Litteraturstudium vedr. afpropningsmaterialer og metodikker Session C4 Utætte boringer - en direkte adgangsvej til grundvandet Cristian Buck, COWI NIRAS Maria Heisterberg Hansen GEO Jens Baumann Orbicon Mads Georg Møller Horsens Jette Sørensen Region Sjælland Susanne R. Pedersen, Jan Huus Vestergaard Region Hovedstaden Anna Toft, Carsten Bagge VMR Christian Andersen Miljøstyrelsen Helene Kring Jørgensen
Afpropningsprojektet Vintermøde 2017 - Temadag vedr. afpropning af boringer Re-erkendelse af at der ikke er styr på brug og virkning af metoder og materialer samt at der til stadighed udføres utætte boringer Plan for projektet udarbejdes. 3 faser planlægges: Fase 1 Best Practise ver. 1. Pba. Litteraturstudie, Erfaringsopsamling Fase 2 Best Practise ver. 2. Pba. Aafklarende tests og laboratorium forsøg Fase 3 Anbefalinger vedr. eksisterende og sløjfede boringer og sonderinger 2
Litteratursøgning og indeksering Ca. 50 artikler er gennemgået Litteratursøgning og systematisk indeksering af viden fra artikler og rapporter (dk + udland) Bl.a. resultater fra laboratorieforsøg + in situ forsøg Tak til Jette Sørensen fra for hjælp til litteratursøgning
Hvorfor er der risiko for forureningsspredning fra boringskonstruktioner? Utilstrækkelig sløjfning af boringer Manglende / utilstrækkeligt forseglingsmateriale i kombination med utætte samlinger mellem blændrør 4
Årsager til manglende/utilstrækkelig afpropning Manglende viden hos entreprenør, rådgiver og bygherre Manglende krav til entreprenør Manglende / utilstrækkelige krav til blænd- og filtermaterialer Hulrum i forseglingsmateriale forårsaget af utilstrækkelig udførelse af afpropning Forhold, som ændrer egenskaber (hydraulisk ledningsevne) på bentonit Manglende stillingtagen til afpropningstype og -metode ift. geologi og hydrogeologi Uddybning følger 5
Manglende krav og manglende viden Vi, i branchen, gør som vi plejer Boringsvejledningen, Bore SAB (regionerne) ikke specifikke krav Indhentning af pris på borearbejde uden specifikationer/krav Der konkurreres på pris Der er viden/erkendelser, som vi ikke har endnu! 6
Hvorfor er samlinger på blændrør utætte? Manglende krav til samlinger Samlinger er tætte indtil et vist tryk på ydersiden Gevindsamlinger bliver ofte anvendt uden tilhørende O-ringe Der er udført dokumenterede trykprøvninger på PVC samlinger (PVC rør anvendes typisk i drikkevandsboringer) Der er ikke udført dokumenterede trykprøvninger på PEH samlinger (PEH rør anvendes typisk i miljøboringer) Da eksisterende samlinger er utætte, er det pt. nødvendigt med komplet forsegling i hele boringens dybde Stort set intet litteratur om utætte samlinger. Ovenstående er egne erfaringer og fra forespørgsler i branchen 7
Utætte samlinger på blændrør Hvordan lever vi op til dette? Når der ikke findes krav til samlinger og ikke findes dokumenterede trykprøvninger på PEH rør.. 8
Utætte samlinger på blændrør Eksempler på andre årsager Nedbrydning /svækkelse af materialer pga. forkert materialevalg ift. sammensætning og niveau af forurening Flere eksempler er fundet i litteraturen Knækkede samlinger (bankning på blændrør v. filtersætning) Egne erfaringer. Ingen eksempler er fundet i litteraturen Knækket blændrør NIRAS 9
Forureningskomponenter påvirker blændrør/filterrør NAPLS medfører opløsning og korrosion af visse filter/blændrørsmaterialer Rent produkt af benzene, toluene og xylene får PVC materialer til at svulme og forværres og vil nedbryde type I PVC Andre studier har vist at PVC, PTFE og rustfrit stål (304,316) ikke ændrede overfladestruktur når det blev udsat for dichlorbenzener, toluene, og PCE - alle i koncentrationer på 25% af opløseligheden Flere artikler om emnet, men typisk fra udlandet, hvor der ikke anvendes PEH rør som ved danske miljøboringer Hvordan påvirker NAPLS de PEH rør, som typisk anvendes i DK miljøboringer? 10
NIRAS Årsager til hulrum i afpropningsmateriale Planlagte hulrum: Mange historiske boringer med filtersand på strækninger mellem propper (risiko for kortslutning mellem magasiner) Metode til afpropning (hældning fra terræn/gennem rør/ pumpning) Ikke optimal opkvældning af afpropningsmateriale (fx. ved for lidt tilsat vand i umættet zone) Flere filtre i én boring Risiko for hulrum /skorstene mellem blændrør Gruskastning om de 3 blindrør Naturlig sandformation Hulrum/kanaler i delvist opkvældede bentonit pellets indbygget i tør moræneler. Skorsten Bentonit m. utætheder mellem blændrør 11
Årsager til hulrum i afpropningsmateriale Ændrede egenskaber af afpropningsmateriale bl.a. hydraulisk ledningsevne Ikke optimal blanding af afpropningsmateriale Sammensætning og koncentrationsniveau af komponenter i grundvand Renpumpning for tidligt efter boringens konstruktion afpropning flytter sig Høj kvældningskapacitet er ikke garanti for, at et materiale forbliver tæt, når det udsættes for pres, ved fx renpumpning Eksempel fra producent: Cementstabiliseret bentonit opnår permanent permeabilitet og styrke 2 uger efter opblanding. Flere artikler dækker emnet 12
Forureningskomponenter påvirker afpropningsmateriale Salt (fx vejsalt) øger permeabilitet af bentonit (kvælde-evne påvirkes) Generelt giver hydrofobiske NAPL's anledning til, at lermaterialer skrumper vertikale revner i afpropningsmaterialet. Både cement-bentonit og bentonit bliver mere permeable når NAPL er tilstede Organiske stoffer i ren form ændrer den hydrauliske konduktivitet af lermaterialer med op til 2 størrelsesordener (benzene,toluene, p-xylene, nitrobenzene, TCE, PCE, ethyl acetate, 2-butanone og phenol) Få artikler dækker emnet Findes der afpropningsmateriale, som opfører sig, som vi ønsker det i stærkt forurenede områder (dér, hvor krydskontaminering er mest kritisk)? 13
Valg af afpropningsmateriale Anbefalinger i nuværende boringsvejledning - Er det, det rigtige? 14
Valg af afpropningsmateriale Umættet zone nævnes oftest i litteraturen som mest problematisk ift. afpropning. Utilstrækkeligt med vand til at sikre optimal opkvældning Erfaringer fra et stort feltstudie i Nebraska (hvor langt ned kunne tracer spores gennem afpropning): Sand-cement blandinger og bentonit chips (pellets) gav mest tætte afpropninger Størst udfordringer i umættet zone med lavpermeable aflejringer og utilstrækkeligt med vand I litteraturen findes forskellige anbefalinger, for/imod forskellige bentonit typer i umættet zone. Højt smectit indhold påvirker kvældningsprocessen positivt Flere artikler dækker kvældningsprocesser 15
Hvor er vi nu? Manglende krav til- og dokumentation af samlinger Ingen litteratur fundet om emnet. Problematik nævnt i Boringsvejlednigen Forureningens påvirkning af afpropningsmaterialer og filtermaterialer Dækket i litteraturen ved få artikler Forskellige afpropningsmaterialers kvældningsegenskaber er afprøvet i forskellig geologi Litteraturen dækker flere feltstudier og laboratoriestudier Litteraturen dækker en del af problematikken omkring utætte boringer Der er også en del manglende viden! 16