Skrūvurbšanas urbumi: tehnoloģijas un urbšanas aprīkojuma īpatnības, urbjot ar roku un ar iekārtu

Skrūvurbuma urbšana dzeramā ūdens iegūšanai ir populārākā urbšanas metode privāto mājsaimniecību teritorijā. Ar rokas zemes urbi var patstāvīgi izveidot seklu ūdens nesējslāņa aku. Lai atvieglotu darbu, bieži tiek izmantotas maza izmēra urbšanas iekārtas ar piedziņu.

Mēs pastāstīsim, kāpēc šī metode ir tik populāra. Izanalizēsim, ar ko tā atšķiras no citiem urbšanas paņēmieniem, kādās situācijās to efektīvi izmantot. Rakstā detalizēti aprakstīta skrūvju tehnoloģija un urbšanas iekārtu konstrukcija, kā arī urbšanas instruments, ko izmanto rokas un mehāniskajā urbšanā.

Skrūvurbuma urbšanas specifika

Urbšanas aka ir cilindriska izstrāde zemes garozā, kurai lielā garumā ir mazs šķērsgriezums. Tās sākumu sauc par ieteku, sānu virsmu – par sienām, bet izstrādes dibenu – par dibenu.

Optimālo urbšanas metodi izvēlas, ņemot vērā akas funkcionālo mērķi, nepieciešamo diametru un dziļumu. Svarīgi ņemt vērā iežu fizikāli mehāniskās īpašības, kuras jāizurbj ūdens ņemšanas izstrādes veidošanas procesā.

Ietekmē arī urbšanas tehniskā un ekonomiskā lietderība konkrētos apstākļos. Tas ir nozīmīgs posms aku projektēšanā, kura laikā tiek noteikti pamata tehnoloģiskie risinājumi – izmantojamā aprīkojuma veids un urbšanas režīmi.

Skrūvurbuma urbšanas metodes tehniski ekonomisko lietderību nosaka, ņemot vērā akas kvalitāti, tās izturīgumu, būvniecības termiņus un izmaksas.

Projektējot un vēlāk urbjot ūdens ņemšanas akas, ir jāorientējas uz ilgtermiņa izmantošanu. Svarīga ir spēja saglabāt stabilu debitā un nemainīgu ūdens caurlaidību pieurbuma zonā ilgā laika periodā.

Urbšanas process ietver vairākas darba operācijas:

1. Ieža drupināšana dibenā, tas ir, daļiņu atdalīšana no masīva.
2. Iztērētās grunts transportēšana uz virsmu.
3. Akas sagatavošana ekspluatācijai, veicot urbuma stobra tīrīšanu un iekārtošanu, kā arī ūdens ņemšanas izstrādes skalošanu.

Urbšanas efektivitāte tieši ir atkarīga no dabas noteiktajām fizikāli mehāniskajām īpašībām, proti: iesējuma blīvuma, porainības, ūdens caurlaidības nekohezīviem gruntiem, mālainu kohezīvu iežu konsistences.

Šneka urbšanu ir lietderīgi izmantot aku urbšanai ar diametru no 60 mm līdz 200 mm, dziļumam nepārsniedzot 80 m, irdenos un saistīgos gruntos (Ⅰ-Ⅲ urbjamības kategorija). Akmeņainos vidējas cietības iežos (Ⅳ-Ⅵ kategorija) skrūvurbi nav lietderīgi izmantot.

Akmeņainu iežu urbšanai, kas raksturojas ar monolitiskumu un kristālisko saišu tipu starp daļiņām, šī metode nav piemērota. Jo stiprāk ir konsolidēti minerālu graudi ieža sastāvā, jo vairāk darba tiek patērēts tā iznīcināšanai.

Metodes priekšrocības un trūkumi

Šneka urbšanas variants tiek izmantots gan rūpniecībā, gan civilajā būvniecībā, gan rokas urbšanā akām. Tā atšķirīgā īpašība ir tā, ka iznīcināto iežu noņemšana notiek nevis ar skalošanas šķidrumu vai speciāliem gāzes-šķidruma maisījumiem, bet tieši ar šneka aprīkojuma daļām.

Izšķir vertikāli un horizontāli virzītu šneka urbšanu. Pirmā metode tiek izmantota ūdens aku ierīkošanā, kā arī caurumu veidošanā pāļiem. Otro – izmanto inženierkomunikāciju ieguldīšanā, izmantojot beztransheju metodi.

Rotācijas urbšana mīkstos iežos ir visātrākā un lētākā salīdzinājumā ar citām metodēm

Šī metode nodrošina vienlaikus augstu urbšanas ātrumu neakmeņainos gruntos dziļumā līdz 50-80 metriem, ļaujot uzreiz veidot izstrādes sienas, uzstādot apvalkcauruļu kolonnu.

Vēl viens pluss – izstrādātā grunts izcelšana virspusē bez instrumenta pacelšanas. Un vēl: tā kā šneka urbšanai nav nepieciešams skalošanas šķidrums, to veiksmīgi izmanto bezūdens reģionos, kā arī lieto periodos ar zemu temperatūru pārsvaru.

Mūsdienās šneka agregātu urbšanu izmanto:

• Individuālu ūdens ņemšanas aku ierīkošanai;
• Būvējot pamatus no skrūvpāļiem/urbpāļiem;
• Žogu un dzelzsbetona balstu uzstādīšanai;
• Veicot beztransheju komunikāciju ieguldīšanu;
• Seklu aku un bedrīšu būvniecībai.

Tomēr ir arī trūkumi. Ar šnekiem nav iespējams izurbt aku augstas cietības iežos. Urbjot cietos un puscietos smilšmālos, mālos ar kaļķakmens starpslāņiem, var rasties sarežģījumi, un, urbjot abrazīvus iežus, tiek novērots liels urbšanas instrumenta patēriņš.

Turklāt ir ierobežojums attiecībā uz izstrādes dziļumu. Izveidot aku, kuras dziļums pārsniedz 80 metrus, ar šādu metodi ir ļoti grūti.

Vertikālās izstrādes tehnoloģija

Šneks ir augstas stiprības urbšanas caurule ar uztītu spirāli, kas pilda vertikāla skrūvkonveijera funkciju. Zem ass slodzes iedarbības urbšanas instrumenta darba daļa iegremdējas iezī un to iznīcina, griežot un irdinot. Vienlaikus ar šneka urbi tiek padots izstrādātais grunts uz šneka spirāli.

Urbuma tīrīšanas process notiek nepārtraukti un paralēli iežu sagraušanai. No pamata atdalītā grunts nokļūst uz lielā ātrumā rotējošu skrūvi.

Centrbēdzes spēku iedarbībā saderdinātā grunts paceļas pa urbšanas kolonnas lāpstiņām augšup. Pacelšanās notiek, pateicoties slīdēšanai pa spirāli, jo grunts berze pret skrūvi ir mazāka nekā pret urbuma sienām.

Tādējādi sagrauztais iezis tiek nogādāts sasmalcinātā stāvoklī no pamata uz virsmu un izmests caur urbuma ieteku. Netraucētas transportēšanas gadījumā grunts aizpilda 30-40% no visas starpvītņu telpas tilpuma.

Skrūvju kolonnas parametriem jānodrošina ātra visas ar skrūvi sagrauztās grunts masas pacelšana. Tomēr urbšanas laikā daļa saderdinātās grunts nobirst atpakaļ uz pamata. Tāpēc, veicot skrūvurbšanu, ir nepieciešama pastiprināta stumbra tīrīšana, un pēc pabeigšanas obligāta skalošana.

Horizontāli virzīta urbšana ar skrūvi

Uzstādot inženierkomunikācijas dažādam funkcionālam mērķim zem šķēršļiem (autoceļiem, dzelzceļa sliedēm, mežu masīviem), tiek izmantota horizontāli virzīta skrūvurbšana.

Darbu sākumposmā tiek izraktas divas bedres – starta (darba) un uztvērējbedre. Tām jāatrodas vienā līmenī ar projektēto urbumu. Pēc tam darba bedrē tiek nolaists un uzstādīts nepieciešamais aprīkojums.

Horizontāli virzītai skrūvurbšanai izmanto lielgabarīta iekārtas ar kustīgu urbšanas rotatoru un paaugstinātu griezes momentu.

Šādam aprīkojumam ir liels padeves gājiens un tas ir aprīkots ar nodilumizturīgu urbšanas galvu no augsti leģēta tērauda. Uz tā ir uzstādīta arī zonde urbšanas izsekošanai. Saņemot signālus monitorā, operators kontrolē procesa gaitu un var koriģēt kustības virzienu, kā arī urbšanas galvas slīpuma leņķi.

Kad skrūve ieiet uztvērējbedrē, proti, projekta galapunktā, urbis tiek noņemts. Tā vietā tiek fiksēts paplašinātājs un caurule. Pēc tam tiek iedarbināta lāpstiņu rotācija pretējā virzienā, lai ievilktu cauruli gatavajā urbumā. Pēc urbšanas darbu pabeigšanas no starta bedres tiek izvilkta skrūvju iekārta.

Beztransheju metode ļauj veikt cauruļu ieguldīšanu zem komunikācijām zem gruntsūdens līmeņa garumā līdz 80 m. Turklāt visi sarežģītie darbi tiek veikti bez darbietilpīgas tranšeju izstrādes, kas ļauj samazināt izpildes laiku un finansiālās izmaksas.

Horizontāli virzītu skrūvurbšanu izmanto, ieguldot spiedvadu cauruļvadus un uzstādot sakaru sistēmas zonās, kur ieguldīšanu ar citiem paņēmieniem nav iespējams veikt. Galvenā priekšrocība beztransheju ieguldīšanai ir ekonomiskums. Turklāt gatavās izstrādes stabilitātes atbalstam nav nepieciešams izmantot bentonītu vai citus polimērus.

Urbšanas īpatnības dažādos iežos

Urbšanas pamata tehnoloģiskie parametri – aksiālā slodze un skrūvju transportiera skrūves rotācijas biežums. Palielinot slodzi, neizbēgami palielinās arī urbšanas ātrums, kas var izraisīt dažādas avārijas situācijas.

Tāpēc obligāti jāseko, lai skrūves atdalītās iežu daudzums laika vienībā nepārsniegtu transportiera veiktspēju. Citādi uz vītnēm veidojas sastrēgumi.

Skrūvurbšanas ātrums tieši ir atkarīgs no grunts īpašībām, akas dziļuma un diametra, kolonnas apgriezienu skaita, aksiālās slodzes uz galu, izmantotā iežu iznīcināšanas instrumenta konstrukcijas.

Parasti plastiskus mālainus iežus, irdenas un vidēja blīvuma smiltis urbj bez piespiedu aksiālās slodzes padeves. Skrūvinstruments iekļūst gruntī zem sava svara, kā arī reaktīvā spēka dēļ, kas rodas, padodot izstrādāto iezi uz cilindriskās izstrādnes muti.

Aksiālās slodzes līdz 5 kN parasti rada akas sākuma urbšanas laikā, urbjot cietās smilšmālos, mālsmilts, mālos, argilītos, aleirolītos. Kolonnas rotācijas biežums nedrīkst pārsniegt 1,7–3,3 s^-1.

Pie augstākām frekvencēm iekšpusē rodas vibrācijas, kuru dēļ urbšanas kolonnas posmi var zaudēt savienojumus. Rezultātā urbšanas aparāts paliks uz gala, to ir praktiski neiespējami izņemt, tāpēc būs jāveic jauna izstrādne. Bet pie zemām frekvencēm ievērojami apgrūtinās izstrādātās grunts transportēšana uz augšu.

Palielinoties iežu cietībai, aksiālās slodzes palielina. Urbšana grants un dresvas-šķembu gruntīs, sasalušos mālsmilts, ar ūdeni piesātinātās smiltīs, aleirolītos ar kvarca ieslēgumiem tiek veikta ar aksiālo slodzi 8–10 kN uz kaltu un kolonnas rotācijas biežumu 1,3–2,2 s^-1.

Grants un iežus ar laukakmeņu ieslēgumiem ar skrūvmetodi neurba. Šos noripotos klinšu iežu fragmentus iznīcina ar kaltu un paceļ uz diennakts virsmu ar smelšanas spaini.

Urbšanu dažāda blīvuma un ar ūdeni piesātinātās smiltīs, grants un šķembu nogulumos veic ar lieliem apgriezieniem un vienlaikus nostiprina izstrādnes sienas ar ietērpu konstrukcijām.

Iebraukšana ar skrūvi mīkstplastiskos un plūstošos mālos bieži tiek apgrūtināta ar sastrēgumu veidošanos. Kad māla daļiņas uzkrājas uz skrūvju instrumenta, apstājas akas padziļināšana, ievērojami apgrūtinās izstrādātā ieža transportēšana uz augšu.

Lai no tā izvairītos, samazina urbšanas ātrumu līdz minimāli iespējamam, izkustina kolonnu un pievieno ūdeni akā. Arī šādā situācijā palīdz periodisks urbšanas instrumenta pacelšana uz virsmu un attīrīšana no pielipušā mālsmilts.

Instruments skrūvurbuma urbšanai

Instrumenti skrūvurbšanas urbumiem pēc konstrukcijas veida atšķiras pēc apgriezienu skaita un griešanas daļas ģeometrijas. Cietu un puscietu smilšmālu un mālsmilšu caurlaidē bieži izmanto urbšanas lādiņus, kuru mala ir aprīkota ar papildu griezējiem.

Visbiežāk ūdens ņemšanas urbuma veikšanai privātpersonām izmanto tikai vienu starta skrūvi bez jebkādiem papildinājumiem, jo jāurbj nogulumiežu saistītie un nesaistītie ieži. Padziļinot instrumentu, to vienkārši pagarina ar urbšanas stieņiem.

Šajā gadījumā lādiņu no urbuma stobra izņem ik pēc 0,5 – 0,7 m, lai attīrītu pašu urbi un urbuma dibenu no izjauktajiem iežiem. Tas ir ekonomiskāks, bet arī darbietilpīgāks urbšanas variants.

Lai izurbinātu laukakmeņus un oļus, kas var sastapt nogulumiežu gruntīs, pāriet uz triecienveida virvju metodi. Parasti tam izmanto kaltu, kas izgatavots no instrumentu tērauda. Šo no apakšējā gala asināto urbi ar spēku “met” uz urbuma dibenu, līdz tiek iznīcināts “cietais šķērslis”.

Pēc oļu vai laukakmens saspiešanas lauskas izceļ virspusē ar stiklu (kolonnu cauruli) vai baileru. Pēc tam atkal pāriet uz skrūvurbšanas metodi. Visbiežāk urbuma veikšanai ir jāizmanto vairākas urbšanas metodes kompleksā.

Urbjot irdenas smiltis un mīkstas mālsmiltis, izmanto urbšanas skrūvurbju lādiņus ar uz urbuma dibenu izvērstām lāpstiņām 30–60° leņķī, bet mālainos saistītos iežos – 90°.

Konstruktīvi skrūve ir caurule vai garš vienlaidus stienis/stienis ar uztītu spirāli.

Šo spirāli iegūst, uztinot augstas stiprības tērauda lenti ar diametru 5–7 mm uz skrūvveida veidni. To izstiepj uz caurules/stieņa un pēc tam metina.

Jo lielāks ir pamatcaurules diametrs, jo mazāka ir skrūves transportētspēja. Tomēr garā izstrādājuma diametrs ir ierobežots ar skrūves mehānisko stiprību un tā ražošanas tehnoloģiju.

Mūsdienās izgatavo divu veidu skrūves:

• Ar centrālo atveri, t.i., dobās;
• Palielinātā svara – bez atveres.

Lai samazinātu skrūvju transportiera nodilumu, urbjot abrazīvos iežos, uz ārējās malas uzskrūvē tērauda sloksni vai uzklāj uz virsmas metāla kārtu.

Pie augstiem skrūvurbšanas ātrumiem virs lādiņa fiksē īpašu pārejas elementu ar divu sākumu uztītu tērauda sloksni. Tādējādi lielākā daļa iežu nonāk uz skrūvju transportieri bez pārberšanas.

Caurules galā ar uztītu spirāli obligāti piemetina savienojuma elementus. Izšķir divus skrūvju savienojuma veidus: bezvītņu un vītņu. Pirmajā gadījumā skrūves savieno ar sakabes slēdzenēm un notur ar metāla tapām ar fiksatoriem, otrajā gadījumā – ieskrūvējot.

Skrūvju vītņotais savienojums urbšanas kolonnā ļauj mehanizēt to savienošanu un atdalīšanu, veicot celšanas-nolaišanas operācijas, kā arī piegādājot šķidrumu urbuma dibenam. Tomēr ir arī būtisks trūkums – šajā gadījumā nav iespējama skrūvju pretējā rotācija. Tāpēc bezvītņotais savienojums ir kļuvis plašāk izplatīts.

Speciālās urbšanas iekārtas parasti ietver dažādu diametru skrūvju komplektu.

Visefektīvākās ir skrūves ar centrālo atveri, caur kuru urbuma dibenam tiek pievadīts gaiss vai ūdens. Tas ļauj samazināt iežu berzi pret skrūves transportiera virsmu.

Dobās skrūves ar vītņoto savienojuma veidu tiek izmantotas urbšanā ar izpūšanu, ūdens atsūknēšanai, veicot cilindriskas izstrādnes zemes garozā, lādiņa ievietošanai ģeofizikālajos urbumos, betona iesūknēšanai pāļu caurumos. Tās var izmantot arī kā apvalkkolonnu.

Veicot nepārtrauktu dibena urbšanu, centrālais kanāls tiek aizsprostots ar urbšanas instrumentu uz troses.

Urbšanas iekārtu apskats

Skrūvju urbšanai tiek izmantoti gan rokas instrumenti, gan mehanizētas iekārtas. Vienkāršākās konstrukcijas ir rokas zemes urbis. Tas sastāv no stieņa/caurules ar spirālveida nazi un stingri fiksētu T-veida rokturi.

Šāda veida urbšanas instruments tiek ieskrūvēts augsnē kā korķviļķis. Izstrādnes veidošanas procesā to pagarina ar stieņiem. Rokas zemes urbi izgatavo saliekamu, lai to būtu pēc iespējas ērtāk pārvadāt vieglajā autotransportā. Tas arī ļauj mainīt skrūvju urbšanas kolonnas garumu.

Ar rokas instrumentu var izveidot caurumus līdz 2 metru dziļumam ar diametru ne vairāk kā 20 centimetrus. Ir arī motorurbji ar benzīna vai elektrisko piedziņu. To konstrukcija ietver skrūves transportieri, t.i., skrūvi, un motoru ar reduktoru. Motora vārpstas rotācija nodrošina skrūves kustību.

Izmantojot piedziņas instrumentu un urbšanas stieņus pagarināšanai, var urbt urbumus līdz 25 metru dziļumam. Ar diametru līdz 30 centimetriem to izmanto apgaismojuma balstu uzstādīšanai ārpus telpām, žogu stabu montāžai, šurfu veidošanai pamatu un grunts pamatnes pārbaudei.

Ūdens urbumu urbšanu privāto mājsaimniecību teritorijā un liela diametra caurumu veidošanu pāļu pamatiem veic ar pārnēsājamām maza izmēra iekārtām vai urbšanas iekārtām uz pārvietojamās tehnikas.

Mobilie agregāti ir neliela izmēra iekārtas ar elektrisko vai benzīna motoru. Ar to palīdzību var ātri izurbt urbumu vasarnīcai, sagatavot lielu skaitu dažāda funkcionālā mērķa balstu bedrīšu.

Bieži šādas urbšanas iekārtas tiek ražotas kā piekabes vieglajiem auto, lai atvieglotu transportēšanu uz darbu veikšanas vietu.

Civilā un rūpnieciskajā būvniecībā, lai veidotu liela dziļuma un diametra izstrādes, tiek izmantota skrūvju speciālā tehnika, kas nostiprināta uz pārvietojamās tehnikas – kravas automobiļiem, traktoriem.

To izmanto augstsprieguma elektrolīniju balstu un ielu apgaismojuma stabu montāžā, stadionu, sporta kompleksu, rūpniecisko objektu, lidlauku žogu balstu uzstādīšanā. Turklāt ar skrūvju urbšanas iekārtām uz pārvietojamās tehnikas tiek būvēti špuntu norobežojumi un uzstādītas skrūvpāļi.

Noderīgs video par tēmu

Skrūvurbums ūdens ieguves akai 20 m dziļumā privātā mājsaimniecības teritorijā:

Šajā video ir parādīta horizontālā skrūvurbuma tehnoloģija komunikāciju ievilkšanai zem autoceļa:

Liela diametra nepārtrauktā skrūvja pāļu ierīkošana ar centrālo kanālu. Darbu veikšanai tiek izmantota urbšanas iekārta Bauer BG-30 un augstas produktivitātes stacionārais betona sūknis Liebherr:

Skrūvju metode nodrošina augstu urbšanas tempu. Akas izstrāde un izlietotās grunts padeve no apakšas uz izstrādes muti notiek vienlaicīgi un nepārtraukti, kas ietaupa gan laiku, gan urbēju pūles, gan projektā ieguldītos līdzekļus. Tāpēc skrūvurbuma metode ir populāra.

Lūdzu, atstājiet komentārus zemāk esošajā bloka formā. Pastāstiet, vai Jums ir nācies izmantot roku skrūvju instrumentu vai urbt ar mazgabarīta urbšanas iekārtu, izmantojot skrūvi. Dalieties ar tehnoloģiskām niansēm, kas var noderēt vietnes apmeklētājiem.