Grabenlose Verfahren
Pressbohr-technik
Horizontal-bohrungen
Direct Pipe®
Microtunnelling
Tunnelling
Warum sollten Sie grabenlose Verfahren wählen?
Die weltweite Bevölkerungsdichte nimmt stetig zu. Die Minimierung von Umweltauswirkungen unserer Projekte ist daher entscheidender Bedeutung. Der Einsatz grabenloser Technologien zur Verlegung unterirdischer Energie- und Versorgungsnetze ist dabei ein echter Meilenstein.
Grabenlose Verlegetechniken wie Horizontalbohrungen (HDD) und Microtunnelling bieten eine nachhaltigere Lösung für den Netzausbau, da sie Oberflächenbeeinträchtigungen reduzieren, die bestehende Infrastruktur schützen und bisher unzugängliche Bereiche erschließen.
Die Wahl des am besten geeigneten Verfahrens ist entscheidend für den Erfolg eines Projekts.
Grabenlose Verfahren
Jede grabenlose Kreuzung ist einzigartig. Es gibt eine Vielzahl von grabenlosen Verfahren, die jeweils ihre eigenen Merkmale und Vorteile haben.
Pressbohrtechnik
Horizontalbohrungen
Direct Pipe®
Microtunnelling
Tunnelling
Die Wahl des richtigen Verfahrens hängt von mehreren Faktoren ab: Kundenanforderungen, Kreuzungsabmessungen, Branchenvorschriften sowie die geologischen und geotechnischen Bedingungen der Baustelle. Nach einer gründlichen Analyse durch Spezialisten für grabenlose Technologien wird die technisch und wirtschaftlich am besten geeignete Technik ermittelt.
Pressbohrtechnik / Horizontalbohrungen
Effiziente Verfahren für Kreuzungen mit reduzierter Länge
Klassische Vortriebstechniken, die eine Verrohrung des Bohrlochs während des Vortriebes ermöglichen, sind je nach Terrain und Kontext die effizienteste Lösung. Sie garantieren ein stabiles Bohrloch und die Unterquerung von Hindernissen aufgrund der direktesten Bohrlinie zwischen Start- und Zielgrube. Diese Techniken können mit einfachen Leitsystemen ausgestattet werden und eignen sich ideal für geradlinige Strukturen mit einer Länge von typischerweise bis zu 120 Metern.
Es gibt drei Haupttechniken
Traditionelles Pressbohren
Pressbohren mit einem Bohrhammer
Pressbohren mit einem Rohrrammen
Pressbohrtechnik
Das Pressbohrverfahren ist eine Technik für weichen Boden. Mit diesem Verfahren wird ein ein Stahlrohr aus einer Startgrube in den Boden gedrückt. Während das Rohr sich vorwärtsgetrieben, gräbt eine spiralförmige Bohrschnecke den Boden an Ort und Stelle aus.
Das Verfahren nutzt einen Bohrmeißel an der Vorderseite des Rohrs, der sich dreht, um den Boden auszugraben, während das Rohr vorwärtsgerieben wird.
Pressbohrtechnik: Auf einen Blick
Vorteile
Kreuzungen mit geringerer Länge
Bohrung bleibt erhalten
Geeignete Bodenverhältnisse
Weiche Bodenverhältnisse
Weicher Steinboden
Bodenverhältnisse mit groben Strukturen (mit entsprechendem Werkzeug)
Abmessungen
Durchmesser von 300 mm bis 1400 mm
Längen von weniger als 140 m
Pressbohrtechnik mit DTH (Imlochbohrer)
Bei Felsformationen oder solchen mit erheblicher Blockbildung wird der herkömmliche Bohrer durch einen Drucklufthammer ersetzt. Der Hammer bricht den Boden auf, das zerkleinerte Material wird über eine Schnecke in die Startgrube abtransportiert. Das Verfahren arbeitet Rohr für Rohr fortgesetzt, bis die Zielgrube erreicht ist.
Pressbohrtechnik mit Bohrhammer: Auf einen Blick
Vorteile
Kreuzungen mit geringerer Länge
Kreuzungen in felsigem Gelände oder mit erhebliche Blockierung
Bohrung bleibt erhalten
Geeignete Bodenverhältnisse
Kieselsteine und grober Kies
Felsen
Abmessungen
Durchmesser von 350 mm bis 1200 mm
Längen von weniger als 120 m
Rohrrammen
Beim Rohrrammen wird ein offenes Rohr mit Schlagkraft aus einer Startgrube in den Boden gerammt. Diese Methode ist zwar technisch basaler und weniger kontrolliert, aber für Projekte mit geringer Länge und in Bereichen nahe dem Grundwasserspiegel nach wie vor effektiv. Während des Rammvorgangs sammelt sich im Rohr der verdrängte Boden, bis die Zielgrube erreicht wird. Dort angekommen, wird das Rohr mit hydraulischen oder mechanischen Methoden entleert. Das so verlegte Stahlrohr kann nun für die Verlegung des Netzes oder der Rohrleitung genutzt werden.
Rohrrammen: Auf einen Blick
Vorteile
Niedrigere Kosten
Bohrung bleibt erhalten
Geeignete Bodenverhältnisse
Weiche und lockere Böden
Weiche und kieshaltige Böden
Abmessungen
Durchmesser von 300 mm bis 1400 mm
Längen von weniger als 80 m
Horizontalbohrungen (HDD)
Horizontalbohrungen (HDD)
Horizontalbohrung (HDD) ist meist schnell umsetzbar und kostengünstig. HDD ist eine weit verbreitete Technik zum Unterqueren von Hindernissen wie Flüssen oder Straßen. Dabei wird direkt von der Erdoberfläche entlang eines vordefinierten, bogenförmigen Profils gebohrt.
Horizontalbohrung erfolgt in der Regel in drei Schritten
Pilotbohrung: Hiermit wird das Bohrprofil erstellt, wobei jeweils eine Stange nach der anderen den Eintrittspunkt mit dem Austrittspunkt verbindet.
Aufweiten: Dabei wird der Durchmesser der Bohrung in einem oder mehreren Durchgängen erweitert, bis er 30 % bis 50 % größer ist als das zu verlegende Rohr. Ist der Durchmesser der Vorbohrung ausreichend, kann auf ein Räumen verzichtet werden.
Einzug: Das vormontierte Rohr oder Netzwerk wird in das aufgebohrte Loch gezogen.
Bohrspülungen
Bei jedem Schritt der Horizontalbohrung (HDD) (Pilotbohrung, Aufbohren und Einzug) wird systematisch eine Bohrspülung in das Bohrloch eingespritzt. Diese Spülung dient der Schmierung und Kühlung der Bohrwerkzeuge, Stabilisierung des Bohrlochs und vor allem zum Abtransport von Bohrklein aus dem Bohrloch.
Die Spülung wird unter Druck eingespritzt und tritt durch die Bohrwerkzeuge im Inneren des Lochs wieder aus. In der Regel handelt es sich um eine Mischung aus Frischwasser und Bentonit, wobei Zusammensetzung, Menge und Dichte je nach Bodenbeschaffenheit und Standortbedingungen variieren können.
Es gibt auch komplexere Bohrspülungen, beispielsweise aus Polymeren oder Meerwasser, die insbesondere für Landfall-Projekte nützlich sein können.
Horizontalbohrung (HDD): Auf einen Blick
Vorteile
Schnelle Ausführung
Direkte Verlegung der Rohrleitungen
Direktes Arbeiten von der Oberfläche aus
Begrenzte Auswirkungen auf die Umwelt
Geeignete Bodenverhältnisse
Sand (<2 mm)
Schluff
Ton
Homogenes, ungebrochenes Gestein
Abmessungen
Durchmesser von 50 mm bis 1400 mm
Durchmesser von 50 mm bis 1400 mm
Direct Pipe®
Eine innovative Technik für komplexe grabenlose Kreuzungen
Direct Pipe® von Herrenknecht AG ist eine innovative Technik, und kombiniert die Vorteile des Horizontalbohrens (HDD) und des Microtunnelling. Sie ermöglicht die Durchführung von Arbeiten direkt von der Oberfläche aus, ohne dass tiefe Start- und Zielgruben ausgehoben werden müssen. Sie profitiert außerdem von der Microtunnellingtechnologie, die das Vortreiben von Tunneln durch fast alle Bodenarten mit unübertroffener Präzision ermöglicht.
Diese Technik eignet sich besonders für Landfall-Projekte, da sie den Mobilisierungsaufwand vor der Küste minimiert. Sie ist auch für Kreuzungen relevant, bei denen aufgrund geologischer Bedingungen HDD nicht zum Einsatz kommen kann.
Direkte Installation mit Pipe Thrusters
Direct Pipe ermöglicht die direkte Installation von Stahlrohren (beschichtet oder unbeschichtet) entlang eines Bogenprofils, ähnlich wie bei der HDD-Technik. Das an der Vorderseite des Stahlrohrs angeschlossene Aushubwerkzeug ist eine AVN-Mikrotunnelbohrmaschine (TBM), während die erforderliche Schubkraft über das Stahlrohr übertragen und von einem Pipe Thruster von der Oberfläche aus aufgebracht wird. Der Pipe Thruster befindet sich am Eintrittspunkt und greift mit „kreisförmigen Backen“ das Stahlrohr in 5-Meter-Abschnitten und übt eine Längsschubkraft von bis zu 750 Tonnen aus, ohne das Rohr zu beschädigen. Bei Bedarf können mehrere Pipe Thruster hintereinandergeschaltet werden, um die verfügbare Schubkraft zu erhöhen.
Das Stahlrohr wird an der Oberfläche hinter den Schubvorrichtungen in einem oder mehreren Abschnitten montiert. Dabei wird die Anzahl der erforderlichen Zwischenschweißnähte so gering wie möglich gehalten. Auf diese Weise kann eine lange Direct Pipe-Installation durchgeführt werden, ohne dass das Rohr bereits in seiner gesamten Länge geschweißt sein muss. Jeder Stahlrohrabschnitt muss mit allen notwendigen Anschlüssen für den Betrieb der Mikrotunnelbohrmaschine (Energie, Seeleitungen, Schmierung, Kommunikation usw.) vorgerüstet sein.
Schließlich kann das von Direct Pipe installierte Stahlrohr entweder direkt oder als Verkleidung für weitere Installationen dienen.
Direct Pipe : Auf einen Blick
Vorteile
Direktes Arbeiten von der Oberfläche aus
Hohe Schubkraft
Anpassungsfähig an alle Bodenverhältnisse
Rohrstabiität
Reduzierte Baustellenfläche
Geeignete Bodenverhältnisse
Alle Bodenverhältnisse
Abmessungen
Durchmesser von DN750 bis DN1500 (30″ to 60″)
Länge von 400 m bis 2000
Microtunnelling
Präzises und flexibles Tunnellingverfahren für alle Bodenverhältnisse
Die modernste Tunnellingtechnik, das Microtunnellingverfahren, ist in einer Vielzahl von geologischen Formationen einsetzbar und ermöglicht eine präzise Steuerung der wichtigsten mechanischen und hydraulischen Parameter sowie des Bohrprofils. Das Verfahren ist besonders vorteilhaft, da es den Tunnel während des Baus mechanisch stützt und eine große Flexibilität bei der geometrischen Gestaltung der Bauwerke ermöglicht.
Die verwendete Mikrotunnelbohrmaschine (MTBM) ist in der Regel vom Typ AVN: eine hydraulische Maschine, die sowohl die Steuerung des Hydraulikdrucks an der Bohrfront als auch den Transport des Aushubs zurück an die Oberfläche ermöglicht.
Ausgebrochener Boden während der gesamten Bauzeit erhalten
Beim Microtunnelling wird ein Tunnel von einer Startgrube aus gegraben und Beton, GFK- oder Stahlrohre hinter der Mikrotunnelbohrmaschine vorwärtsgeschoben. Während des Tunnellings bewegt sich das gesamte Microtunnellingsystem vorwärts, angetrieben von einem in der Startgrube installierten Schubsystem.
Eine Schmierflüssigkeit, die an der Oberseite des Mikrotunnels eingespritzt wird, verringert die Reibung zwischen dem Tunnel und dem umgebenden Boden.
Microtunnelling auf einen Blick
Vorteile
Präzision und Möglichkeit zur Realisierung komplexer Geometrien
Ausgehobener Boden wird während der Bauphase abgestützt
Wasserdichte Konstruktionen, nach Fertigstellung potenziell begehbar
Geeignet für Schwerkraftnetze
Geeignete Bodenverhältnisse
Nahezu alle geotechnischen Verhältnisse
Abmessungen
Durchmesser von 500 mm bis 4000 mm
Längen bis zu 2000 m
Tunnelling
Eine Technik für große Durchmesser und lange, gerade Längen
Das Tunnellingverfahren – dem Microtunnelling nicht unähnlich – ermöglicht das Arbeiten mit größeren Durchmessern. Diese Technik erlaubt auch den Einsatz verschiedener Maschinentechnologien für eine bessere Kontrolle über den Grabungsprozess. Damit kann die Auswirkung auf die Umgebung weiter reduziert werden.
Im Gegensatz zum Microtunnelling werden während des Aushubs vorgefertigte Struktursegmente in den Tunnel eingesetzt. Die Montage der einzelnen Segmente anstelle der Installation kompletter Rohrringe erleichtert den Bau von Tunneln mit großem Durchmesser erheblich. Die fertiggestellten Tunnelabschnitte stützen dann die Bohrmaschine während ihres Vortriebs. Auf diese Weise können große Längen bewältig werden.