NO833791L - Fremgangsmaate og anordning for anlegg av broenner i teleutsatt grunn samt i slik grunn anbragt broenn - Google Patents

Abstract

Brønnrør beregnet for å bli benyttet ved anlegg av overflatevannsbrnner, nedstigningsbrnner og lignende, særlig i teleutsatt grunn. Brønnrret er så langt at det kan forbinde en øvre avslutning med en brønnbunndel (8) eller en rørformet forlengelsesdel (12), som direkte eller over en eller flere ytterligere forlengelsesdeler er montert på brønnbunndelen. Brønnrørets (1) ytre form er svakt konisk over minst en del av rørets lengde, idet det er innrettet for å monteres slik at dets videste ende er vendt nedover og kan føres ned i en muffe eller fals på nevnte brønnbunndel (8) eller forlengelsesdel (12).Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte ved anlegg av en brønn under utnyttelse av et slikt brønnrør,. samt en ved hjelp av fremgangsmåten anlagt brønn.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte ved anlegg

av dagvannsbrønner, nedstigningsbrønner og lignende, særlig i teleutsatt grunn, og til et brønnrør beregnet for å be-nyttes ved slike anlegg. Oppfinnelsen angår også en brønn anlagt ifølge oppfinnelsen.

Brønner som anlegges i teleutsatt grunn påvirkes av tele-hiving i omgivende marklag, noe som fører til at brønndelene løftes fra hverandre. Tilbakegangen av brønndelene hemmes ved teleløsningen blant annet som følge av formen på disse delene.

Man har tidligere forsøkt å redusere telehivingen av brønner. Blant annet har man foreslått å isolere brønnene fra omgivende grunn og/eller å fylle ikke teleutsatt materiale nærmest omkring brønnen. Disse metodene oppviser foruten at de er meget kostbare, også tekniske mangler, da de blant annet ved teleløsningen kan føre til at det temporært oppstår ugunstige bakkeprofiler ved overgang mellom de natur-lige grunnsjiktene og materialet omkring en brønn. Derved kan det oppstå blant annet skader i form av beleggsprekker i grensesonen.

I noen år har det vært tilgjengelig en i praksis vel funger-ende anordning som forhindrer at det oppstår problemer som følge av helt eller delvis gjenfylte fuger når brønndelene skal gå tilbake i forbindelse med teleløsningen, se svensk patentansøkning nr. 7904515-9.

Da denne løsningen tillater at brønndelene følger med i telebevegelsene, tillater den at brønner kan anlegges uten at man behøver å ta spesielle hensyn, f.eks. for isolering av brønnene. Det problem som imidlertid gjenstår å løse er å lette tilbakegangen for brønndelene i forbindelse med teleløsningen.

Brønndelenes geometriske utforming har liten eller ingen be tydning for telehevingsforløpet. Derimot er disse delenes geometriske form av stor betydning for tilbakegangsforløpet i forbindelse med teleløsningen.

Den vanligste typen av brønnrør, såkalte mufferør, har en geometrisk form som under visse omstendigheter, såsom ensidig tilstrømming av smeltevann, liten eller ingen trafikk-last, langsom opptiningsforløp, kan virke direkte hemmende på den aktuelle brønndelens forutsetninger for å gå tilbake.

I f.eks. det tilfellet der tilstrømmingen av vann til brønnen er ensidig, kan brønnens ene side være frosset fast i den teleløftede grunnen, mens en grunnsone nærmest brønnens motsatte side kan være opptint og mettet med vann, noe som kan føre til at opptinede fyllmasser strømmer inn under den utstikkende massen ved rørets øvre ende. Når siden teleløsningen skrider frem og brønnrøret normalt skulle gå tilbake, hemmes dette av at muffen fastholdes av det materialet som tidligere har rent inn under denne.

Et annet forløp som er vanlig ved langsom opptining og som også påvirker rette brønnrør av såkalt fallrørstype, er følgende. Under et første trinn av teleløsningen kan brønn-røret holdes tilbake i løftet stilling av telen i et dypere lag, mens teleløsningen fullføres i de øvre lagene. Dette fører til at de øvre bakkelagene rekker å innta hvile-stlilling og stabilisere seg, noe som innebærer at friksjonen mellom massene i dette laget og brønnrøret blir meget høy. I et senere trinn, når teleløsningen har nådd brønn-rørets nedre del og røret skulle gå tilbake, forhindres en slik bevegelse som følge av friksjonen mellom den stabili-serte grunnen og røret ved dets øvre del.

Av forskjellige årsaker forekommer det at vannledninger og avløpsledninger anordnes i for liten dybde med hensyn til teledybden. Dette kan føres til at hele brønnen løftes,dvs.

både overdel og underdel med tilhørende tilkoplingsrør.

Når brønnens underdel løftes, kommer det til å dannes et hulrom under denne, som helt eller delvis kan fylles igjen i løpet av vinteren eller den tidlige delen av teleløsningen. Dette hindrer brønnens tilbakegang og forårsaker skader på både brønn og tilkoplingsledningenes feste i underdelen. Tilkoplingsledningene har nemlig en sett fra telehevings-

og teleløsningsforhold gunstig geometri og oppviser god føyelighet etter omkringliggende grunn.

En hensikt med foreliggende oppfinnelse er å fremskaffe en fremgangsmåte ved anlegg av brønner av den innledningsvis angitte art, samt et brønnrør for bruk ved fremgangsmåten, som helt eliminerer eller vesentlig reduserer problemene i forbindelse med brønndelenes tilbakegang ved teleløsning. En annen hensikt med oppfinnelsen er å fremskaffe en brønn-oppbygging som er egnet for bruk ved teleutsatt grunn.

Hensikten ifølge oppfinnelsen erkarakterisert vedat man benytter et relativt langt, øvre brønnrør, hvis ytre form er svakt konisk over minst en del av rørets lengde, at røret vendes med sin videste ende nedover og føres ned i en muffe eller fals på en med bunn forsynt brønnbunndel eller på en rørformet forlengelsesdel som direkte eller over en eller flere ytterligere forlengelsesdeler er montert på brønnbunndelen. Det foretrekkes at det monteres en skjøtbeskyttelse over skjøten ved brønnrørets nedre ende.

Utnyttelsen av et konisk rør medfører blant annet at dette ved teleløsning slipper tidligere fra den frosne grunnen, samt at effekten av friksjonskreftene mellom rør og omgivende grunnsjikt vesentlig reduseres.

For å eliminere problemene i forbindelse med brønnbunnens tilbakegang ved grunt forlagte brønner, føres brønnbunn- delens nedre ende hensiktsmessig ned i en muffe eller fals på en som forankringsdel tjenende rørseksjon eller tilsvarende, idet en skjøtbeskyttelse monteres over mellomliggende skjøt.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen foretrekkes det at man fyller omkring brønnen med samme type masser som inngår i den omgivende grunnen.

Det spesielt karakteristiske for et brønnrør for bruk ved anlegg av brønner ifølge oppfinnelsen, samt en ifølge oppfinnelsen anlagt brønn fremgår av patentkravene.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives nærmere under henvisning til tegningene. Fig. 1 er et lengdesnitt gjennom en utførelsesform for et brønnrør ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 er et lengdesnitt gjennom en annen utførelsesform av et brønnrør ifølge oppfinnelsen. Fig. 3-5 illustrerer forskjellige anvisninger av et brønn-rør ifølge fig. 1. Fig. 6 og 7 illustrerer brønner ifølge oppfinnelsen,plassert på en som forankringsdel tjenende brønnseksjon.

I fig. 1 er det vist et brønnrør 1 ifølge oppfinnelsen, fremstilt av armert betong. Røret 1 har en sylindrisk innerflate og en fra rørets bunn mot toppen lineært konisk avsmalnende ytterflate. Konisiteten ligger fortrinnsvis omkring ca. 1-2% og overstiger hensiktsmessig ikke størrelsesorden 3-4%.

Røret 1 har en slik lengde at det kan forbinde en øvre avslutning med en brønnbunndel med tilkoplingsledninger eller med en rørformet forlengelsesdel, som direkte eller over en eller flere ytterligere forlengelsesdeler er montert på brønnbunndelen. Brønnrøret 1 skal således fortrinnsvis strekke seg gjennom hele det teleutsatte marksjiktet. Rør-et kommer til å bli fremstilt i forskjellige lengder eller med markeringer eller anvisninger for avkapping for til-passing til det aktuelle ledningssystemets dybde, som normalt bestemmes av den lokale teledybden. Utgangsrøret for røret kan være i størrelsesorden 2 m. Rørets nedre, videre ende er hensiktsmessig noe avfaset for å lette innføringen i en muffe eller fals på brønnbunndelen eller forlengelsesdelen.

Ved bruk av et konisk brønnrør 1 ifølge fig. 1 oppnås den vesentlige fordel at brønnrøret som følge av sin konisitet ved teleløsningen kommer til å slippe den frosne grunnen tidligere enn det som er tilfelle ved rette rør. Konisiteten gir således et slipp av den art som tilstrebes innen støperi-teknikken. Konisiteten gjør videre at de på røret virkende kreftene som følge av omgivende bakketrykk får en gunstigere angrepsvinkel relativt rørets mantelflate, da man også får en kraftkomponent i mantelflatens lengderetning. Dessuten kommer vibrasjoner i grunnen, f.eks. som følge av trafikk, til å virke gunstig for tilbakeføringsforløpet i motsetning til det som er tilfelle ved konvensjonelle brønner. Til skilnad fra de fleste kjente rør, har brønnrøret ifølge fig. 1 ikke noen utstikkende flens som kan hemme en tilbake-gangsbevegelse i forbindelse med teleløsningen.

Konisiteten på røret 1 må imidlertid ikke være altfor stor, da dette skulle kunne forsinke rørets løfting i forbindelse med teledannelsen i grunnen, hvilket kan gi årsak til en uregelbunden bakkeprofil. Man bør tilstrebe at rørets bevegelse så nær som mulig stemmer overens med grunnens bevegelser. En altfor stor konisitet på røret kan også forår-sake et ugunstig hulrom omkring røret når dette går tilbake, hvilket hulrom kan fylles av tilstrømmende materiale som dels kan pakkes meget hårdt omkring røret, dels kan forår- sake underminering av bakkeflaten med påfølgende fare for at det oppstår hulrom.

I fig. 2 er det vist en annen utførelse av et brønnrør ifølge oppfinnelsen. Ved dette er rørets øvre og nedre partier 2 resp. 3 sirkulære, mens mellomliggende parti 4 er konisk. De sirkulære partiene letter rørets tilkopling til andre brønndeler og forenkler også monteringen av eventuell skjøtbeskyttelse. Også et slikt rør oppviser vesentlig forbedrede egenskaper i forbindelse med tilbakegang ved tele-løsning enn kjente rør. Det øvre sirkulære partiet, som ved et rør med lengden 2 m, kan ha en lengde på opp til ca. 50 cm, innvirker ikke nevneverdig på rørets evne til å gå tilbake, og det nedre sirkulære partiet, som kan ha en lengde på opptil ca. 30 cm, er vanligvis vesentlig opptatt i en dyp muffe på en underliggende brønndel eller dekket av en omgivende skjøtbeskyttelse.

Røret kan også utføres med et sirkulært parti ved bare den øvre eller nedre enden. Røret kan også være utført med koniske partier med forskjellig konisitet eller koniske partier som er atskilt av sirkulære partier. Konisiteten på røret ifølge fig. 2 ligger fortrinnsvis i området 1-3%

og overstiger hensiktsmessig ikke 4-5%.

I fig. 3 er det vist et snitt gjennom en utførelse av en overflatebrønn ifølge oppfinnelsen som er forsynt med en øvre avslutning ifølge svensk søknad nr. 8107134-2, om-fattende en flytende toppdel 5 for bæring av en rist eller tilsvarende, hvilken omgis av et bæreplan 6 som er for-bundet med en omkring brønnrøret 1 anordnet styrehylse 7. Funksjonsprinsippet på denne avslutningen fremgår av ovennevnte patentansøkning og skal ikke beskrives nærmere her. Det skal imidlertid understrekes at bæreplanet 6 ikke skal plasseres i større avstand fra bakken enn at den sonen som ligger mellom ikke blir teleaktiv, dvs. man skal normalt ikke få noen relative bevegelser mellom den flytende topp-delen 5 og bæreplanet 6. Bæreplanet 6 kan således f.eks.

være plassert i bærelaget på hvilket et veibelegg er anbragt.

Røret 1 er av den type som vist i fig. 1 med en ytre konisitet på 1-2%. Rørets 1 nedre ende er nedført i en dyp muffe på en med bunn forsynt brønnbunndel 8 med hull 9 for tilkoplingsledninger. Over skjøten mellom røret 1 og brønnbunn-delen 8 er det montert en skjøtbeskyttelse 10 ifølge den innledningsvis nevnte svenske patentansøkning 7904515-9. Skjøtbeskyttelsen 10 tillater at røret 1 kan heves og senkes relativt brønnbunndelen 8 uten at materialet som forhindrer en slik bevegelse trenger inn i skjøten.

Skjøtbeskyttelsen består av en mansjett av fleksibelt materiale, hvilken mansjett langs sitt øvre parti presses tettende omkring brønnrøret 1, og ved sitt nedre parti omkring brønnbunndelen 8. Mansjetten kan f.eks. være utført med en fold som tillater en teleskopisk bevegelse mellom brønndelene. Funksjonen på en slik skjøtbeskyttelse er for-klart nærmere i den ovennevnte patentansøkning og skal ikke beskrives nærmere her.

Ved brønnen ifølge fig. 3 forutsettes at brønnbunndelen 8

er beliggende på telefri dybde, slik at denne delen forblir stasjonær og hele teleløftingen opptrer som en relativ bevegelse mellom røret 1 og brønnbunndelen 8.

I fig. 4 er det illustrert en tilsvarende brønn, idet brønnbunndelen 8 er beliggende i en slik dybde at man mellom denne og brønnrøret 1 har måttet anbringe to rør-formede forlengelsesdeler 11. Dersom disse delene be-finner seg i telefri dybde, behøver man bare å montere skjøtebeskyttelse over skjøten mellom røret 1 og den øvre forlengelsesdelen 11.

Fig. 5 illustrerer en tilsvarende anvendelse, idet imidlertid brønnbunndelen 8 er beliggende så dypt at man må utnytte en lang forlengelsesdel 12 sammen med en kortere forlengelsesdel 11 ifølge fig. 4. Også her er det anordnet en skjøtbeskyttelse over skjøten mellom brønnrøret 1 og forlengelsesdelen 11.

I fig. 6 er det vist en brønn der brønnbunndelen 8 med hull

9 for tilkoplingsledninger ikke er plassert i telefri dybde. Her kommer således også brønnbunndelen 8 til å utsettes for teleheving, hvorved, dersom man ikke tar spesielle hensyn, foreligger det fare for at materiale strømmer inn under brønnbunndelens bunn og forhindrer tilbakegang ved teleløsning. Foruten at dette forårsaker problemer som følge av at brønnens overdel stikker opp, foreligger det også fare for brudd ved innfestingen av tilkoplingsledningene, da disse som følge av sin geometri vanligvis følger med i grunnens bevegelser.

Ifølge foreliggende oppfinnelse løses dette problem ved at brønnbunndelen 8 føres ned i falsen på en nedre rørseksjon, her vist i form av en blind brønn 13, som er beliggende i telefri dybde og således bevirker en forankring av hele brønnen. Da det ved teledannelse i grunnen også oppstår en bevegelse mellom brønnbunndelen 8 og blindbrønnen 13, anordnes en skjøtbeskyttelse 10 også omkring skjøten mellom disse delene. Som før er en tilsvarende skjøtbeskyttelse anbragt omkring skjøten ved brønnrørets 1 nedre del. Ved en brønnkonstruksjon ifølge fig. 6 kommer således også brønn-bunndelen 8 til å gå tilbake til utgangsstillingen i forbindelse med teleløsningen, hvorfor fare for brudd på tilkoplingsledningene er eliminert.

I fig. 7 er for fullstendighetens skyld vist en tilsvarende brønn, der det øvre brønnrøret 14 er av konvensjonell ut-førelse med en utstikkende muffe ved sin øvre ende. Også

ved en slik brønn fyller den nedre blindbrønnen 13 samme oppgave som i fig. 6.

Oppfinnelsen er ovenfor beskrevet under henvisning til noen forskjellige utførelsesformer av en brønn. Oppfinnelsen kan imidlertid varieres i flere henseender innen rammen for patentkravene. Således kan brønnrøret foruten av betong fremstilles av et annet hensiktsmessig materiale, f.eks. plast. Lengden og dimensjonene på brønnrøret kan naturligvis også varieres ifølge ønske og krav. Også andre typer av brønner kan bygges med deler ifølge oppfinnelsen under bibeholdelse av det prinsipp at de deler som ikke er beliggende på telefri dybde skal tillates å delta i tele-hevingen, idet imidlertid det er tatt hensyn som tillater og letter delenes tilbakegang til utgangsstillingen i forbindelse med teleløsningen.

Claims (10)

1. Fremgangsmåte ved anlegg av overflatevannsbrø nner, ned-stigningsbrønner og lignende, spesielt i teleutsatt grunn, karakterisert ved at man benytter et relativt langt, øvre brønnrør, hvis ytre form er svakt konisk over minst en del av rørets lengde, at røret vendes med sin videste ende nedover og føres ned i en muffe eller fals på en med bunn forsynt brønnbunndel eller på en rørformet forlengelsesdel som direkte eller over en eller flere ytterligere forlengelsesdeler er montert på brø nnbunndelen.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at en skjøtbeskyttelse monteres over skjøten ved brønnrørets nedre ende.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at brønnbunndelens nedre ende føres ned i en muffe eller fals på en som forankringsdel tjenende rør-seksjon eller tilsvarende, og at det monteres en skjøtbe-skyttelse over den mellomliggende skjøten.

4. Fremgangsmåte ifølge et eller flere av kravene fra 1-3, karakterisert ved at man fyller omkring brønnen med samme type masse som inngår i den omgivende grunnen.

5. Brønnrør beregnet for benyttelse ved anlegg av overflate-vannsbrønner , nedstigningsbrønner og lignende, spesielt i teleutsatt grunn, karakterisert ved at det er så langt at det kan forbinde en øvre avslutning med en brønnbunndel (8) eller en rørformet forlengelsesdel (11,12) som direkte eller over en eller flere ytterligere forlengelsesdeler er montert på brønnbunndelen, at brønnrørets (1) ytre form er svakt konisk over minst en del av rørets lengde, og at røret er innrettet for å monteres slik at dets videste ende vender nedover og kan føres i en muffe eller fals på nevnte brønnbunndel (8) eller forlengelsesdel (11,12).

6. Brønnrør ifølge krav 5, karakterisert ved at det er jevnt konisk over hele lengden og at konisiteten ikke overstiger størrelsesorden 3-4%, og fortrinnsvis ligger mellom 1-2%.

7. Brønnrør ifølge krav 5, karakterisert ved at det nedre og/eller øvre endepartiet (2,3) er sylindrisk, og at den gjenstående delen (4) er konisk, idet konisiteten ikke overstiger 4-5% og fortrinnsvis ligger mellom 1-3%.

8. Brønn for anvendelse som overflatevannsbrønn, nedstig-ningsbrønn og lignende, særlig i teleutsatt grunn, karakterisert ved at den omfatter et relativt langt, øvre brønnrør (1), hvis ytre form er svakt konisk over minst en del av rørets lengde, at røret er vendt med sin videste ende nedover, og at denne enden er ned-ført i en muffe eller fals på en med bunn forsynt brønnbunn-del (8) eller på en rørformet forlengelsesdel (11,12),som direkte eller over en eller flere ytterligere forlengelsesdeler er montert på brønnbunndelen (8).

9. Brønn ifølge krav 8, karakterisert ved at en skjøtbeskyttelse (10) er montert over skjøten ved brønnrørets (1) nedre ende.

10. Brønn ifølge krav 8 eller 9, karakterisert ved at brønnbunndelens (8) nedre ende hviler i en muffe eller fals på en som forankringsdel tjenende rørseksjon eller tilsvarende (13), og at en skjøtbeskyttelse (10) er anordnet over den mellomliggende skjøten.