EP0372535A1 - Verfahren zum Bau einer Grundwassermessstelle und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum Bau einer Grundwassermessstelle und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Download PDF

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EP0372535A1
EP0372535A1 EP89122516A EP89122516A EP0372535A1 EP 0372535 A1 EP0372535 A1 EP 0372535A1 EP 89122516 A EP89122516 A EP 89122516A EP 89122516 A EP89122516 A EP 89122516A EP 0372535 A1 EP0372535 A1 EP 0372535A1
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EP
European Patent Office
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intermediate piece
pipeline
openings
piece
bore
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EP89122516A
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Helmut Rohde
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Preussag AG
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Preussag AG
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10—Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • E21B33/14—Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like for cementing casings into boreholes

Definitions

  • the invention relates to a method for the construction of a groundwater measuring point, in which a pipeline with a water inlet opening at its lower end is installed in a borehole in the ground and in which the annular space between the pipeline and the borehole wall in the region of the water inlet opening with filter material and for sealing water-bearing layers is filled with essentially water-impermeable material.
  • Groundwater measuring points also called level wells or groundwater observation wells, are required in the catchment area of water extraction systems in order to be able to carry out a quality control of the groundwater before the groundwater enters the extraction well.
  • the depth of which can be more than 1000 m according to the prior art, holes of approximately 180 mm in diameter are often drilled in the pressure-flushing process, into which a pipeline composed of plastic pipes with an outside diameter of approximately 75 mm is subsequently drilled is installed.
  • the annular space between the borehole wall and the pipeline is mainly filled with gravel in the area of the filter pipe arranged at the lower end of the pipeline, but also otherwise, with clay barriers being installed between individual gravel beds to separate the water-bearing floors found when the borehole was sunk to separate and prevent mixing or unwanted contamination of the groundwater.
  • the clay material to form the sound barriers is also poured into the bore as a bed.
  • DE-PS 30 12 709 such an expansion using the example of a multiple level is, however, comparative shown as shallow depth.
  • a disadvantage of this known procedure is that the filling of the annular space, especially at groundwater measuring points of greater depth, requires a considerable amount of time, since very long pauses after the introduction of the different materials are required in order to be able to monitor the correct fit of the individual fillings by means of soldering. With deeper bores there is also often the problem that the backfilling gets stuck in the upper region of the bore and can only be brought into the intended position with great difficulty and with considerable expenditure of time. If the sound barriers are leaking due to insufficient backfilling or are not in the right place, this can lead to external inflows that render the groundwater measuring point unusable.
  • the object of the invention is to provide a method which eliminates the disadvantages mentioned and enables filling of the annular space between the bore and the pipeline, which reliably separates the individual floors, with little expenditure of time.
  • this is achieved in that an intermediate piece with closable radial openings is inserted into the pipeline above the water inlet, that after the installation of the pipeline and the filling of the filter material layer, a cementing rod is inserted into the pipeline and connected to the openings and that the cementing rod is used and the openings are pumped into the annular space above the filter material layer by a liquid sealing compound that solidifies after the introduction.
  • the filling of the borehole of a groundwater measuring point is considerably simplified and the time required for filling is considerably reduced.
  • the sealing compound preferably consists of a pumpable suspension of clay powder, cement and water.
  • a suspension which contains one part cement per four parts clay powder has proven to be particularly suitable.
  • the density of the suspension is advantageously adjusted to 1.29 to 1.32 g / cm3.
  • the filter material is covered with a layer of clay before the suspension is introduced.
  • the invention also provides a device which enables the specified method to be carried out in a simple and advantageous manner.
  • the device according to the invention consists of a tubular intermediate piece which can be installed in the pipeline and which has closable radial openings, the inside diameter of which is substantially equal to the inside diameter of the pipeline and which has a stop projecting into its bore beneath the openings, a connecting piece which can be inserted into the intermediate piece and which up to for abutment against the stop through the pipeline can be inserted into the intermediate piece and closes the bore of the intermediate piece, and a cementing rod which can be connected to the connecting piece and can be installed in the pipeline, the outlet opening of which through channels in the connecting piece is connectable to the breakthroughs.
  • the annular space between the installed pipeline and the bore wall can be filled with the pumpable and subsequently solidifying sealing compound without the risk of damage to the pipeline and to the filter tubes arranged for water ingress at the lower end of the pipeline. If the annular space is filled and the sealing compound has set, the connecting piece is removed from the pipeline with the cementing rod. Thereafter, the interior of the pipeline is freely accessible up to the area of the water inlet opening and can be used on site with the devices for conveying water samples or for examining the groundwater.
  • the connector preferably has sealing rings above and below the openings, which bear against the bore of the intermediate piece in a pressure-tight manner in order to prevent the liquid sealing compound from penetrating into the pipeline.
  • flaps can be provided according to a further proposal of the invention, which flaps rest on the outer surface of the intermediate piece and are held radially movable by leaf springs.
  • the connecting piece preferably has a longitudinal groove into which the stop of the intermediate piece, which is designed as knobs, engages.
  • the connecting piece consists of a sleeve which can be closed at the lower end and has radial openings which are opposite the openings in the intermediate piece in the orientation position of the sleeve.
  • the closure in the bottom of the sleeve can consist of a check valve blocking the sump.
  • Figure 1 shows the profile of a groundwater measuring point, which has been expanded in the usual way belonging to the prior art.
  • a pipeline composed of plastic pipes was inserted into a bore 1 drilled to a depth of -210 m with a diameter of 220 mm in the range from 0 to -50 m and a diameter of 175 mm in the range from -50 to - 210 m 2 installed, which has at its lower end in the range from -198 to -206 m a filter tube 3 and then a sump tube 4.
  • the sump tube 4 ends at a depth of -208 m and is closed there.
  • the nominal diameter of pipeline 2 is 115 mm from 0 to -40 m and below 65 mm.
  • the annular space 5 between the pipeline 2 and the wall of the bore 1 is filled with various filling materials.
  • a gravel fill of grain size 1-2 through which the groundwater reaches the filter tube 3.
  • Section 7 above is filled to a depth of -161 m with filling gravel of grain size 2 - 8.
  • section 8 is designed as a sound seal.
  • a fill follows in section 9 from filling gravel and alternating clay seals in sections 10 - 13 and in between fillings of filling gravel in sections 14 - 17.
  • the described filling of the annular space 5 between the pipeline 2 and the wall of the bore 1 results from the manufacture of the Drilling determined the type and location of the drilled layers and the need to re-close the drilled barrier layers by installing clay seals in order to prevent mixing of water from different floors and any associated contamination of the groundwater.
  • FIG. 1 The method is explained using the example already shown in FIG. 1.
  • a tubular intermediate piece 18 is inserted into the pipeline 2 a few meters above the filter tube 3, the wall of which has radial openings.
  • a cementing rod 19 inserted through the pipeline is connected to the openings in the intermediate piece 18 and is connected to a pump 20 for days.
  • filter gravel of grain size 1-2 is introduced from outside into the bore 1 to almost below the intermediate piece 18. If the discharge of filter gravel inadvertently increases beyond the intermediate piece 18, the excess amount can be conveyed back to the surface by connecting the cementing rod to a flushing pump.
  • a liquid, pumpable sealant is pumped into the annular space 5 by means of the pump 20 via the cementing rod 19 and the openings in the intermediate piece 18 until the annular space in the area of the floors 7-17 is completely filled. Afterwards, an amount of water corresponding to their intake volume is pumped in to clean the pump and the cementing rod.
  • the sealant is mixed in a mixing plant, whereby a pumpable suspension is made from powdered clay, cement and water, which becomes solid after application by setting the cement with little or no increase in volume.
  • the cementing rod can be removed immediately after the sealing compound has been pumped in, if the openings in the intermediate piece can be closed by special means. If this is not the case, or if the closure proves to be leaking, the cementing rod must remain installed until the sealing compound has solidified. After removing the cement rod, the passage through the intermediate piece is free. The intermediate piece forms a closed part of the pipeline, since the openings through the sealing compound and gfs. the additional funds are tightly closed. The groundwater measuring point can now be pumped free and put into operation in the usual way.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the intermediate piece 18 and a connecting piece 21 adapted to it, which is located at the lower end of the cementing rod 19.
  • the intermediate piece 18 consists of a cylindrical tube 22, which has an external thread 23 at its two ends for screwing on a threaded sleeve for connecting the intermediate piece 18 to the upper and lower branches of the pipeline 2.
  • the tube 22 has two mutually opposite openings 24 in its wall, which have the shape of an elongated hole. In the area of the openings 24 are on the
  • the outer surface of the tube 22 has flat contact surfaces 25 on which plate-shaped flaps 26 lie tightly, which completely cover the openings 24.
  • the flaps 26 are held by leaf springs 27 and pressed against the contact surfaces 25.
  • the leaf springs 27 are screwed to the outside of the tube 22 with the interposition of a lining piece 28.
  • In the bore 29 of the tube 22 there are two opposing stop knobs 30 below the openings 24.
  • the stop knobs 30 are fastened in the wall of the tube 22 and protrude from the bore 29.
  • the connector 21 consists of a tube 31 which has an internal taper thread 32 at its upper end, into which the lower end of the cementing rod 19 can be screwed.
  • the tube 31 In its central region, the tube 31 has a shoulder with a smaller outside diameter, onto which two sealing rings 33 and a sleeve 34 arranged between the sealing rings are pushed.
  • the sealing rings 33 and the sleeve 34 are held in their position by a head piece 35 which is screwed onto the lower end of the tube 31.
  • a sealing ring 36 is also arranged between the head piece 35 and the tube 31.
  • the head piece 35 has a bore 37 which can be closed by a valve ball 39 arranged in the lower end 38 of the tube 31.
  • a collar 40 in the bore of the tube 31 prevents the valve ball 39 from being flushed upward through the tube 31.
  • the connector 21 can be inserted into the bore 29 as shown.
  • the position of the connector 21 is determined by two grooves 41 in the head 35, in which the stop knobs 30 engage. In this way, the connector 21 is fixed in its axial position and in its angular position in the intermediate piece 18.
  • the two sealing rings 36 are located above and below the openings 24 and the openings 24 are opposite openings 42 of the same size, which are formed in the tube 31 and in the sleeve 34.
  • This way, by connecting piece 21 a pressure-tight connection between the bore of the cement rod 19 and the openings 24 is created.
  • the sealing compound conveyed by the cementing rod 19 cannot therefore penetrate into the bore 19 of the intermediate piece 18 and the pipeline connected to it.
  • the connector 21 can be used in the construction of a groundwater measuring point for days in the intermediate piece 18 and installed together with this with the pipeline 2 in the bore 1.
  • the valve ball 39 enables the liquid present in the bore to penetrate into the interior of the pipeline 2 in order to avoid increased buoyancy. If the pipeline 2 is installed, the cementing rod 19 is retracted and screwed to the internal taper thread 32 of the connecting piece 21. Here, the stop knobs 30 secure the connector 21 against rotation.
  • the valve ball 39 closes the bore 37, while the flaps 26 are lifted outward from the contact surfaces 25 by the delivery pressure, so that the sealing compound can reach the annular space 5 unhindered.

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Abstract

Bei dem Verfahren wird in eine Bohrung (1) im Erdreich eine Rohrleitung (2) eingebaut, die an ihrem unteren Ende ein Filterrohr (3) trägt. Über dem Filterrohr (3) wird in die Rohrleitung ein Zwischenstück (18) mit verschließbaren radialen Durchbrüchen eingesetzt, in das ein Anschlußstück bis zur Anlage an einem Anschlag einführbar ist, welches die Bohrung des Zwischenstücks verschließt und die Durch­brüche mit einem in die Rohrleitung (2) einbaubaren Zemen­tiergestänge (19) verbindet. Nach dem Einbau der Rohrlei­tung (2) wird zunächst der Ringraum (5) unterhalb des Zwischenstücks (18) mit Filtermaterial verfüllt. An­schließend wird das Zementiergestänge (19) und das An­schlußstück (21) eingesetzt und durch die Durchbrüche eine flüssige, sich nach dem Einbringen verfestigende Dichtmasse in den Ringraum (5) über der Filtermaterialschicht gepumpt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bau einer Grund­wassermeßstelle, bei dem in eine Bohrung im Erdreich eine Rohrleitung mit einer Wassereintrittsöffnung an ihrem unteren Ende eingebaut wird und bei dem der Ringraum zwischen der Rohrleitung und der Bohrungswand im Bereich der Wasserein­trittsöffnung mit Filtermaterial und zur Abdichtung wasser­führender Schichten mit im wesentlichen wasserundurchlässigem Material verfüllt wird.
  • Grundwassermeßstellen, auch Pegelbrunnen oder Grundwasser­beobachtungsbrunnen genannt, werden im Einzugsgebiet von Wassergewinnungsanlagen benötigt, um eine Qualitätskontrolle des Grundwassers durchführen zu können, bevor das Grundwasser in die Gewinnungsbrunnen eintritt. Zur Herstellung solcher Grundwassermeßstellen, deren Tiefe mehr als 1000 m betragen kann, werden nach dem Stand der Technik häufig im Druck-Spül­verfahren Bohrungen von ca. 180 mm Durchmesser gebohrt, in die anschließend eine aus Kunststoffrohren zusammengesetzte Rohrleitung mit einem Außendurchmesser von ca. 75 mm eingebaut wird. Der Ringraum zwischen der Bohrungswand und der Rohrlei­tung wird vor allem im Bereich des am unteren Ende der Rohr­leitung angeordneten Filterrohrs, aber auch sonst vorwiegend mit Kies verfüllt, wobei zwischen einzelnen Kiesschüttungen Tonsperren eingebaut werden, um die beim Abteufen der Bohrung vorgefundenen, wasserführenden Stockwerke von einander zu trennen und eine Vermischung oder ungewollte Verunreinigung des Grundwassers zu verhindern. Das Tonmaterial zur Bildung der Tonsperren wird ebenfalls als Schüttung in die Bohrung eingefüllt. In der DE-PS 30 12 709 ist ein solcher Ausbau am Beispiel eines Mehrfachpegels von allerdings vergleichs­ weise geringer Tiefe gezeigt. Nachteilig bei dieser bekannten Verfahrensweise ist, daß das Verfüllen des Ringraums besonders bei Grundwassermeßstellen größerer Tiefe einen erheblichen Zeitaufwand benötigt, da sehr lange Pausen nach den Einbringen der unterschiedlichen Materialien erforderlich sind, um den richtigen Sitz der einzelnen Schüttungen mittels Lotungen überwachen zu können. Bei tieferen Bohrungen besteht auch oft das Problem, daß die Verfüllung im oberen Bereich der Bohrung hängenbleibt und sich nur unter größten Schwierig­keiten und mit erheblichem Zeitaufwand in die vorgesehene Position bringen läßt. Sind die Tonsperren wegen unzureichen­der Verfüllung undicht oder befinden sich nicht an der rich­tigen Stelle, so kann es zu Fremdzuflüssen kommen, die die Grundwassermeßstelle unbrauchbar machen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, das die genannten Nachteile beseitigt und mit geringem Zeitaufwand eine die einzelnen Stockwerke zuverlässig von einander tren­nende Verfüllung des Ringraums zwischen Bohrung und Rohrleitung ermöglicht.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in die Rohr­leitung oberhalb der Wassereintrittsöffnung ein Zwischen­stück mit verschließbaren radialen Durchbrüchen eingesetzt wird, daß nach dem Einbau der Rohrleitung und dem Einfüllen der Filtermaterialschicht ein Zementiergestänge in die Rohr­leitung eingeführt und mit den Durchbrüchen verbunden wird und daß durch das Zementiergestänge und die Durchbrüche eine flüssige, sich nach der Einbringung verfestigende Dichtmasse in den Ringraum über der Filtermaterialschicht gepumpt wird.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Verfüllen der Bohrung einer Grundwassermeßstelle wesentlich vereinfacht und der zum Verfüllen erforderliche Zeitaufwand erheblich reduziert.
  • Ein- und Ausbau des Zementiergestänges sind einfach und schnell durchzuführen und nach dem Ausbau sind keine beson­deren Nacharbeiten erforderlich. Die flüssige Dichtmasse dringt in alle Bereiche des zu verfüllenden Ringraums voll­ständig ein und sorgt dadurch nach ihrer Verfestigung für eine vollständige Abdichtung gegenüber den einzelnen Stock­werken in allen Trennschichten des gebohrten Profils. Auch nachträgliche Setzungen werden vermieden, da keine Hohlräume unverfüllt bleiben.
  • Vorzugsweise besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Dichtmasse aus einer pumpfähigen Suspension aus Tonmehl, Zement und Wasser. Als besonders geeignet hat sich eine Sus­pension erwiesen, die auf vier Teile Tonmehl ein Teil Zement enthält. Die Dichte der Suspension wird vorteilhaft auf 1,29 bis 1,32 g/cm³ eingestellt.
  • Um ein Einbringen der Suspension in die Filtermaterialschicht zu vermeiden, kann in einer weiteren Ausgestaltung des erfin­dungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, daß vor dem Einbringen der Suspension das Filtermaterial mit einer Schicht aus Ton abgedeckt wird.
  • Mit der Erfindung wird weiterhin eine Vorrichtung geschaffen, die auf einfache und vorteilhafte Weise die Durchführung des angegebenen Verfahrens ermöglicht. Die Vorrichtung besteht erfindungsgemäß aus einem in die Rohrleitung einbaubaren, rohrförmigem Zwischenstück mit verschließbaren radialen Durch­brüchen, dessen Innendurchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser der Rohrleitung ist und das unterhalb der Durchbrüche einen in seine Bohrung hineinragenden Anschlag hat, einem in das Zwischenstück einsetzbaren Anschlußstück, das bis zur Anlage an dem Anschlag durch die Rohrleitung in das Zwischenstück einführbar ist und die Bohrung des Zwischenstücks verschließt, und einen mit dem Anschlußstück verbindbaren, in die Rohrleitung einbaubaren Zementierge­stänge, dessen Austrittsöffnung durch Kanäle im Anschlußstück mit den Durchbrüchen verbindbar ist. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann der Ringraum zwischen der eingebauten Rohr­leitung und der Bohrungswand mit der pumpfähigen und sich anschließend verfestigenden Dichtmasse verfüllt werden, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung der Rohrleitung und der für den Wassereintritt am unteren Ende der Rohrleitung ange­ordneten Filterrohre besteht. Ist der Ringraum verfüllt und hat die Dichtmasse abgebunden, so wird mit dem Zementierge­stänge das Anschlußstück aus der Rohrleitung ausgebaut. Danach ist das Innere der Rohrleitung bis in dem Bereich der Wasser­eintrittsöffnung frei zugänglich und kann mit den Geräten zum Fördern von Wasserproben oder zur Untersuchung des Grund­wassers vor Ort befahren werden.
  • Vorzugsweise weist das Anschlußstück oberhalb und unterhalb der Durchbrüche Dichtringe auf, die an der Bohrung des Zwischen­stücks druckdicht anliegen, um das Eindringen der flüssigen Dichtmasse in die Rohrleitung zu vermeiden. Zum Verschließen der radialen Durchbrüche können nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung Klappen vorgesehen sein, die auf der Außenfläche des Zwischenstücks aufliegen und von Blattfedern radial be­weglich gehalten werden. Zu seiner Orientierung und Abstützung im Zwischenstück weist das Anschlußstück vorzugsweise eine Längsnut auf, in die der als Noppen aussgebildete Anschlag des Zwischenstücks eingreift.
  • In einer besonders einfachen Ausgestaltung besteht das An­schlußstück aus einer am unteren Ende verschließbaren Hülse mit radialen Durchbrüchen, die in der Orientierungslage der Hülse den Durchbrüchen im Zwischenstück gegenüberliegen. Der Verschluß im Boden der Hülse kann dabei aus einem zum Sumpf hin sperrenden Rückschlagventil bestehen. Hierdurch kann die in der Bohrung vorhandene Flüssigkeit das Anschluß­stück ein Absenken durch das Rückschlagventil basieren, um zu vermeiden, daß das Anschlußstück nach Art eines Plunger-­Kolbens die Flüssigkeit verdrängt und damit einen das Absenken erschwerenden Auftrieb erzeugt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung werden anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­spielen nachfolgend näher erläutert. Es zeigen
    • Figur 1 das Profil einer Grundwassermeßstelle mit einer Verfüllung des Ringraums nach dem Stand der Technik,
    • Figur 2 das Profil der Grundwassermeßstelle gemäß Figur 1 mit einer Verfüllung des Ringraums nach dem erfin­dungsgemäßen Verfahren,
    • Figur 3 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zum Bau einer Grundwassermeßstelle nach dem erfindungsge­mäßen Verfahren.
  • Figur 1 zeigt das Profil einer Grundwassermeßstelle, die in der üblichen, dem Stand der Technik angehörenden Weise ausgebaut wurde. In eine im Druckspülverfahren bis zu einer Tiefe von -210 m gebohrte Bohrung 1 mit einem Durchmesser von 220 mm im Bereich von 0 bis -50 m und einem Durchmesser von 175 mm im Bereich von -50 bis - 210 m wurde eine aus Kunststoffrohren zusammengesetzte Rohrleitung 2 eingebaut, die an ihrem unteren Ende im Bereich von -198 bis -206 m ein Filterrohr 3 und daran anschließend ein Sumpfrohr 4 auf­weist. Das Sumpfrohr 4 endet in einer Tiefe von -208 m und ist dort verschlossen. Der Nenndurchmesser der Rohrleitung 2 beträgt von 0 bis -40 m 115 mm und darunter 65 mm. Der Ringraum 5 zwischen der Rohrleitung 2 und der Wand der Bohrung 1 ist mit verschiedenen Füllmaterialien verfüllt. Im untersten Abschnitt 6 welche von der Sohle der Bohrung 2 bis in eine Tiefe von -195 m reicht, befindet sich eine Kiesschüttung der Körnung 1 - 2, durch die das Grundwasser zu dem Filter­rohr 3 gelangt. Der darüberliegende Abschnitt 7 ist bis zu einer Tiefe von -161 m mit Füllkies der Körnung 2 - 8 ver­füllt. Um die Abschnitte 6, 7 von darüberliegenden Stock­werken zu trennen, ist der Abschnitt 8 als Tonabdichtung ausgebildet. Darüber folgen im Abschnitt 9 eine Schüttung aus Füllkies und in wechselnder folge wiederum Tonabdichtungen in den Abschnitten 10 - 13 und dazwischen Schüttungen aus Füllkies in den Abschnitten 14 - 17. Die beschriebene Verfül­lung des Ringraums 5 zwischen der Rohrleitung 2 und der Wand der Bohrung 1 ergibt sich aus dem bei der Herstellung der Bohrung ermittelten Art und Lage der durchbohrten Schichten und der Notwendigkeit die dabei durchbohrten Sperrschichten durch den Einbau von Tonabdichtungen wieder zu verschließen, um eine Vermischung von Wasser aus verschiedenen Stockwerken und eine damit eventuell verbundene Verunreinigung des Grund­wassers zu verhindern.
  • Das Einbringen der einzelnen Tonsperren beim Verfüllen der Bohrung ist sehr schwierig und zeitaufwendig, da mittels Lotungen immer wieder der richtige Sitz der einzelnen Schüt­tungen überwacht werden muß. Sind die Tonsperren undicht oder befinden sie sich durch Setzungen des Kieses nicht an der richtigen Stelle, so ist die Grundwassermeßstelle für eine genaue Überwachung des Grundwassers unbrauchbar.
  • Durch das in Figur 2 veranschaulichte Verfahren werden diese Nachteile vermieden. Das Verfahren wird anhand des bereits in Figur 1 dargestellten Beispiels erläutert. Nach diesem wird in die Rohrleitung 2 einige Meter über dem Filterrohr 3 ein rohrförmiges Zwischenstück 18 eingesetzt, dessen Wand radiale Durchbrüche hat. An die Durchbrüche im Zwischenstück 18 wird ein durch die Rohrleitung eingeführtes Zementier­gestänge 19 angeschlossen, welches über Tage mit einer Pumpe 20 verbunden ist. Nun wird zunächst zum Beschütten der Filter­strecke in den unteren Abschnitt 6 von außen in die Bohrung 1 Filterkies der Körnung 1 - 2 bis nahe unterhalb des Zwischen­stücks 18 eingebracht. Steigt die Abschüttung von Filterkies versehentlich über das Zwischenstück 18 hinaus, so kann die überschüssige Menge durch Anschluß des Zementiergestänges an eine Spülpumpe wieder an die Oberfläche gefördert werden. Wenn die Kiesschüttung die richtige Höhe hat, wird mit Hilfe der Pumpe 20 über das Zementiergestänge 19 und die Durch­brüche im Zwischenstück 18 eine flüssige, pumpfähige Dichtmasse in den Ringraum 5 gepumpt bis der Ringraum im Bereich der Stockwerke 7 - 17 vollständig ausgefüllt ist. Danach wird zur Reinigung der Pumpe und des Zementiergestänges eine ihrem Aufnahmevolumen entsprechende Wassermenge nachgepumpt.
  • Die Dichtmasse wird in einer Mischanlage angemischt, wobei aus Tonmehl, Zement und Wasser eine pumpfähige Suspension hergestellt wird, die nach dem Einbringen durch Abbinden des Zements ohne oder mit geringer Volumenzunahme fest wird.
  • Das Zementiergestänge kann unmittelbar nach dem Einpumpen der Dichtmasse ausgebaut werden, wenn die Durchbrüche im Zwischenstück durch besondere Mittel verschließbar sind. Ist dies nicht der Fall, oder erweist sich der Verschluß als undicht, so muß das Zementiergestänge bis zur Verfestigung der Dichtmasse eingebaut bleiben. Nach dem Ausbau des Zemen­tiergestänges ist der Durchgang durch das Zwischenstück frei. Das Zwischenstück bildet einen geschlossenen Teil der Rohrlei­tung, da die Durchbrüche durch die Dichtmasse und gfs. die zusätzlichen Mittel dicht verschlossen sind. Die Grundwasser­meßstelle kann nun freigepumpt und in der üblichen Weise in Betrieb genommen werden.
  • In Figur 3 ist eine Ausführungsform des Zwischenstücks 18 und eines daran angepaßten Anschlußstücks 21, welches sich am unteren Ende des Zementiergestänges 19 befindet, darge­stellt. Das Zwischenstück 18 besteht aus einem zylindrischen Rohr 22, das an seinen beiden Enden ein Außengewinde 23 für das Aufschrauben einer Gewindemuffe zum Anschließen des Zwischenstück 18 an den oberen und unteren Strang der Rohr­leitung 2 hat. Das Rohr 22 weist in seiner Wand zwei einander gegenüberliegende Durchbrüche 24 auf, die die Form eines Langlochs haben. Im Bereich der Durchbrüche 24 sind auf der
  • Außenfläche des Rohres 22 ebene Anlageflächen 25 ausgebildet auf denen plattenförmige Klappen 26 dicht aufliegen, die die Durchbrüche 24 vollständig bedecken. Die Klappen 26 werden von Blattfedern 27 gehalten und gegen die Anlageflächen 25 gedrückt. Die Blattfedern 27 sind jeweils unter Zwischenlage eines Futterstücks 28 an der Außenseite des Rohrs 22 ange­schraubt. In der Bohrung 29 des Rohrs 22 befinden sich unter­halb der Durchbrüche 24 zwei einander gegenüberliegende An­schlagnoppen 30. Die Anschlagnoppen 30 sind in der Wand des Rohrs 22 befestigt und stehen aus der Bohrung 29 hervor.
  • Das Anschlußstück 21 besteht aus einem Rohr 31, das an seinem oberen Ende ein Innenkegelgewinde 32 hat, in das das untere Ende des Zementiergestänges 19 einschraubbar ist. In seinem mittleren Bereich weist das Rohr 31 einen Absatz mit geringerem Aussendurchmesser auf, auf den zwei Dichtringe 33 und eine zwischen den Dichtringen angeordnete Hülse 34 aufgeschoben sind. Die Dichtringe 33 und die Hülse 34 werden in ihrer Lage von einem Kopfstück 35 gehalten, das auf das untere Ende des Rohrs 31 aufgeschraubt ist. Zwischen dem Kopfstück 35 und dem Rohr 31 ist weiterhin ein Dichtring 36 angeordnet. Das Kopfstück 35 weist eine Bohrung 37 auf, die durch eine im unteren Ende 38 des Rohrs 31 angeordnete Ventilkugel 39 verschließbar ist. Ein Bund 40 in der Bohrung des Rohrs 31 verhindert, daß die Ventilkugel 39 durch das Rohr 31 nach oben gespült werden kann.
  • Das Anschlußstück 21 ist wie die Darstellung zeigt in die Bohrung 29 einschiebbar. Die Lage des Anschlußstücks 21 wird dabei durch zwei Nuten 41 im Kopfstück 35 bestimmt, in die die Anschlagnoppen 30 eingreifen. Auf diese Weise wird das Anschlußstück 21 in seiner axialen Lage und in seiner Winkel­stellung jim Zwischenstück 18 fixiert. In dieser Lage befinden sich die beiden Dichtringe 36 oberhalb und unterhalb der Durchbrüche 24 und den Durchbrüchen 24 liegen Durchbrüche 42 gleicher Größe gegenüber, die im Rohr 31 und in der Hülse 34 ausgebildet sind. Auf diese Weise wird durch das Anschluß­ stück 21 eine druckdichte Verbindung zwischen der Bohrung des Zementiergestänges 19 und den Durchbrüchen 24 geschaffen. Die durch das Zementiergestänge 19 geförderte Dichtmasse kann daher nicht in die Bohrung 19 des Zwischenstücks 18 und die daran angeschlossene Rohrleitung eindringen.
  • Das Anschlußstück 21 kann beim Bau einer Grundwassermeßstelle bereits über Tage in das Zwischenstück 18 eingesetzt und zusammen mit diesem mit der Rohrleitung 2 in die Bohrung 1 eingebaut werden. Hierbei ermöglicht die Ventilkugel 39 das Eindringen der in der Bohrung vorhandenen Flüssigkeit in das Innere der Rohrleitung 2, um dadruch einen erhöhten Auftrieb zu vermeiden. Ist die Rohrleitung 2 eingebaut, so wird das Zementiergestänge 19 eingefahren und mit dem Innenkegelgewinde 32 des Anschlußstücks 21 verschraubt. Hierbei sichern die Anschlagnoppen 30 das Anschlußstück 21 gegen Drehen. Beim Einpumpen der Dichtmasse verschließt die Ventilkugel 39 die Bohrung 37, während die Klappen 26 durch den Förderdruck von den Anlageflächen 25 nach außen abgehoben werden, so daß die Dichtmasse ungehindert in den Ringraum 5 gelangen kann. Ist das Füllen des Ringraums 5 beendet, so werden die Klappen 26 von den Blattfedern 27 wieder gegen die Anlageflächen 25 gedrückt, wodurch die Durchbrüche 24 verschlossen werden. Das Zementiergestänge 19 kann nun zusammen mit dem Anschlußstück 21 aus dem Zwischenstück 18 und der Rohrleitung 2 herausgezogen werden. Nach dem Ausbau des Ze­mentiergestänges 19 und des Anschlußstücks 21 ist der freie Durchgang in der Rohrleitung 2 bis zum Sumpfrohr 4 gegeben.

Claims (11)

1. Verfahren zum Bau einer Grundwassermeßstelle, bei dem in eine Bohrung im Erdreich eine Rohrleitung mit einer Wassereintrittsöffnung an ihrem unteren Ende eingebaut wird und bei dem der Ringraum zwischen der Rohrleitung und der Bohrungswand im Bereich der Wassereintrittsöff­nung mit Filtermaterial und zur Abdichtung wasserführender Schichten mit im wesentlichen wasserundurchlässigem Ma­terial verfüllt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in die Rohrleitung (2) oberhalb der Wassereintrittsöffnung (3) ein Zwischenstück (18) mit verschließbaren, radialen Durch­brüchen (24) eingesetzt wird, daß nach dem Einbau der Rohrleitung (2) und dem Einfüllen der Filtermaterialschicht (6) ein Zementiergestänge (19, 21) in die Rohrleitung eingeführt und mit den Durchbrüchen (24) im Zwischenstück (18) verbunden wird und daß durch das Zementiergestänge (19) und die Durchbrüche (24) eine flüssige, sich nach der Einbringung verfestigende Dichtmasse in den Ringraum (5) über der Filtermaterialschicht (6) gepumpt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtmasse aus einer pumpfähigen Suspension aus Ton­mehl, Zement und Wasser besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension ca. vier Teile Tonmehl und ca. ein Teil Zement enthält.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte der Dichtmasse mindestens 1,3 g/cm3 beträgt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Einbringen der Dichtmasse das Filtermaterial mit einer Schicht aus Ton abgedeckt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein in die Rohrleitung (2) einbaubares, rohrförmiges Zwischen­stück (18) mit verschließbaren radialen Durchbrüchen (24), das im Innendurchmesser gleich oder kleiner ist als der Innendurchmesser der Rohrleitung und das unterhalb der Durchbrüche einen in seine Bohrung (29) hineinragenden Anschlag (30) hat, durch ein in das Zwischenstück (18) einsetzbares Anschlußstück (21), das bis zur Anlage an dem Anschlag (30) durch die Rohrleitung (2) in das Zwischen­stück einführbar ist und die Bohrung (29) des Zwischenstücks verschließt, und durch ein mit dem Anschlußstück (21) verbindbares, in die Rohrleitung (2) einbaubares Zementier­gestänge (19), dessen Austrittsöffnung durch einen Kanal (42) im Anschlußstück (21) mit den Durchbrüchen (24) ver­bindbar ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück oberhalb und unterhalb der Durchbrüche (24, 42) Dichtringe (33) aufweist, die an der Bohrung (29) des Zwischenstücks (18) druckdicht anliegen.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Durchbrüche (24) im Zwischenstück (18) durch Klappen (26) verschließbar sind, die auf der Außenfläche des Zwischenstücks (18) aufliegen und von Blattfedern (27) radial beweglich gehalten sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (21) eine Längs­nut (41) aufweist, in die der als Noppen (30) ausge­bildete Anschlag des Zwischenstücks (18) eingreift.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußstück (21) aus einer am unteren Ende (38) verschließbaren Hülse (31) mit Radialen, in der Orientierungslage den Durchbrüchen (24) im Zwischenstück (18) gegenüberliegenden Durch­brüchen (41) besteht.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Boden (38) des Anschlußstücks (21) ein zum Sumpf hin sperrendes Rückschlagventil (37, 39) angeordnet ist, das mit dem Kanal (42) in Ver­bindung steht.
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