Brunnen spülen: Die Spülbohrung

In diesem Artikel geht es um den Brunnenbau durch Spülbohrung. Die Reinigung des Brunnens nach Neubohrung wird in einem anderen Artikel behandelt.

Zwei grundlegend verschiedene Arten des Brunnenbaus

Der Bohrbrunnen ist die teuerste Art, einen Brunnen zu bauen. Es gibt unterschiedliche Bohrverfahren zur Herstellung eines Bohrbrunnens zur Trinkwassergewinnung:

• Das Trockenbohrverfahren (verrohrte Bohrung) und das
• Spülbohrverfahren (unverrohrte Bohrung)

Diese beiden Verfahren zum Bohren bzw. Spülen eines Brunnens unterscheiden sich folgendermaßen:

• Beim Trockenbohrverfahren wird der Brunnen während der Bohrung verrohrt. Bei der Spülbohrung gibt es keine oder nur eine teilweise Verrohrung.
• Bei der Trockenbohrung wird das Bohrklein mithilfe von Bohrwerkzeugen gelöst und nach oben befördert. Bei der Spühlbohrung passiert dies mittels Spülung.
• Bei der Trockenbohrung wird keine Spülflüssigkeit verwendet.
• Die Vorteile der Spülbohrung sind kurze Bauzeiten, das Einsparen von Verrohrung und der kontinuierliche Abtransport von Bohrklein.
• Das Trockenbohrverfahren wird eher beim Ausheben geringer Tiefen (5-10 Meter) angewandt. Beim Einsatz des Spülbohrverfahrens können Tiefen von bis zu 50 Metern erreicht werden.

Weitere Methoden des Brunnenbaus

• Rammbrunnen (ein Metallrohr wird in den Boden gerammt)
• Schachtbrunnen (ein von Hand gegrabener Brunnen)

Zwei Arten der Spülbohrung

Bei der Spülbohrung unterscheidet man zwischen zwei verschiedenen Ausführungsvarianten:

• direkte Spülbohrung (Rechtsspülung)
• indirekte Spülbohrung (Linksspülung, Verkehrtspülung)

Die Unterschiede zwischen direkter Spülbohrung und indirekter Spülbohrung

Profis sprechen von direkter Spülbohrung, wenn geplant ist, die Spülung im Gestänge zum Bohrlochtiefsten zu bringen, von wo aus der Spülstrom innerhalb des Bohrloches mit Druck in die Höhe befördert wird. Zur direkten Spülbohrung gehört auch das Rotary-Verfahren. Dieses Verfahren wird bei senkrechten und schwach geneigten Bohrungen eingesetzt. Das Hauptmerkmal des Rotary-Verfahrens ist das rotierende Bohrgestänge. Bei der indirekten Spülung läuft es genau andersrum: Die Spülung wird im Bohrloch zum Bohrlochtiefsten gebracht, von wo aus der Spülstrom innerhalb des Hohlgestänges emporfließt. Die indirekte Spülung wird eher seltener angewandt. Zur indirekten Spülbohrung gehören unter anderem das Saugbohrverfahren und das Counterflush-Bohrverfahren.

So funktioniert die Spülbohrung

Beim Brunnen spülen handelt es sich um eine Methode zur Erstellung eines Bohrlochs. Während beim Schlagen oder Bohren eines Brunnens verschiedene Werkzeuge eingesetzt werden, um das Bohrloch auszuheben, ist das hauptsächliche Spülmedium bei der Spülbohrung die Spülung. Dabei wird das Bohrloch durch Wasserdruck ausgehoben. Eine Spülbohrung eignet sich sowohl für gewerbliche als auch für private Grundstücke. Die Sicherung des Bohrlochs übernimmt nicht die Verrohrung, sondern die Spülung, die einen Überdruck erzeugt. Der Spüldruck richtet sich dabei nach Bohrtiefe und Formationsdruck. Eine Verrohrung findet nicht - oder nur auf den ersten Metern - statt. Das Bohrklein wird durch die Spülung, welche hauptsächlich aus Wasser und Zusätzen wie Bentonit oder Carboxymethylcellulose besteht, aus dem Bohrloch befördert. Werkzeuge, die bei der Spülbohrung zur Anwendung kommen, sind Meißel, Stabilisierer und Schwerstangen. Eine Spülbohrung findet ihren Einsatz auch zur Einbringung von Erdwärmesonden, zur Förderung von Erdöl und Erdgas, zur Verlegung von Rohrleitungen, oder bei Geothermiebohrungen. In vielen Fällen wendet man dabei das Rotary-Verfahren (direkte Spülbohrung) an.

Die Bohrspülung

Die Bohrspülung dient in erster Linie zur Stabilisierung des Bohrloches. Darüber hinaus reinigt sie kontinuierlich die Bohrlochsohle, trägt das Bohrklein aus dem Bohrloch, leitet die durch den Bohrmeißel entstehende Bohrwärme an die Oberfläche und dient auf diese Weise auch als Kühlmedium. Die Bohrspülung besteht zum größten Teil aus Wasser, welches mit unterschiedlichen Zusätzen versehen wird, die größtenteils zum Schutz vor Formationsschädigungen zugefügt werden:

• Carboxymethylcellulose
• Bentonit
• Polymere
• Bariumsulfat

Carboxymethylcellulose wird als Zusatz verwendet, um die Spülung zu stabilisieren. Die Dichte der Spülung beeinflusst den Auftrieb. Durch Zugabe von Carboxymethylcellulose kann mehr Bohrklein in kürzerer Zeit aus dem Bohrloch befördert werden. Auch Bentonit wird zur Erhöhung der Wasserdichte eingesetzt. Durch Zusatz von Bentonit wird ein Filterkuchen am Bohrlochrand gebildet. Dadurch wird das Eindringen von Wasser in den Boden verhindert. Anstatt Bentonit kann der Spülung auch Bariumsulfat (Schwerspat) zugesetzt werden. Um die Fließeigenschaften des Wassers weiter zu beeinflussen werden in einigen Fällen noch weitere Stoffe, wie beispielsweise Polymere, zugesetzt.

Vor dem Brunnen spülen

Vor dem Spülen des Brunnens ist es wichtig, sich zu erkundigen, ob an dem Standort überhaupt gebohrt werden darf, und mit welchen behördlichen Auflagen zu rechnen ist. Grundsätzlich sind Grundwasserentnahmen und Grundwassererschließungen immer erlaubnispflichtig. Die Bewilligung kann beim zuständigen Umweltamt bzw. bei der für den Landkreis zuständigen Wasserbehörde eingeholt werden. Das Amt gibt auch Auskunft darüber, ab welcher Tiefe mit Grundwasser zu rechnen ist und wie tief maximal gebohrt werden darf. Wer das Grundwasser als Trinkwasser verwenden möchte, muss sein Wasser nach der Fertigstellung des Brunnens vom Gesundheitsamt kontrollieren lassen. Diese Pflicht entfällt, sofern das Grundwasser nur als Nutzwasser, z.B. zum Gießen des Gartens, genutzt werden soll. Es empfiehlt sich das Einholen von Informationen über mögliche bohrtechnische Schwierigkeiten im Gebiet der geplanten Bohrung. Womöglich erscheint ein anderes Verfahren aufgrund der Bodenklasse oder der Tiefe des Grundwassers (Rammbrunnen, Schachtbrunnen) als besser geeignet. Um sich weitere Tipps zum Brunnenbau zu holen, ist es sinnvoll, Nachbarn zu fragen, die bereits einen Brunnen haben.

Andere Bohrverfahren

Das Horizontalspülbohrverfahren (HDD-Technik) kann für den Bau eines horizontalen Trinkwasserbrunnens eingesetzt werden. Die Bohrung wird dabei „horizontal“, und nicht „vertikal“ durchgeführt. Es handelt sich bei diesem Verfahren um eine besonders kostengünstige, aber auch sehr umweltfreundliche Art des Brunnenbaus. Der Vorteil: Beim Horizontalspülbohrverfahren werden keine Oberflächen verletzt. Die horizontale Spülbohrtechnik kann auch bei schwierigen Bodenverhältnissen eingesetzt werden. Hauptanwendungsgebiete sind Längsverlegungen, Gebäudeunterquerungen, Drainage- und Bewässerungsvorrichtungen oder Kabelverlegungen. Für die Bohrung im Festgestein eignet sich die Imlochhammerbohrung. Dabei handelt es sich um eine Spülbohrung, die mit dem Spülmedium Druckluft durchgeführt wird. Die Druckluft fließt dabei durch das Hohlgestänge und bringt den Fels zum Zerbersten. Das Bohrklein wird über den Ringraum nach oben befördert. Das Hohlbohrschneckenverfahren ist eigentlich ein Trockenbauverfahren. Dabei dient die Hohlbohrschnecke als Verrohrung. Gearbeitet werden kann mit rammender, schlagender oder drehender Arbeitsweise. Das Bohrverfahren mit Holbohrschnecke kann aber auch mit dem Spülbohrverfahren kombiniert werden. Bei Einsatz dieses Verfahrens können bis zu 25 - 30 Meter Tiefe erreicht werden. Nicht geeignet ist das Hohlbohrschneckenverfahren für die Bohrung in Flussgeröllen und Festgestein.