Studňa na chate vlastnými rukami: prehľad technológií a nástrojov na ručné vŕtanie

Studňa na chatovom pozemku Vás zbaví množstva problémov. Zabezpečí Vám vodu na polievanie, starostlivosť o osobný transport a okolie. Je nepravdepodobné, že by ručne získaná voda poslúžila na pitné účely, ale úplne postačí na vykonávanie hygienických procedúr.

Pravda, vŕtanie vývrte nie je príliš lacné. Iná vec je, ak je studňa na chate zriadená vlastnými rukami. V tomto prípade je možné získať vlastný zdroj vody s minimálnymi finančnými stratami. Súhlasíte?

V nami navrhovanom článku sú podrobne opísané vrtné technológie dostupné samostatným vrtákom. Podrobne je opísaný vrtný nástroj a pravidlá jeho výberu v závislosti od fyzikálno-mechanických vlastností pôdy. Naše odporúčania poskytnú účinnú pomoc pri zriadení vodozáberného vývrte.

Stručný zjednodušený kurz hydrogeológie

Podzemné vody sa podstatne líšia od povrchových analógií. Netečú v podobe búrlivých potokov s riekami, nezhromažďujú sa v jazerách, pokiaľ nenarazia na krasovú dutinu v zemskej kôre.

Ak by sa pod našimi nohami všade preháňali prudké prúdy, mestá a osady by sa zrútili spolu s pôdou, ktorá nemá pod sebou spoľahlivý skalný základ.

Podzemná voda sa získava z pórov, trhlín, kaverien (dutín), ktoré sú v štruktúre hornín

Charakter uloženia vody v horninách

Podzemnú vodu obsahujú póry, dutiny a trhliny vytvorené v horninách počas rôznych geologických procesov. Do genézy a princípu fungovania procesov sa v tomto článku nebudeme púšťať.

Poznamenajme len to, že od spôsobu vzniku pôd závisia ich fyzikálno-mechanické vlastnosti, ako aj hydrotechnická a hydrogeologická špecifika vody v nich obsiahnutej.

Podzemným vodám je vlastný určitý pohyb v rámci ich nosnej vrstvy – vrstvy sedimentov s rovnocennými vlastnosťami a štruktúrou. Pôsobí na ne analogicky ako na povrchové vody gravitácia, ktorá spôsobuje tok do nižšie položených vrstiev alebo pozdĺž svahu do nižšie ležiacich oblastí.

Ak má podzemná voda možnosť hromadiť sa, ale nemá cesty na odvod, zvyšuje sa tlak. Voda sa kvôli svojim fyzikálnym vlastnostiam nedá stlačiť. V uzavretom priestore tlak núti kvapalinu hľadať miesto na prirodzený výstup. Vďaka tomuto javu na povrch vyvierajú pramene a tryskajú gejzíry.

Podzemná voda sa odčerpáva z pórov pieskov rôznej veľkosti a hustoty uloženia, z rozpukaného vápenca, zriedkavo pieskovca.

Pôdy, póry, kaverny a trhliny, ktoré obsahujú vodu, sa nazývajú vodonosné alebo vodu obsahujúce. Výkop určený na odber vody musí byť práve v nich zahlbený. Medzi vodonosnými vrstvami sú druhy, ktoré dokážu vodu bez prekážok prepúšťať, a druhy, ktoré ju dokážu len zadržiavať.

V geologickom reze sa vodonosné vrstvy striedajú s nepriepustnými vrstvami (vodou nepriepustné). Sú to ílovité pôdy, ktorých štruktúra je podobná známemu plastelínu, neobsahujú vodu a neprepúšťajú ju.

Voda sa môže nachádzať v malých šošovkách a trhlinách vytvorených v hlinitých pôdach a tvrdých piesčitých hlinách. Najčastejšie sa však jednoducho vsiakne do ílovitých nánosov, čím mení ich konzistenciu.

K nepriepustným vrstvám patria aj skalné a poloskalné druhy v neporušenom stave, t. j. bez trhlín. Ak je ich telo posiate trhlinami rôzneho kalibru a navyše naplnené vodou, potom skalné a poloskalné útvary prechádzajú do kategórie vodonosných.

Čím väčší je objem dutín horniny, tým väčšou vodnatosťou bude vodonosná vrstva disponovať. Pravdaže, túto charakteristiku možno získať len pri vŕtaní studne alebo sa o nej dozvedieť v organizácii, ktorá vykonávala vrtné práce v blízkosti.

Klasifikácia podzemných vôd

Charakter vzniku pôd obsahujúcich vodu je základom klasifikácie podľa fyzikálno-mechanických vlastností.

Podľa čoho sa podzemná voda vhodná na využitie zjednodušene rozdeľuje na:

• Vody sedimentárnych nánosov. Nachádzajú sa v póroch pieskov rôznej veľkosti, v dutinách štrkových, okruhliakových a kamenivých nánosov. Obsahujú ich úlomkovité pôdy, ktorých častice nie sú nijako navzájom spojené. Uvedené horniny majú vynikajúce filtračné vlastnosti: voda sa v nich a cez ne môže voľne pohybovať v smere, ktorý jej vyhovuje.
• Vody pevných hornín. Nachádzajú sa v trhlinách skalných, poloskalných a niektorých sedimentárnych spevnených pôd. Najrozšírenejším zástupcom je vápenec. Voda sa môže šíriť trhlinami pevných tvrdých ílov, slieňov, pieskovcov atď., ale na ťažbu sú tieto možnosti nevhodné.

Filtračné vlastnosti podložných hornín závisia od stupňa rozpukanosti. V nerozrušenom stave sú ich častice upevnené kryštalickými alebo konsolidovanými väzbami, ktoré nedovoľujú vode prúdiť v rámci vrstvy, presakovať von a prenikať zvonka.

Voda v podložných zeminách vzniká kondenzáciou. Hromadí sa po stáročia bez vonkajšieho dopĺňania. Prirodzene, v obmedzenom priestore je jej tesno, a preto pri otvorení takejto vrstvy sa statická hladina zvyčajne ustáli nad hĺbkou uloženia. Niekedy takéto vrty dokonca vyvierajú.

Zeminy sedimentárnej vrstvy sú uložené relatívne horizontálnymi vrstvami, v rámci ktorých sú fyzikálno-mechanické vlastnosti a štruktúra rovnaké alebo majú nepatrné odchýlky. Vodotesné zeminy sa zvyčajne striedajú s vodou nasýtenými.

Sedimentárne usadeniny sa pravidelne dopĺňajú atmosférickou vodou. Preniká jednoduchým presakovaním – infiltráciou cez ležiace vyššie vrstvy. Sedimentárne vodonosné vrstvy sa môžu nasýtiť aj v horizontálnom smere, napríklad získavaním vody pomocou rovnakej infiltrácie z blízkeho vodného útvaru.

Filtračné vlastnosti a príroda vzniku hornín sú úzko spojené s hydraulickými kvalitami vody, ktorá sa v nich nachádza.

Podľa uvedeného znaku sa podzemné vody delia na nasledujúce kategórie:

• Beztlakové. Sú to vody, ležiace v sedimentárnych horninách, v prvých vodopriepustných vrstvách od denného povrchu. Voľne sa dopĺňajú a rovnako sa vybíjajú do vodných útvarov alebo nižšie ležiacich vrstiev, preto sa vyznačujú nulovým tlakom.
• Tlakové alebo artézske. Je jasné, že väčšinou ide o vody podložných hornín. Niektoré vrty, ktoré otvárajú sedimentárny vodonosný horizont, sa však k nim zaraďujú. Napríklad, ak sa pozemok nachádza v sedle medzi dvoma kopcami, voda odkrytá výkopom sa bude snažiť dosiahnuť strednú úroveň podľa vrstvy a vyvierať.

Ak vodonosný horizont, viazaný na sedimentárne horniny, leží medzi vodotesnými vrstvami rovnakého genézy, môžu sa vyznačovať nepatrným tlakom. Jasný príklad: piesok nasýtený vodou, zhora aj zdola „obklopený“ vrstvami hliny. Pri otvorení môže byť statická hladina istý čas mierne nad stropom samotnej vrstvy.

Podzemné vody sedimentárnych hornín sú málokedy tlakové, pretože majú takmer vždy možnosť vybitia. Výnimkou sú vrty vyvŕtané v sedle medzi kopcami. V takýchto zdrojoch sa voda bude snažiť dosiahnuť všeobecnú hladinu podzemnej vody (HPV) podľa vodou nasýtenej vrstvy na princípe prepojených nádob.

Takúto vodu ľudovo nazývajú medzivrstvovou, v prostredí hydrogeológov slabo napätou. V praxi sa takéto situácie vyskytujú veľmi zriedkavo. Pretože voda viazaná na sedimentárne pôdy má takmer vždy možnosť odtoku.

Táto možnosť môže byť vzdialená 1 – 10 a viac km od miesta vŕtania, ale vďaka nej v zvodni nie je tlak. To znamená, že o napätí nemôže byť ani reč.

Kategória vŕtateľnosti ako argument

Okrem uvedených klasifikačných rozdielov existuje ešte jedna veľmi dôležitá vlastnosť, s ktorou sa musia oboznámiť majstri, ktorí chcú na vlastnej chate vyvŕtať vodnú studňu. Je ňou kategória vŕtateľnosti, ktorá výrazne obmedzuje okruh možností ručného vŕtania.

Kategóriu vŕtateľnosti opäť určujú fyzikálno-mechanické vlastnosti hornín a špecifiká ich pôvodu. Podľa týchto znakov sa pôdy delia na:

• Sypké. Hrubo- a drobnoúlomkové sedimentárne horniny, ktoré pri ťažbe neudržiavajú tvar: piesky všetkých stupňov hustoty a zrnitosti, štrkové, štrbinové, okruhliakové nánosy. Ľahko sa rozrušujú, ale nie vždy sa dajú jednoducho zo studne vybrať.
• Plastické. Ílovité sedimentárne pôdy, ktoré pri ťažbe udržiavajú tvar: ide o rodinu hlinitých pôd, ílov a piesčitých hlín. Rozrušujú sa ťažšie ako predchádzajúci typ, ale vďaka vlastnej lepivosti sa dajú vybrať bez väčších problémov.
• Tvrdé. Patria sem skalnaté a poloskalnaté horniny. Najvyššia kategória vŕtateľnosti, potvrdzujúca náročnosť a pracnosť ťažby. Horniny sa ťažko rozrušujú a rovnako náročné je ich zdvihnúť z dna vrtu.

Sedimentárne nánosy sú zastúpené sypkými a plastickými druhmi. Ich vŕtanie je možné zvládnuť vlastnými silami. Nie je zvlášť potrebné prizývať techniku a vyrábať superkomplikovaný vŕtací nástroj.

Tabuľka s klasifikáciou hornín podľa vŕtateľnosti šnekovým nástrojom. Šnek patrí medzi náradie s najvyššou rýchlosťou ťažby, ale vo väčšine prípadov je po jeho prechode potrebné vyčistiť dno studne bajlerom (+)

Tabuľka s kategóriami vŕtateľnosti hornín nárazovo-lanovou metódou. Rýchlosť vŕtania je najnižšia, ale iba nárazovo-lanovou metódou je možné prejsť sypké piesky, štrkovo-okruhliakové nánosy, vybrať zo studne vodou nasýtené pôdy a vyčistiť dno vrtu (+)

K materským horninám patria prevažne skalnaté a poloskalnaté druhy. Pre samostatného vŕtača je to prakticky nedostupná možnosť.

Bez vrtných súprav je príliš ťažké vŕtať, a bez špecializovaného rozrušovacieho nástroja, vrtáku, je to úplne nemožné. Tvrdé a polotvrdé íly sa vŕtajú ľahšie ako «skala», ale voda sa z nich nečerpá.

Pre odber vody sa vrty zriaďujú s prehĺbením vodoprijímacej časti do piesku alebo do vápenca. Pre tých, ktorí chcú vŕtať vrt vlastnoručne, je realizovateľný “pieskový” variant (+)

Poznamenávame, že pitná voda sa získava ako z usadených vrstiev, tak aj z podložných hornín. Avšak variant viazaný na usadeniny býva častejšie len technický kvôli schopnosti pôd prepúšťať akékoľvek kvapaliny, vrátane odpadových vôd, na zem rozliatych olejov, ropných produktov a pod.

V každom prípade treba vodu odčerpanú z osobného zdroja odniesť na kontrolu do hygienickej stanice (SES) na získanie verdiktu podloženého analýzami o pitnej alebo technickej vhodnosti.

Výber miesta pre studňu na chatovom pozemku

Predtým, ako si na chate urobíte vrt na odber vody, je potrebné vykonať samostatný hydrogeologický prieskum. Znie to honosne, ale v podstate ide o jednoduchý prieskum medzi susedmi, ktorí majú vlastný zdroj vody.

Počas prieskumu je potrebné zistiť:

• Hĺbku hladiny vody v existujúcich odberných miestach. Túto skutočnosť možno zistiť od majiteľov vrtov aj studní.
• Stabilitu statickej hladiny. Nemá tendenciu výrazne klesať v suchom letnom období a v zime?
• Geologickú situáciu. Presnejšie, aké horniny boli odkryté pri kopaní studne alebo vŕtaní? Vyskytli sa balvany?

Chatové pozemky sa spravidla nachádzajú v rovinatom teréne, pre ktorý je charakteristické takmer horizontálne uloženie geologických prvkov. Nepatrné odchýlky budú len v dôsledku rozdielu v absolútnych nadmorských výškach medzi existujúcim zdrojom a bodom vŕtania.

Žiadne ľudové metódy hľadania známok vody na pozemku radšej nepoužívajte. Reči o citlivosti mravcov a zohľadňovaní klímy sú vôbec smiešne, na uloženie podzemnej vody nijako nevplývajú. Na klímu ste sa mali orientovať už pri výbere pozemku.

Rozhodne sa oplatí určiť najkratšiu trasu od zdroja k domu alebo k saune. A určite je potrebné zvážiť možnosť inštalácie veže s pohodlným vykonávaním celého komplexu prác. Pri určení najvhodnejšieho času na vŕtanie vám pomôže nasledujúci článok.

Prenájom mobilnej vŕtacej súpravy

Najjednoduchšia a najmenej pracovná metóda zriadenia vrtu na vlastnej chate spočíva v prenájme mobilnej vŕtnej súpravy. S jej pomocou je možné za pár dní vyvŕtať a vybaviť na pozemku samostatné zariadenie na odber vody.

Súprava bez námahy prejde hrúbku usadených zemín a podľa želania majstra odkryje podložné horniny, ale lacnou túto metódu nenazvete.

Na vŕtanie vodozáberného diela bude potrebný vŕtací nástroj. Na vybratie sypkých hornín bude potrebná želonka, ílovité pôdy je jednoduchšie zdvíhať šnekom, pohárom alebo rúrkou s jadrovníkom. Ak sa má vykonať drvenie balvanov alebo skalnej horniny, treba sa zásobiť dlátami.

Ako cenovo dostupnejšia alternatíva poslúži demontovateľné ručné vŕtacie zariadenie. Zahŕňa šnek s rukoväťou na rotačný pohyb pri zavŕtaní a súbor tyčí na predlžovanie vŕtacej kolóny. S „ručným“ zariadením vŕtajú studne do 10–25 m. Je možné aj hlbšie, ak to dovolí zdravie a počet tyčí.

V prípade absencie vŕtacej súpravy alebo zariadenia v továrenskom prevedení sa pristupuje k metódam, ktoré sa donedávna používali v profesionálnom vŕtaní. Reč bude o úderno-rotačnom a úderno-lanovom ručnom spôsobe.

Kvôli nehomogenite geologického rezu sa metódy vŕtania najčastejšie používajú v kombinácii. Rozdiel v technike ničenia a ťažby horniny umožňuje prejsť doslova akékoľvek geologické útvary, bez ohľadu na ich zložitosť.

Súprava na ručné vŕtanie studní (ľudovo nazývaná “ručný vrt”) predstavuje najjednoduchšiu vŕtaciu súpravu v továrenskom prevedení. Je určená na skrutkové vŕtanie. Na výrobné účely sa používa tam, kde nie je možné rozložiť vežu štandardnej vŕtacej súpravy (+)

Metódy na ručné vŕtanie

Predtým, než sa rozhodnete realizovať projekt vodozáberného vrtu vlastnými rukami, mali by ste sa dôkladne oboznámiť s metódami hĺbenia studní. Technológia sa vyberá v závislosti od geologickej stavby pozemku. Za týmto účelom sa dôkladne vypytujte susedov, ako kopali studňu alebo vŕtali vrt u nich.

Po zistení, aký typ pôdy sa pri ťažbe predtým prechádzal, rozhodnete sa o vŕtacom nástroji. Budete si ho musieť vyrobiť sami alebo si ho prenajať. Okamžite treba rozhodnúť, čo urobiť s vŕtacou vežou: požičať si ju od niekoho na dočasné užívanie alebo si ju postaviť sami.

Variant #1 – nárazovo-rotačné vŕtanie

Z názvu je jasné, že ničenie a ťažba odvalenej horniny z vrtu sa vykonáva pomocou úderov a rotácie.

Na vykonávanie uvedených vŕtacích činností sa používajú rôzne druhy náradia, a to:

• Lyžica. Je určená na rotačné vŕtanie, používa sa pri prechádzaní plastickými pôdami. Predstavuje valec, ktorému chýba menšia polovica alebo len segment. Vrták sa vyrába s určitým posunom stredovej osi, aby sa vyvŕtal otvor širší ako samotný nástroj.
• Vrták, inak skrutka. Je určený na ťažbu hutných ílovitých pôd rotačnou metódou. Predstavuje skrutku s jedným alebo viacerými závitmi. Funguje jednoducho: zaskrutkuje sa do pôdy a na lopatkách vynáša rozdrvenú hmotu na povrch.
• Želonka (naberačka). Je určená na ťažbu sypkých sedimentárnych hornín nárazovou metódou. Okrem nej nie je vhodný žiaden nástroj na plnohodnotné vyťahovanie štrkovo-okruhliakových nánosov, drviny, okruhliakov, sypkých pieskov. Želonka je nepostrádateľná pri zdvíhaní pôd nasýtených vodou, a teda veľmi ťažkých.
• Dláto. Je určené na drvenie tvrdých hornín opakovanými dôraznými údermi. Používa sa v páre so želonkou, ktorá po rozdrvení vyberá odval zo dna vrtu.

Lyžica – univerzálny vŕtací nástroj s dvoma uchopovacími zariadeniami. Na rezanie a zachytávanie pôdy po vertikále má mierne ohnutú ľavú stenu svojrázneho otvoru vo valci.

Pre spodné uchopenie sa najčastejšie upravuje rezná hrana v tvare lyžice na päte vrtáka. Variácií na tému lyžice je obrovské množstvo. Tí, ktorí si ju chcú vlastnoručne vyrobiť, musia len pochopiť princíp fungovania.

Lyžicové vrtáky ničia a zachytávajú horninu v dvoch smeroch. Zvisle odrezáva pôdu hrana polvalca umiestnená v smere otáčania vrtáka, spodný rezný prvok prehlbuje studňu na princípe zaskrutkovania.

Podobne ako šnek sa lyžica zaskrutkúva do horniny. Spodným rezným prvkom sa zarezáva do pôdy, ktorá sa po oddelení od masívu dostáva do vnútra neúplného valca. Bočným rezným prvkom lyžica počas otáčania odrezáva horninu zo stien kmeňa. Novo odrezaná pôda zhutňuje predchádzajúcu dávku a posúva ju do dutiny náradia.

Práca sa vykonáva, kým sa dutina lyžice nezaplní vývrtkom na polovicu alebo dve tretiny. Potom sa vrták vytiahne zo studne a uvoľní sa od vyvŕtaného vývrtku cez bočný vertikálny „otvor“ vo valci. Vyprázdnené náradie sa opäť spustí na dno a ďalej sa vŕta.

Lyžica na vŕtanie polotvrdých a tvrdých ílovitých pôd, ktoré nevyžadujú držanie spodným uchopením

Spodné uchopenie lyžicového vrtáka je vyhotovené vo forme šnekového závitu, na uľahčenie prechodu je zosilnené prídavným vrtákom

Vrták-lyžica pre ručné vŕtanie do hĺbky 5 m so skrátenou pracovnou časťou, ktorá je privarená k štartovacej tyči

Os symetrie lyžice nie je posunutá bezdôvodne. Excentricita umožňuje vyvŕtať otvor vhodný na súčasné osadenie pažnicovej rúry. Pažnica je nevyhnutná na vytvorenie kmeňa diela v sedimentárnych usadeninách.

Bez nej sa sypké horniny budú nekonečne sypať na dno studne, a ílovité pri navlhnutí budú „vydúvať“ do kmeňa, zužujúc svetlosť a sťažujúc dopravu náradia na dno.

V poslednom čase lyžicu aktívne vytláčajú rôzne modifikácie šnekov. Prechod skutočne uľahčujú, ale z hľadiska vyťahovania rozrušenej horniny výrazne zaostávajú za lyžicou.

Ňou možno vyvŕtať vlhké lepkavé piesky, ale šnek ich úplne nezdvihne. Na čistenie dna po šneku sa takmer vždy musí použiť žliabka. Vychádza to, že práca sa vykonáva v dvojnásobnom objeme.

Vŕtanie šnekom má vážnu nevýhodu – pri zaskrutkovaní vrtáka je veľmi ľahké odchýliť sa od vertikály. Výrazné odchýlky povedú k úplnej prevádzkovej nevhodnosti vrtu. Menšie odchýlky sťažia inštaláciu pažnice a následne ponorenie čerpadla (+)

Najjednoduchší model žliabky sa vyrába z kusu rúry Ø 180-220 mm v závislosti od veľkosti vrtu. Nezabúdajte, že na odčerpávanie vody ponorným čerpadlom musí byť vnútorný Ø pažnice o 2-3 cm väčší ako vonkajší Ø čerpadla. Inak ho nebude možné spustiť do odberného zariadenia.

Optimálna dĺžka kusu rúry pre žliabku je 1,0 – 1,2 m, aby ste sa netrápili s dvíhaním, vyprazdňovaním náradia a čistením jeho vnútra jednoducho rukou v prípade potreby. V hornej tretine sa vyreže okienko potrebné na vybratie vyvŕtanej zeminy. Na vrch sa pripevní na skrutky alebo privarí ucho, ku ktorému sa bude upevňovať lano.

Nôž nástroja sa vybavuje najčastejšie jedno-, zriedkavejšie dvojkrídlovým ventilom. V úzkych žliabkach slúži ako ventil gulička. Aby spodná časť lepšie kyprela a rozrušovala horninu, na spodku sa brúsi ostrá hrana alebo sa režú zuby.

Niekoľko zaujímavých variantov výroby žliabky je uvedených v článku, s ktorým vám odporúčame sa oboznámiť.

Žliabku držanú lanom voľne hodia na dno vrtu. Pri náraze o zem sa otvorí ventil a rozrušená zemina sa posunie do dutiny rúry.

Po prepustení dávky zeminy do dutiny náradia sa ventil zatvorí, vďaka čomu žliabka v sebe udrží sypké nesúdržné horniny. Potom sa náradie zdvihne nad dno vrtu do výšky 1,5 – 1,0 m a opäť sa hodí, kým sa neprejde ďalších 0,3 – 0,4 m.

O tom, ako vyrobiť vrtné náradie na ručné vŕtanie odberných vrtov, je podrobne uvedené v nami odporúčanom článku.

Overené konštrukcie dláta vám predstavujeme, ale úprimne si želáme, aby ste sa nestretli s potrebou ich použitia. Samozrejme, bez dláta nie je možné ručne rozbiť „skalu“. Ale stojí to za to?

Vŕtanie bude postupovať doslova o pár cm denne. Rozumnejšie je použiť mechanizovaný spôsob: prenajať si mobilnú súpravu alebo pozvať vrtárov.

Dláto môže byť potrebné, ak sa v sedimentárnom reze vyskytujú veľké okruhliaky a balvany. Predpokladať, kde na ne možno v skutočnosti naraziť, nie je možné, pretože majú chaotické rozloženie.

Ak sa balvan vyskytne po dvoch/troch metroch prehlbovania, je lepšie zmeniť miesto vrtu. Ak je vyvŕtaných približne 15 – 20 m, potom je lepšie potrápiť sa, dlho a vytrvalo hádzať dláto na kameň.

Dláta sa vyrábajú s použitím kováčsko-lisovacích strojov z celého kovového polotovaru kovaním. Bude ich potrebné objednať (+)

Počas vŕtania všetkými uvedenými nástrojmi sa do vrtu pravidelne pridáva voda. Plní funkciu vrtnej kvapaliny, dočasne viaže sypké pôdy, zmäkčuje ílovité horniny a ochladzuje nástroj, chrániac ho pred predčasným opotrebením.

Na výrobu vrtných tyčí sú ideálne rúry s označením VGP, ktorých vnútorný priemer sa pohybuje v rozmedzí 33 – 48 mm. Dĺžku tyče treba vyberať podľa výšky veže. Tak, aby sa pri zdvíhaní v medzere medzi blokom a denným povrchom voľne zmestili 2-3 články.

Tradičná dĺžka tyče je 1,2 – 1,5 m, ale stáva sa, že sa vyrábajú aj po 5,0 m. Samozrejme, pri zostavovaní vrtnej kolóny z dlhých prvkov je menej spojov. V dôsledku toho je menšia možnosť pretrhnutia reťaze rúr v kmeni.

Avšak vyťahovať z vývrte dlhé tyče je dosť zložité. Navyše treba pamätať na to, že vrch kolóny pri zdvíhaní takmer dosahuje blok s prehodeným lanom, a dole zvyčajne z vrtu trčí časť pažnice.

Tyče sa používajú na predlžovanie vrtnej kolóny, niekedy na zaťaženie vrtného náradia. Navzájom sa spájajú spojkami alebo poistnými čapmi.

Tyče sa spájajú závitovými spojkami alebo kovovými «čapmi» – kusmi tyče, vyrobenými presne podľa Ø otvorov v tyčiach určených na spojenie. Počiatočný článok je vybavený okom na upevnenie lana.

Spodná časť každého článku sa musí bezchybne spájať s nasledujúcim prvkom a byť konštrukčne identická s prispôsobením na vrchole lyžice alebo šneku.

Variant #2 – nárazovo-lanové vŕtanie

Vŕtanie otáčaním hlbšie ako 10 – 15 m je príliš ťažké, veď okrem zaťaženého náčinia, ktoré má nemalú váhu, treba z vývrte vyťahovať kolónu vrtných tyčí. Navyše pri každom zdvíhaní treba všetky tieto metre neustále rozoberať a potom znova zostavovať na dopravu nástroja k čelu.

Pri mechanizovanom vŕtaní je všetko jednoduchšie – otáčanie, dopravu a vyťahovanie nástroja vykonáva hydraulika. Robiť takúto prácu ručne je neúčelné a príliš ťažké.

Navyše pri vykonávaní rotačných pohybov bez použitia mechanizmov sa možno ľahko odchýliť od vertikály. A čím väčšia hĺbka, tým väčšie bude skosenie, sťažujúce tak dopravu vrtáka k čelu, ako aj montáž pažnice, a následne aj inštaláciu čerpadla do studne.

Pri ručnom vŕtaní v takej hĺbke je rozumnejšie uchýliť sa k úderno-lanovej technológii. V podstate sme ju už vyložili v rámci opisu práce so žliabkom. Je to štandardné náradie na vŕtanie údernou metódou.

Na prechod cez ílovité pôdy sa používa kužeľový pohár s reznou hranou na spodku topánky. Na rozdiel od žliabka nemá pohár ventil ani okienko na vyberanie pôdy.

Rovnako ho so silou vhadzujú na dno vrtu a vyťahujú ho, keď je naplnený. Pri náraze je do jeho dutiny vtlačená ílovitá hornina, ktorá je zadržiavaná iba stenami a vlastnou schopnosťou lepiť sa.

Pohár sa uvoľňuje od výplne poklepaním perlíkom po jeho stenách. Lepkavá hornina sa potom oddelí od vnútorného povrchu nástroja a vypadne von. Na vŕtanie pohárom nie sú potrebné žiadne vrtné tyče.

To znamená, že nie je potrebné neustále rozoberať a znova skladať nemalú „reťaz“ vrtných tyčí. Pravda, jednu alebo dve z nich možno použiť na banálne zaťaženie nástroja pri jeho spúšťaní do značnej hĺbky.

Pohár – predchodca jadrovej vrtnej rúry. Konštrukčne pripomína žľabu (bailer), ale nie je vybavený ventilom na pätke.

Na vykonávanie úderov do horniny sa k vrtnému nástroju pripevňuje lano alebo lanový kábel, na základe čoho metóda vŕtania dostala názov úderne-lanové vŕtanie. Na vykonávanie rotačných pohybov sa používa kolóna vrtných tyčí, ktorá spája vrták s ručným alebo mechanickým vratom.

Na zvýšenie postupu pri vŕtaní rotáciou nástroj tiež naráža na dno vrtu, a aby sa zvýšila sila deštrukcie, pätky vrtákov sa vybavujú rôznymi reznými časťami.

Je jasné, že pri vŕtaní je potrebné vrták pravidelne spúšťať na dno vrtu a po jeho naplnení ho vyťahovať na povrch. Nezabúdajte, že so zväčšujúcou sa hĺbkou bude vyťahovanie nástroja s vyvŕtanou zeminou s každým vrtom ťažšie. Uľahčiť vŕtanie opísanými metódami a nástrojmi vám pomôže domáca vrtná veža.

Aby bolo možné počas vŕtania ľahko prechádzať z rotačného na úderne-lanový spôsob, je lepšie vybaviť vrtnú súpravu ručným vratom aj navijakom.

Klasická verzia vrtnej veže sa vyhotovuje v tvare trojnožky s celkovou výškou približne 4,5 – 5,0 m. V hornej časti veže je inštalovaná kladka, cez ktorú je prehodené lano spojené s nástrojom. Pri rotačnom vŕtaní je veža potrebná na zdvihnutie vrtnej kolóny pozostávajúcej z nástroja a vrtných tyčí.

Pri vŕtaní výkopu do hĺbky 10 – 12 m sa zaobídete bez vrtnej súpravy, ale práca si vyžiada viac svalovej námahy. Takže je predsa len lepšie ju použiť.

Ak sa vám naozaj nechce zaoberať jej stavbou, postačí zariadenie v tvare dvoch stĺpov s priečkou a prehodeným ramenom cez ňu. Nie je vylúčené, že na základe navrhovaných konštrukcií budete môcť vyvinúť vlastné zariadenie, ktoré uľahčí prácu vrtára.

Opláštenie vrtu

Na pažnicu vrtného kmeňa je najlepšou možnosťou oceľové rúry. Polymérové rúry by sa dali použiť, ale z hľadiska pevnosti pri zahlbovaní do zeme nie sú príliš dobré. Navyše, do studne nebude pažnicu tlačiť hydraulika, ale ručná sila, a ľahké plastové rúry do ručne vyhlbenej jamky nie je vôbec jednoduché zahlbiť.

Pažnica sa skladá z jednotlivých článkov dlhých približne 2 m. Môžu byť aj dlhšie, ale vtedy bude nepohodlné osadiť ich do kmeňa počas vŕtania. Preto, aj keď v pažnicovej kolóne bude veľa spojov, je lepšie použiť vhodnú veľkosť pre danú prácu.

Prvý článok sa osadí po dvoch/troch cykloch. Potom sa postupne pretláča, pričom sa naň položí hranol na aplikáciu vlastnej sily a hmotnosti. Pri rotačnom vŕtaní sa pažnica zahlbuje po vybratí nástroja so zeminou.

Použitie príklepovo-lanového spôsobu v sypkých horninách vyžaduje zahlbovať pažnicu s miernym predstihom pred vrtákom, inak bude vrták nekonečne naberať vrstvu, bez postupu nadol.

Osadenie pažnice sa vykonáva súčasne s vŕtaním diela. Rúry sa spájajú závitom alebo zváraním. Pažnica sa počas prác fixuje objímkou.

Články pažnice sa spájajú zváraním alebo závitovými spojkami, ale najlepšie je od začiatku zvoliť rúry so závitom. Pri zahlbovaní je jednoduchšie a pohodlnejšie ich naskrutkovať, než neustále zvárať a kontrolovať zvarové švy na chyby.

Vo vŕtaní sa pokračuje, kým sa neprejde vodonosná vrstva a nezahlbí sa do podložnej nepriepustnej vrstvy aspoň o 0,5 m. Potom sa kolóna pažnicových rúr mierne “vytiahne” na povrch, aby sa dostala z nepriepustnej vrstvy. Následne sa vykoná prečerpanie vodnej studne, aby sa odstránila hornina rozrušená počas vŕtania.

Po dokončení preplachu sa do vnútra pažnicového kmeňa vloží ďalšia kolóna rúr so studňovým filtrom, ktorý zbaví vodu nečistôt a ochráni čerpadlo. Teraz je možné nainštalovať čerpadlo, ktorého typ sa volí podľa hĺbky vodonosného horizontu.

Záverečnou etapou zriadenia vlastného vodného zdroja je úprava jeho ústia. Na tento účel sa vybuduje kesón alebo sa nainštaluje zakúpená hlavica z obchodu.

Závery a užitočné video k téme

Video #1. Demonštrácia samodeľnej vrtnej súpravy:

Video #2. Testovanie samodeľného stroja na šnekové vŕtanie:

Video #3. Princíp hydrovŕtania na základe vývoja studne šnekom:

Nami predstavené metódy ručného vŕtania vám pomôžu v neľahkej, ale užitočnej úlohe vývoja vlastného zdroja vody na chate.

Pozývame záujemcov, aby sa podelili o vlastné skúsenosti s vŕtaním studní, zanechali komentáre v bloku nižšie. Pýtajte sa, rozprávajte o užitočných nuansách v oblasti prechodu a usporiadania vodozberných diel, umiestňujte fotografie. Zaujíma nás váš názor na predložené informácie na oboznámenie.