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Empirische Berechnungsverfahren basieren auf mathematischen Beziehungen zwischen messbaren Größen, die durch nummerische Auswertungen von Messergebnissen aufgestellt wurden. Im vorliegenden Anwendungsfall zählen hierzu z.B. das Verfahren der Fehlerfunktionskurve (Abschnitt 15.2.1.1) und das Berechnungsverfahren nach Scherle (Abschnitt 15.2.1.2). |
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Das "Verfahren der Fehlerfunktionskurve" wurde von Peck [Mair93] entwickelt und von O'Reilly und New [New92] modifiziert, um auch den Einfluss der Tiefenlage des Vortriebes zu berücksichtigen. Grundlage des Berechnungsverfahrens bildet ein Senkungsmuldenverlauf (Bild 15.2.1.1), der durch eine Gaußsche Normalverteilungsfunktion ausgedrückt und nach Formel 15.2.1.1 berechnet wird: (Formel: Berechnung der Fehlerfunktionskurve nach Peck [Mair93]) Wenn … |
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(Bild: Tiefenabhängigkeit der Fehlerfunktionskurve [Scher77c])Das Berechnungsverfahren nach Scherle [Scher77c] basiert auf der Annahme, dass die Senkungen im Wesentlichen durch den Bodenverlust und damit auch durch den Überschnitt entstehen. In diesem Fall wird die sich an der Geländeoberfläche (GOK) bildende Senkungslinie näherungsweise durch ein Trapez idealisiert (Bild 15.2.1.2), dessen Fläche identisch ist mit der zum Bodenverlust äquivalenten … |
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Analytische Verfahren zur Berechnung oder Vorabschätzung von Senkungen im Zusammenhang mit der geschlossenen Bauweise stehen zur Zeit nur für den Tunnelvortrieb zur Verfügung. Dazu zählen zum Beispiel das Berechnungsverfahren von Vafaeian [Vafae91], Veruijt/Booker [Verru96], Loganathan/Poulos [Logan98] und Sagaseta [Sagas87] (Abschnitt 15.2.2.1). Eine Ausnahme bildet das Verfahren von Sagaseta [Sagas87], dass von O'Reily und Rogers [OReil91] für … |
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Das Berechnungsverfahren von Sagaseta [Sagas87] basiert auf den Gesetzmäßigkeiten der Strömungsmechanik. Sagaseta [Sagas87] betrachtet in seinen Untersuchungen einen sich zunächst in unendlicher Tiefe befindlichen Tunnel. Dieser wird von einem als inkompressibles Fluid idealisierten Boden umgeben, der in etwa einem bindigen Lockergestein unter undränierten Bedingungen entspricht. Vorausgesetzt, dass ein Verformungsvektor bekannt ist, ist die Berechnung … |
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Der Nachteil des Verfahrens nach Sagaseta [Sagas87] (Abschnitt 15.2.2.1) besteht in der Annahme der Inkompressibilität des Bodens. Dadurch werden Langzeitverformungen, welche durch Konsolidierung oder Kriechen entstehen, in der Verformungsberechnung nicht berücksichtigt. Um diesen Nachteil zu beheben, wurde der Faktor α eingeführt, der die Volumenänderung während des Rohrvortriebes berücksichtigt. Unter Verwendung von α werden Radialverformungen S… |
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Zu den nummerischen Verfahren zählen die Finite-Elemente-Methoden (FEM), die Finite-Differenz-Methoden (FDM), die Kinematische-Element-Methode (KEM), die Randelemente-Methode (REM) und die Diskrete-Element-Methode (DEM). Wegen ihrer vielseitigen Anwendungsmöglichkeiten ist die Finite-Elemente-Methode am weitesten verbreitet und für die Darstellung des Spannungs- und Verformungsverhaltens komplizierter Geometrien und räumlicher Strukturen prädestiniert. |
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(Bild: Auswirkungen von Bodenverformungen auf angrenzende Bebauungen [Attew86]) Maßgeblich für die Auswirkungen von Bodenverformungen auf vorhandene Bebauungen (Bild 15.3) sind die
Differenzverformungen verursachen Verschiebungen/Verformungen an vorhandenen Tragwerken, Leitungen und Verkehrsflächen und damit zusätzliche Lasten. Zur Abschätzung des … |
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Die steuerbaren Spülbohrverfahren unterscheiden sich generell von den, fast ausnahmslos auf dem Prinzip des Rohrvortriebes mittels Einschieben, Einpressen bzw. Einrammen basierenden Verfahren (Abschnitt 5) (Abschnitt 6) (Abschnitt 7) (Abschnitt 8) (Abschnitt 9). Sie wurden für den grabenlosen Leitungsbau aus der Richt- und Tiefbohrbohrtechnik entwickelt, die bei der Exploration und Förderung von Erdgas und Erdöl Anwendung finden und stellen heute … |
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Spülbohrverfahren mit Flüssigkeitsspülung werden in DIN EN 12889 [DINEN12889:2000] als "Directional Drilling", im ATV-A 125 [ATVA125b] als "Horizontal-Spülbohrung" bzw. "Horizontal Directional Drilling (HDD-Verfahren)", im DVGW-GW 321 [DVGWAGW321] als "steuerbares, horizontales Spülbohrverfahren", in den GSTT-Informationen Nr. 5 [GSTT5] als "gesteuertes Horizontalbohrverfahren" und im englischen Sprachgebrauch mit "Fluid-Assisted Boring" [ISTT] … |
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Für die Durchführung des Verfahrens sind folgende Arbeitsschritte erforderlich [Kleis96a] [DCA00c] [Stein96d] :
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Nach Festlegung der Trasse und Gradiente für die zu verlegende(n) Leitung(… |
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Unter dem in Normen und Regelwerken für Spülbohrverfahren [DVGWAGW321] [DCA00c] [FGR66] verwendeten Begriff Aufweitbohrung versteht man nach DIN 20301 [DIN20301] das Erweiterungsbohren, d.h. das "Vergrößern des Bohrlochdurchmessers durch Aufbohren … |
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(Bild: Arbeitsschritte beim Spülbohrverfahren (Flussunterquerung) in Anlehnung an [DCA01] [Bild: S&P GmbH] - Einziehvorgang)
Mit der letzten Aufweitbohrung wird/werden vom Austrittspunkt ausgehend die vorbereitete(n) und an den Räumer angekoppelte(n) Leitung(en) in das Bohrloch eingezogen. Die Übertragung der Drehbewegung des Bohrstranges auf den Leitungsstrang bzw. die Leitungsstränge wird durch ein Drehgelenk (Abschnitt 16.1.3.5) verhindert (… |
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Flexible Rohrleitungen, für z.B. Fernwärmeleitungen (Abschnitt 1.1.3) und Kabel sowie als Ringbundware gelieferte Kunststoffrohre (PE-, PE-X-Rohre) (Abschnitt 13.11.1) werden bei begrenzten Platzverhältnissen direkt dem Räumer folgend unter Einhaltung des zulässigen Biegradius in einem Stück von einer Trommel oder einem speziellen Rohrbundtransportwagen abgezogen. Beispiele für die diesbezügliche Einzelverlegung zeigt Bild 16.1.2.3.1 und Bild 16.1.2.3.1 |
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Der für den Einziehvorgang unter Berücksichtigung der Einbauanleitungen der Rohrhersteller montierte Rohrstrang wird in einem Stück eingezogen. Zur Minimierung der Reibung des Rohrstranges auf der Geländeoberfläche und damit zur Reduzierung der vom Bohrgerät aufzubringenden Einziehkräfte werden Rollenbahnen oder Gleitbahnen eingesetzt. Rollenbahnen bestehen in der Regel aus in bestimmten Abständen angeordneten Rollenböcken (Bild 16.1.2.3.2). Dabei … |
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Diese Einziehvariante findet bei beengten Platzverhältnissen, z.B. in innerstädtischen Bereichen, bei Flussdükern mit steilen Uferzonen etc., Anwendung. In diesem Fall werden Rohre bzw. Rohrstränge mit längskraftschlüssigen Steckmuffen Verbindungen (Abschnitt 13), z.B. Rohre aus duktilem Gusseisen, in einem entsprechend großen und gesicherten Zielschacht (Abschnitt 12) miteinander verbunden und sukzessive in das Bohrloch eingezogen (Bild 16.1.2.3.2). … |
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Beim Einziehen eines Rohrstranges in das mit der Spülung gefüllte Bohrloch kann dieser je nach Gewicht und Verdrängungsvolumen aufschwimmen und sich an der Bohrlochfirste anlegen. Diese Auftriebskraft erzeugt im Zusammenhang mit der jeweiligen Reibung zwischen Rohrstrang und Bohrlochwand mitunter erhebliche Reibungskräfte, die vom Bohrgerät überwunden werden müssen [DVGWAGW321] [DCA00c]. Um diesen Effekt und die Beschädigungsgefahr des Rohrstranges … |
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In Folge der relativ kurzen Bohrzeiten … |
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Der Bohrstrang setzt sich aus dem Bohrgestängestrang, dem Bohrwerkzeug und gegebenenfalls Komplettierungselementen zusammen. Er ist mit dem Dreh- oder Dreh-Schlagwerk des Bohrgerätes verbunden und muss so ausgelegt werden, dass die maximal zu erwartenden, nachfolgend aufgeführten Belastungen, unter zusätzlicher Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors, aufgenommen werden können [DCA00c] :
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Bezüglich der Bohrwerkzeuge wird in Abhängigkeit der Arbeitsschritte beim Spülbohrverfahren folgende Unterscheidung getroffen:
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(Bild: In-Line-Spülkopf (links) und Winkelspülkopf (rechts) mit Winkelstück [FI-ids]) Je nach anstehendem Baugrund kommen für die Pilotbohrung folgende Bohrköpfe zum Einsatz:
Der Spülkopf besitzt auswechselbare Düsen, die entweder gerade (In-Line-Spülkopf) oder exzentrisch zur Bohrachse (Winkelspülkopf) angeordnet sind [FI-ids]. Er wird bevorzugt in (breiig-)… |
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Die Bohrlochmotore, in der Tief- und Flachbohrtechnik als Bohrlochsohlenantrieb oder Bohrlochsohlenmotor bezeichnet, werden unmittelbar hinter dem Bohrwerkzeug oder unter Zwischenschaltung von Bohrstrangelementen in den Bohrstrang eingebaut. Der Bohrstrang oberhalb des Bohrlochmotors hat dessen Rückstellmoment aufzunehmen und braucht in diesem Fall nicht angetrieben zu werden. Hieraus ergeben sich wesentlichen Vorteile für die Belastung des Bohrstranges … |
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