Heeft u vragen? U kunt ons ook bellen op tel: 0318-695315

Bemaling van bouwputten en sleuven
Deze tekst is gepubliceerd op 11-05-20

Uitvoering

Aanbrengen van de bemalingsinstallatie
De wijze van uitvoering (aanbreng- of uitvoeringsmethode) en de kwaliteit van het in te zetten materieel dat gebruikt wordt bij het aanbrengen en installeren van onttrekkingsfilters en/of deepwellbronnen, zijn medebepalend voor de kwaliteit van het bemalingssysteem.
De uitvoeringsmethode voor het aanbrengen van de onttrekkingsfilters en/of deepwellbronnen is afhankelijk van (actuele) landelijke en lokale wet- en regelgeving. Lokale wet- en regelgeving is het gebiedsafhankelijk beleid van waterschappen. Maar bijvoorbeeld boringsvrije zones vallen onder de provinciale (lokale) milieuverordening. Raadpleeg voorafgaand aan de werkzaamheden daarom de actuele regelgeving (landelijk en lokaal). Voorbeelden hiervan zijn een check op de uitvoeringsregels of richtlijnen behorende bij de Keur van het betreffende waterschap en protocol 2101 ‘Mechanisch boren’.
Boortechnieken
Voor de plaatsing van bronnen, retourbronnen en filters zijn er diverse uitvoeringsmethoden en technieken. Enkele van die technieken zijn hierna beschreven. Check tijdens de voorbereiding van de werkzaamheden de toelaatbare en toegestane boortechniek(en). De projectlocatie en de actuele wet- en regelgeving zijn bepalend.
Er zijn twee grondboortechnieken: onverbuisd boren en verbuisd boren. Bij de verbuisde boormethode steunt een boorbuis de boorgatwand om het invallen van het boorgat te voorkomen.
Onverbuisde technieken
  • Gebruik in niet-cohesieve grond spuiten/spoelen met water met een spuitlans met spuitkrans of mantelbuis met inwendige spuitlans. Deze techniek is met name geschikt voor het, in kleinere of grotere aantallen, handmatig aanbrengen van verticale filters tot circa 6 meter minus maaiveld, zoals gebruikelijk bij toepassing van een vacuümbemaling.
    [ link ]

    Figuur 39. Spuiten/spoelen met water (bron: Jan Wolterink)
  • Een roterende holle avegaarboor om filters tot een bepaalde diameter te plaatsen. De lengte van de avegaar kan sterk variëren. De avegaar bereikt roterend de gewenste diepte. Plaats daarna het filter in de holle centrale buis en draai de avegaar de grond uit.
    [ link ]

    Figuur 40. Holle avegaarboor (bron: Conrad-Stanen)

  • Roterend spoelboren voert spoelwater via een pomp door een persslang en boorstangen naar spoelgaten in de ronddraaiende boor. De grond wordt met de boorvloeistof tussen boorstang en boorgatwand naar boven afgevoerd. De boorvloeistof circuleert via een spoelbak of spoelvijver die de boorspecie opvangt. Met deze techniek zijn boorgaten te maken tot circa 0,3 meter waarin onttrekkingsfilters met omstorting met een grotere diameter kunnen worden aangebracht.
    [ link ]

    Figuur 41. Roterend spoelboren (bron: Jan Wolterink)

  • Vergeleken met de vorige methode, heeft de vloeistofstroom bij zuigboren een tegengestelde richting. De losgeboorde grond gaat nu in een vloeistofstroom via de holle boorstangen naar boven. Aan maaiveld bezinkt de grond, terwijl de vloeistof langs de buitenzijde van de boorstangen naar beneden stroomt. Meestal blijft de vloeistofstroom op gang met een zelfaanzuigende centrifugaalpomp; soms gebeurt dit met een straalpomp volgens het venturi-principe. Een nadeel van deze methode is dat de hoeveelheid toe te voegen energie beperkt is, waardoor de boorsnelheid afneemt bij toenemende diepte. Daarom wordt bij een grotere boordiepte vaak gebruikgemaakt van de luchtliftmethode. Bij deze variant blijft de vloeistofstroom op gang door perslucht in de boorstang te blazen. Door afname van de soortelijke massa boven de luchtinlaat, komt een stroming op gang die krachtiger wordt naarmate de luchtinlaat verder onder water komt. Bij deze ‘reverse-circulation’ boormethode zijn er geen beperkingen aan de boordiameter. De diepte bij zuigboren is beperkt tot 80 à 100 meter, maar kan met het luchtliften vele honderden meters zijn.
Verbuisde technieken
  • Bij pulsboren wordt een boorbuis (van pvc of staal, afhankelijk van de boordiepte) ter grootte van het boorgat in de grond gebracht. Gangbare diameters liggen tussen de 120 en 220 millimeter, maar diameters tot 600 millimeter zijn mogelijk. Breng de boorbuis met een draaiende beweging in de grond. Een puls die in de boorbuis aan een lier hangt, pakt de grond onder/in de boorbuis met een pulserende beweging op legt de grond op het maaiveld. Met deze zeer arbeidsintensieve en langzame methode zijn heel goede grondmonsters te maken en op uiterst zorgvuldige wijze filters te plaatsen. Pas pulsboren daarom toe bij grondonderzoek en op locaties waar andere technieken niet toegestaan of mogelijk zijn (dijklichaam, spoorweg, middenberm, verontreinigde locaties).
    Sonisch boren is een bijzondere vorm van pulsboren. Het grootste verschil is de frequentie van de slagen. Bij sonisch boren kan de frequentie oplopen tot meer dan 200 hertz. Deze hoogfrequente trilling zorgt ervoor dat de grond die in direct contact staat met de boorbuis gaat vloeien tijdens de boring. Doordat de grond als het ware vloeibare eigenschappen gaat vertonen, kan de boorbuis makkelijker de bodem ingedrukt worden. Er is dan namelijk een lagere weerstand voor de boorbuis. Het ‘vloeibaar’ worden van de grond (grondontspanning) vindt alleen enkele millimeters rond de boorpunt plaats, zodat de grond eromheen niet verstoort. De methode van sonisch boren maakt het mogelijk om in zand, grind en niet al te zware klei zeer snel op diepte te komen. Pas sonische boortechnieken onder andere toe bij bodem- en grondonderzoeken, milieuonderzoeken en bij saneringsprojecten, bronboringen en bronbemalingen.
    [ link ]

    Figuur 42. Pulsboren (bron: Jan Wolterink)

Boormethoden voor diverse gesteenten
Pas het emmerboren, lepelboren en het DTH-hamerboren (‘down the hole’) met name toe in gebieden met grind, verkitte grindlagen en/of vaste gesteenten (mergel). Over het algemeen worden mantelbuizen met een grote diameter gebruikt. Verwijder met 'geweld' met lucht, water of grijpers het bodemmateriaal in de mantelbuis, waarna deze naar beneden wordt gedraaid of geheid. Pas het roterend zuigboren/luchtliften met rollerbits (rollerbeitel) als methode toe in niet zeer harde, vaste gesteenten zoals kleisteen, zandsteen, kalksteen en/of leisteen. In tabel 6 staat een overzicht van in te zetten boormethoden bij diverse gesteenten.
[ link ]

Figuur 43. Boormethoden diverse gesteenten (bron: Vakboek opleiding boormeester diepboringen)

Werkwater is water dat gebruikt wordt bij een boring om een filter of bron aan te brengen of om een boorgat in stand te houden. Het verkrijgen en de inzet van werkwater op een project is afhankelijk van de locatie van het project en de actueel geldende wet- en regelgeving; zie hiervoor ook beoordelingsrichtlijn BRL SIKB 2100 ‘Mechanisch boren’ en bijbehorend protocol 2101.
Bronfilters
Wanneer het geplaatste filter voor het eerst wordt schoongepompt, komen meestal fijne gronddeeltjes met het opgepompte water mee. Een deel van de uitgespoelde deeltjes kan mogelijk in de put bezinken. Verleng daarom de onderzijde van het putfilter met een blinde buis (zandvang) met een lengte van minimaal 0,5 à 1 meter, voorzien van een houten of kunststof bodem.
Plaats het filter goed gecentreerd in het boorgat. Gebruik hiervoor centreerbeugels of pvc-ringen met klemband (afstandhouders). Dit is nodig voor een gelijkmatige verdeling van de filteromstorting om het bronfilter in het boorgat. Zeker als er sprake is van toepassing van zwelklei, draagt het centreren van een bron of filter bij in het voorkomen van achterloopsheid of onbedoelde kortsluiting (contact) van watervoerende lagen.
Pas bij een grotere boordiepte of bij meervoudig gebruik van de filters een grote wanddikte (drukklasse) toe met mechanisch voldoende sterke draadverbindingen. Er bestaat een grote variatie in het aanbod van filter- en stijgbuizen; bijzondere afmetingen of perforaties zijn op bestelling mogelijk. De omstorting van het putfilter reikt doorgaans van een meter beneden en twee meter boven de filterperforaties. Dit is nodig in verband met mogelijk nazakken van het vulmateriaal in het boorgat. Houd bij toepassing van de omstorting rekening met de actuele regelgeving die geldt voor afdichting van slecht doorlatende lagen. Er mag geen contact zijn tussen verschillende watervoerende pakketten.
Plaats in grotere putten een peilfilter, opwaarts verlengd met een stijgbuis, om de waterstand in de put te meten, meestal in de filteromstorting. Breng op niveaus waar zich scheidende lagen bevinden, een afdichting met klei of expanderende kleikorrels (zwelklei) aan. Vul het boorgat voor het overige gedeelte op met doorlatend materiaal (filtergrind, filterzand), eventueel met toevoeging van een hoeveelheid zeer grof (aanvul)grind, om nazakken van het vulmateriaal te versnellen en de druk op de (zwel)kleiafdichting te vergroten; zie hiervoor beoordelingsrichtlijn BRL SIKB 2100 ‘Mechanisch boren’ en bijbehorend protocol 2101.
Schoonpompen
Begin bij een onverbuisde boortechniek zo snel mogelijk met het (sectiegewijs) schoonpompen van het filter om onder andere achtergebleven kleidelen uit de omstorting te verwijderen. Pomp het filter zo lang schoon tot de put zand- en slibvrij water levert. Begin het schoonpompen voorzichtig, met een klein debiet en eindig met een debiet dat groter is dan bij normaal gebruik. Doe dit met een bovengrondse centrifugaalpomp of, indien het water te diep staat en bij grotere diameters, met een onderwaterpomp.
Of maak gebruik van een luchtlift: door het blazen van perslucht onderin de blinde stijgbuis, boven het filtertraject, ontstaat een opwaartse stroming. Dat is en stroming die het gevolg is van de afname van het gewicht of de druk van de met lucht vermengde waterkolom in de stijgbuis. De luchtliftmethode zorgt als voordeel voor een schoksgewijze belasting van de put en is hierdoor erg effectief gebleken voor het schoonpompen. Dit heet veelal het sectiegewijs schoonpompen.
Bij toepassing van een pomp bij een hardnekkige verstopping van een pas geplaatste bron, helpt intermitterend (afwisselend aan en uit) pompen. Helpt dit niet, gebruik dan grovere middelen zoals chemisch reinigen.
Controleer een peilfilter (peilbuis of waarnemingsput) op verstopping door het te laten vollopen met water en vervolgens te verifiëren of de waterkolom daalt.
Horizontale bemaling
In hoofdstuk 5 zijn enkele voordelen van horizontale bemaling behandeld. Horizontale bemaling is met name handig voor een goede opbouw van de aanvulling van de sleuf waarin de drain is aangebracht. Pas rondom de drain bij voorkeur zeer goed doorlatend drainzand toe en vul de sleuf verder op met goed doorlatend zand.
De toestroming naar de drains vindt plaats onder zwaartekracht. Creëer een kleine onderdruk in de drains als de drains niet uitmonden in een verzamelput waaruit het water wordt gepompt, maar via een blinde buis rechtstreeks op een (zuigpers)pomp zijn aangesloten. Deze kleine onderdruk bevordert de toestroming naar de drains. Vergroot deze onderdruk door de drains te bemalen met een venturi-systeem. Gebruik een venturi-systeem eerder om zetting van cohesieve ('slappe') bodemlagen (versnelde consolidatie) te bevorderen dan voor bemalingen, aangezien het veel energie vraagt.
Horizontale bemaling met drains heeft voordelen. Er zijn minder bovengrondse obstakels nodig dan bij een verticaal bemalingssysteem. Door de toepassing van een horizontale onttrekking onder de sleuf- of bouwputbodem is de bemaling effectief. Er is sprake van een reductie van het waterbezwaar ten opzichte van een verticale variant en er is minder effect op de omgeving dan bij een verticaal systeem.
Horizontale bemaling wordt vaak toegepast bij sleufbemalingen, en is ook bij (grotere) bouwputten bruikbaar en zeer effectief. De toepasbaarheid van horizontale bemaling is, zeker binnenstedelijk, beperkt bij kruisende ondergrondse infrastructuur zoals kabels en leidingen.
Sleufbemaling
Sleufbemalingen zijn te verdelen in binnenstedelijke en buitenstedelijke sleufbemalingen. Afhankelijk van de ligging van kabels en leidingen in het buitenstedelijk gebied, is bij een sleufbemaling de inzet van machinaal aangebrachte horizontale bemaling mogelijk.
Zet binnenstedelijk of in situaties waarbij bestaande kabels en leidingen aanwezig zijn, verticale filterbemaling en/of een open bemaling in. Bij een gelaagde bodemopbouw kan een ontlastbemaling of spanningsbemaling eveneens deel uitmaken van de sleufbemaling.
Gebruik enkel- of dubbelzijdige verticale bemaling afhankelijk van de situatie en toestroming van freatisch grondwater. Plaats ontlastfilters over het algemeen zo dat, na het afzagen van de ontlastfilters, uitstroming onderin de sleuf kan plaatsvinden.
Gebruik horizontale sleufbemaling, met of zonder zandopvulling boven de drain, afhankelijk van de diepteligging en sleufbreedte. Pas horizontale sleufbemaling toe met een enkele streng onder het hart van de sleuf of verdeeld over meerdere strengen.
Pas sleufbemaling enkelzijdig toe als spanningsbemaling nodig is bij een sleuf, of als er sprake is van de inzet van open bronnen, of zelfs van deepwellbronnen. In uitzonderlijke situaties, waarbij sprake is van grote sleufbreedtes, is dubbelzijdig in driehoekverband mogelijk. Of er dan nog gesproken kan worden over sleufbemaling is echter discutabel.
Houd bij toepassing van verticale systemen de onderlinge hart-op-hartafstand beperkt. Een kleinere, gerichte afpomping beperkt effecten op de omgeving en het uiteindelijk waterbezwaar. Paragraaf 8.4 gaat in op aandachtspunten en uitvoeringstechnische handreikingen bij de toepassing van sleufbemalingen.
Retourbemaling
Het is steeds vaker wenselijk of noodzakelijk dat het opgepompte bemalingswater geheel of gedeeltelijk in de bodem wordt teruggepompt. Het beste gaat dit met een retourbemaling, waarbij het water rechtstreeks via retourputten weer in de ondergrond komt.
Houd hierbij de volgende zaken in het oog:
  • Retourbemaling kan alleen succesvol zijn wanneer toetreding van lucht in het bemalingssysteem is uitgesloten. In de praktijk betekent dit dat de bemalingstypen met zuigpompen afvallen en retourbemaling veelal alleen mogelijk is in combinatie met een bemaling met onderwaterpompen. De gehele uitvoeringswijze van het retourbemalingssysteem moet ook zodanig zijn, dat lucht niet kan toetreden;
  • Retourneer in hetzelfde watervoerendpakket als waaruit onttrokken wordt;
  • Geen verontreinigingen toevoegen of verontreinigd water retourneren in ‘schoon’ grondwater;
  • Vermijd lokale onderdrukken in het leidingsysteem. Aandachtspunten hierbij zijn regelafsluiters en de wijze van injectie in de retourput;
  • Voorkom dat bemalingsputten achterloops en daardoor onbruikbaar worden. Voorzie daarom een retourbemaling altijd van een overstort; dat voorkomt dat de druk in de leiding te hoog wordt. Continu of regelmatig meten van de overdruk is een goede methode om problemen met infiltreren tijdig te zien aankomen en preventief te handelen;
  • In het algemeen geldt dat infiltratie kritischer is dan onttrekking. Daarom is het aantal retourputten altijd groter dan het aantal onttrekkingsputten (doorgaans in een verhouding 1 : 3);
  • Er kunnen zich omstandigheden voordoen, die een succesvolle retourbemaling in de weg staan, ook bij een goede uitvoering (zie ook regeneratie van (retour)bemalingen verderop in dit hoofdstuk);
  • Goed inzicht, ervaring en inventiviteit van het bemalingsbedrijf zijn nodig om de retourbemaling goed uit te voeren.
Overweeg de optie van lozing in een buffer/vijver als een retourbemaling niet uitvoerbaar is omdat niet aan de hiervoor gestelde eisen kan worden voldaan. Dit vergt meestal echter een groot infiltratiegebied of intensief onderhoud.
Pompen en leidingen
De diverse bij de bemaling van bouwputten te gebruiken pompen worden meestal aangedreven door een diesel- of elektromotor.
Zuigerpompen of zuigperspompen hebben doorgaans een hoog rendement en zijn verkrijgbaar tot een capaciteit van circa 100 m³/uur. Dit type pomp is uitermate geschikt voor vacuüm- en open bemalingen. Ze verwerken mengsels van water en lucht probleemloos; door de pulserende werking zal de grond rond de filters bovendien minder gemakkelijk 'dichtslaan'.
[ link ]

Figuur 44. Zuigerpomp (bron: Van Kessel Bronbemaling)

Centrifugaalpompen zijn minder geschikt voor het verpompen van een water-luchtmengsel, maar werken efficiënter bij het verpompen van grotere debieten (> 60 m³/uur per pomp). Pas ze hierdoor vooral toe bij bemalingen in grover zanden. Zet centrifugaalpompen ook in als vuilwaterpomp en/of spuitpomp bij het uitvoeren van grondboringen.
[ link ]

Figuur 45. Centrifugaalpomp (bron: Jan Wolterink)

Onderwaterpompen hangen in de bron. Ze zijn opgebouwd uit een centrifugaalpomp met meerdere waaiers in serie, aangedreven door een elektromotor. Het opgepompte water stroomt langs de elektromotor en zorgt zo voor koeling. Onderwaterpompen zijn verkrijgbaar in verschillende diameters en voor iedere combinatie van opbrengst en opvoerhoogte (druk) leverbaar.
[ link ]

Figuur 46. Onderwaterpomp (bron: Jan Wolterink)

Vooral bij centrifugaal- en onderwaterpompen bestaat het gevaar dat bij uitval van de pomp, als gevolg van een hevelwerking, water via het pomphuis terugstroomt naar de onttrekkingszijde. Voorkom dit door terugslagkleppen in de afvoerleidingen van de onderwaterpompen, bronnen of filters te plaatsen of door voetkleppen onderaan de afzonderlijke haalbuizen te plaatsen. Houd bij de keuze van het type pomp rekening met de leidingweerstanden en de nodige pers- en zuighoogte (opstelmogelijkheden van de pomp(en)).
Het bedrijfspunt van de pompen moet zo veel mogelijk in het gebied van het hoogste rendement liggen. De afpomping in de put kan geleidelijk groter worden (dat is met name het geval bij een bemaling in een freatisch pakket). Breng dan de afvoer met een afsluiter terug om drooglopen van de pomp te voorkomen. ‘Knijp’ de pomp echter niet te sterk om een gebrek aan koeling te voorkomen. Bovendien wordt bij het knijpen van de pomp onnodig energie verspild. Het is dan beter de pomp te vervangen door een exemplaar met een geringere capaciteit of eventueel het aantal in bedrijf zijnde putten te verminderen. Gebruik bij elektrisch uitgevoerde bemalingen onder deze omstandigheden frequentieregelaars.
Dimensioneer de leidingen bij voorkeur niet te krap. Voorkom scherpe bochten zo veel mogelijk. Afsluiters en terugslagkleppen moeten in geopende toestand zo weinig mogelijk weerstand geven. Schuifafsluiters hebben wat dat betreft de gunstigste eigenschappen. Bij halfgesloten afsluiters kan in het water in principe een onderdruk ontstaan. Kies afsluiters waarbij geen lucht naar binnen kan lekken (membraanafsluiters) als er een kans is op neerslagvorming van onder andere ijzer of mangaan.
Proefbemaling voor aanvang ontgraving
Test de geïnstalleerde bemalingsinstallatie op doelmatigheid voordat het ontgraven start. Omdat nog niet is ontgraven, zijn aanpassingen nog eenvoudig mogelijk.
Het doel van de proefbemaling is meerledig:
  • Stel vast of met de beoogde (en aangebrachte) bemaling de gewenste verlaging kan worden bereikt. Pas zo nodig de bemaling aan op basis van de resultaten van de proef.
  • Stel vast of onder de bouwput- of sleufbodem, in de lagen waaruit niet actief wordt onttrokken, de stijghoogte voldoende (snel) mee verlaagt om welvorming, wateroverspanning en opbarsten van de bouwput- of sleufbodem te voorkomen. Tref zo nodig op basis van de proefbemaling aanvullende voorzieningen (extra bemaling op het betreffende niveau of ontlastbronnen) of ontgraaf minder snel om de stijghoogte voldoende tijd te geven om mee te dalen.
  • Stel vast hoe snel het grondwater stijgt bij het uitvallen van een spanningsbemaling. Het is mogelijk dat een periode van bijvoorbeeld twee minuten, die ongeveer gemoeid is bij het inschakelen van een automatisch startende generator, al te lang is en er kans bestaat op opbarsten van de bouwput- of sleufbodem.
  • Stel vast of de invloed op de omgeving binnen de verwachtingen of voorspellingen valt en of de uitkomst van resultaten in het veld acceptabel zijn. Tref zo nodig aanvullende voorzieningen om de invloed te beperken.
  • Stel vast of een waterkerende begrenzing van de bouwkuip (damwand, diepwand, boorpalenwand, cement-bentonietwand, folie) geen buitensporige lekkages vertoont. Waterkerende voorzieningen zijn niet zelden 'lek', waardoor lokaal ontoelaatbare verlagingen in de omgeving kunnen optreden. Spoor lekkages op en gedicht ze als ze geconstateerd zijn tijdens de bemalingsproef. Niet in de laatste plaats om ook grondontspanning en zakkingen buiten de bouwkuip door piping (zandtransport met hulp van lek- of kwelwater) te voorkomen.
Instandhouding van de bemaling
Beveiliging van de bemalingsinstallatie
Een bronbemaling moet vrijwel altijd ononderbroken plaatsvinden. Besteed daarom aandacht aan veiligheidsvoorzieningen en alarmering om uitval van de bemaling, en hierdoor schade aan de bouwput of sleuf, te voorkomen. Aandachtspunten hierbij zijn:
  • Reservepompvermogen. Uitval van een pomp mag niet tot schade leiden. Neem daarom reservepompen op in de bemaling. Afhankelijk van de omstandigheden is ook het (handmatig) vervangen van een pomp een optie. Er moet dan wel een alarmeringssysteem aanwezig zijn die de storing signaleert. Bij veel storingssystemen is het mogelijk om op afstand om te schakelen of de bemaling te besturen of in te regelen.
  • Reserve-aggregaat. Het opstellen van een reserve-aggregaat met start-stopautomaat en automatische netovername is standaard bij grotere of risicovolle bemalingen. Let bij inzet van elektrische installaties wel op de beveiliging tegen vandalisme of diefstal van stroomkabels. Regelmatig testen op de werking voorkomt risicovolle situaties.
  • Alarmering (signalering storingen). Alarmering op de netspanning en alarmering van een storing per pomp is gebruikelijk. Breid dit eventueel uit met alarmering op de grondwaterstand, het debiet of de druk in de leiding (leidingbreukmeting of oplopende druk bij retourbemalingen).
  • Alarmmelding. Besteed aandacht aan de wijze waarop de alarmmelding plaatsvindt. Dit kan op de bouwplaats via een licht- of geluidssignaal en verder via een telefonische melding of met webapplicaties. Er zijn tegenwoordig diverse platforms en formats beschikbaar (of in eigen beheer ontwikkeld) om alarmering, sturing en/of monitoring op afstand te bewerkstelligen.
Controle op juiste werking en onderhoud van de installatie
Het is belangrijk het bemalingssysteem gedurende het in bedrijf zijn regelmatig te controleren op een goede werking. Stel voor de nodige controlerende onderhoudswerkzaamheden een of meer zakenkundige en gecertificeerde personen aan. Zij kunnen tijdig mogelijke problemen signaleren, onderhoud plegen en problemen voorkomen door op de juiste wijze bijtijds in te grijpen. Controle en onderhoud maken deel uit van de BRL SIKB 12000 protocollen.
Voor de gecompliceerdere reparaties of aanpassingen van de installatie moeten vaak ook monteurs van het bemalingsbedrijf op afroep beschikbaar zijn. Koppel voor de periode buiten de normale werkuren het bemalingssysteem aan monitoring- en alarmeringssystemen die automatisch meldingen genereren als er zich een calamiteit voordoet.
Enkele voorbeelden van controles en onderhoudswerkzaamheden die vaak met regelmaat uitgevoerd worden:
  • overname (proefdraaien) energievoorziening bij wegvallen netspanning;
  • brandstoffen, smeermiddelen en tijdig onderhoud (filters, olie verversen enzovoort);
  • water- of luchtlekkages bij de pompen, het leidingwerk en de appendages;
  • controle op de grondwaterstanden, werking watermeters, het lozingspunt en de effluent waterstroom;
  • controle op de werking van toegepaste grondwaterzuiveringen;
  • controle op de werking van de retourbemaling en de werking van de overstortvoorziening.
[ link ]

Figuur 47. Exactflow schakelkast (bron: Jan Wolterink)

Iedereen op de bouwplaats moet direct onregelmatigheden zoals het afkalven van taluds, lekkende leidingen en dergelijke direct melden aan de verantwoordelijke van de hoofdaannemer op het project en aan de storingsdienst van de bronbemaler. Leeg bij vorstgevaar leidingen die buiten bedrijf zijn.
Verstoppingen
Bij tijdelijke grondwateronttrekkingen treedt doorgaans geen erge veroudering op in het filter of de bron. Als er toch een ernstige verstopping optreedt, gaat het meestal om een verstopping 'van binnenuit'. De oorzaak van de verstopping is dan meestal een verkeerde opbouw van het onttrekkingsfilter(bron) waardoor deze dichtslaat. Een andere oorzaak is chemische neerslagvorming door de menging van water en lucht of verschillen in waterkwaliteit. In beide gevallen is regeneratie van de putten niet of nauwelijks rendabel. Vervang in het eerstgenoemde geval de filters of bronnen door onttrekkingspunten met een aangepaste filteropbouw.
Bij chemische neerslagvorming ontstaat vooral een verstopping van de filterspleten. Kenmerk van deze verstopping is een groot verschil in de afpomping tussen een peilfilter in de omstorting en de afpomping in een bron of filter. Overweeg bij het optreden van chemische neerslagvorming in de putfilters het bemalingssysteem zodanig in te richten, dat zo min mogelijk menging optreedt van water en lucht of van ondiep zuurstofrijk water met kalk-, mangaan- en ijzerhoudend water van een grotere diepte.
Regeneratie van (retour)bemalingen
Signaleer verouderingsverschijnselen van (retour)bemalingen tijdig. Een verstopping is vaak met schoonpompen nog eenvoudig op te heffen als bij een beginnende verstopping op tijd is ingegrepen. Pas bij een ernstige verstopping zwaardere middelen toe. Regeneratie kan mechanisch of chemisch gebeuren. Geef speciale aandacht aan de omgang met en de behandeling van het regeneraat. Denk hierbij aan de afvoer/lozing.
[ link ]

Figuur 48.Verstopte retourput (bron: KWR 2011, Kennisdocument Putten(velden), Ontwerp, aanleg en exploitatie van pomp- en waarnemingsputten, KWR 2011.014) [35]
Vormen van verstoppingen retourbronnen
Een verstopping van de infiltratieput(ten) kan een succesvolle infiltratie van water belemmeren. De belangrijkste oorzaken van verstopping zijn:
  1. chemische neerslag;
  2. bacteriologische verstopping;
  3. biologische verstopping;
  4. verzanding;
  5. gasbellen in het geïnfiltreerde water.
1. Chemische neerslag
De belangrijkste vorming van afzettingen door chemische neerslag zijn ijzer-, mangaan- en kalkafzettingen. De geringste neerslagvorming leidt op de lange duur tot een verstopping van een put of bron. Chemische neerslagvorming ontstaat onder andere door veranderingen in de werkdruk en temperatuur van het grondwater. Het grootste gevaar voor neerslagvorming is op het moment voordat het onttrokken grondwater in de bodem infiltreert en het wordt blootgesteld aan zuurstof of in contact komt met grondwater van een andere samenstelling.
Om toetreding van lucht te voorkomen, moet het te infiltreren water steeds onder druk blijven; dat wil zeggen dat het te infiltreren water bij voorkeur afkomstig is uit een put met een onderwaterpomp. Bovendien zijn de risico's voor neerslagvorming het geringst wanneer het te infiltreren water uit dezelfde laag afkomstig is als waarin het infiltreert.
Als de blootstelling aan de lucht niet te voorkomen is, overweeg dan het water te ontijzeren met een intensieve beluchting en het vervolgens te ontdoen van zwevende deeltjes, bijvoorbeeld door gebruik te maken van een bezinkbassin en/of een filterbed.
IJzer in het grondwater is een serieus probleem bij retourbemalingen. Mangaan komt veel minder in grondwater voor dan ijzer. Neerslag van ijzerhydroxide is daarom de meest voorkomende oorzaak van een verstopt filter. In ijzerhoudende lagen kan de afzetting aan de binnenwand van de filterbuis zo dik worden, dat de buis bijna geheel dichtgroeit.
In het grondwater is over het algemeen kalk opgelost. Kalk komt in grondwater meestal voor als koolzure kalk. Om deze kalk in het water opgelost te houden, is een hoeveelheid vrije koolzuur nodig. Als er te weinig vrije koolzuur is, scheidt de kalk zich af. Deze afscheiding versnelt door drukvermindering en heftige, turbulente beweging van het water, en die kunnen juist in en rondom het filter optreden.
Kalk blijft als poeder in het water als er geen ijzer in het water zit. Het water voert de poeder dan mee. Zit er wel ijzer in het water, wat meestal het geval is, dan verbindt de kalk zich met het ijzer dat zich van het water afscheidt. Er ontstaat dan een hard, okerkleurig materiaal dat zich vastzet in en rondom het filter. Door deze afzetting raakt het filter verstopt en gaat de put minder water geven. Om de vereiste hoeveelheid water op te pompen, moet de put steeds dieper worden afgepompt.
Bij putten met een grote middellijn is de afzetting naar verhouding minder. Zorg er wel voor dat de onderwaterpomp niet in het filtergedeelte hangt, maar in de stijgbuis. In het filtergedeelte kan vernauwing optreden die de afzetting bevordert.
Ga de afzetting van kalk zo veel mogelijk tegen door de constructie van de put en de grindomstorting zo te kiezen, dat de kans op wervelingen in het toestromende water zo klein mogelijk is: het water moet rechtlijnig met een geringe snelheid de put in stromen.
2. Bacteriologische verstopping
Bacteriologische verstopping is verstopping van een onttrekkingsbron die weinig gebruikt wordt, met bacteriegroei als gevolg. Bacteriën groeien in die gedeelten van de put waar het water in rust is of waar de stroming klein is. Een voorbeeld is het stilstaande water boven een pomp of een brandbron die niet actief gebruikt wordt. Bacteriën hebben dan de gelegenheid om zich aan de wand te hechten. Op die plaatsen kunnen ophopingen ontstaan. Bij industriële onttrekkingen is het water dan niet meer toepasbaar in het proces waarvoor de bron is aangelegd.
3. Biologische verstopping
Ook kan aangroei van hogere organismen (algen en plankton) optreden. Dit heet biologische verstopping. Biologische verstopping is afhankelijk van de waterkwaliteit. Het komt alleen voor bij zuurstofhoudend water, bijvoorbeeld bij oeverwaterwinning. Aangroei van algen en plankton zit aan de binnenkant van de filter- en stijgbuis, vanaf de bodem tot aan de bronkop toe. Evenals bij bacteriegroei, is de aangroei van algen en plankton in de put het grootst op plaatsen waar het water niet of nauwelijks stroomt.
4. Verzanding
Verzanding van een onttrekkingsbron is het verschijnsel dat het water zand uit de formatie meevoert dat zich vervolgens ophoopt:
  • tegen de buitenkant van de boorgatwand;
  • in de filteromstorting (soms);
  • in de zandvang en vervolgens eventueel in de filterbuis.
Verzanding kan leiden tot aanzienlijke vermindering van de putcapaciteit. In zeer bijzondere gevallen kan de filterbuis zich helemaal met zand vullen. Dan is de put volledig verstopt. Verzanding vindt plaats als het pompfilter is afgesteld in een formatie van grof zand vermengd met fijn zand, terwijl de filteromstorting is afgestemd op het grove zand. De fijnere zandkorrels worden dan tussen de grove korrels weggezogen. Een deel hoopt zich op in en rondom het filter en een deel (de allerfijnste gronddeeltjes) gaat met het water mee naar de ruwwaterleiding.
Verzanding kan uiteenlopende oorzaken hebben:
  • Als het debiet te hoog is.
  • Als de put onvoldoende is ontwikkeld. Sommige plaatsen met veel fijn materiaal laten dan weinig water door.
  • Als het filtergrind een verkeerde diameter heeft, bijvoorbeeld te grof is.
  • Als de filteromstorting niet op de juiste plaats zit.
  • Als de filterspleetbreedte verkeerd is gekozen. Is de spleet te breed, dan komt het filtergrind er het eerst doorheen, gevolgd door zand.
  • Als de filterbuis door een mechanische oorzaak is beschadigd. Er kan bijvoorbeeld een scheur in het filter zitten. Die is soms pas zichtbaar als de stijgbuis kapot is.
Tegen verzanding zijn uiteenlopende maatregelen te nemen. De oplossing is per put verschillend. Meestal is het debiet te verlagen. Breng zo nodig een binnenfilter aan. Is de put niet voldoende ontwikkeld, ontwikkel de put dan opnieuw. Een kapotte stijgbuis is soms te repareren.
5. Gasbellen in het geïnfiltreerde water
De aanwezigheid van gasbellen in het geïnfiltreerde water heeft meestal een zeer snelle en drastische verstopping van de infiltratieput tot gevolg. Bij het oppompen van grondwater van grote diepte neemt de druk van het water af, waardoor de oplosbaarheid van de verschillende gassen in het water afneemt. Bij oververzadiging ontstaan gasbellen in het water. Voer een eenvoudige gasproef uit om de aanwezigheid van gasbellen in het bemalingswater te onderzoeken. Pomp het grondwater met een onderwaterpomp onder druk op, leid het door een glazen vat en onderzoek hierbij de vorming van gasbellen bij verschillende drukhoogten.
Voorkom verstopping door gasbellen door de absolute druk in het gehele systeem zodanig hoog te houden, dat geen gasbellen ontstaan. Een andere mogelijkheid om verstopping door gasbellen te voorkomen, is ontgassing van het water in de nabijheid van de infiltratieput. Ontgassing vergt in het algemeen een groot volume. Bovendien ontstaat het risico van aanvoer van zuurstof, met als gevolg neerslag van ijzer. Het voorkomen van de vorming van gasbellen door het op druk houden van het circuit heeft daarom de voorkeur.
Achterloopsheid
Voor het infiltreren van het water is, afhankelijk van de doorlatendheid van de grond en de stromingsweerstand bij het putfilter, een bepaalde infiltratiedruk nodig. Bij een te hoge infiltratiedruk bestaat het gevaar dat de put achterloops wordt. Dan scheurt de grond rond de put en kan het water via deze scheuren of langs de stijgbuis naar het maaiveld stromen en zo gronddeeltjes meevoeren. De grond scheurt op het moment dat de waterdruk de gronddruk overtreft. De korrelspanning is in dat geval door een te hoge infiltratiedruk tot nul gedaald. De horizontale korrelspanningen in de grond zijn doorgaans het kleinste en daarom bepalend voor het gevaar voor achterloopsheid. De scheurvorming begint direct boven de filteromstorting, loodrecht op de kleinste korrelspanning. Hierdoor ontstaan verticale scheuren die zich in de richting van afnemende korrelspanningen naar boven kunnen doorzetten.
De maximaal toelaatbare infiltratiedruk blijkt in de praktijk vaak niet erg groot te zijn. De drukhoogte mag voor de beheersbaarheid bij voorkeur niet meer dan 2 meter boven het maaiveld uitkomen. Plaats bij een te hoge druk er infiltratieputten bij. Controleer met een in de filteromstorting van de infiltratieput te plaatsen peilfilter de infiltratiedruk. Dit kan ook met sensoren/drukopnemers.
Maak een beveiliging tegen een te hoge infiltratiedruk door in de persleiding een overstort aan te brengen. Dicht het boorgat boven het filter zorgvuldig af om achterloopsheid te voorkomen. De mogelijkheden voor de toepassing van omstorting en de minimale eisen waaraan voldaan moet worden, staan in protocol 2101 ‘Mechanisch boren’. Houd bij gebruik van afdichtingen met zwelklei rekening met het totaal van gronddruk, waarbij de toepassing van zwelklei tot een minimum (wettelijk toegestaan maximum) is beperkt. Verse zwelklei-afdichtingen nemen de gronddruk voor een groot deel door de waterspanningen op, waardoor de korrelspanningen klein zijn en het gevaar voor achterloopsheid groter wordt. Beperk bij de toepassing van een zwelklei-afdichting aanvankelijk de infiltratiedruk om de zwelklei voldoende de tijd te geven om te consolideren.
Dicht het boorgat eventueel af met een speciaal cement-bentonietmengsel.
Retourputten regenereren
Bij chemische regeneratie worden chemicaliën gebruikt, vaak zuren, oxidatoren of complexvormers zoals polysulfaat. Mechanische regeneratie kan bestaan uit sectiegewijs schoonpompen, borstelen, jetten of jutteren met perslucht, schoonspuiten met een hogedrukpomp of het snel op en neer bewegen van een zuiger binnen het filter.
Borstelen
Maak met borstelen aanslag van zand en klei, harde afzettingen en aangroeiingen op de wand los. De filtersleuven die dicht zitten, zijn er nauwelijks mee open te maken. Maak afzettingen in verstopte filtersleuven los met bijvoorbeeld:
  • borstels van staal- of kunststofdraad;
  • stalen schrapers;
  • krabbers.
Hogedrukreinigen
Na het borstelen kunnen er nog restanten van de afzetting achterblijven, bijvoorbeeld in de filtersleuven en op de wanden van stijgbuis en filterbuis. Hogedrukreinigen is effectiever dan borstelen. Begin daarom vaak direct met hogedrukreinigen.
Spuit bij hogedrukreinigen de sleuven schoon met een waterstraal uit een roterende spuitkop, bij een druk van bijvoorbeeld 180 bar en een capaciteit van 200 I/min. Pomp ondertussen het vuile water op. Vaak zit op de spuitlans een borstel. Gebruik speciale apparatuur om de filteromstorting te kunnen schoonspuiten.
Bij deze methode moet de put bestand zijn tegen de hoge druk die op de wand wordt uitgeoefend. De wand van de stijg- en filterbuizen moet voldoende stevig zijn. Stijgbuizen van asbestcement en filters van hout bijvoorbeeld kunnen door een te hoge druk beschadigen.
Zand wegzuigen:
Verwijder zand uit de put door het weg te zuigen. Doe dat met een air lift. In principe is de air lift een stalen pijp of pvc-buis die tot op de bodem zakt. Pers via een slang ten minste 15 meter onder het waterniveau lucht in de pijp of buis. Het water/luchtmengsel is lichter dan lucht en zal stijgen zoals dat bij het luchtliften gebeurt. Het stromende water voert het zand op de bodem mee. Met deze methode is zand van grote diepte op te zuigen. Voer bovenaan het water met het zand af.
Zuig ook filtergrind in de put op. Als er filtergrind in de put zit, kan de filterbuis beschadigd zijn. Bekijk met een planktonnet of de put goed schoon is gepompt. Beoordeel het in het net achtergebleven zand en grind. Vergelijk het zand bijvoorbeeld met de grondmonsters die van de boring bewaard zijn gebleven. Ga na of het filtergrind is.
Chemisch reinigen:
Pas het chemisch reinigen van een put toe bij:
  • afzetting van ijzer- en mangaanhydroxiden en kalk;
  • bacteriologische verstopping;
  • biologische verstopping.
Hieronder staat informatie over de chemische reinigingsmiddelen, de uitvoering van de reiniging en het controleren van de reiniging.
Chemische reinigingsmiddelen:
Voeg bij het chemisch reinigen bepaalde chemische reinigingsmiddelen (chemicaliën) toe. Hierdoor lost het organische materiaal en de afzettingen op. Pomp na elke chemische reiniging de put of bron goed schoon, zodat alle stoffen en restanten van de chemicaliën zijn verwijderd.
Te gebruiken chemische reinigingsmiddelen:
  • zoutzuur (HCI): dit lost ijzer-, mangaan- en kalkafzetting op;
  • chloorbleekloog: dit breekt organisch materiaal af;
  • waterstofperoxide (H2O2): dit breekt organisch materiaal af.
Met chemische reiniging is vaak een forse verbetering van de capaciteit te bereiken. Zorg ervoor dat het reinigingsmiddel volledig in de filteromstorting doordringt, tot in de aangrenzende grondlaag.
De bij het chemisch reinigen toegepaste reinigingsmiddelen zijn schadelijk voor de gezondheid en het milieu. Ga er dus voorzichtig mee om. Werk er pas mee als de noodzakelijke voorzorgsmaatregelen zijn genomen. Draag aangepaste kleding en gebruik persoonlijke beschermingsmiddelen die horen bij de risicoklasse die voor de betreffende reiniging geldt.
Een toe te voegen zuur, bijvoorbeeld zoutzuur, moet zeer sterk zijn, omdat het door het water sterk wordt verdund. Om bijvoorbeeld ijzerhydroxide op te lossen is heel veel zoutzuur nodig. Alleen een zeer lage pH (pH = circa 1) brengt ijzerhydroxide in oplossing. Zorg ervoor dat er geen restanten van het zuur achterblijven en pomp de put heel goed schoon.
In verband met de gezondheids- en veiligheidseisen mag chloorbleekloog niet altijd worden toegepast. Tegenwoordig wordt vaak waterstofperoxide gebruikt, dat het milieu niet aantast en een goede vervanger van chloorbleekloog is. Waterstofperoxide breekt bijvoorbeeld een polymeer in enkele uren af. Waterstofperoxide is echter gevaarlijk (explosief) om mee te werken. Na reinigen en doorpompen van de gereinigde bron mag er geen waterstofperoxide meer in de bodem aanwezigheid zijn.
Er zijn tegenwoordig ook biologisch afbreekbare reinigingsmiddelen voorhanden. Voor het lozen van het regeneraat en werkwater dat een van deze reinigingsmiddelen bevat, is een vergunning nodig. Opvangen en afvoeren naar een eindverwerker behoort ook tot de mogelijkheden.
Uitvoering van de reiniging:
Maak de put op mechanische manier schoon voordat het chemisch reinigen van de put start. Begin over het algemeen met borstelen of hogedrukreinigen, waarbij het grofste vuil wordt verwijderd. Breng vervolgens het reinigingsmiddel door verdringing met schoon water op de plaats van de verstopping. Plaats daarvoor een buis of pijp in de put. Verspreid door te jutteren of sectiegewijs te reinigen het reinigingsmiddel verder in de omstorting.
Verwijder met het jutteren eerst alle slibdeeltjes en zo veel mogelijk ander vuil uit de filteromstorting en van de boorgatwand. Pomp dan de losgemaakte deeltjes uit de put. Breng vervolgens de chemische reinigingsmiddelen in de put met een pvc-buis; laat die tot in de verstopte filterbuis of bij het verstopte deel ervan zakken. Jutter na toevoer van het reinigingsmiddel om het reinigingsmiddel in de filteromstorting en de aangrenzende grondlaag voorbij de boorgatwand te laten doordringen. Laat na het jutteren het middel een nacht in de filteromstorting inwerken. Jutter de volgende dag nog een paar keer. Pomp tot slot de put goed schoon.
Jutteren met een chemisch reinigingsmiddel is een zeer effectieve reinigingsmethode. De specifieke capaciteit kan gemakkelijk verscheidene malen groter worden dan de specifieke capaciteit voor de reiniging. Het is niet altijd zeker of oude putten bestand zijn tegen de grote krachten die bij het jutteren optreden. Breng daarom in de stijgbuis tot beneden het laagwaterniveau een beschermingsbuis aan. De stijgbuis moet tijdens het jutteren namelijk lekdicht zijn, anders zal de lucht ontsnappen. Bescherm vooral putten met een stijgbuis van asbestcement.
Breng de chemische reinigingsmiddelen sectiegewijs in de omstorting en de aangrenzende grondlaag, als de kans aanwezig is dat de reinigingsmiddelen (bij het jutteren) de zwaarste korsten ongemoeid laten en naar plaatsen vloeien waar het filter niet of nauwelijks vuil is. Een vloeistof neemt immers de weg van de minste weerstand. Breng de reinigingsmiddelen dan aan tussen twee pakkingen die een bepaalde filtersectie begrenzen. Als zo'n sectie is behandeld, bewerk dan een volgende sectie. Op die manier werken de reinigingsmiddelen daar in, waar dat echt nodig is. Pomp ook na deze manier van reinigen de put heel goed schoon.
Reiniging controleren:
Controleer na voltooiing van de chemische reiniging of er geen chemicaliën in het opgepompte water zitten. Als er toch nog chemicaliën in zitten, neutraliseer het water dan; er mag alleen geloosd worden als het water geneutraliseerd is. Als er andere vervuilende stoffen in zitten, die niet in BLBI zijn genoemd en niet onder de toegestane grens zitten, mag het water niet zomaar geloosd worden en is toestemming van het bevoegd gezag nodig. Neutraliseren brengt de pH van de vloeistof op 7. Neem een watermonster als er geen chemicaliën meer in het opgepompte water zitten. Een laboratorium stelt de kwaliteit van het watermonster vast en kijkt of de put in bacteriologisch opzicht betrouwbaar is.
Overzicht verstoppingen en reinigingsmethoden
[ link ]

Tabel 5. Overzicht reinigingsmethoden (bron: Vakboek opleiding boormeester diepboringen)

Voor- en nadelen reinigingsmethoden:
[ link ]

Tabel 6. Overzicht reinigingsmiddelen (bron: Vakboek opleiding boormeester diepboringen)

Inschakelen, beëindiging en verwijdering van de bemaling
Neem bij het in- en uitschakelen van de bemaling een juiste volgorde in acht.
Alle damwanden moeten voor het inschakelen van de bemaling in de grond zijn gebracht en pas na het uitschakelen van de bemaling worden getrokken, in verband met de toenemende korrelspanningen bij verlaging van de grondwaterstanden. Schakel een spanningsbemaling altijd als eerste in en schakel pas uit wanneer er geen gevaar meer bestaat voor opbarsten van de bouwputbodem. Het inschakelen van de bemaling moet bij voorkeur geleidelijk gebeuren, omdat bij een snelle inschakeling in het algemeen een steilere verhanglijn ontstaat, met mogelijke risico's voor zettingsverschillen op korte afstand. Vooral veenlagen zijn hiervoor gevoelig. Een te snel opvoeren van het vacuüm kan ook het dichtslaan van filterspleten veroorzaken door het te snel aantrekken van fijne fracties waardoor de toestroming blokkeert.
Breng een afdichting met klei of bentoniet aan nadat de bemaling is beëindigd (bij boringen met een einddiepte van minder dan 10 meter minus maaiveld alleen op plaatsen waar scheidende lagen zijn geperforeerd); zie richtlijn BRL SIKB 2100 en het daarbij horende protocol 2101 ‘Mechanisch boren’. Tevens staat in het protocol onder welke omstandigheden afgeweken kan of mag worden en hoe omgegaan moet worden met het in de bodem achterlaten van filters of bronnen na afloop van de werkzaamheden.