Brunnenbau - Bastelrobi 2020/12

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Versuch macht Klug!
Stand: 2020/12

Brunnenbau

<-Technik->
Angefangen hat alles in 2005 mit einer günstig ersteigerten Motorpumpe von Honda die ich wieder Instand gesetzt habe. Eine leistungsfähige Kreiselpumpe die max. 30.000L pro Stunde fördern kann. Das sind 8,3L pro Sekunde!!! Mit der Zeit haben sich auch ein paar C-Schäuche dazu gesellt.
Im Jahr 2008 sollte dann bei einem Bekannten im Garten ein Brunnen gespült werden.

Für einen ersten Testlauf habe ich ein paar 1-1/4 Zoll Wasserrohre besorgt und an einem nahe gelegenem Flusslauf an der im Böschungsbereich einfach mal drauf los gespült.
Wasser war ja genug da und das Spülwasser floss einfach wieder in den Fluss. Zu meiner Verwunderung waren in 5min 6 Meter Spülrohr im Boden versenkt. Dass das so gut klappt hätte ich nicht gedacht. Voller Euphorie dann noch weitere Meter Spülrohr besorgt und eine Woche später alles zum Einsatzort geschleppt.


Das Spülwasser (ca. 2,4 m³) haben wir in einem mit Siloplane ausgelegtem PKW Anhänger gespeichert. Von dort aus saugte es die Motorpumpe an und drückte es durch die C-Schläuche zur Spüllanze. Diese bestand aus 1,5m Rohrstücken die mit Muffen einfach locker per Hand verschraubt wurden. Das brauchte ja nicht super dicht sein. Das durch das Bohrloch zurückfließende Spülwasser wurde in einem umgedrehten Sandkasten, der auch mit Plane ausgekleidet wurde, aufgefangen. Von dort aus förderten 2 Tauchpumpen das Wasser zurück in den Anhänger. Da die Förderleistung der Motorpumpe wesentlich höher war als die Rückpumpleistung der beiden Tauchpumpen mussten immer wieder ungewollte Pausen eingelegt werden. Also wieder warten bis genug Spülwasser im Hänger ist. In diesen Pausen ist uns dann immer das frisch gespülte Loch wieder zusammen gesackt und die Spüllanze saß fest. Heute weiss ich das die Zugabe von Betonit in das Spülwasser das zusammensacken verhindert hätte...
Es sind irgendwie auch große Wassermengen im Boden geblieben. Das ist eigentlich ein gutes Zeichen da eine wasser führende und schluckende Schicht vornhanden ist.
Irgendwie haben wir trotz größtem Krafteinsatz nicht mehr als 5m geschafft. Viele Stunden und verbrauchte m³ Frischwasser später mussten wir dann einsehen das diese Spülmethode bei Lehm und Mergelboden nicht funktioniert und ein professioneller Brunnenbohrer her muss. Auch der der Profi hat später mit seiner Maschine nur 40m Lehm/Mergel durchbohrt und keine wesentlich Wasser führenden Schichten antreffen können. Mit dem Dreck der während des Bohrens hoch kam hätte man direkt töpfern können. Da wundert es nicht das ein paar Straßen weiter eine Ziegelei Jahrzehnte lang Ton abgebaut hatte. ;-) Abschließend sei noch erwähnt das der Bekannte jetzt einen 40m und einen 9m Brunnen hat und aus beiden parallel über einen 2000L Puffertank seinen Garten mit ausreichend Wasser versorgt.
 

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So richtig abgeschlossen hatte ich mit diesem Misserfolg nicht.


Als meine Mutter sich 2009 zur Bewässerung einen Brunnen im Garten wünschte und der Brunnenprofi mir gesteckt hatte dass hier im Stadtgebiet überall mit Sandboden zu rechnen ist war mein Ehrgeiz wieder geweckt. Die Erfolgsaussichten einen Brunnen in lehm- und mergelfreien Sandboden zu spülen standen gut. Ich wollte das Equipment auch möglichst simpel halten:
Wassertank, Spülpumpe, Spüllanze und etwas Schlauch sollten reichen.
Für ein rotierendes Bohrgestänge hätte ich einen Mast mit Getriebeschlitten + Spülkopf bauen müssen der min. die Länge einen Spülrohrelements verfahren kann und fest steht/verankert ist. Um das Bohrgestänge vernünftig zusammen- und auseinander schrauben zu können wären auch div. Trapezgewinde Kupplungen, Stahlrohre, Seilwinde und auch ein Bohrkopf erforderlich (€€€). Der Aufwand schien mir dann doch etwas zu groß.
Ich wollte diese Defizite durch Pumpenleistung kompensieren!

Als Fan des „roten Steckers“ habe ich mir eine ordentliche 400V 5,5KW Drehstrompumpe besorgt. Die stemmt mit max. 50m³/h ca. 13,8L/Sec. bei 3bar! Die C-Schläuche sind eigentlich zu klein. Pumpe wurde zerlegt, gereinigt, neu gelagert, Gleitringdichtung erneuert und 2 Anschlussflansche mit Storz-C angefertigt. Auf dem Motor fand noch ein recycelter Schaltkasten mit Hauptschütz und ein Drehfeldüberwachung platz. Das Bierchen mal zum Größenvergleich... Fetter Brummer!!!!
Ein erster Test unter Wasser und Strom war schon beeindruckend. Auch ist sie im Gegensatz zu der Motorpumpe angenehm leise.
Als Spülwassertank habe ich einen 1000L IBC-Tank halbiert und beide über angeschraubte, modifizierte 150er KG-Rohr Endkappen und einer Überschiebmuffe verbunden. Es blieben 130mm Durchmesser als Durchflussöffnung übrig. Da sich die 150er Muffe nach dem Einsatz nur sehr wiederwillg demontieren ließ, ist im ersten Schritt eine M12 Gewindestange quer durchgeschraub worden. Später habe die die Muffe einfach mit der Stichsäge einmal längst aufgesägt und mit Spannverschlüsse wieder klemmbar gemacht. Im Einsatzfall wird der Schlitz nach oben gedreht und ergibt sich kein Nachteil oder Undichtigkeit.

Da es keinen Bohrmast gab durfte das Spülgestänge nicht zu schwer werden. Daher wurden 3 Stangen 6m Alurohr 50x2mm bestellt, die etwa dem 2 Zoll C-Rohr Durchmesser entsprechen. Mit diesen Längen gewinnt man auch schnell Tiefe ohne sich mit kleinen Rohrstücken abzumühen. Als Verbindungselemente habe ich Hülsen gedreht die radial mit dem Alurohr verschraubt wurden. Diese Art der Verbindung hat sich aber als nicht praktikabel herausgestellt. Nur etwas Sand dazwischen und es passt nicht oder klemmt. Als nächste Verbesserung werde ich hier auf Verschraubungen mit Überwurfmuttern wechseln.
Als erstes wurde die Wunschposition des Brunnens festgelegt und mit einem selbstgebauten Erdbohrer ein 1m tiefes Loch gebohrt. Dort wurde eine 150er KG-Rohr mit T-Stück zur Rückführung des Spülwassers eingesetzt und rundherum wieder mit Erdreich angefüllt und manuell verdichtet. Die erste Vorraussetzung für ein sauberes Arbeiten war also schon mal geschafft.


Dann das restliche Equipment aufgebaut Wasser einlassen und los geht's.
Anfänglich sind die 6m Rohre zugegebener Maßen etwas ungünstig da der gefüllte Feuerwehrschlauch ja auch dran hängt. Mit 2 Mann aber kein Problem.
Nach ca. einer Stunde waren 2 Stangen versenkt und 12m Spültiefe erreicht. Die Abscheidung des Spülschlamms im ersten Tank klappe auch super. Dort konnten wir den Schlamm einfach mit der Schüppe entfernen. Im zweiten Tank waren nur minimale Ablagerungen. Insgesamt sind ca. 3 Schubkarren voll Sand als Aushub angefallen. Die sind dann auch direkt im Sandkasten "entsorgt" worden.
Geplant waren 18m Tiefe aber schon bei 12m sackte der Sand unten im Loch nach, sobald kein Spülwasser mehr floss, oder das Spülrohr herausgezogen wurde. Die endgültige PE-Saugleitung mit Rückschlagventil und 1m Filterrohr 0,2mm konnte immer nur bis auf 6m Tiefe eingeführt werden nach dem die Spüllanze gezogen wurde. Das erschien zu wenig auch ohne die Brunnenleistung damit getestet zu haben.

Nach mehreren Versuchen und Stunden später kam mir die Idee doch einfach die Spüllanze und den Saugschlauch mit Filter zeitgleich in die Tiefe zu treiben. Das klappte dann innerhalb weniger Minuten und der Filter hing auf 12m :-)

Dann eine Kreiselpumpe vom Trödelmarkt angeschlossen und Brunnen klarspülen. Nach ca. 45min. Dauerpumpen war das Grundwasser super klar und frei von Schwebestoffen. Diese Pumpe entnahm dem Brunnen 1000L pro Stunde ohne das er "trocken lief" oder Lufteinschlüsse im Wasser waren.
Alles in Allem endete der Tag dann doch zufrieden stellend. Die Flurschäden waren sehr gering. Nur der Sandkasten hatte zum Schluss Hochwasser aber das trocknet ja wieder!

Das günstige Blumengießen und Rasensprengen kann nun beginnen.
Allen Nachahmern möchte ich noch diesen speziellen Filter mit Spülfunktion an Herz legen den ich später im Internet gefunden habe Er ist gleichzeitig Filter und Spüllanze und wird in nur einem Arbeitsschritt nach unten gebracht wird. Technisch sehr raffiniert!!


Download:

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Im Jahre 2019 zeigte unser Brunnen zu Hause permanete Mergeleintrübung. Der Brunnen brachte kein sauberes Wasser mehr und in allen Teilen der Technik wie Pumpe, Kessel, Rohrleitungen waren z.T. starke Verschlammungen. Wenn dem alten Brunnen über eine längere Zeit Wasser entnommen wurde war es so trüb das ein gefülltes Trinkglas 0,2L undurchsichtig war! Bei mehrmaligem gießen war auch die Erde im Blumenbeet grau.

Durch Versuche mit der 6m Splüllanze war schon klar das gebohrt werden muss. Mit dem Spülverfahren ist bei ca. 5m Schluss und es geht nicht weiter.

Also habe ich doch einen Bohrturm mit Motor, Winde und Spülkopf gebaut. Der Motor hat ca. 3m Verfahrweg sodass 2m Bohrstangen aufgenommen werden können.
Den hier abgebildeten 2 Zoll Spülkopf habe ich nicht selber gebaut sondern über eBay gekauft. Er besteht aus einem Gehäuse mit 2 großen Kugellagern und 2 Wellendichtringen um das die Lager vor dem Spülwasser zu schützen. Mit diesem Spülkopf ist es möglich in das sich drehenden Bohrgestänge Wasser zu übertragen. Die vier Löcher in der Hülse waren original nur in 18mm ausgeführt. Was zu einer Halbierung des Strömungsquerschnitts führte. Das würde zu Verringerung des Spülwasserdurchflusses und nachfolgend zu einem Druckabfall führen. Daher habe ich die Bohrungen auf 25mm aufgebohrt und erreiche so wieder den Innenquerschnitts des Anschlussgewindes.
Hier sieht man meine erste selbstgebaute Bohrspitze aus einfachen Stahlteilen. Sie ist möglichst flach gehalten sodass das Spülwasser gut vorbeifließen kann. Die Winkel sollten in der Mergelschickt eine schälende Wirkung haben. Da ich ja nicht durch Gestein bohren will (auch nicht kann) sollte das meiner Meinung nach reichen. Der kleine Flachstahl in Drehrichtung hinter dem Flügel soll das Drehmoment auffangen.
Hier der gesamte Aufbau zuhause. Wie bewährt 2 Absetzbecken und die 50cm³ Pumpe.
die 2m langen Bohrstangen in 1-1/4 Zoll liegen auch schon bereit.
Wie im Bild oben zu sehen haben sich die Kanten der Schneidwinkel so abgeschliffen das kein Vortrieb mehr möglich war. Auch mit „Mann auf Motor“ als zusätzliches Gewicht auf dem Bohrgestänge ging nix mehr.

 
 
Also habe ich, wie hier im Bild links zu sehen, eine Bohrspitze aus HSS-Stahl gebaut. Verschweißen dieses Materials war mir zu unsicher (bricht) sodass ich aus einem Sägeblatt eine Metallkreissäge genau das Stück mit Bohrung ausschnitt was ich benötigte.

Mit der Spitze habe ich dan problemlos und leichtgängig bis auf 24m gebohrt.
Hier links im Bild sieht man das Standrohr das von 150mm auf 100mm reduziert wurde.
 
Das 150er KG-Rohr hat den Nachteil dass die Strömungsgeschwindigkeit des rückfließenden Spülwassers langsamer ist als in der Bohrung selber. Das bedeutet dass die durch die Bohrung gelösten Sedimente aus der Tiefe mit dem Spülwasser hochgespült werden aber innerhalb des 150er Rohres wieder absinken. Bei Entnahme des Bohrgestänges fiel der Dreck wieder in das Bohrloch.
 
Das 100er Rohr hält die Strömung konstant bis zum Auslassabzweig.
Hier sieht man schön die Sedimente vom ausbohren die mit hochgespült werden.
Dieser „neue“ Brunnen war ein alter unbenutzter Spülbrunnen der auf der Mergelschicht endete. Früher hat hier mal eine Schwengelpumpe gesessen. Die Bohrung war auf ca.5 m schon in 100mm verrohrt.
 
Diesen Brunnen habe ich nun auf 24m Tiefe weitergebohrt. Eingebracht wurde dann 1-1/4 Zoll PE-Schlauch mit Filterlanze und Fußventil. Dieser hängt auf 22m. Technisch bedingt kann ich ja als Saugbrunnen nur aus ca. 9m Tiefe saugen. Fällt also der Wasserstand auf z.B. -12m ab steckt der Filter zwar noch im Wasser aber die Wassersäule in der Saugleitung reißt ab. Im Rekordsommer 2019 war aber die Wasserleistung bzw. die angebohrten Schichten auch zu schwach für einen ununterbrochenen Betrieb der Kolbenpumpe. Daher habe ich den Betrieb der Kolbenpumpe, die aus dem Brunnen saugt und die beiden 700l IBC's füllt, getaktet. Auf 15min Eischaltauer folgen 5min Pause. So fällt der Wasserspiegel im Brunnen nie unter die magischen ~9m und wir haben doch immer die 1400l auf Vorrat.
 

Wir haben eine leistungsstarke 2kW-Kreiselpumpe mit max. 160 l/min (9600l/h) mit ¾-Zoll Schlauch zum "Power-Wässern".
Da diese Literleistung der Brunnen und die Kolbenpumpe nicht liefern können wurden 2 IBC-Behälter zu je 700L als Pufferspeicher installiert. Diese werden vom Brunnen gefüllt und können mit der Hochleistungspumpe und "Power-Brause" binnen 20min geleert werden.
Es macht am Ende eines Sommertags nun richtig Spaß beim Wässern nun einen ordentlichen Schauer erzeugen zu können und nicht nur mit einem „Piesel-Strahl“ zu arbeiten. Auch dauert es so nicht ewig lange.
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