Текст книги "Системы полива сада, огорода, теплиц, парников своими руками"

Автор книги: Wim Van Drongelen

сообщить о нарушении

Текущая страница: 3 (всего у книги 13 страниц)

Устройство шахтного колодца

Преимущества шахтного колодца заключаются в том, что его можно строить из подручных материалов, используя обычные инструменты.

Кроме того, он обеспечивает гарантированный объем чистой воды, а извлекать ее можно с помощью различных насосов и механических подъемных устройств. Шахтный колодец более практичен, чем трубчатый, так как позволяет даже при отсутствии электричества обеспечивать хозяйство водой, поднимая ее бадьей или ведром.

Оголовок колодца можно снабдить технической камерой для размещения в ней инженерного оборудования – насосной установки, гидропневматического бака или ручного насоса (рис. 10). Учитывая, что высота бытовых насосов некоторых типов не превышает 6 м, сооружение технической камеры позволяет обеспечить оптимальные условия их работы, кроме того, является утепленным помещением для использования колодца в зимних условиях.

Техническую камеру делают из тех же материалов, что и сам колодец. Диаметр колодца выбирают в зависимости от того оборудования, которое хотят установить для подъема воды, но не более 1,5 м. Чуть ниже уровня промерзания на оголовок колодца кладут бетонную плиту с отверстием для доступа к воде. На это перекрытие устанавливают расширенный оголовок с ходовыми ступенями. Сверху колодец закрывают откидывающимся люком или крышкой. Снаружи камеру покрывают гидроизоляционным слоем глины толщиной 30—50 см и оборудуют вентиляционный стояк диаметром 10 см. Вокруг оголовка устраивают отмостку или утепленный короб, если в этом есть необходимость.

Рис. 10. Шахтный колодец с технической камерой для гидропневматического бака: а – общий вид (в разрезе); б – устройство ножа (разрез); 1 – вибрационный насос; 2 – нож; 3 – бетонное кольцо; 4 – гидропневматический бак; 5 – плита перекрытия; 6 – подающий трубопровод; 7 – крышка; 8 – ходовые скобы; 9 – отмостка; 10 – глиняный замок; 11 – вентиляционный стояк; 12 – гидроизоляция; 13 – деревянная обойма.

Основная часть каптажа шахтного колодца – стенки шахты, укрепленные с помощью бетонных колец, природного камня, кирпичной кладки или деревянного сруба. Шахту для колодца заглубляют в водоносный горизонт на 1,5–2 м, чтобы обеспечить объем чистой, отстоявшейся воды на глубину не менее 1 м. Для нижней части сруба колодца, которая постоянно находится в воде, используют крепкую древесину, не влияющую на вкус воды (дуб, вяз, лиственница, ольха, береза). Часто весь сруб выполняют из сосновой древесины, которая сохраняется в течение 20 лет (рис. 11). Срок службы соснового сруба можно увеличить, пропитав предварительно древесину антисептиком, например крепким раствором марганца. Вяжущий привкус от дуба и смолистый от сосны постепенно исчезает.

Диаметр поперечного сечения сруба выбирают в зависимости от глубины колодца. Обычно это 1 х 1 м или 1,5 х 1, 5 м. Венцы рубят из бревен диаметром 12—18 см или деревянного бруса с сечением 10 х 13 см. При этом отдельные венцы сруба подгоняют заранее, обтесывая внутреннюю стенку колодца на плоскость. Венцы вбивают по горизонтали в пазы, по углам соединяют в «косую лапу», а по вертикали крепят дубовыми шпонками.

Строительство колодца начинают с того, что готовят сруб высотой 1,7–2 м. Затем размечают место для шахты и глиняного замка и начинают копать. Когда грунт будет вынут на глубину 1–1,5 м, в яму опускают собранный заранее деревянный сруб. Затем делают водоупорный замок со всех сторон из утрамбованной глины глубиной и шириной около 1 м.

Рис. 11. Устройство шахтного колодца с деревянным срубом: 1 – ворот; 2 – свайка крепления ворота; 3 – водоотводная канавка; 4 – сруб из деревянных пластин; 5 – гравий; 6 – глиняный замок; 7 – крышка колодца; 8 – дощатая обшивка.

Копку шахты продолжают, выбирая грунт на толщину венца равномерно со всех сторон, и подводят бревна следующих венцов, соединяя их между собой временными скобами. Чтобы избежать перекоса и разрыва стенок колодца, через каждые 4–5 венцов два нижних параллельных бревна делают длиннее рядовых на 20—25 см и закладывают эти удлиненные концы в специальные гнезда, выкопанные для них в стенах шахты. Иногда плывун (обильный водоносный слой) не позволяет подвести нижнюю часть сруба шахтного колодца. В этом случае в него заранее опускают коробку, собранную из толстых досок, и продолжают вынимать грунт, стремясь вкопать ее как можно глубже.

Затем на дно насыпают слой крупнозернистого песка, а сверху мелкий щебень или гальку толщиной 20—25 см, чтобы при эксплуатации колодца со дна не поднималась муть (рис. 12).

Некоторые специалисты во избежание заиливания дна рекомендуют выкладывать его толстыми досками с отверстиями. Это также облегчает чистку колодца.

Рис. 12. Устройство шахтных колодцев: а – колодец с деревянным срубом и вибрационным насосом; б – колодец из природного камня, кирпича или бетона с ручным насосом; 1 – шланг; 2 – вибрационный насос; 3 – песок; 4 – щебень; 5 – коробка; 6 – деревянный сруб; 7 – глиняный замок; 8 – отмостка; 9 – будка; 10 – вентиляционный стояк; 11 – ввод электросети; 12 – застекленное окно; 13 – излив с краном; 14 – крышка; 15 – запорный вентиль; 16 – подземный трубопровод; 17 – дренажное (сливное) отверстие диаметром 2–4 мм; 18 – тяж; 19 – рычаг; 20 – вороток; 21 – насос БКФ; 22 – бетон или кирпичная кладка; 23 – водозаборный фильтр.

Самыми практичными, долговечными и простыми в строительстве считаются шахтные колодцы из стандартных железобетонных колец высотой 0,6–0,9 м и диаметром 1, 1,25 и 1,5 м. Иногда для строительства колодцев используют бетонные трубы диаметром 50—80 см и длиной 3–4 м, но применяют их лишь для устройства колодцев глубиной не более 6 м, так как для выемки грунта надо делать шахту диаметром не менее 1 м с креплением стенок посредством распорок.

Устройство колодца из бетонных колец

Кольца для такого колодца также можно изготовить своими силами. Для этого нужно провести определенную подготовительную работу. Сколачивают из толстых досок щит такой площади, чтобы диаметр бетонируемого на нем кольца был меньше на 35—40 см. Затем из четырех листов кровельного железа необходимо изготовить опалубку высотой 25 см (рис. 13).

Листы железа следует скрепить так, чтобы образовалось 2 пояса. Диаметр внутреннего пояса – 80 см, внешнего – 94 см. Листы железа соединяют болтами. При этом гайки должны располагаться снаружи. Железные пояса вставляют один в другой. Зазор между ними и будет соответствовать толщине стенки будущего бетонного кольца.

Опалубку закрепляют на деревянном щите с помощью деревянных распорок, вставляя между поясами 4 вкладыша из дерева длиной 7 см каждый. Бетонный раствор готовят из цемента, песка и щебня в пропорции 1: 3: 4. Цемент и песок хорошо перемешивают вилами в специальной емкости для раствора. Затем порциями вливают в смесь чистую питьевую воду и тщательно размешивают. Только после этого добавляют в раствор щебень и еще раз перемешивают.

Подготовленную опалубку заполняют раствором, постепенно утрамбовывая ее деревянным бруском подходящего размера. При изготовлении бетонных колец удобнее всего работать вдвоем – один укладывает раствор в опалубку, а второй трамбует его. Как только опалубка будет заполнена на четверть высоты, на раствор укладывают арматурное кольцо. Второе кольцо кладут при заполнении опалубки раствором на три четверти.

Рис. 13. Щит и опалубка для изготовления бетонных колец: 1 – арматура из проволоки; 2 – наружные распорки; 3 – внутренние распорки; 4 – опалубка; 5 – деревянный щит; 6 – деревянные вкладыши.

Когда опалубка будет заполнена доверху, удаляют деревянные вкладыши. Кольцо оставляют в опалубке на 10 дней. Затем осторожно развинчивают болты и снимают железные детали опалубки.

Бетонное кольцо ставят на ребро и перекатывают его на отведенное место, чтобы за будущие 2 недели бетон окончательно затвердел.

Последующие кольца следует изготовить таким же образом. Число колец будет зависеть от глубины залегания водоносного слоя. Обычно требуется от 10 до 15 колец. Перед тем как устанавливать кольца, выкапывают яму диаметром 1,3–1,5 м глубиной 50 см.

Чтобы избежать обвалов грунта, шахтные колодцы из бетонных колец строят, опуская кольца вниз и наращивая сверху следующие. Этот способ достаточно прост и удобен, однако требует ускоренной работы в течение 2–3 дней при сухой погоде, так как при затягивании сроков может произойти обвал грунта, заклинивание уже опущенных на глубину колец и сведение результатов труда к нулю.

При проходке шахтных колодцев в слабом грунте принято использовать специальное приспособление – нож, представляющий собой деревянную обойму с закрепленным на ней болтами Г-образным стальным профилем. На деревянную обойму устанавливают бетонное кольцо, и часть с ножом, выступающая на 50 см, обеспечивает равномерный кольцевой зазор при дальнейшей проходке шахты. Нож можно сделать из стального уголка 5 х 5 см, высверлив в углу полок отверстия 6–7 мм с шагом 4 см (рис. 14).

Рис. 14. Нож, изготовленный из стального уголка.

С помощью ножовки вырезают треугольные пазы и сгибают уголок в кольцо нужного диаметра.

Равномерно подрывая грунт по периметру ножа, кольцо равномерно опускают на всю его высоту, сверху наносят цементный раствор, заводят и устанавливают следующее кольцо.

Затем продолжают выемку грунта. Кольца опускаются под собственной тяжестью, срезая ножом мелкие неровности на стенках шахты. При строительстве колодца таким способом целесообразно использовать простой прием, который позволяет эффективно контролировать равномерность опускания кольца.

Для этого следует взять 4 одинаковые опоры в виде деревянных брусков или кирпичей, выкопать с диаметрально противоположных сторон 4 углубления под кольцом, вставить туда опоры. После этого равномерно удаляют грунт между опорами до тех пор, пока кольцо не встанет на опоры. Затем осторожно вынимают грунт из-под опор, и кольцо равномерно опустится на грунт. Эту операцию повторяют многократно. Грунт из шахты поднимают бадьей с помощью лебедки или простой треноги.

При сооружении шахтного колодца необходимо соблюдать определенные правила техники безопасности. Так, работающий в шахте должен обязательно иметь на голове каску или защитный шлем, а на ногах – резиновые сапоги с теплыми носками. Механизм для подъема грунта, веревка и бадья необходимо надежно закрепить.

Оголовок шахтного колодца следует вывести на 0,7–0,8 м выше поверхности земли и оборудовать отмосткой. Для этого уровень грунта поднимают на 25 см, делают уклон от колодца и мостят с радиусом 2 м кирпичом или булыжником по утрамбованному песку. Можно забетонировать отмостку или выложить фигурной бетонной плиткой. Для отвода талой и дождевой воды по всему периметру отмостки делают водоотводные канавки, также мощенные бетоном.

Сруб колодца накрывают крышкой или устраивают над ним навес. Если в колодце предусмотрен насос для круглогодичной эксплуатации, на уровне поверхности земли внутри шахты делают еще одну крышку, чтобы насос не замерзал в зимнее время.

Шахтный колодец, предназначенный для местного водопровода или полива, оборудуют насосом. Насосы бывают различных типов. Например, электромагнитные насосы могут использоваться круглогодично. Притом что они постоянно опущены в воду, такие модели надежны, экономичны и отличаются хорошими техническими показателями. Электромагнитный насос подвешивают в колодце с помощью прочного капронового шнура на высоте 20—30 см ото дна.

Насос соединяют с трубопроводом посредством резинового шланга длиной не менее 2 м. Дворовый трубопровод вводят в колодец через гильзу и для удобства выполняют в виде колена, в верхней точке которого врезают излив с краном для водоразбора, а на самом колене устанавливают запорный вентиль. При круглогодичной эксплуатации колодец обязательно должен быть оборудован вентиляционным стояком, чтобы вода не приобретала затхлый запах.

Насос обычно подключают к автоматике, работающей по сигналу датчика уровня в водонапорном баке. Кроме того, необходимо предусмотреть использование обыкновенного выключателя, чтобы для полива или в случае пожара насос можно было отключить от водопровода.

В простейшем варианте системы водоснабжения подавать воду в водонапорный бак можно с помощью ручного насоса типа БКФ–4. Для этого его устанавливают на специальную подставку возле самой воды и соединяют с верхним рычагом с помощью двух тяг и двуплечей качалки. К дворовому водопроводу насос подключают через запорный вентиль, перед которым врезают излив с краном. При этом запорным вентилем управляют с помощью удлиненного воротка. В нижней части колена нагнетающей трубы необходимо просверлить отверстие диаметром 2–3 мм, чтобы полностью сливать из трубопровода воду во избежание ее замерзания в зимнее время.

Устройство трубчатого колодца

Трубчатый колодец еще называют водоразборной скважиной и сооружают на самом высоком месте участка, обеспечив отведение талых и дождевых вод. Кроме того, колодец размещают на участке с учетом удобного доступа. При выборе места для колодца необходимо учитывать геологические условия, с тем чтобы при наименьшей глубине колодец отдавал как можно больше воды. В зависимости от грунта определяют вид работ по устройству колодца. Можно производить ручное и механическое бурение с помощью буровой установки (рис. 15). Конечно, пробурить скважину намного легче, чем вырыть колодец, особенно если это делать вручную.

Определение притока воды к колодцу производят по формуле:

где Q – приток воды;

k – коэффициент фильтрации грунта;

H – глубина водоносного слоя;

h – глубина воды в колодце;

r – радиус колодца;

R – радиус влияния.

Для мелкозернистых грунтов R = 100—200 м; для среднезернистых – 250—500 м; для крупнозернистых – 700–1000 м. Выбор r обусловлен размером бетонных обсадных колец. Стандартные кольца заводского изготовления имеют высоту 0,6–0,9 м, толщину стенок 5–9 см при диаметре 0,75–1 м. С увеличением r возрастает расход Q. При одних и тех же условиях эксплуатации колодец с большим r имеет большую вместимость, то есть противопожарный запас, а отдача воды колодцем некоторое время многократно превышает отдачу воды скважиной.

Рис. 15. Буровая установка: 1 – бур; 2 – вороток; 3 – тройник; 4 – разборная штанга; 5 – муфта; 6 – вышка-тренога; 7 – отверстие для штанги; 8 – лебедка.

В песчаных, глинистых, суглинистых грунтах с небольшим содержанием галечника и валунов используют самодельную буровую установку. Бур выполняют из трубы диаметром 1 дюйм, с наружной винтовой резьбой на одном конце и шнековой винтовой поверхностью диаметром 200 мм (1–2 витка) на другом. На торец шнековой поверхности приваривают два стальных ножа.

При установке бура вертикально ножи наклонены к горизонтали и при вращении ввинчиваются в грунт, как штопор, разрыхляют и откладывают его в пазухи винтовой поверхности. После трех оборотов бур вынимают, грунт удаляют и повторяют все сначала.

Бур ввинчивается с помощью воротка – куска трубы длиной 1,5 м, соединенного с однодюймовым тройником с внутренней винтовой поверхностью. Тройник навинчивают на разборную штангу из труб длиной 1,5 м. Так пробуривают скважину глубиной до 1 м. Далее с помощью муфты присоединяют следующую трубу штанги и продолжают процесс бурения. Наращивание штанги позволяет бурить на глубину до 8 м. Если попадается водоносный слой, бурение прекращают и в скважину опускают обсадные кольца диаметром меньше диаметра скважины, чтобы избежать обвала стенок и засыпания ее грунтом.

Если водоносный слой залегает на большой глубине, бурение продолжают с использованием деревянной или металлической вышки-треноги высотой 3–6 м и более. В верхней ее части для выхода штанги устраивают отверстие. Для подъема штанги треногу оборудуют лебедкой. При прохождении твердых, сухих пород в скважину периодически подливают воду.

Предположим, что бурение проводится на глубине 15 м, вороток штанги возвышается на 1 м от земли, бур набрал грунт и его надо извлечь на поверхность. Лебедкой поднимают всю штангу на высоту 8 м, при этом ее верхний конец проходит в отверстие треноги. У поверхности земли треногу разъединяют, крючком лебедки подцепляют за нижнюю часть и поднимают. Затем, перехватив еще раз бур крючком лебедки, поднимают и чистят. Снова в скважину бур опускают в обратной последовательности.

Достигнув водоносного слоя, бурение прекращают и приступают к монтажу обсадных труб, которые могут быть металлическими, керамическими или бетонными, но непременно меньшего диаметра, чем диаметр скважины. Трубы монтируют секциями на высоту вышки, соединяют и опускают в скважину.

Торец нижней обсадной трубы наглухо заделывают и перфорируют на высоту до 2 м, просверливая в шахматном порядке множество отверстий диаметром 10—12 см, превращая конец трубы в фильтр. Снаружи трубу обертывают стеклотканью или сеткой из меди или латуни, чтобы избежать засорения отверстий грунтом.

По окончании монтажа конец верхней обсадной трубы должен возвышаться над поверхностью не менее чем на 0,8 м. Над ней следует соорудить шатер из досок, вырыть вокруг скважины отводную канаву или устроить глиняный замок толщиной 0,3 м радиусом не менее 1 м (рис. 16).

При бурении скважины может встретиться плывун – влажный слой мелкого песка. Если толщина плывуна менее 1 м, обсадные трубы опускают на всю высоту верхней части скважины, включая высоту плывуна, и бурят скважину буром меньшего диаметра. Если слой плывуна более 1 м, его толщину сначала измеряют арматурным прутом.

Рис. 16. Устройство скважины: а – нижняя, подземная, часть; б – верхняя, надземная, часть; 1 – труба; 2 – сухой грунт; 3 – водонасыщенный грунт; 4 – сетка; 5 – перфорированная труба; 6 – забивной наконечник; 7 – шатер; 8 – отводная канава; 9 – насос; 20 – отмостка; 11 – глиняный замок.

Тогда из жести изготавливают отрезок трубы диаметром, равным диаметру скважины, и высотой на 15 см больше толщины плывуна. Подогнув торцевые стенки трубы в сторону от полости скважины, ее опускают внутрь и перекрывают плывун.

Дальнейшее бурение выполняется буром диаметром 1 дюйм. В первое время, пока не сформируется естественный песчаный обратный фильтр, необходима периодическая откачка воды из скважины, так как из водоносного слоя через фильтр будет просачиваться мелкий песок.

Если при бурении скважины встречаются известняки, песчаники или скальные породы, приходится работать долотом, стараясь при каждом ударе поворачивать штангу на небольшой угол (15—20°), чтобы обкалывание породы шло равномерно. Но все же, если на пути скважины попадутся валун или скальная порода, лучше отказаться от дальнейшего бурения в этом месте.

Иногда садоводы применяют бурение с помощью насоса. Таким способом скважину до 10 м глубиной можно пробурить за 3 часа. Кроме насоса, понадобится труба диаметром 120 мм, на нижнем конце которой выпиливают острые зубья, а на верхнем устанавливают фланец диаметром 180 мм. В центре фланца на резьбе крепится проходной штуцер со шлангом для подачи воды от насоса.

Сначала следует выкопать яму диаметром 50—60 см и глубиной 1 м. В яму строго вертикально устанавливают трубу. Вода подается из емкости не менее 500 л. Под давлением поступающей воды почва размывается, и труба постепенно погружается. Для лучшего и более равномерного погружения трубу медленно поворачивают. Зубья разрушают землю, а вода выносит ее на поверхность.

При бурении скважины буровой установкой промышленного производства можно достигать глубины более 30 м.

Устройство абиссинского трубчатого забивного колодца

Абиссинский колодец целесообразно строить в том случае, когда глубина залегания подземных вод не более 7 м. Абиссинский колодец состоит из наконечника-трубы и газовой перфорированной трубы-фильтра с расширенным наконечником, который пробивает ствол диаметром больше наружного диаметра трубы-фильтра. Кроме того, обязательной деталью абиссинского колодца является труба с клапаном внутри в виде шарика.

Вода поднимается за счет вакуума, образующегося под действием ручного насоса типа 5КФ4, КР–3, КР–4, НР–3, НК–10, «Поток», «Урал» и других. Технология устройства абиссинского колодца очень проста и заключается в следующем.

Вначале копают шахту размером 0,8 х 0,8 х 1 м. Трубу-фильтр жестко соединяют с трубой, на которую надевают свободно перемещаемый груз (бабу) весом до 30 кг. На расстоянии 1 м от фильтра крепят стальной хомут – подбабок. На 1–1,5 м выше под-бабка устанавливают второй хомут с двумя блоками. Трубу с фильтром, клапаном и наконечником устанавливают точно по центру выкопанной шахты и засыпают грунтом до верха шахты. Грунт вокруг трубы утрамбовывают, обеспечивая ее устойчивое положение.

Чтобы труба была более устойчива, на дне шахты можно пробурить ствол глубиной 1 м и вставить в него конец трубы. Забивают трубу в грунт ударами бабы по подбабку до тех пор, пока последний не станет вровень с поверхностью земли. Затем подбабок вновь перемещают на 1 м в высоту и продолжают забивать трубу. И так до тех пор, пока в трубе не появится вода.

Но трубу забивают и дальше, чтобы фильтр погрузился в водоносный слой и уровень воды превысил верхний край фильтра на 0,5–1 м. Воду откачивают до полного осветления в течение 15—30 минут. Чтобы проверить наличие воды в трубе, в нее опускают маленькую трубку на шнуре, которая при соприкосновении с водой издает характерный хлопок. Абиссинский трубчатый колодец обеспечивает расход воды, равный 10—15 л/мин.