| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Forureningstransport via utætte boringer

2. Udredning af konstruktionsbetingede transportveje og deres potentielle betydning

2.1 Regler for udførelse, indretning og sløjfning af vandindvindingsanlæg

Indtil Dansk Ingeniørforenings normer DS 441 og DS 442 fremkom i 1978 blev boringer og brønde udført i henhold til almindelig anerkendt praksis. Brøndboreren udførte sit borearbejde og sine boreinstallationer på grundlag af det, han havde lært af andre brøndborere, og på basis af sine egne indhøstede erfaringer, som i bedste fald blev suppleret med vejledning fra kurser afholdt i Dansk Ingeniørforenings eller Dansk vandteknisk forenings regi.

I 1980 skete der noget vigtigt. Da kom Miljøministeriets bekendtgørelse nr. 4 af 4. januar 1980 - i daglig tale benævnt "Brøndborerbekendtgørelsen" - der blev uddybet i Miljøministeriets cirkulære af 28. februar 1980 om udførelse af boringer efter grundvand. Dermed fik brøndboreren og tilsynsmyndigheden et vigtigt "værktøj" i hænde til at sikre, at de danske lovkrav på området blev opfyldt.

Der er netop udsendt en ny "Bekendtgørelse om udførelse og sløjfning af boringer og brønde på land", hvor der er rettet op på nogle af de utilstrækkeligheder, der findes i den gamle bekendtgørelse, med hensyn til at minimere forureningsricisi. Herudover er der - nok så væsentligt - netop sat ind med en uddannelse af brøndborere og disses medarbejdere med det formål, at sikre, at de gode intentioner i de forskellige bestemmelser ikke tilsidesættes utilsigtet i det daglige arbejde.

2.2 Boremetoder og deres indflydelse på boringsbetinget transport

Når der i Danmark skal udføres boringer, kan der blive tale om at gennembore såvel løssjord (ler, sand, moræne, etc.) som bløde bjergarter (kridt og kalk). I den følgende fremstilling vil betegnelsen "materialet" blive brugt som fællesbetegnelse for løssjord og bløde bjergarter.

2.2.1 Tørboring

Betegnelsen tørboring kræver en præcisering. Der er som ovenfor omtalt tale om, at det løsborede materiale transporteres mekanisk op til terræn - der bruges ikke som ved skylleboring vand eller et andet cirkulationsmedie hertil.

Til trods for betegnelsen tørboring kan der imidlertid godt stå vand i borehullet under borearbejdet ved en tørboring. Faktisk er det nødvendigt, at der står vand i borehullet for at det mest anvendte tørboreredskab - sandspanden - kan fungere hensigtsmæssigt. Når der bores i vandførende lag af sten, grus og sand, kan det ligeledes være nødvendigt at tilsætte vand til boringen for at opretholde et vandspejl i borehullet i et højere niveau end vandspejlet i det materiale, der bores i. Årsagen hertil er, at det ellers ikke vil være muligt at undgå erosion, som kan føre sten, grus og sand fra det omgivende materiale ind i borehullet.

Når der ved tørboring bores igennem vandførende lag, er det nødvendigt at stabilisere boringens væg ved at føre det borerør, som under borearbejdet anvendes som arbejdsrør, ned i takt med boringens uddybning. Hvis dette ikke gøres, vil der under mindre erosionsfølsomme lag af ler kunne opstå hulrum (kaviteter), og i sandlag vil lejringen i det materiale, som omgiver boringen, kunne løsne sig, jf. figur 2.1. Sådanne forhold vil senere kunne resultere i nedsynkning ("skorstensdannelse") af det filtergrus og forerørs-tætningsmateriale, som indbygges i boringen, og dette vil igen kunne føre til en reduktion af boringens ydelse. Herudover vil der kunne opstå lodrette transportveje i boringen, som vil kunne føre til udbredelse af en eventuel forurening igennem de ikke vandproducerende jordlag.

Se her!

Figur 2.1.
Niveauændring af forerørstætninger som følge af opstået kavitet ved tørboring type III, jf. afsnit 2.2.

Anvendelsen af borerør kan være midlertidig til at sikre et åbent borehul, medens boringen udbygges med filtre, forerør og forerørstætninger. Anvend-elsen af borerør kan imidlertid også være permanent, idet borerørene kan indgå som en integreret del af den færdige boring i form af et permanent forerør.

Før ca. 1950 blev borerørene rokket ned med håndkraft eller rammet ned med en faldvægt ophængt i boreudstyret. Derefter begyndte man at bruge hydrauliske donkrafte til nedpresning af borerørene, og fra ca. 1965 blev det ved bøndboring almindeligt at anvende kombinationsrørbevægere, hvorved borerøret blev nedbragt ved såvel rotation som nedpresning.

For vandforsyningsboringer udført før ca. 1960 kan man derfor ikke forvente, at borerørenes nedbringning er sket i takt med boringens uddybning. Dermed har man ikke kunnet undgå at opbore mere materiale end svarende til det færdige boringsvolumen. Som illustreret på figur 2.1 har man sandsynligvis endog senere og formentlig frem til det tidspunkt, hvor tørboring blev afløst af skylleboring, i mange tilfælde opboret for meget materiale fra sandlag med kavitetsdannelse til følge. Dette hænger sammen med, at man har udnyttet bunderosion i borehullet til at lette nedbringelsen af borerørene, og dette er sket, uden at man har været opmærksom på de senere konsekvenser i form af "skorstensdannelse" mv.

Ved tørboringer kan boreredskabet enten være stanghåndteret eller wirehåndteret. Ved stanghåndterede boreredskaber bruges betegnelsen tørrotationsboring, medens der bruges betegnelse slagboring ved wirehåndteret boreredskab.

2.2.2 Stanghåndteret tørboring

Figur 2.2 viser princippet ved udførelse af en stanghåndteret tørboring (rotationstørboring) med nedføring af borerør.

Figur 2.2
Borerig til foret, tør rotationsboring

Figur 2.3 viser de oftest anvendte stanghåndterede tørboringsredskaber: fladkop, spidskop, fræser og snegl.

Figur 2.3.
Boreværktøjer til tør rotationsboring

Boreredskaberne fladkop, spidskop og snegl har, hvad udformningen angår, ikke ændret sig væsentligt gennem de sidste mange hundrede år. Fræseren kan kun anvendes i forbindelse med hydraulisk rotation, og den bruges til at komme igennem meget faste aflejringer eller sten.

Ved vandforsyningsboringer bruges stanghåndteret tørboring (tørrotationsboring) normalt kun til at etablere boringen i de øvre aflejringer over grundvandsspejlet, herunder går man så over til at anvende slagboring med wire eller skylleboring. I visse tilfælde kan det dog også være hensigtsmæssigt at anvende stanghåndteret tørboringsteknik til at gennembore fede lerlag dybere i profilet.

Ved at rotere og nedpresse borestængerne løsbores og samles materialet i eller på det boreværktøj, som er monteret under den nederste borestang. Borestængerne blev tidligere roteret med håndkraft, men det sker nu ved hjælp af et hydraulisk drevet aggregat. Når materialet er boret løst, trækkes borestængerne op, og materialet fjernes fra boreredskabet.

Når borerørene anvendes som permanent foring i et borehul udført i overstørrelse, er den største risiko for at etablere forureningsveje ved stanghåndteret tørboring en følge af, at borerørene under borearbejdet ikke altid er blevet drejet eller presset langt nok ned til at følge boreredskabernes uddybning af boringen med hulrumsdannelse omkring borerørene til følge.

2.2.3 Slagboring med wire

Principperne i en moderne slagboring med wirehåndteret sandspand er vist på figur 2.4. Figuren viser samtidig, hvordan borerøret føres ned, således at borehulsvæggen stabiliseres og væsketabet til den permeable del af lagfølgen reduceres.

Figur 2.4.
Borerig til slagboring

Figur 2.5 viser de almindeligt anvendte slagboreværktøjer: sandspand, lersnapper og faldmejsel. Såvel sandspanden som lersnapperen anvendes dels som boreværktøj til at uddybe boringen, dels til at transportere materiale op til terræn. Herudover kan sandspanden anvendes til at transportere det materiale op til terræn, som ved boring i hårde aflejringer først er nedknust med en faldmejsel - enten fladmejsel eller krydsmejsel.

Figur 2.5.
Boreværktøjer til slagboring

Såfremt nedpresningen af borerøret ikke nøje følger boreredskabernes uddybning af boringens bund, opstår der en risiko for, at der dannes hulrum under mindre erosionsfølsomme lerlag, hvilket igen kan føre til dannelse af vertikale transportveje med forurening til følge - jf. figur 2.1.

Før 1970-75 blev hovedparten af vandforsyningsboringer udført ved slagboring, hvor den vertikale bevægelse af boreredskabet skete ved hjælp af spilkop, fritfaldsspil, eller hydraulisk roterende krumtap med hjul eller hydraulisk stempel. Denne teknik anvendes fortsat, når der skal udføres boringer i materiale med meget høj permeabilitet, hvor skylleboringsteknik vil komme til kort, fordi der tabes for meget skyllemedie (vand eller boremudder) til de omgivende jordlag.

2.2.4 Skylleboring

2.2.4.1.Generelt

Skylleboring er karakteriseret ved, at borehullet etableres ved hjælp af et skyllemedie, som kan være vand, boremudder eller luft. Skyllemediet udnyttes såvel ved løsboringen af materiale i boringens bund som ved transport af det løsborede materiale til terræn. Den rette benævnelse for metoden er rotationsskylleboremetoden, idet materialet i boringens bund bores løs ved rotation af en rullemejsel.

Skylleboremetoden er hurtig og effektiv, fordi der ikke jævnligt skal trækkes borestænger op for at fjerne det løsborede materiale fra boreværktøjet. Metodens hurtighed skyldes endvidere, at skyllemidlet stabiliserer boringsvæggen, således at det kun under særlige omstændigheder er nødvendigt at nedføre borerør. Dette gælder specielt, hvis skyllemidlet er boremudder, men stabiliseringen gør sig også gældende, hvis skyllemidlet er vand. Ved boreprocessens begyndelse er det hensigtsmæssigt at stabilisere de øverste løssjordaflejringer med et kort borerør - et standrør. Endvidere anvendes der her et indbygget T-stykke til at regulere strømningsretningen for skyllemidlet.

Skylleboremetoden er på grund af dens hurtighed og effektivitet den mest anvendte boreteknik i verden i dag. Dens udvikling er ikke mindst sket i forbindelse med dens brug ved olie- og gasindvinding. Siden 1970-75 har den vundet indpas som den mest anvendte metode til udførelse af vandforsyningsboringer i Danmark.

2.2.4.2 Skyllemediet

Som skyllemedie ved skylleboring kan anvendes vand, boremudder eller luft. De følgende betragtninger retter sig primært mod anvendelse af boremudder som skyllemiddel.

Grænserne for hvor meget løsboret materiale, der kan transporteres til terræn pr. tidsenhed, afgøres foruden af boremudderets fysiske egenskaber af pumpekapaciteten samt af de hydrauliske modstande i de rør, ventiler, etc., som boremudderet skal strømme igennem. Hvis pumpekapaciteten ikke er tilstrækkelig, søges dette normalt kompenseret ved at forøge boremudderets viskositet.

Der er dog en øvre grænse for, hvor meget boremudderets viskositet kan forøges, hvis man, som det normalt er tilfældet, ønsker at recirkulere og genanvende det. Ved højere viskositet bliver det vanskeligere at fjerne løsboret materiale fra boremudderet ved at lade det løbe igennem i et separationsbassin. Det kan derfor blive nødvendigt at rense boremudder med høj viskositet for løsboret materiale ved hjælp af sådanne mekaniske midler som cykloner eller centrifuger. Hvis der ikke sker en sådan rensning, vil konsekvensen være, at boremudder med et højt indhold af løsboret materiale recirkuleres i boringen.

Figur 2.6.
Niveauændring af forerørstætning som følge af manglende oprensning

Når borearbejdet er færdigt, er det vigtigt, at det boremudder, som bliver stående i borehullet, ikke indeholder løsboret materiale, da dette i givet fald vil sedimentere i borehullets dybe del, inden boringens filter når at blive installeret.

Dette er illustreret til venstre på figur 2.6; til højre er det illustreret, hvordan der ved den følgende renpumpning af filterkonstruktionen fjernes løsboret materiale, således at gruskastningen omlejres til at fylde et mindre volumen. Dette indebærer risiko for forskydning af niveauet for forerørstætningen med risiko for, at der sker "skorstensdannelse" og opstår forureningsveje, som ikke nødvendigvis registreres under arbejdet med at sætte boringen i drift. Det er derfor vigtigt at cirkulere boremudder i boringen ved dennes afslutning i så lang tid, at man er sikker på, at det til sidst er frit for løsboret materiale.

2.2.4.3 Direkte skylning

Figur 2.7 viser en principskitse af den direkte skylleboringsteknik. Ved rotationsskylleboring med direkte skylning løsbores materialet i boringens bund med en borekrone - kaldet en mejsel - som roteres samtidig med, at den påvirkes med en lodret kraft. Der findes forskellige typer af mejsler, som anvendes alt efter arten af det materiale, som skal gennembores. Rotationen og den lodrette kraft overføres til mejslen gennem borestænger, der øverst er forbundet til en rotationsenhed ophængt i boreriggens mægler. For at øge den lodrette kraft kan der på borestængerne hænges vægte - såkaldte vægtstænger.

Figur 2.7.
Borerig til direkte skylning

Løsboret materiale fjernes løbende fra boringens bund ved skylning med boremudder. Dette pumpes ned gennem borestammen, som udgøres af bore- og vægtstængerne og ud gennem mejslen. Boremudderet vil så blive blandet op med løsboret materiale og vil derefter blive trykket op til terræn gennem ringvolumenet mellem borestammen og borehulsvæggen. Ved terræn renses boremudderet for løsboret materialet ved, at det bliver ledt gennem et separationsbassin, før det bliver recirkuleret.

2.2.4.4 Omvendt skylning

Ved udførelse af vandforsyningsboringer med borehulsdiametre op til ca. 300 mm anvendtes i Danmark indtil omkring 1980 hovedsageligt rotationsskylleboringer baseret på direkte skylning. På dette tidspunkt opstod der imidlertid ønske om at udføre boringer med større borehulsdiameter. Det var imidlertid vanskeligt at opnå den hastighed af boremudderet i ringvolumenet mellem boringsvæggen og borestammen, som var nødvendig for at transportere løsboret materiale op til terræn. Problemet blev løst ved at gå over til at udføre rotationsskylleboringer ved omvendt skylning, hvilket indebærer at boremudderets strømningsretning er vendt i forhold til retningen ved direkte skylleboreteknik. Forskellen mellem direkte skylning og omvendt skylning er illustreret på figur 2.8.

Figur 2.8.
Transporthastigheder for løsboret materiale

Boremudderet løber ved omvendt skylning fra mudderbassinet ned i ringvolumenet mellem borehullets væg og borestammen og gennem mejslen ind i borestammen, hvorfra det sammen med det løsborede materiale bringes op til terræn ved en pumpevirkning, der er påført borestammen. Da strømningstværsnittet inde i borestammen er lille, kan der selv med en relativt lille pumpekapacitet opnås en stor opadgående strømningshastighed. Boremudderets evne til at transportere løsboret materiale bliver hermed uafhængig af selve borehullets diameter. Kravene til boremudderets viskositet kan derfor reduceres i forhold til det, der er nødvendigt ved direkte skylning, og den reducerede strømningshastighed i ringvolumenet mindsker erosionen af borehullets væg.

Det reducerede krav til boremudderets viskositet medfører, at det bliver lettere at sedimentere det løsborede materiale ved terræn. Samtidig bliver det lettere at reducere indholdet af løsboret materiale i det boremudder, som findes i borehullet ved boringens afslutning. Herved mindskes risikoen for, at manglende oprensning skal medføre dårlig kvalitet af eventuelle grusfiltre.

Ved omvendt skylning kan pumpeeffekten påføres borestammens top ved at forbinde denne med en cirkulationspumpe med den nødvendige sugekapacitet. En anden mulighed er at forbinde en centrifugalpumpes trykside med en injektor, som er placeret ved skyllestrømmens afgang fra rotationsborehovedet. Den rotationsskylleboreteknik med omvendt skylning, der oftest anvendes i Danmark, er lufthæveboreteknikken, som er illustreret på figur 2.9.

Figur 2.9.
Borerig til lufthæveskylning

Princippet er her at opnå, at cirkulationen af boremudder med løsboret materiale op gennem borestammen sker med tilstrækkelig stor hastighed ved at introducere trykluft i borestammens nedre del. Forskellen i tryk ved boringens bund mellem borestammens luftindblandede boremudder og boremuddersøjlen i ringvolumenet er i væsentlig grad med til at øge strømningshastigheden op gennem borestammen. Dette bidrag øges tilmed med borehullets dybde, hvilket er det modsatte af forholdet ved direkte skylning.

2.2.4.5 Trykluftboring

Figur 2.10 viser en principskitse for udførelse af en trykluftboring ved anvendelse af DTH-hammer.

Figur 2.10.
Borerig til trykluftboring med DTH-teknik

Trykluftboring er en speciel form for rotationsskylleboring, hvor en tryklufthammer med påmonteret mejsler bruges til at knuse det materiale, der bores i, og hvor trykluften bruges som medie til at transportere løsboret materiale fra boringens bund op til terræn. Tryklufthammeren kan være monteret på toppen af borestammen, men er som oftest placeret i forbindelse med boremejslen ved bunden af boringen. Udstyret kaldes da DTH-udstyr, hvilket står for Down The Hole. DTH-hammeren er i princippet en cylinder med et stempel, der slår på boremejslen ved hjælp af lufttryk, som reguleres ved ventiler og sluser. Den luft, der bruges til DTH-hammerens funktion, fortsætter gennem kanaler og dyser ud gennem boremejslen og renblæser borehullets bund, hvorefter den transporterer løsboret materiale op til terræn.

Ved udførelse af boringer i bløde bjergarter som kalk og fjeld samt i meget faste aflejringer af moræneler er trykluftboring den mest effektive boremetode. Tilstedeværelsen af vand i de lag, som skal gennembores, kan dog begrænse den dybde, hvortil denne boreteknik kan anvendes, idet det hydrostatiske tryk ved boringens bund ikke må være større end det disponible lufttryk.

Udførelse af en trykluftboring kræver normalt, at løssjorddækket over de faste aflejringer stabiliseres ved, at der her sættes et borerør ned. Dette kan eventuelt ske ved hjælp af DTH-hammeren. Derefter udføres trykluftboringen ved successivt at forlænge borestammen med borestænger, idet der for hver ny borestang foretages en renblæsning af borehullet. Såfremt løssjorddækket er tykt, eller hvis jordprofilet består af grove materialer som grus og sten, kan standrøret erstattes med et forerør. Nedføringen af forerøret skal da ske samtidig med nedføringen af en excenterborekrone (Odex) eller en medroterende boresko (Symetrix).

Til udførelse af vandforsyningsboringer har trykluftboring indtil videre kun fundet begrænset anvendelse i Danmark. En undtagelse herfra er dog Bornholm. I områder, hvor den hærdnede kalkundergrund træffes i begrænset dybde og udgør vigtige reservoirer for vandindvinding, vinder DTH-boreteknikken mere og mere indpas. Dette er tilfældet på Østsjælland og i dele af Nordjylland.

Figur 2.11.
Borerør efterladt som forerør

Hvad angår transportveje for eventuelle forureninger ved trykluftboringer, skal man være specielt opmærksom på en eventuel manglende forerørstætning af borerør, der efterlades som forerør. Dette skyldes, at det borede hul normalt vil have en større diameter end den ydre diameter på borerøret som følge af anvendelsen af særlige boresko eller opreamning med excentrisk Odex mejsel. Som illustreret på figur 2.11 gælder dette specielt gennem faste kohæsive lag, idet en forøgelse af borehullets diameter i permeable aflejringer kun i begrænset omfang vil introducere nye transportveje for udbredelse af en eventuel forurening.

2.3 Typer af boringudbygning

Det færdige borehul kan udbygges til en vandforsyningsboring på forskellige måder. Udbygningens udformning afhænger af boringens udførelsesmetode og dimension samt de fysiske egenskaber i de gennemborede jordlag og vandreservoirer.

Figur 2.12.
De almindeligste boringstyper (primært efter DS 441 og DS 442)

Filterboringerne underopdeles i tre typer, således at der i alt skelnes mellem fem typer af boringer, som kan karakteriseres som vist på tabel 2.1

Tabel 2.1
Karakterisering af boringstyper

De i skemaet anvendte betegnelser dækker over følgende:

Borerør(arbejdsrør, casing, foring, foringsrør)

Arbejdsrør, der anvendes i forbindelse med borearbejde, og som kan bibeholdes som forerør eller trækkes op og erstattes af forerør.

Forerør (blændrør, blindrør)

Rør, der forbinder toppen af filterrøret med boringens overbygning og tjener til at afstive de omkringliggende jordlag og lede vandet til pumpeanlægget.

Filterrør (slidserør)

Rør med huller eller slidser, der tjener til at tage vand ind fra et vandførende lag og samtidig tilbageholde materiale.

Gruskastning (filterkastning, filterpakning (ved præfab. gruskastning))

Opfyldning af sorteret kvartssand eller -grus mellem filterrør og de vandførende lag for at tilbageholde materiale fra de vandførende lag.

2.3.1 Filterkonstruktion

Boringens filter skal tjene til at tilbageholde jordpartikler fra det vandførende lag, således at disse ikke strømmer ind i boringen og stopper denne. Filteret skal samtidig tillade så meget vand som muligt at strømme ind i boringen, hvorfra det så kan pumpes op.

Et filter består inderst af et filterrør, som er forsynet med perforeringer i form af slidser eller huller. Uden på filterrøret placeres der normalt i vore dage en gruskastning, som består af en opfyldning med sorteret kvartssand eller grus. Valget af kornstørrelse for det materiale, som bruges til gruskastningen er bestemt af kornstørrelsesfordelingen i det vandførende lag samt af slidsebredden eller maskevidde i filterrørerts perforeringer. Dimensioneringen af gruskastningen sker ved hjælp af såkaldte filterkriterier, som bl.a. kan findes angivet i DS 441 og DS 442.

Somme tider er der så stor forskel på kornstørrelsen i de vandførende lag og filterrørerts slidsebredde eller maskevidde, at det er nødvendigt at opbygge et graderet filter. Det gøres ved hjælp af et såkaldt præpakket filter, som består af en kappe af sammenlimet sorteret kvartssand eller grus eller af andet materiale fastgjort direkte uden på filterrøret. En gruskastning bestående af finere materiale end det præpakkede filter placeres derefter uden på det præpakkede filter. Tidligere blev det præpakkede filter udført som en såkaldt gruspakning uden på filterrøret. Gruspakningen blev udført omkring filterrøret i en strømpe af metalvæv eller lignende, før filterrøret blev sænket ned i borehullet.

2.3.2 Filterboringer, type I

Denne boringstype er karakteriseret ved, at der ikke anvendes gruskastning omkring filterrøret. boringstypen var almindeligt anvendt i tiden før fremkomsten af egentligt mekaniseret boreudstyr. Der var den gang tale om boringer i mindre diametre udført som tørboringer med brug af spilkop og sandspand.

Filteret bestod af et perforeret metalrør af kobber eller messing med en omlagt messing- eller kobberspiral og omviklet med fortinnet kobbervæv med en maskevidde, som blev afpasset efter det vandførende lags kornstørrelse. Filterrøret blev sænket ned inde i borerøret, når boringen havde nået endelig dybde.

De anvendte borerør blev efterladt i jorden, efter at de var trukket så meget op, at filterstrækningen på filterrøret blev efterladt frit i de vandførende lag. Filterrørets øverste del - det såkaldte forlængerrør - var omviklet med en pakning, som normalt var af hamp for at forhindre, at materiale fra de vandførende lag trængte op i boringen mellem borerøret og forlængerrøret. Forlængerrøret var øverst forsynet med en bajonetfatning eller en muffe med linksgevind, hvorfra der midlertidig blev ført et rør op til terræn for at fastholde filterrøret i dets position i dybden, medens borerøret blev trukket op i de vandstandsende lag.

2.3.3 Filterboringer, type II

Efterhånden blev boreudstyret mekaniseret, og det gav mulighed for at udføre boringer i større dimensioner, hvilket igen gjorde det muligt at bygge filtre af mindre kostbare materialer. Dette førte til introduktion af filterboringer af type II med en gruskastning omkring filterrøret. Arbejdsproceduren for type II var stort set den samme, som ved type I, lige som princippet med at anvende borerørene som forerør var ens for begge typer. Forlængerrøret til filterrøret med tilhørende pakning blev dog først monteret, efter at gruskastningen var udført.

Alt i alt indebærer filterboringer af type II således de samme ricisi for, at der skabes transportveje for en eventuel forurering som for type I.

2.3.4 Filterboringer, type III

Filterboringer af type III repræsenterer den form for filterindbygning, som siden ca. 1960 er blevet anvendt i borehuller udført ved tør- eller skylleboreteknik. Den vigtigste forskel mellem filterboringer af type III og af type I og II er, at de dyre stålborerør kan trækkes helt op og genanvendes ved type III. Samtidig kan der anvendes relativt billige materialer til et kombineret filter og forerør, og der kan udføres forerørtætning direkte mellem forerørets og boringsvæggen.

Hvis filterboringer af type III udføres med tørboreteknik trækkes borerørene op, efter at det kombinerede filter - og forerør er sat ned og centreret i borerøret. Optrækningen sker successivt, medens gruskastningen fyldes i, og der etableres forerørstætning. Hvis der ikke tilføres vand fra terræn til gruskastningen, medens denne fyldes i, er det vanskeligt at sikre, at kaviteter under kohæsive lag udfyldes helt. Dette bør så vidt muligt undgås, da efterladte kaviteter vil kunne forårsage nedsynkning af borerørstætning mv. således som illustreret på figur 2.1.

Hvis filterboringer af type III udføres som skylleboring, vil risikoen for at efterlade kaviteter i boringen være væsentligt mindre end ved anvendelse af tørboringteknik. Dette skyldes, at borehulsvæggen i de vandførende sandlag ved skylleboring er stabiliseret med boremudder og overtryk i forhold til poretrykket i de omgivende lag.

2.3.5 Åbne boringer, type IV og type V

Åbne boringer udføres i faste, vandførende lag, hvor der ikke er behov for at etablere et filter til at tilbageholde materiale fra de vandførende lag. Ved denne type boringer er borerørene ført ned og rammet eller trykket fast i de øvre faste, vandførende lag under anvendelse af tør- og skylleboringsteknik. Derefter er borehullet ført videre ned i de faste, vandførende lag uden borerør, indtil den størst mulige eller ønskede ydeevne fra disse lag er nået. I de faste, vandførende lag anvendes ligeledes tør- og skylleboringsteknikker; fra ca. 1950 har der specielt her været anvendt anvendt trykluftskylleboring med DTH.

Ved åbne boringer fungerer borerørene som forerør i de øvre lag og lidt ned i de faste, vandførende lag. Alt afhængig af hvilken nedbringningsmetode, der er brugt, kan der være skabt risiko for, at der er dannet transportveje langs forerørenes yderside. Ved nedramning eller nedpresning af borerørene i den øvre del af de faste vandførende lag er der sket en vis tætning, men denne virker kun mod materialetransport fra de ovenliggende løse aflejringer og ikke som tætning mod tilstrømmende vand.

Fra ca. 1990 er åbne boringer af type IV ofte blevet erstattet med filterboringer af type III. Dette er sket for at reducere omkostningerne ved stålforerør og for bedre at kunne etablere en forerørstætning mod en eventuel forurening, der kommer ovenfra. Når der således er anvendt filterboringer af type III under forhold, som tidligere ansås for velegnede til åbne boringer, er filteret omkring filterrøret blevet udført af meget grove materialer, hvis væsentligste funktion er at fastholde borerørstætningen i det forudsatte niveau. Type V boringen er til forskel fra type IV med indvendig foring bestående af forerør og forerørstætning mellem det bestående borerør og forerøret. Dette sikrer bedre mod lækage som følge af utætheder i forerør og borerør, men stadig ikke mod lækage på ydersiden af borerøret. Metoden anvendes i enkelte store vandforsyninger.

2.4 Materialevalg

Når brøndboreren og bygherren vælger komponenter til en vandforsyningsboring sørger de normalt for at nyttiggøre såvel komponenter udviklet specielt til vandforsyningsboringer som komponenter, der oprindeligt har været fremstillet til beslægtede formål.

En summarisk, historisk oversigt over anvendte boremetoder og materialevalg for de komponenter, som indgår i vandforsyningsboringer, fremgår af tabel 2.2.

Tabel 2.2.
Historisk oversigt over anvendte boremetoder og indbygningsmaterialer

De angivne boringstyper refererer til figur 2.12.

2.4.1 Filtre

Som tidligere anført har filtrene i en vandforsyningsboring til formål at tilbageholde det vandførende lags bestanddele og samtidig tillade så meget vand som muligt at strømme ind i boringen.

Indtil 1950 var den almindeligt anvendte filterkonstruktion således et filterrør omviklet med fortinnet kobberrør, således som omtalt i afsnit 2.3. Det perforerede messingrør, som brugtes som filterrør, var et trukket emne til motorcylinderbøsninger, og det fortinnede kobbervæv var et soldevæv. Disse filtre blev tilvirket på brøndborerens eget værksted.

2.4.2 Forerør

Indtil ca. 1960 var det almindeligt at anvende de samme stålrør, som blev anvendt som borerør til forerør. Undtagelsen herfra er en periode mellem 1955 og 1960, hvor der i nogle tilfælde blev anvendt forerør bestående af eternit i type III boringer med egetræsfiltre.

Fra 1960 blev det som ovenfor anført almindeligt at anvende såvel filterrør som forerør af PVC i vandforsyningsboringer af type III.

2.4.2.1 Forerør af stål

De borerør, som anvendtes som forerør indtil ca. 1950, leveredes i "faldende længder" med godstykkelse 6-8 mm og samlet med gevind. Forskellige gevindtyper er vist på figur 2.13. Efter at man begyndte at tage hydrauliske rørbevægere i brug til nedsætning af borerør, har man anvendt borerør med såvel ud- som indvendige glatte gevindsamlinger. Sådanne borerør anvendes i dag kun ved udførelse af boringstype III, hvor borerøret trækkes op under installationen af filteret. Ved boringstype IV er det normalt at anvende sammensvejste stålrør.

Figur 2.13.
Typer af samlinger af borerør

Når borerørene samles med gevind, anvendes der gevindfedt og ingen anden form for tætningsmateriale.

2.4.2.2 Forerør af eternit

I en kort periode blev der anvendt forerør af eternit. Det drejede sig om rør, som oprindeligt var fremstillet som rør til vandledninger. De havde en fast udvidet muffe og en glat spidsende og blev samlet ved indrulning af en blød rågummiring. Denne blev efterstøbt med asfalt, hvilket var en tidskrævende proces, fordi der skulle opnås tilstrækkelig trækstyrke, før filteret - og forerøret - kunne sættes ned i boringen.

2.4.2.3 Forerør af PVC

Forerør af PVC bliver fremstillet i overensstemmelse med DS 972. De svarer styrkemæssigt til tilsvarende trykrør og kan leveres for indvendige tryk på henholdsvis 6, 8 og 10 bar, hvorimod det maximalt tilladte udvendige tryk er væsentligt lavere.

Se her!

Figur 2.14.
PVC-rørssamlinger

De pakninger, som tidligere blev udført for boretype I og II mellem filterrørerts forlængelse og det borerør, som blev brugt som forerør, tjente til at undgå, at materiale fra de vandførende lag trængte ind i boringen. Indtil ca. 1960 var det almindelig praksis at udføre disse forerørstætninger af ler fra det opborede materiale. Leret blev normalt forsøgt komprimeret, men pladsforholdene i ringvolumenet mellem forerør og boringsvæg var normalt ikke gunstige for at kunne udføre en tilstrækkelig god pakning.

Fra ca. 1960 opstod der i adskillige vandforsyningsboringer problemer med forurening af det oppumpede vand med nitrat. Man forsøgte derfor at udføre tættere forerørstætninger ved at indstampe pakningerne i tynde lag af håndæltet, ren teglværksler.

I begyndelsen af 1970'erne begyndte man at anvende bentonit opslemmet i vand og til tider iblandet cement. Bentonitten blev som en vælling pumpet ned i ringvolumenet gennem et rør. Det var imidlertid vanskeligt at være sikker på, hvor denne bentonit-cementvælling blev placeret, og det var desuden tidskrævende at afvente, at den hærdede til en sådan hårdhed, at man kunne fortsætte indbygningen i ringvolumenet.

Der skete et stort fremskridt i ca. 1975, da man begyndte at anvende tørret, komprimeret ler i kugleform - såkaldt Duranit. Det blev derved muligt at pejle sig frem , så man sikrede en præcis placering af forerørstætningen i den forudsatte dybde.

Det viste sig imidlertid, at Duranit-kuglerne ved vandoptagelse og deraf følgende kvældning ikke opnåede den oprindelige lerstruktur og den dermed forbundne lave permeabilitet. Først efter fremkomsten i ca. 1980 af tørret bentonit som granulat eller i pilleform, fik brøndboreren et velegnet materiale i hænde. Dette skyldes, at bentonitten har en langsom vandoptagelse for derefter at ekspandere kraftigt og udfylde alle hulrum,. Det blev dermed muligt på økonomisk vis at udføre forerørstætninger med en særdeles lav permeabilitet og gøre dette på en måde, så man var sikker på tætningens placering.

Først da bentonit blev taget i brug til forerørstætninger blev det muligt at opfylde de krav til vandforsyningsboringer af type III, som er beskrevet i Miljøministeriets bekendtgørelse nr. 4 fra 1980 - den såkaldte "Brøndborerbetegnelse". Anvendelsen af bentonit som granulat eller i pilleform kræver dog stor omhyggelighed fra brøndborerens side; specielt skal der udvises påpasselighed med hensyn til vandoptagelse over grundvandsspejlet, manglende vedhæftning til forerøret samt tilstedeværelsen af styr.

2.5 Råvandsstation og forerørsafslutning

Råvandsstationen består af de installationer, som afslutter forerøret foroven samt den omgivende installationsbrønd. Råvandsstationen har til formål at beskytte vandindvindingsboringen med tilhørende installationer mod frost, mekanisk overlast og indtrængende forurening fra overfladevand eller højtliggende sekundære vandreservoirer.

For at undgå, at vand, som måtte være trængt ind i råvandsstationen, trænger ned i boringen, monteres der en tæt hætte over toppen af forerøret. Hætten forsynes med tætte gennemføringer for rør og kabler til pumper i boringen. Ligeledes skal der sørges for en tæt gennemføring af forerøret ved installationsbrøndens bund.

Oprindeligt blev installationsbrønde udført af betonringe, som enten blev nedsat ved indvendig udgravning eller placeret i en forud etableret, åben udgravning. Hvis der anvendtes brøndringe nedsat ved indvendig udgravning, blev bunden udført ved en betonstøbning på stedet. Når installationsbrønden blev etableret i en åben udgravning, anvendtes enten den samme fremgangsmåde, eller brøndringene blev placeret oven på en præfabrikeret bundplade, som var forsynet med hul til gennemføring af forerøret.

Betonringene var ofte forsynet med huller til stigetrin. Disse huller og selve brøndringenes samlinger blev søgt tætnet med cementmørtel og senere med brøndskum. Hvis der anvendtes brøndringe nedsat ved indvendig udgravning, blev tætningen kun foretaget fra den indvendige side, og den havde da nærmest karakter af berapning. Det var normalt, at en åben udgravning omkring brøndringene blev tilbagefyldt med det opgravede materiale.

Omkring slutningen af 1970'erne blev det almindeligt at anvende præfabrikerede installationsbrønde af plast eller fiberglas. Disse installationsbrønde nedsættes i åbne udgravninger, som tilbagefyldes med opgravet materiale, hvis dette er rent og ellers erstattes med tilført rent sand eller grus. De præfabrikerede installationsbrønde er forsynet med vandtæt pakgarniture for gennemføring af forerør, råvandsledninger og kabler.

I nyere tid har man endvidere anvendt råvandsstationer udført i niveau med terræn.

I DS 441 og DS 442 er der angivet krav til forerørsafslutning og råvandsstation.

2.6 Vandforsyningsbrønde

Indtil fremkomsten af moderne og relativt billige metoder til udførelse af vandforsyningsboringer fungerede vandforsyningsbrønde som den primære kilde til indvinding af drikkevand til enkeltejendomme. Kun i begrænset omfang har vandforsyningsbrønde tjent som indvindingsanlæg for almen vandforsyning i forbindelse med vandværker.

Når der blev udført en boring i en eksisterende brønd, blev denne samtidig ofte fyldt op med sand eller grus. Herved blev det muligt at installere pumpen på opfyldningens overflade. Opfyldingen havde desuden til formål at undgå synligt stillestående vand.

2.7 Boringsbetingede transportveje

Under udførelsen af en vandforsyningsboring er der mange muligheder for at begå fejl, som kan føre til, at der opstår lækager. Sådanne lækager udgør mulige transportveje for en eventuel forurening, som fra omgivelserne enten kan trænge ind i boringen og blande sig med det oppumpede drikkevand eller trænge ned i grundvandsreservoiret.

Lækagerne kan være relateret til selve boringens udførelsesmetode, til det materialevalg, der er foretaget, og til den måde, hvorpå disse materialers er indbygget i boringen.

2.7.1 Boringens udførelsesmetode

Når tørboringsteknikken anvendes til udførelse af vandforsyningsboringer af type I, II, IV og V, hvor de anvendte borerør efterlades i jorden, kan der etableres transportveje fra terræn til de vandførende lag langs ydersiden af boringen som følge af borekroneudformningen og forerørenes muffesamlinger, jf. figur 2.15. I tilfælde af at der kun er gennemboret lerede bjergarter, som kan stå selv, vil der med stor sandsynlighed ikke være vedhæftning til borerøret. Når sandlag gennemskæres (friktionsjord), vil de sandede aflejringer i stor udstrækning udfylde dette mellemrum, og dermed danne en større permeabilitet end den omkringliggende formation. Boringstype I og II udgør i dag ca. 15 % af alle indvindingsboringer, og udgør af den grund antalsmæssigt et potentielt problem. For boringstype IV og V (åbne boringer, hvor borerøret er anvendt som forerør) gælder den tilsvarende problematik.

Figur 2.15.
Borerør efterladt som forerør

Figur 2.16.
Niveauændring af forerørstætning og "skorstensdannelse" som følge af manglende oprensning

Se her!

Figur 2.17.
Niveauændring af forerørstætninger og "skorstensdannelse" som følge af opstået kavitet ved tørboring type III.

Disse kaviteter dannes normalt ved skødesløst udført borearbejde, hvor der sker en forkert nedføring af borerør i forhold til boreprocessen eller en utilstrækkelig oprensning før filtersætning. Herved opstår der risiko for lækage langs boringen på grund af forkert siddende forerørstætninger.

Betydningen af problemet med nedsynkning, vil ofte være være mindre end, hvor der helt mangler forerørstætning, idet forerørstætningen trods alt vil have en vis virkning, specielt den del som stadig er placeret ud for lerlagene.

2.7.2 Filtre

2.7.3 Forerør

2.7.3.1 Holdbarhed af materiale

Forerør af PVC har nu været brugt i hen ved 40 år, uden at der normalt er opstået problemer med holdbarheden i selve rørvæggen. Forskningsresultater tyder på, at PVC-rør kan forventes at have en levetid på mere end 100 år.

Stålrør har en meget kortere levetid, fordi stålet nedbrydes af korrosion. Den hastighed, hvormed korrosionen sker, afhænger af det kemiske miljø. Normalt forventes det, at korrosion vil resultere i lækager i stålrør efter ca. 30 års brug.

2.7.3.2 Borerør som forerør

Borerørene havde ofte tidligere en lokal forøgelse af diameteren som følge af anvendelse af muffer eller boresko. Dette førte til kanaldannelse langs borerørenes yderside. Afhængig af de gennemborede lags evne til at regenere er sådanne kanaler i nogle tilfælde blevet lukket med tiden, men som oftest vil kanaltværsnittet dog være blevet udfyldt med sandet materiale, som har en større permeabilitet end den omkringliggende formation. Dette indebærer i kombination med delvis utætte muffesamlinger, at overfladevand eller vand fra sekundære reservoirer kan trænge ind i boringen eller ned i grundvandsreservoiret. Skorstenseffekten er illustreret på figur 2.16.

2.7.3.3 Forerør som filterrørsforlængelse

Som tidligere omtalt kan forerør anvendt som filterrørsforlængelse udføres af stål, eternit eller PVC (og PEH).

Ved stålforerør kan der opstå utætheder som følge af dårlig sammensvejsning eller utætte gevindmuffesamlinger. Dermed kan der opstå transportveje fra de overliggende lag eller fra den permeable del af opfyldningen i ringvolumenet mellem forerør og de gennemborede lag og ind i boringen.

Trykniveauforskellen mellem porevandet i de omgivende lag og boringens afsænkede vandspejl vil derfor kunne bevirke, at en eventuel forurening af omgivelserne trænger ind i boringen, men den vil sjældent trænge videre ned til grundvandsreservoiret, hvis boringen er i jævnlig drift. Lækagevejene er vist på figur 2.18.

Figur 2.18
Lækage igennem samlinger og forerør ved jern-borerør efterladt som forerør, Type I, II og IV.

Figur 2.19.
Utætte samlinger i PVC, type III.

Samlinger af eternitrør med blød rågummiring efterstøbt med asfalt og PVC-rørsamlinger med O-ring og krympemuffe må anses for at være tætte samlinger, så længe gummimaterialet bevarer sin elasticitet, .

Er samlingen af PVC-rør med lim udført korrekt, kan disse rør ligeledes anses for tætte. Dette gælder dog ikke, hvis der er anvendt sikringsskruer, idet disse kan have perforeret røret ved montagen, og når de så senere ruster bort, opstår der lækager.

2.7.4 Forerørstætning

2.7.4.1 Generelle krav til forhindring af skorstenseffekt

2.7.4.2 Manglende forerørstætning

Type I, II, IV og V boringer er født uden udvendig forerørstætning. Manglende forerørsforerørstætning er desuden konstateret i type III boringer udført senere end 1960. Der er ikke benyttet egentlig forerørsafpropning konsekvent før 1980. Det potentielle problem er skitseret på figur 2.20.

Figur 2.20
Manglende forerørsforerørstætning type III

2.7.4.3 Tætningsmaterialets egnethed

Anvendelse af indstampet ler fra det opborede materiale eller af rent, håndæltet teglværksler kan ikke forventes at resultere i en tilstrækkelig tæt forerørstætning. Det skyldes de stærkt begrænsede pladsforhold under udførelsen i ringvolumenet mellem forerør og boringsvæg.

Anderledes stiller det sig med forerørstætninger udført med bentonitvælling, som efter at have gelet, bevarer en plastisk konsistens. Under bentonitvællingens sedimentation og geling reduceres forerørstætningens højde imidlertid, hvorfor den fortsatte indbygning af materialer i ringvolumenet må afvente, at bentonitten er gelet. Bentonitvællingen tilsættes ofte cement for at binde hurtigt af. Det betyder imidlertid, at den kan krympe, hvis der ikke er tilsat et middel - Betokem, Invert eller lignende - der skal få den til at ekspandere under afbindingsprocessen. Ved bentonittens krympning eller ved rystelser under den senere pumpeinstallation er der risiko for, at der kan etableres kanaler mellem den hærdnede forerørstætning og boringsvæggen, ligesom der kan opstå sprækker i selve forerørstætningen.

I perioden 1975-1980 blev der benyttet uegnede materialer til forerørstætningen (duranitkugler), som i mange tilfælde har medført direkte kanaldannelse gennem tætningerne. Først i 1980`erne er benyttet bentonit som forerørstætningsmateriale, hvorfor alle boringer før denne periode potentielt kan have problemer med "skorstenseffekt". Det potentielle problem er skitseret på figur 2.21.

Figur 2.21
Skorsstensdannelse som følge af uegnet materiale eller ikke tilstrækkelig højde af forerørstætning

Forerørstætninger udført af ekspanderende bentonit, der efter ekspansionen bevarer en plastisk konsistens, må forventes at være tætte; dog skal det sikres, at der ikke dannes kanaler langs rørinstallationer i borehullet, som er anbragt for tæt ved hinanden eller for tæt ved forerørets væg.

2.7.4.4 Tætningens korrekte placering

For at kunne placere en forerørstætning korrekt med hensyn til dybden, er det nødvendigt at have et præcist kendskab til den gennemborede lagfølge med tilhørende laggrænser.

Er boringen udført som en tørrotationsboring med nedførte borerør, er det normalt muligt at opnå præcise oplysninger om lagfølgen.

Ved skylleboreteknikker er det vanskeligere at få præcise oplysninger om lagfølgen. Dette skyldes, at der vil være en forskel mellem tidspunktet for løsboringen af materialet i borehullets bund, og tidspunktet, hvor det løsborede materiale ankommer til terræn. Unøjagtigheder i bestemmelser af laggrænser mv. vil derfor forøges med forøget boredybde.

Som det fremgår af figur 2.8, er transporttiden ved anvendelse af direkte skylning normalt langt større end ved anvendelse af omvendt skylning - herunder lufthæveteknikken. En langsom transporttid vil give usikkerhed i bestemmelsen af dybde til laggrænser. Ligeledes vil en langsom transporthastighed kunne medføre separation af det løsborede materiales fraktioner, således at det bliver svært at karakterisere de gennemborede lag, og det bliver specielt vanskeligt at erkende tilstedeværelsen af tynde jordlag. Disse usikkerheder er derfor mest udtalt ved anvendelse af direkte skylleteknik.

Usikkerhed om dybden til laggrænser mv. fører som oftest til beslutning om at placere forerørstætningen dybere end begrundet i den faktiske lagdeling. Hvis der samtidig udføres en forerørstætning med begrænset højde, og hvis tætningen homogenitet endvidere er blevet reduceret, fordi der er sedimenteret løsboret materiale i borehullet, vil det være vanskeligt at opfylde funktionskravet til forerørstætningen. Det må derfor generelt anbefales, at der i vandforsyningsboringer udføres en gammalog før filtersætning og i det færdige borehul til verifikation af lagfølgen, således at forerørstætningerne kan placeres korrekt.

2.7.4.5 Tætningens korrekte højde og forskel mellem bore- og forerør

DS 441 og DS 442 stiller krav om, at forerørstætningen mindst skal være 1 m målt langs forerøret. Kravet gælder såvel forerørstætninger ud for de vandstandsende jordlag som forerørstætninger ved terræn eller umiddelbart under bund af installationsbrønd.

Normernes krav er i vide kredse blevet tolket på den måde, at kravet er opfyldt, hvis forerørstætningens højde netop er 1 m. Forerørstætningens højde imidlertid skal være så stor, at modstanden mod strømning gennem forerørstætningen mindst svarer til modstanden mod strømning gennem de gennemborede vandstandsende lag.

Også selv om hele jordprofilet består af sand, skal der anvendes forerørstætning. Dette skyldes, at sandlag som følge af, at de ofte er aflejret i vand, kan være stærkt lagdelte som resultat af sedimentation. Dette betyder, at sandet vil have en permeabilitetkoefficient, der er langt mindre i lodret retning end i vandret retning. Situationen er vist på figur 2.21.

Konsekvensen af denne type lækage er regnes for at være mindre end fx ved manglende forerørstætning.

Forerørstætninger, som er behæftet med fejl, fordi forerøret har for stor diameter i forhold til boringens diameter, således at der ikke er plads til at udføre forerørstætningen korrekt, er en anden potentiel lækagetype. Man kan få en formodning om dette problemer ved at holde boredata op mod de gængse håndregler for korrekt udført borearbejde.

2.7.4.6 Forerørstætningens forbliven på plads

Som illustreret på figur 2.16 og 2.17 kan en forerørstætning synke ned i forhold til dens oprindelige placering, efter at vandforsyningsboringen er taget i brug. Dette skyldes som oftest omlejring af gruskastningen, og følgen heraf kan være, at der opstår ricisi for lækager og utilsigtede transportveje med forurening af boringen til følge.

2.7.5 Forerørs- og boringsafslutning

En boringsafslutning (råvandsstation, overbygning, tørbrønd) er ofte ved sit materialevalg og udførelsesform utæt i sig selv. I så fald kan kun en effektiv forerørsafslutning forhindre, at eventuelt forurenet overfladevand eller forurening i de øvre reservoirer trænger ned i boringen. Problemer med utætte dæksler i terrænoverfladen, vand i tørbrønd med risiko for nedløb i pejlestudser mv., utætte brøndringe, kabel- og rørgennemføringer osv. er eksempler på fejl. Mange af disse ting blive elimineret ved omlægning til overjordiske råvandsstationer. På figur 2.22 er der illustreret en række konstruktionsbetingede forureningsveje ved en boring med tilhørende råvandsstation.

Se her!

Figur 2.22.
Eksempler på konstruktionsbetinget transport fra boringsafslutning

Selv om råvandsstationen er tæt mod indtrængende overfladevand eller vand fra et højtliggende, sekundært reservoir, kan der opstå transportveje til boringen langs råvandsstationens ydersider og bund. Er bundpladen derfor ikke udstøbt på lavpermeabelt materiale, og er udgravning ikke tilbagefyldt med komprimeret, lavpermeabelt materiale, er der risiko for, at en forurening kan brede sig langs disse transportveje.

For at undgå iltning og dermed behovet for hyppig generering af boringen er mange vandforsyningsboringer afsluttet med lufttætte flanger. Strømning langs råvandsstationens yderside og bund vil i disse tilfælde kunne forstærkes, hvis forerørsafslutningen er totalt lufttæt. Dette skyldes, at oppumpning af vand fra boringen i så fald vil resultere i dannelse af et vakuum i boringen. Dette vakuum vil øge risikoen for, at der trækkes vand ind i boringen, hvis der er lækager i forerørssamlinger mv. Dette er illustreret på figur 2.23.

Se her!

Figur 2.23
Utæt forerør med manglende udluftning af forerørsafslutning

Er der opstået et sådant vakuum, vil dette blive udlignet ved et pumpestop og den følgende vandspejlsstigning. Har vakuumet imidlertid forårsaget en strømning mod boringen, vil vandspejlsstigningen opbygge et overtryk, således at luft vil kunne presses i modsat retning med tilhørende ricisi for at åbne transportvejene yderligere.

Ved at forsyne borerørsafslutningen med et udluftningsrør med højtliggende åbning, kan det undgås, at der dannes vakuum i boringen, og risikoen for forureningsudbredelse er dermed begrænset til gravitationstransport. Anvendelsen af udluftningsrør blev foreskrevet i første udgave af DS 442 fra 1978. Anvendelsen er ikke foreskrevet i 2. udgave af normen fra 1988, idet man den gang anså det for uheldigt, at der kunne komme forøget okkerudskillelse i boringen, når der var mulighed for et vist iltskifte.

2.7.6 Efterladte vandindvindingsanlæg

Lov nr. 169 fra 1969 angiver i § 34 muligheden for at stille krav vedrørende tilkastning af brønde og lukning af boringer, som ikke længere anvendes til vandforsyningsformål. Først ved "Brøndborerbekendtgørelsen" fra 1980 fremkommer der imidlertid generelle regler for fremgangsmåden ved sløjfning af boringer og brønde.

Det må derfor forventes, at boringer og brønde, som er taget ud af drift før 1980, er efterladt med de transportveje for forurening, som de er udført med suppleret med en forureningsvej direkte fra boringens eller brøndens top og ned gennem boringen eller brønden.

"Brøndborerbekendtgørelsen" fra 1980 foreskriver, at brønde og boringer, der sløjfes, skal fyldes op med impermeabelt materiale for at forhindre uønsket vandudveksling mellem forskellige reservoirer i jordprofilet. En sådan foranstaltning er imidlertid kun rettet mod forureningsveje ned gennem boringen eller brønden og til dels mod forureningsveje ud gennem boringens utætte foringsrør eller brøndens utætte brøndrør. Mulige forureningsveje langs et forerørs eller en brønds yderside vil ikke blive reduceret ved den foreskrevne indvendige opfyldning.

Den indvendige opfyldning er således kun effektiv, såfremt der mellem forerør og de omgivende vandstandsende lag har været etableret en korrekt udført forerørstætning. Såvel opfyldte som ikke-opfyldte vandforsyningsboringer, der er blevet etableret før ca. 1960 må derfor anses for at udgøre en fortsat risiko for forureningsudbredelse. Boringer, der er udført som type III boringer efter ca. 1960, vil i opfyldt tilstand frembyde de muligheder for forureningsveje langs forerørets yderside, som de oprindeligt måtte være udført med som følge af, at der er anvendt uegnede materialer til forerørstætning.

Det er således først ved korrekt udført sløjfning af boringer udført efter ca. 1980 med effektive forerørstætninger, at risikoen for forureningsudbredelse fra sløjfede boringer er elimineret, således at "spøgelsesboringer" ikke opstår.

2.8 Kategorisering af boringsbetingede transportveje

Der er i de foregående afsnit foretaget en gennemgang og vurdering af de boreteknikker, boringsudbygninger og indbygningsmaterialer, som i det sidste århundrede er anvendt i forbindelse med udførelse af vandindvindingsboringer i Danmark.

Der er i det følgende foretaget en kategorisering af potentielle konstruktionsbetingede transportveje. For de enkelte kategorier er den potentielle hyppighed og betydning herefter vurderet. Der er angivet en skønnet vægtning af problemets omfang, relateret til bilag 8.2.

Risikoen for, at der opstår lodrette lækager langs forerøret optræder især, hvor der er anvendt borerør (arbejdsrør) med muffer og boresko, som har dannet kanaler langs forerøret. Det drejer sig specielt om tørboringer udført før 1960, hvor borerøret har været anvendt som forerør, men hvor der ikke er anvendt forerørstætning af nogen art (type I og II boringer). En lignende risiko optræder ved åbne boringer, hvor borerøret er anvendt som forerør i de øvre vandstandsende lag (type IV og V boringer). Problemet er størst ved gennemboring af faste kohæsive lag, idet en forøgelse af borehullets diameter i permeable aflejringer kun i begrænset omfang vil introducere nye transportveje.

Risikoen for lækage ved boringstype III er nøje sammenknyttet med tilstedeværelsen og kvaliteten af den udførte forerørstætning. I perioden indtil 1980`erne blev der ved denne type boringer normalt ikke benyttet forerørstætninger. I tilfælde af at der gjorde, har det i stor udstrækning været uegnede materialer. Fra ca. 1975-1980 blev der således benyttet forerørstætningsmaterialer som i mange tilfælde har medført direkte kanaldannelse gennem tætningerne.

En anden risiko for transport langs forerøret opstår ved type III boring, hvis der sker nedsynkning af forerørstætningen. Risikoen for, at noget sådant sker, er ved tørboringer specielt knyttet til, at der kan opstå boringsbetingede kaviteter, som så senere udfyldes med nedsynkning og "skorstensdannelse" til følge. Ved skylleboringer optræder sådanne nedsynkninger som oftest på grund af manglende oprensning under boringsudførelsen, hvorved der kan ske en omlejring af gruskastningen under renpumpningen af boringen med nedsynkning af forerørstætningen til følge. Ved tørboring opstår nedsynkningen ved forkert nedføring af borerøret under boreprocessen.

Forerørstætningen kan endvidere være udført med en utilstrækkelig højde, således at modstanden mod strømning gennem tætningen er væsentlig mindre end modstanden mod strømning gennem de gennemborede vandstandsende lag. Denne fejl kan ofte henføres til, at den i normerne foreskrevne minimumshøjde af tætningen på ca. 1 m ikke under alle omstændigheder er tilstrækkelig.

Endelig kan forerørstætninger være behæftet med fejl, fordi forerøret har for stor diameter i forhold til boringens diameter, således at der ikke er plads til at udføre forerørstætningen korrekt.

Ud over ovenstående beskrivelser af lækagemuligheder langs forerøret, er der eksempler på kortslutning mellem forskellige magasiner som følge af en boringsudbygning med flere filterintervaller i samme boring kun adskilt af en forerørsstrækning med eller uden forerørstætning. En sådan filtersætning har tidligere været almindelig praksis, men bør helt undgås på grund af den oplagte risiko for kortslutning af magasiner.

Som det fremgår af ovenstående, er der mange årsager til dannelse af brøndborerskorsten. Problemet anses således for at være meget hyppigt. Betydningen af lækagen styres af de hydrauliske forhold i skorstenen, og afhænger derfor i høj grad af tætningsmateriale, -metode, -placering, og -højde, men sandsynligvis også af ydre omstændigheder som dybde til grundvandsmagasinet (højde af forerør), kildestyrke, forureningsgrad og (- type) i sekundære magasiner/overfladenært grundvand, oppumpningsmængder i boringen m.v.

Vægtning af problem: Problemkategori I-IV, jf. bilag 8.2.

2.8.2 Utætte forerør

Gennemtæring af forerør af stål må generelt forventes at kunne ske efter 20-30 års levetid. Borerør af stål, som er anvendt som forerør, er hovedsagelig benyttet indtil ca. 1960, hvorfor det må forventes, at sådanne boringer er i højrisikozonen for lækage som følge af korrosion. Herudover kan det ikke udelukkes, at der kan opstå huller i forerør af andre materialer, specielt ved pumpeplacering m.v.

Problemet anses for at være hyppigt, og kan afhængig af lækagens og dermed indstrømningens størrelse være et betydende problem.

Vægtning af problem: Problemkategori II-IV, jf. bilag 8.2.

2.8.3 Utætte forerørssamlinger

Transport af forurening gennem utætte rørsamlinger er et problem, som potentielt er muligt i alle typer af boringer. Siden 1975 er PVC-samlingerne forsøgt tætnet med teflontape og i visse tilfælde med O-ringe. Udersøgelser har vist, at teflontape har haft den modsatte effekt, hvis der er benyttet for mange omviklinger. Limmuffer med skruer, som primært er anvendt i perioden 1965-1975 indebærer er oplagt risiko for efterfølgende utætheder i tilfælde af, at skruerne er skruet igennem forerøret og senere er rustet væk. PVC-samlingerne er forerørets svage punkt mht. trykpåvirkninger, hvilket betyder de ofte vil være utætte. Også samlinger i stålrør kan være utætte, men problemet anses dog ikke for at være så stort, som for PVC- og PEH samlingerne, hvor problemet ikke skønnes løst i selv nyetablerede boringer.

2.8.4 Utætte borings- og forerørsafslutninger

Utætte overbygninger kombineret ned utæt forerørsafslutning vil kunne medføre en direkte nedstrømning i forerøret. Der kan opstå utilsigtede indstrømninger gennem utætte dæksler, nedløb af overfladevand ved placering af tørbrønd i terræn, kabelgennemføringer, utætte samlinger i brøndringe m.v.

En udpræget risiko for, at overfladevand kan trænge ind i boringsvolumenet, opstår desuden ved utætte forerørsafslutninger kombineret med bundplader i råvandsstationen, som ikke er udstøbt på lavpermeable aflejringer samtidig med, at der er opfyldt med højpermeable materialer omkring råvandsstationen.

En anden type risiko opstår i forbindelse med tætte forerørsafslutninger udført uden udluftning. Tætte forerørsafslutninger findes mange steder, da det kan have gavnlig indflydelse på processer i forerøret med færre regenereringer til følge. Men det er særdeles vigtigt at forerøret ikke har utætheder af nogen art, da der ellers som følge af det vacuum der vil opstå ved start af oppumpning, vil kunne trækkes forurening til boringen selv i tilfælde af små lækager i forerøret.

Vægtning af problem: Problemkategori I-IV.

2.8.5 Ineffektiv sløjfning af boringer

Først efter 1980 kan sløjfning af boringer ved udstøbning anses for at være hensigtsmæssigt udført. Dette skyldes, at der først på dette tidspunkt blev introduceret effektive forerørstætninger. Problemet med "spøgelsesboringer" kan derfor tidligst være løst efter 1980.

Vægtning af problem: Problemkategori I-III.

Man skal være opmærksom på at de nævnte lækagetyper kan optræde enkeltvis eller i flere tilfælde kombineret. I sidste tilfælde vil den potentielle risiko for forurening øges. Boringskonstruktionsbetinget lækage fra vandforsyningsboringer kan resultere i at vandet i boring og indvindingsmagasin forurenes i mere eller mindre grad. En forudsætning for boringsbetinget forurening er, at der har været benyttet pesticider i boringsnær afstand, enten på selve vandværksgrunden, eller fra nabokilder, så forureningen kan transporteres til boringens konstruktioner via overfladevand eller sekundære magasiner og videre til magasinet langs boringen eller i boringen. I tilfælde af at der sker naturlig nedsivning til magasinet ad andre veje end via boringen er der tale om en "magasinforurening". Forureningens videre spredning til grundvandsmagasinet ved en boringsbetinget forurening afhænger af, om den pågældende boring udnyttes konstant/jævnligt eller kun sporadisk, og om der er kontinuert eller intervaldrift. Herudover er de naturlige hydrauliske vertikale og horisontale gradienter afgørende for forureningsspredningen.

2.9 Konklusion af udredningsarbejdet

I perioden før 1960 blev benyttet tør-boreteknik, og man brugte borerør af stål, som blev efterladt som forerør uden forerørstætning mellem ydersiden af rørene til de gennemborede lag (type I og II boringer, jf. figur 2.12). En større diameter på den nederste del af det nederste borerør (boresko), sikrede sammen med muffesamlinger mod for stor friktion langs borerøret, jf. figur 2.15. Dette kan i den færdige boring betyde, at vand trænger ned langs ydersiden af forerøret fra de ovenliggende lag uden at gennemborede lerlag yder beskyttelse mod nedtrængning af evt. pesticidholdigt vand (skorstenseffekt). Gennemborede sandlag giver erfaringsmæssigt kraftig friktion langs borerør, mens der ved gennemboring af lerlag vil opstå et åbent hul. Dette hul vil derefter blive udfyldt med de sandede aflejringer fra den gennemborede friktionsjord, hvorved den hydrauliske ledningsevne langs røret bliver større end den omkringliggende formation. Herudover er der risiko for, at forerør i boringer fra denne periode er gennemtæret, eller at der er utætte samlinger.

Fra 1950 til 1960 anvendte man ud over stål desuden forerør af eternit. Eternitrørene anses stadig for at være tætte mht. tæring og sandsynligvis også i samlingerne. Derimod er der risiko for introduktion af lækage langs rørene, på grund af ingen eller mangelfuld og forkert forerørstætning.

I perioden efter 1960 til 1970 har man ofte udført skylleboring og brugt PVC-rør og gruskastning (type III boring). PVC rør gennemtæres ikke under normale omstændigheder. Derimod er der risiko for utætte samlinger, specielt ved gennemskruninger, samt skorstenseffekt ved nedsivning på ydersiden af forerørene.

Fra 1960 til 1975 anvendte man ingen eller utilstrækkelige forerørstætninger af opgravet ler, tegller eller dårlig bentonitvælling. I perioden fra 1975 til 1980 brugte man i stort omfang Duranitkugler (kugler af tørret ler), der senere har vist sig at være utætte, og direkte dannede kanaler. Først fra 1980 og op til nu har man brugt PVC-rør som forerør (type III boring), der bliver samlet med gevind, og hvor der bruges forerørstætning med bentonitpiller, der ekspanderer kraftigt og effektivt udfylder alle mellemrum. Noget tyder dog på at der ofte stadig er problemer med utætte samlinger i nyetablerede boringer.

Af ovenstående fremgår det således, at der i alle boringer udført før 1980 potentielt kan være lækagerisici på grund af én eller flere konstruktionsmæssige fejl. Lækage kan således opstå via gennemtærede stålrør, utætte samlinger af forerør eller via utætte/manglende forerørstætninger, som kan introducere skorstenseffekt i forbindelse med store grundvandssænkninger omkring indvindingsboringerne. Herudover kan det ikke udelukkes, at der efter 1980 er udført dårligt borearbejde med defekte boringer til følge.

I bilag 8.2 er der givet en oversigt over de konstruktionsbetingede forureningsrisici, som er omtalt i de foregående afsnit.