| Maschinelle Bohrung
eines Brunnens (Trockenbohrverfahren)
Die Bilder stammen leider nicht von
einer zusammenhängenden Bohrung eines Brunnens, sondern spiegeln
den schematischen Ablauf einer Brunnenbohrung wieder.
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Für die Erstellung eines
fachgerechten Bohrbrunnens bedient man sich eines
Drehbohrgerätes. Im Gegensatz zu einer Handbohrung schaffen
diese Geräte die Bohrung innerhalb weniger Stunden.
Der Nachteil ist die Größe
des Gerätes. Falls kein Platz für ein solches Bohrgerät
besteht, müßte eine Handbohrung durchgeführt werden. |
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Auf diesem Bild sieht man
das Bohrgerät mit ausgefahrenem Bohrturm. |
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Nach dem lotrechten
Ausrichten des Bohrturmes wir das erste Bohrrohr in die
Spannvorrichtung fixiert. Das Bohrrohr besteht aus Stahl und
hat einen Durchmesser von ca. 260 mm und eine Länge von ca.
3 Meter. Das untere Bohrrohr besitzt an der Unterseite
Schneidezähne aus Spezialstahl, um eventuelle Großkiese zu
zerschneiden. Die einzelnen Bohrrohre können mittels eines
Spezialgewindes miteinander verschraubt werden. Durch die
Hydraulik des Spannvorrichtung kann das Bohrrohr rechts- und
linksherum sowie auf- und ab bewegt werden. |
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Nachdem das Bohrrohr ein
wenig in die Erde eingedreht wurde, beginnt die Bohrung bis
zur Grundwasseroberfläche. Der Erdbohrer wird ebenfalls
durch einen Hydraulikmotor angetrieben und kann an dem
Bohrmast herauf und herab bewegt werden. Nachdem sich der
Bohrer etwa 2 Meter eingebohrt hat, wird er wieder gezogen.
Den Bohrer kann mit Verlängerungsstangen in beliebiger Länge
ausgebaut werden. Das Bohrrohr wird bei jedem Bohren durch
die Hydraulik weiter nach unten gepreßt um das Bohrloch zu
stabilisieren. |
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Hier sieht man, wie der
Bohrer mit dem Bohrgut aus dem Bohrrohr herausgezogen wird.
Ist die Grundwasseroberfläche erreicht ( der Bohrer kann das
nasse Erdreich nicht mehr zu Tage fördern), beginnt das
Abteufen mit einer Kiesbüchse. |
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Die Kiesbüchse ist in diesem
Fall ca. 2 Meter hoch. Sie hat auf der Unterseite eine
Lederklappe die durch eine Metallplatte verstärkt ist. Die
Klappe läßt sich nur nach innen hin öffnen. Die Kiesbüchse
wird an einem Stahlseil in das Bohrrohr hinab gelassen, und
ca. 10 cm über dem Boden platziert. Die Kiesbüchse ist im
Durchmesser nur geringfügig kleiner als das Bohrrohr. So wird
der gewünschte Sog beim Hochreißen der Büchse im Bohrloch
erzeugt. |
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Durch permanentes Auf - und
Abbewegen (ca. 20 cm) entsteht beim Hochreißen der Büchse ein
Sog, so dass das Erdreich mit hochgerissen wird. Sofort danach
wird die Büchse wieder fallen gelassen, so das nun das
Erdreich durch die Klappe in die Büchse gelangt. Nachdem ca.
2-4 Minuten gebüchst wurde, wird diese von dem Stahlseil
herausgezogen und entleert. Von dem Boden werden Bodenproben
genommen um anhand der Bodenbeschaffenheit die Filterrohre
(Schlitzweite) auszuwählen. |
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Nachdem durch das Büchsen die
gewünschte Tiefe erreicht wurde, wird der Brunnen mit einem
Filterrohr ausgebaut. Im Normalfall wird bis zu den tertiären
Schichten gebohrt. Diese stammen aus der Zeit, indem in der
niederrheinischen Ebene das Meer war. Es sind sehr feine Sande
aus Muschelkalk, die eine fast wasserundurchlässige Schicht
bilden. An unterster Stelle wird ein seitlich geschlossenes,
ca. 1 Meter langes, Vollrohr eingebaut, welches an der
Unterseite mit einem Boden verschlossen ist. Auf dieses
Vollrohr werden dann die Filterrohre, je nach Wasserbedarf und
Wasserstand, durch ein Trapezgewinde aufgeschraubt. Am
Brunnenrohr befinden sich Abstandhalter, damit dieses genau in
der Mitte des Bohrrohres eingebaut werden kann. Dies soll eine
gleichmäßige Kiesschüttung gewährleisten. |
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Hier wird das letzte
Brunnenrohr in den Brunnen herabgelassen. |
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Ein Blick von oben auf das
Bohrrohr zeigt, wie sich das Brunnenrohr genau zentrisch im
Stahlbohrrohr befindet. In dem Ringraum (Brunnenrohr/Bohrrohr)
erfolgt anschließend die Schüttung mit Kies und Quellton. Man
kann nicht in das Brunnenrohr schauen, da sich noch eine
Hebekappe auf dem Brunnenrohr befindet. |
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Die hier gewählte
Kiesschüttung besteht aus Kiesen der Größenklasse 2 - 3,15mm.
Es ist ein spezieller Filterkies der gereinigt ist und keine
spitzen Anteile enthält. So wird verhindert, dass sich die
Filterschlitze zusetzen. Die Größe der Filterkiese richtet
sich nach der Schlitzweite der Filterrohre. Der kleinste
Filterkornanteil muss mindestens 2 mal größer wie die
Schlitzweite der Filterrohre sein. Die Schüttung des
Filterkieses reicht bis ca. 1 Meter über dem
Filterrohrbereich. |
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Der Quellton hat vor dem
Einbau in den Brunnen noch eine Pelletform. Erst wenn er mit
Wasser in Berührung kommt, fängt er an zu quellen und bildet
eine einheitliche und wasserundurchlässige Schicht. Der
Quellton wird über der Filterkiesschüttung eingebracht und
verhindert das verunreinigtes Oberflächenwasser schnell in den
unteren Filterbereich gelangen kann. So wird eine gute
hygienische Eigenschaft des Brunnens erreicht. |
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Während der Schüttung von Kies
und Ton wird das Stahlbohrrohr abschnittsweise unter großer
hydraulischer Kraft aus dem Boden gezogen. Würde man das
Bohrrohr erst nach vollendeter Schüttung ziehen, so wäre die
Mantelreibung so groß, dass das Bohrrohr nicht mehr gezogen
werden könnte. Man schüttet als etwa 2 Meter Kies in den
Ringraum und zieht das Bohrrohr einen Meter heraus, unsw. Bei
diesem Arbeitsschritt ist besondere Vorsicht geboten, denn
wenn das Bohrrohr über die Kiesschüttung gezogen werden würde,
bricht das umgebende Erdreich vor die Filterschlitze und
würden diese verstopfen. |
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Nach der Brunnenfertigstellung
muss dieser einer Entsandung unterzogen werden. Hierzu wird
eine spezielle Unterwassermotorpumpe in den Brunnen eingebaut.
Am Anfang der Entsandung wird der Brunnen erst mit der halben
späteren Förderleistung abgepumpt. So verhindert man das
plötzliche Zusetzen der Filterschlitze. Erst wenn ein Teil der
im Boden befindlichen Feinanteile abgepumpt worden ist, kann
der Brunnen mit der doppelten späteren Förderleistung
klarpumpt werden.
Die Entsandung eines Brunnen
nach der Fertigstellung dient des späteren sandfreien
Förderverhalten des Brunnens. |
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Hier sieht man das geförderte
Wasser während der ersten Minuten des Abpumpens. Erst wenn das
Wasser klar ist und keine Sandbestandteile mehr im Wasser
vorhanden sind, kann der Brunnen in Betrieb genommen werden.
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Erstellung einer
Brunnenstube
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Nachdem der Brunnen keine
Feinanteile mehr fördert, wird ein ca. 1 Meter tiefes und 1,50
Meter breites Loch um den Brunnen gegraben. Der Untergrund
wird mit einer Kiesschicht versehen. Auf dieser Kiesschicht
wird dann ein Betonfundament gegossen. Um das Filterrohr wird
schon der Brunnenkopf eingesetzt, da dieser im Betonfundament
einbetoniert wird. Der Brunnenkopf dient zum sicheren
Verschluß des Brunnens und trägt später die Steigleitung an
der die Unterwassermotorpumpe angehängt wird. |
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Anschließend wird eine ca. 20
cm dicke Betonschicht eingebracht, die in der Mitte mit einer
Stahlmatte verstärkt wird. Die Stahlmatte verhindert einen
späteren Altersbruch der Betonplatte. Es ist dafür zu sorgen,
dass der Brunnenkopf genau lotrecht eingebaut wird bevor der
Beton aushärtet. |
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Auf diesem Bild sieht man das
Brunnenrohr in der Mitte des Brunnenkopfes. In dem Brunnenrohr
kann man den Grundwasserstand erkennen. |
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Nachdem das Betonfundament
ausgehärtet ist, werden 2 Schachtringteile auf das Fundament
gestellt. Der untere Teil besteht aus einem Schachtring mit
einem Durchmesser von 1,00 Meter und einer Höhe von 0,5 Meter.
Auf diesen Schachtring wird ein Betonkonus aufgesetzt der sich
nach oben auf 0,6 Meter verjüngt. Nachdem der untere
Schachtring auf das Fundament gesetzt wurde, schüttet man
etwas Beton außerhalb des Schachtringes. Dies gewährleistet
eine dichte Verbindung zwischen Fundament und unterem
Schachtring. Ebenso verfährt man mit der Verbindung von
Schachtring und Konus.
Es gibt auch fertige
Brunnenstuben aus Beton oder Kunststoff |
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Der Abschlußdeckel des
Brunnenkopfes enthält eine Belüftungseinrichtung, eine
Kabeldurchführung , einen Grundwassermeßstopfen und den
Anschluß für die Brunnensteigleitung. Links vom Deckel sieht
man die Steigleitung aus Kunststoff, an deren Ende die
Unterwassermotorpumpe befestigt wird. Die Leitung sollte so
lang sein, dass die Pumpe etwas über dem Filterbereich zu
hängen kommt. Ist nicht genügend Wassersäule über dem
Filterbereich vorhanden, so wird die Pumpe im Sumpfrohrbereich
gehängt. Auf keinen Fall darf die Pumpe im Filterbereich
eingebracht werden, da es zu einer erhöhten
Fließgeschwindigkeit in einem kurzen Bereich des Filters
kommt, und dieser dann verstopft. |
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Nachdem die
Unterwassermotorpumpe angeschlossen ist, wird das Elektrokabel
mit Gummischellen entlang der Steigleitung fixiert. Die Pumpe
wird mit einem V4A Edelstahlseil gesichert, welches mit in die
Brunnenstube geführt wird und dort befestigt wird. Die Pumpe
wird mit der Steigleitung langsam in das Brunnenrohr
herabgelassen. Der Deckel des Brunnenkopfes wird dann mit dem
Brunnenkopf verschraubt. Die abgehende Wasserleitung wird in
etwa zwischen den beiden Betonfertigteilen
(Schachtring/Betonkonus) in die Brunnenstube eingeführt und
mit einem Winkel an den Anschluß auf dem Brunnenkopfdeckel
befestigt. Sinnvollerweise sollte man einen Schieber und eine
Entleerung in die Rohrleitung einbauen um die Leitung im
Winter zu entleeren. |
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Für den Abschluß der
Brunnenstube gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Die
einfachste ist ein Betondeckel mit einem Griff. Auf diesem
Bild sieht man eine etwas luxuriöse Alternative: Gußdeckel mit
Belüftungshaube. |
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