Przedmiotem wynalazku jest sposób wykonywania wierconej studni filtracyjnej, zwlaszcza metoda wiercenia suchego, podczas którego material filtracyjny, w postaci zwiru filtracyjnego zostaje umieszczony przynajmniej w obrebie warstwy wytwarzajacej.Do uzyskiwania wiekszych ilosci wody dla celów gospodarczych sluza tak zwane studnie wiercone. Przy tego rodzaju studniach osiaga sie zwykle glebokosci wiercenia, przy czym gdy glebokosc studni wynosi 50 m wówczas srednica studni wynosi okolo 1150 mm. Otwór wiertniczy glebi sie przy tym przykladowo metoda suchego wiercenia, to znaczy równoczesnie z postepem wiercenia opuszcza sie zarurowanifr odwiertu. Nastepnie do otworu wklada sie rure filtracyjna i wypelnia sie przestrzen pierscieniowa pomiedzyriira filtracyjna a-sciana orurowania zwirem filtracyjnym z równoczesnym powrotnym wyciaganiem orurowania. Takie pionowe studnie filtracyjne pozwalaja na osiagniecie pokladów wodonosnych o róznej wydajnosci lezacych na stosunkowo duzych glebokosciach.Jednakze glebokosc studni jest uzalezniona od srednicy wydrazonego otworu.Dzieki swoim zaletom pionowe studnie filtracyjne wyparly w znacznym stopniu rozpowszechnione wczesniej studnie szybowe. Studnie szybowe charakteryzuja sie stosunkowo plaska budowa przy srednicach rzedu do okolo 6 m. Z uwagi na mala glebokosc szybu zasieg studni szybowych do strefy wody gruntowej Jen maly, totez stanowia one najczesciej tak zwane studnie nie w pelni wydajne, w których doplyw wody nastepuje glównie od dolu. Tym samym powierzchnia filtracyjna w porównaniu do srednicy studni jest mala. Zaleta studni szybowej jest to, ze spelnia ona równoczesnie funkcje zbiornika wody.Wydajnosc pionowej studni filtracyjnej jest ograniczona przez maksymalna srednice otworu wierconego znanymi sposobami. Wydajnosc studni szybowej jest natomiast mala z uwagi na mala powierzchnie filtracyjna jej dna. Wskutek tego odpowiednia do jej srednicy pojemnosci studni szybowej pozostaje niewykorzystana.2 91 797 Poszukiwania do uzyskania studni o wiekszej wydajnosci doprowadzily do opracowania znanej poziomej studni filtracyjnej. Wykonanie takiej studni jest jednak bardzo pracochlonne i kosztowne, gdyz oprócz otworu pionowego musza byc u jego podstawy wywiercone jeden albo wiecej otworów poziomych.Naklad pracy zwieksza sie jeszcze bardziej przez liczne wiercenia próbne niezbedne dla ustalenia kierunku -wiercen poziomych. Takze i przy tego rodzaju studni wzrost wydajnosci jest ograniczony, gdyz wysoki stopien przepuszczalnosci gruntu powoduje koncentracje doplywu do studzienki pionowej, tak ze w koncu wydajnosc studni zalezy glównie od przekroju filtracyjnego.Z francuskiego opisu patentowego nr 1308548 znany jest sposób uszczelniania zlóz polegajacy na wykonaniu szczelin w kierunku wzdluznym przecinajacych sie otworach i wypelnianiu tych szczelin materialem uszczelniajacym.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu wykonania studni o duzej wydajnosci, laczacej zalety pionowej studni filtracyjnej pod wzyiedem glebokosci oraz studni szybowej pod wzgledem jej duzej pojemnosci * której wykonanie byloby jednoczesnie prostsze i wymagalo znacznie mniejszych nakladów, anizeli wykonanie znanej poziomej studni filtracyjnej.Zgodnie z wynalazkiem cel ten osiaga sie dzieki temu, ze wykonuje sie az do spagu warstwy filtracyjnej wieksza liczbe na calej dlugosci wzajemnie przecinajacych sie otworów ziemnych lub wierconych szczelin i tworzy sie polaczony korpus filtracyjny wypelniajacy pojemnosc uzytkowa studni. Dla spelnienia tej zasady wystarczy, aby kazdy otwór wiertniczy przecinal sie przynajmniej z jednym dalszym otworem.W zaleznosci od liczby wydrazonych otworów powstaje dowolnie duzy obszar okreslajacy zasieg studni, którego glebokosc ograniczona jest jedynie mozliwosciami techniki drazenia. Przy zastosowaniu suchego wiercenia osiaga sie glebokosc wiercenia do okolo 50 m. Dzieki znacznie zwiekszonej obwodowej powierzchni bocznej, graniczacej z wodonosnymi warstwami, studnia wedlug wynalazku stwarza mozliwosci dostosowania jej do kazdego wzrostu zapotrzebowania na wode.Z obliczen wynika, ze np. przy trzykrotnym powiekszeniu srednicy strefy zasiegu studni w zaleznosci od przepuszczalnosci gruntu i przeplywu wody gruntowej spowodowac mozna wydajnosc stuclni dwu lub trzykrotnie wieksza, przy czym koszt budowy studni jest znacznie nizszy anizeli np. przy poziomej studni filtracyjnej, gdyz wedlug aktualnego stanu techniki zastosowanie suchej metody wiercenia pionowych otworów wiertniczych a takze przecinajacych sie otworów wiertniczych nie stwarza zadnych trudnosci. Jest to juz od dawna wykorzystywane w technice budowy scian betonowych, gdzie wykonuje sie wzajemnie przecinajace sie pale z masy betonowej przygotowanej na placu budowy, przyczym najpierw wykonuje sie w odstepach jeden rzad pali a nastepnie po dwa sasiadujace ze soba pale posiadajace otwory na calej swej dlugosci, po których napelnieniu betonem powstaje zamknieta sciana.Ta znana technika znajdujaca zastosowanie przy budowie scian z pali betonowych dla fundamentów budynków, scian nabrzezy, szybów kolei podziemnych itp zostala dzieki wynalazkowi wykorzystana z powodzeniem w dziedzinie budowy studni wierconej jako kombinacja studni filtracyjnej i studni szybowej. • Dalsze cechy sposobu wedlug wynalazku charakteryzuja sie tym, ze najpierw drazy sie pewna ilosc otworów z malymi odstepami, mniejszymi od srednicy nastepnych otworów, drazonych pomiedzy pierwszymi.Korzystne jest najpierw glebic pierwsza ilosc otworów i przy równoczesnym wyciaganiu zastosowanego orurowania wypelnic te otwory zwirem filtracyjnym a nastepnie glebic druga ilosc otworów i takze wypelnic je zwirem filtracyjnym. W zaleznosci od ksztaltu przekroju, pojemnosci uzytkowe takich studni moga byc bardzo rózne. Mozliwosc ta wynika stad, ze srodki wszystkich otworów wiertniczych, w widoku z góry, sa umiejscowione na linii prostej lub krzywej. Wedlug innej mozliwosci srodki otworów wiertniczych, w widoku z góry, znajduja sie na dwóch lub wiecej krzyzujacych sie liniach prostych lub krzywych.Dalszy przyklad wykonania charakteryzuje sie tym, ze srodki otworów wiertniczych, w widoku z góry, sa umieszczone na linii zamknietej, np. w postaci kola lub elipsy, zas pozostale otwory znajduja sie w obrebie plaszczyzny zakreslonej ta linia, przy czym co najmniej plaszczyzna wewnetrzna jest calkowicie pokryta otworami.Przy wykorzystaniu powyzszych mozliwosci powstaja pojemnosci uzytkowe w ksztalcie szczeliny lub walca, przy czym otwory wiertnicze rozmieszcza sie kolowo wokól jednego otworu centralnego, lub w ksztalcie gwiazdy, tak, ze otwory wiertnicze odchodza promieniowo od otworu centralnego. Otwory wiertnicze moga byc wypelniane zwirem filtracyjnym o róznej granulacji lub betonem jedhofrakcyjnym. Kwestie doboru granulacji materialu filtracyjnego co najmniej w obrebie pojemnosci uzytkowej dopasowania go do otaczajacego górotworu i ewentualnie odsadzenia wkieruunku rury filtracyjnej pozostawia sie dd uznania specjalisty, przy czym granulacja w bezposrednim zasiegu ryry filtracyjnej powinna miec wbrzybllzeniu taka sama przepuszczalnosc jak szczeliny rury filtracyjnej, Szczególna zaleta sposobu wetih.^ wynsiazku jest mozliwosc tworzenia odsadzek zwiru filtracyjnego91 797 3 w zakresie jego granulacji w poszczególnych otworach. Korzystnie stosuje sie kilka G^ypek filtracyjnych w zasiegu podloza zwirowego tworzacego pojemnosc uzytkowa. W tym ukladzie mozliwe jest zastosowanie szczelin filtra o mozliwie najwiekszej szerokosci, co wplywa na dalsze podniesienie wydajnej nudni.Dalsza zaleta sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze gotowa pionowa studnia * acyjna moze byc pózniej powiekszona przez wykonanie dodatkowych otworów wiertniczych polaczonych ze soba oraz ze studnia glówna. W zakresie mozliwosci uszczelnienia przeciwko zanieczyszczeniom od wody powierzchniowej a takze w zakresie mozliwosci odpiaszczenia studni wszelkie doswiadczenia i techniki zwiazane z budowa pionowych studni znajduja nieograniczone zastosowanie.W celu latwiejszego zrozumienia sposobu wykonywania studni wedlug wynalazku, posluzono sie rysunkiem, na którym fig. 1 przedstawia studnie w wykonaniu szczelinowym, w widoku z góry, fig. 2 - studnie z pojemnoscia uzytkowa w ksztalcie walca, w widoku z góry, fig. 3- studnie z pojemnoscia uzytkowa w ksztalcie gwiazdy w widoku z góry a fig. 4- studnie z fig. 2 w przekroju pionowym.Na figurze 1 pojemnosc uzytkowa studni tworzy szesc otworów wiertniczych umieszczonych wzdluz linii prostej, przy czym na przyklad najpierw wykonano otwory 2 i 3 i wypelniono je zwirem filtracyjnym, nastepnie wykonano otwory 4 i 5 i w koncu otwory 1 i 6 i zarurowano jako ujecie wody. Kolejnosc moze byc takze inna, na przyklad najpierw moga byc wykonane otwory 4 i 5 a nastepnie otwory 2 i 3. Takie i ujecia moga byc wykonane winnych otworach. Sasiadujace ze soba otwory przecinaja sie w obrebie plaszczyzny przekroju A.Studnia posiada dwie filtracyjne rury F1 i F2. Naplywajaca z otaczajacego górotworu G do zwirowego podloza B woda gruntowa wytwarza we wnetrzu filtracyjnych rur F1 i F2 okreslony slup wody gruntowej, skad zebrana woda zostaje odpompowana.Podczas gdy w ukladzie szczelinowym wedlug fig. 1 jeden otwór przecina sie najwyzej z dwoma innymi, to przy ukladzie walcowym wedlug fig. 2 przecina sie lacznie szesc otworów z centralnie umieszczonym otworem 7. Zwirowe podloze B pojemnosci uzytkowej graniczy bez przejscia bezposrednio z otaczajacym je górotworem G. W centralnym otworze 7 jest umieszczona filtracyjna rura F. Glebione w odpowiedniej kolejnosci zewnetrzne otwory sa wypelnione filtracyjnym zwirem o granulacji K1 odpowiednio do analizy sitowej. W trakcie glebienia centralnego otworu 7 zwir filtracyjny znajdujacy sie w przecinanych zakresach zostaje ponownie usuniety. Po opuszczeniu filtracyjnej rury F centralny otwór 7 zostaje wypelniony filtracyjnym zwirem K2 o grubszej granulacji, a mianowicie tylko w obrebie przestrzeni pierscieniowej pomiedzy filtracyjna rura F i scianka otworu centralnego. Uklad gwiazdzisty studni wedlug wynalazku jest przedstawiony szkicowo na fig, 3. Najpierw glebi sie otwory wiertnicze tworzace trzy ramiona a na koncu otwór centralny, w którym jest umieszczona filtracyjna rura F.Przekrój pionowy studni zblizonej w przekroju poprzecznym do ksztaltu walca jest przedstawiony na fig. 4 w postaci skróconej. Laczna glebokosc studni wynosi przykladowo 25 m, srednica d filtracyjnej rury F — 900 mm, srednica D obsypu zwirowego o duzej granulacji K2 wynosi zgodnie ze srednica otworu wiertniczego 1200 mm. Rura filtracyjna posiadajaca szczeliny S dla dostepu wody gruntowej jest umieszczona na glebokosci pomiedzy 13 i 22 m. Rura filtracyjna jest wykonana z* stali nierdzewnej lub tworzywa sztucznego, szerokosc szczelin wynosi okolo 5 mm. Ponizej rury filtracyjnej jest umieszczona podfiltrowa rura R1 z dnem.Powyzej wlasciwej rury filtracyjnej jest dolaczona calkowita rura R2 siegajaca az do górnej krawedzi terenu GOK. Pokrywa AB zamyka studnie od góry. Dla uproszczenia rysunku agregat pompowy zostal pominiety. Skuteczny poziom wody RW wynosi 4 m, obnizony poziom GW wody gruntowej wynosi okolo m. Dane pomiarowe rozumie sie od górnej krawedzi terenu w dól.W praktyce korzystnie jest wykonywac wszystkie otwory wiertnicze tym samym narzedziem wiertniczym, co jednak nie wyklucza ze srednice otworów moga byc rózne; PL