Многие владельцы частных домов загородных участков хотят иметь собственный независимый источник чистой воды. Самым лучшим решением получить практически неиссякаемый источник будет профессиональное бурение глубокой артезианской скважины. Но стоит она весьма недёшево, и многие решаются пробурить скважину на своём участке самостоятельно.
Предварительная подготовка к работам
В средних широтах на равнинной местности довольно качественные источники воды получают, буря скважины «на песок» вручную ударно-канатным методом. Этим методом проводить самостоятельное бурение скважины целесообразно максимум до глубины 30—40 м. Как правило, их глубина редко бывает более 20 метров. Бурение такой скважины «на песок» глубиной 15—20 метров вполне посильно выполнить бригаде из трёх-четырёх человек за 2—3 дня.
Место для скважины выбирают, исходя из удобства её использования и достаточной удалённости от источников загрязнения сточных вод — септиков, уборных, выгребных ям и пр. (не менее 15 м). При использовании для её оснастки электрического насоса должна быть предусмотрена возможность подвода к нему электричества.
Чтобы качественно пробурить скважину под воду, нужно хорошо знать её устройство и метод бурения, а также структуру грунта и расположение подземных вод. Это позволит правильно подготовить нужные материалы и инструменты.
Определение требуемой глубины бурения
Для определения глубины будущей скважины профессиональные бурильщики проводят специальную геологическую разведку. Любителю же придётся максимально хорошо всё выяснить косвенными методами. Они не всегда позволят определить точную глубину предстоящего бурения, но помогут увидеть общую картину будущих работ и правильно к ним подготовиться.
Эти исследования можно провести с помощью:
- гидрогеологических карт местности;
- расспросами владельцев скважин поблизости;
- изучением окрестных колодцев;
- консультацией у специалистов;
- методами биолокации.
Нелишним будет также провести биохимический анализ воды из уже готовых источников по соседству. Это даст возможность определить, будет ли вода из устроенного трубного колодца пригодна для питья и работы бытовой техники. Возможно, для её очистки нужно будет устанавливать специальный фильтр.
По картам также необходимо определить и глубину промерзания грунта в данной местности. Это важно для обустройства надземной части трубного колодца и подвода воды к дому.
Водоносные слои
Для правильной работы и эффективного использования самодельная скважина «на песок» должна быть установлена в один из напорных песчаных водоносных слоёв.
Будучи зажат между двух водоупорных пластов плотной глины — покровом сверху и ложем снизу (рис. 1), этот слой при его вскрытии обеспечивает подъём уровня воды в скважине (артезианский эффект).
Структура водоносных пластов в целом такая:
- Верховодка. Сточные загрязнённые поверхностные воды слабой фильтрации.
- Грунтовые воды. Просочившаяся глубже в грунт верховодка. Тоже сильно загрязнены.
- Воды напорных слоёв. Они уже довольно чистые для организации водоснабжения. Расположены слоями в глубину — чем глубже слой, тем больше в нём воды, и тем она чище.
- Межпластовые воды безнапорных слоёв. Располагаются в грунте между водоносными слоями. Их не стоит использовать — вода будет грязная, и её уровень будет непостоянный.
Не всегда самый первый водоносный слой окажется подходящим, возможно, придётся бурить глубже. Водоносом в хорошем пласте является чистый крупный белый песок.
Устройство и работа трубного колодца
Все песчаные скважины на воду или трубные колодцы, как их ещё называют по аналогии с колодцем традиционным, шахтным, устроены примерно одинаково (рис.1). Вертикально пробурённое отверстие в земле укрепляется трубой для укрепления его стенок. Для фильтрации воды от песка внизу трубы установлен специальный фильтр из очень мелкой сетки, не окисляющейся в воде.
Рис.1
Из-за напора снизу в скважине, как в колодце, устанавливается столб воды. С помощью погружного или наружного насоса она подаётся на поверхность. Устье скважины оборудуется для подачи воды к месту её назначения.
Основная характеристика скважины — её дебит, который определяет соотношение скоростей поступления и выкачивания из неё воды. Выражается в единицах объёма за единицу времени (л/ч, куб. м/сут).
Подбор материалов и инструментов
Перед тем как самостоятельно пробурить скважину, нужно подобрать требуемые материалы и инструмент. От материалов зависит долговременность функционирования трубного колодца, поэтому на них лучше особо не экономить.
Главный элемент конструкции — обсадная труба. Она определяет стоимость скважины, её долговечность, работоспособность и объём буровых работ. Фильтры делаются самостоятельно или заказываются, насосы выбирается по целевому назначению скважины.
Обсадная труба
Для обсадки стенок скважины обычно используют металлическую или пластиковую трубу внутренним диаметром 90—160 мм. Его нужно подбирать, исходя из будущей оснастки трубного колодца.
Труба при погружении наращивается добавлением сегментов. Их соединение может быть резьбовым (буровые и пластиковые трубы) или сварным. В случае сварного соединения — сварочный шов не должен быть толстым. Толстый шов, а также наружные резьбовые муфты или накладки будут цепляться за грунт и препятствовать погружению трубы при бурении. Это будет его замедлять и усложнять.
Пластиковая труба для обсадки используется в местах, где нет риска смещения грунта, и он не содержит плывунов. У неё есть ряд преимуществ по сравнению с металлической. Эта труба:
легче;- дешевле;
- имеет гладкую внутреннюю поверхность;
- проще наращивается;
- не подвержена коррозии.
Наличествует у неё так же и ряд существенных недостатков. Основные из них такие:
- меньшая, чем у металлической трубы, прочность;
- малый вес — с ней проще управляться, но она плохо заходит в грунт.
Поэтому лучшим вариантом будет использование для обсадки обеих труб: снаружи — металлическая, внутри — пластиковая. Для этого необходимо правильно подобрать их диаметры. В случае сварного соединения металлической трубы нужно следить, чтобы она не имела изгибов.
Водяной фильтр
Вторым по значимости для работоспособного трубного колодца является фильтр. Он может быть:
- Наружным. Его делают с наружной нижней (забойной) части низа обсадной трубы.
- Внутренним (погружным). Он изготавливается отдельно и устанавливается внутри обсадки скважины.
Несмотря на большую трудоёмкость установки внутреннего фильтра, его использование предпочтительнее. Он съёмный и позволяет провести ремонт, чистку или углубление скважины. Установка его прямо в песок после бурения позволяет избежать его засорения при опускании трубы, что часто случается при использовании наружного фильтра.
Фильтрующая часть в обоих случаях должна быть достаточно длинной и соответствовать предполагаемой толщине водоносного слоя. Как правило, её длина 1−1,5 м.
Материалы для оснастки
Готовая и прокачанная скважина с фильтром оснащается насосом и трубами для подачи воды на поверхность. Насосы бывают наружные и погружные, ручные и электрические. Тип насоса выбирается в зависимости от целевого назначения трубного колодца:
- Электрические погружные насосы. Опускаются внутрь скважины. Используются для подачи воды как в здание, так и на участок. Для организации водоснабжения дома ниже уровня промерзания грунта к нему делается подземный трубный отвод. Для подачи воды погружным насосом на участок устанавливают колонку.
- Наружные насосы. Устанавливаются на устье скважины или внутри кессона под землёй, ниже уровня промерзания грунта. Могут применяться для подачи воды в дом и на участок.
В зависимости от выбранного типа насоса, к нему подбирают питающие трубы. Для погружного насоса можно использовать шланг.
Подготовка инструментов
Для успешного бурения нужно правильно подобрать инструменты. Они должны быть качественными и проверенными. Если в самый неподходящий момент подведёт какой-нибудь инструмент, блок, трос или болт, то работа может не только существенно замедлиться, но и её продолжение может стать вовсе невозможным. Можно безнадёжно испортить скважину или получить серьёзные травмы и увечья. Поэтому к подготовке инструментов и материалов нужно подойти крайне внимательно и ответственно.
Основные инструменты и приспособления для бурения:
Рис. 2
Рис. 3
Рис. 4
Рис. 5
- Тренога с блоком (рис. 2). Устанавливается над скважиной для проходки желонкой, может также помогать при работе буром. Её ноги могут быть деревянными или металлическими, она должна складываться. Внутри неё в вершине должен быть прочно закреплён металлический блок для троса желонки.
- Желонка (рис.3) с металлическим тросом. Нужна для ударно-канатной проходки.
- Металлический шнековый бур с резцами (рис. 4) и наращиваемой длиной штанг. Его диаметр должен быть на 1—2 см шире обсадной трубы. Длина шнека — до полуметра.
- Штыковые и совковые лопаты.
- Два гидравлических домкрата для подъёма обсадной трубы.
- Толстое металлическое стопорное кольцо на трубу с болтами. Оно препятствует излишнему погружению трубы и нужно для опоры домкратов при её подъёме.
- Металлические ручки для вращения обсадной трубы (рис. 5). Крепятся на неё обжиманием при помощи болтов. Ручки должны быть достаточно длинными и прочными.
- Электронасос со шлангом. Применяется для прокачивания скважины и для заполнения её водой при бурении.
Точный подбор ручных и электрических инструментов делают в соответствии с каждым конкретным случаем бурения. Обычно нужен такой набор:
- Набор ручного инструмента (отвёртки, пассатижи и пр.) и рожковых ключей.
- Тяжёлые молотки или кувалды.
- Мотобур. При его наличии он может быть использован в начале бурения.
- Сварочный аппарат. Нужен при сварном сочетании сегментов металлической трубы.
- Угловая шлифмашина (болгарка).
- Электродрель.
Понадобятся и различные соединители — саморезы, болты, гайки, шайбы, гвозди, проволока и пр.
Перед тем как самому сделать скважину для воды, необходимо также позаботиться о доступности в месте бурения электроэнергии для освещения и работы электроинструмента и воды.
Бурение вручную комбинированным методом
Этот метод называют комбинированным, потому что он включает в себя шнековое бурение и ударно-канатную проходку желонкой. Само бурение проводят в три этапа. Они имеют различную сложность, и на каждом из них применяются разные методы работ.
На первом этапе ручное бурение шнековым буром проводят в грунте до первой воды. Этот этап самый быстрый, но на нём важно выдержать вертикальность бурения. Проводится без обсадной трубы. Примерная глубина бурения — от 3—4 до 6—8 м. Порядок работ здесь такой:
В месте бурения копается маленькая ямка, в которую устанавливается шнековый бур. При работе он должен заходить в грунт не более чем на полметра. После забуривания его вынимают и чистят.- По мере углубления отверстия длина бура наращивается с помощью штанг.
- После появления в скважине воды шнековое бурение становится невозможным. Бур вынимают, а в получившееся отверстие в грунте вставляют металлическую трубу для обсадки. Вокруг неё на земле делают прочную решетчатую опалубку.
Второй этап — ударно-канатное бурение желонкой до вскрытия водоносного слоя. Проходка ведётся через обсадную трубу в суглинках, плывунах и плотной глине. Ориентировочно, это ещё 3—5 м. Последовательность работ:
- На месте бурения устанавливают треногу, через блок который продевают трос желонки.
- Желонку заводят в трубу, спускают до дна скважины и начинают ею делать удары о грунт, периодически невысоко поднимая её и резко пуская. Когда желонка заполняется жижей или её ударная часть (башмак) забивается грунтом, она извлекается на поверхность и промывается водой.
- Грунт постепенно выбирается из-под трубы, и она понемногу опускается. Для улучшения посадки её периодически нужно проворачивать. Чтобы край трубы не ушёл под землю, на неё надевают стопорное кольцо.
- По мере погружения труба наращивается привинчиванием или перевариванием новых сегментов.
- Водоупорный покров песчаного водоносного пласта состоит из плотного слоя глины, с трудом пробиваемого желонкой. Если после его вскрытия в скважине резко появляется напор воды снизу и белый песок, то это свидетельствует о начале проходки в напорном водоносном слое.
- Дальнейшие работы будут проводиться в условиях постоянного давления снизу. Поток прибывающей из водоносного слоя воды приносит в скважину песок. Поднимаясь снизу, он может засыпать и прочно прихватить желонку. Дабы этого не случилось, её нужно вовремя вынуть и на протяжении всего дальнейшего бурения внимательно следить за тем, чтобы она не оставалась в трубе даже на короткое время.
Третий этап начинается после вскрытия первого напорного водоносного слоя и заканчивается при достаточном углублении в подходящий для скважины слой. Как и на втором этапе, проходка ведётся желонкой внутри обсадки, но уже заполненной водой. Этот этап может потребовать проходки ещё как минимум 2 м. Действия на этом этапе:
- Для компенсации давления снизу и уменьшения поступления песка, в трубу до самого верха заливают воду и поддерживают максимальный её уровень до конца проходки.
Забурившись в водоносный слой, нужно определить его толщину. Для этого слой проходится на длину активной части фильтра.- Если толщина пласта подходящая, то бурение останавливают. Прокачивая скважину, определяют её дебит. При удовлетворительном дебите проводят биохимический анализ воды. При подходящем качестве воды устанавливают внутреннюю пластиковую трубу и погружной фильтр. Или просто заглушают низ скважины, если у неё фильтр установлен снаружи трубы.
- Если не подходят толщина, дебит или чистота воды, то бурение продолжают до следующего водоносного слоя.
Для установки погружного фильтра нужно предварительно вычерпать желонкой весь песок из скважины, по возможности — немного глубже забоя. Фильтр опускают до упора в песок. Удерживая его с усилием на месте, домкратами поднимают трубу вверх на высоту длины активной части фильтра.
После завершения установки фильтра скважина прокачивается насосом и полностью оборудуется.
