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Verfahren zur Grundwasserentnahme Um Grundwasser zu gewinnen, sei
es zu irgendeiner Wasserversorgung von Städten und Industrieanlagen oder zur Grundwasserentlastung
bei großen Bauten sowie Trockendocks, Schleusendocks u. dgl., gibt es eine Reihe
von Möglichkeiten, u. a. auch solche mit einer Gründung durch abgesenkten -Druckluftkasten.
Bei diesen Gründungen hat man die lotrechten Seitenwandungen der Brunnenschächte,
soweit sie im Bereich des Grundwassers stehen, ganz oder teilweise mit Filteranlagen
ausgestattet, durch die das Wasser in den Brunnen einströmt. Der Nutzen solcher
Senkkastengründungen liegt u. a. auch darin, daß bereits während des Absenkvorganges,
also nach verhältnismäßig kurzer Arbeitszeit, die Grundwasserentnahme und damit
auch die Grundwassersenkung eintritt, welche die weiteren Arbeiten erheblich erleichtert
und größere Tiefen erreichen läßt. Wenn sich jedoch eines dieser Filter zusetzt,
ist es schwierig, es auszuwechseln, da der Raum voll Wasser und nach oben hin offen
ist, so daß er nicht unter Druck gesetzt werden kann.
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Die Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten durch eine andere Anordnung
der Filter und geht dabei zu einem großflächigen Horizontalfilter über, das in entsprechend
wirksamer Tiefe unter einem nach oben und nach den Seiten abgeschlossenen Raum,
insonderheit unter dem Arbeitsraum eines Senkkastens, angeordnet ist. Dabei kann
der Raum über dem Senkkasten ausgemauert oder auch seinerseits noch mit Filtern
versehen sein, um als Reservespeicher für plötzliche Entnahme großer Wassermengen
zu dienen. Durch die Anlage eines Horizontalfilters erfolgt der Eintritt des Grundwassers
in größerer Tiefe und somit unter größerem Druck als beim Seitenwandfilter, was
die
spezifische Ergiebigkeit der Filterflächen nicht unwesentlich erhöht. Weitere Vorteile
bestehen in der für eine günstigere Bemessung größerer Tiefbauten, wie großer Trocken-
und Schleusendocks, ermöglichenden Grundwasserabsenkung, welche dadurch von wesentlichen
Auftriebskräften, auf die sie sonst zu berechnen wären, entlastet werden. Schließlich
ist noch von Bedeutung, daß am Kasten stets der Innendruck gleich dem Außendruck
ist und daß dieser somit in seinen Konstruktionsteilen sehr leicht gehalten werden
kann.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Vorrichtung schematisch im Schnitt dargestellt, bei dem ein in das Erdreich i eingelassener
Druckluftkasten 2 mit Aushubrohr 3 und Schleuse 4 bis in die vorgesehene Tiefe unter
dem Grundwasserspiegel s abgesenkt wird. Die Seitenwände, die nach und nach über
den Kasten 2 aufgebaut werden, können dabei aus festem Mauerwerk 6 hergestellt sein
oder, wie die rechte Hälfte der Abbildung zeigt, ganz bzw. zum großen Teil aus Filtern
7 bestehen, wenn auf eine gewisse Vorratshaltung von Grundwasser, beispielsweise
als Notreserve für wirtschaftliche oder Löschzwecke, Wert gelegt wird. Den eigentlichen
Sammel- und Entnahmeraum für das Grundwasser bildet jedoch der Arbeitsraum 8 des
Senkkastens 2, der an seiner Unterseite mit einem großflächigen Horizontalfilter
9 versehen wird. Dieses Filter 9 wird im Druckluftbetrieb in den Arbeitsraum 8 eingeschleust
und dann an Ort und Stelle eingebaut. Es besteht aus verschiedenen Lagen von Sand,
Kies und Steinen, die sorgfältig im festen Rahmen eingebaut und gegen die Decke
abgesteift werden, u. a. mittels Lochblechen io. Die Beanspruchungen des Filters
sind in der Hauptsache Auftriebskräfte, die bei plötzlichem Nachlassen des Gegendrucks
von oben entstehen können und je nach der Größe des Filters 9 mehr oder weniger
erhebliche Werte annehmen werden. Im allgemeinen ist das Filter 9 jedoch keinen
besonderen Beanspruchungen ausgesetzt, wenn der Senkkasten 2 und sein Aufbau leicht
gehalten werden.
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Sind die Einbauarbeiten für das Filter 9 beendet und haben die Arbeitsleute
den Raum 8 verlassen, so wird dann die Druckluft langsam abgelassen, womit gleichzeitig
das Grundwasser infolge des äußeren Überdrucks, nämlich der Wasserspiegelhöhe 5,
durch das Filter 9 in den Raum 9 eintritt und von dort über die Leitung ii, gegebenenfalls
auch durch Unterwasserpumpen, abgepumpt wird. Setzt sich das Filter 9 nach einer
gewissen Zeit durch Schlamm oder Korrosion zu, so kann jederzeit durch Einblasen
von Druckluft der Arbeitsraum 8 über die Schleuse 4 wieder zugänglich gemacht und
das Filter 9 nachgesehen und ausgebessert werden. Unter Umständen wird auch ohne
Preßluft ein Einsteigen in den Arbeitsraum zur Kontrolle des Filters möglich sein,
wenn es glückt, das Wasser bis auf das Filter herunter abzusaugen. Als Pumpensumpf
kann an einer Stelle ein tiefer gehender Filterschacht hergestellt werden.
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Der große Vorteil der Grundwasserentnahme aus einem Senkkasten oder
ähnlichen seitlich und nach oben abgeschlossenen Räumen liegt besonders darin, daß
man an diesem Kastenraum ein großflächiges Horizontalfilter herstellen und das Filter
außerdem in wirksamer Tiefe anordnen kann. Besonders in der Tiefe ist man durch
die Senkkastengründung insofern weniger beschränkt als bei anderen Vorrichtungen,
da man durch die ständige Grundwasserabsenkung den Druck im Arbeitsraum verhältnismäßig
gering halten kann. Ein Überfluten solcher Brunnen hat überdies kein Verderben oder
Verschmutzen des Wassers zur Folge, da der Wasserraum nach oben hin abgeschlossen
ist. Der Raum über dem Senkkasten, der sich mit steigendem Außengrundwasser füllt,
welches dort bei Betriebsunterbrechungen während der Förderung aus dem Grundwasserraum
8 eintritt, dient dabei als wertvolle Reserve zum Ausgleich von Spitzenbeanspruchung.
Es bildet sich also über der Filtersohle ein weiterer Behälter 12, der in gefülltem
Zustande im Grundwasser steht und somit in seinen Konstruktionsteilen sehr leicht
gehalten werden kann. Auch die Grundwasserentlastung für Docks mittels der erfindungsgemäßen
horizontalen Grundfilter hat ihre Vorteile, da sie nur in ohnehin für die Dockherstellung
schon vorhandenen Senkkästen eingebaut und dort nach Bedarf ausgewechselt werden
können. Die Gründung wird jedenfalls dadurch in keiner Weise beeinträchtigt und
die Betriebssicherheit einer solchen Anlage läßt das Dock erheblich leichter bauen,
als ohne Grundwasserentlastung bzw. man kann unter Umständen auf die massive Docksohle
(Gewölbe, Schwergewichtssohle) ganz verzichten.