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