Ręczne wiercenie studni wodnych: jak wywiercić ujęcie wody ręcznie

Nie wszyscy właściciele działek podmiejskich są gotowi wydawać duże sumy na wynajęcie wiertaczy do budowy studni ujęciowej. Jednak wygody korzystania z własnego ujęcia wody trudno przecenić. Można zaoszczędzić, budując źródło wody własnymi rękami. Jak to zrobić?

Wszystko o tym, jak wykonuje się ręczne wiercenie studni wodnych, dowiecie się z przedstawionego przez nas artykułu. Opowiemy, jak i w jaki sposób wykonywane są prace, co będzie potrzebne początkującym wiertaczom do realizacji pomysłu. Dzięki naszym zaleceniom będziecie mogli bez problemów wywiercić i urządzić wyrobisko.

Dla samodzielnych majsterkowiczów przedstawiliśmy i przeanalizowaliśmy wszystkie techniki ręcznego wiercenia, wyjaśniliśmy, w jakich przypadkach należy je stosować. Dołączyliśmy schematy wiertnic i narzędzi dostępnych do samodzielnego wykonania, zamieściliśmy zestawy zdjęć i instrukcje wideo.

Rodzaje studni i ich cechy

Własne źródło wody to doskonała okazja, aby zapewnić sobie i swoim bliskim czystą, życiodajną wodę i zaspokoić potrzeby gospodarcze. Poprzez wiercenie i urządzenie studni można rozwiązać problem zaopatrzenia w wodę na kilkadziesiąt lat do przodu.

Wybór metody wiercenia i zakres prac związanych z urządzeniem studni zależy od rodzaju budowli hydrotechnicznej.

Studnia abisyńska

Jeśli woda na działce znajduje się przypuszczalnie na głębokościach 10-15 metrów, wówczas opłacalniejsze i prostsze jest wykonanie studni abisyńskiej. Budowla hydrotechniczna tego typu wykorzystuje warstwę wodonośną położoną nad nieprzepuszczalną warstwą gliny. Warstwa wodonośna zasilana jest przez infiltrację opadów atmosferycznych i wód pobliskich zbiorników.

Prostą w wykonaniu studnię igłową może wywiercić nawet początkujący majsterkowicz, który dopiero uczy się podstawowych umiejętności wiertniczych

Stosunkowo płytka, wąska studnia to kolumna grubościennych rur VGP o średnicy 50 – 80 mm. W dolnym, pierwszym odcinku kolumny wykonano specjalny filtr przez wywiercenie otworów w ściankach rury.

Rury pełnią funkcję przewodu, dodatkowej obudowy abisyńska studnia igłowa nie wymaga. Nie jest wiercona, lecz zagłębiana w grunt poprzez wbijanie.

Kompaktowe rozmiary ujęcia wodnego typu abisyńskiego pozwalają umieścić je praktycznie na każdym wolnym miejscu na terenie przydomowym. Najbardziej powszechnym sposobem przebijania tego typu budowli hydrotechnicznej jest wiercenie udarowe.

Cechy studni na piasek

Przy głębokości zalegania warstwy wodonośnej do 30 – 40 metrów, występującej w luźnych, niespójnych osadach, buduje się piaszczysty odwiert wodonośny. Nazywa się go tak, ponieważ wydobywa wodę z nasyconych wodą piasków.

Pięćdziesięciometrowa głębokość źródła nie jest w stanie zagwarantować krystalicznej czystości wody, dlatego zawartość studni należy laboratoryjnie sprawdzać na obecność związków chemicznych.

Warstwa wodonośna studni na piasek znajduje się zaledwie trzydzieści–czterdzieści metrów od powierzchni. Aby do niej dotrzeć, nie trzeba przebijać twardych – skalnych i półskalnych skał. Dlatego ręczne wiercenie studni piaszczystej nie będzie trudne, jeśli zastosuje się jedną z opisanych poniżej metod.

Głęboka studnia artezyjska

Planując wiercenie studni artezyjskiej, nie da się poradzić sobie własnymi siłami. Woda artezyjska występuje w szczelinach nieprzepuszczalnych skał i skał półskalistych na głębokości rzędu 40–200 metrów.

Z zadaniem wiercenia studni w wapieniu poradzić sobie mogą tylko profesjonaliści, posiadający niezbędną wiedzę i dysponujący specjalistycznym sprzętem wiertniczym.

Aby określić głębokość występowania wody, powinni orientować się na dane podobnych budowli hydrotechnicznych, wywierconych w pobliżu planowanego miejsca prowadzenia prac.

Ponieważ studnia artezyjska może zapewnić wodę od razu kilku działkom, usługi wiertnicze wygodnie jest zamawiać wspólnie. Pozwoli to znacznie zaoszczędzić na wierceniu i urządzeniu źródła zaopatrzenia w wodę.

Metody samodzielnego wiercenia

Aby wybrać optymalny dla Pana/Pani sposób wiercenia, należy najpierw poznać ich specyfikę i zrozumieć, jakie narzędzie będzie potrzebne, czy będzie można przeprowadzić wiercenie własnymi rękami.

Ręczna metoda ślimakowa

Wiercenie za pomocą ślimaka – jeden z najpopularniejszych i najłatwiejszych w wykonaniu sposobów. Jest skuteczny przy urządzaniu studni, których głębokość nie przekracza 40 m.

Ślimak stanowi pręt w kształcie śruby, wyposażony w końcówkę wiertniczą i ustawione pod kątem stalowe łopatki.

Istota metody polega na tym, że ślimak, niczym korkociąg, wkręca się w grunt. W miarę zagłębiania się w glebę pręt śrubowy niszczy warstwy, a jego metalowe łopatki wynoszą na powierzchnię zużytą ziemię.

Ślimaki stosowane do ręcznego wiercenia studni są dwóch rodzajów:

• Pręty, do których ostrza tnące są przyspawane pod kątem prostym.
• Konstrukcje, do których łopatki są przyspawane pod kątem 30–60°.

W pracy bardziej wygodne są konstrukcje drugiego wariantu wykonania. Dzięki ułożeniu łopatek pod kątem rozdrobniony grunt nie opada do wnętrza studni, a jest całkowicie wydobywany na powierzchnię.

Aby ułatwić pracę ręczną i przyspieszyć proces, można użyć małogabarytowych urządzeń ślimakowych.

Taka technika jest szczególnie skuteczna w przypadku, gdy praca ma być prowadzona w trudnych gruntach, w których występują wtrącenia skał.

Małogabarytowe urządzenia ślimakowe działają na tej samej zasadzie co ręczny świder, ale są napędzane za pomocą silnika elektrycznego.

Można wywiercić płytki odwiert w celu poboru wody do podlewania ogrodu, używając ogrodowego świdra, bez narzędzi wiertniczych. Prawdą jest, że do obudowy ścian potrzebne są rury, z których montuje się kolumnę wyrobiska, oraz metalowe pręty wiertnicze, które są potrzebne do przedłużania.

Technologia wiercenia rdzeniowego

Wiercenie rdzeniowe wykonuje się za pomocą specjalnego narzędzia w postaci rury wyposażonej w koronkę. Specyfika wiercenia i średnica rury, która nie przekracza 160 mm, pozwalają pracować dość szybko. W ciągu jednego dnia, w zależności od gęstości skały, można przejść do kilkudziesięciu metrów.

Za pomocą zespołu mocującego umieszczonego w górnej części rury rdzeniowej, w miarę zagłębiania narzędzia, dobudowuje się półtorametrowe pręty. Przedłużanie odbywa się etapowo, tworząc z zestawu prętów kolumnę technologiczną.

Koronkę wykonuje się z wytrzymałego metalu. Krawędzie koronki są szlifowane tak, aby jej noże łatwo radziły sobie z gęstymi skałami. Kształt i rozmiar używanych koronek określają fizyko-mechaniczne właściwości skały.

W miarę obrotu rura wyposażona w koronkę zagłębia się w skałę i tworzy otwór o odpowiedniej średnicy na studnię.

Mając do czynienia z nadzwyczaj twardymi skałami, przed zanurzeniem rury najpierw używa się dłuta. Następnie za pomocą koronki wierci się studnię, a szlam, który zapchał się w zestawie rury rdzeniowej, podnosi się na powierzchnię.

W procesie ręcznego wiercenia studni metodą rdzeniową, w celu wzmocnienia ścian konstrukcji, w trakcie wiercenia w kolumnie instalowana jest kolumna rur osłonowych. Aby ułatwić proces wiercenia, do wnętrza zestawu okresowo podaje się czystą wodę lub roztwór gliny.

Metoda udarowo-linowa

Metoda polega na rozbijaniu gruntów poprzez opuszczanie ciężkiego narzędzia wiertniczego z wysokości dwóch metrów.

Do tego celu używa się konstrukcji wiertniczej, której głównymi elementami są:

• statyw, który umieszcza się nad miejscem wiercenia;
• blok z wyciągarką i liną;
• szklanka udarowa przymocowana do końca liny.

Zastosowanie wyciągarki pozwala zmniejszyć obciążenia fizyczne, a użycie silnika z reduktorem obracającego wał – zautomatyzować proces.

Szklanka udarowa wykonana z metalowej rury powinna mieć dobrze naostrzoną krawędź tnącą, która jest w stanie rozbijać nawet twarde skały. Do rozbijania nadmiernie gęstych gruntów, jako obciążnik szklanki, używa się dodatkowego stalowego pręta, mocując go nieco powyżej konstrukcji wiertniczej. Luźne skały wyciąga się łyżką wiertniczą.

Siłą opadając na miejsce wiercenia, narzędzie rozbija skałę, a umieszczona w dolnej części tnąca łyżka wiertnicza chwyta szlam i wynosi go na powierzchnię.

Szklankę opróżnia się z uwięzionego w niej gruntu przez jej dno, opukując ściany narzędzia młotem kowalskim. Czyszczenie bajera przeprowadza się przez znajdujący się w jego górnej części otwór technologiczny.

Prace wykonuje się w następującej kolejności:

1. W wybranym miejscu wykopuje się dół o wymiarach 1x1 metr i głębokości 0,5 metra.
2. W centrum dołu pod kątem prostym ustawia się świder ogrodowy. Obracając narzędzie wokół własnej osi, zagłębia się je w grunt. W razie potrzeby pręt śrubowy przedłuża się rurą, mocując ją za pomocą połączenia śrubowego.
3. Po pojawieniu się mokrego piasku wyciąga się świder. Zamiast niego w otworze instaluje się specjalnie zmontowaną konstrukcję z rur osłonowych, którą wbija się młotem kowalskim.
4. Zapadniętą podczas montażu obudowy skałę wydobywa się bajerem. Za każdym razem narzędzie przy wnikaniu w warstwę skały chwyta i zatrzymuje jej część.
5. W miarę zagłębiania rury osłonowej przedłuża się ją kolejnym odcinkiem o podobnej średnicy. Odcinki są skręcane lub spawane ze sobą w celu uzyskania jednolitego szczelnego pnia.
6. Aby zagłębić obudowę, delikatnie ją obraca się i nasłuchuje wydawanych dźwięków. Zgrzyt pojawi się podczas tarcia piasku gruboziarnistego, szelest – drobnoziarnistego, cisza – podczas przechodzenia przez grunt gliniasty.
7. Do wiercenia luźnych skał, takich jak sypki piasek, żwir, otoczaki, stosuje się bajer. Skały gliniaste i zbite piaski przechodzi się szklanką.
8. Po wykonaniu serii kolejnych uderzeń szklankę lub bajer podnosi się na powierzchnię, wyciągając z niego grunt. Następnie cykl prac powtarza się.

Podobnie jak w poprzednich metodach, aby ułatwić proces ręcznego wiercenia studni, do otworu wlewa się mieszankę glinianą lub wodę, a następnie za pomocą specjalnego czerpaka wyciąga się ją z powrotem. W przypadku pojawienia się hałasu podczas wiercenia, studnię należy zalać wodą. Jeśli woda będzie uchodzić powoli, rurę należy zagłębić jeszcze o pół metra, a jeśli szybko – tylko o 20-30 cm.

W przypadku płytkiego wykopu można bez problemu zrobić bajer własnymi rękami. Do tego potrzebna będzie rura o średnicy 100-120 mm, metalowe ucho i oczko do mocowania liny, które należy przymocować do górnej części rury.

Metoda udarowo-obrotowa

Główną różnicą tej metody jest to, że urządzenie wiertnicze wykonuje jednocześnie ruchy udarowe i obrotowe. Takie podejście pozwala przyspieszyć proces wiercenia. Metoda ta jest szczególnie skuteczna, gdy konieczne jest wykonanie obiektu hydrotechnicznego, a profil geologiczny na danym terenie jest niejednorodny.

Metoda udarowo-obrotowa zakłada również użycie trójnogu, za pomocą którego znacznie łatwiej jest zanurzyć, a następnie wydobyć świder na powierzchnię.

Metody udarowo-obrotowe i udarowo-linowe są skuteczne przy wykonywaniu studni w gruntach luźnych, których cząstki nie są ze sobą związane. Obie metody nadają się do wiercenia i wydobywania gruntów gliniastych: piasków gliniastych, glin.

Podczas wiercenia w gruntach sypkich, ze względu na niewystarczające wiązanie cząstek gruntu między sobą, na etapie budowy studni istnieje duże prawdopodobieństwo osypywania się jej ścian. Dlatego studnie w piasku są obowiązkowo wyposażane w rury osłonowe i filtry, które zapobiegają przedostawaniu się dużych wtrąceń do wydobywanej wody.

Etapowa technologia wiercenia metodą ślimakową

Spośród wszystkich wymienionych metod, metoda ślimakowa słusznie uważana jest za najprostszą. Należy jednak pamiętać, że jest skuteczna tylko przy wierceniu w gruntach luźnych i gliniastych.

Przygotowanie niezbędnych narzędzi

Przed ręcznym wierceniem studni należy przygotować narzędzia:

• świder lub małogabarytowe urządzenie ślimakowe.
• wieżę wiertniczą z wciągarką.
• zestaw 3–4 żerdzi.
• rury osłonowe.

W przypadku konieczności wykonania studni na głębokości powyżej 8 metrów, w celu ułatwienia zanurzania świdra i jego późniejszego wydobycia z otworu studziennego, urządzenie mocuje się na domowej roboty wieży wiertniczej.

Wieżę wiertniczą można zbudować z drewnianych belek lub rur metalowych, składając z nich konstrukcję w kształcie trójnogu

Rozmiar trójnogu proporcjonalnie powinien odpowiadać wysokości sekcji kolumny wiertniczej. Aby stworzyć konstrukcję, belki układa się w kształcie trójkąta i mocuje za pomocą połączenia śrubowego lub spawanego.

W nich wykonuje się otwory do wstawienia metalowej rury, która będzie pełnić funkcję podpory. Wymiary podstawy są określane wyłącznie przez stabilność konstrukcji.

W górnej części konstrukcji dodatkowo wyposaża się otwór, przez który będzie przechodzić żerdź.

Aby zabezpieczyć szyb otworu przed zniszczeniem i osypywaniem się ścian, instaluje się kolumnę osłonową z rur, które charakteryzują się wysoką nośnością na obciążenia ścinające i ściskające od warstw. Do pracy używa się rur wykonanych z metalu, azbestocementu lub polimerów.

Do tworzenia kolumny osłonowej wygodnie jest używać rur wyposażonych w połączenie gwintowane na powierzchni zewnętrznej i wewnętrznej

Segmenty takich elementów podczas montażu konstrukcji łatwo wkręcać jeden w drugi bez użycia dodatkowych zespołów montażowych.

Wykonanie świdra z dostępnych materiałów

Materiałem do wykonania narzędzia wiertniczego, w tym przypadku pręta ślimakowego, może być rura o średnicy 100 mm. Do tego celu lepiej używać rur ze stali wysokiej jakości, których grubość ścianek wynosi co najmniej 5 mm.

Górna część konstrukcji powinna mieć:

• na górnym końcu gwint zewnętrzny do połączenia z żerdzią;
• na dolnym końcu – ślimak gwintowany z liczbą zwojów nie mniejszą niż dwa.

Aby ułatwić proces obracania, do górnego odcinka rury przyspawa się uchwyt o długości 1,5 metra. Elementem przejściowym między uchwytem a żerdziami rozłącznymi będzie trójnik wyposażony w wewnętrzny gwint.

Łopatki tnące świdra wykonuje się z pasów blachy o grubości 2-2,5 mm, które przyspawa się do rury w równych odstępach

Z rury o podobnej średnicy wykonuje się żerdzie o długości 1,5 metra każda:

• pierwsza żerdź z zewnętrznym gwintem na dolnym końcu do przyłączenia świdra;
• wszystkie kolejne żerdzie z gwintem na obu końcach o podobnym rozmiarze.

Złączki łączące powinny mieć takie same parametry gwintu. W miarę potrzeby przedłużania konstrukcji po prostu przykręca się je do świdra, uprzednio odkręciwszy uchwyt.

Niektórzy majsterkowicze jako świdra używają wiertła lodowego. W tym przypadku nóż narzędzia pełni funkcję łopatek tnących świdra. Żerdzie do przedłużania wykonuje się oddzielnie.

Aby używać narzędzia jako wiertła i móc za jego pomocą osiągać większe głębokości, do przedłużania z rur o średnicy 25 mm wykonuje się pręty.

Starając się ulepszyć narzędzie, niektórzy majsterkowicze do fabrycznych krawędzi improwizowanego świdra dodatkowo przyspawają wzmocnione noże.

Przeprowadzenie prac wiertniczych

Na miejscu budowy studni wykopuje się wykop o wymiarach 150x150 cm. Jest on niezbędny, aby zapewnić stabilność pionowo ustawionej rury. Aby ściany zagłębienia nie osypywały się, wzmacnia się je odcinkami desek lub kawałkami płyty wiórowej.

Do zagłębienia zanurza się wiertło i, trzymając narzędzie za uchwyt, zaczyna się stopniowo wkręcać w glebę zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara.

Do zagłębienia zanurza się wiertło i, trzymając narzędzie za uchwyt, zaczyna się stopniowo wkręcać w glebę zgodnie z kierunkiem ruchu wskazówek zegara. Tę pracę wygodniej wykonywać we dwoje: pierwsza osoba będzie obracać uchwyt narzędzia, a druga – naciskać na nie z góry.

Po przejściu pierwszego metra zaczyna się formować trzon konstrukcji o średnicy co najmniej 12-15 cm. W tym celu do zagłębienia opuszcza się rurę osłonową. Średnica rury powinna być nieco większa niż rozmiar łopatek wiertła. W dalszej kolejności wbijanie rur wykonuje się równolegle z pogłębianiem studni.

Po zagłębieniu wiertła na 1,5-2 metra obracanie narzędzia samodzielnie będzie już dość trudne. Ułatwić pracę może użycie kluczy rurowych i innych uchwytów.

Po przejściu co trzech-czterech metrów pręt śrubowy należy wydobyć na powierzchnię, a jego szczęki oczyścić z ziemi.

Kiedy nadejdzie moment, że narzędzie wiertnicze przy zagłębianiu będzie się zagłębiać na całą wysokość, należy je 'przedłużyć'. W tym celu do niego za pomocą połączenia gwintowanego lub nasadki 'palca-pręta' mocuje się pręt.

Na tym etapie ważne jest zapewnienie wytrzymałości połączenia elementów. Aby ułatwić sobie określenie przebytej głębokości, przedłużone pręty warto oznaczać.

W trakcie przechodzenia przez warstwy kontynuuje się formowanie kolumny osłonowej, nie zapominając o sprawdzaniu pionowości trzonu. Nawet minimalne skrzywienie może utrudniać swobodne opuszczanie rur osłonowych. Dlatego, jeśli w trakcie pracy wiertło zaczyna uderzać o ściany kolumny osłonowej, w celu skorygowania pionowości trzonu między glebą a rurą osłonową wbija się drewniane kliny.

Prace kontynuuje się aż do momentu, gdy grunt wydobywany na powierzchnię będzie wilgotny. Wskaże to, że warstwa wodonośna znajduje się już blisko. Aby pokonać poziom wodonośny, wystarczy tylko nieco się zagłębić.

Kolumnę okładzinową można, ale nie jest wskazane montować również po zakończeniu wiercenia. Po zamontowaniu rury okładzinowej w wywierconym w pełni otworze, z odwiertu trzeba będzie ponownie wydobyć zapadnięty grunt, ale działać trzeba będzie już za pomocą łyżki.

Aby przedłużana okładzina nie opuściła się do otworu przed momentem dołączenia kolejnego odcinka, utrzymuje się ją za pomocą obejmy.

Do tymczasowego mocowania kolumny okładzinowej instalowanej w wywierconym otworze należy użyć urządzenia w postaci obejmy wyposażonej w uchwyty. Nie pozwoli ona okładzinie opuścić się do wyrobiska zanim zostanie dołączony kolejny odcinek rury okładzinowej.

Należy jednak zaznaczyć, że ten sposób nie jest najbardziej racjonalny, ponieważ wymaga długotrwałego oczyszczania przodka z żużla. Przy formowaniu kolumny nie należy opuszczać rur do dna studni. Nie powinny one sięgać do najniższego punktu dna około pół metra.

Do formowania kolumny okładzinowej rury plastikowe wprowadza się sekwencyjnie, łącząc elementy w miarę zagłębiania.

Aby ułatwić proces wiercenia za pomocą świdra, specjaliści zalecają przeprowadzanie od czasu do czasu płukania wodą. Strumień pompowany przez pompę do wnętrza rury okładzinowej będzie wypłukiwał urobek na powierzchnię.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Wiercenie studni metodą udarowo-linową:

Szczegóły wykonania świdra własnymi rękami:

Dla osób pragnących wiedzieć, jak prawidłowo wywiercić studnię wodną ręcznie, przedstawiliśmy sprawdzone w praktyce metody. Należy dobrać optymalną metodę wiercenia, poważnie podejść do wyboru niezbędnego sprzętu, a podczas wiercenia ściśle stosować się do rad doświadczonych mistrzów.

Efektem włożonych wysiłków będzie własnoręcznie urządzone źródło zaopatrzenia w wodę, zapewniające czystą wodą wszystkich domowników.

Chcesz opowiedzieć jak wierciliście studnię na własnej działce? Masz pytania lub ciekawe fakty na temat artykułu? Napisz, proszę, komentarz w bloku poniżej.