Qualitätssicherung bei Bohr - Zentralverband Deutsches Baugewerbe

Qualitätssicherung bei Bohr- und Brunnenbauarbeiten im Sinne des Betrieblichen Management
nach DVGW AB W120
64. Deutsche Brunnenbauertage, Lennestadt
Qualitätssicherung bei Bohr- und
Brunnenbauarbeiten im Sinne des
Betrieblichen Management Systems
nach DVGW AB W120
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10
Was ist Qualität im Brunnenbau
Bedeutung von qualitätssichernden Maßnahmen
Durchführung von qualitätssichernden Maßnahmen auf der
Baustelle
Qualitätssicherung während der Bohrarbeiten:
4.1 Bild des Bohrplatzes
4.2 Dokumentation der Bohrung
Qualitätssicherung nach Abschluss der Bohrarbeiten
Maßnahmen bei der Ausbauvorbereitung
Maßnahmen während der Ausbauarbeiten
7.1 Einbau der Ausbauverrohrung
7.2 Einbringen von Filterkies
7.3 Einbringen geschütteter Tonformlinge
7.4 Einbringen von verpressten Suspensionen
Qualitätssicherung bei der Brunnenentwicklung
8.1 Klarpumpen
8.2 Intensiventsandungsmaßnahmen
Qualitätssicherung beim Pumpversuch
Auswertung des Pumpversuchs
Referent:
Dipl.-Ing. Michael Tholen
Drögen Hasen Weg 5a
26129 Oldenburg
Tel.: (0049)441 / 74 55 7
Email: [email protected]
Dipl.-Ing. Michael Tholen
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Qualitätssicherung bei Bohr- und Brunnenbauarbeiten im Sinne des Betrieblichen Management
nach DVGW AB W120
1
Was ist Qualität im Brunnenbau
Die Praxis: Der AG fordert eine bestimmte Wassermenge, der Brunnenbauer bohrt
den Brunnen, die gewünschte Wassermenge wird erreicht und alle sind zufrieden!
In der Mehrzahl der Brunnenbaumaßnahmen wird abschließend ein Pumpversuch
durchgeführt, ohne jedoch die wichtigste Aussage über den neu gebauten Brunnen
zu ermitteln, die Ergiebigkeitskurve und den Betriebspunkt!
Q D auer
O ptim aler
B etriebsbereich
Q m axim al
E ntnahm em enge
in m ³/h
Q F -K u rve
Q A -K urve
A b senkung
s in m
Abb. 1 Optimaler Betriebsbereich bei ungespanntem GW-Leiter
Die grafische Auswertung des Pumpversuches gibt zwar einen Hinweis auf die
Leistungsfähigkeit des Brunnens. Da die Brunnen in der Regel überdimensioniert
sind, ist die Leistungskurve zwar ein wichtiges, aber nicht alleiniges
Qualitätskriterium für einen Brunnen.
Um nachzuvollziehen, ob die Brunnenbaumaßnahme von einem qualifizierten
Brunnenbauer durchgeführt worden ist, muss man sich zunächst die Strömung am
Brunnen genauer anschauen (Abb. 2).
Das Durchströmungsverhalten im Nahbereich wird von den Bohr- und
Brunnenbauarbeiten am stärksten beeinflusst. Hier entstehen die Unterschiede
zwischen einem schlecht gebauten Brunnen mit geringer Ergiebigkeit und einem gut
gebauten Brunnen mit hoher Ergiebigkeit!
Wurden während der Bohrarbeiten die Poren des GW-Leiters und die Bohrlochwand
stark verunreinigt und hat der Brunnenbauer anschließend keine geeigneten
Maßnahmen zur Brunnenentwicklung durchgeführt bzw. waren sie aufgrund
ungeeigneter Bauausführung nicht erfolgreich, sind die Durchflusswiderstände in
diesem kritischen Bereich nochmals erhöht. Das Gefälle des Absenktrichters wird
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noch steiler und der Wasserspiegel muss noch weiter abgesenkt werden. Der
Brunnen hat eine geringe Ergiebigkeit (Abb. 8).
1
Verbesserte
Ergiebigkeit
Schlechtere
Ergiebigkeit
Abb. 2 Anströmung im Nahbereich des Brunnens
Der Nachweis einer guten Ergiebigkeit hängt also von den Unterschieden der
Anströmung im Nahbereich des Brunnens ab. Dieser Unterschied kann aber nur
durch
eine
aussagefähige
Dokumentation
der
Brunnenbaumaßnahmen
nachvollzogen werden.
Der qualifizierte Brunnenbauer wird also …
Ein
bestmöglich
geeignetes
Bohrgerätetechnik einsetzen.
Bohrverfahren
mit
ausreichender
Die Bohrproben sorgfältig ohne den Verlust von Feinteilen entnehmen.
(Schichtenverzeichnis mit Kopfblatt nach DIN 22475)
Die Bohrlochwand insbesondere bei Spülbohrungen so gut wie möglich
schützen (Spülungsprotokoll)
Aufgrund von aussagefähigen Bodenproben den Ausbau so gut wie möglich
dem zur Verfügung stehenden GW-Leiter anpassen (Brunnenausbauentwurf)
Die Schüttgüter möglichst teufengerecht und setzungsfrei in ein weitestgehend
sauberes Bohrloch einbringen (Schüttprotokolle).
Intensive und trotzdem schonende Entsandungsmaßnahmen am Brunnen
durchführen (Entsandungsprotokoll).
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Einen aussagefähigen Pumpversuch durchführen, dokumentieren, auswerten
und den optimalen Betriebspunkt ermitteln. (PV-Protokoll und grafische
Darstellung und Auswertung).
Hat der Brunnenbauer also alle o.g. Maßnahmen getroffen, wird er den Porenraum
im Nahbereich vergrößert haben. Durch den größeren Porenraum kann das
anströmende Grundwasser mit geringerem Gefälle langsamer zum Brunnen fließen.
Die Ergiebigkeit des Brunnens wird verbessert und vor allem Die Alterung wird
aufgrund des vergrößerten Porenraumes mit entsprechend mehr Speicherraum für
Ablagerungen stark verzögert.
2.
Bedeutung von qualitätssichernden Maßnahmen
Qualitätskontrollen sind keine Schikane für Brunnenbaubetriebe, vielmehr
ermöglichen sie eine Identifikation fachkompetenter Firmen, vorausgesetzt, die
planerische und Aufsicht führende Seite sind den an sie gestellten Aufgaben
gewachsen. Hier beklagen viele qualifizierte Brunnenbaubetriebe zu Recht ein
großes Defizit seitens der Auftraggeber. Allzu häufig werden vom Brunnenbauer
undurchführbare bzw. unsinnige Maßnahmen verlangt, ein fachlicher Dialog ist häufig
nicht möglich. Qualität und Qualifikation müssen schon bei der Planung und
Bauleitung beginnen, sollen bei der Ausführung sinnvolle und notwendige
Anforderungen verwirklicht werden und überprüfbar sein!
Auch firmenintern ist die QK ein wichtiges Mittel im Sinne der DIN EN ISO 9001. Klar
formulierte, geforderte und überprüfte Baustellenberichte und Kontrollblätter bieten
dem Betrieb die Möglichkeit, die Arbeit der Bohr- und Brunnenbaukolonnen zu
überwachen, zu steuern und zu kontrollieren. Was nützt der kompetente Mann im
Büro, wenn das überforderte Personal vor Ort Probleme mit der Bauausführung hat?
Zu Recht fordert das neue AB W120 des DVGW qualifizierte Mitarbeiter auf der
Baustelle und in der Bauleitung. Eine besondere Bedeutung legt das neue
Arbeitsblatt auf ein funktionierendes Qualitätsmanagement / Betriebliches
Managementsystem (BMS) s. W120 Teil 8.
Die Überprüfung der Betriebsstrukturen, der Weisungsbefugnisse, der Arbeitsabläufe
und der Qualitätskontrolle / Dokumentation war schon immer Bestandteil der
Überprüfung. So explizit wie im aktuellen Merkblatt war eine rund 4-stündige Prüfung
des betrieblichen Managements allerdings bisher nicht gefordert.
So wird auch im neuen AB W120 der Nachvollziehbarkeit von Arbeitsabläufen und
Qualitätskontrollen ein erhöhter Stellenwert gegeben. Qualität soll nicht mehr dem
Zufall überlassen bleiben, vielmehr wird sie durch klare Strukturen und
nachvollziehbare Kontrollen bewertbar gemacht.
Schließlich soll qualifizierte Arbeit auch gutes Geld wert sein (billig kann jeder)!
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Durchführung von QK auf der Baustelle
Brunnenbauwerke sehen aufgrund der überall unterschiedlichen geologischen und
hydrologischen Verhältnisse niemals gleich aus. Auch Gerätetechnik und
Bohrarbeiten können firmenspezifisch sehr unterschiedlich sein und nicht zuletzt gibt
es regional sehr unterschiedliche Ausbauarten.
So können die folgenden Beispiele für Qualitätskontrollen und Abnahmen von
Vertikalfilterbrunnen nur eingeschränkt und mit großem Verständnis für die
praktischen Tätigkeiten angewendet werden. Sie sollen in erster Linie Anregungen
sein, deren Bedeutung und Anwendbarkeit im Einzelfalle zu überprüfen und
zwischen AG und AN abzustimmen sind.
Ort/
Lieferung
Zeitpunkt
oder
Leistung
Abnehmender
Kontrolleur
Bohrstelle
vor
Bohrbeginn
AG, AN und
Bauleiter
Flureigentümer
Bohrung
während
und am
Ende der
Bohrung
Bauleiter,
Geräteführer
Bohrarbeiten
Bauleiter,
Geräteführer
Siebanalysen
Spülung
Bauleiter
Bohrloch
Bauleiter,
Fachbüro
Probennahme
Bauleiter, evtl
Spülungssachverständiger
Bauleiter,
Geräteführer
Geologe
Abnahme / Kontrolle durch ...
Sichtkontrolle
Messung
Bau- und
Beweissicherung:
Bewuchsbestand Foto,
Video
Grundwasserschutz
Verkehrssicherheit
Grenzsteine
Baustelleneinrichtung
Leistung, Zusatnd
des Bohrgerätes
und der
Bohrwerkzeuge
Wasseranschnitte
Wasserstände
Einsicht in
Unterlagen
Genehmigungen:
Schachtgenehmigung
Gestattungsvertrag
naturschutzrechtliche
Genehmigungen
usw.
Bautagebuch
Schichtenverzeichnis
Dichte
Fließverhalten
Wasserabgabezeit
Spülungsdruck
Anmachwasserkontrolle
Durchmesser
Neigung Teufe
Kaliber
Gewinnung
Lagerung
Häufigkeit
Mengen
Qualität
Lieferscheine
Untersuchungsauftrag
LV
Pos.
DVGW
Regelwerk
18299
18300
18301
............
............
DIN
Norm
W 120
W 115
18301
4021
4022
Wasserstände
Bohrfortschritt
Siebkurve
Material
Dosierung
Abnahme- /
Kontrollgrundlage
W 113
Spülungsdokumentation
W 115
W 116
W 110
W 114
4021
4022
4023
Abb. 1 Beispiele für Kontrollen und Abnahmen von Vertikalfilterbrunnen nach dem DVGW
AB W124 (Hier Bohrstelle und Bohrung
Da es wichtig ist, die Kontrollen zu akzeptieren, soll im Folgenden eine
exemplarische Begründung der vorgeschlagenen Kontrollen nicht zu kurz kommen.
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Kontrollen während der Bohrarbeiten:
Bild des Bohrplatzes
- sauber, aufgeräumt,
- Platz für Bohrproben
- Platz für das Ausbaumaterial, insbesondere Lagerung der Schüttgüter
Die Sauberkeit und Ordnung auf der Baustelle ist ein erster Hinweis
auf die Arbeitsausführung. Schlecht gewartete Bohrgeräte stellen nicht
nur eine Gefährdung des Bodens dar, vielfach erschweren sie auch
die Bohr- und Ausbauarbeiten.
Dokumentation der Bohrung
speziell bei Trockenbohrungen:
- Aufzeichnung der Bohrrohr- und Gestängelängen, Markierung am Seil,
- Eindeutige Aussagen zur aktuellen Teufe
- Ausreichende Rohrbewegungsmöglichkeit wg. sohlengerechtem
Mitführen der Bohrrohre
- Wasserstand in den Bohrrohren, ausreichende Wasserauflast
Die Bohrmannschaft muss jederzeit eindeutige Angaben zur aktuellen
Bohrteufe, Verrohrungslänge und zum Wasserstand machen können.
Unklarheiten deuten auf Schwierigkeiten bei der sohlengerechten
Probennahme,
nacheilende Verrohrung, Auftrieb von der
Bohrlochsohle etc. hin!
speziell bei Spülbohrungen
- Ausreichend langes und vertikal stehendes Standrohr
- Ausreichend bemessener und abgesicherter Spülteich
- Vorhalten
einer
Anmischvorrichtung
beim
Einsatz
Spülungszusätzen
- Vorhalten, Einsetzen und Dokumentieren der Spülungskontrolle
von
Der leichtfertige Umgang mit Spülung, das Fehlen der
Spülungskontrollgeräte und die mangelnde Spülungskontrolle bilden
die Hauptursache für spätere Probleme mit Spülbohrlöchern. Sie
haben dazu geführt, dass der Einsatz von Spülungszusätzen immer
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häufiger vom Auftraggeber untersagt wird. Dabei ist ihr Einsatz in
vielen Fällen unbedingt nötig.
Insbesondere beim Durchteufen von bindigen Schichten muss ein
CMC-Produkt zugegeben werden, damit die erbohrten Cuttings sich
nicht im Spülwasser auflösen und die Spülung aufladen, bindige
Schichten nicht ins Bohrloch quellen und die GW-Leiter durch Bildung
eines Filterkuchens geschont wird.
Beim Antreffen von grobkörnigen Wasserleitern ist eine Kombination
von Bentonit und CMC erforderlich, um eine tief reichende Infiltration
von Spülung in den GW-Leiter zu verhindern. Das Bentonit verstopft
die groben Poren, CMC bildet darauf umgehend einen Filterkuchen,
der einen weiteren Eintritt von Spülung in den durchlässigen GWLeiter verhindert.
Bei Spülbohrungen sollten unbedingt die im DVGW-MB W116
gemachten Angaben zur Dosierung und Kontrolle von Spülung
beachtet werden. Selbst bei Klarwasserspülung ist eine
Dichtemessung immer erforderlich, um ein Aufladen der Spülung
festzustellen (s. Spülungskontrolle im Anhang)
- Pumpenleistung und Kontrolle der
insbesondere bei direkten Spülbohrungen
- Entnahmepraxis bei Bohrproben
Aufstiegsgeschwindigkeit
Auch die Probenentnahmepraxis ist hinsichtlich ihrer späteren
Bedeutung zur Feststellung ausbauwürdiger GW-Leiter, trennender
Sperrschichten oder unbrauchbarer Einlagerungen feiner Schichten
von Bedeutung! Nicht zuletzt wird die Filterkieskörnung auf Grundlage
der gewonnenen Proben festgelegt. Allgemein kann man feststellen,
dass im indirekten Spülbohrverfahren erbohrte Proben aufgrund der
wesentlich höheren Aufstiegsgeschwindigkeiten teufengerechter und
unvermischter gewonnen werden, als Spülproben aus direkten
Spülbohrungen.
Hilfreich ist auch der Einsatz eines Bohrdatenschreibers, der über die
Parameter Bohrfortschritt, Andruck, Spülungsdruck etc. eine
lückenlose
Dokumentation
der
Bohrarbeiten
ermöglicht.
Schichtgrenzen und Problembereiche werden erkannt und die
Bohrfirma erhält wichtige Daten für die (Nach)-Kalkulation.
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Spülungsprotokoll
ausführende Firma:
Auftraggeber:
ausführender Bearbeiter:
Ort der Baustelle:
Bohrung-Nr.:
Datum:
Bohrungszweck:
Wassergewinnungsbrunnen
Aufschlussbohrung
Grundwassermessstelle
sonst.
Spülungszusätze:
Die Dosierungs- und
Meßwerte des
CMC
DVGW AB W 116
sind zu beachten:
Bentonit
Produktname
Dosierung
kg/m³
Gesamtzugabe in kg
Beschwerungs
-mittel
Sonstiges
Kontrolle
Nr.
Nr.
Nr.
Nr.
Nr.
Nr.
Datum
Uhrzeit
Tiefe
Dichte
in kg/dm³
Auslaufzeit
in s
Wasserabgabe
zeit in s
evtl. PH-Wert
Wasserzugabe
in m³
Sonstiges
Datum:
Unterschrift des Verantwortlichen auf der Baustelle
M
T
old
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5 Kontrollen nach Abschluss der Bohrarbeiten
- Schichtenprofil zur eindeutigen Bestimmung der Einbautiefe und
Länge der Ausbauverrohrung und Schüttgüter
- Bohrproben zur Verifizierung der Filterkiesauswahl
- Geophysikalische Überprüfung der Bohrlochgeometrie, insbesondere
Neigungs- und Kalibermessungen, Überprüfung der Schichtgrenzen
Angesichts der Gesamtkosten eines Brunnens sind die Ausgaben für
eine geophysikalische Vermessung des Bohrloches gering, die durch
sie zu treffenden Aussagen rechtfertigen die Kosten allemal.
So
können Widerstandsund sonstige
Messungen
zur
Schichtgrenzenbestimmung
bei
Spülbohrungen
herangezogen
werden. Neigungs- und Kalibermessungen geben Aufschluss über die
Bohrlochgeometrie.
Schwierigkeiten beim Einbau der Ausbauverrohrung oder Einbringen
der Schüttgüter dürfen nicht erst bei den Ausbauarbeiten erkannt
werden! Evtl. hilft schon das Durchfahren der Bohrung mit einem
Kaliberrohr. Eine Neigungsmessung deckt sofort krumme und schiefe
Bohrlöcher auf, die einen konzentrischen Ausbau nicht zulassen. Auch
Zentrierungen können in schiefen Spülbohrlöchern den Ausbaustrang
nicht von der Bohrlochwand abhalten!
Nach DIN 4021 ist für Baugrundaufschlussbohrungen eine max.
Abweichung von 3° zulässig, bei Brunnenbohrungen sollte eine
Abweichung von 2° zulässig sein, oder das problemlose Durchfahren
mit einem Kaliberrohr garantiert einen fachgerechten Ausbau. Darüber
hinausgehende
Abweichungen
gewährleisten
weder
eine
gleichmäßige Kiesschüttung noch eine lückenlose Verfüllung mit
geschütteten Abdichtungsmaterialien!
Alle vor, während und nach den Ausbauarbeiten gemachten
Feststellung über die Bohrloch- und Ausbaugeometrie sind nicht
zuletzt
Grundlage
für
spätere
Regenerierungsund
Sanierungsmaßnahmen. Unstimmigkeiten während des Baus sind
später
wichtige
Anhaltspunkte
für
Regenerierungsund
Sanierungskonzepte sowie für Rückbau und Verfüllmaßnahmen!
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6 Kontrollen bei der Ausbauvorbereitung
- Rechtzeitiges
Bestellen
und
Anliefern
der
vollständigen
Ausbaumaterialien - Saubere und sichere Lagerung an der Baustelle
- Überprüfung der Materialanlieferung auf ...
Rohre
und
Zubehör:
Vollständigkeit,
Dimensionierung,
Unversehrtheit
- Schüttgüter: Kornfraktionen, Lagerung, Wirksamkeit von
Absperrmaterialien.
Die Überprüfung der angelieferten Ausbauverrohrungen und
Schüttgüter
auf
Vollständigkeit,
Unversehrtheit,
richtige
Dimensionierung
und
Funktionsfähigkeit
kann
durch
Inaugenscheinnahme und Vergleich mit dem Lieferschein und der
Ausbauzeichnung problemlos erfolgen. Hier sind endlich einmal die im
Baugewerbe üblichen QS-Maßnahmen anzuwenden und zu
dokumentieren!
Da in der Regel DIN gerechte Ausbaumaterialien gefordert sind,
genügt meist eine Überprüfung der Kennzeichnung und
Unversehrtheit. Bei Filterkiesen ist eine Überprüfung des Über- bzw.
Unterkornanteils im Zweifelsfalle ratsam!
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7 Kontrollen während der Ausbauarbeiten
- Tiefenlotung vor Einsetzen des Ausbaustranges
- Probleme beim Einbringen der Ausbauverrohrung
Schüttrohre
- Ausbauposition des Ausbaustranges
- Anbringen und Ausrichten der Zentrierungen
- Anbringen und Ausrichten von Peilfiltern
oder
der
Zentrierungen sind ohnehin ein Reizthema beim Brunnenausbau. Auf der einen
Seite sollen sie insbesondere in Spülbohrlöchern den Ausbau konzentrisch im
Bohrloch halten, was allerdings nur bei ausreichend bemessener Auflagefläche an
der Bohrlochwand und Stabilität der Bügel gelingen kann. Auf der anderen Seite
behindern die Zentrierungen die Schütt- und Lotarbeiten und führen beim Einbau
in Spülbohrlöchern zu Nachfall.
Aus diesen Gründen müssen ausreichend dimensionierte Zentrierungen in nicht
zu großer Anzahl ausgerichtet angebracht werden, was am einfachsten mit Hilfe
eines Peilrohres möglich ist, welches ohnehin in keinem Ringraum eines
Wassergewinnungs-brunnens fehlen sollte. Peilfilter gewährleisten bei
fachgerechtem Einbau (ausreichender Abstand von den Filterrohren) eine
Überprüfung der Eintrittswiderstände sowohl im Neubauzustand als auch bei der
Brunnenalterung!
Auch beim Ausbau mit hinunter geführte Schütt- oder Verpressrohre zwingen zum
Ausrichten der Zentrierungen.
- Gleichmäßiges und durch Loten überprüftes Schütten
- mit dem Schütten einhergehendes Ziehen der Verrohrung bei
Trockenbohrungen
- Überprüfung der errechneten mit den tatsächlich geschütteten Mengen
Eine Überprüfung der tatsächlich eingebrachten Schüttmengen bietet vor allem bei
schwer zu lotenden Ringräumen eine gute Kontrolle. Ein Vergleich der tatsächlich
eingebrachten Schüttmenge mit der errechneten Schüttmenge gibt sowohl dem
Auftraggeber, als auch dem Brunnenbauer Hinweise auf den Schütterfolg und vor
allem die Kalibergerechtigkeit des Bohrloches.
Wurden bei der Filterkiesschüttung statt der errechneten 1200l tatsächlich 1500l
teufengerecht geschüttet, also 300l mehr, ist ein Schüttverlust von 1500 : 1200 =
1,25 also 25% zu verzeichnen. Dem Brunnenbauer gibt die Überprüfung Hinweise
auf die Ausführung der Bohrarbeiten, und die einzurechnenden Schüttverluste bei
weiteren Bohrungen. Ist die errechnete Schüttgutmenge nicht im Ringraum
teufengerecht unterzubringen, sind vermutlich Kiesbrücken oder Schüttnester
entstanden, die den Betrieb des Brunnens gefährden können.
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Schüttprotokoll des Filtersandes/kieses
ausführende Firma:
Ort der
Auftraggeber:
Baustelle: Bohrung-Nr.:
Bohrungszweck:
Bohrverfahren:
Wassergewinnungsbrunnen
Grundwassermessstelle
Trockenbohrung
Die Filtersand- / kieskörnung wurde
festgelegt durch
Schüttmengen
Filtersand- / Körnung:
kiesstrecken
Schüttmengen
Körnung
Filtersand- / kiesstrecken
von
m bis
mm
m
mm
m
Filtersand /-kieskörnung:
Ausbau-/Ringraum-Ø
mm/
mm
Spülungszusammensetzung:
Die Filtersand- / kieskörnung wurde
ermittelt ...
m bis
Datum:
Ruhewasserspiegel:
Spülbohrung
von
ausführender Bearbeiter:
Durch Nachsiebung ermittelter
nach DVGW
W113
nach Sieblinie
Per Inaugenscheinahme
Auftraggeber
Ingenieurbüro
Brunnenbauer
Sollmenge:
l
Schüttverlust:
l
Istmenge:
l
Schüttverlust
%
Sollmenge:
l
Schüttverlust:
l
Istmenge:
l
Schüttverlust
%
Überkornanteil:
%
Unterkornanteil:
%
Schüttmenge je m Schütthöhe
Einbringverfahren
l/m
Einschütten
Einspülen
Setzungskolben
Überprüfung auf:
Quarzanteil > 96%
Sauberkeit
runde Kornoberfläche
Glatte Körner
Datum:
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Unterschrift des Verantwortlichen auf der Baustelle
MT
PT
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Abdichtungsprotokoll
ausführende Firma:
Auftraggeber:
ausführender Bearbeiter:
Ort der
Baustelle:
Bohrung-Nr.:
Datum:
WassergewinnungsAusbaumaterial:
brunnen
Bohrungszweck:
GrundwassermessAusbau-/Ringraum-Ø
mm/
stelle
Bohrverfahren:
Trb. Ruhewasserspiegel:
Spb. Spülungszusammensetzung:
Abdichtungsstrecken
Sollmenge:
l Schüttverlust:
Schütt/Verpressmengen Istmenge:
l Schüttverlust
von
m bis
m
mm
l
%
geschüttete Tonprodukte
Produkt:
Quellbeginn laut Hersteller:
Form:
min
Granulat
Pellets
nachgewiesener Quellbeginn:
Sinkgeschwindigkeit:
Klarwasser
min
Nachweisbarkeit für
Geophysik:
verpresste Suspensionen
Dichte:
min
m/s
Quellvermögen in 1l Probebecher:
WF-Wert:
Kugeln
ja
nein
Spülung
Produkt:
Produkt:
kg/l Mischungsverhältnis lt. Hersteller
Einbauverfahren:
Verpresseinrichtung:
Rückstellprobe:
Datum:
Kontraktorverfahren
Verpresskolben
Durchlaufmischer
Chargenmischer
Mischerfassungsvermögen (Charge):
l
Menge je Charge:
Zement:
kg
Dämmer:
kg
l Tonmehl:
kg
Wasser:
l
Anzahl der Chargen:
Verpresshöhe je Charge:
m / Charge
Verpressdruck:
bar
Dichte zu Beginn am Mischer:
kg/l
Dichte zum Ende des Auslaufs:
kg/l
ja
nein Aufbewahrungsort:
Unterschrift des Bauleiters / Geräteführers
MT
old.
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8
-
Kontrollen beim Klarpumpen und bei Entsandungsarbeiten
Entsandungsverfahren (s. DVGW MB W 117)
Entsandungsabschnitte beim Intensiventsanden
Restsandgehalt
Messung des Restsandgehaltes
Reinigungs- und Entsandungsmaßnahmen gewinnen beim Brunnenbau immer
größere Bedeutung. Bei der sog. "Brunnenentwicklung" werden Verunreinigungen
und Feinteile aus dem Brunnennahbereich entfernt. Der so entstandene größere
Porenraum führt zu einer Verringerung der Eintrittswiderstände, verzögert die
Brunnenalterung und gewährleistet nicht zuletzt eine sandfreie Wasserförderung
im Betrieb.
Voraussetzung ist allerdings ein fachgerecht ausgebauter Brunnen mit auf den
GW-Leiter abgestimmter Kiesschüttung und Filterschlitzweite. Ansonsten kann
durch eine gut gemeinte Entsandung der Brunnen sogar verstopft werden!
Entsandungsmaßnahmen sind nach ATV-DIN 18302 klar zu vereinbarende
"Besondere Leistungen", die nur dann fair abzurechnen sind, wenn Dauer und
Intensität der Maßnahmen definiert sind und die Arbeiten protokolliert und
dokumentiert werden.
Auf diese Weise erhält man eine exakte Dokumentation der Maßnahmen und
Hinweise auf Problemzonen in Hinblick auf eine spätere Alterung oder
Sandführung.
Sandmenge
2
1
3g/m³
Entsandungszeit
Abb.2 grafische Aufzeichnung des Entsandungserfolges
Abb. 2 zeigt den Rückgang der Sandführung in zwei Entsandungsabschnitten bei
einer Intensiventsandung. Als Abbruchkriterium gilt ein Unterschreiten des 10fachen des geforderten Restsandgehaltes von z. B. 0,3gr/m³. Im
Entsandungsabschnitt 1 wird dieser Wert nach kurzer Zeit unterschritten, im
Abschnitt 2 ist aufgrund der grafischen Darstellung abzusehen, dass kein weiterer
Rückgang zu erwarten ist. Hier gilt als Abbruchkriterium die Überschreitung einer
max. Entsandungszeit.
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Seite 15
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Klarpump-Protokoll
ausführende Firma:
Auftraggeber:
ausführender Bearbeiter:
Ort der
Baustelle:
Brunnen-Nr.:
Datum:
Bohrungszweck:
Wassergewinnungsbrunnen
Grundwassermessstelle
RWSP _____m unter
Trockenbohrung Ausbau-∅ _______mm
Beginn der
Filterstrecke:
Spülbohrung
Brunnenkopf oder
m
Meßpunkt =_________________
Setzungsmaßnahmen beim Kiesschütten durchgeführt?
ja
nein
Es folgen weitere Entsandungsmaßnahmen
ja
nein
U-Pumpe
Typ _________________________________
∅ = __________mm
Qmax = _________m³/h
Hmax = ___________m
Einhängetiefe ______m
Steigleitungs-∅ _____mm
Ableitungs-∅ _______mm
Ableitungslänge ______m
Stromaufnahme _____kW
Bauseitig
Aggregat
Pumpe muss beim ersten Anschalten gegen den geschlossenen Schieber
angefahren werden! Bei tieferen Ruhewasserspiegeln Leitung evtl. auffüllen!
Absenkung
Bemerkungen,
Zeit
Q in m³/h
unter
Wasserqualität
Bezugspunkt
z.B. Sandgehalt, Trübung
MT
old
Förderung schrittweise steigern bis max 1,5 x Q , sofern es die Pumpe und die
Wasserspiegelabsenkung dies zulassen! Immer die Wasserspiegelabsenkung
nachloten!
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Intensiventsandungsprotokoll
Auftraggeber:
ausführende Firma
ausführender Bearbeiter:
Ort der
Baustelle:
Brunnen-Nr.:
Datum:
Wassergewinnungsbrunnen
Grundwassermessstelle
Brunnen
RWSP _____m unter
Trockenbohrung
Spülbohrung
Brunnenkopf oder
Ausbau-∅
mm
Beginn der
Filterstrecke:
m
Meßpunkt =_________________
Setzungsmaßnahmen beim Kiesschütten durchgeführt?
Vereinbarter Restsandgehalt nach W119:
Abbruchkriterium
Sandmenge
<
ja
nein
gr/m³
ml/m³
ml/m³ oder nach
Stunden
Behälter:
l
Sandmessgerät
aus dem Vollstrom
aus dem Teilstrom
Intensität der Entsandung:
m³/h Filterlänge
m
QEnts.. • Filterl..
x - fach =
=
QBetr..• Mansch.
m³/h Manschettenabstand
m
Nachweis des mitgeführten
Sandes mittels...
QBetr. =
QEnts. =
Entsandungs
abschnitt
von...bis m
Uhrzeit
Datum:
Pumpdauer
in min / h
QEnts. =
m³/h
Absenkung
in m
Schockintervalle
Sandgehalt
in ml/m³
Sandgehalt
in gr/m³
Unterschrift des Bauleiters / Geräteführers
MT
old.
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9 Kontrollen beim Pumpversuch
- Auswahl und Einbau der U-Pumpe
- Messung der Entnahmemenge und der Absenkung
Hier sind insbesondere die im DVGW-MB W111 gemachten Ausführungen zu
Brunnentests und deren Auswertverfahren zu beachten. Die im Rahmen des
Leistungspumpversuches bzw. Abnahmepumpversuches ermittelten Werte
müssen grafisch aufgetragen werden. Es sind mind. drei Leistungsstufen bei
ausreichend langem Beharrungszustand erforderlich, um die Ergiebigkeits- bzw.
Leistungskurve (Q-s-Kurve)s. Abb. 2 des Brunnens aufzeichnen zu können.
Vergleicht man die Werte mit den Berechnungswerten der Brunnenbemessung,
ergeben sich Hinweise auf die Qualität der Brunnenausbauarbeiten. Ein Vergleich
der Wasserstände zwischen Brunnen und Filterpegel gibt direkt Hinweise auf den
Brunnenverlust (Skineffekt ∆sskin).
Die Q-s-Kurve ist später Grundlage aller Betriebskontrollen, die rechtzeitig
Hinweise auf Alterungserscheinungen geben sollen!
Entnahmemenge Q
Ruhewasserspiegel
Neubauzustand
1. Überwachungs-PV
2. Überwachungs-PV
Absenkung s
Abb. 3 Leistungskurven (Q-s-Kurven) eines Brunnens
Bei der Bewertung des Restsandgehaltes werden nur Körner > 0,063mm
herangezogen werden. Daher ist die Messung mittels Sandmessgerät
nach DVGW MB W119 unbedingt erforderlich. Übliche Messungen
mittels Spitzglas, Eimer etc. sind insbesondere beim Nachweis des
Restsandgehaltes im Rahmen des Abnahmepumpversuches völlig
unzureichend! Finden sich in einem 10-l-Eimer noch Restsandmengen in
der Größe einer Linse, ist bei einem geforderten Restsandgehalt von
0,3gr/m³ dieser schon um das 50-fache überschritten.
Dipl.-Ing. Michael Tholen
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Qualitätssicherung bei Bohr- und Brunnenbauarbeiten im Sinne des Betrieblichen Management
nach DVGW AB W120
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Auswertung des Pumpversuchs
Anhand der Ergiebigkeitskurve lassen sich eine Reihe von Aussagen zur
Qualität der Brunnenbemessung und den Brunnenausbauarbeiten
machen wie z.B.:
Über-, Unterdimensionierung bei der Brunnenbemessung
Vergleich
mit
dem
Schnittpunkt
der
Kurve
des
Fassungsvermögens (Qf-Kurve)
Vergleich mit der Wasserandrangskurve (Qa-Kurve)
Überprüfung des kf –Wertes durch Rückrechnung aus der QaKurve
Korrespondenz mit Peilfiltern in der Kiesschüttung zur
Widerstands- und Kontrollmessung
Bei einer standortgerechten Dimensionierung sollte der Betriebspunkt
des
fertiggestellten
Brunnens
im
optimalen
Bereich
der
Wasserandrangskurve liegen (s. Abb. 5)
Entnahme
menge
in m³/h
1
2
3
Absenkung
s in m
Abb. 5
Schema
einer
Wasserandrangskurve
ungespanntem GW-Leiter
bei
Ähnlich der Q-H-Linie einer Kreiselpumpe lassen sich bei ungespanntem
Wasserspiegel drei Bereiche beschreiben:
Bereich 1: Liegt der Betriebspunkt in diesem Bereich, ist der Brunnen
überdimensioniert. Die benötigte Wassermenge wird bereits
bei vergleichsweise geringer Absenkung und geringen
Brunneneintrittsgeschwindigkeiten erreicht.
Dipl.-Ing. Michael Tholen
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Qualitätssicherung bei Bohr- und Brunnenbauarbeiten im Sinne des Betrieblichen Management
nach DVGW AB W120
Bereich 2: Für diesen Betriebsbereich sollte der Brunnen gebaut sein.
Hier ist das Verhältnis der Entnahmemenge zur Absenkung,
die sog. Spezifische Ergiebigkeit E als Quotient von
Volumenstrom zur Absenkung am günstigsten:
E=Q
s
[m ³ h * m ]
Bereich 3: Muss
ein
Brunnen
zum
Erreichen
der
Betriebsentnahmemenge in diesem bereits stark abfallenden
Bereich der Ergiebigkeitskurve betrieben werden, ist der
Brunnen unterdimensioniert. Der Brunnen wird bereits an
seiner Leistungsgrenze gefahren, die Eintrittsgeschwindigkeit
ist
zu
hoch und
die
geringen
Reserven
bei
Alterungserscheinungen und zunehmender Absenkung
sorgen für einen raschen Leistungsabfall.
Q D auer
O ptim aler
B etriebsbereich
Q optim al
E ntnahm em enge
in m ³/h
Q F -K u rve
Q A -K urve
A b senkung
s in m
Abb. 6 Optimaler Betriebsbereich bei ungespanntem GW-Leiter
Bei gespanntem GW-Leiter ist die Ergiebigkeitskurve eine Gerade, die
o.g. Aussagen treffen hier also nicht zu. Die maximale Entnahmemenge
ergibt sich hier aus dem Schnittpunkt des Wasserandrangs mit dem
Fassungsvermögen, welches zu berechnen ist. Auch hier sollte die
Betriebsentnahmemenge nur ca. 50% der maximalen Entnahmemenge
betragen
Dipl.-Ing. Michael Tholen
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