DVGW-Arbeitsblatt W 123: Bau und Ausbau von Vertikalfilterbrunnen

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Plunschmeister
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DVGW-Arbeitsblatt W 123: Bau und Ausbau von Vertikalfilterbrunnen

Beitragvon Plunschmeister » Mi 15. Aug 2018, 17:23

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Ausbaumaterial von Vertikalfilterbrunnen:

Als Ausbaumaterial sind überwiegend PVC-Rohre nach DIN 4925 sowie Edelstahlrohre (z.B. Typ 1.4301, 1.4404 oder 1.4571) geeignet. Entscheidend für die Materialwahl sind Brunnendurchmesser und -tiefe, die Förderleistung, Regenerierbarkeit und die Grundwasserbeschaffenheit. Es sind grundsätzlich zugfeste Rohrverbindungen nach EN 10226 und DIN 4925 einzusetzen. Vollwandrohre müssen so dimensioniert sein, dass die Gewinde- /Rohrverbindungen die Zugkräfte, die durch den hängenden Einbau entstehen, aufnehmen können.

[…]

Für den Anwender spricht der Beweis des ersten Anscheins, dass er die anerkannten Regeln der Technik beachtet hat.
Im Brunnenbau, erfüllen weder KG-Rohr noch KSR (Kabelschutzrohr) diese Anforderungen!

Statische Bemessung:

Die Deformation der Brunnenrohre durch Spannungen und Drücke sind eine Funktion der Materialien, der Bauformen, der Rohrdurchmesser, der Einbautiefe und der hydraulischen Eigenschaften der Gesteinsarten. Für die statische Bemessung der Brunnenausbauten sind folgende Rohrarten zu unterscheiden:
❙ Sperrrohrtouren
❙ Vollwand- oder Aufsatzrohre
❙ Filterrohre.

In der Bauphase des Brunnens werden die Ausbaurohre sowohl von axialen als auch radial angreifenden Spannungen beansprucht. Tangential angreifende Biegespannungen wirken vor allem während der Ausbauarbeiten, z. B. bei der Aufnahme der Rohre durch das Hebezeug der Bohranlage. Bei dem in der Regel hängenden Einbau der Rohrtour und anschließend kontrollierter Ringraumverfüllung ist eine statische Bemessung auf axiale Zugkräfte und radial angreifende Kräfte (Außendruckbelastungen) ausreichend. Die Festigkeit gegen Beulen ist das wichtigste statische Bemessungskriterium für Brunnenausbaurohre.

Beim Bau des Brunnens und im Betrieb können kurzzeitig erhebliche Druckdifferenzen auftreten, die bei Überschreitung der material- und bauformabhängigen Innen- bzw. Außendruckfestigkeit zum Beulen und Kollaps der Rohrtour führen können. Die häufigsten Ursachen für das Auftreten kritischer Beuldrücke an Brunnenrohren sind:
❙ tief liegender Grundwasser-/Spülungsspiegel im Rohr und hoher Fluidspiegel im Ringraum
❙ hoher Dichteunterschied zwischen dem Ringraumfluid und der Flüssigkeit im Brunnenrohr
❙ kollabierende Brücken einer ungleichmäßig eingebrachten Ringraumschüttung.
❙ quellende Tone
❙ Ausbruch von Kluftkörpern aus der Bohrlochwand
❙ Spontane Setzungen der Ringraumschüttungen und der Bohraureole beim Entsanden
❙ Unterdruck beim Kolben oder Intensiventsanden.

Die Außen- und Innendruckfestigkeit des Brunnenrohrs wird durch das Material, die Bauform (Verbindungsart, Filterschlitzgeometrie usw.), den Durchmesser und die Wandstärke bestimmt. Das schwächste Glied in einem Ausbaurohrstrang ist der Filterrohrabschnitt. Hier sind die Festigkeiten gegenüber Beuldrücken durch die gestanzten oder gefrästen Schlitze sowie die Profildrahtund Stützstabgeometrien der Wickeldrahtfilter beeinflusst. Zusätzliche Lasten (z. B. Kieskörbe, Übergangsstücke) müssen berücksichtigt werden.

Die Verringerung der Zugbelastung durch die Auftriebskräfte beim Einbau in Bohrspülung bleibt bei der Bemessung des Ausbaus unberücksichtigt und stellt eine zusätzliche Sicherheit dar. Weitere zusätzliche Belastungen der Brunnenrohre können infolge kurzfristiger dynamischer Prozesse auftreten.

In der Brunnenbaupraxis bestehen durch die Anwendung moderner Hebezeuge und Einbautechniken für die Brunnenrohre und die Ringraumverfüllungen Minimierungsmöglichkeiten zur Verringerung der dynamischen Belastung von Brunnenrohren. Dadurch können die statische und mechanische Bemessung der Rohre auf den statischen Belastungsfall im Brunnenbetrieb und bedingt durch die Einbauteufe begrenzt und durch herstellerseits bereits berücksichtigte Sicherheitszuschläge für eventuelle dynamische Kurzzeitbelastungen ergänzt werden. Eine möglicherweise nicht zu vermeidende Überbeanspruchung der Rohre beim Einbau und regelmäßige dynamische Belastungen im Brunnenbetrieb bedürfen einer gesonderten Betrachtung und Abstimmung mit dem Hersteller.

Quelle: Prof. Dr. Christoph TRESKATIS; Bemessungsverfahren für Brunnen (Teil 3)
„Das Wasser ist die Kohle der Zukunft" Jules Verne (1870)
* 2712193509122015*
Gruß PM

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