Что такое плывун при бурении

Что такое плывун при бурении

Под плывуном понимается слой грунта, насыщенного влагой. При активном влиянии неблагоприятных факторов пласт деформируется, становится менее густым и в итоге проваливается в гидротехническое сооружение. Что делать если в скважине плывун и как избежать негативных последствий?

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.

Признаки плывуна и способы устранения

Первым признаком является проявление и нескончаемый поток водно-песчаной суспензии в скважине. Во избежание проблем с добычей воды можно предпринять следующие действия:

  • прохождение слоя до последующего водоносного пласта;
  • укрепление стенок ствола прочно скрепленными между собой кольцами из железобетона;
  • устройство водозабора в слое размягченного грунта.

Недостатки обустройства колодцев на плывуне:

  • изменение положения гидротехнической конструкции;
  • частые засыхания;
  • регулярное попадание нечистот в воду.

Не стоит устанавливать на плывуне донное фильтрационное устройство по причине того, что оно впоследствии будет разломано, перемешано и поглощено грязевой массой.

Способы прохождения плывунов

Как пройти плывун при бурении скважины вручную? Можно попробовать применить один из нескольких достаточно эффективных методов.

Шпунтованная доска

Данный вариант эффективен при неглубоком водоносном горизонте. Пройти плывун поможет высушенная обрезная доска толщиной в 50 мм и длиной 2 м. Один ее конец заостряется. Определенное число брусьев должно быть скреплено между собой в форму единого щита таким образом, чтобы паз находился с одной стороны, а гребень — с противоположной.

Доска, забитая вглубь до 400 см по окружности шахты, содействует ускорению бурения. Затем земля в скважине удаляется до заостренного в нижней части шпунта. Далее шпунт вбивают еще глубже и продолжают проходку. Такие действия следует повторять до полного прохождения плывуна.

В колодце на дне устанавливается полутораметровая деревянная коробка. В ней обязательно следует проделать небольшие отверстия для поступления грунтовых вод. Днище конструкции должно быть заполнено двумя слоями: 30 см некрупного щебня и 20 см песка. Такое очистительное устройство не допустит проникновения в гидротехническую конструкцию ила и масс песка, сохранит воду чистой.

Коробчатая конструкция из дерева

Такой способ защиты от плывуна будет эффективен в тех случаях, когда грязевой поток не поступает под большим напором.

Параллельная обсадка

Обсадная труба опускается вместе с осуществляющим бурение аппаратом следом за буровым долотом. По завершении процесса для вытаскивания обсадной колонны применяется специальный бурильный станок складного типа.

Прохождение «кондуктором»

Под «кондуктором» понимается обсадная металлическая труба, защищающая стенки от влияния плывущей породы, внутрь которой встроено долото. Для прохождения плывуна необходимо изъять бур и поместить в шахту «кондуктор». Дальнейшие действия выполняются буровым долотом.

Шахта с кондукторами

Применение бетонита

Бетонит – особая глинистая субстанция, способная заблокировать плывун. Глинистая масса при взаимодействии с водой превышает свой изначальный объем до 16 раз. В итоге образуется отличный гидроизоляционный состав. Важно своевременно уловить плывун и вовремя засыпать бетонит, тогда скважина будет устроена без каких-либо проблем.

При прохождении плывуна не следует торопиться. В противном случае может обрушиться порода, причем с высокой скоростью. Велика вероятность не только потери бурового инструмента, но и полного заваливания колонны.

Читайте также:  Вольеры из сетки рабицы

Другие методы

Как пройти плывун? При обнаружении плывуна можно попробовать ударно-канатный метод бурения скважины на воду. Ударный стакан устанавливается во внутреннюю часть обсадной трубы. В этом же месте и выполняется бурение. Проблема герметизации днища обсадной трубы решается изготовлением и установкой заглушки. Для этого необходимо взять мешочек из ткани, по размеру равный диаметру колонны, наполнить его песочно-цементной смесью в соотношении 1:1. Заполненный мешок положить на дно и оставить на 72 часа до полного застывания цемента.

Абиссинский колодец получается путем забивания дюймовой металлической трубы так называемой «бабой». Таким образом, получается скважина глубиной от 10 до 20 м. В подобной шахте практически невозможно разместить глубинный насос. Поднимать грунтовые воды придется вручную либо поверхностным гидравлическим аппаратом.

Проблемы при выполнении бурения

При выполнении бурения скважины на плывуне велика вероятность столкнуться со следующими проблемами:

  • Неподходящий водоносный пласт или неверно подобранное место. Неверный выбор обуславливается отсутствием знаний о местности. Например, при выходе воды начинается откачивание жидкости. Через некоторое время поток воды иссякает. Причина заключается в слабо наполненном водоносном пласте либо сезонном наполнении. В таком случае следует пробурить другую шахту либо выполнить проходку еще глубже.
  • Перебур. Водоносный слой пробуравлен глубже положенного ввиду того, что его изначально признали недостаточным. Однако проблемы с шахтой в будущем неизбежны. В данном случае рекомендуется перекрытие водоносного слоя и ликвидация верхних границ при помощи вспомогательной обсадной трубы. Промежуток между труб следует в обязательном порядке заполнить цементом в целях профилактики перетоков. После чего можно приступать к бурению шахты круглого сечения требуемой глубины;
  • Недобур. В качестве водоноса ошибочно принимается сезонный пласт грунта. В этой ситуации необходимо установить в обсадной трубе аппарат с фильтрационной конструкцией меньшего диаметра и войти в грунт на требуемую глубину;
  • Ошибочный выбор и неправильная установка фильтрационного аппарата. Данная проблема обуславливает систематическое загрязнение воды, выход из строя насосов и засорение скважины. В целях недопущения подобных действий следует незадолго до начала работ уточнять габариты и характеристики фильтра. Лучше всего сделать индивидуальный заказ. Такой шаг поможет избежать всевозможных проблемных ситуаций. Устанавливать фильтр следует прочно и ровно;
  • Неполная герметизация обсадной колонны. Это случается, если металлическая труба скручена, что недопустимо. Части металлической конструкции следует сваривать.

Организовывать бурение скважины лучше всего в осенне-зимний период в связи с тем, что земля еще не успела промерзнуть и уровень грунтовых вод невысокий.

Пройти плывун при бурении скважины, да без проблем, главное понять суть проблемы и изучит инструкции. Плывун значительно затрудняет бурение, и порой делает его невозможным без применения специальных технологий.

Что такое плывун в скважине

Плывун представляет собой подземный пласт почвы, перенасыщенный грунтовыми водами.

В результате образуется взвесь воды с частицами грунта, имеющая консистенцию жидкой каши. Плывун приходит в движение при малейшем воздействии на него. Точной причины образования подобного природного явления ещё не выявлено. Плывунов бывает несколько видов, но на своём приусадебном участке вы можете столкнуться с двумя из них: состоящим из смеси с водой мелкого песчаника, либо глины.

Оба этих варианта одинаково неприятны для бурильщиков, и создают им массу проблем. Впрочем, плывун — вообще проблемное явление в любом строительстве, начиная от копки котлована под фундамент дома, и заканчивая прокладкой подземных коммуникаций. К слову, зыбучие пески, затягивающие в себя всё живое — тоже один из видов плывунов, только не глубинных, а поверхностных.

Опасностей, которые таит подземная жижеобразная масса, несколько:

  1. Наполнение пространства вокруг скважины крайне неустойчивой, текучей консистенцией.
  2. Поломка мотопомпы для откачки бурового раствора, которая перестаёт справляться с внезапно увеличившейся нагрузкой.
  3. Затягивание буровой колонны плывуном в образовывающуюся в ходе откачки подземную полость.

В обычном состоянии разжиженный слой находится в хрупком равновесии, в состоянии неустойчивого покоя. Но стоит лишь начать какие-либо земляные работы в месте его нахождения, как этот перенасыщенный влагой слой почвы немедленно приходит в движение, приобретая физические свойства жидкости. Попытки выкопать колодец здесь будут выглядеть аналогично попыткам сделать углубление в водной поверхности: плывун будет мгновенно заполнять образовавшуюся полость.

Возможно ли, в таком случае, вообще в плывуне пробурить скважину?

Как проходить плывун вручную

Буровые работы в местах расположения плывунов чересчур затруднены, и отнимают множество времени и сил. Поэтому, опытные бурильщики советуют, по возможности избегать таких мест. Узнать о существовании плывуна можно от соседей, которые уже пытались пробуриться рядом с вами. Также можно перед началом буровых работ взять пробу грунта при помощи садового бура. Заглубившись на 1,5-2м можно определить наличие плывуна по характеру погружения инструмента: в плывун он провалится, словно в пустоту.

Читайте также:  Как разбирать ручку межкомнатной двери

Такой метод «локальной геологоразведки» при помощи садового бура может принести свои плоды. Обычно плывуны располагаются в непосредственной близости к верхним слоям почвы. Однако, глубина их залегания может порой достигать 10 и даже 20м. Поэтому столкнуться с разжиженным грунтом при бурении можно в любой момент. Другая проблема состоит в том, что плывун под землёй занимает обширные площади, значительно превышающие размеры придомового участка.

В связи с этим, возможности обойти его при выборе места для бурения, чаще всего, не бывает. Здесь приходится использовать одну из технологий, позволяющих решить такую техническую проблему, как плывун в скважине.

Шпунтованная доска

Щиты из шпунтованных досок используется при копке колодезной шахты в ситуациях, когда разжиженный грунт находится не слишком глубоко от поверхности земли. Для сооружения щитов потребуются шпунтованные доски-пятёрки, длиной порядка 2-х метров.

Их требуется столько, чтобы создать защиту по периметру будущей колодезной шахты. Концы их заостряются, после чего доски забиваются в землю на глубину полуметра вплотную друг к другу, чтобы пазы одной из них входили в гребень соседней.

Такая конструкция получается достаточно герметичной, чтобы защитить от проникновения в шахту жидкого грунта. По мере углубления колодца доски забиваются глубже. Учитывая низкую плотность плывуна, заглублять их вручную не составит особого труда. Подобным образом придётся действовать вплоть до полного прохождения плывуна и достижения плотных слоёв грунта.

С помощью досок можно также обустроить колодец в толще плывуна. Для этого потребуется, после заглубления колодезной шахты до водоносного слоя, надёжно защитить стенки и дно от поступления жидкости со взвешенными частицами грунта. На дне колодца устраивается щит из плотно пригнанных друг к другу досок.

В щите сверлятся отверстия диаметров в 10мм, необходимые для поступления воды. Поверх щита обустраивается фильтр из слоя гравия, гальки и крупного песка. Проходя сквозь него, вода из плывуна будет очищаться от загрязняющих механических примесей.

Параллельная обсадка

Данная технология сродни работе с защитными щитами из шпунтованных досок, но применяется не при копке колодезной шахты, а когда обустраивается скважина на плывуне. Вместо щитов используются обсадные трубы, опускаемые вглубь непосредственно вслед за буром.

Подобный метод сложен с технической точки зрения — во время работы придётся контролировать равномерность и синхронность заглубления бура и обсадной трубы. В процессе работы используется специальный бур складной конструкции. Иначе извлечь его на поверхность, не внимая обсадной трубы, будет невозможно.

Метод прохождения кондуктором

Данный способ также подразумевает применение трубы для изоляции разжиженного грунтового пласта.

Разница с вышеприведённым методом — что до достижения плывуна бурение производится без обсадки. А по достижения неустойчивого грунта бур вынимается, и в скважину опускается защитная труба, именуемая «кондуктор». Затем бурение продолжается буром меньшего диаметра, чтобы он смог поместиться внутри обсадной трубы.

Использование бетонита

Ещё один способ, как пройти плывун при бурении скважины вручную, это использование особого минерального состава — бетонита.

Он создаётся на основе сухой глины с добавлением некоторых минеральных присадок. Главное его свойство — способность при контакте с водой увеличиваться в объёме до 15 раз. Внутри скважины, засыпанный в нужных пропорциях порошок, способен создать надёжный барьер для поступления жидкого грунта.

Попадая внутрь скважинной шахты, бетонит вступает в реакцию с водой и разбухает, превращаясь в густой гель. При этом плотность его такова, что он позволяет бурить скважину, не допуская её заполнения жидкостью. После прохождения буровой колонной плывуна необходимость в использовании бетонита отпадает.

Вместо бетонита при бурении скважин в плывунах можно использовать и специальные клеящие вещества на полимерной основе, широко представленные на современном рынке. Способ их действия примерно аналогичен: они укрепляют стенки скважины, предотвращая их оплывание.

В заключение

Как видим, бурение скважины сквозь плывун — вполне разрешимая задача. Правда, требующая дополнительных затрат сил и времени. Но, если имеется возможность, то следует делать скважину в другом месте.

Ещё один, более экономичный выход — отказаться от копки колодца или бурения, и остановиться на варианте с забивкой абиссинской скважины.

Содержание:

Читайте также:  Почему нельзя пользоваться телефоном в самолете видео

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.

Эффективные способы бурения скважин с плывуном

Основная задача при бурении скважины с плывуном состоит в том, чтобы пройти этот неустойчивый, подвижный слой почвы, не потеряв при этом буровой колонны. Для ее решения в наше время активно используют три способа.

Способ #1: Бурение методом параллельной обсадки
Суть этого метода состоит в том, что обсадная труба при бурении опускается в скважину одновременно с буром, что значительно замедляет весь процесс и делает его более дорогостоящим.

Способ #2: Бурение с помощью кондуктора
Второй метод предполагает использование специального кондуктора, назначением которого, как и в случае с обсадной трубой, является защита как бурового инструмента, так и стенок получаемой скважины от плывущей породы. Отличие этого способа от первого заключается в том, что кондуктор используют только для того, чтобы проходить плывун, до границы этого слоя бурение производится обычным методом. Скважина также бурится уже традиционным способом, без использования кондуктора, когда плывучий слой почвы полностью пройден.

Способ #3: Бурение с применением клеящих составов или бентонита
Третий способ прохождения плывунов кардинально отличается от первых двух. Смысл этого метода заключается в том, что при бурении скважин с плывунами в них добавляют специальные клеящие составы или бентонит. Делается это для того, чтобы сформировать стенки скважины, укрепить их и защитить от разрушения под воздействием плывущей массы.

Следует иметь в виду, что все перечисленные способы целесообразно использовать в том случае, если производится бурение глубоких скважин. Если же вас вполне устроит неглубокая скважина (10-20 метров), и вы вдруг обнаружили в такой скважине плывун, то пройти его можно традиционным методом ударного бурения. Таким методом обустраивают абиссинские колодцы, и заключается он в том, что трубу просто забивают в почву при помощи тяжелой металлической «бабы». Также, если в скважине появился плывун, то пройти его можно при помощи ударно-канатного способа бурения, предполагающего использование специального ударного стакана, помещаемого внутрь обсадной трубы.

При бурении скважин с плывунами следует иметь в виду, что ни в коем случае в них нельзя устанавливать пластиковые трубы. Конечно, работать некоторое время такая скважина будет, но со временем плывун может смять пластиковую трубу или даже полностью разрушить ее.

Также следует иметь в виду, что при наличии плывуна на вашем участке, на нем не имеет смысла копать обычный колодец. Даже если вам удастся добиться требуемой высоты столба воды в нем, то очень быстро такое колодец придет в негодность и перестанет давать воду.

Как видите, методов, позволяющих пройти плывун при бурении скважины достаточно много, главное применять их с умом и использовать для этого надежную технику и качественные материалы.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector