Ručné vŕtanie studní na vodu: ako vyvŕtať vodný zdroj ručne

Nie všetci majitelia vidieckych pozemkov sú ochotní platiť veľké sumy za prizývanie vrtákov na zriadenie vodnej studne. Pohodlie vlastného vodného zdroja je však ťažké preceniť. Ušetriť môžete vybudovaním vlastného zdroja vody vlastnými rukami. Ako to urobiť?

Všetko o tom, ako sa vykonáva ručné vŕtanie studní na vodu, sa dozviete z nami ponúkaného článku. Povieme vám, ako a akým spôsobom sa práce vykonávajú, čo budú potrebovať začínajúci vrtári na realizáciu nápadu. Beriac do úvahy naše odporúčania, bez problémov vyvŕtate a zariadite vrt.

Pre samostatných majstrov sme uviedli a rozobrali všetky techniky ručného vŕtania, vysvetlili, v ktorých prípadoch by sa mali použiť. Pridali sme schémy vrtných súprav a vrtákov, ktoré sú k dispozícii na vlastnú výrobu, umiestnili sme fotovýbery a videoinštrukcie.

Druhy studní a ich vlastnosti

Vlastný zdroj vody je skvelá príležitosť zabezpečiť seba a svojich blízkych čistou životodarnou vodou a uspokojiť hospodárske potreby. Vŕtaním a zariadením studne možno vyriešiť problém zásobovania vodou na niekoľko desaťročí dopredu.

Výber spôsobu vŕtania a objem prác na zriadení studne závisí od typu hydrotechnickej stavby.

Studňa abesínskeho typu

Ak sa voda na pozemku nachádza pravdepodobne v hĺbkach 10-15 metrov, je výhodnejšie a jednoduchšie zriadiť abesínsku studňu. Hydrotechnická stavba tohto typu využíva vodonosnú vrstvu nachádzajúcu sa nad nepriepustnou ílovou vrstvou. Vodonosná vrstva je napájaná infiltráciou zrážok a vôd blízkych vodných plôch.

Jednoduchú na vykonanie studňu-ihlu môže vyvŕtať aj začínajúci majster, ktorý práve ovláda základné zručnosti vrtných prác.

Relatívne plytká úzka studňa predstavuje stĺpec hrubostenných rúr VGP s priemerom 50 – 80 mm. V dolnom, prvom článku stĺpca je zriadený špeciálny filter vŕtaním otvorov do stien rúry.

Rúry plnia funkciu vrtného kmeňa, abyssínska studňa-ihla nevyžaduje dodatočné paženie. Nevŕta sa, ale sa do zeme vtláča zabíjaním.

Kompaktné rozmery vodozáberu abyssínskeho typu umožňujú umiestniť ho prakticky na akomkoľvek voľnom mieste pri dome. Najrozšírenejším spôsobom prebíjania tohto typu hydrotechnickej stavby je príklepové vŕtanie.

Vlastnosti studní na piesok

Pri hĺbke výskytu vodonosnej vrstvy do 30 – 40 metrov, rozšírenej v sypkých, nesúdržných sedimentoch, sa buduje piesková vodonosná studňa. Nazýva sa tak preto, lebo ťaží vodu z vodou nasýtených pieskov.

Päťdesiatmetrová hĺbka zdroja nie je schopná zaručiť kryštálovú čistotu vody, a preto by sa mal obsah studne laboratórne skontrolovať na prítomnosť chemických zlúčenín.

Vodopriepustná vrstva studne na piesok sa nachádza len v troch až štyroch desiatkach metrov od povrchu. A na jej dosiahnutie netreba prechádzať pevné – skalné a poloskalné horniny. A preto ručné vŕtanie pieskovej studne nebude problém, ak sa použije jedna z nižšie opísaných metód.

Hlbinná artézska studňa

Pri plánovaní vŕtania artézskej studne sa nezaobídete bez odbornej pomoci. Artézska voda je rozšírená v puklinách nepriepustných skalných a poloskalných hornín v hĺbke približne 40 – 200 metrov.

S úlohou vŕtania studne do vápenca si poradia len profesionáli, ktorí majú potrebné znalosti a k dispozícii špeciálne vŕtacie zariadenie.

Aby určili hĺbku výskytu vody, mali by sa orientovať podľa údajov z podobných vodohospodárskych stavieb, ktoré boli navŕtané v blízkosti plánovaného miesta prác.

Keďže artézska studňa dokáže zásobovať vodou hneď niekoľko pozemkov, je výhodné objednať si vŕtacie služby spoločne. To umožní výrazne ušetriť na vŕtaní a vybudovaní zdroja vody.

Spôsoby samostatného vŕtania

Aby ste si vybrali optimálny spôsob vŕtania, musíte najprv preštudovať ich špecifiká a pochopiť, aký nástroj bude potrebný a či bude možné vykonať vŕtanie vlastnými rukami.

Ručný šnekový spôsob

Vŕtanie pomocou šneku je jeden z najrozšírenejších a najdostupnejších spôsobov. Je účinný pri budovaní studní, ktorých hĺbka nepresahuje 40 m.

Šnek je skrutkovitá tyč vybavená vrtákovým hrotom a oceľovými lopatkami umiestnenými pod uhlom.

Podstatou spôsobu je, že šnek sa ako vývrtka zaskrutkúva do pôdy. Pri prenikaní do zeme skrutkovitá tyč narúša vrstvy a jej kovové lopatky vynášajú na povrch vytlačenú zeminu.

Šneky používané na ručné vŕtanie studní sú dvoch typov:

• Tyče, ktorých rezné lopatky sú privarené v pravom uhle.
• Konštrukcie, ktorých lopatky sú privarené pod uhlom 30 – 60°.

Pri práci sú vhodnejšie konštrukcie druhého vyhotovenia. Vďaka umiestneniu lopatiek pod uhlom rozdrvená zemina nepadá späť do studne, ale je úplne vyťažená na povrch.

Na uľahčenie ručnej práce a urýchlenie procesu možno použiť malorozmerné šnekové zariadenia.

Takáto technika je obzvlášť účinná, ak sa pracuje v zložitých pôdach, ktoré obsahujú vložky skalných hornín.

Malorozmerné šnekové zariadenia fungujú na rovnakom princípe ako ručný vrták, ale sú poháňané elektromotorom.

Vyvŕtať plytkú studňu na odber vody na polievanie záhrady je možné vôbec bez vŕtacieho náradia pomocou záhradného vrtáka. Pravda, na obloženie stien budú potrebné rúry, z ktorých sa zostavuje kmeň diela, a kovové rúry-tyče potrebné na predlžovanie.

Technológia jadrového vŕtania

Kolónové vŕtanie sa vykonáva pomocou špeciálneho nástroja v tvare rúry vybavenej korunkou. Špecifikácia vŕtania a priemer rúry, ktorý nepresahuje 160 mm, umožňuje pracovať pomerne rýchlo. Za deň práce v závislosti od hustoty horniny možno prejsť až niekoľko desiatok metrov.

Pomocou upevňovacieho uzla umiestneného v hornej časti kolónovej rúry sa predlžujú jeden a pol metrové tyče s postupným prehlbovaním nástroja. Predlžovanie sa uskutočňuje po etapách, pričom sa z vrtnej zostavy s tyčami vytvára technologická kolóna.

Korunka sa vyrába z pevného kovu. Okraje korunky sa brúsia tak, aby si jej rezné hroty ľahko poradili s hustými horninami. Tvar a veľkosť používaných koruniek určujú fyzikálno-mechanické vlastnosti horniny.

S postupujúcim otáčaním sa rúra vybavená korunkou prehlbuje do horniny a vytvára otvor pre studňu zodpovedajúceho priemeru.

Pri práci s mimoriadne tvrdými skalnými horninami sa pred ponorením rúry najprv použije dláto. Potom sa pomocou korunky vyvŕta studňa a kal, ktorý sa upchá do vrtnej zostavy kolónovej rúry, sa vyzdvihne na povrch.

Počas ručného vŕtania studne kolónovou metódou sa na spevnenie stien konštrukcie do kmeňa počas vŕtania inštaluje kolóna pažnicových rúr. Na uľahčenie procesu prenikania sa do vrtnej zostavy pravidelne privádza čistá voda alebo ílový roztok.

Úderovo-lanový spôsob

Táto metóda spočíva v rozbíjaní zemín spúšťaním ťažkého vŕtacieho nástroja z výšky dvoch metrov.

Na tento účel sa používa vŕtacia konštrukcia, ktorej hlavnými prvkami sú:

• stativ umiestnený nad miestom vŕtania;
• kladka s navijakom a lanom;
• zarážací pohár pripevnený na konci lana.

Použitie navijaka umožňuje znížiť fyzickú námahu a zapojenie hnacieho hriadeľa motora s prevodovkou automatizuje proces.

Zarážací pohár vyrobený z kovovej rúry musí mať dobre naostrenú reznú hranu, ktorá je schopná rozbíjať aj tvrdé horniny. Na rozbíjanie príliš hustých zemín sa ako závažie pohára používa dodatočná oceľová tyč, ktorá sa upevňuje tesne nad vŕtacou konštrukciou. Sypké horniny sa odstraňujú žliabkou.

Nástroj sa silou spúšťa na miesto vŕtania, rozbíja horninu a rezná žliabka umiestnená v spodnej časti zachytáva kal a vyvádza ho na povrch.

Rúrka sa uvoľní od zachytenej zeminy cez jej dno, poklepaním stien náradia kladivom. Čistenie želonky sa vykonáva cez technologický otvor umiestnený v jej hornej časti.

Práca sa vykonáva v tomto poradí:

1. Na vybranom mieste sa vykope jama s rozmermi 1×1 meter a hĺbkou 0,5 metra.
2. Do stredu jamy sa v pravom uhle umiestni záhradný vrták. Otáčaním nástroja okolo svojej osi sa zahlbí do zeminy. Podľa potreby sa skrutková tyč predlžuje rúrou, ktorá sa upevňuje skrutkovým spojom.
3. Po objavení sa mokrého piesku sa vrták vytiahne. Namiesto neho sa do otvoru umiestni špeciálne zostavená konštrukcia z pažníc, ktorá sa zatĺka kladivom.
4. Horninu, ktorá sa zrútila počas inštalácie pažnice, sa vyťahuje želonkou. Pri každom vniknutí do vrstvy horniny náradie zachytí a udrží jej časť.
5. So zahlbovaním pažnice sa predlžuje ďalším úsekom rovnakého priemeru. Úseky sa zoskrutkujú alebo zvaria, aby sa vytvoril jednoliaty hermetický kmeň.
6. Na zahlbenie sa pažnica opatrne otáča a počúva sa vydávané zvuky. Škrípanie vzniká pri trení hrubozrnného piesku, šuchot – jemnozrnného, ticho – pri prechode hlinitej zeminy.
7. Na vŕtanie sypkých hornín, ako je nesúdržný piesok, štrk, kamienky, sa používa želonka. Ílovité horniny a husté piesky sa prechádzajú rúrkou.
8. Po vykonaní série postupných úderov sa rúrka alebo želonka zdvihne na povrch, pričom sa z nej vyberie zemina. Potom sa cyklus prác opakuje.

Rovnako ako v predchádzajúcich metódach sa na uľahčenie ručného vŕtania studne do otvoru naleje ílovitá zmes alebo voda a potom sa pomocou špeciálneho vedra vyberie späť. Pri výskyte hluku počas vŕtania by sa studňa mala zaliať vodou. Ak voda odteká pomaly, rúru je potrebné zahlbiť ešte o pol metra, ak rýchlo, len o 20–30 cm.

Pre plytkú studňu sa dá jednoducho vyrobiť želonku svojpomocne. Na to bude potrebná rúra s priemerom 100–120 mm, kovový kruh a ucho na upevnenie lana, ktoré je potrebné pripevniť k vrcholu rúry.

Úderovo-rotačný spôsob

Hlavným rozdielom tejto metódy je, že vrtná súprava vykonáva súbežne údery aj rotačné pohyby. Tento prístup umožňuje urýchliť vŕtanie. Táto metóda je obzvlášť účinná pri budovaní hydrotechnickej stavby, ak je geologický rez v lokalite nehomogénny.

Úderovo-rotačná metóda tiež predpokladá použitie trojnožky, pomocou ktorej je oveľa jednoduchšie ponoriť a potom vytiahnuť vrták na povrch.

Úderovo-rotačná a úderovo-lanová metóda vŕtania sú účinné pri budovaní studní v sypkých pôdach, ktorých častice nie sú navzájom spojené. Obe metódy sú vhodné na vŕtanie a odstraňovanie ílovitých pôd: piesčitých hlín, hlinitých ílov.

Pri prechádzaní sypkými horninami je v dôsledku nedostatočného spojenia častíc pôdy medzi sebou počas výstavby studne veľká pravdepodobnosť zosunu jej stien. Preto sú pieskové studne povinne vybavené pažnicami a filtrami, ktoré bránia vniknutiu veľkých častíc do získavanej vody.

Postupná technológia vŕtania šnekovým spôsobom

Spomedzi všetkých uvedených metód je závitovková právom považovaná za najjednoduchšiu. Treba však brať do úvahy, že je účinná iba pri vŕtaní sypkých a ílovitých pôd.

Príprava potrebných nástrojov

Predtým, ako vyvŕtate studňu ručne, je potrebné pripraviť nástroje:

• vrták alebo malú závitovkovú súpravu.
• vrtnú vežu s navijakom.
• súpravu 3-4 tyčí.
• obruba (pažnice).

V prípade potreby vybudovania studne v hĺbke nad 8 metrov sa na uľahčenie ponorenia vrtáka a jeho následného vybratia z vrtu zariadenie upevní na domácej vrtnej veži.

Vrtnú vežu možno postaviť z drevených hranolov alebo kovových rúr, z ktorých sa zostaví konštrukcia v tvare trojnožky.

Veľkosť statívu musí proporčne zodpovedať výške sekcie vrtnej kolóny. Na vytvorenie konštrukcie sa trámy ukladajú do tvaru trojuholníka a upevňujú sa skrutkovým alebo zváraným spojom.

V nich sa vytvoria otvory na vloženie kovovej rúry, ktorá bude slúžiť ako podpora. Rozmery základne sú určené výhradne stabilitou konštrukcie.

V hornej časti konštrukcie je dodatočne vybavený otvor, cez ktorý bude prechádzať tyč.

Na ochranu kmeňa vrtu pred deštrukciou a opadávaním stien sa inštaluje pažnicová kolóna z rúr, ktoré majú vysokú nosnosť voči šmykovému a tlakovému zaťaženiu z vrstvy. Na prácu sa používajú rúry vyrobené z kovu, azbestocementu alebo polymérov.

Na vytvorenie pažnicovej kolóny je vhodné použiť rúry vybavené závitovým spojením na vonkajšom a vnútornom povrchu.

Segmenty týchto prvkov sa pri montáži konštrukcie ľahko zaskrutkúvajú do seba bez použitia ďalších montážnych jednotiek.

Výroba šneku z dostupných materiálov

Materiálom na výrobu vrtného nástroja, v tomto prípade skrutkovitej tyče, môže byť rúra s priemerom 100 mm. Na tento účel je lepšie použiť rúry z vysoko kvalitnej ocele, ktorých hrúbka stien je najmenej 5 mm.

Horná časť konštrukcie musí mať:

• na hornom konci skrutkový závit na vonkajšej strane na spojenie s tyčou;
• na dolnom konci – skrutkový šnek s počtom závitov najmenej dva.

Na uľahčenie procesu otáčania sa k hornému koncu rúry privarí rukoväť s dĺžkou 1,5 metra. Prechodovým prvkom medzi rukoväťou a rozoberateľnými tyčami bude T-kus vybavený vnútorným skrutkovým závitom.

Rezné lopatky vrtáka sa vyrábajú z pásov plechu s hrúbkou 2-2,5 mm, ktoré sa privaria k rúre v rovnako vzdialených odstupoch.

Z rúry rovnakého priemeru sa vyrábajú tyče s dĺžkou 1,5 metra:

• prvá tyč s vonkajším skrutkovým závitom na dolnom konci na pripojenie vrtáka;
• všetky nasledujúce tyče so závitom na oboch koncoch rovnakej veľkosti.

Spojovacie objímky musia mať rovnaké parametre závitu. Podľa potreby predĺženia konštrukcie sa jednoducho priskrutkujú k šneku po predchádzajúcom odskrutkovaní rukoväte.

Niektorí majstri používajú ako šnek ľadový vrták. Nôž nástroja v tomto prípade plní funkciu rezných lopatiek šneku. Tyče na predĺženie sa vyrábajú samostatne.

Aby ste mohli použiť nástroj ako vrták a dosiahnuť s ním väčšie hĺbky, na predĺženie sa vyrábajú tyče z rúr s priemerom 25 mm.

V snahe vylepšiť nástroj, niektorí remeselníci k továrenským okrajom improvizovaného závitovky dodatočne privárajú zosilnené rezáky.

Vykonávanie vrtných prác

Na mieste zriadenia studne sa vykope šachta s rozmermi 150x150 cm. Je potrebná na zabezpečenie stability vertikálne umiestnenej rúry. Aby sa steny prehĺbenia nezosypali, spevnia sa kusmi dosky alebo drevotriesky.

Do prehĺbenia sa ponorí vrták a držiac nástroj za rukoväť, začnú ho postupne zaskrutkovať do pôdy v smere hodinových ručičiek.

Do prehĺbenia sa ponorí vrták a držiac nástroj za rukoväť, začnú ho postupne zaskrutkovať do pôdy v smere hodinových ručičiek. Túto prácu je pohodlnejšie vykonávať vo dvojici: prvý bude otáčať rukoväťou nástroja, druhý bude naň zhora tlačiť.

Po prejdení prvého metra sa začne formovať teleso konštrukcie s priemerom najmenej 12–15 cm. Na to sa do prehĺbenia spustí pažnica. Priemer rúry by mal byť o niečo väčší ako veľkosť lopatiek vrtáka. Neskôr sa zatĺkanie rúr vykonáva súbežne s prehlbovaním studne.

Po prehĺbení vrtáka o 1,5–2 metre bude otáčanie nástroja samostatne už dosť ťažké. Uľahčiť prácu pomôže použitie rúrových kľúčov a iných upínacích pomôcok.

Po prejdení každých troch až štyroch metrov je potrebné skrutkovú tyč vybrať na povrch a jej čeľuste očistiť od zeme.

Keď nastane moment, že vrtný nástroj pri ponorení bude klesať do celej výšky, je potrebné ho „predĺžiť“. Na to sa k nemu pomocou závitového spojenia alebo nadstavca „čap-tyč“ upevní tyč.

V tejto fáze je dôležité zabezpečiť pevnosť spojenia prvkov. Na zjednodušenie určenia prejdenej hĺbky je vhodné predĺžené tyče označovať.

Počas prechádzania vrstiev sa pokračuje vo formovaní pažnicovej kolóny, pričom sa nezabúda na kontrolu vertikality telesa. Dokonca aj minimálne zakrivenie môže brániť voľnému spúšťaniu pažníc. Preto, ak počas práce vrták začne narážať na steny pažnicovej kolóny, na korekciu vertikality telesa sa medzi pôdu a pažnicu zatĺkajú drevené kliny.

Práce pokračujú, kým zemina dopravená na povrch nebude vlhká. To bude signalizovať, že vodonosná vrstva je už blízko. Na prekonanie vodonosného horizontu zostáva už len trochu sa prehĺbiť.

Pažnicovú kolónu je možné, ale nežiaduce montovať aj po dokončení vŕtania. Po inštalácii pažnicovej rúry do úplne vyvŕtaného kmeňa bude potrebné z vrtu opäť vyťažiť zrútenú zeminu, ale bude sa musieť konať pomocou žliabku.

Aby sa predlžovaná pažnica neponorila do kmeňa pred pripojením ďalšieho úseku, drží sa svorkou

Na dočasnú fixáciu pažnicovej kolóny inštalovanej do vyvŕtaného kmeňa by sa malo použiť zariadenie vo forme svorky vybavenej rukoväťami. Zabráni tomu, aby pažnica klesla do vrtu skôr, ako bude pripojený ďalší úsek pažnicovej rúry.

Treba však poznamenať, že táto metóda nie je ani zďaleka najracionálnejšia, pretože vyžaduje dlhodobé čistenie dna od kalu. Pri vytváraní kolóny by ste nemali spúšťať rúry až na dno studne. Nemali by siahať až do najnižšieho bodu dna približne o pol metra.

Na vytvorenie pažnicovej kolóny sa plastové rúry vkladajú postupne, pričom sa prvky spájajú podľa hĺbky

Na uľahčenie procesu vŕtania pomocou závitovky odborníci odporúčajú občas prepláchnuť vodou. Prúd čerpaný čerpadlom do dutiny pažnicovej rúry vymyje vývrt na povrch.

Závery a užitočné video k téme

Vŕtanie studne úderovo-lanovým spôsobom:

Jemnosti výroby závitovky vlastnými rukami:

Tým, ktorí chcú vedieť, ako správne vyvŕtať vodnú studňu ručne, sme priniesli v praxi overené metódy. Je potrebné zvoliť optimálny spôsob vŕtania, vážne pristupovať k výberu potrebného vybavenia a pri vŕtaní prísne dodržiavať rady skúsených majstrov.

Výsledkom vynaloženého úsilia bude vlastnoručne vybudovaný zdroj vody, ktorý zabezpečí čistú vodu všetkým členom domácnosti.

Chcete porozprávať, ako ste vŕtali studňu na vlastnom pozemku? Máte otázky alebo zaujímavé fakty k téme článku? Napíšte, prosím, komentáre do bloku nižšie.