Проектные решения

Назначение проектируемого водозабора - резервное водоснабжение города при чрезвычайных ситуациях мирного времени и на особый период. Эксплуатация скважинных водозаборов в штатном режиме включает в себя регулярную их прокачку. Периодичность прокачки насосного оборудования принимается 1 раз в 3 месяца. Продолжительность прокачки - 1 сутки. В соответствии с заданием на проектирование на всех водозаборах предусмотрены раздаточные узлы для заправки автоцистерн. В качестве водоподъемного оборудования для подачи воды потребителям установлены электронасосные скважинные агрегаты марки ЭЦВ 10 - 120 - 60. В комплект поставки оборудования входят: станция управления и защиты типа СУЗ - 100 (30 - 100А), датчики ВУ, НУ, ЗСХ, датчик уровня УСК-ТЭ-2- 100, которые в полном объеме обеспечивают контроль за работой оборудования и уровнями. Сигналы об аварийном отключении насосного оборудования и о достижении аварийного минимального уровня в скважинах выведены на пульт управления, расположенный на насосной станции 1-го подъема КВС. Для передачи сигналов в проекте предусмотрена прокладка от каждой насосной станции на скважине контрольного кабеля КВБбШв10х1,5мм2. Прокладка контрольного кабеля приведена в подразделе «Система электроснабжения». Включение и отключение насосного оборудования проектируемых скважинных водозаборов, переключение на резервное электроснабжение предусмотрено в ручном режиме.

Общие сведения

Водопроводная станция размещается на левобережной надпойменной террасе реки в пределах территории. Разведанный участок недр, утвержденный в статусе месторождения подземных вод, выделен в пределах погребенной долины левого притока реки, вмещающей комплекс водоносных высокопроницаемых межморенных песчано-гравийно-галечниковых отложений. Освоение запасов подземных вод месторождения предусматривается осуществить при реализации мероприятий «Целевой программы организации резервного водоснабжения города при чрезвычайных ситуациях мирного времени и на особый период. Схема проектного водозабора представляет собой группу из пяти эксплуатационных скважин (с учетом существующей скважины), расположенных в пределах участка ICBC. Четыре скважины - рабочие, одна - резервная. Суточный расход каждой из скважин - 3600 м3/сут, при этом суммарный расход проектного водозабора составит 14400 м /сут. Настоящий проект предусматривает бурение четырех разведочноэксплуатационных скважин на территории водопроводной станции. Исходя из назначения проектируемых водозаборов, продолжительность периода ЧС и качество подземных вод регламентируются «Инструкцией по подготовке и работе систем хозяйственно-питьевого водоснабжения в чрезвычайных ситуациях» М, 1991г (далее «Инструкция»). Общий период эксплуатации при ЧС - до 2 лет (с учетом эпизодических подключений в течение 25 лет), повторяемость ЧС принимается равной 1 раз в месяц. Проект составлен в соответствии с основными требованиями «Инструкции по составлению проектов и смет на геологоразведочные работы», М., 1993 (Приложение к приказу Роскомнедра от 22.11.93 г. № 108).

Источник водоснабжения

Геологический разрез района месторождения подземных вод представлен породами осадочного чехла вендского, нижнекембрийского и четвертичного возраста. Вендскую систему в составе котлинского горизонта образует толща алевролитов и песчаников с прослоями глин (нижнекотлинская свита) и плотных глин с прослоями песчаника (верхнекотлинская свита) общей мощностью порядка 200 м. Нижнекембрийские отложения представлены ломоносовским и лонтоваским горизонтами. Ломоносовский горизонт залегает на глубине 95-100 м, сложен песчаниками, иногда песками, с прослоями глин общей мощностью 10... 15 м. Лонтоваский горизонт - однородная толща монтмориллонитовых глин характерной синеватой окраски (синие глины) мощностью 60...70 м. Четвертичные отложения представлены невыдержанными по литологии и мощности осадками ледниковых, межледниковых и послеледниковых комплексов, мощностью преимущественно 30...50 м. На участках погребенных долин, прорезающих толщу нижнекембрийских отложений, мощность увеличивается до 100 м и более. В полном разрезе четвертичных отложений выделяются следующие образования: Днепровская морена ( g II dn )- суглинки валунные общей мощностью не более 2...3 м; морена распространена локально в тальвегах древних долин, представлена ледниковыми Днепровско-московские образования (fll dn-ms - преимущественно флюви- огляциальные пески различной зернистости (иногда с гравийно-галечным материалом), заполняющими древнюю погребенную долину. Мощность отложений изменяется от первых метров (в бортах долины) до 30...35 м (в тальвеговой части). Московская морена ( g II ms) - суглинки и супеси валунные мощностью 2.. . 10 м. На ряде участков морена размыта. Микулинские отложения (т III тк) - глины, суглинки, распространены локально, на участках размыва московской морены залегают непосредственно на днепровско-московских осадках. Мощность микулинских отложений на участке месторождения преимущественно 2...7 м. Московско-валдайские отложения (flg,l П-Ш ms-vd) - пески различной зернистости с линзами глинистых отложений общей мощностью 15...30 м. Лужская морена (g III vdlz) - валунные суглинки, мощностью 5... 15 м. Комплекс надморенных отложений: (lg ШЪ, IIV) - ленточные глины, суглинки, пески мощностью 7... 15 м. 

Гидоогеологические условия

В гидрогеологическом разрезе рассматриваемой территории выделяются следующие основные водоносные горизонты и комплексы: горизонт грунтовых вод; межморенный комплекс (в составе верхнего и нижнего межморенных горизонтов); ломоносовский горизонт; горизонт грунтовых вод имеет спорадическое распространение и приурочен, в основном, к современным отложениям, а также к маломощным песчаным прослоям в ленточных глинах и суглинках верхнечетвертичных отложений (g, lg ШЬ). Зеркало грунтовых вод залегает на преобладающей глубине 0.. .0,5 м. Питание грунтовых вод осуществляется за счет атмосферных осадков, разгрузка в р.р. Межморенный водоносный комплекс приурочен к древним погребенным долинам, протягивающимся преимущественно в широтном направлении, и представлен верхним и нижним межморенными горизонтами, гидравлически связанными между собой ввиду отсутствия выдержанного разделяющего глинистого слоя. Верхний межморенный водоносный горизонт (f lg, l П-Ш ms - vd) в пределах рассматриваемой территории залегает на глубинах 15...35 м непосредственно под лужской мореной, подстилается глинистыми образованиями московской морены. Водовмещающие породы представлены преимущественно мелко- и среднезернистыми песками, с гравийно-галечными включениями, отмечаемыми в подошве водоносного горизонта. Водообильность верхнего межморенного горизонта характеризуется удельными дебитами скважин 2,2.. .2,8 л/с. Нижний межморенный водоносный горизонт (f II dn-ms) залегает на глубинах 60...85 м под отложениями московской морены или непосредственно под верхним межморенным горизонтом, подстилается валунными суглинками днепровской морены или нижнекембрийскими глинами. Водовмещающие породы представлены песками различной зернистости, мощностью от первых метров вблизи границ распространения горизонта до 30...35 м в тальвеговой части древних долин. Водообильность горизонта на участке характеризуется удельными дебитами скважин до 3,9 л/с. Ломоносовский водоносный горизонт (С\ 1т) залегает на глубине 80...90 м, представлен песчаниками, иногда песками, с прослоями глин мощностью 10.. ,15 м. Водообильность горизонта весьма низкая, удельные дебиты скважин обычно не превышают сотых долей литра в секунду. В пределах рассматриваемой территории, ломоносовский горизонт не имеет практического значения для использования ввиду весьма слабой водообильности.

Методика и объемы работ. Основные проектные параметры оазведочно-эксплутаиионных скважин

В соответствии с техническим заданием на участке проектируемого водозабора на территории водопроводной станции предусматривается бурение четырех разведочно - эксплуатационных скважин на нижний межморенный горизонт. Способ бурения - ударно-канатный. Глубина скважин - 85,0 м. Статический уровень - 10,0 м. Удельный дебит - 3,9 л/с. Эксплуатационный дебит - 150 м /час. (3600 м /сутки). Расчетный динамический уровень воды в скважине -25,0 м. Проектом предусматривается выполнение полевых и камеральных работ. Полевые работы включают: бурение 4-х разведочно-эксплуатационных скважин; гидрогеологические работы; оборудование скважин водоподъемным оборудованием; проведение топографо-геодезические работы. Бурение скважин будет производиться ударно-канатным способом станками типа УКС-22М с отбором проб грунта. Начальный диаметр бурения 600 мм, конечный - на проектной глубине 85,0 м - 300 мм. Бурение ведется: от 0,0 до 17,0 метров наконечником D = 600 мм; от 17,0 до 35,0 метров наконечником D = 500 мм; от 35,0 до 60,0 метров наконечником D = 400 мм. от 60,0 до 85,0 метров наконечником D = 300 мм. Интервал отбора проб грунта 3 м, но не менее 1 пробы из каждого слоя. Бурение скважин сопровождается наблюдениями за литологическим составом и мощностью проходимых пород, за положением уровня воды при желони- ровании. 

Конструкция скважины

В соответствии с проектным геологическим разрезом принята следующая конструкция скважины: 1-я колонна обсадных труб d=24" (кондуктор) залавливается на глубину 17 м. Устье окапывается шурфом с размерами в плане 1 х 1 м и глубиной 1 м и заливается цементным раствором. Ожидание затвердения цемента (ОЗЦ) - 3 суток. 2-я колонна обсадных труб d=20" залавливается на глубину 35 м с последующей межтрубной цементацией колонн труб в интервале 17,0-0,0 м и выходом цементного раствора на устье скважины. ОЗЦ- 3 суток. 3-я - рабочая колонна обсадных труб d=16" залавливается на глубину 60 м с последующей межтрубной цементацией колонн в интервале 35,0-0,0 м и выходом цементного раствора на устье скважины. ОЗЦ- 3 суток. 4-я - рабочая колонна обсадных труб d= 12" залавливается на глубину 85м. 5-я - фильтровая колонна d = 8", устанавливается «впотай» на сальнике в интервале глубин 60-85 м. Фильтр диаметром 8" мм общей длиной 25 м. Надфильтровая глухая часть длиной 5 м. Интервал установки рабочей части фильтра определяется в соответствии с проектным геологическим разрезом и составляет 65...85 м. Рабочая часть фильтра - труба D8", перфорированная круглыми отверстиями в шахматном порядке, со скважностью 35%, обмотанная проволокой из нержавеющей стали. После установки фильтра колонна труб d=12" приподнимается до глубины 65 м с одновременной гравийной засыпкой фильтровой колонны в интервале 85.. .60 м. Далее проводятся геофизические исследования скважины: гамма-каротаж, кавернометрия и термометрия. Глубина, конструкция скважины и тип фильтра корректируется в процессе бурения в соответствии с фактическим геологическим разрезом и гидрогеологическими параметрами эксплуатационного водоносного горизонта. По окончании монтажа фильтровой колонны с целью очистки ствола скважины от частиц выбуренной породы производится прокачка скважины.