Jak wywiercić studnię? Poradnik krok po kroku

Studnia to sztuczne zagłębienie wykopane w ziemi, aby dostać się do danej cieczy. Najczęściej poszukiwaną cieczą jest woda. Około 97 procent świeżej wody na świecie znajduje się w podziemnych warstwach wodonośnych, a coraz więcej polskich domów ma studnie wodne. Studnie wodne mogą być wykopane po prostu w celu monitorowania jakości wody, ogrzewania lub chłodzenia, a także w celu zapewnienia wody pitnej po uzdatnieniu. Wiercenie studni można wykonać na jeden z kilku sposobów, jak opisano poniżej, a przed wierceniem studni należy wziąć pod uwagę pewne kwestie.

Planowanie studni

1 Zastanów się nad kosztami i korzyściami związanymi z wierceniem studni na rurociągach lub transportem wody. 

Wykonanie studni powinniśmy rozpocząć od jej zaplanowania. Zastanów się nad kosztami i korzyściami związanymi z wierceniem studni i transportem wody. Wywiercenie studni wiąże się z wyższymi kosztami początkowymi niż podłączenie do publicznej sieci wodociągowej, a także istnieje ryzyko braku wystarczającej ilości wody lub wody o wystarczającej jakości. Koszty jakie należy jeszcze sprawdzić to koszty pompowania wody i utrzymania studni. Jednak w niektórych regionach mieszkańcy będą musieli czekać lata, zanim będą mogli podłączyć się do sieci publicznej, dzięki czemu wiercenie studni stanie się opłacalną opcją, w przypadku wystarczającej ilości wód gruntowych na rozsądnej głębokości.

2 Ustal konkretną lokalizację nieruchomości, w której ma zostać wywiercony otwór. 

Musisz znać rodzaj ziemi, miejscowość i dzielnicę, aby uzyskać dostęp do wód gruntowych aby przeprowadzić odpowiednie badania.

3 Dowiedz się, jakie wcześniejsze studnie zostały wywiercone na posesji. 

Zapisy z badań geologicznych lub wojewódzkie raporty z odwiertów będą zawierały głębokości poprzednich studni na tym obszarze i informacje czy studnie te znalazły wodę. Możesz uzyskać dostęp do tych rejestrów osobiście, telefonicznie lub online. Zapisy te mogą pomóc określić głębokość lustra wody, a także lokalizację wszelkich ograniczonych warstw wodonośnych. Większość warstw wodonośnych znajduje się na głębokości lustra wody. Są one otoczone różnymi warstwami ziemi oraz skał przez które w łatwiejszym lub trudniejszym stopniu można się przewiercić. Będzie to również wpływało na łatwość i koszty zbudowania studni.

4 Skonsultuj mapy geologiczne i topograficzne. 

Kolejnym elementem o jaki musimy zadbać jest skonsultowanie mapy geologicznej i topograficznej przed rozpoczęciem prac. Mapy geologiczne, choć mniej przydatne niż wiercenia próbne, mogą pokazywać ogólną lokalizację warstw wodonośnych, a także formacje skalne w danym obszarze. Mapy topograficzne pokazują cechy powierzchni i ich wysokości oraz mogą być użyte do wykreślenia lokalizacji studni. Razem pomogą nam ustalić, czy obszar ma wystarczającą ilość wód gruntowych, aby wiercenie studni było opłacalne. Zwierciadła wody nie są jednolicie równe, ale do pewnego stopnia podążają za konturami gruntu. Zwierciadło wody znajduje się bliżej powierzchni w dolinach, szczególnie tych utworzonych przez rzeki lub potoki, i jest trudniej dostępne na wyższych wysokościach.

5 Zapytaj ludzi mieszkających w pobliżu nieruchomości. 

Wiele starszych studni nie ma dokumentacji, ale nawet jeśli nie istnieją zapisy, ktoś, kto mieszkał w pobliżu, może pamiętać, ile wody dostarczały te studnie.

6 Uzyskaj pomoc od konsultanta. 

Prywatny personel geologiczny twojego regionu może być w stanie odpowiedzieć na ogólne pytania i podpowiedzieć wiele cennych informacji. Jeśli potrzebujesz bardziej szczegółowych informacji niż mogą dostarczyć Ci pracownicy urzędów, możesz potrzebować usług profesjonalnego hydrologa. Skontaktuj się z lokalnymi firmami wiertniczymi, zwłaszcza tymi, które istnieją od dawna. Firmy takie posiadają szeroką wiedzę oraz będąmogły przeprowadzić ew. badania.

7 Zdobądź wszystkie zezwolenia których potrzebujesz przy wierceniu. 

Skonsultuj się z odpowiednimi agencjami miejskimi i regionalnymi, aby dowiedzieć się, jakie pozwolenia musisz uzyskać przed wierceniem studni, oraz poznaj wszelkie przepisy regulujące wiercenie studni. 

Wiercenie studni

Krok 1 – Wywierć otwór z dala od potencjalnych zanieczyszczeń. 

Karmniki dla zwierząt, zakopane zbiorniki paliwa, systemy usuwania odpadów i systemy septyczne mogą zanieczyszczać wody gruntowe. Miejsc tych należy unikać. Studnie powinny być wiercone w miejscach, do których można dotrzeć w celu konserwacji, i znajdują się regulaminową odległość od placów budowy. Ogólnie istnieje wiele obostrzeń i przeciwwskazań odnośnie wiercenia studni i należy zapoznać się z nimi aby wywiercić studnię bezpiecznie oraz legalnie.

Krok 2 – Zdecyduj jak chcesz wiercić studnię. 

Większość studni jest wiercona, ale studnie mogą być również wykopane lub wykonane inną techniką, jeśli wymagają tego warunki. Wywiercone studnie mogą być wiercone ślimakiem lub narzędziem obrotowym, tworzone za pomocą kabla udarowego lub wycinane strumieniem wody pod wysokim ciśnieniem. Studnie są wykopywane, gdy w pobliżu powierzchni jest wystarczająca ilość wody i nie ma w niej gęstej skały. Po wykonaniu otworu łopatami lub sprzętem elektrycznym, obudowa jest opuszczana do warstwy wodonośnej, a następnie studnia jest uszczelniona przed zanieczyszczeniem. 

Studnie tworzone są przez przymocowanie stalowego punktu napędowego do sztywnego elementu maszyny lub perforowanej rury, która jest połączona z rurą litą. Kopany jest początkowy otwór szerszy niż rura, a następnie zestaw jest wbijany w ziemię, od czasu do czasu obracając się, aby zachować szczelność połączeń, aż punkt wejdzie w warstwę wodonośną. Studnie mogą być kopane ręcznie do głębokości ok. 9 metrów i mechanicznie do głębokości ok. 15 metrów. Ponieważ zastosowana rura ma małą średnicę – 1,25 do 12 cali lub 3 do 30 centymetrów, wiele studni jest często poszerzanych w celu zapewnienia wystarczającej ilości wody.

Świdry mogą być obrotowymi łyżkami lub ciągłymi trzonami i mogą być obracane ręcznie czy za pomocą urządzeń elektrycznych. Najlepiej działają na glebach z dużą ilością gliny, aby utrzymać ślimak i nie działają dobrze na glebie piaszczystej lub w gęstej skale. Odwierty ze świdrem mogą być wiercone ręcznie na głębokości od 4,5 do 6 metrów i do 37,5 metra za pomocą świdrów mechanicznych, o średnicach od   5 do 75 centymetrów.

Wiertarki obrotowe wydzielają płyn wiertniczy na bazie wody, taki jak zawiesina gliny bentonitowej, aby otwór był drożny. Mogą użyć specjalnego dodatku w celu zmniejszenia ciepła, czyszczenia końcówki i usuwania resztek. Sprężone powietrze pod wysokim ciśnieniem w obracającym się świdrze ułatwia wiercenie podczas wypompowywania zwiercin. Zazwyczaj wiertarka wykorzystuje przewymiarowany podwójny lub trójstożkowy bit do wiercenia w miękkich warstwach, aż osiągnie twardsze warstwy. W tym momencie wstawiana jest mniejsza stalowa obudowa do odwiertu. Mogą one wiercić do głębokości 300 metrów lub więcej, tworząc otwory o szerokości 7,5 do 30 centymetrów. Chociaż potrafią wiercić szybciej niż inne wiertła przez większość materiałów, mają problemy z wierceniem przez skały w formacjach głazowych. Chociaż płyn wiertniczy utrudnia identyfikację materiału z warstw wodonośnych, kable udarowe działają jak kafary, z bitem lub narzędziem poruszającym się w górę i w dół po kablu, aby sproszkować wiercony grunt. Podobnie jak w przypadku obrotowych wiertarek kablowych, woda służy do poluzowywania i usuwania niepotrzebnych materiałów, ale nie wypływa z wiertła. Raczej jest dodawana od góry ręcznie. 

Po chwili narzędzie tnące zostaje zastąpione narzędziem „Bailing”. Kable udarowe mogą wiercić na tych samych głębokościach co wiertarki obrotowe, aczkolwiek znacznie wolniej i przy wyższych kosztach, ale mogą przebić się przez materiały, które spowolniły by obrotowe bity. Często podczas wiercenia w bardziej stabilnych formacjach skalnych, narzędzie do kabli może być bardzo skuteczne w znajdowaniu małych szczelin wody. 

Strumienie wody pod wysokim ciśnieniem służące do tworzenia studni używają tego samego sprzętu, co wiertarki obrotowe, ponieważ wiertło zarówno wycina otwór, jak i wydobywa wiercony materiał. Ta metoda zajmuje tylko kilka minut, ale studnie wywiercone strumieniem wody mogą mieć głębokość nie większą niż 15 metrów, a woda wiertnicza musi zostać oczyszczona, aby zapobiec zanieczyszczeniu warstwy wodonośnej podczas penetracji lustra wody.

Krok 3 – Dokończ studnię. 

Po wywierceniu studni wkłada się do niej obudowę, aby zapobiec wypłynięciu wody i zanieczyszczeniu jej. Ta obudowa ma zwykle węższą średnicę niż sam otwór studni. Najczęstszym rodzajem instalacji domowych jest rozmiar 15 cm. Często są one wykonane ze stali lub PVC 40. Można je uszczelnić materiałem do fugowania, zwykle też gliną lub betonem. Aby zapobiec zanieczyszczeniu wód gruntowych, do obudowy wkłada się worek do odfiltrowywania piasku i żwiru, a następnie studzienkę zamyka uszczelnieniem sanitarnym. O ile nie jest to studnia artezyjska, a woda jest już pod ciśnieniem, podłączona jest pompa, która wyniesie wodę na powierzchnię. Czasami w przypadku stalowej obudowy narzędzie do perforacji wkłada się i powoli podnosi, aby określić głębokość wody. Używając sprężonego powietrza i wiertła przy małej objętości, wielokrotnie wbija się klin w obudowę, wycinając otwór, przez który woda przepływa do obudowy.

Na glebach piaszczystych można zastosować solidny kawałek osłony o długości 1,5–3,0 m. Mają one stalowy wycięty laserowo ekran szczelinowy w sekcji na głębokości 3,0 m przyspawany do górnej części obudowy lub solidną obudowę przyspawaną do górnej części ekranu szczelinowego. W przypadku wyjątkowo piaszczystych gleb wewnątrz stalowej obudowy umieszczona jest 4-calowa rura z PVC i sito. Mały żwir „groszek” powoli wylewa się na zewnątrz obudowy z wykładziny PCV, ale wewnątrz stalowej obudowy. Poprawia to filtrację piasku.