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Verfahren zur Herstellung von Bohrbrunnen
Bei der üblichen Herstellung von Bohtbrunnen wird das Entsanden der durchteuften wasserführenden Bodenschicht nach dem Einbau der aus Sumpf-, Filter und Aufsatzrohr bestehenden Endverrohrung und dem Einbringen des Filterkieses (Kiesfilter) vorgenommen. Unter Entsanden wird das Entziehen der feinen und feinsten Körnungen aus. der wasserführenden Schicht in der näheren Umgebung des Brunnens verstanden. Dies erreicht man, indem das Wasser in eine Geschwindigkeit versetzt wird, die die bei der späteren Wasserentnahme auftretenden, um ein Vielfaches übertrifft. Bekannte Mittel hiefür sind das intensive Probepumpen (Klarpumpen) oder die Erzeugung einer starken Spülwirkung mittels eines Entsandungskolbens, der ruckartig auf-und abbewegt wird.
Dieses Verfahren besitzt den Mangel, dass beim Entstanden die in der Siebkurve unterhalb der vom Kiesfilter gestützten Körnung liegenden Sande aus den wasserführenden Bodenschichten durch das eingebrachte Kiesfilter hindurchgeschlämmt werden, wobei sich ein Teil dieser Sande am und im Kiesfilter absetzt. Dies wirkt sich sowohl auf die Leistungsfähigkeit als auch auf die Lebensdauer des Bohrbrunnens nachteilig aus.
Erfindungsgemäss wird daher vorgeschlagen, die Entsandung der durch1Jeuft, en wasserführen- den Bodenschichten vor dem Einbau der Filterrohre und des Kiesfilters vorzunehmen. Vor die-
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denschichten mit einem gelochten Entsandungsfilterrohr verrohrt, dessen Lochgrösse der durch Siebanalyse ermittelten Kornzusammensetzung der wasserführenden Bodenschichten angepasst ist. Hierauf wird durch die an sich bekannten Ver- ren, z. B. mittels Entsandungskolben oder durch intensives Probepumpen, Sand und feinste Bodenbestandteile den wasserführenden Schichten entzogen. Der Feinsand fällt dann entweder auf die Sohle des Bohrloches bzw. des Brunnens, von wo er mit den bekannten Geräten herausbeför- dert wird oder es wird der Sand kontinuierlich , abgeführt. Erfolgt z.
B. das Durchteufen der wasserführenden Bodenschichten mittels vollwandiger Bohrrohre, dann werden diese nach dem Verrohren mit dem gelochten Entsandungsfilter- rohr gezogen.
In dem zur Erläuterung der Beschreibung dienenden Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass ein Brunnen im Trockenbohrverfahren in bekannter Weise abgeteuft wurde, wobei drei Rohrfahrten benötigt wurden, wie dies Fig. 1 der Zeichnung zeigt. Darin bezeichnet 1 die Erdoberfläche, 2,3 und 4 die drei Rohrfahrten, 5 bis 7 die durchteuften Humus-, Sandund Tonschichten, 8 die wasserführende, z. B. aus Kies und Sand bestehende Bodenschicht, 9 den Wasserspiegel, 10 den wasserundurchlässi- gen Ton und 11 die Brunnensohle. Fig. 2 zeigt die erfindungsgemässe Einbringung des gelochten Entsandungsfilterrohres 12 in das Bohrrohr 4.
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grossen Durchmesser.
Hierauf wird gemäss Fig. 3 das Bohrrohr 4 gezogen (in den Zeichnungen gestrichelt dargestellt), so dass die wasserführende Bodenschicht direkt an das Entsandungsfilterrohr herantritt und nur von diesem gestützt wird. Das Entsanden erfolgt z. B. gemäss Fig. 4 mittels des bekannten Entsandungskolbens. Nach Beendigung der Entsandung wird gemäss Fig. 5
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aus vollwandigem Sumpfrohr - Filterrohr 15 und vollwandigem Aufsatzrohr 14 bestehende Endverrohrung in den Brunnen eingebaut und in den zwischen der Endverrohrung und dem Entsandungsfilterrohr (bestehenden Ringraum das Kiesfilter 17 eingebracht und das Entsandungsfilterrohr 12 sowie die vollwandigen Bohrrohre 3 und 2 gezogen. Beim Ziehen der
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in bekannter Weise in den Ringraum oberhalb des Kiesfilters die Ton-bzw. Zementdichtung 18 und 19 eingebracht und der restliche Ringraum 20 verfüllt.
Ist die Zusammensetzung (Körnung) der wasserführenden Bodenschicht jedoch vorher bekannt, kann zu ihrem Durchteufen an Stelle des vollwandigen Bohrrohres 4 des Entsandungsfil- terrohr 12 verwendet werden, wodurch eine Rohrfahrt eingespart wird.
Ferner ist das erfindungsgemässe Verfahren nicht auf die im Beispiel geschilderte Bohrme- thode beschränkt, sondern sinngemäss auch auf andere Verfahren z. B. das bekannte Saugbohrverfahren anwendbar. Da beim Saugbohrverfah-
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ren der Brunnen vollständig ohne Bohrrohre ab- geteut un die Bohrlochwand mittels hydrostatischem Überdruck gestützt wird, wird hiebei das Entsandungsfilterrohr ins unverrohrte Bohr-
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Das wesentliche an dem erfindungsgemässen Verfahren besteht in jedem Falle darin, dass das Entsanden der wasserführenden Schicht vor dem Einbau des Kiesfilters und der Endverrohrung durchgeführt wird.
Hiedurch wird die Wirksamkeit des bekannten Entsandungsprozesses bedeutend verstärkt, und es baut sich um das Entsandungsfilterrohr herum ein natürliches Filterkissen mit nach aussen gestufter Körnung auf.
Dadurch, dass die Lochgrösse in dem Entsandungsfilterrohr der Kornzusammensetzung der wasserführenden Bodenschicht angepasst ist, erreicht das natürliche Filterkissen die grösste Tiefe und den besten Durchlässigkeitswert. Infolge der Entstehung dieses natürlichen Filterkissens kann auch die Körnung des eingebrachten Kiesfilters entsprechend grösser gehalten werden, als sie der Siebkurve der nichtentsandeten Bodenschichten entsprechen würde.
Diese geschilderten Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens wirken sich insofern auf die Leistung des Brunnens aus, als dieser einen grösseren wirksamen Durchmesser erhält, wodurch der Eintrittsquerschnitt ebenfalls vergrö- ssert wird.
Ausserdem ermöglicht das erweiterte natürliche Filterkissen sowie das mit entsprechend gröberer Körnung eingebrachte Kiesfilter dem Wasser, in grösserer Menge dem Brunnen zuzufliessen. Die Leistung der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellen Brunnen ist dann bei gleichen Voraussetzungen zwei bis drei Mal so gross gegenüber jener der bekannten Bohrbrunnen. Ausserdem erhöht sich auch die Lebensdauer eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Brunnens.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Bohrbrunnen, dadurch gekennzeichnet, dass die Entsandung der durchteuften wasserführenden Bodenschichten vor dem Einbau der Filterrohre und des Kiesfilters in an sich bekannter Weise z. B. mittels Entsandungskolben oder durch Probepumpen vorgenommen wird.