Ruční vrtání studní na vodu: jak provrtat vodní vrt ručně

Ne všichni majitelé venkovských pozemků jsou ochotni vynaložit velké částky na přivolání vrtacích firem ke zřízení vodní studny. Pohodlí vlastního vodního zdroje lze jen těžko přecenit. Ušetřit můžete tím, že si vodní zdroj vybudujete vlastníma rukama. Jak to udělat?

Vše o tom, jak se provádí ruční vrtání studní na vodu, se dozvíte z námi navrhovaného článku. Řekneme vám, jak a jakým způsobem se práce provádějí, co bude začínající vrtací potřebovat k realizaci nápadu. S ohledem na naše doporučení budete moci bez problémů provrtat a vybudovat vrt.

Pro domácí mistry jsme uvedli a rozebrali všechny techniky ručního vrtání, vysvětlili, v jakých případech je použít. Přiložili jsme schémata vrtacích strojů a nástrojů dostupných pro vlastní výrobu, umístili jsme fotovýběry a video návody.

Druhy studní a jejich vlastnosti

Vlastní zdroj vody je skvělá příležitost zajistit sobě a svým blízkým čistou živou vodu a uspokojit domácí potřeby. Vrtáním a vybudováním studny lze vyřešit problém s dodávkou vody na několik desítek let dopředu.

Výběr způsobu vrtání a rozsah prací na vybudování studny závisí na typu hydraulické konstrukce.

Studna abysinského typu

Pokud se voda na pozemku nachází pravděpodobně v hloubkách 10-15 metrů, je výhodnější a jednodušší zřídit abysinskou studnu. Hydraulická konstrukce tohoto typu využívá vodonosnou vrstvu umístěnou nad nepropustnou jílovou vrstvou. Vodná vrstva je napájena infiltrací atmosférických srážek a vod z blízkých nádrží.

Jednoduchou jehlovou studnu může provrtat i začínající kutil, který teprve získává základní dovednosti vrtacích prací.

Poměrně mělká úzká studna představuje sloup silnostěnných trubek VGP o průměru 50 – 80 mm. V dolním, prvním článku sloupu je zřízen speciální filtr vrtáním otvorů do stěn trubky.

Trubky plní funkci hlavně, dalšího pažení habešská studna-jehla nevyžaduje. Nevrtá se, ale ponořuje do země pomocí zatloukání.

Kompaktní rozměry vodního zdroje habešského typu umožňují umístit jej prakticky na jakékoliv volné místo na přilehlém pozemku. Nejrozšířenějším způsobem proražení tohoto typu hydrotechnické stavby je příklepové vrtání.

Vlastnosti písečných studní

Při hloubce zvodněné vrstvy do 30 – 40 metrů, rozšířené v sypkých, nesoudržných sedimentech, se zřizuje písková vodonosná studna. Nazývá se tak, protože získává vodu z vodou nasycených písků.

Padesátimetrová hloubka zdroje není schopna zaručit křišťálovou čistotu vody, a proto je třeba obsah studny laboratorně zkontrolovat na přítomnost chemických sloučenin.

Zvodněná vrstva pískové studny se nachází jen tři až čtyři desítky metrů pod povrchem. Aby se k ní dosáhlo, není třeba procházet tvrdé – skalní a poloskalní horniny. A proto provést vrtání pískové studny ručně není žádný problém, pokud se použije jeden z níže popsaných způsobů.

Hlubinná artézská studna

Při plánování vrtání artéské studny se však neobejdete vlastními silami. Artéská voda se vyskytuje v puklinách nepropustných skalních a poloskalních hornin v hloubce přibližně 40–200 metrů.

S úkolem vrtání studny do vápence si poradí pouze profesionálové, kteří mají potřebné znalosti a k dispozici speciální vrtné zařízení.

Aby určili hloubku výskytu vody, měli by se řídit údaji z podobných hydrotechnických staveb, které byly vyvrtány v blízkosti připravovaného místa prací.

Jelikož artéská studna může zásobovat vodou několik pozemků najednou, je výhodné objednávat vrtné služby společně. To umožní výrazně ušetřit na vrtání a vybudování zdroje vody.

Způsoby samostatného vrtání

Abyste si vybrali optimální způsob vrtání, musíte nejprve prostudovat jejich specifika a zjistit, jaký nástroj bude potřeba a zda lze vrtání provést vlastníma rukama.

Ruční šneková metoda

Vrtání pomocí šneku je jednou z nejrozšířenějších a nejsnáze proveditelných metod. Je účinná při zřizování studní, jejichž hloubka nepřesahuje 40 metrů.

Šnek představuje šroubovitou tyč vybavenou vrtným hrotem a pod úhlem umístěnými ocelovými lopatkami.

Podstata metody spočívá v tom, že se šnek zašroubovává do zeminy jako vývrtka. Při pronikání do půdy šroubovitá tyč rozrušuje vrstvy a její kovové lopatky vynášejí na povrch vytěženou zeminu.

Šneky používané pro ruční vrtání studní jsou dvou typů:

• Tyče, k nimž jsou řezné lopatky přivařeny v pravém úhlu.
• Konstrukce, k nimž jsou lopatky přivařeny pod úhlem 30–60°.

Při práci jsou vhodnější konstrukce druhého provedení. Díky umístění lopatek pod úhlem se rozdrcená zemina nepropadá dovnitř studny, ale je zcela vytažena na povrch.

Pro usnadnění ruční práce a urychlení procesu lze použít malé šnekové soupravy.

Tato technika je obzvláště účinná v případě, že se pracuje v obtížných zeminách, které obsahují příměsi skalních hornin.

Malé šnekové soupravy pracují na stejném principu jako ruční vrták, ale jsou poháněny elektromotorem.

Vyvrtat mělký vrt pro odběr vody na zalévání zahrady lze obecně bez vrtného nástroje pomocí zahradního vrtáku. Pravda, pro vystrojení stěn budou potřeba trubky, z nichž se sestaví kmen vrtu, a kovové tyče, potřebné pro prodlužování.

Technologie jádrového vrtání

Jádrové vrtání se provádí pomocí speciálního nástroje ve formě trubky vybavené korunkou. Specifika vrtání a průměr trubky, který nepřesahuje 160 mm, umožňují pracovat poměrně rychle. Za den práce, v závislosti na hustotě horniny, lze projít až několik desítek metrů.

Pomocí upevňovacího uzlu umístěného v horní části jádrové trubky se s postupným zahlubováním nástroje nasazují půldruhometrové tyče. Nasazování se provádí postupně, čímž se z vrtného nářadí s tyčemi vytváří technologická kolona.

Korunka je vyrobena z odolného kovu. Okraje korunky se brousí tak, aby její řezáky snadno zvládaly hutné horniny. Tvar a velikost používaných korunek je určen fyzikálně-mechanickými vlastnostmi horniny.

Při otáčení se trubka vybavená korunkou zahlubuje do horniny a vytváří otvor pro vrt odpovídajícího průměru.

Při práci s extrémně tvrdými skalními horninami se před ponořením trubky nejprve použije dláto. Poté se pomocí korunky provrtá studna a kal, který se nahromadil v nářadí jádrové trubky, se vynese na povrch.

Během ručního vrtání studny jádrovým způsobem se pro zpevnění stěn konstrukce do kmene vrtu během vrtání instaluje kolona pažnicových trubek. Pro usnadnění procesu ražení se do nářadí periodicky přivádí čistá voda nebo jílový roztok.

Úderně-lanový způsob

Metoda spočívá v rozbíjení zemin pomocí spouštění těžkého vrtného nástroje z dvoumetrové výšky.

K tomuto účelu se používá vrtná konstrukce, jejíž hlavními prvky jsou:

• stativ, který se umísťuje nad místem vrtání;
• kladka s navijákem a lanem;
• narážecí sklenička připevněná na konec lana.

Použití navijáku umožňuje snížit fyzickou zátěž a zapojení motoru s převodovkou otáčející hřídel automatizuje proces.

Narážecí sklenička vyrobená z kovové trubky musí mít dobře nabroušenou řeznou hranu, která je schopna rozbíjet i tvrdé horniny. Pro rozbíjení nadměrně hutných zemin se jako závaží skleničky používá přídavná ocelová tyč, upevněná těsně nad vrtnou konstrukcí. Sypké horniny se vyzvedávají žlábkem.

Při prudkém spouštění na místo vrtání nástroj rozbíjí horninu a řezný žlábek umístěný ve spodní části zachycuje kal a vynáší ho na povrch.

Sklenice se uvolní z nabrané zeminy skrz její dno, přičemž se stěny nástroje poklepávají perlíkem. Čištění želony se provádí přes technologický otvor umístěný v její horní části.

Práce se provádí v následujícím pořadí:

1. Na vybraném místě se vykope jáma o rozměrech 1x1 metr a hloubce 0,5 metru.
2. Do středu jámy se v pravém úhlu umístí zahradní vrták. Otáčením nástroje kolem vlastní osy se zahlubuje do zeminy. Podle potřeby se šroubová tyč prodlužuje trubkou, která se upevňuje šroubovým spojem.
3. Po objevení mokrého písku se vrták vyjme. Místo něj se do otvoru umístí speciálně sestavená konstrukce z pažnicových trubek, která se zatluče perlíkem.
4. Zeminu, která se sesula během instalace pažnice, se vytěží želonou. Při každém zavrtání do vrstvy zeminy nástroj zachytí a udrží její část.
5. S postupným zahlubováním pažnicové trubky se prodlužuje dalším úsekem stejného průměru. Úseky se sešroubují nebo svaří dohromady, aby vznikl jednotný hermetický kmen.
6. Pro zahlubování se pažnice opatrně otáčí a naslouchá se vydávaným zvukům. Skřípění vzniká při tření hrubozrnného písku, šelest při jemnozrnném písku a ticho při průchodu jílovitou zeminou.
7. Pro vrtání sypkých hornin, jako je volný písek, štěrk, oblázky, se používá želona. Jílovité horniny a hutné písky se procházejí sklenicí.
8. Po provedení série po sobě jdoucích úderů se sklenice nebo želona vytáhne na povrch a vyjme se z ní zemina. Poté se pracovní cyklus opakuje.

Stejně jako v předchozích metodách se pro usnadnění ručního vrtání studny do otvoru nalije jílovitá směs nebo voda a poté se pomocí speciální lžíce vytahuje zpět. Pokud se během vrtání objeví hluk, je třeba studnu zalít vodou. Pokud voda odtéká pomalu, je třeba trubku zahloubit ještě o půl metru, pokud rychle, pak jen o 20–30 cm.

Pro mělký vrt lze snadno vyrobit želonu vlastníma rukama. K tomu bude potřeba trubka o průměru 100–120 mm, kovový kroužek a očko pro uchycení lana, které je třeba připevnit k vrcholu trubky.

Úderně-rotační metoda

Hlavním rozdílem této metody je, že vrtná souprava současně provádí jak úderné, tak rotační pohyby. Tento přístup umožňuje urychlit proces vrtání. Zvláště účinná je tato metoda při potřebě zřízení vodohospodářského díla, pokud je geologický řez v lokalitě nehomogenní.

Úderně-rotační metoda rovněž předpokládá použití trojnožky, pomocí které je mnohem snazší ponořit a následně vytáhnout vrták na povrch.

Úderně-rotační a úderně-lanové způsoby vrtání jsou účinné při zřizování studní v sypkých zeminách, jejichž částice nejsou vzájemně propojeny. Obě metody jsou vhodné pro vrtání a těžbu jílovitých zemin: písčité hlíny, hlinité půdy.

Při průchodu sypkými horninami je v důsledku nedostatečného spojení částic zeminy mezi sebou ve fázi budování studny vysoká pravděpodobnost sesouvání jejích stěn. Proto jsou pískové studny povinně vybaveny pažením a filtry, které zabraňují vniknutí velkých vměstků do odebírané vody.

Technologie vrtání šnekovým způsobem krok za krokem

Mezi všemi uvedenými metodami je šneková právem považována za nejjednodušší. Ale je třeba mít na paměti, že je účinná pouze při vrtání sypkých a jílovitých zemin.

Příprava potřebných nástrojů

Před tím, než vyvrtáte studnu ručně, je nutné připravit nástroje:

• vrták nebo malou šnekovou soupravu.
• vrtnou věž s navijákem.
• sadu 3-4 tyčí.
• pažnicové trubky.

Při potřebě zřízení studny v hloubce přes 8 metrů se pro usnadnění ponoření vrtáku a jeho následného vytažení ze studny zařízení upevňuje na domácí vrtné věži.

Vrtnou věž lze postavit z dřevěných trámů nebo kovových trubek, sestavením z nich konstrukce ve tvaru trojnožky.

Velikost trojnožky musí proporčně odpovídat výšce sekce vrtné kolony. Pro vytvoření konstrukce se tyče ukládají do tvaru trojúhelníku a fixují se pomocí šroubového nebo svařovaného spoje.

V nich se vytvoří otvory pro vložení kovové trubky, která bude plnit funkci podpěry. Rozměry základny se určují pouze stabilitou konstrukce.

V horní části konstrukce se dodatečně vybaví otvor, kterým bude procházet tyč.

Aby se ochránil kmen vrtu před zničením a sesypáním stěn, instaluje se pažnicová kolona z trubek, které mají vysokou nosnost vůči smykovému a tlakovému zatížení hornin. Pro práci se používají trubky vyrobené z kovu, azbestocementu nebo polymerů.

Pro vytvoření pažnicové kolony je vhodné použít trubky vybavené závitovým spojením na vnějším a vnitřním povrchu

Segmenty těchto prvků se při montáži konstrukce snadno zašroubovávají do sebe bez použití dalších montážních jednotek.

Výroba šneku z dostupných materiálů

Materiálem pro výrobu vrtného nástroje, v tomto případě šroubovité tyče, může být trubka o průměru 100 mm. Pro tento účel je lepší použít trubky z vysoce kvalitní oceli, jejichž tloušťka stěn činí nejméně 5 mm.

Horní část konstrukce musí mít:

• na horním konci vnější závit pro spojení s tyčí;
• na dolním konci – šroubový šnek s počtem závitů nejméně dva.

Pro usnadnění procesu otáčení se k hornímu konci trubky přivaří rukojeť o délce 1,5 metru. Přechodovým prvkem mezi rukojetí a rozebíratelnými tyčemi bude T-kus vybavený vnitřním závitem.

Řezné lopatky vrtáku se vyrábějí z pásů plechu o tloušťce 2-2,5 mm, které se přivařují k trubce ve stejné vzdálenosti

Z trubky stejného průměru se vyrábějí tyče o délce 1,5 metru:

• první tyč s vnějším závitem na spodním konci pro připojení vrtáku;
• všechny následující tyče se závitem na obou koncích stejné velikosti.

Spojovací spojky musí mít stejné parametry závitu. Podle potřeby prodlužování konstrukce se jednoduše přišroubují ke šneku, po předchozím odšroubování rukojeti.

Někteří řemeslníci používají jako šnek ledový vrták. Nůž nástroje v tomto případě plní funkci řezných lopatek šneku. Tyče pro prodlužování se vyrábějí samostatně.

Aby bylo možné použít nástroj jako vrták a dosáhnout s jeho pomocí velkých hloubek, vyrábějí se pro prodloužení z trubek o průměru 25 mm nastavovací tyče.

Ve snaze zdokonalit nástroj někteří kutilové k výrobním hranám improvizovaného šneku přivařují zesílené řezáky.

Provádění vrtacích prací

Na místě pro zřízení studny vykopou jámu o rozměrech 150×150 cm. Je potřebná k zajištění stability svisle instalované trubky. Aby se stěny jámy nedrolily, zpevňují se odřezky dřeva nebo kusy dřevotřísky.

Do jámy ponoří vrták a při držení nástroje za rukojeť jej začnou postupně zašroubovávat do země ve směru hodinových ručiček.

Tuto práci je výhodnější provádět ve dvou: první bude otáčet rukojetí nástroje a druhý na něj bude shora tlačit.

Po projití prvního metru začnou formovat šachtu studny o průměru nejméně 12–15 cm. K tomu spustí do jámy pažnicovou trubku. Průměr trubky musí být o něco větší než velikost lopatek vrtáku. V dalším průběhu se trubky zarážejí paralelně s hloubením studny.

Po proniknutí vrtáku do hloubky 1,5–2 metrů bude otáčení nástroje vlastní silou již značně obtížné. Práci usnadní použití trubkových klíčů a dalších upínacích pomůcek.

Po projití každých tří až čtyř metrů je třeba šroubovou tyč vytáhnout na povrch a její čelisti očistit od zeminy.

Až nastane okamžik, kdy se vrtný nástroj při ponoru zanoří do celé své výše, je nutné jej „prodloužit“. K tomu se k němu pomocí závitového spoje nebo nástavce „čep-tyč“ upevní tyč.

V této fázi je důležité zajistit pevnost spojení prvků. Pro zjednodušení úkolu určení ujeté hloubky je vhodné nastavovací tyče označovat.

Během procházení vrstev se pokračuje v utváření pažnicové kolony, přičemž se kontroluje svislost šachty. I sebemenší zakřivení může bránit volnému spouštění pažnicových trubek. Pokud tedy během práce vrták začne narážet na stěny pažnicové kolony, zatlučte pro korekci svislosti šachty mezi zeminu a pažnicovou trubku dřevěné klíny.

Práce pokračují, dokud zemina dopravovaná na povrch není vlhká. To bude znamenat, že vodonosná vrstva je již blízko. K překonání vodonosného horizontu stačí se jen mírně prohloubit.

Pažnicovou kolonu je možné, ale nedoporučuje se montovat až po dokončení vrtání. Po instalaci pažnicové trubky do zcela provrtaného vrtu bude nutné znovu vytěžit sesutou zeminu, ale bude se muset postupovat pomocí naběračky.

Aby se prodlužovaná pažnice nepropadla do vrtu před připojením dalšího úseku, drží se svorkou

Pro dočasné upevnění pažnicové kolony, která se instaluje do provrtaného vrtu, by se mělo použít zařízení v podobě svorky vybavené rukojeťmi. Zabraňuje propadnutí pažnice do vývrťu dříve, než je připojen další úsek pažnicové trubky.

Je však třeba poznamenat, že tato metoda není zdaleka nejracionálnější, protože vyžaduje dlouhé čištění dna vrtu od kalu. Při vytváření kolony by se neměly trubky spouštět až na dno studny. Neměly by dosahovat k nejnižšímu bodu dna přibližně o půl metru.

Pro vytvoření pažnicové kolony se plastové trubky zavádějí postupně a spojují se jednotlivé prvky s postupujícím zahlubováním

Pro usnadnění procesu vrtání pomocí šneku odborníci doporučují čas od času provést proplach vodou. Proud čerpaný čerpadlem do dutiny pažnicové trubky bude vymývat vývrť na povrch.

Závěry a užitečné video k tématu

Vrtání studny pomocí úderného lanového způsobu:

Jemnosti výroby šneku vlastníma rukama:

Těm, kteří chtějí vědět, jak správně provést ruční vrtání vodárenské studny, jsme představili prakticky ověřené metody. Je třeba zvolit optimální způsob vrtání, důkladně přistoupit k výběru potřebného vybavení a při samotném vrtání striktně dodržovat rady zkušených mistrů.

Výsledkem vynaloženého úsilí bude vlastnoručně vybudovaný zdroj vody, který zajistí čistou vodu pro všechny členy domácnosti.

Chcete se podělit o to, jak jste vrtali studnu na vlastním pozemku? Máte otázky nebo zajímavé poznatky k tématu článku? Napište prosím komentáře do bloku níže.