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Pulsboring

EIN Impulsbohren ist ein Erdbohrsystem.

Mantelrohr

Mit diesem Bohrsystem, eines mit a Faden ausziehbares Eisenrohr, das Mantelrohr, in einem mit a Schnecke vorgebohrtes Loch 1 bis 2 Meter im Boden. Wenn es Grundwasser noch nicht erreicht ist, wird das Mantelrohr mit Wasser gefüllt. Dieses Wasser wird verwendet, um Gegendruck zu erzeugen und um Sediment in denen gebohrt wird in Suspension loslassen. Das Mantelrohr verhindert das Kollabieren des Bohrloch und begrenzt auch den Austausch des Wassers im Bohrloch mit dem umgebenden Grundwasser. Während des Bohrens sollte der Wasserstand in der Verrohrung ungefähr gleich bleiben und bei Bedarf Wasser nachgefüllt werden. Oben am Mantelrohr, a Klemmleiste Bestätigt. Dadurch wird verhindert, dass das Mantelrohr bei sehr weichen Sedimenten durch sein Eigengewicht unerwartet im Boden verschwindet. Mit Hilfe eines Spannklotzes kann das Mantelrohr gedreht werden, um bei festerem Sediment ein weiteres Absinken zu begünstigen. Der Block dient auch dazu, die Verrohrung aus dem Boden zu ziehen, was durch Verlängerung erfolgen muss, wenn die Bohrung abgeschlossen ist.

Der Puls

Der Impuls, ein ein- bis eineinhalb Meter langes Eisenrohr mit einem Ventil am Boden, das sich nur nach innen (= nach oben) öffnen kann (ein sogenanntes Rückschlagventil) wird an einem Kabel in das Mantelrohr eingelassen. Mit dem Kabel wird der Impuls im Wasser einige Dezimeter hochgezogen und dann freigegeben, wodurch es zu Boden fällt. Durch das Absinken auf den Boden wird Sediment daraus freigesetzt. Im Herbst ist das Ventil durch den Wasserfluss geöffnet und Sedimente können in den Puls gelangen. Beim Beschleunigen schließt sich das Ventil aufgrund des umgekehrten Wasserflusses wieder und hält das gesammelte Sediment im Puls. Das Heben saugt auch Sediment vom Boden, das in Suspension geht. Die Auf- und Abbewegung des Pulses nennt man Pulse. Durch mehrmaliges Wiederholen wird der Puls immer voller. Im Laufe der Zeit wird der Puls angehoben und entleert. Das Sediment, das heraufgebracht und dann gesammelt wird, ist das Bodenprobe. Da immer mehr Sediment vom Boden des Mantelrohres entfernt wird, sinkt das Rohr weiter in den Boden. Auch darauf muss oft Druck ausgeübt werden, insbesondere wenn noch nicht sehr tief gebohrt wurde, damit das Mantelrohr noch nicht viel wiegt. Es wird immer oben durch Aufschrauben eines neuen Rohres verlängert. Auf diese Weise können Tiefen von mehreren hundert Metern erreicht werden.

Performance

Ein Pulsbohren kann von Hand durchgeführt werden, aber heutzutage wird dies oft maschinell durchgeführt. Die Ausrüstung kann neben Gehäuse (mit Verlängerungen), Kabel und Impulsgeber bestehen aus a Winde für das Kabel (heute von Stahldraht), ein Stativgestell mit Rolle für das Kabel und einen Klemmblock für das Rohr. Andere Lieferungen können Folgendes umfassen: Kettenzange und andere Geräte zum Verschrauben der Rohre und Meißel fallen lassen (siehe unten).

Vieles davon geschieht heute meist mit Hilfe einer mobilen Bohrmaschine, die ohne Stativ auskommt. Solche Geräte können relativ klein sein, aber auch die Größe eines LKW nehmen.

Vor-und Nachteile

Pulsen ist eine saubere Bohrmethode. Es wird wenig Arbeitswasser verwendet. Das verwendete Wasser kann leicht gelagert und abgelassen werden. Durch die Verwendung eines Mantelrohres kann das Bohrloch im Normalbetrieb nie einstürzen. Da das Arbeitswasser weitestgehend vom Grundwasser getrennt bleibt und das Mantelrohr durch undurchlässige Schichten aus Ton beinhaltet das Mischen von Grundwasser aus verschiedenen Grundwasserleiter verhindern. Dadurch wird auch die Bewegung von Schmutz verhindert.Die Ausbreitung von Schmutz nach dem Entfernen der Verrohrung wird übrigens nur verhindert, wenn das Bohrloch verschlossen wird und an der Stelle der undurchlässigen Tonschichten ein dichter Stopfen gesetzt wird.

Ein Pulsbohren kann relativ genaue Proben ergeben, abhängig von den Fähigkeiten der Person, die die Arbeit ausführt. Bei guter Ausführung (zB mit vertikaler Bohrrichtung) sind die Tiefe der Schichtübergänge und die entnommenen Proben immer bekannt. Dies ist in viel geringerem Maße der Fall bei Spülbohrsysteme. für viele Tiefbau und geologisch Fragen ist die Ausbeute und Qualität der Proben aus dem Pulsbohren ausreichend. Die Qualität hängt natürlich auch von der Bemusterung selbst ab: die unterschiedlichen Bodenarten unterscheiden und entscheiden, in welchem ​​Fall eine andere Probe benötigt wird. Die Probenzusammensetzung entspricht jedoch nie genau dem angezapften Sediment. Dies liegt daran, dass das Material in Suspension gegangen ist, so dass Feinmaterial in Suspension bleibt, ohne beprobt zu werden. Oft wird ein Teil des Materials auch in kleinere Teile gestanzt. Außerdem werden Partikel, die größer als die Pulsapertur sind, nicht oder nicht richtig abgetastet. Entweder werden sie beiseite geschoben oder sie werden in kleinere Partikel zerkleinert, die beprobt werden können (mit dem Puls oder mit der Hülle). In bestimmten Fällen wird ein Fallmeißel verwendet. Dies ist im Grunde ein schwerer massiver Stab, der anstelle des Impulses an einem Kabel in das Bohrloch geht. Dieser versucht dann, das im Weg stehende Objekt zu zerquetschen. Manchmal endet eine Bohrung auch an etwas, das nicht zerdrückt oder zur Seite geschoben werden kann, wie zum Beispiel ein großer Felsbrocken oder ein Baumstamm, Pulsbohrungen geben wenig Auskunft über sedimentologische Strukturen. Dies hat dieser Bohrertyp mit den verschiedenen Arten von Spülbohrungen gemeinsam. Um solche Daten abzurufen, nur Löcher bohren passen. In vielen Fällen wird die geologische Interpretation eines Gebiets mit Impuls- (und Spulen-)Bohrungen kartografiert, wechseln, sobald die Einstecklöcher vor Ort gebohrt sind. Die Änderungen können erheblich sein. Kernbohrungen liefern zwar in mancher Hinsicht bessere geologische Informationen, haben aber den Nachteil, dass die Probenausbeute für bestimmte Untersuchungen eigentlich zu gering ist. Weitere Nachteile sind, dass Tauchbohrer ein höheres Geschick des Bedieners erfordern, weniger schnell einzustellen sind, spezielle Werkzeuge zur Bearbeitung der Proben benötigt werden und dies alles teurer als Impulsbohrer ist. Die Herstellung mehrerer Impulslöcher in Kombination mit einer geringeren Anzahl von Tauchlöchern ist bei größeren Projekten oft eine gute Zwischenlösung.

Anwendungen

Pulsbohren wird in geologischen, Umwelt, archäologisch und Tiefbauforschung. In Gebieten, die nicht von der Wasserversorgungsnetz erreicht werden, wird häufig Impulsbohren für die Installation von Wasserquellen. Dies liegt daran, dass das Verfahren relativ kostengünstig ist und die Struktur des Untergrundes meist beim Bohren deutlich wird, sodass Grundwasserleiter leicht identifiziert werden können. Außerdem sind die Grenzen der geeigneten Schichten meist auch schnell klar, sodass ein Filter sofort und in der richtigen Tiefe platziert werden kann.

Altes System

Es ist bereits ein sehr altes System, das ist Chinesisch (aber dann in Bambus durchgeführt) wurde bereits vor 3000 Jahren verwendet.

Für das Niederländische Geologische Amt (ehemals Nationales Geologisches Gutachten) war das Impulsbohren bis in die 1960er Jahre eines der wichtigsten Bohrwerkzeuge zur Erkundung und Erforschung der etwas tieferen Tiefe Substrat für die geologische Kartierung der Niederlande.

wellen

Beim Bohren wird das Abteufen des Bohrgestänges gestoppt, oft wird etwas Wasser aus der Verrohrung entfernt, um weniger Gegendruck zu erhalten, aber der Puls geht weiter. Dadurch strömt mehr Sediment seitlich am Gehäuseboden ein, so dass bei richtiger Ausführung eine (viel) größere Probe aus der entsprechenden Schicht entnommen werden kann.

Dies ist eine Methode, von der für normale Forschungs- und Tiefbauanwendungen dringend abgeraten wird, da sie bei unsachgemäßer Anwendung nicht ohne Risiko ist. Weitere Bohrungen können Proben verunreinigen mit imitiert Material. Außerhalb der Verrohrung kann das Bohrloch auch vollständig einstürzen, wenn zu viel Sediment vom Boden entfernt wird. Trotzdem wird diese Methode verwendet, wenn mehr als eine bestimmte Tiefe (insbesondere paläontologisch) Informationen erwünscht. Auf diese Weise entstehen manchmal riesige Mengen an Fossilien, oft hauptsächlich Muscheln werden bemustert. Das wichtigste Monographien des Niederländischen Geologischen Dienstes basieren größtenteils auf Material, das mit dieser Methode gewonnen wurde.

Siehe auch