WO2003038227A2 - Filterstrang für unterirdische sammelleitungen und verfahren zum einbringen des filterstrangs in vorbestimmte bodenschichten - Google Patents

Filterstrang für unterirdische sammelleitungen und verfahren zum einbringen des filterstrangs in vorbestimmte bodenschichten Download PDF

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    • E21B7/00—Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/20—Driving or forcing casings or pipes into boreholes, e.g. sinking; Simultaneously drilling and casing boreholes

Definitions

  • the invention relates to a filter train for underground collecting lines for liquids, in particular for horizontal filter wells and drainage lines, and a method for introducing the filter train into predetermined soil layers and claims the priority of German patent application 101 53 061.7, to which reference is made in terms of content.
  • EP 0 646 213 B1 describes a filter strand which consists of a single or multi-part inner filter tube with a surrounding one or multi-part gravel jacket or filter tiles, textiles, in particular geotextiles and / or membranes.
  • the method for laying this filter strand is that first a hole is made in predetermined soil layers, then a filter strand pull-in unit consisting of filter strand and outer cladding tube is drawn into the respective hole, and then the outer cladding tube of the filter strand pull-in unit is removed, the hole each has an inlet opening and an outlet opening and the filter train pull-in unit is coupled to an expansion head.
  • a protective tube is generally required for pulling in the filter strand, which must be pulled out of the ground again after the filter strand has been inserted and is frequently not reusable. Furthermore, no blind alleys are possible, rather it is generally necessary to re-drill the hole to the surface of the earth in order to allow the protective tube and the filter string located therein to be drawn in and then also to be able to pull the protective tube out again.
  • the invention is based on the problem of creating an improved filter train for underground collecting lines for liquids and a method for introducing the filter train into predetermined soil layers.
  • a filter strand which, according to the invention, consists of a stable, large-hole perforated or lattice tube which has sufficient mechanical strength to be drawn into a hole in the bottom, and filter material arranged therein.
  • the invention is based on the consideration that a protective tube is required for the filter material to be introduced into an earth borehole, but not subsequent pulling of the protective tube if it is designed as a perforated or lattice tube by the filter material being able to be arranged.
  • This perforated or lattice pipe must be stable with a mechanical strength that is sufficiently large to be drawn into a hole in the bottom, since it serves the purpose of permeable To form a jacket for filter materials to be drawn in simultaneously or subsequently.
  • the perforated or grid tube can form a support tube for the filter material consisting of filter fleeces, textiles, in particular geotextiles, membranes or plastic granules.
  • the filter material can also comprise conventional filter tubes, for example porous self-supporting plastic filter tubes made of PE, PVDF, PTFE, PT, PU, PVC or of porous, self-supporting ceramic or sintered metal filters.
  • the filter tube can form an inner support tube for filter fleeces, textiles, in particular geotextiles, membranes and / or plastic granules, and the filter material can be constructed in multiple layers.
  • the method according to the invention for introducing a filter strand into predetermined soil layers consists in that a perforated or lattice tube which has sufficient mechanical strength to be drawn into a hole in the soil is introduced directly into the soil as a product tube.
  • a filter material can already be present in the perforated or grid tube during insertion or can be drawn into the perforated or grid tube after it has been introduced into the ground.
  • the perforated or lattice pipe is preferably introduced into the ground in a course-controlled manner, it being particularly advantageous that the perforated or lattice pipe can be laid in a blind alley hole since it remains in the ground. According to one embodiment of the laying in the blind alley hole, this laying is carried out with the aid of a washing rod.
  • the perforated or lattice pipe can be introduced into the ground from the floor surface, but it is also possible to insert the perforated or lattice pipe into the ground from a starting pit.
  • the perforated or lattice pipe can also be laid from the ground surface into the ground, and it is then returned to the ground surface in a controlled manner.
  • inflow-increasing measures can be carried out from the inside of the perforated or lattice tube before the filter material is introduced.
  • This can be done, for example, by artificial suffusion, i.e. by rinsing out the fine fraction in the soil, by pressure acidification, i.e. by pressing in and allowing acidic rinses to work, by electro-osmosis, by electrophoresis, by artificially tearing open the floor by means of compressed air blasts, by mechanical measures such as pulling through wire brushes or cleaning cutters and by physical measures, for example heating and shock-like cooling, by using ultrasound or by punctual or partial suction to reach.
  • the filter strand according to the invention consists of a stable mechanical strength sufficient for being drawn into a bore 1 in the bottom having, large-hole perforated or lattice tube 2 and a filter material 3 arranged therein, that is, it is a combination of a permeable support and protection tube 2 and the entrained or retrofitted filter 3, which is matched to the soil conditions.
  • the large-hole perforated or lattice pipe 2 is made of metal or plastic and is either drawn directly into the ground as a product pipe or introduced into the ground in the form of a cul-de-sac under the protection of a washing rod.
  • the perforated or lattice pipe 2 has sufficient mechanical strength to be able to be drawn into the bore 1 even over long distances and to withstand the ground pressure if the soil material surrounding the bore 1 collapses.
  • a filter material 3 ideally matched to the soil conditions or, in the case of lower demands, any filter material can be introduced into the perforated or lattice tube 2.
  • this filter material 3 can consist of a conventional filter tube, for example a slot filter tube, or it can also consist of filter fleeces, textiles, in particular geotextiles, membranes and / or plastic granules. Combinations of filter tubes 3 with the aforementioned filter material are also possible.
  • the filter tube 3 forms an inner support tube for the filter fleeces, textiles, in particular geotextiles, membranes and / or the plastic granulate.
  • the filter material 3 can be introduced into the perforated or lattice pipe 2 before being drawn into the earth hole, but it is also possible to pull it into the perforated or lattice pipe 2 already located in the earth hole 1.
  • the filter material can later be pulled out at any time for cleaning or replacement purposes and reintroduced.
  • the filter tube 3 can be made of a porous, self-supporting Plastic filter tube, for example made of PE, PVDF, PTFE, PT, PU, PVC or porous, self-supporting ceramic or sintered metal.
  • the perforated or lattice pipe 2 need only be located in the areas of the earth hole 1 in which liquids are to be collected, while the other areas can consist of solid pipes.

Abstract

Filterstrang für unterirdische Sammelleitungen für Flüssigkeiten, insbesondere für Horizontalfilterbrunnen und Drainageleitungen aus einem standfesten, eine zum Einziehen in eine Bohrung im Boden ausreichende mechanische Festigkeit aufweisenden, groblöchrigen Loch- oder Gitterrohr und darin angeordnetem Filtermaterial sowie Verfahren zum Einbringen des Filterstrangs in vorbestimmte Bodenschichten.

Description

"Filterstrang für unterirdische Sammelleitungen und Verfahren zum Einbringen des Filterstranαs in vorbestimmte Bodenschichten"
Die Erfindung betrifft einen Filterstrang für unterirdische Sammelleitungen für Flüssigkeiten, insbesondere für Horizontalfilterbrunnen und Drainageleitun- gen und ein Verfahren zum Einbringen des Filterstrangs in vorbestimmte Bodenschichten und nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung 101 53 061.7 in Anspruch, auf die inhaltlich Bezug genommen wird.
In der EP 0 646 213 B1 ist ein Filterstrang beschrieben, der aus einem ein- oder mehrteiligen inneren Filterrohr mit umgebendem ein- oder mehrteiligen Kiesmantel oder Filterfliesen, Textilien, insbesondere Geotextilien und/oder Membranen besteht.
Das Verfahren zum Verlegen dieses Filterstrangs besteht darin, daß zunächst eine Bohrung in vorbestimmte Bodenschichten eingebracht wird, dann eine Filterstrang-Einzieheinheit, bestehend aus Filterstrang und äußerem Hüllrohr in die jeweilige Bohrung eingezogen und anschließend das äußere Hüllrohr der Filterstrang-Einzieheinheit entfernt, wobei die Bohrung jeweils eine Eintrittsöffnung und eine Austrittsöffnung besitzt und die Filterstrang-Einzieheinheit an einem Aufweitkopf angekoppelt ist. Für das Einziehen des Filterstranges ist grundsätzlich ein Schutzrohr erforderlich, das nach dem Einbringen des Filterstranges in Verlegerichtung wieder aus dem Erdreich heraus gezogen werden muß und häufig nicht wieder verwendbar ist. Des weiteren sind keine Sackgassenverlegungen möglich, vielmehr ist grundsätzlich ein Wiederherausführen der Bohrung an die Erdoberfläche notwendig, um den Einzug des Schutzrohres und des darin liegenden Filterstranges zu ermöglichen und anschließend das Schutzrohr ebenfalls wieder herausziehen zu können.
Des weiteren ist mit dem Verlegen dieses Filterstranges mittels Schutzrohr der Nachteil verbunden, daß es nicht möglich ist, den unmittelbaren Zuflußbereich des Brunnens zuflußfähiger und damit ergiebiger zu machen, bevor sich der Filterstrang in der dafür vorgesehenen Bohrung befindet.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, einen verbesserten Filterstrang für unterirdische Sammelleitungen für Flüssigkeiten und ein Verfahren zum Einbringen des Filterstrangs in vorbestimmte Bodenschichten zu schaffen.
Ausgehend von dieser Problemstellung wird ein Filterstrang vorgeschlagen, der erfindungsgemäß aus einem standfesten, eine zum Einziehen in eine Bohrung im Boden ausreichende mechanische Festigkeit aufweisenden, groblöchrigen Loch- oder Gitterrohr und darin angeordnetem Filtermaterial besteht.
Die Erfindung geht von der Überlegung aus, daß zwar für das in eine Erdbohrung einzubringende Filtermaterial ein Schutzrohr, nicht aber ein nachträgliches Ziehen des Schutzrohres erforderlich ist, wenn es als Loch- oder Gitterrohr ausgebildet ist, indem sich das Filtermaterial anordnen läßt. Dieses Loch- oder Gitterrohr muß standfest mit einer zum Einziehen in eine Bohrung im Boden ausreichenden mechanischen Festigkeit verhältnismäßig groblöchrig ausgebildet sein, da es dem Zweck dient, einen durchlässigen Mantel für gleichzeitig oder nachträglich einzuziehende Filtermaterialen zu bilden.
Das Loch- oder Gitterrohr kann ein Stützrohr für das aus Filtervliesen, Texti- lien, insbesondere Geotextilien, Membranen oder Kunststoffgranulat bestehende Filtermaterial bilden.
Das Filtermaterial kann auch herkömmliche Filterrohre, beispielsweise poröse selbsttragende Kunststoff-Filterrohre aus PE, PVDF, PTFE, PT, PU, PVC oder aus porösen, selbsttragenden Keramik- oder Sintermetallfiltern umfassen. Dabei kann das Filterrohr ein inneres Stützrohr für Filtervliese, Textilien, insbesondere Geotextilien, Membranen und/oder Kunststoffgranulat bilden und kann das Filtermaterial mehrschichtig aufgebaut sein.
Vorteilhafterweise weisen nur die Bereiche des Filterstranges, die in den flüssigkeitsführenden Bodenbereichen liegen sollen, das Loch- oder Gitterrohr auf, während die in den nicht bewirtschafteten Bodenschichten liegenden Bereiche aus Vollrohren bestehen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Einbringen eines Filterstrangs in vorbestimmte Bodenschichten besteht darin, daß ein zum Einziehen in eine Bohrung im Boden ausreichende mechanische Festigkeit aufweisendes Loch- oder Gitterrohr als Produktrohr direkt in den Boden eingebracht wird.
Ein Filtermaterial kann im Loch- oder Gitterrohr bereits während des Einbringens vorhanden sein oder nach dem Einbringen in den Boden in das Lochoder Gitterrohr eingezogen werden.
Vorzugsweise wird das Loch- oder Gitterrohr verlaufgesteuert in den Boden eingebracht, dabei ist besonderes vorteilhaft, daß sich das Loch- oder Gitterrohr in einer Sackgassenbohrung verlegen läßt, da es im Boden verbleibt. Gemäß einer Ausführungsform des Verlegens in der Sackgassenbohrung, erfolgt dieses Verlegen mit Hilfe eines Überwaschgestänges.
Das Loch- oder Gitterrohr kann von der Bodenoberfläche aus in den Boden eingebracht werden, jedoch ist es auch möglich, das Loch- oder Gitterrohr von einer Startgrube aus in den Boden einzubringen.
Anstelle des Verlegens in einer Sackgassenbohrung kann auch ein Verlegen des Loch- oder Gitterrohrs von der Bodenoberfläche aus in den Boden hin- ein erfolgen, und es wird dann verlaufgesteuert wieder an die Bodenoberfläche zurückgeführt.
Ebenso ist es möglich das Loch- oder Gitterrohr von einer Startgrube in den Boden einzubringen und verlaufgesteuert zu einer Zielgrube zu führen.
Besonders vorteilhaft ist, daß sich vom Inneren des Loch- oder Gitterrohres aus zuflußverstärkende Maßnahmen vor dem Einbringen des Filtermaterials durchführen lassen. Dies läßt sich beispielsweise durch künstliche Suffusion, d.h. durch Ausspülen des Feinanteiles im Boden, durch Drucksäuerungen, d.h. durch Einpressen und Wirkenlassen von säurehaltigen Spülungen, durch Elektroosmose, durch Elektrophorese, durch künstliches Aufreißen des Bodens mittels Druckluftstößen, durch mechanische Maßnahmen wie Durchzug von Drahtbürsten oder Reinigungsfräsen und durch physikalische Maßnahmen, beispielsweise Erhitzen und schockartiges Abkühlen, durch Ultraschalleinsatz oder durch punktförmiges oder partielles Absaugen erreichen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert:
Der erfindungsgemäße Filterstrang besteht aus einem standfesten, eine zum Einziehen in eine Bohrung 1 im Boden ausreichende mechanische Festigkeit aufweisenden, groblöchrigen Loch- oder Gitterrohr 2 und einem darin angeordneten Filtermaterial 3, d.h., er ist eine Kombination aus einem durchlässigen Stütz- und Schutzrohr 2 und dem mitgeführten oder nachträglich eingebrachten Filter 3, der auf die Bodenbedingungen abgestimmt ist.
Das groblöchrige Loch- oder Gitterrohr 2 besteht aus Metall oder Kunststoff und wird als Produktrohr entweder direkt ins Erdreich eingezogen oder im Schutz eines Überwaschgestänges sackgassenförmig ins Erdreich eingebracht. Das Loch- oder Gitterrohr 2 hat eine ausreichende, mechanische Festigkeit, um sich auch über große Entfernungen in die Bohrung 1 einziehen zu lassen und um dem Bodendruck standzuhalten, falls das die Bohrung 1 umgebende Bodenmaterial einfällt. In das Loch- oder Gitterrohr 2 läßt sich ein ideal auf die Bodenverhältnisse abgestimmtes Filtermaterial 3 oder bei geringeren Ansprüchen ein beliebiges Filtermaterial einbringen. Dieses Fil- termaterial 3 kann, wie dargestellt, aus einem herkömmlichen Filterrohr, beispielsweise einem Schlitzfilterrohr bestehen oder auch aus Filtervliesen, Textilien, insbesondere Geotextilien, Membranen und/oder Kunststoffgranulat bestehen. Auch Kombinationen von Filterrohren 3 mit dem vorerwähnten Filtermaterial sind möglich. In diesem Fall bildet das Filterrohr 3 ein inneres Stützrohr für die Filtervliese, Textilien, insbesondere Geotextilien, Membranen und/oder das Kunststoffgranulat. Das Filtermaterial 3 kann in das Lochoder Gitterrohr 2 vor dem Einziehen in die Erdbohrung eingebracht werden, jedoch ist auch ein nachträgliches Einziehen in das bereits in der Erdbohrung 1 befindliche Loch- oder Gitterrohr 2 möglich.
Das Filtermaterial läßt sich später jederzeit zu Reinigungszwecken oder zu Austauschzwecken ziehen und wieder neu einbringen. Vor dem Einziehen bzw. dem Wiedereinziehen des Filtermaterials 3 besteht die besonders vorteilhafte Möglichkeit, den Umgebungsbereich des Loch- oder Gitterrohres 2, d.h. den unmittelbaren Zuflußbereich des Brunnens zuflußfähiger und damit ergiebiger auszugestalten. Das Filterrohr 3 kann aus einem porös selbsttra- genden Kunststofffilterrohr, beispielsweise aus PE, PVDF, PTFE, PT, PU, PVC oder aus poröser, selbsttragender Keramik- oder Sintermetall bestehen.
Sämtliche in der EP 0 646 213 B1 beschriebenen Verfahren zum Einbringen des Filterstrangs in den Boden, die hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Anmeldung gemacht werden, sind mit dem erfindungsgemäßen Filterstrang anwendbar. Ebenso sind sämtliche anderen Verfahren zum Einziehen von Nachziehrohren in Erdbohrungen, insbesondere Verfahren für die Sackgassenverlegung anwendbar.
Das Loch- oder Gitterrohr 2 braucht sich nur in den Bereichen der Erdbohrung 1 zu befinden, in denen Flüssigkeiten gesammelt werden sollen, während die anderen Bereiche aus Vollrohren bestehen können.

Claims

Patentansprüche
1. Filterstrang, insbesondere für unterirdische Sammelleitungen für Flüssigkeiten, wie für Horizontalfilterbrunnen und Drainageleitungen mit
5 einem standfesten, eine zum Einziehen in eine Bohrung (1 ) im Boden ausreichende mechanische Festigkeit aufweisenden Loch- oder Gitterrohr (2) und darin angeordnetem Filtermaterial (3).
2. Filtermaterial nach Anspruch 1 , bei dem das Loch- oder Gitterrohr (2) ein 0 Stützrohr für das aus Filtervliesen, Textilien, insbesondere Geotextilien,
Membranen oder Kunststoffgranulat bestehende Fiitermaterial (3) bildet.
3. Filterstrang nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Filtermaterial herkömmliche Filterrohre (3) umfaßt. 5
4. Filterstrang nach Anspruch 3, bei dem das Filterrohr (3) ein inneres Stützrohr für Filtervliesen, Textilien, insbesondere Geotextilien, Membranen und/oder Kunststoffgranulat bildet.
0 5. Filterstrang nach Anspruch 3 oder 4, bei dem das Filtermaterial (3) mehrschichtig aufgebaut ist.
6. Filterstrang nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem nur die Bereiche, die in den flüssigkeitsführenden Bodenbereichen liegen, das Loch- 5 oder Gitterrohr (2) aufweisen.
7. Verfahren zum Einbringen eines Filterstrangs in vorbestimmte Bodenschichten, bei dem ein zum Einziehen in eine Bohrung (1 ) im Boden ausreichende mechanische Festigkeit aufweisendes Loch- oder Gitterrohr o (2) als Produktrohr direkt in den Boden eingebracht wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem ein Filtermaterial (3) im Loch- oder Gitterrohr (2) bereits während des Einbringens vorhanden ist.
9. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem ein Filtermaterial (3) in das Loch- 5 oder Gitterrohr (2) nach dem Einbringen eingezogen wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, bei dem das Loch- oder Gitterrohr (2) verlaufgesteuert in den Boden eingebracht wird.
0 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem das Loch- oder Gitterrohr (2) in einer Sackgassenbohrung verlegt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11 , bei dem das Loch- oder Gitterrohr (2) mit Hilfe eines Überwaschgestänges in der Sackgassenbohrung verlegt 5 wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei dem das Loch- oder Gitterrohr (2) von der Bodenoberfläche aus in den Boden eingebracht wird. 0
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, bei dem das Loch- oder Gitterrohr (2) von einer Startgrube aus in den Boden eingebracht wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem das Loch- oder 5 Gitterrohr (2) von der Bodenoberfläche aus in den Boden eingebracht und verlaufgesteuert wieder an die Bodenoberfläche zurückgeführt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem das Loch- oder Gitterrohr (2) von einer Startgrube aus in den Boden eingebracht und o verlaufgesteuert zu einer Zielgrube geführt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 16, bei dem vom Inneren des Loch- oder Gitterrohrs (2) aus zuflußverstärkende Maßnahmen vor dem Einbringen des Filtermaterials (3) durchgeführt werden.
18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem durch Spülungen durch die Öffnungen des Loch- oder Gitterrohrs (2) hindurch ein Durchtritt von Erdreich bestimmter Korngröße bewirkt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem durch Drucksäuerung eine Zuflußverstärkung bewirkt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem durch Elektroosmose eine Zuflußverstärkung bewirkt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 17, beim durch Elektrophorese eine Zuflußverstärkung bewirkt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem mittels Druckluftstößen ein künstliches Aufreißen des Bodens bewirkt wird.
23. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem durch Erhitzen und schockartiges Abkühlen eine Zuflußverstärkung bewirkt wird.
24. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem durch Ultraschalleinsatz eine Zuflußverstärkung bewirkt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem durch punktförmiges oder partielles Absaugen eine Zuflußverstärkung bewirkt wird.
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