Устройство шахтного колодца для забора подземной воды
Согласно СНиП 2.04.02-84 шахтные колодцы следует применять, как правило, в первых от поверхности безнапорных водоносных пластах, сложенных рыхлыми породами.
Схема устройства колодца для забора подземной воды шахтного типа с опорой на водоупорный слой грунта показана на рисунке ниже.
Шахтный колодец служит для забора подземных вод при глубине залегания водоносного горизонта до 30 метров. Он состоит:
- из ствола колодца,
- водоприемной части колодца
- и оголовка (верхней надземной части шахты) колодца
Водоприёмная часть шахты (ствол) колодца — наиболее ответственный участок устройства колодца.
Стволы колодезных шахт могут быть круглыми или прямоугольными, с поперечным размером в пределах 1х1 м или 1,5х1,5 м, который определяется в основном удобством при производстве работ.
Стенки шахты обычно крепят:
- деревом (круглым лесом);
- бутовым камнем или кирпичом (или тем и другим);
- бетоном или железобетонными кольцами (или тем и другим).
Лучше всего крепить стенки шахты железобетонными кольцами заводского или местного изготовления путём опускания их в шахту по мере выемки грунта. Верх шахтных колодцев (оголовок) должен быть выше поверхности земли не менее чем на 0,8 м.
Вокруг колодца должна быть выполнена отмостка шириной 1-2 м с уклоном 0,1 от колодца. Вокруг колодцев, подающих воду для хозяйственно-питьевых нужд, кроме того, следует предусматривать устройство замка из глины или жирного суглинка глубиной 1,5-2 м и шириной 0,5 м.
Шахтные колодцы должны быть оборудованы плотно закрывающейся крышкой и вентиляционной трубой высотой не менее 2 м от поверхности земли. Верхнее отверстие вентиляционной трубы следует защищать колпаком с сеткой.
Схема устройства колодца для забора подземной воды шахтного типа с расположением в водоносном пласте показана на рисунке ниже.
В зависимости от характера водоносных пород он может опираться:
- на водоупорный слой
- или располагаться в водоносном пласте.
В первом случае вода поступает в колодец только через боковые поверхности водоприёмной части, в стенках которой выполняют небольшие круглые или прямоугольные отверстия, располагающиеся в шахматном порядке через 20…30 см.
Обычно строительство шахтных колодцев выполняют механизированным способом специальными машинами, снабженными устройствами для рытья ствола и крепления его стенок железобетонными кольцами.
Фильтрующие засыпки в шахтных колодцах
При размещении водоприёмной части колодца в водоносном пласте, т.е. когда водоупорный слой грунта колодца находится ниже её основания, вода поступает в колодец не только через боковые стенки, но и через дно.
В этом случае дно колодца заполняют фильтрующей подсыпкой (гравием или щебнем), толщина фильтрующего слоя должна быть не менее 40 см. При этом вначале засыпают мелкие фракции графия или щебня, а затем более крупные.
При расположении водоприемной части в песчаных грунтах на дне колодца необходимо предусматривать обратный песчано-гравийный фильтр или фильтр из пористого бетона, а в стенках водоприемной части колодцев — фильтры из пористого бетона или гравийные.
Обратный фильтр шахтных колодцев надлежит принимать из нескольких слоев песка и гравия толщиной по 0,1…0,15 м каждый, общей толщиной 0,4…0,6 м, с укладкой в нижнюю часть фильтра мелких, а в верхнюю — крупных фракций.
Типы и конструкции фильтров водозаборных скважин рекомендуется принимать согласно прилож.2 табл.1. СНиП 2.04.02-84.
Таблица 1: Требования к фильтрам водозаборных скважин.
| Породы водоносных пластов | Типы и конструкции фильтров |
| 1 | 2 |
| 1. Скальные и полускальные неустойчивые породы, щебенистые и галечниковые отложения с преобладающим размером частиц 20-100 мм (более 50% по массе) | Фильтры спирально-стержневые, каркасы стержневые, трубчатые с круглой и щелевой перфорацией, штампованные из ст. листа толщ.4 мм с антикоррозионным покрытием. |
| 2. Гравий, гравелистый песок с преобладающим размером частиц 2-5 мм (более 50% по массе) | Фильтры спирально-стержневые, стержневые и трубчатые с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки или штампованного листа из нержавеющей стали. Фильтры — штампованные из стального листа толщиной 4 мм с антикоррозионным покрытием. |
| 3. Пески крупные с преобладающим размером частиц 1-2 мм (более 50% по массе) | То же |
| 4. Пески среднезернистые с преобладающим размером частиц 0,25-0,5 мм (более 50% по массе) | Фильтры спирально-стержневые, стержневые и трубчатые с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки, сеток квадратного плетения, штампованного листа из нержавеющей стали с песчано-гравийной обсыпкой. |
| 5. Пески мелкозернистые с преобладающим размером частиц 0,1-0,25 мм (более 50% по массе) | Фильтры спирально-стержневые, стержневые и трубчатые с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки, сеток галунного плетения, штампованного листа из нержавеющей стали с однослойной или двухслойной песчано-гравийной обсыпкой. |
Фильтры (блочного типа из пористого бетона, гравия на цементной связке) могут применяться в шахтных колодцах для отбора небольших количеств воды при создании в пласте двухслойной обсыпки.
В агрессивных водах фильтры надлежит принимать из нержавеющей стали, пластмассы или других материалов, стойких к коррозии и обладающих необходимой прочностью.
Размеры отверстий фильтров при устройстве гравийной обсыпки должны приниматься равными среднему диаметру частиц слоя обсыпки, примыкающего к стенкам фильтра.
Скважность трубчатых фильтров с круглой или щелевой перфорацией должна быть 20-25%, фильтров из проволочной обмотки или штампованного стального листа — не более 30…60%. В качестве обсыпки фильтров надлежит применять песок, гравий и песчано-гравийные смеси.
Материал, используемый для фильтров в скважинах, следует обеззараживать.
Защита людей от загазованности при рытье колодца вручную
При работе в шахте колодца на глубине более 1,5 м необходимо соблюдать правила техники безопасности, в том числе и по загазованности в зоне работы землекопа.
Перед началом работ каждое утро и после каждого перерыва в работе проверять зону шахты на загазованность воздушной среды колодца. Для этого перед каждым спуском землекопа в колодец сначала опускают на тросе зажженную свечу.
Если при опускании в колодец свеча гаснет или изменяет степень свечения пламени, то велика вероятность наличия газа в колодце, который необходимо удалить перед работой.
Одним из простых способов удаления газовых паров является способ вымахивания. Для этого используют большой пучок соломы или сена, связывают его проволокой в кулек, опускают на тросике в колодец и тут же вытягивают. Процедуру выполняют несколько раз, после чего снова проверяют наличие загазованности в колодце и так до полного удаления остатков газа в колодце.
ВНИМАНИЕ! На глубине выше человеческого роста необходимо работать в страховочном поясе с обвязкой вокруг него страховочной веревкой. Подъем и спуск в колодец выполнять по монтажной или веревочной лестнице.
Поэтому и необходимо строго придерживаться правил безопасности при выполнении работ в колодцах:
- подачу бадьи вниз и её подъем с грунтом следует организовать так, чтобы доставка их в рабочую зону была безопасной;
- по периметру колодца устанавливают охранную зону, так чтобы исключить возможность падения вниз людей и посторонних предметов, а также осыпание грунта;
- на глубине свыше 1,5 м работать только в страховочном поясе с веревкой, один конец которой должен быть закреплен карабином на поясе работающего, а другой на верху колодца;
- необходимо страховать работу землекопа в низу, не оставляя его без внимания ни на минуту;
- страховочные веревки и лестница должны выдерживать двойную нагрузку веса землекопа;
- страховочный пояс и веревки нельзя снимать до подъема землекопа из колодца;
- страховочную лестницу нельзя убирать из колодца до полного окончания работ.
ВНИМАНИЕ! Если во время рытья колодца внезапно появились признаки загазованности, необходимо поднять рабочего наверх при помощи страховочного пояса и веревки.
За работой землекопа необходимо вести постоянный контроль, т.к. вероятность внезапной загазованности колодца существует всегда.
НЕЛЬЗЯ ни в коем случае спускаться вниз, чтобы помочь землекопу в колодце, т.к. при отравлении пострадает и сам помогающий.
Выбор источника хозяйственно-питьевого водоснабжения должен производиться в соответствии с требованиями ГОСТ 17.1.1.04-80.
Качество воды, подаваемой на хозяйственно-питьевые нужды, должно соответствовать требованиям ГОСТ 2874-82.
Водозаборные скважины выполняют в соответствии с требованиями СНиП 2.04.02-84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения» и СНиП II-7-81* «Конструкции зданий и сооружений. Строительство в сейсмических районах».
