Основы водоснабжения и канализации

Раздел: Производство

Тип и конструкция сооружения для приема подземных вод зависят в основном от глубины их залегания и мощности водоносного горизонта. Сооружения для приема подземных вод могут быть разделены на четыре вида: 1) трубчатые колодцы; 2) шахтные колодцы; 3) горизонтальные водозаборы; 4) кап- тажные камеры.

Трубчатые колодцы служат для приема безнапорных и напорных подземных вод, залегающих на глубине более 10 м. Это наиболее распространенный вид водоприемных сооружений для систем водоснабжения городов, сельских населенных пунктов и промышленных предприятий. Трубчатые колодцы устраивают путем бурения в земле скважин, стенки которых крепят обсадными стальными трубами. По мере заглубления колодца диаметр обсадных труб уменьшают, в результате чего колодец приобретает телескопическую форму ( 31). Концентрические зазоры между отдельными обсадными трубами заделывают (тампонируют) цементным раствором. В скальных грунтах стенки скважин обсадными трубами не крепят. Над верхом трубчатого колодца устраивают кирпичную, бетонную или железобетонную камеру. В нижней части колодца устанавливают фильтр, состоящий из надфильтровой, водоприемной (фильтрующей) и отстойной частей. Трубчатые колодцы можно оборудовать фильтрами следующих типов: дырчатыми, щелевыми, сетчатыми, проволочными и гравийными.

Дырчатый фильтр представляет собой перфорированную трубу с отверстиями диаметром d = 5-^-25 мм, расположенными в шахматном порядке на расстоянии (1,5-^2)d друг от друга.

Щелевой фильтр выполняют из пластмассовых или асбесто- цементных труб, а также из деревянных клепок. Размер продольных щелей фильтра должен исключать возможность проникания через них частиц окружающего грунта.

Сетчатый фильтр ( 32,а) представляет собой каркас из дырчатой трубы, на который спирально навита или по образующим которого расположена опорная латунная или медная проволока, обернутая фильтрующей сеткой. Последняя изготовляется из медной или латунной проволоки толщиной 0,25— 1 мм.

Проволочный фильтр ( 32,6) выполняют аналогично сетчатому: по образующим каркаса из дырчатой трубы располагают опорную проволоку, на которую спирально навивают латунную или медную проволоку. Сетчатый и проволочный фильтры можно выполнять и на вертикально-стержневом каркасе ( 32,в).

Для устройства гравийных фильтров необходимо создание скважин большого диаметра, что является их недостатком. Однако у них имеется и существенное достоинство — обеспечение большого дебита трубчатых колодцев даже при водоносных горизонтах из мелкозернистых песков.

В зависимости от требуемого расхода и мощности водоносного горизонта устраивается один или несколько трубчатых колодцев, располагаемых перпендикулярно направлению потока подземных вод ( 33).

Способ получения воды из трубчатых колодцев зависит от глубины залегания динамического уровня воды. При самоизли- ве воду отводят из колодцев самотеком в сборный резервуар, из которого ее откачивают насосами. При сравнительно неглубоком залегании динамического уровня 1 (см.  33) подземные воды отводят из трубчатых колодцев по самотечным или сифонным трубопроводам 2 в сборный колодец 3, из которого их откачивают насосами насосной станции 4. Применение сифонных трубопроводов позволяет уменьшать глубину заложения сборных трубопроводов. При глубоком залегании динамического уровня (более 20 м от поверхности земли) каждый трубчатый колодец оборудуют насосом.

Шахтные колодцы служат для приема подземных вод, залегающих на глубине не более 30 м. Такие колодцы можно выполнять из бетона, железобетона, кирпича, бутового камня и дерева. Чаще всего шахтные колодцы строят опускным способом, поэтому обычно они имеют круглую форму в плане. Деревянные колодцы, выполняемые в виде сруба из бревен, имеют квадратную форму в плане.

Для приема воды дно шахтных колодцев устраивают в виде так называемых обратных фильтров путем послойной засыпки крупнозернистых материалов с постепенным увеличением крупности зерен снизу вверх.

В боковых стенках бетонных и железобетонных колодцев создают водоприемные отверстия путем закладки в них трубок при бетонировании. В кирпичных и бутовых колодцах водоприемными отверстиями служат не заполненные раствором сквозные швы. При мелкозернистых грунтах водоприемные отверстия в стенках шахтных колодцев целесообразно выполнять У-образ- ной формы или с наклоном (гравитационные фильтры), заполняя их песком и гравием по типу обратных фильтров. Такая загрузка не вымывается в колодец.

Для повышения дебита шахтных колодцев увеличивают площадь донного фильтра путем уширеиия их основания. Значительного увеличения дебита можно достигнуть, устроив ра- диальяо расположенные горизонтальные прубчатые фильтры. Такие водозаборы называют лучевыми.

Вокруг колодцев рекомендуется устраивать глиняный замок и отмостку из булыжника на песчаном основании. Стенки колодца следует возводить выше поверхности земли не менее чем на 0,8 м. Это исключает засорение колодца и поступление в него поверхностных вод.

Для получения значительных расходов воды устраивают несколько шахтных колодцев, которые располагают перпендикулярно направлению потока грунтовых вод. Воду из каждого

колодца отводят по сифонным, а иногда и по самотечным линиям в сборный колодец или потребителям.

Горизонтальные водозаборы устраивают для приема грунтовых вод, залегающих на небольшой глубине (до 8 м), при малой мощности водоносного горизонта. Такие водозаборы выполняют из железобетонных, бетонных или керамических труб с круглыми или щелевыми отверстиями. Для горизонтальных водозаборов целесообразно использовать трубы овоидального сечения, у которых большая водоприемная поверхность. Для предотвращения вымывания водой частиц грунта водозаборы обсыпают фильтрующей песчано-гравийной загрузкой. Чтобы исключить поступление в них загрязненных поверхностных вод, на поверхности земли над ними устраивают глиняную подушку.

Простейшие горизонтальные водозаборы могут выполняться из коротких труб с зазорами в местах соединений, из кирпичной или бутовой кладки без раствора и т. д. Для осмотра и очистки горизонтальных водозаборов через каждые 50—150 м по их длине устраивают смотровые колодцы.

Каптажные камеры применяют при необходимости использования для целей водоснабжения ключевой воды. Для захвата вод восходящих ключей устраивают каптажные камеры по типу шахтных колодцев, располагая их над местами выходов воды, а для захвата вод нисходящих ключей — камеры с приемом воды через боковые стенки. Для увеличения площади приема воды каптаж осуществляют в виде горизонтальных водозаборов.