Microtunnelling - Von Bilbao ins Sauerland

Für das neue, rund 38 km lange Kanalsystem fuhr eine Herrenknecht AVN 1600 zwei Vortriebsstrecken mit einer Gesamtlänge von 740 m (490+250 m) auf. Die Maschine aus Schwanau, die schon bei der Sanierung des städtischen Abwassersystems von Bilbao stattliche Performance in Tonstein zeigte, konnte auch fernab im Sauerland ihre technischen Qualitäten unter Beweis stellen.

Bei Gesteinsfestigkeiten zwischen 80 und 200 MPa arbeitete sich die Maschine mit einem Drehmoment von 400 kNm mit durchschnittlichen Vortriebsleistungen bis zu 14 m unaufhaltsam durch kompakten Felsverband. Auch das automatische Bentonit-Schmiersystem funktionierte vorzüglich. Auf den beiden Teilstrecken wurden vier bzw. zwei Dehnerstationen installiert, jedoch nur jeweils eine in Betrieb genommen.

Ungereinigte Abwässer in der Emscher und ihren Nebenbächen - das ist seit der Industrialisierung in Deutschland trüber Alltag in Dortmund und Umgebung. Bis heute werden die Abwässer erst kurz vor der Mündung in den Rhein in biologischen Kläranlagen gereinigt. Die Emschergenossenschaft hätte diesem Missstand für Mensch und Natur schon lange gerne ein Ende bereitet. Doch die Pläne zum Bau von unterirdischen Abwässerkanälen scheiterten immer wieder an den enormen Bergsenkungen im Emschergebiet.

Erst Ende der achtziger Jahre waren die Launen der Natur gezähmt; der Umbau des Emscher-Systems wurde beschlossen. Das lange Warten wird sich lohnen. Dezentrale Kläranlagen und 300 km unterirdische Abwasserleitungen werden dafür sorgen, dass nur noch gereinigte Abwässer in die Flüsse gelangen. Rund 4,4 Mrd. Euro wird dieses Jahrhundertprojekt kosten, das nach dreißig Jahren Bauzeit einen riesigen Gewinn für Mensch und Natur sowie Lebensqualität pur in die Emscherregion bringen soll. Allein über 200 km neuer Abwasserleitung werden im Microtunnelling-Verfahren entstehen.

Viel ist bereits geschehen: Zwei EPB-Maschinen der Herrenknecht AG verlegten bereits im Auftrag von K-Boringen Rohre mit Nennweiten von 1.400 mm in der Nähe von Dortmund. Eine Maschine war mit einer Kübelförderung ausgestattet; die zweite, ferngesteuerte EPB-Anlage verfügte über eine Pumpenförderung. Der Einsatz einer Dickstoffpumpe erwies sich in den lehmigen, tonigen Böden der Region als wirtschaftlichere Alternative. Mit dem von Herrenknecht entwickelten Mischsystem lassen sich wässrige Böden problemlos deponieren. Nach einigen technischen Modifikationen bekam das ausgeklügelte Fördersystem auch den zähen Emschermergel in den Griff. Tagesbestleistungen von bis zu 32 m sprechen für sich.

Bodentrocknung in Lünen

Im Auftrag der Hochtief AG war in Lünen, nahe Dortmund, Anfang des Jahres eine EPB 1400 mit Pumpenförderung und einer Bodentrocknungsanlage im Einsatz. Dort wurde ein Abwassersammler gebaut, der die Seseke, einen Nebenfluss der Emscher, künftig sauber halten und entlasten soll. In 3 Teilstrecken wurde der insgesamt 940 m lange Abwassertunnel aufgefahren. Die letzte Teilstrecke von beachtlichen 450 m Länge wurde Anfang März 2004 fertiggestellt.

Um dem abgebauten Boden das reichlich enthaltene Grundwasser zu entziehen, hat Herrenknecht ein neuartiges Verfahren entwickelt. In einer Bodentrocknungsanlage wird das abgebaute Material mit Bindemitteln, wie z.B. Kalk oder Asche, angereichert und verfestigt. Die Anlage liefert leicht deponierfähiges Material, spart erhebliche Deponiekosten und schafft Ordnung auf der Baustelle.

Horizontalbohren

HDD: Der Trend zum Trailer

HDD Equipment von Herrenknecht hat sich weltweit bereits bestens bewährt. Nach ersten Projekten in den Niederlanden folgten weitere in Deutschland, Spanien und zuletzt in China. Die großen Horizontalbohranlagen kommen meist beim grabenlosen Verlegen von Öl- und Gaspipelines zum Einsatz. Die Querung von Flüssen ist eine klassische HDD-Anwendung. Mit Zugkräften von 1.000 bis 6.000 kN können HDD Maxi und Mega Rigs in mehreren Arbeitsschritten am Stück geschweißte Rohrstränge bis zu einer Länge von über 2.000 m ins Erdreich ziehen.

Die jeweiligen Projektanforderungen sind Grundlage für das Design jeder einzelnen Anlage, die individuell, gemeinsam mit dem Kunden, entwickelt wird - zugeschnitten auf die jeweilige Geologie und auf die Rahmenbedingungen am Einsatzort. Die Palette der Horizontalbohranlagen von Herrenknecht ist dementsprechend differenziert. Neben modular aufgebauten Rigs gibt es drei weitere Versionen: auf Trailer montierte Rigs, solche mit integriertem Crawler für hohe Flexibilität in schwierigem Baustellengelände als auch Rigs ohne integriertes Transportsystem, die sogenannten Frame Rigs. Für unsere Kunden ist der Baustellen-Support und die Schulung durch Herrenknecht-Spezialisten vor Ort ein wichtiges Argument.

Modulare Rigs können vor Ort rasch montiert und zum Einsatz gebracht werden und sind eine ausschließlich von Herrenknecht angebotene Rig-Version. Mit diesem Equipment ist Herrenknecht vor einigen Jahren in den HDD-Markt eingestiegen. Die einzelnen Module wiegen nicht mehr als 28 t und passen in jeden Standard-20 ft-Container. Für den Transport bringt dieses System eine erhebliche Zeit- und Kostenersparnis. Modulare Rigs von Herrenknecht wurden bisher vorwiegend in Horizontalbohrprojekten in Europa verwendet. So verlegte ein HK400M Rig eine 800m lange Trinkwasserleitung unter dem Fluss Maas in den Niederlanden und andere Pipelines für Wasser und Gas in weiteren Teilen Europas. Einen Meilenstein im HDD setzte ein solches Rig beim Einsatz im nordspanischen Santander, wo zwei Abwasserleitungen (Bohrloch: ? 1.320mm) von der Küste hinaus aufs offene Meer verlegt wurden. Dort musste ein Höhenunterschied von 70 m bei den beiden 210 und 615 m langen Bohrungen durch klüftigen Kalkstein bewältigt werden.

Trailer-basierte Rigs hingegen sichern die Mobilität auf Strassen und werden vor allem dann eingesetzt, wenn das Baustellengelände befestigt und per LKW gut zu erreichen ist. In China sind bislang ausschließlich Trailer-Rigs geordert worden. So sind in der Provinz Zhejiang und nahe Shanghai zwei 150 t bzw. 250 t starke Rigs im Einsatz, um Pipelines für den Ausbau des chinesischen Erdgasleitungssystems zu verlegen. Insgesamt haben die beiden Anlagen bislang über 7 km Gasleitung (? 813 mm) installiert. Mehrere Kilometer Pipeline (? 219 mm) verlegt ein HK200T Trailer-Rig in Binzhou im Auftrag der Shengli Oilfield Cheng Sheng Group. In nur einer Woche wurde eine Flussquerung von 760 m Länge fertiggestellt.

Ein weiteres Trailer-Rigs (2.500 kN) sowie Herrenknecht Hochdruckpumpen sind derzeit im Zuge des BTC-Projektes für die französische Bohrfirma HDI in Georgien im Einsatz. Auf der gleichen Pipeline-Trasse hat Anfang Februar ein 2.500 kN starkes Frame-Rig in Aserbaidschan für die FlowTex Egypt die Arbeit aufgenommen. Im strengen Frost Sibiriens, ging Ende Februar eine 1.500 kN Trailer-Anlage für die holländische Bohrfirma NACAP an den Start, um dort innerhalb weniger Wochen mehrere Kilometer Gashochdruckleitungen zu installieren.

Neue Entwicklungen im HDD

Für den HDD-Einsatz gab es bislang eine Einschränkung: Horizontalbohrungen waren nur in stabiler Geologie, nicht aber in rolligem Kies möglich. Nun werden die Entwicklungsingenieure die Innovationskraft des Schwanauer Unternehmens wieder einmal unter Beweis stellen und versuchen, diese Anwendungslücke zu schließen. Eine neuartige Push-and-Pull-Technologie (PPT) kombiniert Verfahrenstechniken aus dem Microtunnelling und der Horizontalbohrtechnik und erweitert so das geologische Einsatzspektrum auch auf Bohrungen in Kies und Schotter. Die grundsätzliche Eignung des Verfahrens wurde bereits in mehreren Feldversuchen auf dem Schwanauer Testgelände erprobt. Nun gilt es, die Entwicklung bis zum ersten Praxiseinsatz zu forcieren.

Kontakt:
Herrenknecht AG
Schlehenweg 2
77963 Schwanau-Allmannsweier
Tel.: +49 (0)7824 3020
E-Mail: avn@herrenknecht.de