DD203349A1 - Verfahren zur abriegelung von grundwasserzufluessen mittels pneumatischer brunnengalerie - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, welches auf dem Gebiet der Hydrogeologie, insbesondere zur Freihaltung offener Baugruben von Grundwasser, angewendet werden kann. Es ist das Ziel der Erfindung, eine wirksame Absperrung von Grundwasserzufluessen zu Baugruben bei geringen Invest- und Betriebskosten zu erreichen. Das Wesen der Erfindung besteht in der Verdraengung des einer Baugrube zuflieszenden Wassers mittels Druckluft. Diese Druckluft wird ueber ein pneumatisches Rohr, das im Bereich der wasserfuehrenden Schicht mit Filtermaterial ummantelt, ansonsten gegen die Atmosphaere abgedichtet ist, aufgegeben. Anwendungsgebiete der Erfindung ergeben sich besonders im Bergbau und im Bauwesen, aber auch im Bereich der Wasserwirtschaft.

Description

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Titel der Erfindung

^erfahren zur Abriegelung von Grundwasserzuflüssen mittels Pneumatischer Brunnengalerie.

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, welches auf dem Gebiet der Hydrogeologie, insbesondere zur Freihaitung offener Baugruben von Grundwasser, angewendet werden kann.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Es sind technische Lösungen bekannt, die sich auf den Einsatz von Filterbrunnen bzw« Dichtungswände mit Filterkruste beziehen.

Ein Filterbrunnen ist ein blind endendes Bohrloch, das mit Filterrohr und Filterkies ausgebaut ist. Es ist mit einem v/asserhebeelement (z.B. UWM-Pumpe), das das Wasser nach über Tage hebt, ausgerüstet (s. E.FUCHS "Baugrube und Wasserhaltung", VEB Verlag für Bauwesen, Berlin).

Infolge der dadurch bedingten Grundwasserabsenkung des Territoriums sinkt der Ertrag in Land- und Forstwirtschaft erheblich. Die im Einzugsbereich der Brunnen befindlichen Trink- und ßrauchwasserbrunnen versiegen, so daß umfangreiche Investitionen zur Versorgung der Bevölkerung und anderer Betriebe mit Wasser erforderlich sind. Außerdem ist der Bedarf an Elektroenergie relativ hoch und die Lebensdauer der Brunnen begrenzt, ßichtungswände sind im Lockergestein hergestellte Wände, die den Grundwasserzufluß zu einem bestimmten Objekt unterbinden bzw. verringern (s. Freiberger Forschungsheft A 606 "Dichtungswände und deren Anwendung, vornehmlich im Tagebau"). Ihr Wachteil besteht besonders in dem hohen ökonomischen Aufwand bei der Herstellung der Dichtungswand und in der begrenzten Tiefe.

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Ziel der Erfindung

Mit dem Einsatz der Pneumatischen Brunnengalerie soll eine wirksame Absperrung von Grundwasserzuflussen zu Baugruben oder anderen zu schützenden Objekten erreicht werden.

Im Vergleich zu Filterbrunnen verringern sich die Betriebskosten und erhöht sich wesentlich die Lebensdauer. Negative Auswirkungen auf das Territorium treten durch diese Erfindung nicht auf.

Die ursprünglichen hydrologischen Verhältnisse können nach Einstellung des Betriebes der Erfindung sofort wieder hergestellt werden.

Der Nachteil der Filterbrunnen besteht in dem Verschleiß der Wasserpumpen, der besonders dann hoch ist, wenn durch schwankenden Wasserzufluß Sandteilchen durch den Filter von der Pumpe angesaugt werden, sowie durch die dabei entstehende Kavitation. Die Lebensdauer des Brunnens wird wesentlich durch die Ockerbildung herabgesetzt, da diese eine Verstopfung der ',Yassereintrittsöffnungen in den Brunnen hervorruft. Diese beiden genannten technischen Nachteile werden aufgrund des Verfahrens der Erfindung gegenstandslos.

Bei der Herstellung der Dichtungswand treten bei der Schachtung der dazu erforderlichen Schlitze Probleme der Standsicherheit der Schlitzwände auf. Diese kann nur durch den Einsatz einer Stützflüssigkeit gewährleistet werden. Auch dieses Problem wird durch die Erfindung gegenstandslos, die nachfolgend beschrieben werden soll.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Bei dem Pneumatischen Brunnen handelt es sich um eine durch den abzusperrenden Grundwasserleiter bis in den nachfolgenden Grundwasserstauer geteufte Bohrung in die ein Rohr eingeführt wird, das im Bereich des Grundwasserleiters perforiert ist.

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Unterhalb und oberhalb der Perforierung werden in den verbleibenden Ringraum zwischen Bohrungewandung und eingeführtem Rohr (pneumatisches Rohr) bindige Bodenarten und im Bereich des Grundwasaerleiters Filtermaterial eingebracht. Die bindigen Bodenarten sind zu verdichten.

Wurde das Bohrloch verrohrt, ist nach Einbindung des Filtermaterials die Verrohrung bis zu dessen Oberkante zu ziehen. Der darüber befindliche Hohlraum wird durch wechselweises Ziehen der Verrohrung und Einbringung dea Bodens verfüllt. Zwischen dem gewachsene Gebirge und dem pneumatischen Rohr ist eine luftdichte Verbindung herzustellen.

Durch Zuführung von pulsierender oder kontinuierlicher Druck« luft in dieses pneumatische Rohr wird das Wasser aus einem Teil des Grundwasserleiters verdrängt.

Der angelegte pneumatische Druck ist u.a. von der Durchlässigkeit des Grundwasserleiters und vom hydrostatischen Druck des Grundwassers abhängig.

Zur Erzielung des Effektes einer Dichtungswand sind mehrere pneumatische Brunnen so hintereinander zu schalten, daß deren Lufttrichter sich überlappen. Die Luftzufuhr zu jedem Brunnen muß absperrbar sein.

Die so betriebene pneumatische Brunnengalerie hat gegenüber den bekannten anderen Verfahren folgende Vorteile:

- geringere Investkosten

- niedrige Betriebskosten

- sehr hohe Lebensdauer

- universeller Einsatz aufgrund der Variation der Höhe des angelegten Druckes der Luft

- keine Auswirkungen auf das Territorium

- ursprünglicher hydrologischer Zustand kann bei Einstellung des Betriebes sofort wieder hergestellt werden.

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Ausführungsbeispiel

Das Verfahren zur Abriegelung von Grundwasserzuflüssen mittels Pneumatischen Brunnen besteht in der Verdrängung des in einem Grundwasserleiter vorhandenen Wassers durch Druckluft. Mit steinendem pneumatischen Druck vergrößert sich der entwässerte Raum im Grundwasserleiter. Zur Herstellung des Pneumatischen Brunnens ist eine Bohrung durch den Grundwasserstauer 1, den Grundwasserleiter 2 bis in den Grundwasserstauer 3 zu teufen. In diese Bohrung wird das pneumatische Rohr 4, welches im Bereich des Grundwasserleiters perforiert ist, eingeführt. Der verbleibende Ringraum 5 ist im Bereich der Grundwasserstauer mit bindigen Boden 6 und im Bereich des Grundwasserleiters mit Filtermaterial 7 zu verfüllen (s.Skizze 1). Das Verfahren kann überall dort angewendet werden, wo Baumaßnahmen durch Grundwasser behindert werden.

Variante 1

Zur Abriegelung der Grundwasserzuflüsse zu einem Tagebau sind zur Vermeidung von Rutschungen und Erosionen pneumatische Filterbrunnen so anzuordnen, daß sie das Grundwasser noch vor Eintritt in den Tagebau verdrängen (s.Skizzas 2). Die verbleibende Durchströmung kann durch eine Erhöhung des Druckes der Luft im pneumatischen Rohr bzw» durch Verringerung des Abstandes der pneumatischen Brunnen vermindert werden.

Variante 2

Zur Entwässerung einer Baugrube sind vor deren Ausschachtung pneumatische Brunnen um die Grube anzulegen, wenn mit starkem Grundwasserzufluß gerechnet werden muß. Ist der Grundwasserleiter sehr mächtig und reicht bis weit anter die Baugrubensohle, braucht der pneumatische Brunnen nicht bis in den folgenden Wasserstauer geführt zu werden. Er muß jedoch unter der Baugrubensohle liegen. Dabei ist das pneumatische Rohr im gesamten Bereich des Grundwasserleiters zu perforieren und mit Filtermaterial zu ummanteln (s.Skizze 3).

Claims (1)

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   Brfinderanepruch

   Verfahren aar Abriegelung von Grundwaeserzuflüssen mittels Pneumatischer Brunnengalerie gekennzeichnet dadurch, daß in mehrere hintereinander angeordnete durch den abzuriegelnden Grundwaeaerleiter (2) geteufte Bohrungen pneumatische Rohre (4) eingehangen werden, die nur im Bereich des Grundwasserleiters (2) perforiert und mit Filtermaterial (7) ummantelt sind, ansonsten eine Abdichtung mit bündigem Boden (6) erfolgt und mit Druckluft zur Verdrängung des im Grundwaeserleiter (2) befindlichen freien Waesers beaufschlagt werden.

   Hierzu drei Seiten Zeichnungen.

   -äDEL 1981*976711