1 Колонковый способ бурения
Бурение скважины колонковым способом выполняется с применением специального оборудования, в обиходе имеющего простое название – «стакан». Стакан представляет собою стальную трубу, нижний край которой оборудован заточенной режущей кромкой (это может быть как заточенный оголовок самой трубы, так и приваренная к ней коронка с резцами).
В землю стакан вворачивается как обычный бур – по спиралеобразной траектории, при этом, при проходке 0.5-1 метра земли он вынимается на поверхность, для очистки внутренней полости трубы от разбуренной породы.
Сверху буровой трубы монтируется специальный соединительный элемент, чаще всего он выполняется в форме обычного резьбового соединения, к которому будут крепиться буровые штанги. Наращивание колонковой трубы буровыми штангами осуществляется после того, как размер скважины достиг размера 1\3 длины трубы.
К верху стакана крепится штанга, и проходится ещё 1-1.3 метра земли. В эксплуатации не распространены буровые штанги длиною свыше полутора метра, так как чрезмерно длинные конструкции, в силу своего веса и габаритов, неудобны в использовании. Следующая штанга резьбовым соединением монтируется на предыдущую – таким образом наращивание буровой колонны выполняется до тех пор, пока не будет достигнут водоносный горизонт.
Чем глубже в грунте находится колонковая труба, тем более сильное давление оказывает на неё порода. Учтите, что в случае поломки колонны внутри скважины достать из шахты её элементы будет очень проблематично. Чтобы избежать разрыва колонны необходимо постоянно контролировать надежность резьбовых соединений на предмет отсутствия люфтов.
Начало бурения скважины своими руками — применение бензобура
Главным достоинством, которое обеспечивает колонковая технология, является идеально ровная форма скважины. К недостаткам можно отнести большую трудоемкость процесса, так как вращать внутри грунта трубу намного сложнее, чем шнек.
1.1 Ударно-канатный метод (желонирование)
Данная технология к классическому бурению имеет весьма косвенное отношение. Как и в колонковом методе, тут используется полая труба (материал, из которого она изготавливается, зависит от типа грунта: для мягких грунтов подойдет изделие из толстой стали, для твердой породы – тяжелая бетонная труба). На нижней части трубы находится режущее приспособление («клыки»), которые пробивают грунт и захватывают его внутрь цилиндра.
Желонка роняется в скважину с высоты 2 метра, для этого строится специальная тренога, к ней труба крепится с помощью троса, с помощью которого в дальнейшем извлекается из скважины. Для очистки внутренней полости трубы от шлама (земли), в ней вырезается отверстие на расстоянии 50 см от нижнего края.
Для того чтобы почва лучше поддавалась «пробивке», в скважину заливается обычная вода, либо глиняная смесь, для размягчения грунта. По завершению бурения она вычерпывается с помощью специального ковша.
Для бурения скважины ударно-канатным способом, на практике, требуется как минимум 4 человека. Поскольку сама по себе желонка и так достаточно тяжелая конструкция, а её ещё необходимо вытягивать на поверхность полностью забитую землей, желонирование является очень сложным процессом, который требует затрат большого количества сил и энергии. Именно по этому, для самостоятельного бурения источника на воду лучше выбрать шнековый метод.
1.2 Бурение шнековым способом
Технология шнекового бурения является оптимальным вариантом для создания неглубоких скважин своими руками. Название метод получил от вида оборудования, которое используется для разрушения грунта – шнека. Шнек является винтообразной конструкцией, которая ввинчивается в землю и при вынимании на поверхность забирает с собой разбуренную породу.
Самодельная буровая установка
Шнек состоит из двух основных элементов: штока – центральной оси, к которой крепятся лопасти, и самих лопастей – которые расположены по всей длине конструкции под определенным углом друг к другу.
Для облегчения бурения используется вода, которая заливается внутрь скважины для размягчения почвы.
Единственным недостатком бурения шнеком является то, что лопасти при извлечении конструкции на поверхность могут терять часть разрыхленного грунта, который придется повторно изымать из скважины. Несмотря на это, данная технология обладает одним ключевым достоинством, которое делает её предпочтительней вышеперечисленных методов: шнек, при небольших трудозатратах, обеспечивает максимальную эффективность бурения.
Единственный недостаток зимнего бурения
Песок, составляющий большую часть породы, легко выбрать лопатами, хотя, при сильном морозе комки замерзшего верхнего слоя указывают на возможные трудности с пробиванием шахты. Часто грунт промерзает на глубину до 100 см, поэтому возникает необходимость в вызове специальной бригады бурильщиков.
Зимой может потребоваться расчистка дороги к участку, иначе не будет возможности подвезти нужные материалы.
Гидрологи предупреждают хозяев дач, что шахту глубиной 20-25 м рабочие с буровой установкой сделают за светлое время суток. Более глубокие скважины требуют для этого 48-72 часа.
https://youtube.com/watch?v=quGM6Bv5RNk
Методы бурения
Перед началом работы следует определиться, каким способом работать, так как пробить скважину своими руками можно в несколько способов:
- Вращательный способ бурения – вращение бурового снаряда для его углубления в породу.
- Ударный способ – буровую штангу вбивают в землю, заглубляя снаряд.
- Ударно-вращательный – вбивание штанги в толщу земли дважды или трижды, затем вращение штанги и снова вбивание.
- Канатно-ударный – буровой снаряд поднимается и опускается, регулируемый канатом.
Это способы сухого бурения. Также существует технология гидробурения, когда бурение проводят с помощью специального бурового раствора или воды, которые используются для размягчения грунта. Гидроударный способ требует больших затрат и специального оборудования. Если проводится бурение скважин вручную, используют упрощенный его вариант, поливая водой грунт для его размягчения.
Где лучше обустроить скважину?
Скважину на воду стараются строить в самом высоком месте участка. Если она окажется в низине, талые и дождевые воды могут подтопить кессон и попасть в ствол, что вызовет загрязнение воды и ее заражение болезнетворными микроорганизмами. Уклон рельефа может быть незаметным для глаза, но его можно определить по местам скопления воды после дождя, а еще лучше – заказать обследование геодезистам.
Следует избегать строительства скважин и колодцев близ источников загрязнения – выгребных ям, септиков, животноводческих ферм, гаражей и пр.
Согласно нормам расстояние между скважиной и подобными объектами должно быть не менее 50 м. Правда, далеко не каждый участок имеет достаточные для соблюдения данного требования условия.
Поэтому на практике это расстояние часто сокращают до 30 м: как показала проверка, вода на таком удалении от источника загрязнения остается чистой.
Не забудьте учесть наличие потенциально опасных объектов на участке у соседей. Не помешает узнать их планы на будущее: возможно, они собираются поставить сарай для птицы как раз неподалеку от того места, где вы планируете строить источник.
Разумеется, техника бурильщиков должна иметь возможность подъехать к месту работ. Минимальная ширина проезда составляет 3 м. Понадобится и достаточное пространство над землей: высота буровой мачты достигает 10 м.
При всем при этом скважину желательно расположить поближе к дому (минимальное расстояние – 5 м) – меньше труб понадобится. Только не бурите в подвале строящегося дома: после его возведения обслуживание скважины станет невозможным, так как для этого над ней должно быть свободное пространство высотой хотя бы в 7 м.
Как правильно выбрать время для бурения?
Традиционно считается, что все строительные, а так же буровые работы нужно проводить в теплое время года. Действительно, зимой грунт промерзает, что теоретически затрудняет все манипуляции. Однако современная техника позволяет вести работы по бурению скважин и при отрицательных температурах.
Собственно, ограничений по времени года, практически, не существует. Напротив, у каждого сезона есть свои преимущества и недостатки. Если нет особой спешки, владельцу участка стоит выбрать для себя оптимальное, наиболее «выгодное» время года:
Несмотря на то, что это традиционная пора начала всевозможных, в том числе и строительных, работ на участках, для бурения скважин этот сезон – не самое лучшее время. Весенний паводок серьезно повышает уровень грунтовых вод, поэтому крайне сложно определить уровень залегания основного водоносного пласта. Кроме того тяжелая техника легко может повредить ослабленные грунтовые дороги и почву на участке.
При проведении буровых работ весной сложно определить уровень залегания основного водоносного пласта
Аргументом «за» бурение скважины в этот сезон можно считать естественное осушение почвы, что облегчает поиски водоносного слоя. Комфортная температура воздуха и почвы благоприятствует проведению изыскательских работ. Большинство владельцев участков стремится обустраивать скважины именно в это время, поэтому возникают очереди на бурение. Кроме того из-за наплыва клиентов специалисты, производящие работы, обычно спешат, что может привести к менее качественному результату. При обустройстве рабочей площадки и подъезда к объекту могут быть повреждены растения на приусадебном участке.
Первые осенние месяцы так же благоприятны для бурения. После летней жары грунт осушен, проблем с определением водоносного слоя нет. Комфортные температуры не затрудняют бурение скважины на участке. Специалисты считают этот сезон, начиная с конца лета, лучшим для обустройства скважин глубиной до 25 м. В более холодное время обычно делают «заготовку» для зимних работ, выполняя частичное бурение на уровень промерзания грунта. Таким образом, дальнейшие работы можно будет проводить даже в холодное время года без малейших затруднений.
Несмотря на устоявшееся мнение о невозможности проведения изыскательских работ зимой, в этот сезон обустраивается достаточно большое количество скважин. Связано это с тем, что осадки в зимнее время не влияют на уровень грунтовых вод. Подмерзшая почва на участке и на подъезде к нему не разрушается тяжелой техникой.
Многие переносят бурение скважины на зиму, когда качественный результат можно получить с меньшими финансовыми затратами
Глинистый раствор, использующийся при бурении, будет легко смыт весенним паводком, оставив чистый участок. Решающим фактором для многих становится сезонное падение цен на работы. Профессионалы считают, что зимой можно качественно бурить скважины любой глубины, но начальные работы лучше выполнить осенью, до промерзания почвы.
Обустройство
Если выбран второй вариант, т.е. скважина делается с учетом постоянного использования, тогда нужно хорошо взвесить все плюсы и минусы. Полноценное обустройство источника включает в себя:
- работы по бурению;
- организацию рабочего пространства для установки оборудования – гидроаккумулятора, фильтровальной системы и др.;
- разводку и подключение к водопроводу.
Т.е. получается довольно сложный комплекс работ.
Если бурить скважину внутри дома, это даст определенные преимущества:
- не нужно утеплять скважину;
- все необходимое оборудование размещается в отведенном для скважины помещении;
- на разводку коммуникаций уходит меньше материалов и времени.
С другой стороны, если делать источник на улице:
- придется рыть котлован и устанавливать в нем кессон;
- обсадную трубу нужно хорошо утеплять;
- к кессону нужно проводить электричество;
- для разводки водопровода требуется копать траншею.
Таким образом, обустроить скважину в доме будет где-то в два раза дешевле, чем на улице. Такая разница получится, если учитывать полный комплекс работ, а не только бурение.
Установка обсадной трубы
Обсадка устанавливается одним из двух способов:
- Скважину проходят буром большего, чем обсадная труба, диаметром, после чего ее опускают в уже готовый ствол, постепенно наращивая и придерживая бурильным воротом. Пространство между трубой и стенками скважины заполняют гравием, глиной или бетоном. Такой способ применяется на плотных несыпучих или вязких грунтах при заглублении до 10 м.
- Проходка выполняется буром меньшего диаметра. Параллельно с бурением обсадная труба с силой загоняется в ствол, для чего ее нижний торец снабжается режущим элементом – фрезером. Данный метод является более надежным. Но его нельзя применять на вязких грунтах.
Сегодня применяют как металлические, так и полимерные обсадки.
Монтаж обсадной трубы
В обоих случаях следует брать не обычную водопроводную трубу, а специально изготовленную для данной функции. Пластиковую обсадную трубу легко можно повредить буром или колонной изнутри. Поэтому в тех случаях, когда обсадка производится одновременно с бурением, на буровую штангу через каждые 3 – 5 м следует устанавливать пружинные центраторы.
Металлические обсадные трубы наращивают с помощью резьбовых муфт или электросварки, пластиковые – соединением в раструб или муфтами, которые сажают на клей или приваривают. В последнем случае (он является наиболее предпочтительным) применяется специальный инструмент – паяльник, который расплавляет стенки трубы и муфты, после чего они объединяются в цельное изделие.
Какое нужно оборудование для бурения скважины? И где его брать?
Это самый частый вопрос, с которым сталкиваются дачники, решив пробурить скважину своими силами. Нужно быть готовым к тому, что и покупка и аренда такого оборудования будет стоить недешево
К тому же важно уметь им правильно пользоваться
Самостоятельно изготовить бурильную установку конечно можно, причем как с ручным приводом, так и с механизированным. Однако учтите, что вам все равно придется обращаться к специалистам (токарю, сварщику, для изготовления некоторых деталей и элементов), плюс для финальной сборки понадобятся другие инструменты:
- ножовка по металлу;
- сантехнический крест;
- разводной ключ;
- плашки для нарезки резьбы разных размеров;
- трубы диаметром не более двух сантиметров и сгон такого диаметра.
Для ручного способа потребуется сам бур, к нижней штанге будет крепится его головка, из труб делаются штанги, соединяющиеся между собой, ручная лебедка и обсадные трубы. Если запланировано бурение на большой глубине, т. е. более 20 метров, в любом случае понадобится бурильная вышка.
Ударно-канатный метод обустройства скважины потребует чуть меньше оборудования:
- вышка в форме треноги, из труб или бревен;
- забивной стакан, изготовленный из трубы с ножом специальной формы;
- сам стакан крепится к вышке металлическим тросом и поднимается при помощи лебедки.
Установка обсадки
При ручном бурении применяют один из простых способов:
- После проходки ствола на полную глубину («голого» — без обсадки) в нее опускают обсадную колонну.
Трубу опускают, удерживая бурильным воротом, практически до уровня грунта, монтируют следующую, также, удерживая воротом.
Затем первый убирают и опускают конструкцию.
При необходимости, если конструкция не идет под собственным весом – осаживают.
- Используют бур меньшего, чем обсадка, диаметра, а нижнюю трубу колонны используют с коронкой (расходящимися зубцами) или режущей кромкой.
После цикла бурения трубу осаживают принудительно, срезая ее нижней частью излишки породы.
Осыпавшийся грунт вынимают желонкой.
Способ требует больших затрат времени, но обеспечивает надежность, качество гравийной засыпки и позволяет применять наружный песочный фильтр.
По окончании процесса бурения наступает время раскачки и обустройства скважины, и подключения источника к водопроводу.
Как сделать простейший бур и самому пробурить скважину для воды, посмотрите в предлагаемом видеоролике.
Бурение в зимних условиях
Бурение скважин в холодное время года имеет множество плюсов и всегда положительно оценивается профессионалами
Значительный уровень промерзания грунта во время сильных холодов затрудняет работы. Но если не стоит лютый холод, можно выбрать и такой вариант.
- Легче транспортировать технику и грузы без повреждения поверхностного слоя почвы.
- Благодаря холоду скважинная шахта почти не осыпается, и ее колонна не забивается грязью, что способствует уменьшению времени прочистки.
- Ошибки в вычислении водного горизонта минимальны – замерзшая верховодка не создает помех определению уровня подпочвенной воды и точки установки фильтрующего элемента обсадной трубы.
Если вы решитесь пробивать водозабор в зимний период, к весне будете с уже готовой скважиной, что существенно сократит время проведения водопровода на дачном или приусадебном участке.
Требования сантиарных норм
Санитарные правила и нормы СанПиН 2.1.4.1110-02 в своем пункте 2.2.1.1 недвусмысленно говорят, что минимальное расстояние от водозабора до объектов жилой и промышленной застройки составляет:
- При использовании защищенных подземных вод — 30 метров.
- При использовании слабозащищенных подземных источников — 50 метров.
Инструкция не вполне понятна? Ну что же, давайте расшифруем ее.
Для этого придется ознакомиться с несколькими общими понятиями.
Различают бурение скважин «на песок» — до верхнего водоносного слоя и «на известняк» — до нижнего
Четкую границу между ними можно определить лишь с учетом структуры грунтов, однозначного деления по глубине тут нет; однако между ними есть очень важное отличие. Нижний водоносный слой отделен от поверхности водоупорным пластом глинистой почвы и не сообщается с ней
Скважины на песок и на известняк.
Скважины «на песок» относятся к слабозащищенным водозаборам, поскольку их бактериальное заражение или загрязнение с поверхности вполне вероятно. Скважины «на известняк» защищены куда лучше; вероятность их заражения сводится к тем немногочисленным случаям, когда загрязненные стоки могут передвигаться вдоль ствола скважины или других вертикальных шахт.
В качестве источника вероятного загрязнения или бактериального заражения, как легко заметить, упоминаются промышленные и жилые объекты. Почему? Да потому, что все они снабжены системой канализации с самотечным движением загрязненных (химически или бактериально) сточных вод.
И что из этого? Ну, текут себе стоки из трубы в колодец. Какое влияние это оказывает на степень загрязненности почвы?
Возможно, уважаемый читатель хоть однажды находился около крупного водоема, в который открывается дождевая канализация. Трудно не заметить, что стоки из ливневых колодцев имеют ощутимый запах, простите, фекальных вод.
Канализация, впрочем, не является единственным источником загрязнения.
Подытоживая все вышесказанное, можно вывести простое правило: санитарная зона скважины «на песок», отделяющая ее от любого источника загрязнения почвы, равна 50 метрам. Для скважины «на известняк» расстояние может быть уменьшено до 30 м.
Цена бурения погонного метра скважины в среднем равна 2 — 3 тысячам рублей. Да, эта работа зачастую может быть выполнена своими руками; однако без привлечения техники можно забуриться лишь в верхний водоносный слой.
Если учесть то, что редкий участок достигает хоть в одном направлении 50 метров — ситуация складывается просто-таки аховая. Неужели выхода нет?
Как загрязненная вода из поверхностного слоя попадает к насосу скважины?
- Очень небольшое ее количество фильтруется через верхние слои почвы.
- Основная масса просачивается через саму скважину, между ее стенками и обсадной трубой. Если речь идет о нижних водоносных горизонтах — другой лазейки для поверхностной воды и вовсе не остается.
Вполне логичное решение — отсечь миграцию воды между горизонтами, зацементировав скважину. Именно это и делается при необходимости разместить водозабор вблизи потенциального источника загрязнения. Пространство между обсадной трубой и стенками заполняется быстротвердеющим цементным раствором, после чего вода к водозабору поступает только и исключительно из нижних пластов.
На фото — мобильный комплекс оборудования для цементирования ствола скважины.
Надземное сооружение по типу павильона
Это самый простой вариант, как облагородить скважину. Для этих целей используется компактная конструкция, которую размещают над гидротехническим сооружением. Допускается некоторое заглубление такого павильона. В таком случае он будет напоминать автономный погреб, обсыпанный со всех сторон землей.
Для этого перед монтажом конструкции выкапывается небольшая траншея. Подобным образом чаще всего оснащаются промышленные скважины. В приватном секторе павильоны применяются редко, т.к. его присутствие скрадывает полезную площадь и нарушает эстетичность участка. Чтобы утеплить такое сооружение, приходится приложить немало усилий.
