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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Grundwasserabsenkung mit
einer Vakuumfilteranlage mit zahlreichen in den Boden geführten Filterrohren, in
denen an eine gemeinsame Pumpeinrichtung angeschlossene Wassersaugrohre angeordnet
sind, und mit je einem Luftansaugstutzen, der oben an jedem Filterrohr angeordnet
und mit der Pumpeinrichtung verbunden ist, sowie mit einer Reglerarmatur zur Regelung
des Vakuums und der Saughöhe.
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Beim Vakuumverfahren wird durch Einführung eines Vakuums in das Filterrohr
das im Boden enthaltene Wasser in den Filter gesogen und dann gefördert. Über eine
Sammelleitung werden eine Anzahl Filterrohre an eine Pumpeneinrichtung angeschlossen.
Dabei wurde zunächst so verfahren, daß von der Pumpe über die Sammelleitung Wasser
und Luft zusammen angesaugt wurden. Diese Praxis weist insbesondere dann noch verschiedene
Nachteile auf, wenn die Böden nicht homogen sind, wenn sich beispielsweise sandige
und bindige Schichten abwechseln. Die in diesen Fällen bestehende Notwendigkeit,
mehrere Wasserhorizonte trockenlegen zu müssen, führt in den meisten Fällen zu Lufteinbrüchen,
die Wassereinbrüche auf Teilstrecken der Baugrube zur Folge haben. Weiterhin steht
die Höhe des Ansaugvakuums nicht unter Kontrolle; denn das Ansaugvakuum vergrößert
sich bei Luftzutritt infolge Senkung des spezifischen Gewichtes der Wassersäule
unkontrollierbar. Auf Grund dieser Umstände kann bei dieser Arbeitsweise nicht gewährleistet
werden, daß der gewünschte Absenkungsvorgang in allen Fällen sicher unter Kontrolle
steht.
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Es ist bereits eine Brunneneinrichtung eingangs bezeichneter Gattung
bekanntgeworden, die dazu dienen soll, durch Wasserentnahme aus einem Sanddrain
eine Stabilisierung der umgebenden Schichten zu erreichen. Diese Brunneneinrichtung
hat zusätzlich einen an das Filterrohr angesetzten Luftansaugstutzen. Die damit
verbundene Luftleitung ist unter Zwischenschaltung eines Regelventils an die Wasserleitung
angeschlossen, und zwischen dem Filterrohr und der Einmündung der Luftleitung in
die Wasserleitung weist auch die Wasserleitung ein Regelventil auf. Mit dieser Brunneneinrichtung
kann der durch das Pumpenvakuum erzeugte Unterdruck in der Luftleitung eingestellt
werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Einrichtung
zur Grundwasserabsenkung mit einer Vakuumfilteranlage zu schaffen, mit der in einer
Gruppe von Filterrohren trotz wechselnder Bodenverhältnisse ein annähernd gleicher
Wasserstand auf einfache und kostensparende Weise gehalten werden kann.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß die Wassersaugrohre
an eine gemeinsame Wassersammelleitung und die Luftansau5 stutzen an eine gemeinsame
Luftsammelleitung angeschlossen und daß beide Sammelleitungen zu der Pumpeneinrichtung
geführt sind und daß eine einzige Reglerarmatur saugseitig hinter dem letzten Filterrohr
vor der Pumpeneinrichtung angeordnet ist.
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Diese Ausbildung hat einmal den Vorteil, daß die Wasserabsaugung und
die Luftabsaugung bis zur Pumpe hin voneinander getrennt sind, so daß hier über
die ganze Länge der beiden Sammelleitungen stabile Verhältnisse hergestellt sind.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß für jede der Sammelleitungen eine einzige
Reglerarmatur erforderlich ist, die saugseitig hinter dem letzten Filterrohr vor
der Pumpeneinrichtung angeordnet ist. Die eingangs beschriebene bekannte Brunneneinrichtung
kann zwar auch als Anlage mit mehreren Brunnen, die an eine Pumpeneinrichtung angeschlossen
sind, betrieben werden, doch ist dazu noch nicht vorgeschlagen worden, in einem
derartigen Fall zwei bis zur Pumpeneinrichtung getrennt geführte Sammelleitungen
und eine gemeinsame Reglerarmatur zu verwenden.
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Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Neben einer Ausschachtung, beispielsweise für ein Kanalrohr, ist
ein Filterrohr 1 in den Boden abgesenkt, das in bekannter Weise mit Filterabschnitten
1a versehen ist. In dem Filterrohr 1 ist koaxial ein Wassersaugrohr 2 angeordnet,
das oben an eine Wassersammelleitung 3 angeschlossen ist. An dem oberen Ende des
Filterrohres ist ein Luftansaugstutzen 4 angeschlossen, der in eine Luftsammelleitung
5 einmündet. In gleicher Weise sind nicht dargestellte weitere Filterrohre mit Wassersaugrohren
an die Wassersammelleitung3 und mit Luftansaugstutzen 4 an die Luftsammelleitung
5 angeschlossen. Die Wassersammelleitung und die Luftsammelleitung sind an eine
nicht dargestellte Pumpeneinrichtung angeschlossen. Zwischen dem letzten Filterrohr
und der Pumpeneinrichtung ist eine nicht dargestellte Reglerarmatur zur Einstellung
des Ansaugvakuums in der Luftsammelleitung und des Hebevakuums in der Wassersammelleitung
angeordnet, die von Hand oder automatisch betätigt werden kann.
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Das Ansaugen des Wassers und der Luft aus dem Boden und das Heben-
des Wassers zur Pumpe erfolgen damit getrennt voneinander über das Wassersaugrohr
2 und die Wassersammelleitung 3 und über die Luftsammelleitung 5. Damit bestimmt
das an die Luftsammelleitung angelegte Vakuum allein das Absaugen von Luft und Wasser
aus dem Boden und dient das an die Wassersammelleitung angelegte Vakuum allein zum
Herausheben des im Filterrohr angesammelten Wassers. Die Trennung dieser Vorgänge
wird gewährleistet durch richtige Reglerarmatur-Einstellung des Verhältnisses Ansaugvakuum
in der Luftleitung zu Vakuum in der Wasserleitung zur Förderhöhe, nach dem Gesetz:
W=H+L wobei bedeuten W = Hebevakuum der Wassersammelleitung 3 L = Ansaugvakuum der
Luftsammelleitung 5 H =Förderhöhe Das Ansaugvakuum wird dem Boden entsprechend gewählt
und eingestellt. Beim Beispiel gemäß Zeichnung sind das erforderliche Ansaugvakuum
.. L = 1,00 m die Förderhöhe einschließlich Reibungsverlust . . . . . . . . . .
. . . . . H = 6,00m und somit das einzustellende Hebevakuum . . . . . . . . . .
. . . . . . . W = 7,00 m Die Absenkungstiefe innerhalb der Filterlänge kann dabei
beliebig bis zur Ausnutzung des von der Vakuumquelle sicher gewährleisteten Vakuums
gewählt werden.
Das durch das Ansaugvakuum aus dem Boden gesaugte
Wasser tritt in den Filterraum ein. Der eingestellte Wasserspiegel innerhalb des
Filterrohres bleibt dabei konstant, weil ein laufender Ausgleich nach oben über
die Wassersammelleitung erfolgt. Der Wasserstand bleibt auch dann konstant, wenn
dem Filter kein Wasser mehr zufließt; denn in diesem Fall wird kein Wasser mehr
gefördert. Der eingestellte Gleichwichtszustand bleibt somit stets erhalten. Damit
weist die Einrichtung gemäß der Erfindung eine Reihe weiterer Vorteile auf. Das
Vakuum und damit die Grundwasserabsenkung werden bei geringem Bauaufwand nach physikalischen
Gesetzen beherrscht. Ansaugvakuum und Hebevakuum bleiben in allen Absenkungsstadien
konstant und gewährleisten einen kontrollierten Ablauf des Vakuumverfahrens. Durch
die Möglichkeit der konstanten Einstellung des Ansaugvakuums auf die für die entsprechende
Bodenart geeignete Größe wird nur ein Bruchteil der Luft gegenüber dem herkömmlichen
Verfahren angesaugt. Es können daher je nach Wasseranfall bedeutend mehr Filter
an eine Pumpe angeschlossen werden als bisher möglich. Weiterhin können die Filter
höher geführt werden, so daß mehrere Wasserhorizonte in Höhe der Baugrubentiefe
direkt erfaßt werden können. Ohne Staffelanordnung können größere Absenkungstiefen
erreicht werden. Die durch das Vakuumverfahren erwartete` Bodenstabilisierung erfolgt
infolge des konstanten Ansaugvakuums gleichmäßig und vor allem direkt in Höhe der
Baugrubenwände, wo es am wirksamsten arbeitet. Es lassen sich bindige, leicht sandige'
Böden durch die Einstellung und sichere Haltung eines konstanten Ansaugvakuums entwässern
und damit stabilisieren.