Kiespumpendurchmesser und Brunnenrohrdurchmesser

Welcher Kiespumpendurchmesser ist der richtige für mein Brunnenrohr  ?

Die meisten im Handel erhältlichen Kiespumpen haben einen Kiespumpendurchmesser von 88,9 mm, (übliche Bezeichnung: 90 er Kiespumpe) oder 108 mm. Alle beiden Größen passen theoretisch in ein DN 115 Brunnenrohr (115 mm Innendurchmesser)

In der Praxis gibt es aber des Öfteren Probleme mit der größeren Pumpe im 115 er Brunnenrohr. Das hat verschiedene Gründe, die alle durch den knappen Ringspalt bei diese Kombination verursacht werden. Die Differenz von 7 mm zwischen den beiden Rohren reicht oft für einen störungsfreien Betrieb nicht aus.

  1. Die wenigsten Rohrstrecken verlaufen wirklich ganz gerade und so kann es bei der durchschnittlichen Länge von 100 cm der Kiespumpe, durchaus zu Engpässen und Rohrklemmern kommen.
  2. Je nach Produktmarke und Qualität der Brunnenrohre verläuft der Übergang von Außengewinde und Muffeninnengewinde an der Rohrinnenseite nicht ganz ohne Absatz. Dort bleibt eine große Pumpe mit größerem Kiespumpendurchmesser dann gerne einmal hängen.
  3. Die meisten käuflichen Kiespumpen haben am oberen Rand eine relativ harte oder scharfe Kante. Wenn diese nicht nachläglich mit dem Winkelschleifer konisch oder rund geschliffen wird, bleiben diese dann an beschriebener Kante hängen oder schleifen an leicht gebogenen Brunnenrohren. Dies kann bis zum Abhobeln von dünnen Spänen gehen.

Diese Probleme kann man vermeiden, wenn man die Version  mit dem kleineren Kiespumpendurchmesser wählt.

Kiespumpendurchmesser zu groß
108 er Kiespumpe im DN 115 Rohr hier fällt der Ringspalt mit 7 mm zu knapp aus
Kiespumpendurchmesser richtig
90 er Kiespumpe im DN 115 Rohr 25 mm Ringspalt hier sind die Größenverhältnisse ideal
zu großer Kiespumpendurchmesser bleibt am Absatz hängen
An der Innenseite der Brunnenrohrmuffe befindet sich ein Absatz von ca. 1,5 mm. Da bleibt die das Modell mit dem größeren Kiespumpendurchmesser gelegentlich hängen.

Bei einem Ringspalt unter 15 mm besteht die Gefahr, dass sich im Wasser verwirbeltes Bohrgut verdichtet und die Kiespumpe dann im Brunnenrohr richtig festklemmt.

Es ist außerdem leicht möglich, dass nicht genügend des vom Kolben verdrängten Wassers zurück an die Unterseite der Kiespumpe kommen kann.

Das kann zu einem stark erhöhten Unterdruck in der Kiespumpe im Raum unter dem Kolben führen und die Pumpe saugt sich im Untergrund fest.

All diese Probleme lassen sich mit einem kleineren Kiespumpendurchmesser minimieren.

Das Bohren eines eigenen Brunnens beschreibt „Brunnen bohren – Das Handbuch“ sehr ausführlich und Schritt für Schritt, sodass am Ende der Lektüre eine sichere Entscheidung möglich ist, ob „Selberbohren“ Sinn macht

„Brunnen bohren Das Handbuch“

Inhalt des Ratgebers  ist unter Anderem auch die ausführliche Beschreibung aller für den Brunnenbau erforderlichen Spezialwerkzeuge, Brunnenbauzubehör, Pumpen, Brunnenrohr  und sonstigem Installationsmaterial. Aufgrund dieser sehr detaillierten Beschreibungen kann man dann auch das Angebot des Brunnenbauers in allen Punkten richtig beurteilen und einordnen.

„Brunnen bohren das Handbuch“ steht in folgenden Versionen zur Verfügung:

Als gedrucktes Taschenbuch mit Graustufenbildern.
Als PDF zum Download mit farbigen Innenseiten.

Brunnenrohrstrecke Aufbau und Zusammensetzung.

Der relative Mess- und Bezugspunkt einer Brunnenrohrstrecke ist immer die Höhe des Grundwasserspiegels. Danach richten sich sowohl die

  • Positionen der Tiefbrunnenpumpe, immer 2 Meter unterhalb des Grundwasserspiegels
  • Beginn der Filterstrecke immer 1 Meter unterhalb der Tiefbrunnenpumpe = 3 Meter unterhalb des Grundwasserspiegels

Die Länge der Filterstrecke ergibt sich dann aus

  •  Wasserbedarf des Nutzers – bestimmt die Auswahl der Pumpe
  • Fördermenge der Tiefbrunnenpumpe –  bestimmt die Durchflussleistung der Filterstrecke
  • Zusammensetzung  der Bohrumgebung (grober Sand/feiner Sand) bestimmt Schlitzweite 
  • Schlitzbreite und Durchlässigkeit der Filterstrecke bestimmt Länge der Filterstrecke

Die Gesamtlänge der Brunnenrohrstrecke ergibt sich dann aus

  • Entfernung Erdoberfläche bis zur Filterstrecke (aus Vollrohr)
  • Filterstrecke mit Schlitzbreite 0,3 oder 0,5 mm
  • abschließendes Sumpfrohr 0,5 Meter

 

Brunnenrohrstrecke Skizze

Nach obiger Beschreibung ergibt sich aus einem Grundwasserspiegel von 9 Metern eine Gesamtlänge der Rohrstrecke einschließlich Vollrohr, Filterrohr und Sumpfrohr von 15,5 Meter.

Siehe Skizze

Der Nutzer möchte eine dem Hauswassernetz vergleichbare Leistung des Brunnens von 4,5 m³ /h bei einem Druck von 4-6 bar an der ersten Entnahmestelle.

Für diese tatsächliche Leistung ist eine Tiefbrunnenpumpe mit 6,5 m³/h maximaler Förderleistung und einem Höchstdruck von 6,5 bar erforderlich. Diese Pumpe setzt voraus, dass die Durchflussleistung der gesamten Filterstrecke mehr als 4,5m³ betragen muss. Bei der in der Rheinebene üblichen Sand/Kies Zusammensetzung (Maurersand/Sandkastensand) ist eine Schlitzweite von 0,5 mm ausreichend. Die theoretische Durchflussleistung eines DN 115 Filterrohrs mit 0,5 mm Schlitzung beträgt 2,35 m³ /h. Davon werden aber real wenns ganz schlecht läuft nur 2/3 erreicht.

Um bei einer Durchflußmenge unter widrigen Bedingungen von 1,6 m³/h auf insgesamt 4,5 m³ zu kommen werden also 3 Meter Filterstrecke benötigt. =4,8m³

Um ganz auf Nummer sicher zu gehen würde man eine Schlitzweite von 0,3 mm wählen und hätte dann aber nur noch eine theoretische Durchflussmenge von 1,85 m³ pro Meter Filterstrecke, was im schlimmsten Fall einer  tatsächlichen Durchflussmenge von 3,6 m³ bei einer Filterstreckenlänge von 3 Meter bedeuten würde.

Um diesen Engpass zu beheben, wäre eine leistungsschwächere  Pumpe oder ein Meter Filterstrecke(Bezugsquelle) mehr erforderlich.

Auf jeden Fall gilt der Grundsatz: Ein Brunnen kann nie zuviel Förderleistung haben, zu wenig dagegen wohl.

Wer diese Abhängigkeit zwischen den einzelnen Brunnen-Komponenten nicht beachtet, läuft Gefahr, dass er seinen Brunnen überlastet. Dies wiederum bedeutet, der Brunnen wird von der Pumpe leer gesaugt und der Brunnen versandet schnell, oder aber die Pumpe brennt mangels Trockenlaufschutz durch. Durch eine Sicherheitszugabe von einem Meter Filterrohr bist Du auch für noch trockenere Sommer  wohl vorbereitet. Die Mehrausgabe von knapp 38 Euro für eine ausreichend lange Brunnenrohrstrecke sollte es dir wert sein.

Das Bohren eines eigenen Brunnens beschreibt „Brunnen bohren – Das Handbuch“ sehr ausführlich und Schritt für Schritt, sodass am Ende der Lektüre eine sichere Entscheidung möglich ist, ob „Selberbohren“ Sinn macht

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Glattwandbrunnenrohr ohne Muffen mit TNA Gewinde weniger widerstandsfähig?

Glattwandbrunnenrohr soll hinsichtlich Zug, Druck und Biegung weniger widerstandsfähig als normales Brunnenrohr mit Muffe und Trapezgewinde sein. Ist es deshalb weniger empfehlenswert, trotz aller Vorteile, die ein Brunnenrohr ohne auftragende Muffen bietet? Darüber gehen die Meinungen auseinander.

Glattwandbrunnenrohr Vergleich mit Muffenbrunnenrohr
Glattwandbrunnenrohr im Vordergrund, normales Brunnenrohr mit Trapezgewinde im Hintergrund

Die übrigen Eigenschaften wie Druck und Schlagzähigkeit sind identisch mit dem normalen Brunnenrohr.

In der Produktbeschreibung von Erdbohrer.de findet sich daher folgender HInweis:

„Aufgrund der eingeschnittenen Gewinde sind diese Brunnenrohre nicht so haltbar an der Gewindeverbindung wie Muffenrohre! (normale Brunnenrohre) Druckbelastung TNA Rohr unverändert zu Muffenrohr, seitliche und Zugbelastung weniger belastbar als  Muffenrohr .

Die eingeschränkte Belastbarkeit  kommt also beim Abtäufen unter sehr großer Last, oder beim Ziehen der Rohre, wenn Die Brunnenbohrung an Steinen oder Tonschichten gescheitert ist, zum Tragen.

Andererseits bedarf es aber  beim Abtäufen gerade wegen der Glattwandigkeit ohne auftragend Muffe einer wesentlich geringeren Auflast.

Tatsache ist aber auch, dass das TNA Glattwandbrunnenrohr häufiger an der Gewindeverbindung aufspleisst als Muffenrohre. Dies geht aus den Kundenrückmeldungen bei den verschiedenen Anbietern hervor. 

Mir ist mindestens ein Anbieter bekannt, der die Glattwandbrunnenrohre deshalb nicht mehr in seinem Sortiment hat.

 

Auflast auf Glattwandbrunnenrohr

Was ich auf jeden Fall empfehle, ist, das Gewinde am Glattwandbrunnenrohr unten  abzuschneiden und von der Innenseite her eine Schneidkante anzuschleifen, die das Abteufen des Brunnenrohres, egal in welcher Umgebung, ganz wesentlich erleichtert.

Glattwandbrunnenrohr angeschliffene Schneidkante
Eine Schneidkante ist am unteren Ende des Brunnenrohres angeschliffen

Wer statt dessen Ein Brunnenrohr mit Muffen verwendet, sollte zusätzlich einen Bohrkopf aus Stahlrohr anbringen. Dieses Rohr, üblicherweise mit einer Wandstärke von 3,6 mm, bringt das Loch in der problematischen Erdschicht dann wieder auf den Durchmesser der Rohrmuffe und ermöglicht dadurch ein weiteres Abtäufen über die nächste Muffe hinaus. Zusätzlich schützt dieser Bohrkopf das Brunnenrohr auch gegen die Seitenschläge eines eventuell erforderlichen  Fallmeißels.

Sumpf-Rohr mit aufgeschobenen Stahl Schneidkopf
Bohrkopf auf Sumpfrohr aufgeschraubt.

Näheres zu dem Bohrkopf erfährst Du hier.

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Sumpfrohr am Ende der Rohrstrecke? Brunnenrohr verschließen?

Zur Ausführung einer Brunnenbohrung durch den Fachmann mit Hilfe eines Mantel- oder Schutzrohres gehört nach den Regeln des Brunnenbaus am Ende der Rohrstrecke ein Sumpfrohr mit einer Verschlusskappe.

Sumpfrohr am Ende der Brunnenrohrstrecke

Diese Verfahrensweise macht auch gar keine großen Umstände. Die gesamte Rohrstrecke mit verschlossenen Sumpfrohr wird nach Fertigstellung der Bohrung ganz einfach in das Mantelrohr gestellt.

Dieses ist ja bis auf das darin stehende Grundwasser leer. Das Material im Inneren des Mantelrohres ist ja durch die Bohrschnecke und die Kiespumpe leergeräumt worden.

Die gesamte zusammengeschraubte Rohrstrecke mit Vollrohr, Filterrohr und Sumpfrohr kann also ohne Probleme in das Schutzrohr abgesenkt werden.

Anschließend wird der Ringraum, der freie Raum zwischen dem Brunnenrohr und dem Schutz- oder Mantelrohr, bis 1 Meter über die Filterstrecke hinaus mit Filterkies verfüllt.

Das Grundwasser kann jetzt nur noch durch die feinen Schlitze des Filterrohres eindringen, denn unten ist die Rohrstrecke ja verschlossen.

DiY Brunnenbohrung mit Handbohrer und Kiespumpe.

Bei der händischen Brunnenbohrung   durch den Heimwerker wird ja in der Regel kein Mantelrohr verwendet.

Bild von Rohrstreckemohne Sumpfrohr

Der Handbrunnenbohrer, sofern die richtige Größe verwendet wird, schafft  ein Bohrloch, welches ebenfalls eine Ringspalt von 2-3 Zentimetern um das später verwendete Brunnenrohr lässt.

Sobald aber die wasserführende Schicht erreicht ist, fällt diese Ringspalt weg und es ist somit kein Platz mehr zwischen Brunnennrohr und umgebenden Erdreich.

Man muss also dann im Inneren der zusammengeschraubten  Brunnenrohrstrecke mit Filterb ereich und Sumpfrohr am Ende, weiterbohren,(sofern man Lehm oder Ton antrifft) oder man muss im wässrigen Sand/Kiesbrei mit der Kiespumpe weiterarbeiten.

Diese Arbeitsweise setzt aber logischerweise voraus, dass das Brunnenrohr unten offen ist.

Will man diese Öffnung nach Abschluss der Bohrung, aus welchen Gründen auch immer, verschließen, muss man das von Innen tun.

Ein guter Grund kann zum Beispiel das zu  befürchtende Eindringen von Feinsand in das Brunnenrohr sein.

Bei unproblematischer Bodenzusammensetzung verzichtet man  nicht selten auf das Verschließen des Brunnenrohres und auf ein Sumpfrohr . Die Meinungen über die Notwendigkeit eines Verschlusses der unteren Brunnenrohröffnung  gehen auseinander.

Brunnenrohr verschließen oder lieber offen lassen?

Bei unproblematischen Böden mit normalem Sand oder Sand/Kies Gemisch kann man auch auf das Verschließen des unteren Rohrendes verzichten. Voraussetzung ist allerdings, dass die wasserführende Schicht nicht unter Spannung steht und deshalb das Wasser kräftig nach oben gedrückt wird. 

Das kann aber bei der obersten Grundwasser führenden Bodenschicht nicht der Fall sein. Anders sieht es dagegen aus, wenn bei der Brunnenbohrung eine abdichtende Schicht Gestein, Lehm oder Ton durchbrochen wird, und der darunter liegende Grundwasserleiter zwischen zwei dichten Schichten unter Spannung steht und deshalb das Wasser nach oben gedrückt wird.

Die meisten Gemeinden verbieten aber ohnehin das Anbohren des zweiten Grundwasserleiters und das aus gutem Grund. 

Dann empfiehlt sich ein nachträglicher Verschluss des Rohres durch einen Sack mit Tonpellets oder eine Filterkiessack welche einfach nach Abschluss der Bohrung in das Brunnenrohr versenkt werden. 

Die Tonpellets verschließen die Öffnung dann sehr dicht. Der Filterkiessack läßt Wasser durch, hält aber den Feinsand fern. Beide Verfahren schließt man am besten noch durch eine Grobkiesschicht von 10 bis 20 cm Höhe ab, die den möglichen Auftrieb der Säckchen verhindern und sicherstellen, dass die Tonpellets sich nicht auflösen. Den Verschluss kann man sowohl am Ende der Filterstrecke, als auch im optionalen Sumpfrohr anbringen.

Ein weiterer Vorteil des offenen Brunnenrohres: Es kann mehr Wasser einströmen. Die Kapazität der Filterstrecke erhöht sich nicht unerheblich. Es ist deshalb gerade dann von Vorteil, wenn die Filterstrecke recht knapp bemessen und die Pumpe eine relativ hohe Fördermenge hat. Unproblematische Sandverhältnisse sind dazu natürlich Voraussetzung.

Alle Schachtbrunnen arbeiten ja ausschließlich nach dem Prinzip des von unten einströmenden Wassers.

Vor- und Nachteile eines abschließenden Sumpfrohres.

In den geschilderten unproblematischen Fällen ohne Feinsandprobleme kann man auf die Verwendung eines Sumpfrohres verzichten. Sollten die Pumpe tatsächlich Sandanteile beim Klarpumpen in größerem Maße ansaugen welche auf den Boden des Brunnenrohres absinken, ist es relativ egal, ob sich der Sand in einem Vollrohrstück,- und nichts anderes ist das Sumpfrohr- oder am unteren Ende der Filterstrecke absetzt.

Der kleine Vorteil eines Verzichts auf ein Sumpfrohr liegt darin, dass man fast einen halben Meter tiefer kommt mit der Filterstrecke. Das kann bei schwierigen Bohrverhältnissen ein großer Vorteil sein, weil es Arbeit spart.

Viele Brunnenbohrer bauen statt eines -Sumpfrohres lieber eine Meter Filterrohr mehr ein. Da spielt es dann auch keine große Rolle, dass abgesunkener Sand dann vielleicht 20 cm der Filterrohrlänge wegnimmt.

Der Vorteil eines Sumpfrohres besteht darin, dass es im Falle eines Feinsandproblems und der Verschließung durch einen Tonpelletssack  günstiger ist, diesen in einem Vollrohr zu platzieren.

Dadurch besteht keine  Gefahr, dass sich die Tonpellets durch das seitlich durch die Filterschlitze eindrückende Grundwasser auflösen können.

Falls widrige Verhältnisse, den Einsatz eines Fallmeißels erforderlich machen sollten, ist allerdings ein Vollrohr als Sumpfrohr von großem Vorteil. Beim Versuch etwa einen Stein durch herabfallenlassen eines Fallmeißels  zu sprengen, kommt es oft zu massiven Schlägen gegen das Brunnenrohr. Diese Schläge verdaut ein Vollrohr wesentlich besser als ein Filterrohr.

Ein wirksamer Schutz gegen Beschädigung des Filterrohrs ist der Einsatz eines Schneideschuhes aus Stahl am Ende der Rohrstrecke. Damit können dann auch Lehm und Tonschichten durchdrungen werden.

Durch Fallmeißel beschädigtes Filterrohr

Fertiger Schneidschuh zum Aufstecken
Selbst gebaut Schneidkante angeschliffen

Einige wenige „Fachleute“ platzieren leider immer noch die Tiefbrunnenpumpe im Bereich eines Sumpfrohres. Diese Praxis möchte ich hier nicht kommentieren.

 

Wir haben hier bei uns in der Rheinebene nahezu ideale Kies und Sand Zusammensetzungen die bisher weder die Verwendung eines Sumpfrohres noch die Verschließung der Rohrstrecke nach unten erforderlich gemacht  hätten. Ich habe bisher immer DN 115 Rohr, 3 Meter Filterstrecke mit 0,3 mm Schlitzung verwendet und nicht nach unten verschlossen. Mein ältester Brunnen stammt aus 2004 und läuft seither ohne Probleme.

 

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KG Rohr als billiger Brunnenrohrersatz ist keine gute Idee

KG Rohr im Brunnenbau, ein umstrittenes Thema.

Ein „Bohrunfall“ in der weiteren Nachbarschaft lässt mich nun doch nochmals das Thema „braunes KG Rohr als Brunnenrohr benutzen“ aufgreifen.

Ein Gartenbesitzer hat mit dem Erdbohrer etwa 7 Meter Tiefe erreicht. Dann beginnt er unter Wasserzugabe mit dem Gartenschlauch mit der Kiespumpe weiter zu arbeiten. Die Auflast auf dem Rohr beträgt etwa 200 kg. Nach  2 Metern geht es fast nicht mehr voran, der Grundwasserstand von 9 Metern müsste aber eigentlich erreicht sein. Trotzdem kein Wasser.

Nach und nach wird die Auflast bis 350 kg gesteigert und dann geht es plötzlich wieder fast normal weiter, bis auf gelegentliche kleine braune Splitter in der Kiespumpe.

Nach einem weiteren Meter, inzwischen müssten langsam 10 Meter Tiefe erreicht sein, plötzlich Stopp. Nichts geht mehr. Die Kiespumpe bleibt bis auf einen braunen Splitter leer.

Langsam reift bei dem unglücklichen Gartenbesitzer die Einsicht, dass die braunen Splitter Teile seines KG Rohres sein müssten.

Materialzusammensetzung von KG Rohr

Kanalgrundrohre (KG Rohr)  bestehen  aus Polyvinylchlorid hart (PVC-U) und sind ausschließlich vorgesehen, Abwässer unterirdisch abzuleiten. KG Rohre dürfen auch nicht für Hausinnenleitungen verwendet werden.

Brunnenrohre dagegen bestehen zwar ebenfalls aus  PVC-U. Das an sich spröde PVC wird aber mit AdditivenStabilisatoren, Schlagzäh-Modifier .Gewisse Zusätze bewirken eine viel bessere Bruchsicherheit und Schlagzähigkeit. Eine wesentlich höhere Wandstärke sorgt zusätzlich für eine Druckstabilität die der des KG Rohres deutlich überlegen ist. Es handelt sich dabei nicht um Weichmacher die ausgeschieden werden könnten. Das so wesentlich beanspruchbarer und schlagzäher gemachte PVC-U Brunnenrohr hat selbstverständlich auch die für eine Genehmigung des Bohrvorhaben erforderliche Trinkwasserzulassung, welche das KG Rohr nicht hat. Eine Brunnenbohrung mit KG Rohr ist daher nicht genehmigungsfähig.

Diese Fakten sind für den Bruch des KG Rohres unter hoher Auflast in etwa 8-9 Meter Tiefe verantwortlich wie sich später nach dem Ziehen des KG-Rohres herausstellte.

Nach dem Splitterbild ist zu vermuten, dass sich das KG Rohr zunächst  aufschälte und dann unter der großen Auflast größere Splitterstücke abbrachen und den Weg der Kiespumpe versperrten.

Das Kanalrohr hat sich also am unteren Ende irgenwie zersplittert, auf etwa 1 Meter Länge und so den Eindruck erweckt, der Grundwasserspiegel sei längst erreicht.

In diesem Fall, ließ sich das KG Rohr mittels einer stabilen Rohrklammer und eines Flaschenzuges wieder herausziehen. Dies gelingt aber bei weitem nicht bei allen verunglückten Bohrversuchen. Wäre das KG Rohr schon weiter in die wässrige Sand-Kiesschicht eingedrungen, wäre der Rettungsversuch wohl wegen des Haftwiederstandes und der großen Muffenwulst am KG Rohr gescheitert.

KG Rohr

Das hieße dann Bohrung aufgeben und daneben nochmal von vorn beginnen.

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