовершенствования, которое заключается в замене стакана долотом и веревки – тросом.

В настоящее время ударно-канатное бурение широко распространено, поскольку при использовании современной конструкции способ приобретает универсальность и может применяться на грунтах независимо от их состава. Технологию ударно-канатного бурения мы рассмотрим далее, а пока остановимся только на оборудовании, которое для этого необходимо.

Комплект установки для осуществления ударно-канатного бурения состоит из следующих элементов:

• забивного стакана;

• ударной штанги;

• стального троса или прочного каната;

• треноги;

• лебедки;

• блока.

Самостоятельно изготовить забивной стакан хотя и непросто, но вполне реально. Для этого нужно взять 2 фрагмента трубы. В том, который послужит нижней частью, вырезают клинья, после чего деталь нагревают, клинья подгибают, сваривают их таким образом, чтобы образовался конус.

Практика применения ударно-канатного способа бурения показывает, что скважина идет абсолютно вертикально, глубина ее ограничивается исключительно длиной троса, благодаря лебедке проблем с опусканием и подъемом не возникает, более того, для этого не требуется прилагать значительных физических усилий.

Поднимая и опуская штангу в скважину, развинчивают по два-три колена, причем их надо удерживать вертикально, а не класть на землю, поскольку во втором случае при подъеме они под собственным весом гнутся, что недопустимо.

Бурение скважины проводят с применением обсадной трубы. В которой буровой инструмент должен свободно перемещаться, поэтому между ними должен быть зазор 10–15 мм. Этому элементу, который применяется независимо от выбранного способа бурения, надо уделить некоторое внимание.

Для самодельного бурового колодца в качестве обсадной практичнее всего использовать стальную трубу, поскольку она прочная и более удобная в соединении. Применяют асбоцементные, керамические, чугунные и даже деревянные обсадные трубы (последние, конечно, можно отнести к истории, хотя это очень доступный и вполне работающий вариант).

Обсадная труба состоит из отдельных звеньев, длина которых может быть равна 2–4 м. Их соединяют посредством сварки или резьбовыми муфтами, выбор того или иного способа определяется диаметром труб: при внутреннем диаметре 50 мм удобнее воспользоваться муфтами (такими же, как для соединения штанг), при диаметре 100 мм и более – сваркой.

Кроме того, чтобы свинтить звенья трубы потребуются хомуты. Лучше всего взять деревянные, чтобы не смять торцы, ведь трубы довольно тонкостенные. А для подвешивания обсадной трубы более подойдут стальные хомуты, которые легко справятся с возникающей нагрузкой.

Если предполагается сваривать звенья обсадной трубы, то их нарезают длиной 2–3 мм, причем линии разреза придают мысикообразную форму. Это позволит облегчить центровку элементов, и при сварке не появится больших зазоров. Каждый разрез помечают краской.

В процессе бурения нижний конец обсадной трубы упирается в твердые породы или твердые включения, например гальку, которые могут смять торец. Чтобы этого не произошло, нижний конец трубы снабжают башмаком или фрезером (с режущими кромками, ориентированными по часовой стрелке, т. е. в направлении проворачивания), присоединив их посредством сварки или посадив на резьбу.

Важная, прежде всего при ударно-вращательном бурении, принадлежность обсадной трубы – патрубок. Это отрезок такой же трубы длиной 150–200 мм с нарезанной на одном конце резьбой. Он необходим в тех случаях, когда звенья обсадной трубы соединяют посредством муфты. Благодаря нему резьба верхней муфты не будет изнашиваться при соприкосновении со штангой.

Выше мы уже говорили, что трубчатый колодец представляет собой трубу, которая заканчивается фильтром. После того как мы выяснили, каким способом можно опустить трубу в пробуренную скважину, осталось рассмотреть, какими бывают фильтры и когда без него можно и обойтись.

В зависимости от строения водоносного пласта, водоприемная часть бурового колодца может иметь разную конструкцию, т. е. она может оснащаться фильтром или нет. Последнее возможно в тех случаях, когда у нижнего обреза обсадной трубы с помощью желонки можно выполнить полость, в которую притекает вода и которая постепенно не затянется. В таком случае надобность в установке фильтра отпадает. Если водоносный пласт является плывуном, то для предупреждения затягивания скважины песком, ее необходимо оборудовать фильтром.

Конструктивно фильтры могут быть устроены по-разному, но самодеятельные бурильщики, как правило, используют простой сетчатый фильтр.

Ассортимент проволочных фильтровальных сеток достаточно широк. Они различаются по следующим параметрам:

• формой ячеек в свету, которые бывают квадратными, прямоугольными, нулевыми;

• размером ячеек. Для буровых колодцев более всего подходят сетки с мельчайшими и мелкими ячейками (площадь ячеек – 0,025–0,25 мм² и 0,25–1 мм² соответственно);

• переплетением проволок, которое бывает полотняным и саржевым;

• материалом. Сетки изготавливают из меди, никеля, латуни, стали и др.

Чтобы правильно подобрать сетку, необходимо иметь представление о зернистости водоносного пласта. Чаще всего выбирают сетку с нулевыми ячейками, так как фильтры с ними менее подвержены засорению. При самостоятельном изготовлении сетчатого фильтра перфорированную часть трубы обматывают проволокой, выдерживая расстояние между витками 1,5–2 мм. Проволока приподнимает сетку над трубой и таким образом пропускная способность фильтра возрастает. Концы проволоки приваривают или припаивают, прихватить ее надо и посередине.

Поверх проволоки на трубу надевают сетку, используя тот же способ крепления, что и для проволоки. При этом сначала фиксируют один край сетки, потом ее натягивают и закрепляют с противоположного края. Чтобы сетка не оказалась меньше нужного размера, перед тем как ее отрезать, измеряют окружность трубы и делают необходимый припуск, что позволяет легко заправить ее концы. Их подгибают внутрь, вставив в загиб проволочные стержни диаметром 2,5–3 мм, благодаря чему сетка не разорвется при натягивании. Для сшивания сетки используют проволоку, а кромки (верхнюю и нижнюю) прикрепляют к трубе сваркой или пайкой.

Водоприемник, находящийся ниже фильтра, должен заканчиваться глухим резервуаром, в котором будут собираться неотфильтрованные частицы.

Для установки фильтра в обсадную трубу используют штангу. Поперечные выступы, которые имеются на ее нижнем конце, должны быть заведены в штыковую муфту фильтра. После этого, фиксируя фильтр штангой, обсадную трубу приподнимают с помощью лебедки или домкрата (профессионалы называют это обнажением фильтра), штангу, повернув, извлекают из штыковой муфты и поднимают на поверхность.

Частицы песка, миновавшие фильтр, либо будут удалены при откачивании воды, либо попадут в отстойник, где на них осядут более крупные фракции, которые превратятся в естественный фильтр. Поэтому даже нежелательно, чтобы фильтр задерживал абсолютно все.

Помимо сетчатого фильтра, трубчатый колодец (если его диаметр позволяет) можно оснастить фильтром из крупнопористого бетона. Он имеет вид трубчатых блоков длиной 200–400 мм при толщине стенки 30–35 мм, которые вставляют в окна трубчатого каркаса, закрепив по торцам цементным раствором. Примерно через 24 ч фильтр опускают в скважину.

Распространены и другие конструкции фильтров для трубчатого колодца, например дырчатый без сетки, гравийный, щелевой.

Технология бурения скважины

Для обеспечения дома и участка водой устраивают буровой колодец, называемый в обиходе скважиной. С этой целью можно привлечь фирмы, которые специализируются на таких работах и которые с применением соответствующего оборудования выполнят скважину необходимой глубины. Однако при близком водоносном горизонте это можно сделать и своими силами.

Итак, скважину трубчатого колодца выполняют двумя способами – ударно-канатным и ударно-вращательным (его разновидностями являются шнековое и роторное бурение). Выбор того ли иного из них определяется породами, которые надо будет пройти в процессе бурения.

По характеристике способов бурения и описанию инструментов и приспособлений, необходимых для этого, можно было понять, как именно все это происходит. Поэтому здесь суть технологии разных способов представим в виде короткого обзора.

Суть ударно-канатного способа – это разрушение горных пород в скважине путем ударного воздействия, которое оказывает буровой инструмент, сброшенный сверху. Рабочий инструмент похож на плотничье долото. Это плоская болванка (стакан, снаряд), нижняя кромка которой заострена. Сверху на нее надевают тяжелую ударную штангу, удерживаемую на канате. При опускании ее в забой она ударяет по стакану, при этом постоянно поворачиваясь вокруг собственной оси и описывая небольшой угол, благодаря чему скважина приобретает круглую форму.

В процессе бурения в скважину время от времени подливают воду, которая выполняет двоякую функцию: во-первых, охлаждает долото, во-вторых, образует шлам (это частицы разрушенной породы, смешанной с водой), который извлекают на поверхность, используя желонку. При бурении рыхлых грунтов (песчаных или гравелистых), которые осыпаются и заваливают скважину, проходку выполняют внутри установленных обсадных труб.

Осуществление ударно-канатного способа выполнения скважины невозможно без вышки или треноги. Ее сваривают из труб диаметром примерно 100 мм, если есть сварочный аппарат и бурильщик обладает навыком его использования.

Однако треногу можно устроить из подручного материала, которым чаще бывает дерево. Для этого потребуются три бревна диаметром 150–200 мм и длиной 4–5 м. В них просверливают сквозные отверстия, нанизывают на тонкую трубу (шкворень), которую фиксируют, чтобы ноги не разъезжались.

Для того чтобы полностью поднимать снаряд над поверхностью земли, тренога должна быть выше длины забивного инструмента.

В верхней части треноги устанавливают блок (или лебедку), через который перебрасывают трос. Проще всего поднимать забивной стакан посредством троса и ворота (и в этом случае возможно применение лебедки). Для последнего берут отесанное бревно, с торцов забивают трубу или стальной прут, которые будут играть роль металлической оси. Чтобы она легче вошла в бревно, в нем предварительно просверливают отверстие небольшого диаметра (меньше, чем диаметр прута). Для удобства вращения ворота с одной из сторон к оси приваривают ручку. Чтобы предупредить проворачивание оси внутри бревна, концы оси оснащают ушами.

Ворот устанавливают между ногами треноги, к нему прикрепляют один конец троса, а второй – к забивному стакану. При вращении ворота трос, наматываясь на него, поднимает снаряд.

Прежде чем начать бурение, выкапывают шурф – яму со сторонами 1,5 x 1,5 м и глубиной примерно 2 м. Он не позволит верхнему слою почвы осыпаться в скважину. Дополнительно его обшивают досками.

После всех приготовлений над местом бурения ставят треногу, поднимают стакан на высоту 1–1,5 м и сбрасывают. При ударе о дно скважины он углубляется, наполняется грунтом, в результате чего образуется полость. При этом плотный грунт не высыпается, и когда стакан набивается полностью, его извлекают, очищают через боковую щель и повторяют всю процедуру снова.

При прохождении сыпучих грунтов для его выбирания применяют желонку.

Для предотвращения осыпания грунта в проходку, одновременно с бурением устанавливают обсадные трубы (в отсутствие того и другого обсадные трубы можно монтировать по окончании бурения). Для этого на трубе, опущенной в скважину, устанавливают деревянный хомут, 2 человека, взяв его за концы, толчкообразно вращают трубу по часовой стрелке. Башмак на ее конце обрезает стенки забоя, и обсадная труба постепенно заглубляется. Когда такого порядка оказывается недостаточно и труба прекращает опускаться, сначала толчком ее поворачивают против часовой стрелки, потом – по часовой стрелке. При этом (повторимся) важно, чтобы обсадные трубы занимали строго вертикальное положение, что контролируется отвесом, прикладываемым с разных сторон. Чтобы удобнее было опускать рабочий инструмент в скважину, первую трубу надо забить максимально глубоко.

Если проходку ведут в каменистых грунтах, то забивной стакан заменяют долотом, который дробит породу до состояния крошки, ее извлекают посредством желонки.

По достижении необходимой глубины бурение приостанавливают, приступают к обустройству скважины, опусканию фильтра и т. д.

Основное достоинство ударно-канатного бурения состоит в том, что даже с небольшим набором инструментов (дрели, кувалды, сварочного аппарат, «болгарки») и материалов можно пробурить скважину и обеспечить себя водой.

Технология ударно-вращательного способа состоит в том, что бурение скважины проводят посредством буровой колонки, висящей на вышке (треноге) с подъемником, закрепленным над осью бурения с помощью вертлюга. Буровая колонка – это ряд буровых штаг (стандартная их длина – 3 м, однако в домашних условиях допускается снизить ее до 1,5 м), соединенных муфтами. По мере того как колонка будет погружаться в скважину, ее наращивают штангами до необходимой длины.

Для осуществления собственно бурения к самой нижней штанге прикрепляют буровую головку, а для вращения колонки применяют хомут-вороток.

В зависимости от пород используют разные буры: для мягких – ложки, для плотных – змеевик, для твердых – долото. А извлекают раздробленную породу с помощью желонки. В процессе бурения необходимо помнить, что после каждого удара бур должен быть повернут примерно на 15°, иначе скважина не получится круглой.

Для защиты проходки от осыпания грунта в забой опускают обсадные трубы.

Сам процесс бурения, как и при предыдущем способе, начинается с того, что выкапывают шурфы, обшивают его досками, после чего на дно кладут два лежня, перпендикулярно к ним – доски толщиной не менее 50 мм. Такую же конструкцию располагают по краям шурфа. После этого устанавливают буровую вышку, убирают верхний настил, с помощью отвеса, опущенного с блока, находят центр, в котором будет осуществляться бурение, выпиливают отверстие, диаметр которого должен соответствовать диаметру соединительной муфты или башмака обсадной трубы. Далее возвращают верхний настил на место и точно над нижним отверстием проделывают в нем еще одно. Благодаря этому буровая колонка не сможет отклоняться от вертикали.

Чтобы центрировать звенья обсадной трубы, надо воспользоваться простым кондуктором, состоящим из двух швеллеров (их вполне заменят три стальные накладки), которые приваривают к штангам. Это приспособление, кроме того, усилит соединительный шов.

После описанной подготовки приступают к бурению. К нижнему концу штанги прикручивают бурильную головку, к верхнему – вертлюг и помещают смонтированную конструкцию над отверстием в настиле шурфа. Штангу пропускают через оба отверстия в шурф и выполняют забуривание (профессионалы так называют первоначальное неглубокое бурение). Однако перед этим на колонке мелом чертят отметку на высоте 600–700 мм от верхнего настила. Как только она достигнет настила, надо будет поднять бур и очистить его от грунта. Эту процедуру повторяют постоянно, что помогает вовремя освобождать бур от породы.

По мере заглубления штанги ее наращивают, для чего снимают вертлюг, привинчивают переходную муфту, вкручивают следующую штангу, на верхний конец которой надевают вертлюг и подвешивают за него к подъемнику. Далее прикрепляют ко второй штанге хомут-вороток, за который 2 человека вращают колонку (желательно, чтобы третий участник бурения контролировал вертикальность штанги и соответственно проходки).

Шнековое бурение считают бюджетным (малозатратным) и наиболее доступным способом, тем более что так можно пробурить скважину глубиной 30 м и более. Технологически он представляет собой выемку грунта шнеком (так называют классический архимедов винт), спиралеобразным буром.

Принцип, на котором основывается этот способ бурения, заключается в том, что измельченная порода, двигаясь по шнековой спирали, поднимается вверх и удаляется из забоя. Такое движение грунта возможно благодаря тому, что шнек вращается с большей скоростью, чем порода, а сила трения извлекаемой породы о стенки проходки преобладает над силой трения породы о шнек, по этой причине она просто скользит по нему, а не вращается одновременно с ним.

Шнековое бурение легко осуществляется в сухих и достаточно мягких грунтах, в то время как твердые скальные породы и плывуны становятся для шнека непреодолимым препятствием.

Для шнекового бурения необходимо иметь шнек, кромки которого нередко усиливают резцами, изготовленными из предварительно заточенных напильников и приваренных. Шнек можно изготовить из ледового бура. Для этого сначала отсоединить (если он сборный) или отрезать (если он цельный) коловорот, сохранив часть прямой штанги. На ее конце, отступив от торца не менее 40 мм, просверливают отверстие диаметром 9 мм перпендикулярно оси вращения, чтобы потом соединить ее с трубой или рычагом, с помощью которых будет осуществляться вращение. Рычагом послужит стальная водопроводная труба нужного диаметра в виде Т-образной конструкции. Длина поперечины составит 60 мм, поскольку для создания плеча силы (момента вращения) хватает оси вращения диной 30 см. Длина ножки равна 30 см. При несовпадении диаметра штанги и внутреннего диаметра трубы надо сделать переходник и приварить его.

Кроме того, нужны будут удлинители (звенья, колена). Их роль сыграет та же труба, что и для Т-образной конструкции. Длина удлинителей – 1,5 м, а количество – в зависимости от глубины скважины. Удлинитель – это труба с просверленными на концах на расстоянии от торцов 40 мм отверстиями диаметром 9 мм. Для каждого удлинителя надо подобрать палец длиной 110 мм, на котором также на расстоянии 40 мм от торцов просверлить отверстия диаметром 9 мм. В качестве крепежных элементов обычно берут болты с резьбой М8 (по 2 штуки на каждый удлинитель). Важно только, чтобы их длина была такой, чтобы после накручивания гайки резьбовой конец болта выступал на 10 мм. Остается только проконтролировать все детали на взаимозаменяемость, что-то подогнать, если возникнет такая необходимость.

Для звеньев потребуются стальные трубы диаметром 25 мм. Остальные инструменты самые обычные – лопата, тачка или садовая тележка, высокий стол (бочка, козлы и т. п.), сито, насос.

Перед бурением обсадные трубы готовят, просверлив в их стенках отверстия диаметром 5–7 мм. Перфорированный участок длиной 1,5–2 м должен находиться не ниже 500 мм от нижнего торца трубы. Потребуются и бруски, которые, будучи прикрепленными к трубе, будут центрировать трубу в забое и удерживать пространство между трубой и стенкой скважины одинаковым.

На отведенным под колодец месте разравнивают грунт, делают углубление на 400–600 мм, устанавливают бур и приступают к работе. Примерно 3–4 м проходки 1 человек может осуществлять своими силами, далее надо будет привлечь помощников, поскольку вращение бура по мере заглубления будет становится все более трудным. Несколько смягчает дело вода, подливаемая в скважину.

После 3–4 оборотов (вращение можно вести газовым ключом № 3) бур извлекают на поверхность и освобождают от породы. Действуя таким образом, работают до момента, пока ручка бура не достигнет земли. Это означает, что наступило время нарастить бур очередным звеном. Дальнейшее бурение вести с земли не удастся, поэтому надо встать на стол или другой подходящий предмет.

Постепенно наращивая колена, доходят до водоносного пласта. Это станет понятно по влажному грунту. Здесь возрастает опасность затягивания бура в грунт. Для предотвращения этого влажную породу выбирают небольшими порциями. Если не удается извлечь бур вручную, то поможет простое приспособление из бревен и бочки, благодаря которому подъемная сила существенно возрастет.

После опускания обсадной трубы зазор между ней и проходкой засыпают мелким гравием.

Далее выполняют раскачку скважины, очищают ее от грязи. Для этой цели подходит центробежный насос достаточной мощности. При этом гравий постепенно оседает, и его надо подсыпать. Поскольку раскачивают скважину долго и используют много воды, надо проложить водоотводную канаву. По окончании всех работ колодец обустраивают.

Роторный способ для самостоятельного бурения не подходит, поскольку для него требуется специально предназначенная для этого бурильная труба, в которую погружают вращающийся вал с наконечником (долото), нагрузка на который создается посредством гидравлической установки. Таким способом можно пройти забой любой глубины. При этом разрушенная порода вымывается бурильным раствором, который поступает (закачивается или самотеком) непосредственно в трубу, после чего откачивается насосом. В связи со сказанным не имеет смысла вдаваться в технические подробности этого способа бурения.

Если проходку выполняют в песчаных грунтах, необходимо следить за тем, чтобы буровой инструмент не погружался в породу ниже башмака обсадной трубы более чем на половину своей длины. Иначе возможны обвал песка и блокирование инструмента.

Есть еще один способ бурения скважины, который заслуживает внимания, – гидромеханический.

Его практикуют, когда водоносные пласты залегают не более чем на 10 м, а грунт достаточно мягкий. Для бурения потребуются стальная труба диаметром не менее 120 мм (она будет служить обсадной) с зубьями на нижнем конце, причем они выгнуты наружу под углом 30°. Длина трубы определяется глубиной залегания водоносного горизонта. Верхний конец трубы закрывают фланцем (для его фиксации к стенкам трубы приваривают 4 ушка с просверленными под болты М10 отверстиями) со вставленным проходным штуцером, на который надевают шланг для закачивания воды. Он проходит по всей длине трубы. На расстоянии 40–50 мм от нижнего торца трубы приваривают зажим для нижнего конца шланга.

После определения места бурения, трубу погружают на глубину до 1 м, устанавливают ее вертикально, заглубляют, опускают внутрь шланг, в стоящую рядом бочку – насос «Малыш», включают воду, которая, изливаясь под напором, размывает породу. Чтобы усилить напор водяной струи, в нижний конец шланга вставляют распылитель – отрезок металлической трубы длиной примерно 100 мм соответствующего диаметра и расплющивают его, оставив щель размером не более 1 см. Для ускорения процесса трубу слегка поворачивают из стороны в сторону и покачивают, чтобы зубцы интенсивнее разрушали породу. Для вращения трубы используют ворот в виде двух трубок, стянутых хомутом. При этом труба под собственной тяжестью погружается все ниже, пока не дойдет до водоносного пласта. После этого фланец снимают, вытаскивают шланг, опускают насос в обсадную трубу и откачивают воду.

Описанный способ бурения хорош тем, что не требует наличия сложных конструкций, специального оборудования и не нуждается даже в помощниках. Но он результативен исключительно в мягких глинистый и песчаных грунтах, легко проходит плывуны. Но вследствие активной эксплуатации насосов, их придется менять на новые (они не выдерживают нагрузки). Для скважины глубиной 20 м понадобятся 3–4 насоса, но вместе с обсадной трубой это будут все расходы.

Абиссинский колодец

В тех случаях, когда грунт на участке образуют достаточно мягкие породы, отсутствуют крупные камни, а водоносный горизонт залегает неглубоко (не более 7 м, поскольку подъем воды осуществляется за счет всасывающего насоса, работающего на основе разряжения, которое возникает в трубе и которое в принципе не в состоянии поднимать воду на высоту более 10 м), представлен рыхлыми зернистыми породами, например песком, мелким гравием, существует реальная возможность очень быстро пробурить мелкий трубчатый колодец. Способ, который для этого применяют, называется забивным (рис. 18).

Рисунок 18. Забивной колодец

Конструктивно забивной колодец прост, поэтому его сможет устроить человек, не имеющий соответствующего опыта. Для колодца потребуются трубы с резьбой на обоих концах, с внутренним диаметром от 32 до 75 мм при длине не более 1,5 м, благодаря чему их можно легко забить в грунт, причем строго вертикально и без необходимости сооружать треногу или подмости. Стенки труб должны быть достаточно толстыми (5–6 мм) и поэтому прочными.

При устройстве абиссинского колодца трубы можно опустить в заранее пробуренное отверстие. Это гарантирует, что трубы не искривятся, без проблем войдут в забой и (самое главное) фильтр на конце трубы не пострадает.

Абиссинский колодец состоит из следующих деталей (рис. 19):

• наконечника для фильтра или башмака. Это четырехугольное острие длиной 200–300 мм;

• фильтра с резьбой. Его диаметр примерно на 5–10 мм меньше наружного диаметра наконечника;

• стальных муфт, одна из которых с резьбой, а вторая оснащена зажимом;

• бабы (основного ударного инструмента);

• блока с веревками;

• трубы;

• треноги.

Рисунок 19. Конструкция абиссинского колодца: 1) наконечник; 2) фильтр; 3) муфта с резьбой; 4) муфта с зажимом; 5) баба; 6) блок; 7) труба; 8) веревки; 9) тренога

Дополнительно треногу можно оборудовать направляющей стойкой (рис. 20), чтобы прикрепить к ней трубы, наконечник и обеспечить движение бабы.

Рисунок 20. Направляющая стойка: 1) детали забивной конструкции; 2) стойка; 3) тренога

Процесс забивания мелкого трубчатого колодца осуществляют ударно-канатным способом, речь о котором шла ранее, и позволяющий обойтись без треноги:

• на выбранном под колодец месте выкапывают метровую шахту размером 800 x 800 мм;

• соединяют фильтр с трубой;

• нанизывают на трубу бабу массой примерно 30 кг;

• отступив от фильтра 1 м, с помощью стального хомута и болтов на трубе закрепляют подбабок;

• на расстоянии 1–1,5 м от подбабка ставят второй хомут с двумя блоками;

• устанавливают в цент шахты трубу, засыпают ее грунтом и уплотняют;

• поднимая бабку за веревки, пропущенные через блок, ее опускают, она ударяет по нижнему хомуту и продвигает трубу вниз. По мере того как труба погружается, хомут с блоками перемещают по трубе;

• после заглубления одной трубы прикручивают следующую и т. д.;

• время от времени проверяют, не появилась ли в трубе вода. С этой целью в нее погружают короткий фрагмент тонкой трубы. Если он издает характерный звук, значит, он соприкоснулся с водой.

Рассмотрим, что собой представляет фильтр. Это труба длиной 1–2 м с перфорированными стенками (зона перфорации не доходит до муфты и наконечника 100–150 мм). Отверстия просверливают в шахматном порядке. Поверх отверстий сначала наматывают проволоку диаметром 2–3 мм, выдерживая интервал между витками 15–20 мм, потом натягивают и припаивают фильтровальную сетку. В муфте, в которую входит клапан устанавливают шаровой клапан, а в качестве ограничителя его подъема под ним прикрепляют стопор в виде шпильки.

Для подъема воды применяют погружной насос.

Извлечение воды на поверхность

Водоподъемные механизмы

После того как колодец сооружен, необходимо позаботиться о том, каким способом доставать из него воду. Традиционно для шахтных колодцев независимо от их конструкции для этой цели используют водоподъемное устройство, называемое журавлем.

Конструкция его настолько проста в изготовлении, что ее под силу реализовать даже неопытному мастеру. Чаще всего для журавля подбирают толстое бревно с развилкой или проушиной на одном конце. К нему прикрепляют более тонкое длинное бревно (жердь) – балансир. Соединить их можно разными способами, например шарнирно на стальной оси (с ее ролью успешно справится болт) диаметром 25 мм и более. Допускается и упрощенное устройство, при котором на концах металлической оси просверливают отверстия под стальные шпильки сечением 10–15, они удерживают ось и не позволяют ей выскакивать из отверстий.

Подготовив ось, на нее насаживают балансир, предварительно просверлив в нем отверстие. Чтобы оно не истиралось в процессе эксплуатации, с обеих сторон вкладывают стальные шайбы (это могут быть стальные пластины шириной 60–100 мм, длиной 300–500 мм и толщиной 5 мм) с отверстиями, соответствующими диаметру оси, и прикрепляют их саморезами (70–90 мм) или гвоздями.

Важно правильно установить балансир: его более толстый конец (задний) всегда должен быть опущен, а более тонкий (передний) поднят вверх. Чтобы добиться этого к заднему концу подвешивают груз – обычно это рельс, тяжелый чурбак, соединенные раствором кирпичи и т. п. При этом важно соблюсти баланс, чтобы обычное десятилитровое ведро с водой можно было поднимать, не прилагая значительных усилий.

Передний конец балансира заканчивается кольцом, на котором держится тонкий шест с карабином для удержания ведра. Если колодец очень глубокий, то шест заменяют цепью. Шест должен быть такого диаметра, чтобы пальцы рук могли обхватить его примерно на три четверти. Чтобы не травмировать рук, шест обязательно отесывают и шлифуют, но вот окрашивать его не следует, поскольку слой краски сделает шест скользким, что создаст трудности при его использовании.

Кроме того, надо позаботиться о том, чтобы ведро, опущенное в колодец, не оставалось плавать на поверхности воды, а наполнялось. Для этого его следует пригрузить, например повесить на дужку цепь длиной 150–250 мм, металлическую пластину, гирьку и т. п.

Вместо обычного ведра удобно использовать колодезную бадью. В принципе это стакан диаметром 100 мм при высоте 600 мм, изготовленный из тонкой стали. Он имеет специальный обратный клапан, благодаря которому быстро наполняется водой. Механизм действует так: при погружении бадьи язычок клапана под воздействием давления, которое на него оказывает вода, приподнимается, и вода быстро заполняет емкость; когда бадью поднимают, язычок водой прижимается ко дну, и вода не вытекает.

По основание журавля выкапывают яму (чем глубже, тем надежнее и прочнее будет стоять вся конструкция), устанавливают его и заливают бетоном. Если вся конструкция уже в сборе, то необходимо позаботиться о том, чтобы балансир не расшатывал стойку. Для этого его привязывают к тяжелой опоре и оставляют в таком положении, пока бетон не отвердеет. Однако лучше сначала вкопать стойку, зафиксировать ее подпорками и выдержать не менее 28 суток, пока бетон не наберет прочность.

Несколько практических советов:

• для основания журавля подойдет брус сечением 100 x 100 мм (однако более тонкий 100 x 50 мм будет легче установить);

• чтобы деревянный брус прослужил долго, не надо его закапывать в землю, лучше прикрутить к его нижней части два швеллера (или две стальные трубы сечением 50 x 25 мм), покрытые специальным составом от коррозии (например, битумным лаком), и их забетонировать. Сами же деревянные детали надо защитить антисептическим составом;

• для балансира можно взять брус сечением 50 x 50 мм, а шест сделать из дюралюминиевой трубки диаметром 20 мм. Чтобы не вносить разнобой в дизайн устройства, его можно обклеить водостойкой пленкой «под дерево»;

• параметры стойки и балансира определяют в зависимости от глубины колодца, например для колодца глубиной 3,5 м (это возможно при близком залегании водоносных пластов) достаточно сделать стойку высотой 2,6 м, балансир длиной 3 м, шест длиной 2 м;

• в качестве шарнира подойдут монтажная шпилька М10 и два стальных уголка 50 x 50 мм длиной 350 мм, а для фиксации уголков – шпильки М8. Для усиления шарнирного узла можно сверху прикрепить накладку из бруса;

• важно подобрать вес груза и ведра таким образом, чтобы можно было без труда опускать ведро и зачерпывать воду, а противовес сам извлечет ведро на поверхность, достаточно только направить шест. Как правило, этого добиваются опытным путем, поскольку надо учитывать вес шеста, ведра, грузила, длину и вес балансир.

Несмотря на то что журавль – устройство простое, доступное и удобное, у него есть единственный минус – он мешает поднимать и опускать крышку, поэтому такие колодцы обычно стоят открытыми и засоряются листьями, пылью и пр. Да и места он занимает немало, что имеет значения на ограниченных дачных участках.

При установке опоры журавля важно не забыть, что яму под нее надо выкопать на достаточном расстоянии от колодца, иначе можно повредить глиняный замок, который его окружает.

Помимо журавля, для подъема воды из колодца устанавливают ворот, который представляет собой бревно диаметром 200 мм необходимой длины, сквозь центр которого пропущена стальная ось квадратного сечения. Важно, чтобы ось надежно держалась в центре вала, для чего в нем высверливают отверстие и деревянным молотком забивают ось (диаметр последней должен быть больше диаметра отверстия).

К оголовку колодца прикрепляют стойки (для большей устойчивости их закапывают в землю не менее чем на 500 мм, чтобы при подъеме воды они не приходили в движение) с подшипниками, между которыми помещают вал, концы которого бывают круглыми или имеют шейку. Для лучшего скольжения подшипники смазывают.

Для вращения вала предусматривают одну или две ручки, которые и прикручивают к оси. В центре вала необходимо прочно прикрепить цепь (это традиционный способ). Сейчас нередко применяют металлический трос. Чтобы прикрепить его к валу, необходимо предварительно сделать на нем ушко. Есть несколько вариантов, одним из которых можно воспользоваться:

• просто прибивают трос за ушко к валу;

• просверливают в центре вала сквозное отверстие, протягивают через него трос и прибивают его за ушко, например толстым гвоздем (второй конец, естественно, надо загнуть) или скобой;

• для большей надежности, перед тем как прибить трос, его несколько раз обвивают вокруг вала.

Насосы

Ворот и журавль для подъема воды можно рассматривать скорее как дань традиции, поскольку в современных условиях все стремятся минимизировать нагрузки, в том числе и в водоснабжении. Поэтому чаще всего люди оборудуют свои колодцы насосами, которые имеют разную конструкцию и разные принципы действия. Кроме того, если ведро или бадья предназначены для порционного извлечения воды, то для непрерывного процесса в большей степени подходят насосы.

До некоторой степени решат проблему подъема воды из колодца ручные насосы, которые бывают двух типов:

• штанговыми;

• поршневыми.

Штанговый насос комплектуется насосным цилиндром, колонной водоподъемных труб, комплектом штанг, поршнем, ручным приводом в составе штока и балансира.

Сначала скважину оборудуют водоподъемными трубами, которые фиксируют у ее устья либо фланцем, либо стальными хомутами. На их верхнем конце устанавливают сальник. В трубы, образующие колонну, опускают насосный цилиндр, причем он должен находиться ниже стабильного уровня воды, поскольку всасывающий дисковый или шариковый клапан при подъеме не должны оказаться выше нее.

Далее на штангах, которые наверху соединяют со штоком, опускают вниз поршень, причем от нижнего клапана цилиндра он должен отстоять на 50–60 мм. Шток, в свою очередь, проходит через сальник и шарнирно взаимодействует с балансиром или шатуном верхнего привода механизма.

Поршень – это металлический толстостенный цилиндр, в центре которого проходит канал (проточка), прикрытый сверху клапаном (дисковым или шариковым). На наружной его стороне стоит резиновая муфта. Когда поршень опускается вниз, по его каналу вверх поднимается вода, находящаяся под ним. При этом поршневой клапан открыт, а всасывающий закрыт.

При движении вверх поршень тянет за собой воду, под ним возникает разреженное пространство, которое заполняется водой из скважины. При этом поршневой и всасывающий клапаны занимают прямо противоположное предыдущему положение, т. е. первый закрыт, а второй открыт. Таков принцип работы штангового насоса.

Поршневой насос напоминает описанный выше, но обладает рядом отличий.

В комплект поршневого насоса входят цилиндр, поршень, клапаны – нагнетательный и всасывающий. Насос, который применяют при глубине колодца не более 7–10 м, монтируют в верхней части колонны водоподъемных труб таким образом, чтобы от земли он находился на высоте 700–1000 мм. Конструктивно насос – это цилиндр, в который помещен поршень, оснащенный поршневым и дисковым клапанами (последний занимает место в низу цилиндра).

При движении поршня вниз дисковый клапан закрывается, поршневой клапан открывается и позволяет воде заполнить пространство над поршнем. При движении поршня вверх, поршневой клапан захлопывается, и вода заполняет водоприемник. При этом под поршнем образуется разреженное воздушное пространство, благодаря которому дисковый клапан открывается, и вода поступает в пустое пространство под поршнем. Для обеспечения возвратно-поступательного движения поршня предназначается шток, шарнирно связанный с балансиром. Чтобы откачать воду из колодца, предусмотрен обратный клапан, за счет которого поршневой насос может функционировать в связке с электронасосом.

Если нет подходящего по диаметру бревна, то ворот для колодца можно сделать и из бруса сечением 200 Ч 200 мм. К его торцам прикладывают обычную тарелку нужного диаметра, обводят и отсекают все лишнее, например электрорубанком.

После того как магазины стали предлагать большой выбор всевозможных водяных электрических насосов и помп, ручные насосы отошли на второй план. Однако такой насос на участке совсем не лишний. Скажем, в ситуации, когда отключена электроэнергия или когда электричество еще не проведено, такие устройства могут оказать незаменимую услугу. Кроме того, когда нужно набрать пару-тройку ведер воды, вовсе не обязательно включать на секунду мощный электронасос (ему это вряд ли на пользу). Да и небольшая физическая нагрузка для здоровья полезна.

Более того, умельцы могут самостоятельно собрать ручной насос, тем более что и литературу на эту тему найти нетрудно.

Электрические водяные насосы классифицируют по их назначению:

• водоподъемными (для подъема воды из колодцев разного типа). Эта группа насосов по способу установки представлена двумя разновидностями – поверхностными и погружными насосами (впрочем, это относится и к другим типам насосов);

• циркуляционными, с помощью которых обеспечивается стабильная циркуляция воды в системе водоснабжения;

• дренажными, находящими применение при откачивании воды из подвалов и т. п.

• Нас интересует оборудование только первой группы, поскольку речь идет об извлечении воды из колодцев.

• Как следует из названия, поверхностный насос функционирует без погружения в воду. Его устанавливают на поверхности, а в колодец бросают водозаборный шланг. Насосы этого типа имеют как достоинства, так и недостатки. Главные плюсы поверхностного насоса:

• прост в обслуживании;

• доступен по цене;

• способен долго работать без остановки и при этом не перегреваться;

• практически бесшумен;

• монтируется как непосредственно на колодце, так и около него;

• легко контролируется.

К минусам следует отнести его неспособность поднять воду с глубины более 10 м, поэтому его можно приобретать для мелких колодцев или скважин (закачивая воду из таких источников, поверхностный насос отлично справится с поливом грядок или откачивает воды из погреба); невозможность работать в автономном режиме, т. е. их вручную включают и выключают, следят за давлением в системе.

Однако поверхностные насосы могут поднимать воду из глубоких колодцев, если дополнительно оборудовать их специальным устройством, называемым эжектором. Его надевают на конец всасывающего шланга и опускают в колодец. Когда насос начинает работать, часть воды, которая поднимается по дополнительному каналу, попадает в эжектор, вследствие чего давление на входе возрастает. Это означает, что вода, поднимаемая вверх, еще и подталкивается снизу. Эжектор монтируют внутри насоса или снаружи. Первые применяются для бытовых потребностей, и максимальная высота, которую они обеспечивают, в среднем не бывает более 8 м. Вторые же способны поднять воду на высоту до 30 м.

Все бы хорошо, но нельзя не сказать и о существенном недостатке: производительность системы снижается по мере увеличения глубины, в то время как потребляемая мощность и уровень сложности конструкции, напротив, возрастают. В результате поверхностный насос с эжектором будет работать столько же (или почти столько же), как и глубинный насос, речь о котором пойдет далее.

Поверхностные насосы бывают центробежными и вихревыми. Первые имеют второе название – самовсасывающие поверхностные насосы. Глубина всасывания у них больше, чем у вихревых, – примерно 9 м, поэтому их можно рекомендовать для забора воды из колодцев, ключей и т. п. В корпусе центробежного насоса стоят колеса, которые, вращаясь за счет рабочего вала, установленного на подшипники, нагнетают давление. В результате на входе и на выходе вода имеет разные скорость и давление. Перед тем как запустить центробежный насос, его заполняют водой через специальное отверстие с пробкой.

Вторые не предназначены для подъема воды из мелких колодцев, поскольку глубина всасывания у них незначительная. Как правило, насосы этого типа устанавливают для того, чтобы регулировать уровень давления в водопроводе. Конструкция вихревого насоса напоминает центробежный. В его корпусе закреплена ось с рабочим колесом, оснащенным лопатками, которые сообщают воде энергию, создаваемую вращающейся осью.

Принимая решение оборудовать колодец поверхностным насосом, нельзя ошибиться с выбором. Для этого следует учесть несколько факторов:

• важно сразу определить, как именно предполагается использовать насос. Если с его помощью будет подаваться вода для полива сада-огорода, то достаточно, чтобы производительность насоса составляла 1 м³/ч. Если цель – устроить в доме автономную водопроводную систему, то этого параметра будет недостаточно. Определить необходимую производительность насоса нетрудно. В небольшом загородном доме вода необходима для бытовых и хозяйственных нужд. В соответствии со СНиПом 1 человек в сутки потребляет 200 л воды (по другим данным – 350 л), поэтому умножив этот показатель на количество жильцов, можно установить потребность в воде. Максимальный расход определяется возможностью «одновременного пользования несколькими точками потребления воды». Если, например 1 человек принимает ванну (8–10 л/мин), 1 человек моет посуду на кухне (6 л/мин), 1 человек посещает туалет (6 л/мин), то максимальный расход – 20–22 л/мин. На полив 1 м² огорода нужно 3–6 л в сутки, иногда и 10 л (в зависимости от растений);

• не менее важный параметр – глубина всасывания. В среднем максимум, с которого поверхностный насос поднимет воду, равен примерно 8–9 м. Для поверхностного насоса характерно такое соотношение «вертикаль – горизонталь» – 1: 4, т. е. если вертикаль равна 8–9 м, то горизонталь – 32–36 м. Зная такую характеристику насоса, можно определить, какую наибольшую глубину всасывания насос сможет обеспечить, чтобы его можно было эксплуатировать на данном участке;

• максимальный напор, который сможет обеспечить поверхностный насос – еще один момент, без учета которого нельзя правильно подобрать насос. Чтобы установить это, надо вычислить расстояние от точки, где насос будет установлен, до места на участке, наиболее удаленного, куда нужно будет подавать воду. Разность между ними и есть искомая величина. При расчете горизонтального участка надо помнить, что на каждых 10 м длины трубопровода потеря напора составляет 1 м;

• для поверхностных насосов важен и тип всасывающего шланга, так как его диаметр и форма внутреннего сечения могут отрицательно сказаться на производительности агрегата. Чем больше диаметр шланга, тем его гидравлическое сопротивление меньше. Изнутри шланг должен быть гладким, а снаружи гофрированным. Хорошо себя зарекомендовали армированные всасывающие шланги;

• помня о том, что напряжение в наших электрических сетях не всегда соответствует норме и имеет обыкновение падать, то при покупке насоса, лучше взять более мощный, чтобы при низком напряжении производительность насоса сохранялась;

• нужно внимательно читать прилагаемую инструкцию, в которой производитель обязательно указывает максимально допустимый размер частиц примесей (песка и пр.), поскольку при перекачке загрязненной сверх меры воды насос быстро сломается, причем ремонт придется делать за свой счет.

Одним из вариантов ворота является диск от колеса автомобиля, насаженного на ось. Он прост в изготовлении, но есть и минус: во время морозов в колодце плюсовая температура, поэтому диск покрывается конденсатом, и в колодец капает вода с ржавчиной.

Название погружных насосов говорит о том, что это устройство функционирует при полном или частичном погружении в нашем случае в водную среду. В связи с такими условиями работы к электродвигателю насоса присоединяется специальный электрокабель, проводка покрыта прочной и надежной изоляцией, вся электроника защищена от контакта с водой. Да и сами материалы, из которых изготавливают погружные насосы, устойчивы к воде. Это полимеры, нержавеющая сталь и др. В процессе функционирования прокачиваемая вода охлаждает двигатель, поэтому последний даже при длительной эксплуатации не перегревается.

Погружные насосы бывают двух типов – скважинные, или глубинные, и колодезные.

Скважинные насосы предназначены для подъема воды из артезианских скважин, которые, как известно, могут достигать очень значительной глубины. Условия работы в ограниченном пространстве требуют от оборудования определенных материалов, размеров и формы корпуса. Обычно глубинные насосы имеют цилиндрическую форму и корпус диаметром не более 100 мм, выполненный из нержавеющей стали.

В соответствии со специфическими условиями работы глубинные насосы должны обладать высокой производительностью и большим напором, что и предусмотрено их конструкцией, в частности для них характерна многоступенчатая система всасывания. В основе работы глубинных насосов лежит принцип, гласящий, что необходимое для подъема воды давление легче обеспечить снизу, чем стараться поднять ее сверху, откачивая воздух.

Глубинные насосы относятся к центробежным, так как работают на основе центробежной силы, которая образуется в их корпусе. В нем находится рабочее колесо в виде дисков, соединенных изогнутыми лопастями. Вода, заполняя пространство между лопастями, испытывает воздействие центробежной силы, возникающей от работающего колеса. В результате в центре создается низкое давление, а на периферии – высокое. Благодаря такой разнице вода из колодца втягивается в корпус насоса и выбрасывается под напором наружу через выходной патрубок.

Габариты колодезных насосов, в отличие от глубинных, не столь жестко ограничены, поэтому у них есть возможность использовать ресурс двигателя более эффективно. Однако при этом глубина воды под насосом не должна быть менее 1 м. В противном случае происходит всасывание частиц песка и ила, что может вывести насос из строя. Поэтому система оборудуется поплавковым выключателем, благодаря которому работа происходит в автоматическом режиме, и как только уровень воды падает до критической отметки, механизм срабатывает и двигатель прекращает работать.

Колодезный насос способен поднять воду с глубины до 50 м. Принцип действия такого агрегата вибрационный, т. е. внутри цилиндра стоит резиновая мембрана. По одну сторону от нее находится камера для откачиваемой воды, по другую – вибрирующий элемент, под воздействием которого мембрана приходит в движение и деформируется. При изгибании мембраны рабочий объем внутри водяной камеры то увеличивается, то уменьшается, соответственно и давление в корпусе то возрастает, то падает. При снижении давления впускной клапан открывается, вода заполняет камеру, при увеличении давления открывается выпускной клапан, через который вода под напором выталкивается наружу.

Чтобы грамотно выбрать погружной насос, необходимо внимательно прочитать паспорт скважины. Знание параметров скважины позволит эксплуатировать погружной насос в максимально благоприятных для него условиях.

Итак, нужно принять во внимание необходимый напор; предполагаемое водопотребление; динамический уровень воды; дебит; высоту, на насос сможет поднимать воду; расстояние от мест потребления воды или до бака с водой, т. е. дополнительно к тем вычислениям, что производятся при выборе поверхностного насоса, надо дополнительно учесть глубину, с которой насос должен будет поднимать воду.

Помимо этого, необходимо соотнести производительность скважины и производительность насоса (производительность первой должна быть выше производительность второго). Если последнее, а именно объем воды в кубических метрах, который насос перекачивает за единицу времени, обычно за 1 ч, представлено в инструкции к нему, то для определения первого надо произвести несложные расчеты.

Наименьшая необходимая производительность системы подачи воды складывается из количества кранов, имеющихся на участке, и умножается на 500 л/ч. Если предполагается строить поливочную систему для сада-огорода (она приравнивается к работе дополнительного смесителя), то к полученному произведению надо прибавить еще 500 л/ч. Итоговый результат и есть та минимальная производительность погружного насоса, которой будет достаточно для водоснабжения дома и участка. К ней желательно добавить 10–15 % – запас прочности, чтобы и уже не новый насос справлялся со своими функциями.

Принять во внимание нужно и максимальную высоту подъема воды и напор, т. е. давление в трубопроводе. Номинальный столб воды (это тот минимум, который требуется для конкретного устройства), на который рассчитан погружной насос, указан в его техпаспорте. Он формируется так: глубина погружения насоса плюс пятая часть длины трубы от входа в скважину до ввода в домашний трубопровод плюс 15 % запаса прочности (от последнего зависит, как долго насос прослужит).

Кроме того, желательно, чтобы корпус насоса был выполнен из нержавеющей стали, а также надо обращать внимание на бесшумность работы, легкость установки. Имеет значение и цена (хотя насос, предусматривающий защиту от непредвиденных ситуаций, обходится дороже, он этого стоит).

Водяные насосы могут оснащаться различной автоматикой, которая предотвращает две основные неприятности – перегрев и сухой ход. Такая защита предупреждает преждевременный выход агрегата из строя.

Причинами перегрева являются продолжительное непрерывное функционирование и работа в грязной воде. От перегрева насос защищает термодатчик (термореле), автоматически отключающий насос при критической температуре. Модели, оснащенные таким образом, предпочтительны, если прогнозируются ситуации, когда насос должен будет подавать воду в экстренном режиме (при высоких нагрузках) или продолжительно и непрерывно.

При обычной эксплуатации насос конструктивно защищен от перегрева. Для этого, кроме внешнего корпуса, у насосов имеется внутренний. Когда нанос погружен на рабочую глубину, вода заполняет пространство между ними и предупреждает перегрев двигателя. Защиты такого рода достаточно, если насос работает с незначительными перегрузками.

Сухой ход – это такой режим работы включенного насоса, при котором через агрегат не прокачивается вода. Такие условия не только нежелательные – это аварийная ситуация, которая значительно сокращает срок службы насоса. Вода, которую насос пропускает через себя, выступает одновременно в роли смазывающей и охлаждающей жидкости. При ее отсутствии, т. е. при сухом ходе, рабочие детали вследствие трения могут разрушаться или деформироваться, а двигатель – сгореть. Поэтому нельзя допускать таких условий эксплуатации насоса. Причины возникновения сухого хода различны:

• отсутствие воды. Это возможно независимо от того, откуда происходит забор воды: в баке она может просто закончиться, а в колодце или скважине ее уровень может оказаться ниже положения погружного насоса (если это происходит с трубчатым колодцем, то это значит, что насос находится выше динамического уровня воды или что его производительность превышает дебит источника);

• засор всасывающей трубы, из-за чего объем поступающей воды падает; нарушение герметичности трубы, вследствие чего происходит подсос воздуха, который создает пробку. Это характерно для поверхностных насосов;

• сухой ход возникает, даже если насос подключен к системе централизованного водоснабжения, если в трубопроводе упало давление или если он где-то перекрыт и вода вообще отсутствует.

Резиновый шланг, применяющийся для выкачивания воды с помощью поверхностного насоса, из-за возникающего разрежения сжимается, что сказывается на работе агрегата. Поэтому его можно заменить тонкой металлической трубой.

Таким образом, можно сказать, что основная причина сухого хода – это отсутствие воды, и неважно по какой причине это случилось. Если насос эксплуатируется в присутствии человека или если он установлен в неиссякаемый источник (например, речку), необходимости в защите от сухого хода нет. Но насос, работающий в автоматическом режиме, надо защищать.

С этой целью насосы оснащаются датчиками или реле сухого хода, датчиками потока, поплавковыми датчиками и иным оборудованием, которые реагируют на ненормальную ситуацию и выключают насос либо отключают питание заранее. Обнаружить сухой ход можно, установив один из следующих параметров:

• уровень воды. На этом принципе основываются поплавковые датчики и реле уровня. Первый размещается выше погружного насоса или всасывающего патрубка поверхностного насоса. Как только уровень воды оказывается ниже него, электрическая цепь размыкается, насос останавливается. Запустить его снова можно вручную.

• Более современный прибор – реле уровня. Один из его двух датчиков (бывает и три) находится на минимальном уровне воды, второй на максимальном. Когда уровень воды оказывается ниже минимального, насос перестает работать, когда уровень повышается и достигает максимального, насос снова включается.

• Благодаря названным устройствам насос перестает работать еще до возникновения сухого хода;

• давление на выходном патрубке. Если давление оказывается ниже критического, т. е. 0,5 бар и менее, следовательно, насос прекратил подавать воду и его надо отключить;

• поток воды через насос. Для его измерения предназначен датчик потока. При падении интенсивности потока ниже критического питание насоса отключается.

Второй и третий способы, в отличие от первого, допускают непродолжительную работу насоса в режиме сухого хода. Это можно рассматривать в качестве их недостатка, хотя для повреждения насоса требуется больше времени.

Для оптимизации работы водяные погружные насосы оборудуются регуляторами мощности и автоматикой для плавного пуска.

В последние годы рынок предлагает не только насосы разного типа, но и автоматические насосные станции. В принципе это тоже насос, в котором, помимо электродвигателя, установлено немало дополнительных устройств, благодаря которым агрегат может работать практически без участия человека. В комплектацию входят гидроаккумулирующий бак, реле давления, соединительный шланг, электрический кабель.

Автоматическая насосная станция способна поднимать воду из колодцев всех типов, а также из открытых источников. Кроме того, ее подключают, если требуется перекачать воду из резервуара или поднять давление воды, которая поступает из централизованной системы водоснабжения.

Мощные насосные станции (причем речь идет не о промышленных установках, а о бытовых агрегатах) могут подавать 8 м³/ч и поддерживать давление в магистральном водопроводе до 3 бар. Это означает, что водонагреватель, стиральная и посудомоечные машины, система автополива и многое другое станут доступными.

Немаловажным является такое достоинство насосной станции, как возможность самостоятельной работы (разумеется, в источнике должна быть вода, а в сети электрический ток). Принцип ее действия таков:

• гидроаккумулятор (это мембранный напорный бак с водой) создает в водопроводе необходимое давление;

• когда открывают кран, происходит расходование воды из бака, давление в системе падает до заранее установленного уровня (как правило, до 2 бар);

• реле давления фиксирует это значение и включает насос, который подает воду и восстанавливает объем;

• после закрытия крана насос продолжает работать, чтобы заполнить гидроаккумулятор и одновременно поднять давление до первоначальной отметки (примерно до 3 бар);

• реле давления опять реагирует и отключает насос.

Как и при покупке насоса, при выборе насосной станции надо иметь представление о некоторых моментах.

Прежде всего о производительности. Главными параметрами станции являются напор и подача (т. е. расход). Ее наибольший расход должен примерно равняться расходу воды, который происходит, если открыть все имеющиеся водоразборные краны.

Напор станции должен быть таким, чтобы была возможность подавать воду от поверхности источника до точек водоразбора. Как уже было сказано выше, напор складывается из расстояния по вертикали от зеркала воды до максимально высокой точки водопровода в доме; величины необходимого рабочего давления в системе (не менее 2 бар или примерно 20 м напора); потерь напора на всей линии водопровода, зависящих от длины водопроводной сети, материала труб и пр. Если при обращении в магазин представить консультанту сведения о планируемом объеме потребления воды, параметры труб и схему водопроводной сети, то рассчитывать производительность оборудования самостоятельно и не придется.

При покупке автоматической насосной станции надо учесть объем бака, мощность насоса, материал бак и корпуса, наличие дополнительных функций. Экономить не стоит, однако и переплачивать за ненужные приспособления тоже не надо.

Базовые комплектующие насосной станции (тип насоса, емкость гидроаккумулятора и др.) смогут дать представление о ее надежности и долговечности. Обычно в насосных станциях устанавливают струйно-центробежные самовсасывающие насосы с эжектором – встроенным или выносным. Первые обеспечивают напор до 40 м, подают воду с глубины до 8 м. Они нечувствительны к присутствию воздуха в системе, поэтому не нуждаются в предварительном заполнении водой всасывающей трубы, можно ограничиться только корпусом насоса. Такой насос сам прокачивает воздух, после чего начинает поднимать воду. Всасывающий патрубок оснащен обратным клапаном, поэтому при каждом включении не приходится ждать, пока вода из источника заполнит насос.

Станции с выносными эжекторами предназначены для подъема воды с глубины 25–45 м. Сам агрегат находится на поверхности, а эжектор опускается в колодец. КПД таких станций небольшой, они плохо реагируют на присутствующий воздух или песок. Но они удобны, если колодец располагается в 20–40 м от дома.

Если производительность насосной станции намного превосходит объем реального потребления, то насос приходится постоянно включать и отключать, и только отдельные типы поверхностных насосов рассчитаны на частые запуски. У большинства насосов это разрушает пусковую автоматику и сокращает срок службы агрегата. Поэтому в насосных станциях устанавливают гидроаккумулирующий бак емкостью 8–60 л.

Кроме гидроаккумуляторов, от кратковременных и частых включений насосную станцию защищает автоматика, о которой подробно говорилось выше, поэтому только перечислим: реле давления (как механические, так и электронные), защита от засорения, перегрева и сухого хода и др.

Главное – помнить, что оптимальный набор всех комплектующих – залог бесперебойной, надежной и долговечной работы как насосов, так и автоматических насосных станций.

Обустройство и эксплуатация колодца

Оформление оголовка

Итак, шахтный колодец сооружен или скважина пробурена. Но на этом работы не закончены, поскольку предстоит еще один этап – их обустройство. Рассмотрим, что именно подразумевает этот термин.

Прежде всего, речь должна идти о глиняном замке, о котором мы говорили ранее, рассмотрели, как именно его устраивают, когда он является настоятельной необходимостью, а когда от него можно и отказаться. Поэтому есть смысл, помня о таком способе герметизации колодца, сразу перейти к следующему этапу, т. е. к оформлению оголовка, высота которого над поверхностью земли должна быть не менее 700–800 мм.

Люди поступают по-разному: одни ограничиваются скромной крышкой, положенной на бетонное кольцо, другие строят колодезные домики. Это, конечно, дело вкуса и наличия материальных средств. Но в любом случае оформить оголовок тем или иным способом обязательно нужно, тем более что нередко для этого даже не требуется приобретать строительные материалы, а можно найти применение тем, что остались от возведения дома, например. по-хозяйски распорядиться остатками бруса, блокхауса, сайдинга, плитки, природного камня, черепицы и пр. Главное, чтобы дизайн колодезного декора не противоречил архитектурному решению дома и участка, в том числе беседки, мостика, скамейки, шпалеры и других так называемых малых архитектурных форм.

Надколодезные сооружения могут быть весьма разнообразными, начиная от классических и заканчивая экзотическими. Для традиционной конструкции с воротом потребуются 2 столба высотой примерно 2 м и диаметром 150–160 мм, ворот, бруски для изготовления стропильной системы и кровельный материал. Чтобы она могла противостоять ветру, столбы прочно прикрепляют к бетонному кольцу стяжными болтами диаметром 12–14 мм, отступив от верхней кромки бетонного кольца 150–200 мм. На высоте 1,2–1,4 м от земли в стойках проделывают отверстия под колодезный ворот, который после установки фиксируют с внутренней стороны брусками сечением 60 x 40 мм. Для большего удобства используют подшипники, в которых вал будет легко вращаться. Кроме того, они значительно продлят срок службы стоек.

Крыша может быть двускатной (равномерной или неравномерной). Работу начинают с того, что покрывают наружное бетонное кольцо грунтовкой, которая защитит деревянную отделку от влаги, проникающей через бетонную стенку. Его можно оставить в таком виде или отделать природным или искусственным камнем, плиткой и пр.

Если хозяева не хотят ходить к колодцу с ведром и оборудуют его насосом, то можно ограничиться обычной крышкой, положенной на бетонное кольцо, или построить классический колодезный домик со стропильной крышей, но оставив за ним исключительно декоративную функцию. Предлагаем рассмотреть один из таких проектов. Для постройки колодезного домика понадобятся следующие материалы:

• 2 бруса длиной 2 м и сечением 150 x 100 мм;

• бруски сечением 50 x 50 или 75 x 50;

• доски сечением 150 x 25 мм;

• 2 асбоцементных волокнистых листа (шифер);

• кровельная лента;

• крепеж (мебельные гвозди, шпильки М10, гайки М10, шайбы, саморезы диаметром 10 мм, шиферные гвозди, форточные петли, металлические уголки);

• вагонка, блокхаус (обрезки).

Наличие электроинструмента не только значительно облегчит выполнение всех работ, но и существенно ускорит их. Понадобятся дисковая электропила, электролобзик, электрорубанок, шлифовальная машинка, дрель, шуруповерт, молоток, набор сверл.

Сначала нужно подготовить все детали, потом можно приступать к их сборке.

1. Вся конструкция держится на 2 опорах из бруса сечением 150 x 100 мм. Чтобы придать им декоративную форму, используют шаблон. Его накладывают на материал, обводят и вырезают электролобзиком, после чего остается острогать и отшлифовать готовые стойки, применив по очереди электрорубанок и шлифмашинку. Для стропильной системы крыши используют бруски 75 x 50 или 50 x 50 мм. Все необходимые для соединения врезки выполняют электролобзиком, а в качестве крепежа лучше использовать саморезы, вгоняя их в дерево шуруповертом.

2. Бетонному оголовку придана форма бочки. Это обрамление выполнено из остатков блокхауса (так называется материал, имитирующих оцилиндрованное бревно), из которого надо напилить дощечки нужной длины. Имеющиеся на них шпунты срезают, поскольку они не соединяются плотно между собой на цилиндрической поверхности.

3. Чтобы можно было прикреплять дощатую обшивку к оголовку, из досок сечением 150 x 25 мм делают контур в виде круга. Наложив его на торец оголовка, отдельные его детали подгоняют друг к другу и сплачивают в единый элемент.

4. Выполняют 2 детали крышки из вагонки, положив отдельные дощечки на торец оголовка, скрепив их уголками на саморезах и придав форму круга.

5. Для предупреждения разрушения деревянных деталей столбы и другие элементы покрывают антисептическим составом.

При гидромеханическом бурении с помощью компрессора можно промыть скважину глубиной не более 30 м (в дальнейшем мощности струи оказывается недостаточно).

Завершив работу над заготовками, остается собрать всю конструкцию, что происходит в такой последовательности:

• готовые стойки прикрепляют к бетонному оголовку с помощью резьбовых шпилек М10 и гаек, предварительно выполнив разметку и просверлив нижней части бетонного кольца два отверстия (ударная дрель и твердосплавный бур диаметром 12 мм незаменимы при таких работах). Такие же отверстия подготавливают и на стойках, но использовав сверло по дереву. Благодаря такому креплению они будут устойчивы и смогут противостоять ветровым нагрузкам;

• выполняют обшивку оголовка, прикрепляя блокхаус к деревянному контуру вверху саморезами, а по низу пропускают латунную ленту, прибив ее мебельными гвоздями. Это дополнительно усиливает эффект бочки;

• прикрепляют крышку к деревянному контуру оголовка с помощью форточных петель;

• монтируют ворот. После разметки просверливают в столбах по одному отверстию и вставляют ворот, зафиксировав его с обоих концов саморезами-глухарями диаметром 10 мм;

• сажают на саморезы и стропила, по ним прибивают обрешетку из досок сечением 150 x 25 м;

• выполняют кровлю из шифера, стыки листов прикрывают деревянным коньком.

Отдельного разговора заслуживает способ, которым было изготовлен барабан, напоминающий штурвал. Для ворота берут бревно, окоряют, придают круглую форму электрорубанком (поскольку эта деталь практического значения не имеет, то идеальной округлости можно не добиваться (хотя это и не возбраняется), а сделать все на глазок). Измерив окружность ворота, делят его 6 частей – это точки установки будущих ручек «штурвала». В них шнековым сверлом диаметром 32 мм просверливают отверстия глубиной 30–35 мм.

Из обрезков половых досок заготавливают 6 брусков сечением 35 x 35 мм и обрабатывают их галтельной фрезой (в ее отсутствие можно воспользоваться обычными столярными инструментами). Тем концам ручек, что будут вставлены в ворот, придают округлую форму, подгоняют по размеру под отверстия и туго вставляют в гнезда, посадив на клей ПВА (дополнительно их можно закрепить финишными гвоздями). Такие же бруски пойдут на изготовление поперечных связей между ручками, длину же определяют опытным путем, поместив заготовки между установленными элементами. После обработки их фиксируют к ручкам саморезами.

В заключение готовый оголовок можно обложить галькой.

Есть и другой вариант колодезного домика – домик-короб.

Набор необходимых материалов:

• брус сечением 100 x 100 или 100 x 80 мм;

• бруски сечением 50 x 50 мм;

• доски толщиной 25 мм, вагонка и т. п.;

• ворот;

• крепеж (втулки, шайбы, саморезы, петли, металлические уголки).

Предварительно желательно выполнить чертеж, в котором будут учтены все размеры, соответствующие проекту. После этого заготавливают все детали, обрабатывают антисептическими составами и приступают к сборке, которую осуществляют в такой последовательности:

• сначала собирают раму из бруса сечением 100 x 100 мм (расстояние между его параллельными сторонами совпадает с наружным диаметром бетонного оголовка), помещают ее на колодезный оголовок и фиксируют;

• устанавливают на противоположных сторонах основания-рамы стойки, дополнительно усиливают крепление металлическим уголками;

• монтируют стропильную систему, для чего соединяют стойки с основанием брусками 50 x 50 мм, подготовив под них в основании специальные вырезы и запилив вверху под углом 45°. Подгоняют и высоту стоек;

• собирают передний и задний фронтоны, прикрепляют к основанию саморезами;

• соединяют фронтоны связью из бруска сечением 50 x 50 мм;

• монтируют ворот, заранее проделав во фронтонах отверстия необходимого диаметра, поверх саморезами прикрепляют металлические накладки. Вставляют в отверстия втулки, в них заводят стальной прут, пропущенный через центр ворота;

• собирают оба ската и прикручивают их саморезами к основанию, фронтонам и связи. Высоту крыши рассчитывают так, чтобы верхняя часть стропил возвышалась на 1,8–2 м;

• выполняют обрешетку и укладывают кровельный материал. В данном случае обрешетка сплошная, предназначается для мягкой кровли;

• вырезают дверку размером 850 x 550 мм и вешают ее на петли. Чтобы дверку не деформировало, изнутри доски соединяют деревянными элементами в виде буквы Z;

• прикрепляют к вороту ведро с цепью.

Чтобы насосная станция могла создавать разницу давлений, которая необходимо для подъема воды, зеркало воды должно располагаться от нее на расстоянии не более 8 м.

Вариантов надколодезных сооружений разработано большое количество, поэтому каждый сможет подобрать какой-либо проект, соответствующий его вкусу и возможностям. Если нет желания самостоятельно строить домик, его можно купить, благо сейчас предложений такого рода огромное количество.

Водоснабжение индивидуального загородного дома давно перестало быть проблемой. Пробурив скважину, приобретя и смонтировав насос или насосную станцию, заведя водопровод в дом, можно обеспечить бесперебойную и, более того, автоматическую работу всей системы. Это означает, что вода будет вытекать из крана без каких-либо манипуляций – достаточно только повернуть вентиль. Однако безотказность системы может оказаться под вопросом, если не предусмотреть некоторых «мелочей», включая и природно-климатические особенности. Скважину, как и шахтный колодец, необходимо обустроить.

Как известно, вода при понижении температуры до 0 °C превращается в лед. Если водоносные пласты, из которых, как правило, происходит забор воды, залегают ниже уровня промерзания грунта, то насосное оборудование, расположенное на поверхности почвы, при минусовых температурах замерзает, что приводит к поломке насоса, разрыву водопроводных труб, одним словом, к выходу всей системы водоснабжения из строя (разумеется, все описанное не относится к южным регионам, не подверженным ежегодным климатическим катаклизмам). Чтобы предотвратить негативный сценарий развития событий, скважины оборудуют кессоном.

Он представляет собой утепленную емкость соответствующих размеров, оснащенную утепленной крышкой и предназначенную для следующих целей:

• размещения внутри него всего водопроводного оборудования, т. е. в нем располагают насос (для краткости так будем называть и насосную станцию), запорную арматуру, всю автоматику, контролирующую работу насоса, фильтры, расширительный бак, манометр;

• предупреждения замерзания воды в насосе;

• экономии площади участка;

• недопущения попадания в трубчатый колодец мелких грызунов, насекомых и др.;

• хранения нужных предметов, если на участке пока еще отсутствуют постройки. Главное – поставить на люк замок, чтобы не сделать содержимое кессона чьей-то легкой добычей.

Необходимость в кессоне отпадает, если скважина находится неподалеку от отапливаемой постройки или, например, в подвале. Это, конечно, удобно, поскольку вся система оказывается доступной и легко контролируемой. Однако следует иметь в виду, что оборудование займет часть полезной площади и что придется смириться с тем шумом, который производит работающее устройство.

Кессоны имеют разную форму, могут изготавливаться из различных материалов, например из пластика, стали, бетона (последний – это обычное железобетонное кольцо, устанавливаемое в трубный колодец).

Кессон из железобетонного кольца в последнее время сдает свои позиции и чаще всего заменяется стальным или пластиковым. Тому есть ряд причин, среди которых следующие:

• значительный вес кольца, для монтажа которого необходимо привлекать грузоподъемную технику;

• гигроскопичность материала, поскольку известно, что бетон постепенно набирает влагу, для предотвращения чего придется осуществлять гидроизоляцию кессона. Это потребует времени, средств и пр.;

• недостаточная теплоизоляция, вследствие чего вода при низких температурах замерзает;

• постепенное проседание кессона и деформирование труб внутри него вследствие существенной нагрузки на грунт бетонного кольца.

Особенно тщательно обрабатывают антикоррозионным составом сварные швы. Для снижения материало– и трудозатрат самостоятельно изготавливаемому металлическому кессону придают цилиндрическую форму – будет меньше стыков.

В связи со сказанным чаще всего предпочтение отдают стальному кессону (его высота составляет, как минимум, 2 м), тем более что, имея стальные листы толщиной 4 мм и навыки работы со сварочным аппаратом, его достаточно просто изготовить самостоятельно, после чего останется покрыть емкость изнутри и снаружи антикоррозионным составом (лучше в несколько слоев). В идеале же можно купить кессон из нержавеющей стали, который прослужит долго, но обойдется дороже.

Металлический кессон обеспечивает хороший доступ к оборудованию, отличается прочностью, доступной ценой и простотой установки. Из недостатков надо отметить необходимость осуществления теплоизоляции, риск коррозионного повреждения, наличие сварных стыков.

Однако современный рынок предлагает пластиковые кессоны, которые набирают все большую популярность, что объясняется тем, что:

• пластиковая емкость стоит дешевле стального или железобетонного аналога;

• малый вес позволяет установить кессон усилиями нескольких человек (толщина стенки составляет всего 20 мм);

• кессон имеет длительный срок службы;

• будучи герметичной, емкость не требует дополнительной гидро-и теплоизоляции (внутри нее температура не падает ниже +5 °C), что дает известную экономию средств.

Однако было бы несправедливо назвать исключительно плюсы пластиковых кессонов. Есть и минусы (правда, единственный и вполне устранимый) – недостаточная жесткость емкости (даже при наличии специальных ребер), которая может стать причиной ее деформации и привести к поломке установленного в ней оборудования. Чтобы не допустить этого, после монтажа кессона по его периметру выполняют не обратную засыпку грунтом, а заливают цементный раствор. Слой толщиной 100 мм решит названную проблему легко и надолго.

Для установки кессона можно привлечь специалистов. Но при наличии одного-двух помощников с этой работой можно справиться и своими силами, тем более что технология установки кессона независимо от материала, из которого он выполнен, в принципе одинакова, хотя есть некоторые нюансы, поскольку каждый материал требует своего подхода.

Рассмотрим технологию установки кессона на примере стальной емкости собственного изготовления.

1. В первую очередь выкапывают котлован, диаметр которого должен быть примерно на 200–300 мм больше, чем диаметр емкости. Глубина же ямы должна быть такой, чтобы установленный кессон находился над уровнем земли на 100–150 мм. Такая предусмотрительность защитит кессон от проникновения внутрь талых и дождевых вод.

2. Вырезают в днище кессона отверстие под обсадную трубу.

3. Приваривают к отверстию отрезок трубы (гильзу) длиной 100–150 мм и такого диаметра, чтобы она легко насаживалась на обсадную трубу.

4. Вваривают ниппели (муфты) в стенку емкости (в готовом кессоне они уже имеются), через которые будут выводиться водопроводные трубы и кабель, причем следует направить их в ту сторону, где будет проложена траншея для труб и кабеля.

5. Устанавливают кессон в такой последовательности:

• срезают обсадную трубу до уровня земли;

• на края котлована кладут брусья, на них – емкость. При этом контролируют, чтобы оси кессона и обсадной трубы совпали, иначе приваренная гильза не наденется на трубу;

• опускают кессон, убрав брусья и используя обсадную трубу в качестве направляющей;

• проверяют вертикальность кессона и фиксируют его брусками;

• герметизируют кессон, сварив гильзу с обсадной трубой.

6. Заводят в емкость водопроводные трубы через ниппели. Для обеспечения герметичности применяют ПНД-переход с внутренней резьбой (ПНД – полиэтилен низкого давления).

7. Проводят электрокабель через трубу ПНД.

8. Окрашивают кессон изнутри, а снаружи покрывают слоем битума.

9. Осуществляют обратную засыпку.

Установка пластикового кессона происходит в таком же порядке, за исключением таких моментов:

• сначала выполняют песчаную отсыпку, потом заливают бетонную подушку, контролируя ее горизонтальность. Это придаст кессону большую устойчивость;

• поскольку все отверстия в кессоне уже имеются, то отпадает необходимость их вырезать, приваривать гильзы. Герметизацию осуществляют с помощью специальных оголовков. Если отверстий нет, то их вырезают, предварительно проделав разметку;

• укрепляют кессон бетонной стяжкой, залив пространство между емкостью и стенками котлована;

• выполняют песчано-цементную обсыпку (5: 1), которая не только предупредит деформацию кессона, но и не даст ему подняться на поверхность;

• прикрепляют емкость за проушины к бетонному основанию.

• Как только бетон отвердеет, можно приступать к монтажу оборудования.

Под железобетонный кессон также сначала проводят земляные работы (грунты должны быть достаточно устойчивыми, чтобы выдержать тяжелый бетонное кольцо), после чего заливают бетонную подушку толщиной, как минимум, 100 мм и на 100 мм больше диаметра колец. Далее устанавливают кольца друг на друга, пока они не достигнут поверхности земли. Все стыки тщательно герметизируют. Для этого их зачищают, наносят гидроизоляционный материал, оставляют до его отвердения, монтируют очередное кольцо и т. д. Далее поступают так же, как было описано при установке металлического и пластикового кессона, т. е. выполняют разметку, готовят отверстия и т. д. В заключение кессон накрывают утепленной крышкой.

Таким образом, без кессона нельзя обеспечить нормальную работу скважины, но купить ли его в готовом виде или выполнить самостоятельно, решать застройщику.

Даже в тех случаях, когда кессон представляется не слишком важной деталью, оформить оголовок трубчатого колодца все равно необходимо. Для этого существуют специальные скважинные оголовки.

Цели, с которыми его монтируют, не отличаются от тех, которые преследуют при монтаже кессона, т. е. он должен:

• защищать скважину от всевозможных инородных предметов;

• надежно герметизировать верхнюю часть скважины;

• препятствовать промерзанию внутреннего колодезного пространства;

• быть основанием, на которое подвешивают глубинный насос. Установка последнего в значительной степени облегчается. Кроме того, насос надежно удерживается тросом, прикрепленным к оголовку;

• облегчать эксплуатацию колодца;

• придавать скважине приличный вешний вид.

По материалу, из которых изготавливают оголовки, различают конструкции стальные, чугунные и пластиковые (последние в большей степени предназначаются для неглубоких трубчатых колодцев). Помимо этого, оголовки имеют присоединительные фитинги, разные как по материалу, так и по качеству исполнения.

Оголовок состоит из следующих деталей:

• крышки;

• фланца (металлического или пластикового);

• резинового кольца;

• карабина;

• крепежных элементов.

К стальной крышке, помимо кабельных выводов, приваривают один внутренний рым-болт и два наружных. За первый с помощью карабина и троса прикрепляют насос, за вторые приподнимают крышку с помощью подъемного механизма при проведении профилактического осмотра или ремонтных работ.

Немаловажным является то, что монтаж оголовка, в отличие от установки кессона, не требует осуществления сварочных работ и происходит таким образом:

• обрезают обсадную трубу перпендикулярно ее оси;

• зачищают срез от заусенцев;

• очищают наружную сторону трубы, покрывают грунтовкой и окрашивают ее;

• присоединяют к насосу пластиковую трубу, прикрепляют трос необходимой длины, наращивают кабель, фиксируют все это посредством хомута;

• прикрепляют свободный конец троса к насосу, пропустив его через внутренний рым-болт;

• протягивают сквозь крышку полиэтиленовую напорную трубу и кабель;

• надевают на обсадную трубу резиновое кольцо и фланец;

• опускают насос;

• устанавливают крышку, подняв до ее уровня резиновое кольцо и фланец;

• стягивают крышку с фланцем, тем самым, сжимая кольцо и обеспечивая герметизацию конструкции.

Есть мнение, что если местность вокруг колодца с точки зрения экологии благоприятна, если он располагается на возвышенном, недоступном для поверхностных вод месте и нет необходимости ежедневно ходить с ведром за водой, то можно обойтись без отмостки.

Основание под крышку выполняют из монолитного бетона, в котором предусматривают компенсационные швы. Фундамент (для большей надежности его армируют) должен иметь небольшой наружный наклон в сторону от скважины.

Завершающий этап в обустройстве колодца – устройство отмостки, которая представляет собой полосу, выполненную из какого-либо строительного материала, по периметру окружает колодец и выполняет как защитную, так и декоративную функцию. Главная цель, с которой сооружают отмостку, состоит в предотвращении попадания в колодец талых и дождевых вод. Кроме того, просто удобно подходить к колодцу, не проваливаясь в грунт, особенно вязкий и мокрый после дождя. Таким образом, отмостку можно рассматривать и в качестве некоего гигиенического фактора.

Прежде чем конкретно говорить о том, как и из чего сооружают отмостку, необходимо понять, когда именно этим следует заняться. Дело в том, что при рытье колодезной шахты или бурении скважины и установке кессона плотность материкового слоя нарушается, а образовавшееся заколодезное пространство заполняется грунтом, обычно появившимся при выкапывании котлована, т. е. прежняя плотность у него отсутствует. Если сразу же в год сооружения колодца выполнить вокруг него отмостку, то вследствие усадки грунта неизбежно возникнут провалы его верхних слоев. Они обнаружатся тогда, когда отмостка в них обрушится. В зависимости от качества грунтов усадка может занять 1–3 года, поэтому устраивать ее не дождавшись самоуплотнения грунта, – дело бесполезное.

В течение указанного периода ликвидировать последствия естественных процессов можно легко и просто – достаточно подсыпать песок, заполняя им открывшиеся углубления. По окончании данных процессов следует вернуться к вопросу об отмостке, для чего сначала надо устранить просадку грунта и восстановить глиняный замок (там, где не требуется глиняный замок, необходимость в отмостке тоже отпадает, поэтому мы будем говорить только о тех случаях, когда глиняный замок имеется).

Ширина отмостки варьируется от 1,3 до 2,5 м по периметру оголовка. Ее выполняют из различных материалов, например глины, асфальта, бетона или железобетона, а также из штучных элементов (камня, бетонных плит, тротуарной плитки, клинкерного кирпича и т. д.). Несмотря на то, что материалы используют разные, но конструкция, в принципе, всегда состоит из двух слоев – нижнего подстилающего (хорошо, если под него положена песчаная подушка) и верхнего водонепроницаемого.

Относительно глиняной отмостки следует сказать, что в настоящее время к ней прибегают редко, поскольку в сырую погоду по ней неудобно ходить и поскольку все равно требуется укладка поверх нее защитного покрытия, что повышает не только трудоемкость, но и стоимость работ (конечно, если их осуществляют специалисты). Кроме того, толстый слой глиняной отмостки может оказаться тем домкратом, который оторвет верхнее кольцо колодца от нижнего, что типично для грунтов, подверженных морозному пучению.

Бетонная или железобетонная отмостка дает прочное твердое покрытие, которое прослужит достаточно долго, если соблюсти правила, установленные технологией, согласно которой необходимо:

• снять слой плодородного грунта вокруг колодца (2 x 2 м) примерно на 350–400 мм;

• засыпать углубление песком слоем толщиной 150 мл, тщательно уплотнить послойно, поливая водой;

• насыпать поверх песчаной подушки слой щебня или гравия толщиной 50–100 мм с уклоном в сторону от колодца на 3–5°;

• выполнить опалубку;

• уложить арматуру. При этом особое внимание обратить на углы, если предполагается придавать бетонной поверхности не круглую форму;

• залить бетон слоем толщиной 50–100 мм.

Есть несколько очень важных моментов:

• прежде чем заливать бетон, оголовок надо обернуть гидроизоляционным материалом (например, рубероидом), который, помимо своей основной функции, сыграет роль демпферной ленты, т. е. такой деформационный слой обеспечит свободное скольжение отмостки по оголовку при подвижках грунта и одновременно не позволит влаге просачивается внутрь колодца через это самое его уязвимое место. Если устроить жесткую связку отмостки с бетонными кольцами, то вследствие пучения грунта вся конструкция может разрушиться, т. е. отмостка сместит или даже оторвет верхнее колодезное кольцо. Исправлять такого рода дефект сложно и затратно;

• чтобы монолитная бетонная отмостка хорошо переносила наши климатические капризы, помимо применения арматуры, надо предусматривать температурные швы, располагая их с интервалом не более 2,5 м (для этого подойдет обработанная доска, поставленная на ребро – это традиционный способ, или ПВХ-лента толщиной 10–15 мм – это современный материал). Благодаря этому отмостке не грозят трещины буквально в первую зиму. Для дополнительного укрепления отмостки ее железнят, т. е. только что уложенный бетон присыпают сухим цементом слоем 2–5 мм, который, пропитавшись влагой, схватывается и делает поверхность прочной и водонепроницаемой.

Случается, что водоотводные канавы оказываются неспособными защитить колодец от поверхностных вод. Чтобы разрешить проблему, необходимо устроить вокруг колодца дренажную систему, в которую будет сбрасываться излишек воды.

Если отмостку выполняют из штучного материала, например бетонных плит, булыжника и иного, то после удаления плодородного слоя, устройства глиняного замка из мятой жирной глины и гравийной подушки поверх нее насыпают песок слоем примерно 500 мм, чтобы можно было утапливать булыжники, или несколько тоньше, чтобы вдавливать в песок тротуарную плитку, клинкер и др. После этого швы между отдельными элементами заливают в первом случае растопленным битумом, во втором – цементным раствором.

Однако строительные технологии не стоят на месте и в настоящее время у бетонной отмостки появилась отличная альтернатива – мягкая отмостка, которая имеет несколько важных преимуществ, поскольку:

• берет на себя функции гидроизоляции;

• не подвержена трещинообразованию;

• не боится сезонных подвижек грунта и поэтому исключает отрыв колец друг от друга и возникновение зазора, через который поверхностные воды могут проникнуть в колодец;

• не препятствует уплотнению и осадке грунта, происходящим естественным путем;

• предупреждает образование вокруг колодца пустых пространств, в которых могут собираться поверхностные воды и всевозможный органический мусор;

• является хорошим основанием для любого декоративного покрытия, начиная от гравийного и заканчивая дощатым настилом;

• по долговечности не уступает железобетонной отмостке (качественный материал прослужит 80–100 лет);

• доступна по цене;

• легко устраивается и так же просто демонтируется и ремонтируется;

• для монтажа не требует специальных знаний, поэтому с ней справляются люди с минимальными строительными навыками и опытом.

• Роль мягкой отмостки берет на себя ПВХ-мембрана, последовательность укладки которой состоит в следующем:

• снимают плодородный слой почвы;

• укладывают мембрану;

• насыпают песок, потом слой щебня;

• оформляют поверхность отмостки любым способом, например можно поверх песчано-щебеночной подушки рассыпать плодородную почву слоем 200–300 мл и засеять участок вокруг колодца газонной травой (подойдет и рулонный газон); можно покрыть его брусчаткой или другим декоративным покрытием.

Признаки хорошей отмостки: плиты без трещин и установлены ровно; вода в колодце прозрачная, не имеет запаха и неприятного привкуса; весной, в период таяния снега, отмостка не смещается.

По периметру отмосток, выполненных из любого материала, необходимо проложить водоотводную канаву. Ее поверхность отделывают тем же способом, что и отмостку, или действуют одним из таких способов:

• кладут асбоцементную или полипропиленовую трубу, предварительно распилив ее вдоль пополам;

• соединяют дренажные каналы, оборудованные защитными решетками;

• встраивают в отмостку лотки с решетками и водоотводной трубой;

• устраивают закрытый дренаж из перфорированных труб. Под них выкапывают дрену (траншею); засыпают дно песком; покрывают геотекстилем; поверх него – гравием толщиной 150–200 мм, потом кладут трубу, накрывают ее краями геотекстиля, засыпают песком и плодородным грунтом.

И, последнее: ни в коем случае нельзя забывать о дизайне. Функция отмостки, – это не только защита. Имеющая достаточную площадь, отделанная тем или иным способом отмостка украсит участок, например, может превратиться в патио с размещенными на нем садовой мебелью, контейнерным садом, качелями и т. п. На эту же цель работает и колодезный домик, стилистически совпадающий со стилем дома и сада. Одним словом, функциональность совершенно не противоречит красоте, напротив, их сочетание делает нашу жизнь не только комфортной, но и прекрасной.

Уход за колодцем

Независимо от способа сооружения колодца он должен соответствовать строгим санитарно-гигиеническим требованиям, так как от качества питьевой воды зависит здоровье тех, кто им пользуется. Причины загрязнения воды в колодце различны. Среди них надо назвать следующие:

• микроорганизмы, проникшие и размножившиеся в воде;

• колебания теплового равновесия. Периодически почва то замерзает, то оттаивает, причем эти процессы протекают с разной интенсивностью и продолжительностью. Живые организмы, обитающие в почве, растения по-разному на это реагируют: при повышении температуры они активно размножаются, в результате чего повышается агрессивность грунта к материалу, из которого выполнен колодец (и не только к ним);

• просачивание сточных и поверхностных вод. Главные причины этого в том, что для колодца неправильно выбрано место, что имеются нарушения технологии при сооружении колодца, т. е. если в изменении температурного равновесия на человеке нет вины, то в данном случае это результат его непродуманных или безответственных действий;

• падение в колодец мелких животных и др. Это может стать следствием неправильно оформленного оголовка, в частности отсутствие на нем крышки или ограждения вокруг;

• образование ила и др.

Если предполагается монтаж мембранного бака внутри кессона, то надо устанавливать емкость, смещая горловину обсадной трубы к одной из ее стенок. Тогда бак не перекроет доступ к скважине.

Понять, что с колодцем что-то не в порядке, можно по изменившимся вкусу, цвету или запаху воды. Если возникли такие подозрения, лучше сдать воду на анализ и только после этого принимать необходимые меры.

Таким образом, за колодцем необходим уход (причем оформление оголовка, устройство глиняного замка, отмостки можно отнести к профилактическим мероприятиям, которые облегчают работы по уходу за колодцем), который заключается в следующем:

• в регулярном осмотре на предмет выявления загрязнений или повреждений. Особенно тщательно это надо выполнять весной, когда риск просачивания в колодец поверхностных вод и подвижки грунта наиболее велики;

• в утеплении оголовка, поскольку кристаллы льда, осевшие зимой на внутренней стороне его стенок, вызывают образование трещин;

• в правильном обращении с емкостью для забора воды. Ведро, с помощью которого достают воду из колодца, должно быть чистым. В том числе и для этой цели строят колодезный домик. В его отсутствие ведро надо переворачивать вверх дном.

Общее ведро нельзя использовать для других целей, в частности непосредственно из него никому нельзя пить, а о том, чтобы из него поить животных, речи вообще не может быть.

Если колодец не очень глубокий, то уход за ним можно осуществлять своими силами. Для этого желательно в начале сезона внимательно осмотреть шахту, спустив на веревке мощный светильник (использование зеркала и солнечных зайчиков вряд ли можно считать чем-то большим, чем обычная забава). Если при этом обнаружится, что стенки покрыты слизью, мхом, то их счищают щеткой.

Утверждение, что чистить колодец необходимо несколько раз в месяц, – это тоже из серии недоразумений, хотя, конечно, при желании владельцев колодца никто не может им этого запретить. Другое дело, что в этом нет необходимости, если при строительстве и эксплуатации колодца не были нарушены никакие требования. Как правило, колодец чистят раз в 5–8 лет, для чего выкачивают из него воду, извлекают донный фильтр, промывают его и возвращают на место.

Особо следует осветить вопрос о дезинфекции колодца, поскольку нередко она позиционируется в качестве обязательной и регулярной процедуры. При ее осуществлении в колодец вливают раствор, содержащий хлор, т. е. фактически проводятся те же мероприятия, что и в городской водопроводной сети (хотя масштабы тех и других сооружений трудно назвать сопоставимыми). Профессиональные колодезники категорически возражают против подобных действий, поскольку истребить хлорный запах после них практически невозможно или, по крайней мере для этого потребуется много времени. А если все-таки хочется дезинфицировать воду таким способом, то следует привлечь специалистов.

Однако есть менее неприятные способы, один из который состоит в следующем:

• в 10 л воды растворяют 1 чайную ложку перманганата калия, выливают в полный колодец и оставляют на 30 мин;

• откачивают воду, направив шланг на стенки колодца и домика, чтобы продезинфицировать и их;

• освобождают колодец от воды, оставив на дне примерно полкольца воды.

Функцию природного угля может взять на себя шунгит, поскольку отличается выраженными сорбирующими свойствами. Этот способ не только доступен, но дешев. Его используют в качестве донного фильтра.

Не менее популярно применение измельченного кремния, который засыпают в капроновый мешок и погружают в колодец на тросе. Раз в 6 месяцев минерал извлекают, очищают, промывают и возвращают на место. Этот вариант особенно хорош для глубоких колодцев.

В тех случаях, когда причину загрязнения не удается установить, применяют комбинированные способы дезинфекции. Таким образом, уход за колодцем, совершаемый правильно, является гарантией его длительной эксплуатации и безопасного использования.

Ремонтные работы

Колодцы подвержены старению и постепенно (особенно в отсутствие надлежащего ухода) приходят в негодность, которая потребует принятия неотложных мер. Промедление с ремонтом может привести к полному разрушению колодца. Среди состояний, которые требуют осуществление ремонта, следующие:

• обвалившиеся стены или отдельные элементы (кирпич, камень, штукатурка);

• полностью забившийся фильтр;

• сместившиеся бетонные кольца;

• проржавевшие металлические части внутри колодца (например, скобы-ступеньки и др.);

• перекосившийся сруб;

• разрушившийся оголовок;

• пришедшие в негодность деревянные детали надколодезных сооружений и др.

В зависимости от характера повреждения следует выбирать и тактику ремонта, но надо сразу признать, что это дело достаточно трудоемкое и не всегда выполнимое своими силами. Рассмотрим по порядку, каким образом можно устранить возникший дефект.

Типичным повреждением деревянных колодцев является загнивание и разрушение одного или нескольких венцов. В такой ситуации требуется их заменить новыми. Чтобы осуществить такой вид ремонта надо подвесить часть сруба, расположенного выше поврежденного участка.

Методика ремонта такова:

• на противоположных от оголовка сторонах устанавливают козлы, кладут на них бревно, к которому с каждой стороны прибивают надежные доски (их можно заменить тросами или канатами с крючками на концах);

• к доскам (при большой глубине колодца их приходится наращивать) длинными гвоздями прибивают венцы, находящиеся выше поврежденных, и таким образом подвешивают сруб;

• извлекают поврежденные венцы, по их образцу подготавливают новые;

• вставляют целые венцы в сруб. Сделать это непросто, поскольку бревна старого венца должны своими пазами накрыть новые. В таких случаях прибегают к одному из двух вариантов;

• во-первых, стесывают у старого бревна нижнюю часть настолько, чтобы она оказалась на одном уровне с верхним пазом, а новый верхний венец делают такого диаметра, чтобы он с усилием входил в образованный паз, после чего его помещают на место, вбивают деревянным молотком и расклинивают;

• во-вторых, новые венцы делают без пазов, потом между ровными венцами вставляют доску, которой предварительно придают форму клина, плотно загоняют ее между венцами и выступающую часть срубают.

При замене венцов, находящихся в воде, действуют так же, но сначала откачивают воду.

Вода, добытая из разработанной скважины с помощью насоса, желтеет. Это происходит потому, что железо, окисляясь кислородом, выпадает в виде ржавчины. Исправит ситуацию реагентный фильтр, очищающий воду от железа.

Если разрушился оголовок, то его ремонтируют так же, т. е. заменяют венцы, причем сделать это намного легче, чем в предыдущем случае.

Разрушившиеся венцы надводной части можно не извлекать, а устранить дефект с помощью скользящей опалубки и бетонирования поврежденного участка. Для этого сначала сбивают деревянную площадку, с которой предстоит вести ремонтные работы, подвешивают ее к балкам, уложенным на оголовок. Далее прибивают к стенкам сруба арматурную сетку, монтируют опалубку и заполняют бетоном пространство между сеткой и венцами, который после отвердения приобретает необходимую прочность.

В трубных колодцах нередко приходится заменять кирпичи или обвалившуюся штукатурку. Чтобы вставить новый кирпич, полностью раскрошившийся извлекают, очищают образовавшуюся нишу и сажают на раствор новый кирпич, после чего покрывают это место штукатуркой.

Если штукатурка отсутствует в надводной части колодца, то ее просто восстанавливают. При обнаружении дефекта в водоприемнике, предварительно надо откачать воду и выполнить всю работу. При этом надо счистить щеткой налет, слизь и иное, иначе новый слой раствора не будет держаться, более того под новым слоем штукатурки появится карман, в котором начнет скапливаться вода.

Скобы, предусмотрительно вставленные в стену в процессе кладки, от сырости постепенно покрываются ржавчиной. Для ее удаления скобы очищают, подставив под них щит (иначе ржавчина будет падать в воду), покрывают 2 слоями краски. Поддон удаляют через 2 суток после повторного окрашивания.

Поврежденные стенки бетонных колодцев, образовавшиеся щели и трещины ремонтируют с применением современных технологий, например, покрывают поверхности специальными восстанавливающими и защитными растворами, такими как Beton Protectiv, Fasi и др. Перед нанесением состава поверхность очищают. Крупные дефекты заделывают как изнутри, так и снаружи. Во втором случае приходится выкапывать канаву такой глубины, чтобы обнажить повреждение. После ремонта выполняют гидроизоляцию, чтобы предупредить проникновение в колодец верховодки, засыпают канаву жирной мятой глиной и тщательно уплотняют.

Самым серьезным повреждением бетонных колодцев является смещение колец. В тех случаях, когда принимают решение провести ремонт, откапывают колодец в том месте, где находится дефектный участок, возвращают кольцо на место и фиксируют его не только герметиками, но и скобами. При этом понятно, что при такой работе нельзя обойтись без грузоподъемной техники или, по крайней мере домкрата. Однако на это счет есть и другое, прямо противоположное мнение: не следует окапывать колодец и возвращать кольца на место. В таких случаях осуществляют герметизацию открывшейся щели и соединяют кольца металлическим пластинами, пристреливая их монтажным пистолетом. Видимо, прежде чем решиться на тот или другой вариант, надо точно установить, сколько колец сдвинулось со своего места. Вполне вероятно, что необходимость в ремонте отпадет, поскольку окажется сопряженным со слишком большими проблемами.

Ремонт трубчатых колодцев состоит в замене насоса или пострадавших от трения деталей и фильтров, которые постепенно могут забиваться различными примесями.

Учитывая все сказанное и принимая во внимание трудоемкость ремонта, можно посоветовать только одно – ответственно подходить к сооружению колодца и правильно его эксплуатировать.

Вода становится желтой, если она поднимается из песчаной скважины. Избавиться от этого помогают фильтры грубой очистки. Кроме того, надо убедиться в исправности сетчатого фильтра, установленного в обсадную трубу.

Надо заметить, что с ремонтом связан и такой процесс, как чистка колодца. Если возникает необходимость в ремонте, то после него обязательно проводят чистку, поскольку даже при всей осторожности и аккуратности защитить воду от попадания в нее посторонних веществ при осуществлении работ практически невозможно, и наоборот, в процессе профилактической чистки колодца могут обнаруживаться какие-либо дефекты, которые потребуют ремонта.

Поэтому есть смысл остановиться на методике чистки колодца немного подробнее. Работы ведут в несколько этапов:

• откачивают воду из колодца;

• спускаются в колодец и очищают стенки от наростов, слизи и пр. При этом можно воспользоваться домашними средствами, например метелкой из березовых веток или металлической щеткой. Если же хозяева обладают мойкой высокого давления, то можно применить ее (профессионалы поступают именно так). Мощная струя воды очень быстро сделает свое дело;

• после стен наступает очередь дна, на котором за годы эксплуатации скапливается ил. Для его извлечения илистую массу нагружают в ведро совком и поднимают с помощью ворота на поверхность. Если в распоряжении есть погружной насос с нижним забором воды, то он легко справится с этой работой;

• если при сооружении колодца в него положили донный фильтр, то его элементы поднимают наверх и тщательно промывают;

• проводят ремонт стен, если это потребуется;

• дезинфицируют колодец.

Завершая разговор об эксплуатации, уходе и ремонте колодца, дадим несколько полезных советов.

1. Для установки в колодцы предпочтительно использовать центробежные насосы, поскольку вибрационные вследствие специфического воздействия расшатывают швы и приподнимают дно.

2. Надо подбирать насосы такой мощности, которая соответствует объему воды в колодце, так как при интенсивном выкачивании не исключается образование гидроудара, который разрушает межкольцевые стыки и поднимает дно. Оптимально, если насос выбирает примерно 3–5 т воды в час. Помните, что старые колодцы потому долго оставались действующими, что воду черпали ведрами, а не извлекали одномоментно, поэтому ее объем постепенно восстанавливался до первоначального уровня.

3. Если колодец сооружен на даче и не функционирует в течение нескольких недель или даже месяцев, вода застаивается в нем, что вызывает развитие микроорганизмов на стенках, обмеление вследствие заиливания дна. В этом случае каждые 5 лет необходимо чистить колодец, а осенью и весной проводить санобработку.

4. При постоянном заборе воды из колодца ее застой исключается, но весной и летом, когда требуется много воды для полива, происходит перепад уровня воды в колодце. В результате изменяется внешнее давление на стенки колодца, что заканчивается появлением трещин и щелей и даже, более того, образованием за нижними кольцами пустот, за чем следует проседание ствола шахты. Кроме того, во влажной среде активно размножаются микроорганизмы и грибы. Для такой ситуации необходимо ежегодно осуществлять санобработку колодца, раз в 3 года – профилактический осмотр колец, раз в 5 лет – проводить его чистку.

Нина Лапшина Колодцы. Устройство и обслуживание