Pipelinebau mit HDD-Großbohranlagen

FACHBEITRAG kanal- und leitungsbau
Pipelinebau mit HDD-Großbohranlagen
von Dr. Hans-Joachim Bayer*
Horizontalbohrgeräte (= HDD-Anlagen) gehören heutzutage genauso selbstverständlich
zum Pipelinebau wie Bagger, Hebekrane und andere übliche Pipeline-Verlegegeräte.
Sowohl die technischen und ökonomischen Vorteile als auch die Umweltvorschriften
und die kurzen Genehmigungszeiten sorgten für eine stetige Zunahme von HDD-Anlagen
im Pipelinebau. Die Hauptaufgaben für die Horizontalbohrtechnik sind hier vor allen
die Unterfahrung (Dükerung) von Gewässern (Flüsse, Seen, Kanäle), von Verkehrs-
wegen (Bahnlinien, Fernstraßen und Autobahnen, Start- und Landebahnen), von Hochwasserschutzdämmen,
von Gebäudefundamenten, von unpassierbarem Gelände (Sumpfgebiete,
Moore), von Biotopen und Naturschutzgebieten, von Parkanlagen oder gar von
ganzen Bebauungsgebieten oder Bergzonen (Bergrücken in Querriegelform, Steilkanten,
Felsarealen).
HDD-Bohranlagen der unterschiedlichsten Größe und
Bauart erledigen hier täglich ihre Verlegeaufgaben, in
unterschiedlichen Tiefen, unterschiedlichen Längen,
in verschiedenen geologischen Situationen und unter
verschiedenen technischen und umweltgeprägten
Bedingungen.
Bandbreite der HDD-Anlagen
Die Bandbreite von HDD-Maschinen für den Bereich
des grabenlosen Bauens beginnt mit Grubenbohrgeräten
(Pitbohranlagen) der 1,5-t-Klasse (Zug- und
Vorschubleistung) und reicht bis zu den 550-t-Megabohrgeräten.
Das Prinzip des Horizontalbohrprozesses
ist bei allen Maschinen exakt das gleiche, aber die
Zugkräfte differieren im Faktor 1: 300. HDD-Anlagen
der 1,5-t- bis 4-t-Klasse werden nur für Hausanschlüsse
und Straßenunterquerungen genutzt.
Mini-Bohranlagen werden vornehmlich im innerstädtischen
Bereich und zur Verlegung von PE-Rohren
bzw. Kabeln eingesetzt. Diese Bohrgeräte entwickeln
maximale Zugkräfte von ca. 150 kN, maximale Drehmomente
von ca. 10 bis 15 kNm und wiegen bis 7 t.
Viele dieser Mini-Anlagen sind auf (Gummi)-Kettenfahrwerken
installiert.
Kleinere Pipelines werden mit Midi-Bohrgeräten
verlegt. Sie kommen häufig im innerstädtischen Bereich,
bei kleineren Gewässerkreuzungen oder Spezialaufgaben
wie z.B. in der Umwelttechnik oder zur
Unterfahrung von Hindernissen zum Einsatz. Sie erzeugen
maximale Zugkräfte von ca. 150 bis 400 kN,
Drehmomente von ca. 15 bis 30 kNm und wiegen
etwa 7 bis 25 t. Auch diese Geräte sind in der Regel
auf Kettenfahrwerken aufgebaut und dementsprechend
geländegängig.
Für den üblichen Pipelinebau sind Maxi-Bohrgeräte
im Einsatz. Sie werden für große Bohrungslängen
und Bohrlochdurchmesser eingesetzt. Häufig sind sie
auf Fernleitungstrassen zu finden, wo mit ihrer Hilfe
Gewässer, Bahnlinien- oder große Straßenquerungen
hergestellt werden. Die maximalen Zugkräfte dieser
*Tracto-Technik, Lennestadt
Anlagen liegen zwischen 400 und 2.500 kN, die Drehmomente
zwischen 30 und 100 kNm und die Gewichte
zwischen 25 und 60 t.
Zur Verlegung sehr großer Pipelines werden Mega-
Bohrgeräte verwendet. Sie sind für extreme Bohrungslängen
und Bohrlochdurchmesser konzipiert und für
den Einsatz z.B. auf den Fernleitungstrassen in Europa
und Asien vorgesehen. Die maximalen Zugkräfte dieser
Bohrgeräte liegen über 2.500 kN, die Drehmomente
über 100 kNm und die Gewichte über 60 t.
Transport
Im Gegensatz zu den hochmobilen Mini- und Midi-Rigs
haben HDD-Großbohranlagen in der Maxi-Klasse
schon einen Transportbedarf auf Tiefladern. Für den
Transport des Bohrgestänges, des Bohrwerkzeuges,
der Bohrsuspensionsrohstoffe, der Recyclinganlagen,
der Power Station, der Steuerzentrale und u.a. Erfor-
dernisse sind einzelne Lkw erforderlich. Um alles
kompakt, gut strukturiert und mobil bewegen zu können,
wird eine Aufgliederung in Containereinheiten
vorgenommen (siehe Abbildung 1). Durch die weltweite
Normung der Container gehören diese zu den
flexibelsten Transportbehältnissen und haben den
Vorteil, problemlos auch zu Wasser und auf Schienen
bewegt werden zu können. Je nach HDD-Anlagengröße
werden auch Recycling-Anlagen in mehrere Container
aufgegliedert.
Mega-Rigs werden aufgrund ihrer besonderen Größe
in mehrere Lafetten-Segmente auf mehrere Tieflader
aufgeteilt.
Baustellenplanung und Überwachung
Je größer die eingesetzten Anlagen, um so höher sind
die Betriebskosten anzusetzen. Eine detaillierte Baustellenplanung,
-vorbereitung und laufende technische
und betriebswirtschaftliche Überwachung sind erforderlich.
HDD-Planungs- und -Kalkulationsprogramme
(z.B. Grundo Bore Planner) sind bei effektiven Baustellen
immer im Einsatz. Auch die Ortungstechnik sollte
so optimal wie möglich sein, jedes dreidimensionale
unterirdische Steuern mit großen Anlagen bedingt
genaueste Verlaufskenntnisse und einen dezidierten
Steuervorgang.
Rollenbahnen und Oberbogen
Da mit Großbohranlagen überwiegend lange und tiefe
Düker gebaut werden sowie in der Längsverlegung
Abbildung 1: HDD-Großbohranlage (Prime Drilling 460-t-Anlage) im Pipeline-Einsatz.
Fotos und Grafik: Prime Drilling
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Abbildung 2: Arbeitsschritte einer HDD-Großbohrung
schwere und lange Leitungsstränge aus Stahl oder
Gussrohr eingezogen werden, müssen die Reibungswiderstände
auf ein Minimum reduziert werden. Dies
geschieht mit Rollenböcken, dies sind Stahlstützen
mit Hartgummirollen oder mit Gleitbahnen, die sicherstellen,
dass auch der äußere Korrosionsschutz des
Rohres beim Einziehvorgang nicht beschädigt wird.
Werden lange Stahlrohre in die Flanke einer Dükerbohrung
eingezogen, so ist dieses Stahlrohr vor unzulässigen
Belastungen und vor einem möglichen Abknicken
zu schützen. Dies geschieht durch höhere
Stahlstützen oder durch Hebevorrichtungen, die die
Rohrleitung in einem geeigneten Bogen (Oberbogen)
aus ihrer horizontalen Lage in einen geeigneten Eintrittswinkel
in das Dükerbohrloch überführen. Für die
Berechnung des Oberbogens gilt die Formel nach Mohr
(siehe Technische Richtlinien des DCA, 3. Aufl., Mai
2007).
Ballastierung
Bei leichtem Rohrmaterial und großen Rohrdurchmessern
besteht eine Auftriebsgefahr des Rohres im Bohrloch,
d.h. das Rohr wird durch den Auftrieb an die
Bohrlochfirste gedrückt. Durch diesen Druck gegen die
obere Bohrlochwand entstehen hohe Reibungskräfte,
die für den Rohreinzug aufgebracht werden müssten.
Um solch einen Auftrieb zu mindern, der hohe Zugkräfte
am Bohrgerät bedingt und auch den Mantelbereich
des Rohres beschädigen kann, kann die Rohrleitung mit
09 | 2011
einem Medium vorübergehend
versehen werden,
das den Auftrieb reduziert
oder kompensiert. Bewährt
ist das Befüllen der Rohrleitungen
mit Wasser oder
mit einem anderen kleineren
Ballastierrohr, das vorübergehend
in das Produktrohr
eingezogen wird und
sich nach dem Einziehvorgang
wieder leicht entfernen
lässt. Es ist sinnvoll,
beim Rohreinzug nur den
in der Erde befindlichen
Rohrabschnitt mit Ballastwasser
zu versehen und
nicht den oberirdisch ausgelegten
Rohrabschnitt.
Bei einer optimalen Ballastierung
werden die Auftriebskräfte
enorm reduziert,
das Rohr lässt sich
mit relativ geringer Zugkraft
ins Bohrloch bewegen.
Gute Bohrplanungsprogramme
berechnen für die
HDD-Maßnahme die optimale
Ballastierungsmenge.
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Abbildung 3: Unterschiedliche Reichweiten bedingen unterschiedliche Bohrgerätegrößen.
Grafik: Tracto-Technik
HDD für Flussdükerungen und
Verkehrswegequerungen
Querungen von anderen Verkehrswegen, z.B. Bahnlinien,
Autobahnen, Flugfeldern sowie bei der Dükerung
von Gewässern (Flüssen, Kanälen, Seen), die sonst
einen besonderen Bauaufwand erforderlich machen,
können durch die grabenlose Bauweise mittels Horizontalbohrtechnik
genauso bewältigt werden, wie
Abschnitte im normalen Straßenverlauf. Besonders
vorteilhaft ist die Dükerung von Gewässern, da keinerlei
besondere Grundwasserhaltung notwendig ist,
noch sonstige bauliche Sondermaßnahmen erforderlich
werden, lediglich der Verlauf der Bohrung wird
bogenförmig unter dem Hindernis hindurchgelenkt.
Querungen und Dükerungen sind Standardanwendungen
des HDD. Sie werden täglich in sehr hoher Anzahl
durchgeführt.
Eine besonders erfreuliche Entwicklung der letzten
Jahre ist, dass dank des HDD-Verfahrens die überwiegende
Mehrheit aller Dükerungen, Querungen und
Kreuzungen grabenlos vorgenommen wird und die
Tendenz des grabenlosen Verlegeanteils auf über 90%
zuläuft. Sehr viele Unternehmen haben sich inzwischen
darauf spezialisiert, nur solche Anwendungen vorzunehmen.
Dank der Felsbohrtechnik mit Low-Flow-
Mudmotoren gibt es keine Untergrundsituationen
mehr, die nicht bohrtechnisch zu bewältigen wären.
Lediglich die Auswahl zwischen der optimalen HDD-
Anlagengröße, der bodenbedingt optimalen Bohrspülung
und der optimalen Bohrwerkzeuge muss getroffen
werden.
Kleinste Hindernisse können mit den Grundopit-Kleinbohranlagen
unterbohrt werden, Gewässer bis 300 m
und gar 450 m Breite sind mit 20-t-Bohrgeräten unterquerbar,
und für große Flüsse und Ströme gibt es
die Großbohrtechnik (Maxi- und Megageräte). Mit
400-t-Anlagen wurden schon bis über 2.500 m breite
Gewässer gequert, die Dimension der verlegten Rohre
erreicht begehbare Durchmesser. Gerade die Großbohrsysteme
wurden für die Belange von großen
Dükerungen, Querungen, Unterfahrungen von Industrieanlagen
oder Berghängen, Felsbohrungen und
Infrastrukturprojekten gebaut. Während mit kleinen
HDD-Anlagen meist Kunststoffrohre verlegt werden,
sind Großbohranlagen meist für Stahlrohrverlegungen
in Pipeline-Projekten sowie ab und zu für den Einzug
von Gussrohren im Einsatz.
Beispiele: Maindükerung – Verlegung
einer Stahlrohrleitung DA 250 mm
Die Stadtwerke Würzburg bauen ihre Stadtt aus. Der
Ort Veitshöchheim, eigenständig und im Nordwesten
von Würzburg gelegen, hat ein großes Gewerbegebiet
in der Mainaue, nur der Fluss selbst und eine Straße
trennte noch das Gewerbegebiet von der künftigen
Versorgungsmöglichkeit.
Der Main, einer der wichtigsten Schifffahrtswege in
Deutschland, fließt in großen Abschnitten in einem
engen Tal, tief eingeschnitten im Festgestein, so auch
nördlich von Würzburg. Harte Kalke und Dolomite in
engen Wechsellagen mit weichen Mergelfugen bestimmen
das Gestein dicht unter der Flusssohle und
an den Talhängen. Die Bankkalke des Unteren Muschelkalkes
weisen hier etwa 140 bis 180 MPa Druckfestigkeit
auf.
Die Stadtwerke wünschten die Verlegung einer DA
250 mm Stahlleitung, zementummantelt, als Erdgashochdruckleitung
und den Einzug von fünf Leerrohren
PE-HD 50 mm für Steuer- und Telekom-Leitungen auf
200 m Länge.
Düker dieser Art mussten vor wenigen Jahren noch
mit Großbohranlagen gebohrt werden. Dank der leistungsstarken
Low-Flow-Grundorock-Mudmotoren sind
solche Flussdükerungen unter bestimmten Rahmenbedingungen
auch mit Midi-Rigs durchführbar.
Die Firma Leonhard Weiss, Bereich Bohrtechnik (BOA
= Bohrtechnik ohne Aufgraben), Leonberg, setzte für
diese Maßnahme einen Grundodrill 20 S ein, die Felsbohrung
geschah mit einem Grundorock 375 LF-Mudmotor,
und die Aufweitungen wurden mit Hole-Opener
der Endweiten 12´´ und 16´´ durchgeführt. Die Pilotbohrung
benötigte drei Tage, der Räumgang auf 12´´
insgesamt zwei Tage und der zweite Räumgang auf
16´´ ebenfalls zwei Tage.
Mit Hilfe von deutlich reibungsreduzierenden Maßnahmen
war der Einzug des zementummantelten
Stahlrohres und der begleitenden Leerrohre mit einem
vorauseilenden Reamer von 450 mm Durchmesser in
nur einem Tag möglich. Beim Rohreinzug kam es nach
20 m Einzuglänge zu einem kurzen Festhängen des
Rohres. Durch Hebung des Oberbogens verlief dann
der Einzug aber schnell und komplikationslos.
Abbildung 4: Der Orco bei Chivasso. Er wurde im Frühjahr/Winter 2006 unterbohrt
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Gaspipeline-Projekt nahe Turin
Eine sehr beeindruckende Großbohrung wurde im Jahr
2006 im Alpenvorland nordöstlich von Turin durchgeführt.
Nahe der Stadt Chivasso musste der Orco-Fluss
auf einer Länge von 1.249 m zur Aufnahme einer
660-mm-Stahlpipeline unterquert werden. Der Orco
kommt direkt aus den Gran Paradiso-Bergen (höchste
Erhebung 4.061 m) der Westalpen, ist ein wilder Alpenfluss
mit einer hohen Transportenergie und mit
häufigen Hochwasserereignissen und entsprechenden
Überflutungsgefahren für das Umland. Flüsse aus dem
Hochgebirge haben grobes Ablagerungsmaterial unter
ihrem Flussbett, zumeist eine wilde Durchmischung
von groben Geröllen bis hin zu Sand. Die Horizontalbohrung
wurde in bester Weise von dem erfahrenen
Pipeline-Bauunternehmen Ghizzoni S.p.A. mit ihrer
460-t-Bohranlage von Prime Drilling sogar unter Winterbedingungen
durchgeführt.
Erdgas-Pipeline-Projekt
nahe Vibo Valenza
Ein großes Pipeline-Projekt, ganz im Süden von Italien,
zur Verlegung einer 48“-Erdgaspipeline wurde 2005
von der erfahrenen Pipeline-Firma Ghizzoni S.p.A. mit
ihrer 460-t-Prime Drilling-Anlage durchgeführt. Der
Mesima-Fluss, der aus dem kalabrischen Appenin Abbildung 5: Am Orco eingesetzte Bohranlage: Prime Drilling – eine 460-t-Anlage
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(Appennino Calabrese) kommt, musste gleich dreimal
in verschiedenen Pipeline-Abschnitten unterbohrt
werden. In vielen Einzelschritten wurden Bohrlochaufweitungen
bis zu 1.600 mm durchgeführt. Die Dükerlängen
betrugen im Abschnitt A 550 m mit einem
minimalen Biegeradius von 1.490 m, im Abschnitt B
530 m mit einem minimalen Biegeradius von 1.500 m
und im Abschnitt C 480 m mit einem minimalen Biegeradius
von 1.600 m. Die Arbeiten wurden im Sommer
2005 unter sehr südlichen Temperaturen zur besten
Zufriedenheit des Auftraggebers ausgeführt.
Mit HDD durch die Berge
Der Einsatz der grabenlosen Pipeline-Verlegung bringt
sowohl für den Naturschutz im Gebirge als auch für
die Pipeline-Verlegung selbst nur Vorteile. Da man die
gleichen Gerätschaften nutzen kann wie für die Horizontalbohrtechnik
im Fall von Unterdükerungen oder
Verkehrswegeunterbohrungen, können Bergrücken
oder steile Gebirgskanten mit der Horizontalbohrtechnik
einfach durchbohrt werden. Die Kostenstrukturen
für solche Bohraufgaben sind nicht grundsätzlich anders
als im flachen Gelände. Nur der Einsatz in größeren
Tiefen macht eine kabelgeführte Ortungstechnik
notwendig, die zusätzliche Kosten verursacht, ansonsten
bestimmt die Geologie die Vortriebsleistung und
damit die Kostenstruktur in ähnlicher Weise wie in
Regionen mit geringeren Reliefunterschieden. Die
Abkürzungsstrecken im Gebirge haben zudem den
Vorteil, dass kritische Hanglagen, die rutschungsgefährded
sein können, umgangen oder unterbohrt werden
können. Je steiler das Gelände und je größer die
Querriegelsituation im Trassenverlauf ist, umso größer
sind die Vorteile einer direkten Durchbohrung von
Bergen oder Steilkanten.
Durchbohrung eines
Bergrückens im Schweizer Jura
Reigoldswil liegt im Kanton Basel/Land und ist geographisch
eingebettet in die gefalteten Bergrücken
des Schweizer Jura, die hier Höhen zwischen 900 und
1.200 m erreichen. Eine Erdgaspipeline, die seit 1967
existiert, musste ersetzt werden, und man hat gleichzeitig
im neuen Trassenverlauf einen Weg um die
Gemeinde Reigoldswil genommen. Dieser neue Abschnitt
der Stahlpipeline hat 900 m Länge und ist nun
weiter von den nächsten Gebäuden des Ortes entfernt.
Die Gasverbund Mittelland AG, Besitzer des Pipe-
Bohrgerät
(Typ)
FACHBEITRAG kanal- und leitungsbau
Max. Zugkraft
in kN
linenetzwerkes, entschied sich innerhalb der neuen
Strecke, einen Bergrücken auf einer Länge von 460 m
zu unterfahren. Der Bergrücken mit dem Namen „Bergli“
besteht aus einer typischen Juraabfolge mit harten
Kalksteinen und dazwischen geschalteten dünnen
Mergelbänken.
Zur Durchführung des Projekts im Sommer 2005 wurde
zunächst eine schmale Baustraße zum Startplatz
der Bohrung errichtet, um den notwendigen Transport
einer 100-t-Prime-Drilling-Anlage an einem steilen
Hang vorzunehmen. Die erfahrene Bohrfirma Bohlen
& Doyen aus Nordwest-Deutschland, Besitzer der
100-t-Bohranlage, machte zunächst eine Pilotbohrung
mit einem Mudmotor, der einen 250-mm-Rollenmeißel
trug. Die gesamte Steuerung wurde durch ein künstlich
ausgelegtes Magnetfeld realisiert und mit einem Navigationssystem
hinter dem Mudmotor gesteuert, das
mit einer Drahtverbindung durch die Bohrstangen mit
dem Leitstand der Maschine verbunden war. Der Bohrprozess
innerhalb der Juragesteinsabfolge benötigte
allerhand Wechsel im Bohrspülungseinsatz, die durch
direkten Zusammenhang mit anstehenden Mergeln
oder Kalken im Bohrloch bedingt waren. Die gesamte
Bohrspülung wurde am Startplatz recycelt. Der zweite
Arbeitsschritt war das Aufweiten des Bohrloches
mit einem 500-mm-Hole-Opener. Im dritten Arbeitsschritt
wurden dann das verschweißte Stahlrohr mit
einem Durchmesser mit 273 mm in das Bohrloch hineingezogen
und der Zwischenraum mit einer sehr
angereicherten Bohrspülung verfüllt. Die Bohrung
Max. Moment
in kNm
Mini ≤150 7 - 13 < 7
Gewicht
in t
Midi > 150 bis ≤400 15 – 30 7 – 25
Maxi > 400 bis ≤2.500 30 – 100 25 – 60
Mega > 2.500 > 100 > 60
Tabelle 1: HDD-Erfordernisse in der Großbohrtechnik
Abbildung 6: Pipelinerohreinzug unter dem
Mesima-Fluss in Kalabrien
Abbildung 7: Reamer für den vorletzten und
letzten Räumgang für den Mesima-Düker
wurde exakt in der vorbestimmten Zeit durchgeführt.
Die Auftraggeberseite war sehr zufrieden und veröffentlichte
mehrere Berichte über diesen Bohreinsatz
innerhalb der Schweiz.
Steilhangbohrung im Zollernalbgebiet
Im Sommer 2007 wurde die Steilkante der Schwäbischen
Alb, wenige Kilometer vom Kegelberg mit der
Burg Hohenzollern entfernt, auf 1.000 m Länge in zwei
Bohrabschnitten (von jeweils etwa 500 m Länge) zur
Aufnahme einer Erdgas-Pipeline (Stahl DA 278 mm im
PE-Schutzrohr DA 450 mm) unterbohrt. Die Albstadtwerke
benötigten eine neue 5 km lange Erdgaspipeline
von Stetten bei Hechingen im Albvorland bis hinein in
ihr eigenes Verteilungsnetz. Der schwierigste Pipelineabschnitt
war die über 400 m hohe Steilkante der
Schwäbischen Alb (Albtrauf). Die Traufkante hat Steigungen
bis 55%, ist mit geschütztem Bannwald (FFH-
Gebiet) bewachsen, und die ganze Region liegt in einem
bekannten und ausgewiesenem Erdbebengebiet.
Der Generalunternehmer, die Ludwig Graf GmbH,
beauftragte die renommierte Max Wild GmbH mit den
Bohrarbeiten in diesem ausgesprochen schwierigen
Pipeline-Verlegeabschnitt. Die beiden Felsbohrungen
durch harte Felsenkalke des Oberen (Weißen) Jura
sowie durch eine Mergelzone wurden mit zwei HDD-
Anlagen durchgeführt. Für die Pilotbohrungen mit
einem Mudmotor wurde eine Grundodrill 20 S-Bohranlage
von Tracto-Technik eingesetzt, während die
Aufweitbohrungen und der Rohreinzug mit einer 80-t-
Prime-Drilling-Anlage vorgenommen wurden. Die
Aufweitung erfolgte in jeweils drei Schritten (10“,
18“, 24“ bzw. 12“, 20“ und 24“), danach wurden ein
Cleaning-Durchgang und darauf der Rohreinzug vorgenommen.
Besonders anspruchsvoll waren die Hangneigung
und ein zu realisierendes Bohrlochgefälle von
über 40%. Bei einem dritten Aufweitgang (24“) sind
einem Hole Opener alle fünf Arme mit den eingearbeiteten
Rollenmeißeln verloren gegangen und mussten
aus dem Bohrloch geborgen werden, zum anderen
hatte das Bohrteam gegen den engen Zeitplan zu
kämpfen, so dass mehrschichtig gearbeitet wurde.
Zwischen den Start- und Zielgruben war kein direkter
18 09 | 2011

Abbildung 8: Pipelineeinzug bei einem der drei Dükerungen des Mesima
Fahrweg gegeben, für jeden Baustellentransport musste
ein 30 km langer Fahrweg benutzt werden. Dennoch
gelang es dem Bohrteam von Max Wild, sogar vor
dem gegebenen Zeitplan den Rohreinzug zu realisieren,
und dies zur besten Zufriedenheit des Versorgungsunternehmens
Albstadtwerke, des Generalunternehmers
und des hohenzollerischen Forstbetriebes.
Vorteile der HDD-Anwendungen
Der natürliche Aufbau des Bodengefüges oberhalb
der unterirdisch verlegten Leitung bleibt in voller
Weise erhalten. Ein sanft und statisch optimal in
Röhrenform durchörterter, jedoch bodenmechanisch
im Gefügeverbund erhaltener Untergrund sorgt für
gleichmäßig statische Lastverhältnisse über und um
die Leitung herum, so dass punktuelle Auflasten bei
schlüssiger Leitungseinbettung entfallen. Die Leitung
wird in einem runden Bohrloch verlegt. Die bodenmechanisch
wirksamen Spannungen werden aufgrund
der zylindrischen Geometrie des Bohrloches bzw.
Mikrotunnels relativ ideal bogenförmig um den Zylinder
herum abgeleitet, da auch eine sehr gute Gewölbetragwirkung
des unverletzten Überbaus besteht.
Die schlüssige Verfüllung des Ringraumes zwischen
Leitung und dem zylindrischen Hohlkörper sorgt für
eine noch bessere Ableitung der bodenmechanischen
Spannungslinie. Druck- und Zugspannung sind relativ
ausgeglichen. Die Lastverhältnisse auf der Leitung
sind bei vorschriftsmäßiger Überdeckung entscheidend
geringer als bei einer in offener Bauweise verlegten
Leitung.
Durch den Erhalt des natürlichen Bodenaufbaus wird
nahezu kein Bodenaustausch erforderlich. Ein Abtransport
von Bodenaushub entfällt bis auf geringe Mengen
bei den Start- und Zielgruben. Gleichzeitig werden
Sand-, Kies- und Brechmateriallagerstätten geschont,
da im Gegensatz zur offenen Bauweise der Verbrauch
dieser Ressourcen äußerst gering ist.
Die weitgehend witterungsunabhängige Bauweise
erlaubt zugleich hohe Arbeitsgeschwindigkeiten, so
dass für die geschlossene Leitungsverlegung oft nur
09 | 2011
ein Bruchteil der Zeit benötigt wird, wie sie
die offene Bauweise erforderlich macht.
In Hanglagen, bei denen eine konventionelle
offene Leitungsverlegung einen besonderen
Aufwand erforderlich macht, arbeitet die
Horizontalbohrtechnik mit nahezu gleicher
Vortriebsgeschwindigkeit wie im ebenen
Gelände.
Mit den Anlagen der horizontalen Großbohrtechnik
sind zudem in besonders vorteilhafter
Weise große Dükerbaumaßnahmen, aber auch
Rohrverlegungen mit größerer Dimension und
mit größeren Rohrgewichten durchführbar.
Info
Literatur:
hj-bayer@tracto-technik.de
Bayer, H.-J. (2005): HDD-Praxis-Handbuch,
196 S., Vulkan-Verlag, Essen.
Bayer, H.-J. (2004): Ein Vergleich im
Rohrleitungsbau am Beispiel der
verlaufsgesteuerten Horizontalbohrtechnik
– Offene Bauweise und grabenlose
Bauweise. 3R Int. 43, Nr. 1, S. 21 - 25.
Bayer, H.-J. und Bandera, G. (2007):
HDD applications in pipeline Projects in
Europe, 3R Int. Special 2/2007, p.75 –81,
Essen: Vulkan-Verlag.
Bayer, H.-J. und Bunger, S. (2008):
1.000-m-HDD-Felsbohrung am Steilhang
im Erdbebengebiet. 3R Int. 47,
Nr.1/2008.
DCA (Verband Güteschutz Horizontalbohrungen)
(2007): Horizontal Directional
Drilling – technische Richtlinien des
DCA, 3. Aufl., 113 S., Aachen.
Fengler, E. G. / Bunger, S. (2007):
Grundlagen der Horizontalbohrtechnik
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