Jedině tak je možné čerpat neznečištěnou vodu z hlubších vrstev. Vrtané studny jsou skryté konstrukce, které potřebují dostatečnou kvalitu materiálů. Základní vrtaná studna se skládá ze samotného vrtaného otvoru dostatečného průměru. Do vrtné díry se instaluje výstroj, která je zásadním použitým prvkem s výrazným ovlivněním kvality díla. Ve spodní části je výstroj zaslepena. Používají se dřevěná víčka, nově také z materiálů PEHD. Směrem vzhůru je “kalník”, prostor pro mechanické nečistoty usazující se časem ve studni. Výše potom samotný filtr a dále pak plné potrubí až k hrdlu vrtané studny. Meziprostory vrty jsou v místě filtru vysypány štěrkem potřebné frakce, v místě plného potrubí vytěsněny jílem. Hrdlo studny je zasazeno v jímce, u které musí okraj přesahovat horizont.
- Je horní část vrtu. Tento předvrt, který je součástí vrtu zajišťuje a odděluje vrstvy s nesourodým materiálem od pevného podloží. V některých zvlášť nepříznivých případech se musí provést pažení ocelovou pažnicí z důvodu sesouvání nesourodých materiálů, které by jinak sevřely, nebo zasypaly vrtací zařízení.
- je otvor vedený kolmo k vodorovné rovině povrchu země o různém průměru prováděný rotačním nebo nárazovým způsobem.
- je plastová roura v dolní části perforovaná pro usnadnění průtoku vody do volného prostoru vrtu, současně trvale bránící posunutí hornin a zasypání vrtu. Pažnice mají atest na pitnou vodu.
- je drobný těžený štěrk do velikosti zrna 8 až 12 mm, kterým se vyplní prostor mezi vnějším pláštěm pažnice a vnitřní stěnou vrtu.Tímto je pažnice vůči vrtu vymezena a stabilizována proti posunutí. Současně mezery mezi jednotlivými zrny zajišťují dobrý prostup vody do volného prostoru vrtu uvnitř pažnice. Odtud je voda následně čerpána pro další využití prostřednictvím nainstalované čerpací techniky.
- stékání povrchové, mnohdy znečištěné vody po hladkém povrchu PVC potrubí do spodních horizontů, může kontaminovat zdroj vody. Proto se používají těsnící směsi. Široký výběr nabízených druhů těchto materiálů ocení vrtné společnosti. Pro každý problém nabízíme řešení. Objednejte si zdarma testovací paletu, která obsahuje nabízené směsi pro otestovaní vlastností.
- je horní část vru, která je následně osazena technickou šachtou. Před osazením technickou šachtou je samotný vrt uzavřen zatavením vyčnívající části pažnice. Toto opatření chrání vrt před znečištěním.
- závitová těsnění na PVC nebo nerezových částech tvoří pevná a těsná spojení.
- je samostatný stavební prvek tvořený, podle potřeby dalšího vystrojení studny čerpací technikou, betonovými skružemi o průměru 80 nebo 100cm, které se zapustí do země 1,1 až 1,5 metrů s přesahem 0,5 m nad terén. Technická šachta je kryta studničním poklopem.
- nerezová ponorná čerpadla s vysokým výtlakem se používají pro zásobování pitnou nebo užitkovou vodou.
- místo pro usazování kalů.
"Vystrojení studny čerpací technikou"
- je termín pro soubor technických zařízení (čerpadlo tlaková nádoba atd.), jejichž prostřednictvím se zajišťuje doprava vody ze studny do objektu. Toto zařízení tvoří samostatný technologický celek, který se většinou řeší samostatně.
Záleží na hloubce hladiny podzemní vody a na tom, jestli není mělká podzemní voda příliš znečištěná. Studna je vodojem zapuštěný do zvodnělé horniny. Dokáže pokrýt i velké nárazové odběry a dá se snadno čistit. Proto je klasická studna dobré řešení pro rodinný domek. Ovšem jen tam, kde je dostatek nezávadné mělké podzemní vody,
Výběrem vhodného typu filtru do vrtané studny, zajistíme dlouhodobou funkčnost. Filtr musí bránit průniku mechanických nečistot, které zanášejí další filtry a mohou negativně ovlivňovat životnost čerpací techniky. Zároveň perforace musí umožňovat dostatečný prosak vody.
Poraďte se jaký filtr bude pro dané podmínky vhodný. Možnost z výběru celé řady jak použitých materiálů, tak druhu filtru nebo perforace.
- PVC stoupačky a PVC filtry (silnostěnné provedení pro aplikace nad 30 m hloubky)
- PVC filtry s lepeným pískovým filtrem pro jemnou filtraci
- PE-HD stoupačky a PE-HD filtry
- Nerezové stoupačky
- Nerezové filtry JOHNSON FILTRATION SYSTEMS
- Nerezové vytlačované MŮSTKOVÉ filtry
Čím je studna užší, tím musí být hlubší. Jinak do ní voda musí proudit rychleji a strhává s sebou částečky zeminy, anebo nestačí dotékat. Při vrtání do skály by měl vrt zasahovat nejméně 20 m pod hladinu podzemní vody.
Klasické studny se navrhují 3,5 až 4 m pod hladinu podzemní vody. Podle normy ČSN 75 5115 - studny individuálního zásobování vodou, mají mít na dně vrstvu filtračního kameniva a nad ním při průměrném stavu hladiny nejméně 2 m vody. Potřebnou hloubku určí hydrogeolog změřením sousedních studní, odhadem z mapy a přehodnocením archivních záznamů o starých průzkumných pracích.
Prostor mezi pažnicí a stěnou vrtu se vyplňuje materiálem, který vytváří kolem pažnice vodorovnou klenbu, tlačí na horninu a zabraňuje jí v pohybu. Kdyby se hornina pohnula, zničila by umělohmotnou pažnici a vrt by se zavalil.
Výplň mezi pažnicí a stěnou vrtu se projektuje tak, aby měla v potřebné hloubce filtrační, anebo těsnící funkci. Typický průřez vrtanou studnou ukazuje následující obrázek.
Na vnitřním průměru pažnice závisí výkonnost ponorného čerpadla. Pro čerpané množství do 1litru za sekundu musí mít pažnice světlost 100 až 150 mm. Při menším průměru by se do vrtu nevešlo čerpadlo a při větším průměru by ho obtékající voda nestačila chladit. Pro velká výkonová čerpadla musí být vnitřní průměr pažnice větší.
Průměr otvoru vrtu není totožný s vrtným průměrem. Je menší o stěnu pažnice (trubky, která vrt vyztužuje) a o prostor mezi pažnicí a stěnou vrtu. Vrtaný průměr musí být tak velký, aby umožnil spolehlivé vyplnění prostoru mezi pažnicí a stěnou vrtu. ČSN 75 5115 - studny individuálního zásobování vodou, předepisuje nejmenší tloušťku obsypové vrstvy v závislosti na zrnitosti filtračního obsypu.
Zrnitost filtračního obsypu se volí tak, aby jím mohlo projít 80 až 90 % zrn okolní zvodnělé horniny. Po odpískování vrtu se kolem něho vytvoří přirozený filtr, pozvolna přecházející do okolního prostředí. Kromě toho slouží obsyp k vytvoření vodorovné klenby, která podpírá horninu a brání jejímu usmýknutí přitékající vodou. Tím podstatně zvyšuje životnost vrtu, protože jeho stěna i ve skále intenzivně větrá v důsledku prudkých výkyvů hladiny vody při čerpání. Duba (1968) uvádí, že vrty provedené do pevných skalních hornin a ponechané bez obsypu nemají životnost větší, než asi 10 až 15 let. V praxi se u vrtů do skály používá obsyp o zrnitosti 1,6 až 4 mm, který umožňuje průchod částic menších než 0,7 mm a znemožňuje, aby po jejich vyplavení došlo k usmýknutí větších úlomků tlakem vody. Velmi dobře vyplňuje prostor mezi pažnicí a stěnou vrtu, a proto u hornin, které spontánně neuvolňují písčité částice, může být jeho tloušťka o něco menší než normové hodnoty. Zkušenost ukazuje, že v takových podmínkách lze efektivně zvýšit životnost vrtu tím, že se do vrtného průměru 254 mm použijí namísto užších pažnic mnohem odolnější pažnice 165 mm, pro které by jinak bylo třeba vrtat podstatně dráž průměrem 305 mm.
Bez výplně prostoru mezi pažnicí a stěnou vrtu se provádějí jenom nejlevnější vrty. Hloubí se lomařským vrtačkami průměrem 120 až 140 mm a zapouští se do nich tenkostěnná trubka z PVC o vnějším průměru 110 mm. Konstrukčně sice neodpovídají normě, ale lze je připustit v čerstvých skalních horninách v čistém lesním prostředí, pokud volný pohyb vody mezi pažnicí a stěnou vrtu nemění vodní poměry a neohrožuje jiné studny. Životnost těchto vrtů zpravidla nepřevyšuje 12 let. V jednom metru obsahují jen asi 8 litrů vody, takže v nich hladina vody při čerpání kolísá i o desítky metrů. Když střídáním vzduchu a vody jejich stěna zvětrá, vyplaví z ní proudění vody nejprve drobný prášek a potom i menší kamínky. Tím se uvolní ze stěny vrtu i větší kameny, z vrtu začne téct kalná voda a jeho stěna, kterou nedrží žádný obsyp, nakonec havaruje.
Standardní provedení vrtů vrtným průměrem 219 mm do hloubek až 100 m určených pro jímání podzemních pitných, užitkových či odpadních vod pro účely zásobování rodinných domů, rekreačních objektů, provozních, výrobních a zemědělských středisek, obcí, středisek sociálních péče a dalších objektů, sanačních prací a odvodnění stavenišť s kapacitou odběru do cca 5 l/s.
Vrty jsou standardně zhotovovány s výstrojí z rozvětveného polyethylenu HDPE nebo tlakového PVC v průměru 160 mm s atestem pro styk s pitnou vodou, pevnostně odolávající mechanickému namáhání v běžných geologických podmínkách, zaručující vysokou konstrukční kvalitu vrtu a jeho prakticky neomezenou životnost.
Použité parametry výstroje umožňují aplikaci běžně na trhu dostupné ponorné čerpací techniky ve výkonovém sortimentu od 0,2 do 5,0 l/s, včetně řídící a zabezpečovací techniky. Alternativně dle požadavků zákazníka či v případě nepříznivých geologických podmínek lze použít jiné druhy výstroje. Použitá kombinace vrtného průměru a výstroje zaručuje kvalitní provedení zaplášťových úprav dle požadavků ČSN vytvořením funkční filtrační vrstvy pláště vrtu a spolehlivé odtěsnění nežádoucích přítoků a povrchových vod. Tím se takto provedené vodní zdroje výrazně kvalitativně a funkčně liší od nestandardních maloprůměrových vrtů, kde nelze funkčních parametrů pláště dosáhnou včetně dopadu na nespolehlivý provoz maloprůměrového zdroje.
V případě požadavku jsou prováděny konstrukční úpravy ústí vrtu proti tlakovým vodám, riziku záplav či riziku vniku nežádoucích látek přes ústí vrtu.
Pro vrtání je používána rotačně příklepová vrtná technologie s průběžným vzduchovým výnosem materiálu, umožňující orientačně specifikovat místa a velikost přítoků v průběhu vrtných prací a efektivně tak korigovat další postup, včetně optimalizace konstrukce výstroje a pláště vrtu.
