ПОСІБНИК з проектування споруд для забору підземних вод (до СНиП -84)
Головне меню
Шахтні колодязі
3.33. Шахтні колодязі є вертикальними виробленнями з великими розмірами поперечного перерізу в порівнянні з водозабірними свердловинами. Їх застосування, як зазначалося, повинно бути обмежене експлуатацією підземних вод водоносних горизонтів, що залягають на порівняно невеликих глибинах, зазвичай до 30 м.
Шахтні колодязі складаються з наступних конструктивних елементів: надземної частини – оголовка, стовбура, водоприймаючої частини, водозбірної частини-зумпфу (рис. 6).
Мал. 6. Загальна схема шахтного колодязя
1 - вимощення; 2 - оголовок; 3 – замок; 4 – ствол шахти; 5 - водоприймальна частина; 6 - зумпф
Оголовок призначений для захисту від потрапляння в колодязь забруднених поверхневих вод зверху, а також для створення зручних в експлуатації умов (підйому та розбирання води, спостережень за станом колодязя тощо). У місцях з низькими температурами пристрій оголовка у порівняно неглибоких колодязях необхідний також і для захисту від промерзання. Для запобігання колодязю від обвалення та забруднення його стінки зміцнюють.
Підвищення оголовка колодязя над поверхнею землі за санітарними умовами повинно прийматися не менше 0,8 м. Для запобігання забрудненню оголовок перекривається кришкою, над ним влаштовують навіси або будки. Навколо колодязя (у землі) укладають глиняний замок, а поверхня землі для кращого відведення води замащується або асфальтується з ухилом убік від колодязя.
Оголовок і стовбур повинні бути непроникними, щоб вода (поверхнева або ґрунтова) з верхніх водоносних горизонтів не могла проникати в колодязь.
3.34. Водоприймальна частина шахтних колодязів залежно від гідрогеологічнихумов та глибини влаштовується тільки в дні або стінках або ж у дні та стінках колодязя. Дно колодязя при прийомі води через нього має бути забезпечене гравійним фільтром або обладнане плитою із пористого бетону. У стінках при прийомі води через них повинні бути влаштовані спеціальні вікна з бетону пористого або вікна, заповнені гравійним фільтром.
Зумпф влаштовується у разі, як у колодязях необхідно мати деякий запас води; Його розміри визначаються величиною необхідного запасу води.
Залежно від роду матеріалу, що використовується для кріплення стінок, існуючі конструкції шахтних колодязів можуть бути поділені на дерев'яні, з кам'яної та цегляної кладки, бетонні та залізобетонні.
В даний час найбільш перспективними є шахтні колодязі зі збірних залізобетонних елементів (кілець, панцирних плит).
Шахтні колодязі для глибин 10, 20 та 30 м споруджуються із збірних залізобетонних кілець з фальцями висотою 1,05 м та внутрішнім діаметром 1 м при товщині стінок 8 см (рис. 7).
У стійких ґрунтах стик кілець у стволі зашпаровується цементним розчином, а в піщаних ґрунтах (коли завдяки заклиненню може відбуватися нависання колони) застосовуються спеціальні конструкції стику, що працюють на розрив.
Водоприймальна частина прийнята у вигляді кільця з пористого бетону, армованого такою ж сіткою, як і залізобетонні обсадні кільця стовбура колодязя, причому для надання більшої міцності в кільцях верхньої і нижньої частин є пояси з бетону. У нижній частині колодязя укладається тришаровий зворотний фільтр (див. рис. 7).
Мал. 7. Конструкція недосконалого шахтного колодязя із збірних залізобетонних кілець
а - план та розріз: б - деталь водоприймальної частини; в - телескопічнаконструкція колодязя; 1 – фільтр; 2 - кільця; 3 – вентиляційна труба; 4 - щебеневе кріплення; 5 – глиняний замок; 6 – донна плита з пористого бетону; 7 – вкладиші з пористого бетону; 8 - гравійне підсипання; 9 - металеве кільце опускного пристрою; 10 - тампон із бетону; 11 – щебінь; 12 - гравій; 13 - пісок
При розтині піщаних і пливунних грунтів кріплення колодязя здійснюється кільцями діаметром 0,65 м. У цьому випадку в недосконалих колодязях донний фільтр влаштовується у вигляді армованої бетонної плити, що укладається на щебенево-гравійне обсипання, товщина якої приймається рівною 30 см.
Досконалі колодязі глибиною 20 і 30 м мають дещо іншу конструкцію, що включає пристрій зумпфу із залізобетонних кілець (рис. 8).
Мал. 8. Конструкція досконалого шахтного колодязя із збірних залізобетонних кілець
1 - кільця; 2 – вентиляційна труба; 3 - щебеневе кріплення; 4 – глиняний замок; 5 - водоносний ґрунт; 6 - водостійкий ґрунт; 7 - зумпф
3.35. Прохідка шахтних колодязів з кріпленням їх залізобетонними кільцями може бути механізована за допомогою агрегатів КШК-25 та КШК-30 та ін.
Технічні дані агрегату КШК-25:
Довжина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6700 мм
Ширина. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2149 мм
Висота. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3200 мм
Маса. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5250 кг
Діаметр шахти до встановлення обсадних кілець. . . . . . . . . . . . . . .. . . 1230 мм
Найбільша глибина буріння. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 м
Потужність машини від двигуна ГАЗ-МК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22,1 кВт
Середня продуктивність на глибину
до 25 м-коду . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1-165 м/год
Витрата пального на 1 год роботи. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 кг
Висота вишки. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5500 мм
Чисельність обслуговуючого персоналу. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 моторист
У зв'язкових ґрунтах діаметр проходки шахти таким агрегатом становить 1230 мм. У піщаних і пливунних грунтах колодязь доводиться розробляти телескопічним способом (див. рис. 7), при цьому (у разі заклинювання колони з кілець діаметром 1 м) подальша прохідка стовбура шахти проводиться буром діаметром 560 мм з уширювачем діаметром до 850 мм і закріплюється залізобетонними кільцями діаметром 650 мм (останні опускаються на тросах за допомогою ручних лебідок та нарощуються на звужену колону в міру поглиблення шахти). Донну плиту опускають моторною лебідкою агрегату без попереднього зниження рівня води у колодязі. Після закінчення спуску її притискають буровими штангами і виробляють відкачування води (бадією агрегату), після чого плиту закріплюють вручну за допомогою чотирьох вкладишів.