3R Grabenloser Leitungsbau (Vorschau)

FACHBERICHT ABWASSERENTSORGUNG
Kurvengängiger Rohrvortrieb –
Stand der Technik
Durch die aufkommenden umwelttechnischen Anforderungen sowie die geforderte Vermeidung von Aufgrabungen bei
der Verlegung und den Einbau von Rohrleitungen insbesondere in städtischen Bereichen, aber auch durch den steigenden
Kostendruck setzen sich grabenlose Methoden, wie z. B. der Rohrvortrieb bei der Verlegung und den Einbau von Verund
Entsorgungsleitungen zunehmend durch. Neben dem geraden Rohrvortrieb gewinnt auch der kurvengängige
Rohrvortrieb an Bedeutung. Im vorliegenden Beitrag werden die Ergebnisse von Untersuchungen über das Strukturverhalten
verschiedener Rohre und Rohrwerkstoffe sowohl für den geraden als auch den kurvengängigen Rohrvortrieb dargelegt, wie
sie für die ingenieurmäßige Beurteilung sowie die Planung von Vortriebsmaßnahmen erforderlich sind. Neben den maximal
zulässigen Vortriebskräften werden auch die minimal zulässigen Kurvenradien für verschiedene Rohre und Rohrwerkstoffe
einiger Rohrdimensionen, in Abhängigkeit von der durch den kurvengängigen Rohrvortrieb hervorgerufenen Exzentrizität
der Vortriebskraft angegeben, wobei damit ein Überblick über die Einsatzbereiche der verschiedenen Rohre und
Rohrwerkstoffe und auch ein Vergleich zwischen den flexiblen und den starren Rohrwerkstoffen im Hinblick auf das
Strukturverhalten der Vortriebsrohre nach dem Stand der Technik gegeben wird.
Rohrvortrieb ist eine bekannte und erfolgreich angewendete
Methode zur grabenlosen Verlegung von Rohrleitungen
bzw. Rohrleitungsabschnitten in einem Mikrotunnel vom
Startschacht bis zum Zielschacht. Diese Methode der grabenlosen
Verlegung kann sowohl für kleine als auch für
große Rohrdurchmesser, für große Überdeckungshöhen,
verschiedene Bodenklassen, usw. angewendet werden. Mit
der Vortriebsmethode können nicht nur Rohrleitungsabschnitte
mit gerader Trassenführung, sondern auch Rohrleitungsabschnitte
mit gekrümmter Trassenführung, mit dem
sogenannten kurvengängigen Rohrvortrieb über größere
Längen verlegt bzw. eingebaut werden.
Für den Rohrvortrieb existieren Regeln der Technik, wie
z. B. ATV A 125 oder DVGW GW 304 „Rohrvortrieb
und verwandte Verfahren“ und ATV A 161 oder DVGW
GW 312 „Statische Berechnung von Vortriebsrohren“. In
diesen Regeln der Technik sind Anforderungen für die
Vortriebsmethode, wie z. B. die erforderliche technische
und mechanische Ausrüstung, die Anforderungen an die
Vortriebsrohre einschließlich der Rohrverbindungen sowie
die Anforderungen für die Planung und die Ausführung
des Vortriebsvorganges festgelegt. In diesen Regeln der
Technik sind jedoch nur wenige Hinweise auf den kurvengängigen
Rohrvortrieb enthalten.
Für die ingenieurmäßige Betrachtung und Planung von
kurvengängigen Rohrvortrieben sind jedoch Fragen
offen, wie z. B. die maximal zulässige Vortriebskraft für
bestimmte Rohre und Rohrverbindungen als Funktion
der projektspezifischen Kurvenradien der Rohrleitung,
der minimal zulässige Kurvenradius für bestimmte Rohre
und Rohrverbindungen, usw. Im Rahmen des Beitrages
sollen Erkenntnisse zum kurvengängigen Rohrvortrieb,
auf der Grundlage von Untersuchungsergebnissen für verschiedene
Rohre und Rohrwerkstoffe vorgestellt werden.
Rohrvortrieb
Für den Rohrvortrieb existieren verschiedene Arten von
Vortriebsmaschinen, abhängig von der Größe der einzubauenden
Rohre, den Bodenverhältnissen, den Anforderungen
an die Steuerung und das Kontrollsystem, usw.
Sowohl für den geraden als auch den kurvengängigen
Rohrvortrieb sind grundsätzlich die folgenden Systemkomponenten
erforderlich:
»»
Vortriebsrohre mit entsprechenden
Rohrverbindungen
»»
Vortriebsausrüstung: Vortriebsmaschine für die Herstellung
des Mikrotunnels, Vortriebseinheit mit dem
Pressensystem, Steuer- und Kontrollsystem
»»
Transportsystem für den abgebauten Boden
»»
Zwischenpress-Stationen für lange
Rohrleitungsabschnitte
»»
Bentonit-Suspension für Stützung und Schmierung
der Rohre im Mikrotunnel während des Vortriebsprozesses
zu Reduktion des Vortriebswiderstandes
Aus der Erfahrung ist bekannt, dass ein absolut gerader
Vortriebsvorgang vom Startschacht bis zum Zielschacht in
einer perfekten Vortriebslinie nicht möglich ist. Bei realen
Vortriebsvorgängen sind immer Abweichungen von
der idealen Vortriebslinie in vertikaler und horizontaler
Richtung zu erwarten, auch wenn der Zielschacht genau
erreicht wird. Aus diesem Grund müssen während des
Vortriebsvorganges bestimmte Parameter kontinuierlich
gemessen, angezeigt und in einem Vortriebsprotokoll
dokumentiert werden. Die Analyse des Vortriebsprotokolls
ist wichtig für die Erfassung und Beurteilung der
Vortriebskraft, die Steuerung der Vortriebsmaschine bei
Abweichungen von der geplanten Vortriebslinie und die
Beurteilung der Belastungen auf die Vortriebsrohre. In
Bild 1 ist das Protokoll eines geraden Rohrvortriebes mit
geschleuderten GFK-Rohren DN 600 über eine Vortriebslänge
von etwa 50 m mit 5 m Rohrscheitelüberdeckung
70 07-08 | 2014