Vrt na chatě svépomocí: přehled technologií a nástrojů pro ruční vrtání

Studna na zahradním pozemku Vás zbaví mnoha problémů. Zajistí vodu pro zalévání, údržbu osobního vozidla a pozemku. Vlastnoručně získaná voda se jen stěží hodí k pití, ale zcela postačí k hygienickým účelům.

Pravda, vrtání studny není příliš levné. Jiná věc je, pokud si studnu na chatě zřídíte vlastníma rukama. V tom případě lze získat vlastní zdroj vody s minimálními finančními ztrátami. Souhlasíte?

V námi navrženém článku jsou podrobně popsány vrtné technologie dostupné samostatným vrtajícím. Podrobně je popsán vrtný nástroj a pravidla pro jeho výběr v závislosti na fyzikálně-mechanických vlastnostech zeminy. Naše doporučení poskytnou účinnou pomoc při zařízení vodního vrtu.

Stručný zjednodušený kurz hydrogeologie

Podzemní vody se výrazně liší od svých povrchových protějšků. Netečou jako prudké potoky s řekami, neshromažďují se v jezerech, pokud nenarazí na krasovou dutinu v zemské kůře.

Kdyby pod našimi nohami všude řádily prudké proudy, města a sídla by se zhroutila spolu s půdou, která nemá pod sebou spolehlivý skalní základ.

Podzemní voda se získává z pórů, trhlin, kaveren (dutin) přítomných ve struktuře hornin

Charakter výskytu vody v horninách

Podzemní voda je obsažena v pórech, dutinách a trhlinách vytvořených v horninách během různých geologických procesů. Do geneze a principu fungování těchto procesů se v tomto článku nebudeme pouštět.

Pouze poznamenáme, že od způsobu vzniku zemin závisí jejich fyzikálně-mechanické vlastnosti, stejně jako hydrotechnická a hydrogeologická specifika vody v nich obsažené.

Podzemní vody se vyznačují určitým pohybem v rámci svého matečného souvrství – vrstvy sedimentů se stejnými vlastnostmi a strukturou. Působí na ně analogicky jako na povrchové vody gravitace, která způsobuje tok k níže položeným vrstvám nebo podél sklonu k níže ležícím oblastem.

Pokud má podzemní voda možnost se hromadit, ale nemá žádné cesty k odvodnění, tlak se zvyšuje. Voda se vzhledem ke svým fyzikálním vlastnostem nemůže stlačit. V uzavřeném prostoru tlak nutí kapalinu hledat místo pro přirozený únik. Díky tomuto jevu vyvěrají prameny a tryskají gejzíry.

Podzemní voda se čerpá z pórů písků různé zrnitosti a hustoty uložení, z rozpukaného vápence, méně často z pískovce.

Půdy, jejichž póry, dutiny a trhliny obsahují vodu, se nazývají vodonosné nebo zvodnělé. Výkop určený k odběru vody musí být zahlouben právě do nich. Mezi vodonosnými vrstvami existují typy, které mohou vodu volně propouštět, a typy, které ji pouze zadržují.

V geologickém profilu se vodonosné vrstvy obvykle střídají s nepropustnými vrstvami. Jedná se o jílovité půdy, jejichž struktura je podobná známé plastelíně, neobsahují vodu a nepropouštějí ji.

Voda se může nacházet v malých čočkách a trhlinách vytvořených v hlinitých a pevných písčitohlinitých půdách. Nejčastěji se však jednoduše vsakuje do jílovitých usazenin, čímž mění jejich konzistenci.

K nepropustným vrstvám patří také skalní a poloskalní variety v neporušeném stavu, tj. bez trhlin. Pokud je jejich tělo poseto trhlinami různé velikosti a navíc naplněnými vodou, přecházejí skalní a poloskalní útvary do kategorie vodonosných.

Čím větší je objem dutin v hornině, tím větší vydatnost bude mít vodonosná vrstva. Pravda, tuto charakteristiku lze získat pouze při vrtání studny nebo se o ní dozvědět v organizaci, která prováděla vrtné práce nedaleko.

Klasifikace podzemních vod

Charakter vzniku půd obsahujících vodu je základem klasifikace podle fyzikálně-mechanických vlastností.

Podle čehož se voda vhodná k použití zjednodušeně dělí na:

• Vody sedimentárních usazenin. Nacházejí se v pórech písků různé zrnitosti, v dutinách štěrkových, oblázkových, kamenných usazenin. Obsahují je klastické půdy, jejichž částice nejsou nijak vzájemně spojeny. Tyto horniny mají vynikající filtrační vlastnosti: voda v nich a skrze ně může volně proudit směrem, který je pro ni vhodný.
• Vody pevných hornin. Nacházejí se v trhlinách skalních, poloskalních a některých sedimentárních cementovaných půd. Nejběžnějším zástupcem je vápenec. Voda se může šířit trhlinami pevných jílů, slínů, pískovců atd., ale pro těžbu jsou tyto varianty nevhodné.

Filtrační vlastnosti matečných hornin závisí na stupni rozpukanosti. V neporušeném stavu jsou jejich částice zajištěny krystalickými nebo konsolidovanými vazbami, které nedovolují vodě protékat v rámci vrstvy, prosakovat ven ani pronikat zvenčí.

Voda v matečných zeminách vzniká kondenzací. Hromadí se po staletí, aniž by dostávala vnější přísun. Přirozeně je v omezeném prostoru stísněná, takže při otevření takové vrstvy se statická hladina obvykle ustálí nad úrovní uložení. Někdy takové vrty dokonce fontánují.

Zeminy sedimentární vrstvy se ukládají v relativně horizontálních vrstvách, v jejichž rámci jsou fyzikálně-mechanické vlastnosti a struktura stejné nebo mají nepatrné odchylky. Vodovzdorné zeminy se obvykle střídají s vodou nasycenými.

Sedimentární uloženiny jsou pravidelně zásobovány atmosférickou vodou. Proniká prostým prosakováním – infiltrací skrze výše ležící vrstvy. Sedimentární vodonosné vrstvy se mohou nasytit i v horizontálním směru, například získáváním vody stejnou infiltrací z blízké vodní nádrže.

Filtrační vlastnosti a charakter vzniku hornin úzce souvisí s hydraulickými vlastnostmi vody v nich obsažené.

Podle uvedeného znaku se podzemní vody dělí na následující kategorie:

• Beztlaké. Jsou to vody uložené v sedimentárních horninách, v prvních propustných vrstvách od denního povrchu. Jsou volně zásobovány a stejně tak se vypouštějí do vodních nádrží nebo níže ležících vrstev, proto se vyznačují nulovým tlakem.
• Tlakové nebo artézské. Je zřejmé, že převážně se jedná o vody matečných hornin. Nicméně se k nim řadí i některé vrty, které otevírají sedimentární zvodně. Například pokud se pozemek nachází v sedle mezi dvěma kopci, voda otevřená vrtem bude mít tendenci dosáhnout střední úrovně vrstvy a fontánovat.

Pokud zvodněný horizont vázaný na sedimentární horniny leží mezi vodovzdornými vrstvami stejného původu, mohou se vyznačovat nepatrným tlakem. Klasický příklad: vodou nasycený písek, shora i zdola „obklopený“ vrstvami hlíny. Při otevření může být statická hladina po určitou dobu mírně nad stropem samotné vrstvy.

Podzemní vody sedimentárních hornin bývají málokdy tlakové, protože mají téměř vždy možnost odtoku. Výjimkou – jsou vrty vyvrtané v sedle mezi kopci. V takových zdrojích bude voda směřovat k dosažení celkové hladiny podzemní vody podle vodou nasycené vrstvy na principu spojitých nádob.

V lidové mluvě se taková voda nazývá mezivrstvová, v prostředí hydrogeologů slabě napjatá. V praxi se podobné situace vyskytují velmi vzácně. Protože voda vázaná na sedimentární půdy má téměř vždy možnost odtoku.

Tato možnost může být v 1 – 10 i více km od místa vrtání, ale díky ní není ve vodonosné vrstvě tlak. To znamená, že o napětí nemůže být řeč.

Kategorie vrtatelnosti jako argument

Kromě uvedených klasifikačních rozdílů existuje ještě jeden velmi důležitý znak, se kterým se musí seznámit mistři, kteří chtějí vyvrtat vodní studnu na své vlastní chalupě. Tím je kategorie vrtatelnosti, která výrazně omezuje okruh možností ručního vrtání.

Kategorii vrtatelnosti opět určují fyzikálně-mechanické vlastnosti hornin a specifika jejich původu. Podle těchto znaků se zeminy dělí na:

• Sypké. Hrubozrnné a drobnozrnné sedimentární horniny, které si při vrtání nezachovávají tvar: písky všech stupňů hustoty a zrnitosti, štěrkové, suťové, oblázkové uloženiny. Snadno se rozpadají, ale ne vždy se z vrtu snadno vytahují.
• Plastické. Jílovité sedimentární zeminy, které si při vrtání zachovávají tvar: jedná se o rodinu hlín, jílů a písčitých hlín. Rozpadají se obtížněji než předchozí typ, ale díky své vlastní „lepivosti“ se vytahují bez zvláštních problémů.
• Tvrdé. Patří mezi ně skalní a poloskalní horniny. Nejvyšší kategorie vrtatelnosti, která potvrzuje složitost a pracnost vrtání. Horniny se těžko rozrušují a z čela vrtu je také obtížné je vytáhnout.

Sedimentární uloženiny jsou zastoupeny sypkými a plastickými druhy. S jejich vrtáním si poradíte vlastními silami. Není nutné přivolávat techniku a vyrábět super složitý vrtací nástroj.

Tabulka s klasifikací hornin podle vrtatelnosti šnekovým nástrojem. Šnek patří mezi zařízení s nejvyšší rychlostí vrtání, ale ve většině případů je po průchodu nutné vyčistit dno studny pomocí žlabovky (+)

Tabulka s kategoriemi vrtatelnosti hornin úderně-lanovým způsobem. Rychlost vrtání je nejnižší, ale pouze úderně-lanovou metodou lze projít sypké písky, štěrkopískové usazeniny, vytáhnout ze studny vodou nasycené zeminy a vyčistit čelo vrtu (+)

K matečným horninám patří převážně skalní a poloskalní druhy. Pro samostatného vrtmistra je to prakticky nedosažitelná varianta.

Bez vrtných souprav je provádění vrtů příliš složité, a bez specializovaného destrukčního nástroje, vrtáku, je zcela nemožné. Tvrdé a polotvrdé jíly se vrtají snadněji než „skála“, ale vodu z nich nečerpají.

Pro odběr vody se vrty zřizují s ponořením jímací části do písku nebo do vápence. Těm, kteří chtějí vyvrtat vrt vlastníma rukama, je schůdná “písková” varianta (+)

Poznamenejme, že pitná voda se těží jak ze sedimentárních usazenin, tak z podložních hornin. Nicméně druh vázaný na „sedimenty“ bývá častěji pouze technický kvůli schopnosti půd propouštět jakékoli kapaliny, včetně odpadních vod, olejů rozlitých na zem, ropných produktů atd.

V každém případě je třeba vodu odčerpanou z vlastního zdroje odnést na kontrolu do hygienické stanice, aby byl získán verdikt podložený analýzami o pitné nebo technické příslušnosti.

Výběr místa pro studnu na zahradním pozemku

Než si na chatě uděláte vrt pro odběr vody, je třeba provést vlastní hydrogeologický průzkum. Zní to honosně, ale spočívá v prostém dotazování sousedů, kteří mají vlastní zdroj vody.

Během dotazování je třeba zjistit:

• Hloubku hladiny vody ve stávajících odběrných místech. Tuto informaci lze zjistit u majitelů vrtů i studní.
• Stabilitu statické hladiny. Nemá tendenci výrazně klesat v suchém letním období a v zimě?
• Geologické poměry. Přesněji, jaké horniny byly odkryty při kopání studny nebo vrtání? Byly nalezeny balvany?

Chatařské pozemky se zpravidla nacházejí v rovinaté krajině, pro kterou je charakteristické prakticky horizontální uložení geologických vrstev. Nepatrné odchylky budou pouze díky rozdílu v absolutních výškách mezi stávajícím zdrojem a místem vrtání.

Raději nepoužívejte žádné lidové metody hledání známek vody na pozemku. Řeči o citlivosti mravenců a zohledňování klimatu jsou vůbec směšné, na výskyt podzemní vody nijak neovlivňují. Na klima bylo nutné se orientovat už při výběru pozemku.

Velmi se vyplatí rozhodnout o nejkratší trase od zdroje k domu nebo k sauně. A nezapomeňte zohlednit možnost instalace věže s pohodlným provedením celého souboru prací. S výběrem nejvhodnější doby pro vrtání pomůže následující článek.

Pronájem mobilní vrtné soupravy

Nejjednodušší a nejméně pracnou metodou zřízení vrtu na vlastní chatě je pronájem mobilní vrtné soupravy. S její pomocí lze během několika dní vyvrtat a zařídit na pozemku samostatné zařízení pro odběr vody.

Souprava bez námahy projde vrstvou sedimentárních zemin a podle přání mistra otevře podložní horniny, ale levnou tuto metodu nelze nazvat.

Pro vrtání vodárenského díla budete potřebovat vrtné nářadí. Pro těžbu sypkých hornin budete potřebovat žlábkový vrták, jílovité půdy snadněji vytěžíte šnekem, sklenicí nebo jádrovou trubkou. Pokud bude nutné rozbíjet balvany nebo skalní horninu, musíte se zásobit dláty.

Jako cenově dostupnější alternativa se hodí skládací ruční vrtné zařízení. Zahrnuje šnek s rukojetí pro rotační pohyb při navrtávání a sadu tyčí pro prodlužování vrtné kolony. S "ručníkem" se klidně vrtají studny do 10-25 m. Lze i hlouběji, pokud to dovolí zdraví a počet tyčí.

Pokud nemáte k dispozici vrtnou soupravu nebo zařízení v továrním provedení, sáhněte po metodách, které se ještě nedávno používaly v profesionálním vrtání. Řeč bude o úderně-rotačním a úderně-lanovém ručním způsobu.

Kvůli nehomogenitě geologického profilu se metody vrtání nejčastěji používají v kombinaci. Rozdíly v technice rozrušování a těžby horniny umožňují projít doslova jakýmikoliv, i těmi nejsložitějšími geologickými útvary.

Sada pro ruční vrtání studní (lidově zvaná “ruční vrtná souprava”) představuje nejjednodušší vrtnou soupravu v továrním provedení. Je určena pro šnekové vrtání. V průmyslových účelech se používá tam, kde není možné postavit věž standardní vrtné soupravy (+)

Metody pro ruční vrtání

Než se rozhodnete realizovat projekt ručního zřízení vodního odběru vlastníma rukama, měli byste se pečlivě seznámit s metodami vrtání studní. Technologie se volí v závislosti na geologické stavbě pozemku. Za tím účelem se důkladně vyptejte sousedů, jak kopali studnu nebo vrtali vrt u nich.

Po zjištění, jaký typ zeminy jste při vývoji dříve procházeli, se rozhodnete pro vrtný nástroj. Ten si budete muset vyrobit sami nebo pronajmout. Okamžitě je třeba rozhodnout, co udělat s vrtnou věží: půjčit si ji od někoho dočasně nebo si ji postavit sami.

Varianta #1 – příklepově-rotační vrtání

Z názvu je zřejmé, že rozrušování a vytahování odtěžené horniny z vrtu se provádí pomocí úderů a rotací.

K provádění uvedených vrtacích operací se používají různé druhy nástrojů, a to:

• Lžíce. Je určena pro rotační vrtání, používá se při průchodu plastickými zeminami. Představuje válec postrádající menší polovinu nebo pouze segment. Vrták je vyroben s mírným posunem středové osy, aby se vyvrtal otvor širší, než je samotný nástroj.
• Šnek, neboli spirálový vrták. Je určen pro zpracování hustých jílovitých zemin rotační metodou. Představuje šroub s jedním nebo více závity. Funguje elementárně: zašroubovává se do zeminy a na lopatkách vynáší rozrušenou hmotu na povrch.
• Želonka. Je určena pro vývin sypkých sedimentárních hornin úderovou metodou. Kromě ní není žádný nástroj vhodný pro plnohodnotné vytahování štěrkových a oblázkových nánosů, štěrku, oblázků a sypkých písků. Želonka je nepostradatelná při vytahování vodou nasycených, a tedy velmi těžkých zemin.
• Dláto. Je určeno k drcení tvrdých hornin opakovanými důraznými údery. Používá se ve dvojici s želonkou, která po rozrušení vybírá odval ze dna vrtu.

Lžíce je univerzální vrtací nástroj se dvěma uchopovacími zařízeními. Pro svislé seřezávání a uchopení zeminy je její levá stěna zvláštního otvoru ve válci mírně ohnutá.

Pro spodní uchycení se nejčastěji zhotovuje řezný nástroj ve tvaru lžíce na patě vrtáku. Variací na téma lžíce je obrovské množství. Těm, kteří si ji chtějí vyrobit vlastníma rukama, stačí pochopit princip fungování.

Lžícové vrtáky rozrušují a zachycují horninu ve dvou směrech. Svisle půdu odřezává hrana půlválce umístěná ve směru otáčení vrtáku, spodní řezný nástroj prohlubuje vrt podle principu zašroubování.

Podobně jako šnek se lžíce zašroubovává do horniny. Spodním řezným nástrojem se zařezává do půdy, která se po oddělení od masivu dostává dovnitř neúplného válce. Bočním řezným nástrojem lžíce během otáčení odřezává horninu ze stěn vrtu. Nově odříznutá půda zhutňuje předchozí dávku a tlačí ji do dutiny nářadí.

Práce se provádí, dokud se dutina lžíce nezaplní vytěženou horninou z poloviny nebo ze dvou třetin. Poté se vrták vyjme z vrtu a zbaví se vyvrtané horniny pomocí bočního svislého „otvoru“ ve válci. Vypuštěné nářadí se opět spustí na dno vrtu a pokračuje se ve vrtání.

Lžíce pro vrtání polotvrdých a tvrdých jílovitých zemin, které nevyžadují držení spodním uchycení

Spodní uchycení lžícového vrtáku je provedeno jako šnekový závit, pro usnadnění průchodu je zesíleno dalším vrtákem

Vrták-lžíce pro ruční vrtání do hloubky 5 m se zkrácenou pracovní částí, která je přivařena k startovní tyči

Osa symetrie lžíce je posunuta nikoli náhodou. Excentricita umožňuje vrtat otvor vhodný pro současné osazení pažnicové trubky. Pažnice je nezbytná pro formování kmene vrtu v usazeninách.

Bez ní se sypké horniny budou donekonečna sypat na dno vrtu a jílovité při navlhnutí budou „vytékat“ do kmene, zužovat průsvit a ztěžovat dopravu nářadí na dno vrtu.

V poslední době lžíci aktivně vytlačují různé modifikace šneků. Prohlubování skutečně usnadňují, ale z hlediska odstraňování rozrušené horniny lžíci výrazně ustupují.

Lžící lze vyvrtávat vlhké lepkavé písky, zatímco šnek je zcela nevyzvedne. Na čištění dna vrtu po šneku je téměř vždy nutné použít naběračku. Ukazuje se, že práce se provádí v dvojnásobném objemu.

Vrtání šnekem má závažnou nevýhodu – při zašroubování vrtáku je velmi snadné se odchýlit od svislice. Výrazné odchylky povedou k úplné provozní nepoužitelnosti vrtu. Menší odchylky ztíží instalaci pažnice a následné ponoření čerpadla (+)

Nejjednodušší model baileru se vyrábí z kusu trubky Ø 180-220 mm v závislosti na velikosti vrtu. Nezapomínejte, že pro odčerpávání vody ponorným čerpadlem musí být vnitřní Ø pažnice o 2-3 cm větší než vnější Ø čerpadla. Jinak jej nebude možné spustit do jímacího objektu.

Optimální délka kusu trubky pro bailer je 1,0 – 1,2 m, aby se člověk netrápil s vyzvedáváním, vyprazdňováním nástroje a čištěním jeho vnitřku rukou, pokud je to nutné. V horní třetině se vyřízne okénko potřebné k vyjmutí vyvrtané zeminy. Na vrchol se připevní šrouby nebo přivaří očko, ke kterému se připevní lano.

Patka nástroje je nejčastěji vybavena jedno-, méně často dvoukřídlým ventilem. V úzkých bailerech slouží jako ventil kulička. Aby spodní část lépe kypřila a drtila horninu, na spodku se nabrousí ostrá hrana nebo se nařežou zuby.

Několik zajímavých variant výroby baileru je uvedeno v článku, který doporučujeme si přečíst.

Bailer držený lanem se volně spustí na dno vrtu. Při nárazu na zem se otevře ventil a rozrušená zemina se posune do dutiny trubky.

Poté, co se do dutiny nástroje dostane část zeminy, ventil se zavře, čímž bailer udrží v sobě sypké nesoudržné horniny. Poté se nástroj zvedne nad dno do výšky 1,5 – 1,0 m a znovu se spustí, dokud se neprojde dalších 0,3 – 0,4 m.

O tom, jak vyrobit vrtací nástroj pro ruční vrtání jímacích vrtů, je podrobně popsáno v námi doporučovaném článku.

Představujeme osvědčené konstrukce dlát, ale upřímně si přejeme, abyste nemuseli čelit potřebě jejich použití. Samozřejmě, bez dláta nelze skálu ručně rozbít. Ale stojí to za to?

Vrtání bude postupovat doslova o pár cm denně. Rozumnější je použít mechanizovaný způsob: pronajmout mobilní zařízení nebo pozvat vrtací firmu.

Dláto může být potřeba, pokud se v sedimentárním profilu vyskytují velké oblázky a balvany. Předpovědět, kde na ně v reálu narazíte, není možné, protože se vyznačují chaotickým rozmístěním.

Pokud se balvan objeví po dvou/třech metrech vrtání, je lepší změnit místo pro vrt. Pokud je provrtáno asi 15 – 20 m, pak je lepší se potrápit a dlouho a vytrvale pouštět dláto na kámen.

Dláta se vyrábějí pomocí kovářských lisů z celého kovového polotovaru kováním. Bude nutné je objednat.

Během vrtání všemi uvedenými nástroji se do vrtu pravidelně přilévá voda. Plní funkci vrtné kapaliny, dočasně stmeluje sypké zeminy, změkčuje jílovité horniny a ochlazuje nástroj, chráníc jej před předčasným opotřebením.

Pro výrobu vrtných tyčí se ideálně hodí trubky s označením VGP, jejichž vnitřní průměr se pohybuje v rozmezí 33–48 mm. Délku tyče je třeba volit podle výšky stožáru. A to tak, aby se při zvedání do světlosti mezi kladkou a denním povrchem volně vešly 2–3 články.

Tradiční délka tyče je 1,2–1,5 m, ale někdy se vyrábějí i 5,0 m dlouhé. Při sestavování vrtné kolony z dlouhých prvků je samozřejmě méně spojů. Následně je menší pravděpodobnost přetržení řetězu trubek v kmeni.

Vyjmout dlouhé tyče z vývrťu je však poměrně obtížné. Navíc je třeba mít na paměti, že vrchol kolony při zvedání téměř dosahuje ke kladce s přehozeným lanem, zatímco dole obvykle z vrtu trčí část pažnice.

Tyče se používají k prodlužování vrtné kolony, někdy k zatížení vrtného zařízení. Navzájem se spojují spojkami nebo zajišťovacími kolíky.

Tyče se spojují závitovými spojkami nebo kovovými „kolíky“ – kusy tyčoviny vyrobenými přesně podle průměru otvorů v tyčích určených ke spojení. Počáteční článek je vybaven okem pro upevnění lana.

Spodní část každého článku musí bezchybně navazovat na následující prvek a být konstrukčně shodná s úpravou na vrcholu lžíce nebo šneku.

Varianta #2 – příklepově-lanové vrtání

Vrtání rotací do hloubky přes 10–15 m se stává příliš namáhavým, protože kromě zatíženého nářadí, které má nemalou váhu, je třeba z vývrťu vytahovat kolonu vrtných tyčí. Navíc při každém zvedání je nutné všechny tyto metry neustále rozebírat a pak znovu sestavovat, aby se nástroj dopravil na čelo.

Při mechanizovaném vrtání je vše jednodušší – otáčení, dopravu a vyjímání nástroje obstarává hydraulika. Provádět takovou práci ručně je neúčelné a příliš náročné.

Navíc při provádění rotačních pohybů bez použití mechanismů lze snadno odchýlit od svislice. A čím větší hloubka, tím větší bude zkosení, které ztěžuje jak dopravu vrtáku na čelo, tak montáž pažnice a následnou instalaci čerpadla do vrtu.

Při ručním vrtání v takové hloubce je rozumnější uchýlit se k úderně-lanové technologii. V zásadě jsme ji již popsali v rámci popisu práce s naběračkou. To je standardní nářadí pro vrtání úderovou metodou.

Pro průchod jílovitými zeminami se používá kónický kelímek s řeznou hranou na spodku botky. Na rozdíl od naběračky nemá kelímek ventil ani okénko pro vyjmutí zeminy.

Stejně tak se s námahou vrhá na dno vrtu a vytahuje se, jak se plní. Při úderu do jeho dutiny se protlačuje jílovitá hornina, která je držena pouze stěnami a vlastní schopností lepit.

Sklenice se uvolňuje z výplně poklepáváním perlíkem na její stěny. Lepkavá hornina se poté oddělí od vnitřního povrchu nářadí a vypadne ven. Pro vrtání sklenicí není potřeba žádných tyčí.

To znamená, že není nutné neustále rozebírat a znovu sestavovat nemalý „řetězec“ vrtných tyčí. Pravda, jednu nebo dvě z nich lze použít pro prosté zatížení nástroje při jeho spouštění do značné hloubky.

Sklenice – předchůdce jádrové vrtné trubky. Konstrukčně připomíná výplachovou nádobu, ale není vybavena ventilem na spodku.

K provádění úderů do horniny se k vrtnému nástroji připevňuje lano nebo provaz, na základě čehož metoda vrtání získala název nárazově-lanový. Pro provádění rotačních pohybů se používá kolona vrtných tyčí, která spojuje vrták s ručním nebo mechanickým navijákem.

Pro zvýšení průchodu při rotačním vrtání nářadí také udeří do dna vrtu, a aby se zesílila síla ničení, vybavují se botky vrtáků různými řeznými součástmi.

Je jasné, že při vrtání je třeba vrták pravidelně spouštět na dno vrtu a po jeho naplnění vytahovat na povrch. Nezapomínejte, že s přibývající hloubkou bude vytahování nástroje s vyvrtanou zeminou každým průchodem obtížnější. Usnadnit vrtání popsanými metodami a nástroji pomůže domácí vrtná věž.

Aby bylo možné během vrtání snadno přecházet z rotačního na nárazově-lanový způsob, je lepší vybavit vrtnou soupravu jak navijákem, tak i vrátkem.

Klasická varianta vrtné věže se provádí ve tvaru trojnožky o celkové výšce přibližně 4,5 – 5,0 m. V horní části věže se instaluje kladka, přes kterou se přehazuje lano spojené s nářadím. Při rotačním vrtání je věž potřeba k tomu, aby zvedla vrtnou kolonu sestávající z nástroje a vrtných tyčí.

Při vrtání výkopu do hloubky 10 – 12 m se lze obejít bez vrtné soupravy, ale práce si vyžádá více svalové námahy. Takže je lepší ji použít.

Pokud se vám už vůbec nechce zabývat její stavbou, postačí zařízení ve tvaru dvou sloupů s příčkou a přes ni přehozenou pákou. Není vyloučeno, že na základě navržených konstrukcí budete moci vyvinout vlastní pomůcku usnadňující práci vrtmistra.

Pažení vrtu

Pro pažení vrtného kmene je nejlepší volbou ocelové trubky. Polymerové by se také hodily, ale z hlediska pevnosti při zahlubování do zeminy nejsou příliš dobré. Navíc pažnicové trubky do vrtu nebude protlačovat hydraulika, ale ruční síla, a lehké plastové trubky do ručně hloubeného vrtu není vůbec snadné zahloubit.

Pažnice se sestavuje z jednotlivých článků o délce přibližně 2 m. Mohou být i delší, ale pak by bylo nepohodlné je během vrtání osazovat do kmene. Proto, přestože bude v pažnicové koloně mnoho spojů, je lepší použít velikost vhodnou pro práci.

První článek se osadí po dvou/třech záběrech. Poté se postupně protlačuje, přičemž se na ni položí dřevěný hranol pro uplatnění vlastní síly a váhy. Při rotačním vrtání se pažnice zahlubuje bezprostředně po vytažení nástroje s horninou.

Použití úderově lanové metody v sypkých horninách nutí zahlubovat pažnici s určitým předstihem před nástrojem, jinak bude vrták donekonečna odebírat vrstvu, aniž by se posouval dolů.

Osazení pažnice se provádí současně s vrtáním vývrtu. Trubky se spojují závitem nebo svařováním. Pažnice se po dobu prací fixuje objímkou.

Články pažnice se spojují svařováním nebo závitovými spojkami, ale nejlepší je již od začátku vybrat trubky se závitem. S rostoucí hloubkou je snazší a pohodlnější je našroubovávat, než neustále svařovat a kontrolovat svary na vady.

Ve vrtání se pokračuje, dokud se neprojde vodonosná vrstva a nezahloubí se do podložního nepropustného podloží alespoň 0,5 m. Poté se kolona pažnicových trubek mírně “vytáhne” na povrch, aby se opustila nepropustná vrstva. Následně se provádí proplachování vodárenského vrtu, aby se odstranila hornina narušená během vrtání.

Po dokončení proplachu se do vnitřku paženého kmene instaluje další kolona trubek s vrtným filtrem, který zbaví vodu nečistot a ochrání čerpadlo. Nyní lze instalovat čerpadlo, jehož typ se volí podle hloubky vodonosné horizonty.

Závěrečnou fází organizace vlastního zdroje vody je úprava jeho ústí. K tomu se buduje keson nebo se instaluje zakoupená hlavice z obchodu.

Závěry a užitečné video k tématu

Video #1. Demonstrace vlastnoručně vyrobené vrtné soupravy:

Video #2. Testování vlastnoručně vyrobeného stroje pro šnekové vrtání:

Video #3. Princip hydraulického vrtání na základě hloubení studny šnekem:

Námi představené metody ručního vrtání vám pomohou v nelehkém, ale užitečném úkolu vybudovat si vlastní zdroj vody na chatě.

Zveme zájemce, aby se podělili o vlastní zkušenosti s vrtáním studní a zanechali komentáře v bloku níže. Ptejte se, sdílejte užitečné nuance při hloubení a zařizování vodních zdrojů, přidávejte fotografie. Zajímá nás váš názor na předložené informace.