DE3147935A1

DE3147935A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von grundwasserbrunnen und zur grundwasserabsenkung

Info

Publication number: DE3147935A1
Application number: DE19813147935
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. 4300 Essen Esters
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-12-03
Filing date: 1981-12-03
Publication date: 1983-06-30
Also published as: DE3147935C2

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Grund-
wasserbrunnen und zur Grundwasserabsenkung Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Hersteffng çon Grundwasserbrunnen und zur Grundwasserabsenkung mittels einer Unterwasserpumpeneinheit, die mit einer Düseneinrichtung ausgerüstet und in der Lage ist, mit Hilfe von hochgespannten Flüssigkeits-Düsenstrahlen, vorzugsweise von Wasserstrahlen, einen Gesteinsfilter herzustellen und aufrechtzuerhalten, der Bodenverlust, Setzungen und Hohlräume vermeidet.
Die herkömmliche Art der Herstellung von Grundwasserbrunnen ist deshalb sehr aufwendig, weil der Brunnen mit Rücksicht auf die Filterkiesschüttung in einem überdimensionierten Durchmesser geteuft werden muß. Für die Praxis bedeutet dies, daß der Brunnen schacht in einem Bohrdurchmesser von 500 bis 2.000 mm hergestellt werden muß und in diesem Durchmesser bis auf das Brunnentiefste abgeteuft werden muß.
Nach herkömmlicher Methode mittels des Spülbohrrohres muß dieses wieder gezogen und die endgültige Verrohrung mit Sumpfrohr, Filterrohr und daran anschließendem Aufsatzrohr in den Brunnenschacht eingebracht werden.
Daran schließt sich der aufwendige Vorgang, nämlich der Einbau der Filterkiesschüttung, an, die über die gesamte vertikale Erstreckung des im Durchmesser überdimensionierten Brunnens im Bereich des Ringraumes zwischen der Filterverrohrung und dem gewachsenen Boden eingebracht werden muß.
Zuletzt erfolgt die Montage der Unterwasserpumpe mit Steigeleitung in der Brunnenverrohrung.
Alle genannten Einzelvorgänge verursachen einen hohen Aufwand an Personal, Gerät und Einbauten, und damit hohe Kosten. Damit verbunden ist ein großer Zeitaufwand.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, die genannten Nachteile des herkömmlichen Verfahrens zu vermeiden und eine Lösung zu finden, die es ermöglicht, die geschilderten Vorgänge zur Herstellung des Brunnens in einer solchen Weise zu vereinfachen oder zu ersetzen, daß der Aufwand an Personal und Gerät auf einen Bruchteil der bisher benötigten Aufwendungen gesenkt werden kann und erhebliche Materialanteile entfallen.
Der Geräteeinsatz soll in einer solchen Weise eingeschränkt werden, daß man mit einem Aggregat auskommt, das in der Lage ist, alle Einzelvorgänge des herkömmlichen Verfahrens, nämlich das Abteufen des Brunnenschachtes, die Herstellung des Filters und schließlich das Fördern des Grundwassers,auszuführen. Dieses Aggregat soll als geschlossene und leicht handhabbare Montageeinheit ausgebildet sein, deren Einsatz von der Oberfläche her steuerbar ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht weiterhin darin, daß die genannten Teilvorgänge so zügig und auf einander abgestimmt erfolgen, daß keinerlei Arbeitsstillstand eintritt und daß der Gesamtzeitaufwand für die Herstellung des Brunnens nach dem erfindungsgemäßen Verfahren nur einen Bruchteil der Zeit beträgt, der nach der herkömmlich-en Herstellungsart erforderlich ist.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreichbaren Vorteile dürfen jedoch nicht zu Lasten der Reinheit des geförderten Grundwassers gehen.
Da die Reinheit des Grundwassers wesentlich von der Qualität des Gesteinsfilters abhängt, soll es mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich sein, ein Filter von hoher Filterfestigkeit und möglichst gleichbleibendem Leistungsvermögen herzustellen.
Zur Herstellung eines solchen Filters soll auf den Einsatz von Personal im Brunnenschacht verzichtet werden können. Der Herstellungsvorgang soll vielmehr zwangsläufig und selbsttätig und von der Oberfläche her steuerbar sein.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung mit einer Kombination von Merkmalen dadurch gelöst, daß a) zur Herstellung des Grundwasserbrunnens eine Unterwasserpumpeneinheit mit einer Unterwasser-.pumpe, einem Antriebsmotor und einem Einlaufseiher vorhanden ist, und daß das untere Wellenende des Antriebsmotors mit einem Bohrwerkzeug verbunden ist, und daß b) die Unterwasserpumpeneinheit von einem Pumpenfiltermantel ringsum eingefaßt ist, und daß c) am unteren Ende der Unterwasserpumpeneinheit eine Grundplatte und an deren oberen Ende ein Ventilkopfstück mit einem Rückschlagventil und einem Hochdruckventil angeordnet ist, und daß d) die als geschlossenes Montagegerät ausgebildete Unterwasserpumpeneinheit an der im Bohrloch des Brunnens heb- und senkbaren Pumpenanschlußleitung lösbar befestigt ist, und daß e) die Unterwasserpumpeneinheit mit Hilfe des Bohrwerkzeugs bis auf den tiefsten zu entwässernden Horizont abgeteuft werden kann, und daß f) das für das Spülbohren zusätzlich erforderliche Wasser dem Bohrwerkzeug von der Oberfläche her durch die dort vorhandene Hochdruckpumpe bei reduziertem Druck über die Pumpenanschlußleitung, das Ventilkopfstück, die Hochdruckrohrleitung, bis in die Hochdruck düsen der Düseneinrichtung zugeführt wird, woraus es mit dem Düsenstrahl in den Wirkbereich des Bohrwerkzeugs austritt und dieses beim Abteufvorgang unterstützt, und daß .g) gleichzeitig mit dem Abteufvorgang der Unterwasserpumpeneinheit die Herstellung des Gesteinsfilters mit. Hilfe der Düseneinrichtung erfolgt, wobei das durch d'e an der Oberfläche stehende Hochdruckpumpe auf rd. 500 bar gespannte Hochdruckwasser in die Pumpenanschlußleitung eingeleitet und über das Ventilkopfstück bei unter dem Druck des Hochdruckwassers geöffnetem Hochdruckventil und geschlossenem Rückschlagventil und über die im Pumpenfiltermantel vorhandenenHochdruckrohrleitungen geführt wird, an deren unterem Ende auswechselbare Hochdruckdüsen vorhanden sind, und daß h) das Bohrwerkzeug nach Beendigung des Abteufvorganges- vom Wellenende des Antriebsmotors abgekuppelt wird oder als verloren in den Bohrsumpf abgestoßen wird, und daß i) der aus den Hochdruckdüsen mit hoher Geschwindigkeit austretende Düsen strahl des Hochdruckwassers die radial an die Unterwasserpumpeneinheit.angrenzenden, gewachsenen Bodenschichten in der Weise zerlegt, daß deren Feinkornanteil herausgespült und in dem zwischen Bohrloch und der Unterwas serpumpeneinhei t vorhandenen Ringraum abgefördert wird, während der im Boden verbleibende Grobkornanteil als poröser Filterkörper den gewachsenen Boden für das abzusenkende Grundwasser durchlässig macht, und daß k) eine Filterkiesnachfüllung vorhanden ist, die gewährleistet, daß der Filterkies von der Oberfläche her stetig und in der geeigneten Körnung unter Zuhilfenahme eines Teilstromes der Hochdruckflüssigkeit und deren Einführung in das Füllrohr bis in den Sogbereich des Düsenstrahles zwangsläufig in den vom Feinkornanteil freigespülten Raum zwischen Filterkiesmantel und dem nicht beeinflußten Boden über das mitgeführte Füllrohr nachgeführt wird, und daß dadurch ein gezielt einstellbarer Kornaufbau des Gesteinsfilters aus dem grobkörnigen Filterkörper des anstehenden Bodens und dem nachgeführten Filterkies geschaffen wird, und daß 1) nach Fertigstellung des Gesteinsfilters und Be--endigung des Betriebs der Düseneinrichtung der elgentliche Betrieb der Unterwasserpumpeneinheit zum Abfördern des.Grundwassers ausschließlich durch Einschalten des Antriebsmotors in Gang gesetzt wird, wobei unter dem Förderdruck der Unterwasserpumpe das Rückschlagventil geöffnet wird und das Hochdruckventil geschlossen bleibt, und daß m) der laufende Förderbetrieb der Unterwasserpumpeneinheit im Brunnenschacht zu jedem frei gewählter Zeitpunkt unterbrochen und auf das Betreiben der Düseneinrichtung durch Abschalten'des Antriebsmotors und Einschalten der Hochdruckpumpe der Düseneinrichtung umgeschaltet werden kann, um entweder das Gesteinsfilter zu erweitern oder von Verunreinigungen zu befreien-, und daß n) die Unterwasserpumpeneinheit nach Abschluß des Pumpbetriebe's oder in Unterbrechungszeiten oder zur Inspektion zur Oberfläche gezogen und für einen neuen'Einsatz genutzt werden kann.
Der beschriebene Ablauf der Einzelvorgänge zum Herstellen eines Brunnens kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dahingehend abgewandelt werde daß der Vorgang des Abteufens der Unterwasserpumpeneinheit und der Vorgang der Herstellung des Gesteinsfilters nacheinander auFgeführt werden, so daß nach Beendigung des Abteufens der Unterwasserpumpeneinheit die Herstellung des Gesteinsfilters erfolgt.
Das beschriebene Verfahren ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausführbar. Diese ist als eine an der heb- und senkbaren Pumpenanschlußleitung lösbar befestigte Unterwasserpumpeneinheit ausgebildet.
Sie besteht aus der Unterwasserpumpe, aus deren Antriebsmotor, dem Einlaufseiher sowie dem am unteren motorseitigen Wellenende angeordneten Bohrwerkzeug und aus einem über der Pumpe vorhandenen. Ventilkopfstück und aus der unter dem Motor befindlichen Grundplatte mit den darin angeordneten Hoch,druckdüsen der Düseneinrichtung und aus dem dié Hõchdruckrohrleitungen enthaltenden Pumpenfiltermantel, der die gesamte Unterwasserpumpeneinheit mit Ausnahme der Grundplatte formschlüssig umfaßt.
Die Unterwasserpumpeneinheit ist als universell nutzbares Aggregat dafür ausgebildet, auch die Funktion einer Spülbohreinrichtung auszufüllen, und zwar dadurch, daß nach'einem weiteren Merkmal der Erfindung ein Bohrwerkzeug auf das untere Wellenende des Antriebsmotors aufsteckbar oder auf dieses aufschraubbar oder mittels einer Kupplung ein- und ausrückbar befestigt ist und auch nach Abschluß des Bohrvorganges als verloren in den Bohrsumpf abstoßbar ist.
Die Unterwasserpumpeneinheit muß zur Erfüllung der an sie gestellten Aufgabe in der Lage sein, in Richtung und Druck dieFlüssigkeits- vorzugsweise Wasserströme selbsttätig zum vorgegebenen Zielort zu leiten.
Es handelt sich im einzelnen um - die Zuführung des Bohrspülwassers von der bei reduziertem Druck betriebenen Hochdruckpumpe zum Bohrwerkzeug, - um die Zuleitung des Hochdruckwassers von rd. 500 bar zu den Hochdruckdüsen für die Herstellung des Gesteinsfilters und - um das Abfördern des Grundwassers aus dem Brunnen zur Oberfläche.
Diese Funktionen sind nach der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch erfüllt, daß im Ventilkopfstück ein Rückschlagventil angeordnet ist, das beim Einströmen der Hochdruckflüssigkeit von rd. 500 bar und auch beim Einströmen des Bohrspülwassers bei reduziertem Druck selbsttätig schließt und,beim Abströmen des von der Unterwasserpumpe geförderien Grundwassers selbsttätig öffnet, und daß im Ventilkopfstück außerdem mindestens ein Hochdruckventil vorhanden ist, das beim Einströmen der Hochdruckflüssigkeit bei 500 bar und auch beim Einströmen des Bohrspülwassers bei reduziertem Druck selbsttätig öffnet und beim Ab strömen des von der Unterwasserpumpe geförderten Grundwassers geschlossen bleibt.
Die Herstellung eines leistungsfähigen und regenerierfähigen Gesteinsfilters ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch ermöglicht, daß in der Unterwasserpumpeneinheit eine Düseneinrichtung vorhanden ist, die aus einer oder mehreren auswechselbaren Hochdruckdüsen besteht, die am unteren Ende der durch den Pumpenfiltermantel geführten Hochdruckrohrleitungen befestigt sind, aus denen das in einer an der Oberfläche stehenden Hochdruckpumpe auf rd. 500 bar gespannte und in die Pumpenanschlußleitung eingeleitete, über das Ventilkopfstück in die Hochdruckrohrleitungen eingeführte Hochdruckwasser in einem Düsenstrahl von hoher Austrittsgeschwindigkeit auf den anstehenden Boden gerichtet ist.
Die exakte Ausbildung des Gesteinsfilters ist weitgehend von der richtigen Gestaltung und Anordnung der auswechselbaren Hochdruckdüsen abhangig.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann der Düsenstrahl dadurch zur vollen Entfaltung gebracht werden, daß die auswechselbaren Hochdruckdüsen in der als Schutzgehäuse wirkenden Grundplatte in geschützter Stellung angeordnet sind, und daß die wirksamste Richtung des Düsenstrahls unter Anpassung an die wechselnden Eigenschaften des Bodengefüges durch die Wahl einer Düse mit geeigneter Neigung der Düsenbohrung im Verhältnis zur Düsenachse erreichbar ist.
Von einem einwandfrei arbeitenden Brunnen muß erwartet werden, daß er ein solches Filter aufweist, daß das Mitfördern von Bodenteilchen im geförderten Grundwasser ausgeschlossen ist.
Dies ist bei der erfindungsgemäßen Unterwasserpumpeneinheit dadurch ermöglicht, daß ein Pumpenfiltermantel vorhanden ist, der in perforierter Stahlblechkonstruktion mit darin eingebrachtem Filtermaterial oder als geschlossener, aus Kunststoffkörnern von abgestufter Korngröße-zusammengeklebter Filterkörper ausgebildet ist.
Die Abführung der vom Antriebsmotor erzeugten Wärme ist bei der Erfindung dadurch gelöst, daß die im Pumpenfi ltermantel angeordneten Hochdruckrohrleitungen die Wärme des Antriebsmotors über das Hochdruck- oder Bohrspülwasser ableiten.
Die für das Betreiben der erfindungsgemäßen Unterwasserpumpeneinheit benötigten elektrischen Versorgungs- und Steuerleitungen sind in bekannter Weise,- wie bei den herkömmlichen Ausführungen, angeordnet.
Nach der Erfindung kann die beschriebene Unterwasserpumpeneinheit auch zur Vakuumentwässerung eingesetzt werden. Die für einen Vakuumbrunnen benötigten Zusatzeinrichtungen sind grundsätzlich die gleichen wie bei den herkömmlichen Ausführungen.
Der Gegenstand der Erfindung wird anhand der zeichnerischen Darstellung näher erläutert.
Es zeigt Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Brunnen ~~~~~~ beim Abteufen der Unterwasserpumpeneinheit.
Fig. 2 einen Längsschnitt durch den Brunnen beim Abfördern des Grundwassers.
Fig. 3 einen Querschnitt A-A durch die Unterwasserpumpeneinheit.
Fig. 4 einen Querschnitt B-B durch die Unterwasserpumpeneinheit.
Die Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Unterwasserpumpeneinheit, die aus der Unterwasserpumpe 1, dem Antriebsmotor 2 und dem Einlaufseiher 3 besteht.
Am unteren, motorseitigen Wellenende 4 ist ein Bohrwerkzeug 5 befestigt, mit dessen Hilfe die Unterwasserpumpeneinheit bis auf den tiefsten zu entwässernden Horizont abgeteuft wird.
Die Unterwasserpumpeneinheit ist am unteren Ende mit einer Grundplatte 7 und am oberen Ende mit einem Ventilkopfstück 9 ausgerüstet, in dessen Innerem sich ein Rückschlagventil-9a und ein oder mehrere Hochdruckventile 9b befinden.
Der Pumpenfiltermantel-6, in welchem sich die zur Düseneinrichtung 10 gehörigen Hochdruckrohrleitungen 10c befinden, umfaßt formschlüssig die gesamte Unterwasserpumpeneinheit, mit Ausnahme der Grundplatte 7.
Die Unterwasserpumpeneinheit ist als geschlossenes Montagegerät an der im Bohrloch des Brunnens heb-und senkbaren Pumpenanschlußleitung lösbar befestigt.
Mit Hilfe der Unterwasserpumpeneinheit sollen entsprechend der Aufgabenstellung drei Funktionen ausführbar sein, nämlich die Herstellung des Brunnenschachtes, die Herstellung des Gesteinsfilters und das Abfördern des Grundwassers aus dem Brunnen zur Oberfläche.
Die Herstellung des Brunnenschachtes erfolgt durch Abteufen der Unterwasserpumpeneinheit auf den tiefsten zu entwässernden Horizont mit Hilfe des Bohrwerkzeugs 5, das vom Antriebsmotor 2 linksdrehend, d.h. in Gegenrichtung zur normalen Drehrichtung beim Abfördern des Grundwassers,angetrieben wird.
Das für das Spülbohren zusätzlich erforderliche Wasser wird dem Bohrwerkzeug 5 durch die Düseneinrichtung 10 zugeführt.
Diese besteht aus einer an der Oberfläche stehenden, in Fig. 1 nicht gezeigten Hochdruckpumpe, welche die als Arbeitsmedium benötigte Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, auf rd. 500 bar hochspannt. Das Hochdruckwasser wird mittels Hochdruckschläuchen in die Anschlußleitung 8 eingeleitet und über das Ventil kopfstück 9 und bei geschlossenem Rückschlagventil 9a und geöffnetem Hochdruckventil 9b in die im Pumpenfiltermantel 6 verlaufenden Hochdruckrohrleitungen 10c geführt, an deren unterem Ende die auswechselbaren Hochdruckdüsen 10e befestigt sind, aus denen das Hochdruckwasser in dem Düsenstrahl 10f mit hoher Geschwindigkeit austritt.
Die Hochdruck pumpe kann mit reduziertem Druck betrieben werden, wenn beim Abteufen der Wasserdruck von 500 bar nicht erforderlich ist.
Die Funktion der Herstellung des Gesteinsfilters 11 wird ebenfalls von der Düseneinrichtung 10 erfüllt, wobei die Hochdruckpumpe in der Regel mit höherem Druck als beim Abteufvorgang betrieben wird.
Dabei zerlegt der .aus den Hochdruckdüsen 10e mit hoher Geschwindigkeit austretende und auf den gewachsenen Boden gerichtete Düsenstrahl 10f des auf rd. 500 bar gespannten Hochdruckwassers die radial an die Unterwasserpumpeneinheit angrenzenden, gewachsenen Bodenschichten in der Weise, daß deren Feinkornanteil herausgespült undin dem zwischen Bohrlochwand und der Unterwasserpumpeneinheit vorhandenen Ringraum zur Oberfläche abgefördert wird, während der im Boden verbleibende Grobkornanteil als poröser Filterkörper den gewachsenen Boden für das abzusenkende Grundwasser durchlässig macht.
Zur Vermeidung von Bodenverlust und Hohlräumen im Brunnenbereich ist eine Filterkiesnachfüllung 12 vorhanden, die sicherstellt, daß Filterkies von der Oberfläche her s-tetig und in der geeigneten Körnung unter der Sogwirkung des Düsenstrahles 10f zwangsläufig über den Ringraum zwischen der Pumpenanschlußleitung sowie der Unterwasserpumpeneinheit und einem bis an die Hochdruckdüsen 10e geführten Füllrohr 13 in die freigespülten Bereiche des anstehenden Bodens nachgeführt wird.
Der zeitliche Ablauf des Teufens und des Filterherstellens kann, je nach der Struktur des anstehenden Bodens, in unterschiedlicher Weise gestaltet werden, und zwar - durch gleichzeitiges Abteufen und Filterherstellen unter hohem, bis rd. 500 bar aufrechterhaltenem Förderdruck der Hochdruckpumpe; - durch abwechselndes Teufen und Filterherstellen bei jeweiligem Ändern des Förderdrucks der Hochdruckpumpe; - durch getrennte Folge, d.h. stetiges Teufen bis zum Brunnentiefsten bei reduziertem Förderdruck der Hochdruckpumpe, und anschließend stetiges Filterherstellen bei hohem Förderdruck bis rd. 500 br.
Beim gleichzeitigen und beim abwechselnden Ablauf von Teufen und Filterherstellen erfolgt der Abschluß der beiden Vorgänge zeitgleich und von der Oberfläche bis zum Brunnentiefsten, während bei der letztgenannten, getrennten Folge das Teufen von der Oberfläche zum Brunnentiefsten und das Filterherstellen vom Brunnentiefsten zur Oberfläche hin abläuft.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Unterwasserpumpeneinheit besteht darin, daß sie sich auch für unterschiedliches Vorgehen eignet und sich der jeweils vorliegenden Struktur des Bodens anpassen kann.
Nach Beendigung des Teufens und der Filterherstellung ist die Unterwasserpumpeneinheit betriebsbereit zum Abfördern -des Grundwassers aus dem Brunnenschacht. Hierzu bedarf es lediglich des Einschaltens des Antriebsmotors 2 in die normale Drehrichtung (rechtsdrehend).
Die Fig. 2 zeigt die Unterwasserpumpeneinheit in der Stellung des Abfördernsdes Grundwassers zur Oberfläche.
Dabei werden die Verunreinigungen des Grundwassers im Pumpenfiltermantel 6 zurückgehalten und die Unterwasserpumpe 1 weitestgehend davor geschützt.
Das Grundwasser strömt von der Unterwasserpumpe 1 über das Ventilkopfstück 9 und die Pumpenanschlußleitung 8 zur Oberfläche ab, wobei das Rückschlagventil 9a unter dem Förderdruck der Unterwasserpumpe 1 geöffnet ist und das Hochdruckventil 9b geschlossen bleibt.
Das Bohrwerkzeug 5, das auf dem Wellenende 4 des Antriebsmotors 2 auf steckbar oder auf dieses aufschraubbar oder mittels einer Kupplung ein- und ausrückbar befestigt ist, wird durch das Einschalten des Antriebsmotors 2 in die normale, rechtsdrehende Stellung vom Wellenende gelöst oder abgekuppelt, oder als verloren in den Bohrsumpf abgestoßen.
Die Fig. 3 zeigt die Unterwasserpumpeneinheit nach Fig. 1 im Schnitt A-A, woraus die Anordnung des Antriebsmotors 2, des Einlaufseihers 3, des motorseitigen Wellenendes 4, des Pumpenfiltermantels 6 sowie die Hochdruckrohrleitungen 10c und die Düsenstrahlen 10f der Düseneinrichtung 10 sowie das Gesteinsfilter 11 erkennbar sind.
In Fig. 4 ist das Ventilkopfstück 5 im Schnitt B-B der Fig. 1 als Einzelheit dargestellt. Sie zeigt das im Ventilkopfstück 9 angeordnete Rückschlagventil 9a und die Hochdruckventile 9b.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Grundwasserbrunnen und zur Grundwasserabsenkung, gekennzeichnet durch die Kombination der Merkmale, daß a) zur Herstellung des Grundwasserbrunnens eine Unterwasserpumpeneinheit mit einer Unterwasserpumpe (1), einem Antriebsmotor (2) und einem Einlaufseiher (3) vorhanden ist, und daß das untere Wellenende (4) des Antriebsmotors (2) mit einem Bohrwerkzeug (5) lösbar verbunden ist, und daß b) die Unterwasserpumpeneinheit von einem Pumpenfiltermantel (6) ringsum eingefaßt ist, und daß c) am unteren Ende der Unterwasserpumpeneinheit eine Grundplatte (7) und an deren oberen Ende ein Ventilkopfstück (9) mit einem Rückschlagventil (9a) und einem Hochdruckventil (9b) angeordnet ist, und daß d) die als geschlossenes Montagegerät ausgebildete Unterwasserpumpeneinheit an der im Bohrloch des Brunnens heb- und senkbaren Pumpenanschlußleitung (8) befestigt ist, und daß e) die Unterwasserpumpeneinheit mit Hilfe des Bohrwerkzeugs (5) bis auf den tiefsten zu entwässernden Horizont abgeteuft werden kann, und daß f) das für das Spülbohren zusätzlich erforderliche Wasser dem Bohrwerkzeug (5) von der Oberfläche her durch die dort installierte Hochdruckpumpe bei reduziertem Druck über die Pumpenanschlußleitung (8), das Ventilkopfstück (9), die Hochdruckrohrleitung (10c) in die Hochdruckdüse (10e) zugeführt wird, woraus es mit dem.Du?s?enstrahl (20f) in den Wirkbereich des Bohrwerkzeugs (5) austritt und dieses beim Abteufvorgang unterstützt und daß g) gleichzeitig mit dem Abteufvorgang der Unterwasserpumpeneinheit die Herstellung eines Gesteinsfilters (11) mit Hilfe der Düseneinrichtung (10) erfolgt, wobei das durch die an der Oberflächestehende Hochdruckpumpe auf rd. 500 bar gespannte Hochdruckwasser in die Pumpenanschlußleitung (8) eingeleitet Und über das Ventilkopfstück (9) bei unter dem Druck des Hochdruckwassers geöffnetem Hochdruckventil (9b) und geschlossenem Rückschlagventil (9a) und über die im Pumpenfiltermantel (6) vorhanden&iHochdruckrohrleitungen (lOc) geführt wird, an deren unterem Ende auswechselbare Hochdruckdüsen (10e) vorhanden sind, und daß h) das Bohrwerkzeug (5) nach Beendigung des Abteufvorganges vom Wellenende (4) des Antriebsmotors (2) abgekuppelt wird, oder als verloren in den Bohrsumpf abgestoßen wird, und daß i) der aus den Hochdruckdüsen (10e) mit hoher Geschwindigkeit -austretende Düsenstrahl (10f) des Hochdruckwassers die radial an die Unterwasserpumpeneinheit angrenzenden, gewachsenen Bodenschichten in der Weise zerlegt, daß deren Feinkornanteil herausgespült und in den zwischen Bohrlochwand und der Unterwasserpumpeneinheit vorhandenen Ringraum zur Oberfläche abgefördert wird, während der im Boden verbleibende Grobkornanteil als poröser Filterkörper den gewachsenen Boden für das abzusenkende Grundwasser durchlässig macht, und daß k) eine Filterkiesnachfüllung (12') vorhanden ist, die gewährleistet, daß der Filterkies von der Oberfläche her stetig und in der geeigneten Körnung unter Zuhilfenahme eines Teilstromes der Hochdruckflüssigkeit und deren Einführung in das Füllrohr (13) bis in den Sogbereich des Düsenstrahles (10f) zwangsläufig in den vom Feinkornanteil freigespülten Raum zwischen Filterkies mantel (6) und dem nicht beeinflußten Boden über das mitgeführte Füllrohr (13) nachgeführt wird, und daß'dadurch ein gezielt einstellbarer Kornaufbau des Gesteinsfilters (11) aus dem grobkörnigen Filterkörper des anstehenden Bodens und dem nachgeführten Filterkies (12) geschaffen wird, und daß 1) nach Fertigstellung des Gesteinsfilters (11) und Beendigung des Betriebes der Düseneinrichtung (10) der eigentliche Betrieb der Unterwasserpumpeneinheit zum Abfördern des Grundwassers ausschließlich durch Einschalten des Antriebsmotors (2) in Gang gesetzt wird, wobei unter dem Förderdruck der Pumpe (1) das Rückschlagventil (9a) geöffnet und das Hochdruckventil (9b) geschlossen ist, und daß m) der laufende Förderbetrieb der Unterwasserpumpeneinheit im Brunnenschacht zu jedem freiwgewählter Zeitpunkt unterbrochen und auf das Betreiben der Düseneinrichtung (10) durch Abschalten des Antriebsmotors und Einschalten der Hochdruckpumpe der Düseneinrichtung (io) umgeschaltet werden kann, um entweder as Gesteinsfilter (11) zu erweitern oder von Verunreinigungen zu befreien, und daß n) die Unterwasserpumpeneinheit nach Abschluß des Pumpbetriebes oder in Unterbrechungs,zeiten oder zur Inspektion zur Oberfläche gezogen und für einen neuen Einsatz genutzt werden kann.
2. Verfahren nach Anspruch 1( dadurch gekennzeichnet, daß der Vorgang des Abteufens der Unterwasserpumpeneinheit und der Vorgang der Herstellung des Gesteinsfilters (11) nacheinander ausgeführt wird, so daß nach Beendigung des Abteufens der Unterwasserpumpeneinheit die Herstellung des Gesteinsfilters (11) erfolgt.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie als eine an der heb- und senkbaren Pumpenanschlußleitung (8) lösbar befestigte Unterwasserpumpeneinheit ausgebildet ist, die aus der Unterwasserpumpe (1), deren Antriebsmotor (2), dem Einauiseiher (3), sowie aus dem am unteren, motorseitigen Wellenende (4) angeordneten Bohrwerkzeug (5) und aus einem über der Pumpe vorhandenen Ventilkopfstück (9) und aus der unter dem Motor befindlichen Grundplatte (7) mit den darin angeordneten Hochdruckdüsen (10e) der Düseneinr.ichtung (10) und aus dem die Hochdruckrohrleitungen (10c)- enthaltenden Pumpenfiltermantel (6) besteht, der die gesamte Unterwasserpumpeneinheit mit Ausnahme der Grundplatte (7) formschlüssig umfaßt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Bohrwerkzeug (5) auf das untere Wellenende (4) des Antriebsmotors (2) auf steckbaroder auf dieses aufschraubbar oder mittels ein-er Kupplung ein- und ausrückbar befestigt ist und nach Abschluß des Bohrvorgangs als verloren in den Bohrsumpf abstoßbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilkopfstück (9) ein Rückschlagventil (9a) angeordnet ist, das beim-Einströmen der Hochdruckflüssigkeit von rd. 500 bar und auch beim Einströmen des Bohrspülwassers bei reduziertem Druck selbsttätig schließt und beim Abströmen des von der Unterwasserpumpe (1) geförderten Grundwassers selbsttätig öffnet, und daß im Ventilkopfstück (9) außerdem mindestens ein Hochdruckventil (9b) vorhanden ist, das beim Einströmen der Hochdruckflüssigkeit bei rd. 500 bar und auch beim Einströmen des Bohr spülwassers bei reduziertem Druck selbsttätig öffnet und beim Abströmen des von der Unterwasserpumpe (1) geförderten Grundwassers selbsttätig schließt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß in der Unterwasserpumpen -einheit eine Düseneinrichtung (10) vorhanden ist, die aus einer oder mehreren auswechselbaren Hochdruckdüsen (10e) besteht, die am unteren Ende der durch den Pumpenfiltermantel (6) geführten Hochdruckrohrleitungen (10c) befestigt sind, aus denen das in einer an der Oberfläche stehenden Hochdruckpumpe auf rd. 500 bar gespannte in die Pumpenanschlußleitung (8) eingeleitete, über das Ventilkopfstück (9) in die Hochdruckrohrleitungen (10c) eingeführte Hochdruckwasser in einem Düsenstrahl (10f) von hoher Austrittsgeschwindigkeit auf den anstehenden Boden gerichtet ist.
~- . . J 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß die auswechselbaren Hochdruckdüsen (10e) in der als Schutzgehäuse wirkenden Grundplatte (7) in geschützter Stellung angeordnet sind, und daß die wirksamste Richtung des Düsenstrahles (lot) unter Anpassung an die wechselnden Eigenschaften des Bodengefüges durch die Wahl einer Düse mit geeigneter Neigung der Düsenbohrung im Verhältnis zur Düsenachse erreichbar ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7 dadurch gekennzeichnet, daß ein Pumpenfiltermantel (6) vorhanden ist, der in perforierter Stahlblechkonstruktion mit darin eingebrachtem Filtermaterial oder als geschlossener, aus Kunststoffkörnern von abgestufter Korngröße zusammengeklebter Filterkörper ausgebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8 dadurch gekennzeichnet, daß die im Pumpenfiltermantel (6) angeordneten Hochdruckrohrleitungen (10c) die Wärme des Antriebsmotors (2) über das Hochdruckwasser oder Bohrspülwasser ableiten.