Schneckenbohren von Brunnen: Merkmale der Technologie und ein Werkzeug zum manuellen Bohren und Verwenden einer Installation
Das Schneckenbohren von Trinkwasserbrunnen ist heute die beliebteste Bohrmethode auf dem Territorium privater Haushalte. Mit einem handgeführten Erdbohrer können Sie selbst einen flachen Grundwasserleiter anlegen. Zur Arbeitserleichterung werden häufig Kleinbohrgeräte mit Antrieb eingesetzt.
Wir verraten Ihnen, warum diese Methode so beliebt ist. Schauen wir uns an, wie es sich von anderen Bohrmethoden unterscheidet und in welchen Situationen es effektiv eingesetzt werden kann. Der Artikel beschreibt ausführlich die Schneckentechnik und den Aufbau von Bohrgeräten sowie Bohrwerkzeugen für manuelles und maschinelles Bohren.
Der Inhalt des Artikels:
Besonderheiten beim Schneckenbohren
Ein Bohrloch ist eine zylindrische Aushöhlung in der Erdkruste, die trotz ihrer großen Ausdehnung einen kleinen Querschnitt aufweist. Sein Anfang wird als Mund bezeichnet, die Seitenfläche wird als Wände bezeichnet und der Boden der Ausgrabung wird als Ortsbrust bezeichnet.
Die optimale Bohrmethode wird unter Berücksichtigung des Funktionszwecks des Brunnens, des erforderlichen Durchmessers und der erforderlichen Tiefe ausgewählt. Es ist wichtig, die physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Gesteine zu berücksichtigen, die bei der Bildung einer Wasseraufnahmegrube durchquert werden müssen.
Auch die technische und wirtschaftliche Machbarkeit des Bohrens unter bestimmten Bedingungen hat Einfluss. Dies ist eine wichtige Phase bei der Bohrlochplanung, in der grundlegende technologische Lösungen festgelegt werden – die Art der verwendeten Ausrüstung und die Bohrmodi.
Bei der Planung und anschließenden Bohrung von Wasserentnahmebrunnen muss gezielt auf eine langfristige Nutzung geachtet werden. Die Fähigkeit, über einen langen Zeitraum eine stabile Durchflussrate und konstante Wasserdurchlässigkeit der Bohrlochsohlenzone aufrechtzuerhalten, ist wichtig.
Der Brunnenbohrprozess umfasst mehrere Arbeitsschritte:
- Die Zerstörung von Gestein an der Wand, also die Ablösung von Partikeln aus dem Massiv.
- Transport von Abfallboden an die Oberfläche.
- Vorbereiten eines Bohrlochs für den Betrieb durch Reinigen und Ausrüsten des Bohrlochs sowie Waschen des Wassereinlassschachts.
Die Effizienz des Bohrens hängt direkt von den der Natur innewohnenden physikalischen und mechanischen Eigenschaften ab, nämlich: Schüttdichte, Porosität, Wasserdurchlässigkeit nichtbindiger Böden und die Konsistenz toniger bindiger Gesteine.
Diese Methode eignet sich nicht zum Bohren von Gesteinen, die sich durch Festigkeit und kristalline Verbindungen zwischen den Partikeln auszeichnen. Je fester die Mineralkörner im Gestein verankert sind, desto mehr Arbeit wird für deren Zerstörung aufgewendet.
Vor- und Nachteile der Methode
Die Option des Schneckenbohrens wird in der Industrie, im Tiefbau usw. eingesetzt manuelles Bohren von Brunnen. Seine Besonderheit ist die Entfernung zerstörten Gesteins nicht mit Waschflüssigkeit oder speziellen Gas-Flüssigkeits-Gemischen, sondern direkt mit den Teilen des Schneckengeschosses.
Es gibt vertikal und horizontal gerichtete Schneckenbohrungen. Die erste Methode wird beim Bau von wasserführenden Brunnen sowie beim Formen von Löchern für Pfähle verwendet. Die zweite wird bei der grabenlosen Verlegung von Versorgungsleitungen verwendet.
Diese Methode sorgt gleichzeitig für eine hohe Eindringgeschwindigkeit in nicht felsige Böden bis zu einer Tiefe von 50–80 Metern und ermöglicht die sofortige Bildung der Wände der Baugrube durch die Installation eines Futterrohrstrangs.
Ein weiterer Pluspunkt ist das Absaugen von Altboden an die Oberfläche, ohne dass das Gerät angehoben werden muss. Und noch etwas: Da beim Schneckenbohren keine Spülflüssigkeit erforderlich ist, wird es erfolgreich in wasserarmen Regionen und auch in Zeiten mit vorherrschenden niedrigen Temperaturen eingesetzt.
Heutzutage wird das Bohren mit Bohraggregaten verwendet:
- Zur Errichtung einzelner Wasserbrunnen;
- Bei der Herstellung von Fundamenten aus Schraub-/Bohrpfählen;
- Zur Montage von Zäunen und Stahlbetonstützen;
- Bei der grabenlosen Installation von Kommunikationsmitteln;
- Für den Bau von Flachbrunnen und Gruben.
Allerdings gibt es auch Nachteile. Es ist unmöglich, mit Bohrschnecken einen Brunnen in Gestein mit hoher Härte zu bohren. Beim Bohren in hartem und halbfestem Lehm, Ton mit Kalksteinschichten können Komplikationen auftreten, und beim Bohren von abrasivem Gestein entsteht ein hoher Verbrauch an Bohrgeräten.
Darüber hinaus gibt es eine Begrenzung der Aushubtiefe.Es ist sehr schwierig, auf diese Weise einen Brunnen mit einer Tiefe von mehr als 80 Metern zu bauen.
Vertikale Tunnelbautechnik
Eine Bohrschnecke ist ein hochfestes Bohrrohr mit einer gewickelten Spirale, das als vertikale Förderschnecke dient. Unter dem Einfluss einer axialen Belastung dringt der Arbeitsteil der Bohrkrone in das Gestein ein und zerstört es durch Schneiden und Lockern. Gleichzeitig fördert der Schneckenbohrer den Abfallboden auf die Schneckenspirale.
Unter dem Einfluss der Zentrifugalkräfte steigt der aufgelockerte Boden entlang der Flügel des Bohrgestänges nach oben. Das Anheben erfolgt durch spiralförmiges Gleiten, da die Reibung des Bodens an der Schnecke geringer ist als an den Wänden des Bohrlochs.
Dadurch wird das zerstörte Gestein in zerkleinertem Zustand von der Ortsbrust an die Oberfläche gefördert und durch den Bohrlochkopf hinausgeschleudert. Bei einfachem Transport füllt der Boden 30-40 % des Gesamtvolumens des Zwischenraums aus.
Die Parameter der Schneckensäule müssen ein schnelles Anheben der gesamten durch die Schnecke zerstörten Bodenmasse gewährleisten. Beim Bohren fällt jedoch ein Teil des aufgelockerten Bodens auf den Boden zurück. Daher ist beim Bohren mit einer Schnecke eine intensivere Reinigung des Laufs und nach Abschluss eine obligatorische Spülung erforderlich.
Horizontal gerichtetes Schneckenbohren
Bei der Verlegung von Versorgungsleitungen für verschiedene Funktionszwecke unter Hindernissen (Autobahnen, Eisenbahnen, Wälder) kommt das horizontal gerichtete Schneckenbohren zum Einsatz.
In der Anfangsphase der Arbeiten werden zwei Gruben gegraben – eine Startgrube (Arbeitsgrube) und eine Aufnahmegrube.Sie müssen auf dem gleichen Niveau wie das geplante Bohrloch liegen. Anschließend wird die notwendige Ausrüstung in die Arbeitsgrube abgesenkt und installiert.
Solche Geräte verfügen über einen großen Vorschubhub und sind mit einem verschleißfesten Bohrkopf aus hochlegiertem Stahl ausgestattet. Außerdem ist eine Bohrverfolgungssonde installiert. Durch den Empfang von Signalen auf dem Monitor kontrolliert der Bediener den Fortschritt des Prozesses und kann die Bewegungsrichtung sowie den Neigungswinkel des Bohrkopfes anpassen.
Wenn die Schnecke in die Aufnahmegrube eindringt, also laut Projekt am Endpunkt, wird der Bohrer entfernt. Stattdessen sind Expander und Rohr fixiert. Anschließend werden die Schaufeln in die entgegengesetzte Richtung gedreht, um das Rohr in das fertige Bohrloch zu ziehen. Am Ende der Bohrarbeiten wird die Schneckenanlage aus der Startgrube entfernt.
Das grabenlose Verfahren ermöglicht die Verlegung von Kommunikationsrohren unterhalb des Grundwasserspiegels mit einer Länge von bis zu 80 m. Darüber hinaus werden alle komplexen Arbeiten ohne arbeitsintensive Grabenaushubarbeiten durchgeführt, was eine Minimierung der Ausführungszeit und eine Reduzierung der finanziellen Kosten ermöglicht.
Horizontales Schneckenbohren wird bei der Verlegung von Druckleitungen und der Installation von Kommunikationssystemen in Bereichen eingesetzt, in denen eine Installation auf andere Weise nicht möglich ist. Hauptvorteil grabenlose Installation – Rentabilität. Darüber hinaus besteht keine Notwendigkeit, Bentonit oder andere Polymere zu verwenden, um die Stabilität der fertigen Baugrube aufrechtzuerhalten.
Merkmale des Bohrens in verschiedenen Gesteinen
Die grundlegenden technologischen Parameter beim Bohren eines Bohrlochs sind die Axiallast und die Drehzahl der Förderschnecke. Mit zunehmender Belastung steigt natürlich auch die Eindringgeschwindigkeit, was zu verschiedenen Notfallsituationen führen kann.
Daher muss unbedingt sichergestellt werden, dass die von der Schnecke pro Zeiteinheit abgetrennte Gesteinsmenge die Produktivität des Förderers nicht übersteigt. Andernfalls bilden sich Pfropfen an den Windungen.
In der Regel werden plastische Tongesteine, lockere und mitteldichte Sande ohne erzwungene Axialbelastung gebohrt. Das Bohrwerkzeug wird durch sein Eigengewicht sowie durch die Reaktionskraft, die beim Zuführen von Abfallgestein zur Mündung einer zylindrischen Öffnung entsteht, in den Boden eingeführt.
Bei der Erstbohrung eines Brunnens, beim Bohren in hartem sandigem Lehm, Lehm, Ton, Tonstein und Schluffstein, entstehen üblicherweise Axiallasten von bis zu 5 kN. Die Rotationsfrequenz der Säule sollte 1,7–3,3 s nicht überschreiten-1.
Bei höheren Frequenzen treten im Inneren Vibrationen auf, die dazu führen können, dass sich die Bohrgestängeglieder lösen. Dadurch bleibt der Bohrer unten und es ist fast unmöglich, ihn herauszuholen, was bedeutet, dass Sie ihn herausholen müssen Bohren Sie eine neue Arbeit. Und bei niedrigen Frequenzen wird es sehr schwierig, Abfallboden nach oben zu transportieren.
Mit zunehmender Gesteinshärte nehmen die axialen Belastungen zu.Das Bohren in kies- und gruszerkleinerten Böden, gefrorenen Lehmen, wassergesättigten Sanden und Schluffsteinen mit Quarzeinschlüssen erfolgt mit einer Axiallast von 8–10 kN pro Bohrer und einer Säulenrotationsgeschwindigkeit von 1,3–2,2 s-1.
Kieselsteine und Steine mit Felsbrocken werden nicht mit der Schneckenbohrmethode gebohrt. Diese rundlichen Gesteinsbrocken werden mit einem Meißel zerstört und mit einem Schöpflöffel an die Oberfläche gehoben.
Das Bohren in Sanden unterschiedlicher Dichte und Sättigungsgrad mit Wasser-, Kies- und Schotterablagerungen erfolgt mit hoher Geschwindigkeit und gleichzeitig werden die Wände der Baugrube durch Gehäusekonstruktionen verstärkt.
Um dies zu vermeiden, reduzieren Sie die Bohrgeschwindigkeit auf das Minimum, gehen Sie über die Säule und füllen Sie Wasser in den Brunnen. Auch in einer solchen Situation hilft es, das Bohrwerkzeug regelmäßig an die Oberfläche zu heben und es von anhaftendem Lehm zu reinigen.
Schneckenbohrwerkzeug
Werkzeuge zum Schneckenbohren von Brunnen unterscheiden sich je nach Bauart durch die Anzahl der Windungen und die Geometrie des Schneidteils. Zum Eindringen in harte und halbfeste sandige Lehme und Lehme werden häufig Bohrwerkzeuge verwendet, deren Kanten mit zusätzlichen Schneiden ausgestattet sind.
Meistens wird zum Vortrieb einer Wasseraufnahmegrube für Privatbesitzer nur eine Startschnecke ohne jegliche Zusätze verwendet, weil Es müssen kohäsive und nichtbindige Sedimentgesteine gebohrt werden. Beim Vertiefen wird das Werkzeug einfach mit Bohrstangen verlängert.
Dabei wird das Projektil alle 0,5 – 0,7 m aus dem Bohrloch entfernt, um den Bohrer selbst und den Boden vom zerstörten Gestein zu befreien. Dies ist eine wirtschaftlichere, aber auch arbeitsintensivere Bohrvariante.
Um Felsbrocken und Kieselsteine, die in Sedimentböden vorkommen, auszubohren, greifen sie auf die Stoßseilmethode zurück. In der Regel wird hierfür ein Meißel aus Werkzeugstahl verwendet. Dieser am unteren Ende spitze Bohrer wird mit Gewalt auf die Ortsbrust „geschleudert“, bis die „feste Barriere“ zerstört ist.
Nach der Zerstörung eines Kieselsteins oder Felsbrockens werden die Bruchstücke mit einem Glas (Kernrohr) oder an die Oberfläche abgetragen Bailer. Dann wird wieder auf die Schraubmethode umgestellt. Um eine Mine auszuheben, ist es in den meisten Fällen notwendig, mehrere Bohrmethoden in Kombination anzuwenden.
Beim Bohren von losem Sand und weichem Lehm werden Schneckenbohrer mit nach unten gerichteten Klingen in einem Winkel von 30–60° und zum Bohren in bindigem Tongestein – 90° – verwendet.
Diese Spirale entsteht durch Aufwickeln eines hochfesten Stahlbandes mit einem Durchmesser von 5-7 mm auf einen Schraubdorn. Es wird auf ein Rohr/Stab gespannt und anschließend verschweißt.
Je größer der Durchmesser des Grundrohres ist, desto geringer ist die Förderleistung der Schnecke. Der Durchmesser eines Langprodukts wird jedoch durch die mechanische Festigkeit der Schnecke sowie deren Produktionstechnologie begrenzt.
Heute werden zwei Arten von Schrauben hergestellt:
- Mit einem zentralen Loch, also hohl;
- Beschwert - ohne Loch.
Um den Verschleiß der Förderschnecke beim Bohren in abrasivem Gestein zu minimieren, wird an der Außenkante ein Stahlstreifen aufgeschraubt oder eine Metallschicht auf die Oberfläche aufgeschmolzen.
Bei hohen Schneckenbohrgeschwindigkeiten wird über dem Projektil ein spezieller Adapter mit beidseitiger Wicklung aus Bandstahl befestigt. In diesem Fall fällt der Großteil des Gesteins ungemahlen auf die Förderschnecke.
Am Ende des Rohres mit gewickelter Spirale müssen die Verbindungselemente angeschweißt werden. Es gibt zwei Arten von Schraubverbindungen: gewindelos und mit Gewinde. Im ersten Fall werden die Schrauben durch Kupplungsschlösser verbunden und durch Metallstifte mit Klammern gehalten, im zweiten Fall durch Schrauben.
Die Gewindeverbindung von Schnecken in einen Bohrstrang ermöglicht die Mechanisierung ihrer Verbindung und Trennung bei Bohrarbeiten und bei der Flüssigkeitszufuhr zur Ortsbrust. Es gibt aber auch einen erheblichen Nachteil: In diesem Fall besteht keine Möglichkeit, die Schrauben rückwärts zu drehen. Daher haben sich gewindelose Verbindungen immer weiter verbreitet.
Spezialbohrgeräte enthalten in der Regel einen Satz Bohrschnecken mit unterschiedlichen Durchmessern.
Hohlbohrer mit Gewindeanschluss werden beim Bohren mit Blasen, zum Pumpen von Wasser beim Bohren zylindrischer Öffnungen in die Erdkruste, zum Einbringen einer Ladung in geophysikalischen Bohrlöchern und zum Pumpen von Beton in Löcher für Pfähle verwendet. Sie können auch als Gehäuse verwendet werden.
Beim Bohren mit durchgehender Ortsbrust wird der zentrale Kanal mit einem Bohrwerkzeug an einem Seil blockiert.
Übersicht Bohranlagen
Zum Schneckenbohren verwenden sie beide Handwerkzeugeund mechanisierte Anlagen. Die einfachste Bauart ist eine handgeführte Erdbohrmaschine.Es besteht aus einem Stab/Rohr mit einer schraubenförmigen Klinge und einem starr befestigten T-förmigen Griff.
Diese Art von Bohrwerkzeug wird wie ein Korkenzieher in den Boden geschraubt. Während des Aushubvorgangs wird es mit Stäben aufgeweitet. Hand-Erdbohrer sind zusammenklappbar, um den Transport in Personenkraftwagen möglichst bequem zu gestalten. Dadurch können Sie auch die Länge des Schneckenbohrstrangs ändern.
Mit Handwerkzeugen können Sie Löcher mit einer Tiefe von bis zu 2 Metern und einem Durchmesser von maximal 20 Zentimetern bohren. Es gibt auch Motorbohrmaschinen mit Benzin- oder Elektroantrieb. Ihr Design umfasst eine Förderschnecke, also eine Schnecke, und einen Motor mit Getriebe. Die Drehung der Motorwelle sorgt für die Bewegung der Schnecke.
Durch den Einsatz eines angetriebenen Werkzeugs und das Vorhandensein von Bohrstangen zur Verlängerung ist es möglich, Brunnen mit einer Tiefe von bis zu 25 Metern zu bohren. Mit einem Durchmesser von bis zu 30 Zentimetern wird es zur Installation von Lichtmasten auf der Straße, zur Installation von Zaunpfosten, Gruben zur Fundamentinspektion und Erdfundamenten verwendet.
Mobile Einheiten sind kleine Maschinen mit Elektro- oder Benzinmotor. Mit ihrer Hilfe können Sie schnell bohren gut für eine Sommerresidenz Bereiten Sie eine große Anzahl von Löchern für Stützen für verschiedene Funktionszwecke vor.
Oftmals werden solche Bohrgeräte in Form eines Anhängers für Personenkraftwagen hergestellt, um den Transport zur Baustelle zu erleichtern.
Im Zivil- und Industriebau werden zum Formen von Bauwerken mit großer Tiefe und großem Durchmesser spezielle Schneckengeräte verwendet, die an mobilen Geräten – Lastkraftwagen, Traktoren – befestigt sind.
Es wird bei der Installation von Stützen für Hochspannungsleitungen und Straßenbeleuchtungsmasten sowie bei der Installation von Zaunstützen für Stadien, Sportanlagen, Industrieanlagen und Flugplätze verwendet. Darüber hinaus bauen sie mit Schneckenbohrgeräten auf mobilen Geräten Spundwandzäune für Gruben und setzen Schraubpfähle ein.
Nützliches Video zum Thema
Schneckenbohrung eines 20 m tiefen Wasserbrunnens auf dem Territorium eines Privathaushalts:
Dieses Video zeigt die Technologie des horizontalen Schneckenbohrens eines Brunnens zur Verlegung von Kommunikationsmitteln unter einer Autobahn:
Einbringen von Pfählen mit einer durchgehenden Schnecke mit großem Durchmesser und zentralem Kanal. Zur Durchführung der Arbeiten kommen ein Bauer BG-30 Bohrgerät und eine leistungsstarke stationäre Liebherr-Betonpumpe zum Einsatz:
Die Schneckenmethode ermöglicht hohe Bohrraten. Die Erschließung des Bohrlochs und die Zufuhr von Abfallboden von der Ortsbrust bis zur Mündung der Grubenbaue erfolgen gleichzeitig und kontinuierlich, was sowohl Zeit und Mühe der Bohrer als auch die in das Projekt investierten Mittel spart. Daher ist die Schneckenbohrmethode beliebt.
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Für flache Brunnen ist das Schneckenbohren mithilfe der Technologie die beste Option.Kein Wunder, dass diese Methode beliebt ist. Das manuelle Bohren mit einer Schnecke ist für Masochisten gedacht oder wenn überhaupt kein Geld vorhanden ist, der Brunnen aber wirklich benötigt wird.
Ich würde gerne Rat einholen - ich hatte zufällig einen Lochbohrer zum Bohren unter Stromleitungsstützen, basierend auf einem GAZ-66-Auto, ich habe eine Idee, dieses Gerät zum Bohren von Brunnen für Privatpersonen anzupassen. Das ganze Problem liegt in der kurzen Länge der Schneckenstangen, denn... Der Abstand von der Auffahrt zum Boden beträgt etwa 1,2 m. Das ist der Reiz der Idee. Damit das Gerät mobil ist, sind alle Vorgänge möglich – Drehen, Absenken und Anheben, auch umgekehrt... Wo kann ich Schneckenstangen bestellen? Bitte geben Sie uns Bescheid. Danke.