Водопроводные системы и сооружения

Раздел: Инженерные сооружения

Шахтный колодец представляет собой вертикальную- выработку глубиной до 20—30 м круглой, квадратной или прямоугольной формы. Колодцы используются для забора воды из безнапорных или малонапорных водоносных пластов в системах водоснабжения небольших промышленных предприятий и населенных пунктов. Они состоят из следующих конструктивных элементов: оголовка, ствола, водоподъемной части и водосборной части— зумпфа.

Оголовок служит для защиты колодца от- попадания в него загрязненных вод и поэтому должен возвышаться над поверхностью не менее чем на 0,8 м. Сверху он перекрывается крышкой, а вокруг колодца устраиваются глиняный замок на глубину 1,5 м и отмостка для отвода воды.

По условиям забора воды из водоносного пласта колодцы подразделяются на работающие дном, работающие стенками и одновременно дном и стенками. Способ приема воды, а также вид и состав пород водоносного пласта определяет то или иное устройство водопроницаемой фильтрующей поверхности колодца. Дно колодца при приеме воды через него оборудуют гравийным фильтром или плитой из пористого бетона. В стенках колодца при приеме воды через них должны быть устроены специальные окна, заполненные гравийным фильтром или пористым бетоном.

Зумпф предусматривается при необходимости создания в колодце некоторого запаса воды.

По виду материала шахтные колодцы бывают деревянными, из каменной и кирпичной кладки, а также бетонными и железобетонными. Последние лучше всех других соответствуют санитарным требованиям и более долговечны, поэтому в практике водоснабжения в настоящее время применяются в основном колодцы из железобетонных колец.

В типовых проектах для глубин от 10 до 30 м предусмотрены железобетонные кольца внутренним диаметром Г м при толщине стенок 8 см ( VII.18,а). В устойчивых грунтах стыки колец в стволе заделывают цементом, а в песчаниках применяют конструкции стыков, работающие на разрыв.

Водоприемную часть выполняют в виде кольца из пористого бетона, армированного сеткой. В нижней части колодца укладывают трехслойный обратный фильтр (см.  VII. 18, б). Обратный фильтр выполняют из нескольких слоев песка и гравия толщиной по 0,1—0,15 м каждый и общей толщиной 0,4—0,6 м с укладкой в нижнюю часть фильтра мелких, а в верхнюю крупных фракций. Механический состав фильтра и соотношения зерен смежных слоев фильтра принимают по рекомендациям для фильтров водозаборных скважин.

При вскрытии песчаных и плывунных грунтов крепление колодца производят кольцами 0,65 м. В этом случае в несовершенных колодцах данный фильтр устраивают в виде бетонной армированной плиты, укладываемой на щебеночно-гравийную обсыпку толщиной 0,3 м ( VII. 18, в).

Совершенные колодцы глубиной 20 и 30 м имеют во- доизмененную конструкцию, включающую устройство зумпфа из железобетонных колец. Шахтные колодцы обычно строят опускным способом.

Для подъема воды из колодцев применяют центробежные насосы с вертикальным или горизонтальным валом. При устройстве нескольких колодцев, объединенных одной всасывающей линией, возможно применение сифонов.

При определении дебита шахтных колодцев пользуются общими формулами (VII. 1) и (VII.2), применяемыми для расчета водозаборных скважин.

Так же, как и при расчете скважин, необходимо учитывать дополнительное фильтрационное сопротивление, обусловленное неполнотой вскрытия колодцем водоносного пласта Его численное значение определяется в зависимости от параметров m/r0 и /ф/m, где т — мощность водоносного пласта; г0 — радиус колодца; /ф — вскрытая колодцем мощность водоносного пласта.

Суммарная поверхность фильтрующей поверхности должна быть достаточной для пропуска расчетного расхода; она определяется по скорости, не допускающей заиливания колодца вымытыми частицами породы.