Виды движущихся масс
По составу, плывуны разделяют на истинные и ложные:
-
истинные, состоят из коллоидных глинистых суспензий.
Такой раствор склеивает между собой крупные частицы песка и глины.
В результате образуется однородная масса, которая способна дрейфовать в водоносном слое.
Вязкие массы не поддаются фильтрации (размеры обсадных труб для скважин узнаете тут), не отдают воду, а при понижении температуры вспучиваются.
Существуют теории о биологическом характере таких образований, они — результат жизнедеятельности микроорганизмов в грунтовых водах;
-
ложные, содержат мелкодисперсный песок.
В составе отсутствует глина.Явление возникает при схождении слоя мелкого песка и грунтовых вод.
Поддаётся фильтрованию. Проявляется при нарушении целостности слоя воды и быстро истощается под действием внутреннего давления.
Ложные плывуны не способны надолго усложнить процесс копки колодца (как сделать желонку своими руками написано здесь).
Истинные, не только труднопроходимы, но и представляют опасность для проходчика.
ВНИМАНИЕ! При самостоятельной копке колодца следует проявлять осторожность. Подозрения на плывун – серьёзный повод прекратить работы и вызвать специалистов
Подозрения на плывун – серьёзный повод прекратить работы и вызвать специалистов.
Профессиональные проходчики знают технологию прохождения таких участков и соблюдают меры безопасности.
При попадании шахты в плывун существует три варианта дальнейших действий:
- продолжать копать,
- отказаться от устройства колодца в этом месте,
- остановиться и пользоваться появившейся водой (как нарезать резьбу на нержавеющей трубе прочитайте здесь).
При отказе от прохождения в плывуне, точку разработки переносят в другое место на участке.
Использование движущегося грунта в качестве водоносного слоя, затруднено следующими причинами:
- низкий уровень воды и его долгое восстановление;
- колодец требует частой очистки;
-
при движении грунта, кольца смещаются.
Возможен полный или частичный уход кольца в стену шахты; - большие сезонные колебания уровня воды, вплоть до полного исчезновения;
- вода в подвижном грунте заканчивается (принцип работы гидроаккумулятора в системе водоснабжения).
Копка колодца руками при попадании в такие грунты не эффективна – на место выбранной, моментально, появляется новая порция песка с водой.
Колодцы с использованием бетонных колец строят по опускному способу. Грунт из шахты вынимают, постепенно, добавляя новые сегменты колодца.
Начинают рыть шахту на глубину три метра. В ствол устанавливают металлический башмак и первое кольцо.
Следующие порции грунта вынимаются сначала по окружности, потом по площади.
Кольцо опускается под собственным весом. На него надставляют следующее.
Элементы ствола надёжно фиксируются и герметизируются стыки между ними
Это делается в обязательном порядке, но особенно важно при прохождении подвижных грунтов
Металлические пластины, закреплённые при помощи болтов, не позволят кольцам смещаться под давлением грунта.
Проход плывуна возможен с использованием нескольких способов:
-
Бурение с клеевым порошком.
Нанесение порошкообразного минерального состава на стенки шахты удержит грунты от расползания, что позволит пройти проблемную зону;
-
Создание абиссинского резервуара.
Применение технологии позволяет сохранить давление при прохождении движущегося грунта.
Дюймовую стальную трубу забивают на глубину 20 метров;
-
Забивка шпунтов.
Способ эффективен при расположении воды, непосредственно, под плывуном.Вязкий слой проходят при помощи шпунта, который представляет собой деревянную конструкцию из брусьев и двух рам.
Шпунт вбивается в дно колодца на 40 сантиметров. После чего грунт удаляется, не обнажая концы брусьев.
Конструкция вновь углубляется. И так до полного прохождения плывуна.
Сравнение жидких грунтов показывает, что сложнее бороться с истинным плывуном.
Чем он объёмнее, тем больше труда, материала и времени нужно потратить на прохождение
Важно, чтобы колодец нормально функционировал
ВНИМАНИЕ! Перед копкой колодца собираем информацию о грунте и расположении воды. Опрос соседей, у которых есть скважины или колодцы, поможет это сделать
Опрос соседей, у которых есть скважины или колодцы, поможет это сделать.
Если на соседних участках плывунов не было, то с вероятностью 80 %, вы с ним не столкнётесь.
Кирпичную кладку или деревянный сруб, сложно, надёжно зафиксировать в одном положении.
Замковое соединение бетонных колец — это оптимальный вариант укрепления шахты колодца.
Плывун и его виды
- Что такое плывун? Плывуном именуют нестабильный, перенасыщенный водой грунт. В большинстве случаев, в его состав входят небольшие, пылевые песчаные грунты либо супеси. Кроме этого довольно часто видятся влажные глинистые составы и суглинки. При механическом вскрытии пласта, толщина которого может колебаться от 2, до десяти метров, в следствии перепада давления, состав приходит в движение.
- Вся неприятность в том, что таковой пласт очень не стабилен, плюс в нем смогут находиться вкрапления небольшой, речной гальки либо более большие валуны. Его консистенция возможно тестообразной либо практически жидкого, сметанного вида.
- Попав в таковой пласт, черпать его возможно весьма долго, кроме этого громадна опасность утраты бура. Но бороться с данной проблемой возможно. О том, как в скважине пройти плывун мы поболтаем позднее, а на данный момент разберемся с тем, какие конкретно бывают плывуны.
Настоящие либо настоящие плывуны
- В состав таких пластов входят пылевые, песчаные грунты, имеющие различную фракцию частиц, в следствии чего микроскопические частицы выполняют роль смазки, обволакивают и связывают всю массу.
- Кроме этого в этих пластах присутствует много глиняной взвеси, почему они владеют повышенной гидрофобностью. Иными словами, связывают и надежно удерживают воду. При вскрытии пласта, происходит гидроудар, который приводит в движение жидкую массу. Фильтрационные качества пласта очень низкие, в среднем 0,5м? в день.
- В случае промерзания таковой грунт подвержен вспучиванию, в случае если грунт высыхает, он делается практически монолитным. Единого мнения о происхождении таких пластов нет, но многие ученые склонны к тому, что они образовываются в следствии жизнедеятельности некоторых микроорганизмов.
Пласты с фальшивой плывучестью
- Фальшивыми именуют песчаные, пористые пласты с небольшой фракцией частиц, очень сильно насыщенные водой. Глубина залегания у них возможно до 50 м, ввиду чего в самого пласта появляется избыточное давление.
- При механическом вскрытии кровли, давлением начинает интенсивно вымывать небольшую песчаную пыль в скважину. Явление это временное и при грамотном подходе достаточно быстро устраняется.
Совет: верно выяснить, на какой вид плывуна попали, может лишь эксперт. Любителям, перед началом бурения своими руками, возможно посоветоваться с соседями по участку, у которых уже имеется скважина либо лучше обратиться в местную геологоразведку.
Варианты решения проблемы для глубоких скважин
Главной задачей при пробивании шахты через плывун заключается в том, чтобы пройти этот нетвердый, подвижный слой грунта, не лишившись при этом буровой колонны. Чтобы решить проблему, активно применяют три метода:
- Бурение способом параллельной обсадки. Методика заключается в том, что обсадная труба в процессе пробивания опускается в скважинную шахту вместе с буром. Это существенно задерживает весь ход работ и делает их более дорогими.
- Использование полимерных клеящих составов либо бентонита. Они нужны для формирования стенок шахты, их укрепления и защиты от разрушения под действием плывуна.
- Применение специального кондуктора. Он предназначается, как и в случае с обсадной трубой, для защиты буровой штанги и стенок пробиваемой скважинной шахты от разжиженного слоя.
Последний вариант отличается от первого тем, что кондуктор применяют, чтобы пробуривать избыточно насыщенный влагой слой земли. До рубежа этого пласта бурение выполняется обычным способом. Пробивание скважины также проводится традиционным методом, без применения кондуктора, после полного прохождения плывуна.
Многие из тех, чья деятельность связана с водоснабжением, наверняка знают, что такое плывун в скважине, но пока еще никто не знает ответа на вопрос: почему такое явление вообще возникает. Но, несмотря на то, что причины возникновения плывунов так до конца и не выяснены, бурить скважины на участках, где они присутствуют, люди уже научились. Чтобы понять, насколько сложно пробурить скважину через плывун, следует разобраться, что он из себя представляет.
Плывун — это подземный слой почвы, состоящий из мелкого песка и глины, которые смешаны с водой. Такая смесь, представляющая собой кашеобразную массу, обладает высокой подвижностью, что и затрудняет ее прохождение при бурении скважин.
При бурении скважин через плывун, если не подготовиться к такому процессу основательно, могут возникнуть следующие проблемы:
- Проблема #1: заполнение затрубного пространства скважины грунтом, который буквально плывет;
- Проблема #2: выход из строя мотопомпы, которая просто не справится с возросшей нагрузкой;
- Проблема #3: потеря всей буровой колонны, которую плывущим грунтом затянет в образовавшуюся после вымывания породы полость.
Между тем, несмотря на такие проблемы, квалифицированные специалисты знают, что делать в таких ситуациях и как пройти плывун, получив в итоге полноценную скважину, которая прослужит своему владельцу много лет.
О последствиях и способах преодоления плывуна при бурении скважины
На месте расположения плывуна возникают уже непредвиденные обстоятельства, которые могут перерасти в большую проблему. И первым очевидным признаком может явиться устойчивое состояние уровня воды приблизительно одного метра. И здесь не влияет глубина бурения, но потребуются дополнительные усилия при эксплуатационной работе колодца в перспективе.
- Колодец на плывуне требует частых очистительных работ;
- Не избежать смещения колец в нижней части колодца во время сдвижения грунта в недрах земли;
- Есть опасность, что вода в скважине может пропасть совсем.
По мнению опытных мастеров, бурить скважину для питьевой воды – это малоэффективное занятие, потому что метод бурения с применением шнека нереален по той простой причине, что стальной бур не преодолевает песчаную толщину. Подробнее с этим вопросом можно ознакомиться на выставочных семинарах.
В этих целях рекомендуют использовать комплексный раствор из бура и порошкового клея, в целях предотвращения разрушения стен скважины.
Как выяснилось, даже в этом случае не всегда можно добиться ожидаемого результата и преодолеть полностью толщу плывуна. В таком случае необходимо использовать другие методы, которые способствуют его прохождению. На выставочных стендах процесс описан более подробно.
Как пройти плывун при бурении скважины вручную и видео инструкция
Что такое плывун, как обойти его при бурении, и возможна ли скважина на плывуне – эти вопросы часто возникают при самостоятельном обустройстве источника воды.
При некоторой сноровке и умении, осложнений при проходе плывуна не возникнет, стоит лишь разобраться, что именно представляет собой подобная грунтовая масса, как с нею справиться и заранее позаботиться обо всех инструментах. Хорошей помощью будет опрос соседей перед началом работ.
Если у них встречались подобные проблемы, вполне вероятно с ними столкнетесь и вы в процессе обустройства колодца. Тогда проще всего сразу настроиться на абиссинский вариант скважины и не создавать себе лишних задач.
Плывун в колодце: хорошо это или плохо?
В структуру плывуна включены мелкие частицы песка, глины и почвы, при смешивании с водой превращающиеся в вязкую густоватую смесь. После чего она расползается и забивает гидротехническое сооружение. Такой слой залегает в почве на глубине от одного до 20 м.
Что такое плывун в скважине и к чему он приводит? В ходе бурения вся затрубная область шахты заполняется плывуном. Почва расплывается, и буровая установка с трудом справляется со своей задачей, при этом велика вероятность лишиться буровой колонны.
Воздействие плывуна на шахту скважины
Плывун может быть статичным или перемещаться под напором воды, однородным либо неоднородным, с крупными частицами и мелкозернистым, его структура может состоять из обломков твердых пород, содержать уплотненные массы песка. Массивные слои, приходящие в движение под воздействием воды, преодолеть очень трудно, но возможно. Что делать для этого? Потребуется отливная техника с высокой производительностью и значительные финансовые затраты.
Истинный плывун самый опасный – градиент насыщенности у него максимальный. При замерзании такой грунт вспучивается и даже малое давление жидкости заставляет слой двигаться. Водоотдача от такой скважины не превышает 0,5 куб. метра в сутки. Источник такой мощности не способен снабдить водой в достаточном объеме даже небольшой дачный участок.
Однако благодаря ложному плывуну есть возможность бесперебойно снабжать водой частные хозяйства. Вода в гидротехническом сооружении на ложном плывуне способна подняться на уровень от 0,5 до 1,5 м.
Варианты борьбы с данной проблемой
Совет: если вы начали копать колодец и, углубившись на определенную глубину, нашли настоящий плывун, как вариант, потом вас может спасти скважина в колодце на плывуне. Она возможно сделана по принципу «абиссинского колодца» либо иным подходящим для вас методом.
- Инструкция по обустройству скважины «абиссинский колодец» предельно несложна. Кратко: берется железная труба с конусом и фильтрационной колонной на конце, строго вертикально направляется в землю и тяжелой железной «бабкой» забивается до отметки водоносного слоя. Но так возможно углубиться максимум на 20 м, при условии стабильного мягкого грунта.
- Основных способов того, как избавиться от плывуна в скважине, существует 2. Сходу предупреждаем, что оба они достаточно трудоемкие и если вы не уверены в своих силах, мы вам не рекомендуем делать работы своими руками, обратитесь к экспертам. Цена работ вырастет, но вы гарантированно обустроите свою скважину.
Способ обсадной колонны
- Чтобы жидкая порода не заливала скважину, употребляется способ параллельной обсадки. Сущность способа в том, что сходу за буром в скважину опускается обсадная труба. Работа эта достаточно трудоемкая, поскольку необходимо будет пристально следить за тем, дабы труба опускалась плавно, не задевая бур и в также время, не отставая от него.
- Самым хорошим вариантом тут будет применение складного опытного бура, цена у него немного выше, но мороки будет значительно меньше. Диаметр обсадной трубы подбирается по диаметру бура. Как вариант, бур возможно взять в аренду в местной геологоразведке.
В случае если применение складного, опытного бура, не ваш вариант, то возможно пользоваться простым долотом либо шнеком, но лишь до вскрытия кровли с жидкой породой. Потом в скважину опускается обсадная труба, и проходка осуществляется желонкой с обратным клапаном либо буром-ложкой, параллельно опуская обсадную колонну.
Весьма серьёзным моментом в этом методе есть необходимость обустройства надежной заглушки снизу скважинной фильтрационной колонны. Для этого берется матерчатый мешочек, по диаметру колонны, в него засыпается смесь песка с цементом марки 300 – 500, в пропорции 1:1 кг. Мешочек опускается на дно колонны и оставляется на 2 – 3 дней. За это время цемент схватится, и вы получите надежную заглушку.
Применение бентонита
- Бентонит, это сыпучий порошок, он был назван от месторождения в Бентоне, которое находится в Соединенных Штатах. Порошок имеет пористую структуру и при взаимодействии с водой возрастает в 14 – 16 раз, образуя гелеобразную субстанцию, не пропускающую воду. Находясь в ограниченном пространстве скважины, субстанция твердеет и бетонирует стены скважины.
- Твердости бентонитовых стенок в полной мере хватает с целью проведения буровых работ, но потом скважину в обязательном порядке необходимо укрепить железной обсадной трубой. Кроме этого, данный материал, на протяжении бурения, работает как смазка для бурового оборудования. Им еще возможно укрепить стены приямка. (См. кроме этого статью Изюминки цементирование скважин.)
Принципиально важно: найдя плавун в скважине, вам направляться сходу отказаться от применения популярных в данное время пластиковых НПВХ обсадных труб. Из-за движения породы их
Применяйте лишь металл, как вариант, в железную обсадку имеете возможность вставить пластик.
https://youtube.com/watch?v=AZocjyuzweY
Скважины на плывунах
Плывуны представляют собой перенасыщенные влагой залежи мелкого песка, которые после вскрытия герметизирующего слоя, теряют свою форму, текут и вызывают обрушение стенок скважин и проседание грунтов. Предварительно распознать скважину можно только в результате разведочного бурения, так как герметически закупоренные поверхностными слоями плывуны, никак себя не проявляют. Во время прохождения бура через плывун, стенки образованной скважины обрушаются, и могут настолько сильно засосать буровую штангу, что достать ее не удастся. Плывуны оказываются для бурильщиков большой проблемой, для решения которой бывает дешевле начать бурить в новом месте.
Бурение скважин через плывуны
- Бурение скважин через плывуны возможно при продавливании, одновременно с буровой колонной, обсадной трубы. Обсадная труба берет на себя боковые подвижки грунтов, вызванные опусканием и подниманием слоя плывунов, и предотвращают затопление скважины. Обсаживание плывунов следует производить только стальными трубами, чтобы избежать изгибания стенок скважины, которое вызывается движением песков в плывунах. Возникающие боковые напряжения в скважинах могут быть настолько высоки, что они с легкостью изменят вертикальность всей скважины. Качество бурения скважины через плывуны зависит от скорости прохождения буровой установки через весь плывун.
- В случае, когда плывун попадает на значительном удалении от поверхности, производят следующие мероприятия:
расширяют просверленное отверстие буром большего диаметра;
в образованное отверстие опускается металлическая труба, достигающая дна скважины;
одновременно с бурением отверстия скважины опускается обсадная труба, но только на высоту обнаруженного слоя плывуна;
после прохождения слоя плывуна, бурение продолжается без использования обсадных труб сверлом меньшего диаметра. Такой способ проходки называется кондукторным, и заключается в обсаживании трубой только проблемного участка скважины.
- Стенки скважин укрепляются с помощью применения мелкодисперсного материала бентонита, закрепляющего скважины от разрушения, в результате подвижек материалов плывунов. Бентонит представляет собой очень мелкие глины, впитывающие в себя воду в количестве, превышающем собственный объем в 16 раз. В условиях невозможности набухания, в шахте скважины, бентонит создает водный гель, который закрепляет стенки скважины от разрушения, и препятствует проникновению внутрь шахты песка с водой. После полного изготовления скважины с применением бентонита, внутрь скважины стоит опустить обсадную трубу, чтобы в будущем избежать разрушения ее стенок.
- Наилучшим способом изготовления скважины вручную через плывун, считается прохождение с использованием канатного ударного способа, когда металлическая труба забивается в землю с помощью ударов по верхней части трубы. Одновременно внутри трубы происходит выработка грунта с помощью ударного стакана, который поднимается на 1-2 метра, и бросается вниз. Расположенная внутри ударного стакана желонка подхватывает грунт, и не дает ему выпасть назад в скважину. Через плывун, такая труба проходит очень легко, в связи с чем, скорость проходки скважины будет чрезвычайно высока. Забитая труба является обсадной трубой, и, в случае нормального количества поднимаемой воды, можно считать скважину оконченной. Заглушка нижней части трубы происходит с помощью опускания на дно обсадной трубы мешка со смесью песка и цемента, которая надежно закрывает нижнее отверстие от попадания в скважину песка и ила.
Другие статьи:Плывуны в природеОсобенности обустройства абиссинского колодцаВыбор места под скважинуХарактеристика грунтов Владимирской области
Возврат к списку статей
Почему нужно углублять скважину?
Углубляться приходится не всегда из-за некачественно выполненных буровых работ, ведь скважина работала длительное время, причинами этого процесса могут быть и природные явления:
– промерзание грунта на большую глубину,
– движение подземных пластов, влияющих на глубину залегания водоносного слоя, и многое другое.
Если сомневаетесь, что виновата природа, узнайте у соседей, есть ли у них вода в скважинах или колодцах, какого она качества и в каком количестве. Не одиноки в своей проблеме? Тогда можно ожидать возвращение жидкости в ближайшее время. Если же в округе все в порядке, и только вы страдаете от засухи, то разбирается нужно конкретно с вашим источником.
Очень часто подобная ситуация объясняется просто — скважина исчерпала свои возможности. Песчаные скважины служат не более 5-10 лет, поскольку редко бурятся глубже, чем на 45 метров, а ближе к поверхности земли воды мало. Скважины на известняк берут воду из более обильных водоносных слоев, потому и служат долго, порядка 50 лет. В зависимости от типа скважины и стоит решать, что выгоднее углубиться или пробурить новый источник.
Еще одна распространенная причина исчезновения воды — плывуны (насыщенный водой грунт) в песчаных слоях, которые провоцируют уменьшение жидкости в водоносном горизонте, а затем и полное ее исчезновение.
Также отсутствие воды может быть обосновано и нарушением конструкции: швы перестали быть герметичными, искривился ствол скважины или его наклон и многое другое. Серьезные повреждения исправить практически нельзя, проще заказать новую скважину.
Нарушение правил эксплуатации тоже может привести к отсутствию воды. Например, если в скважинное пространство попали камни или металлические предметы.
— Водоносные пески на водоприемном участке стали более плотными.
Как достоверно выяснить причину?
Сделать это не специалисту практически невозможно. Буровые мастера знакомы с конструкцией скважины лучше, знают, как ее обследовать, результаты этого «осмотра» и покажут можно ли углубить имеющийся источник и каким образом. В любом случае нужно помнить, что углубление — процесс сложный, а, следовательно, дорогой, справится с ним смогут тоже не каждые бурильщики, для углубления нужен соответствующий опыт и оборудование.
Как происходит углубление скважины?
Удлиняется скважинный ствол за счет наращивания обсадными трубами меньшего диаметра
Крайне важно правильно и надежно закрепить новые трубы и зацементировать места наращивания
Но это технический процесс, прежде чем его начать, специалисты должны выяснить состояние вашего источника и его обсадных труб, глубину залегания водоносного слоя, фактическую глубину вашей скважины, рассчитать масштаб углубления и другое.
Прохождение плывуна на неглубоких водозаборах
Если достаточно неглубокой скважинной шахты – до 20 м, неустойчивый слой можно пройти посредством традиционного ударного бурения. Подобным методом обустраивают абиссинские водозаборы. Пройти плывун при ударном бурении скважины вручную несложно: все, что потребуется – забить трубу посредством тяжелой металлической «бабы».
Можно воспользоваться ударно-канатной методикой, которая предполагает применение желонки, размещаемой внутри обсадной трубы. В такой ситуации приспособление позволит вытаскивать наружу плывущий грунт. Для облегчения работы желательно трос крепить к специальной треноге, а подъем выполнять с помощью мотора-редуктора со сцеплением.
Чтобы после удара желонки барабан не раскручивался по инерции, можно установить специальное устройство для торможения.
Если шахта неглубока, и сам грязевой слой расположен близко к поверхности, можно применить и еще один метод. Проходят плывун здесь с помощью конструкции из шпунтованных досок, собранной вручную. Каждый элемент имеет толщину 5 см и длину 200 м, заострен в нижней части.
Забить деревянные заготовки на глубину до 0,4 м по всему периметру шахтного ствола.
Осторожно выбрать грунт до заостренного низа шпунтованных досок и начать бурение.
Повторить цикл – заглубить шпунт вбиванием и бурить вновь. Так необходимо делать до полного прохождения переувлажненного слоя.. Дно скважины укрепляется с помощью простого деревянного ящика с отверстиями
Он ставится на песчано-щебеночную подушку. Таким образом создается самодельный фильтр от грязи и песчинок. Можно также покрыть дно дощатым щитом, в котором по завершении бурильных работ высверлить отверстия для поступления воды
Дно скважины укрепляется с помощью простого деревянного ящика с отверстиями. Он ставится на песчано-щебеночную подушку. Таким образом создается самодельный фильтр от грязи и песчинок. Можно также покрыть дно дощатым щитом, в котором по завершении бурильных работ высверлить отверстия для поступления воды.
Однако подобные способы защиты от плывуна работают только тогда, когда водный поток с примесью грязи не слишком мощный, течет без напора.
