Der für die Energiewende erforderliche Ausbau der Stromnetze stellt den Leitungsbau vor neue technische, organisatorische, ökologische und insbesondere wirtschaftliche Herausforderungen. Besonders durch die neuen HGÜ-Trassen steigt der Bedarf an Verfahren, die eine schnelle, präzise und zugleich wirtschaftlich tragfähige Verlegung von Kabelschutzrohren ermöglichen.

Verfahren wie die Horizontalspülbohrung (HDD) und der Rohrvortrieb bilden seit Jahrzehnten das Fundament des grabenlosen Leitungsbaus. Die Nachfrage durch den großflächigen Ausbau der HGÜ-Trassen kann jedoch kaum mit den aktuellen Verfahren allein bewältigt werden. Zudem müssen Umwelt- und Akzeptanzaspekte stärker berücksichtigt werden. Damit entsteht die klare Notwendigkeit, grabenlose Technologien über ihre bisherigen Grenzen hinauszuführen und Verfahren zu entwickeln, die speziell auf die Rahmenbedingungen des Energietransports im großen Maßstab zugeschnitten sind.

Vor diesem Hintergrund wurde der gesteuerte Rohrvortrieb mit Vollschnitt gezielt weiterentwickelt. Erstmals wird das Kabelschutzrohr direkt als Vortriebsrohr verwendet und mit einem steuerbaren Bohrkopf kombiniert. Das System verzichtet so auf temporäre Vortriebsrohre und Bohrgestänge. Die Lenkbarkeit ist nur noch durch den minimalen Verlegeradius des Kabelschutzrohres begrenzt.

Dadurch wird eine 3-dimensionale Bohrtrajektorie ermöglicht, bei der sowohl die Auffächerung als auch das Erreichen der Zieltiefe grabenlos erfolgen kann. Es resultieren kompakte Start- und Zielgruben, die die Bauzeit verkürzen und die Umweltbelastung reduzieren.

Weiter gedacht stehen damit sogar neue Freiheitsgrade in der Trassengeometrie zur Verfügung. Durch die kombinierte Tiefen- und Richtungslenkung können Querungen verkürzt und der Flächenbedarf reduziert werden.

Der gesteuerte Rohrvortrieb mit Kabelschutzrohr ist eine Weiterentwicklung des Pilotrohrvortriebs und ein geschlossenes, grabenloses Bauverfahren, das speziell für den Einsatz bei HGÜ-Trassen entwickelt wurde.

Für die Durchführung werden vor und nach dem zu querenden Hindernis geböschte Start- und Zielgruben mit geringer Tiefe angelegt. Als Vorschubsystem dient eine hydraulische Pressbohranlage, die gegen eingebrachte Spundwände abgestützt wird.

Das Verfahren erfordert keine separaten Vortriebsrohre, da der standardmäßig eingesetzte PE-RT-Rohrstrang direkt in den Baugrund eingebracht wird. Es handelt sich somit um ein einstufiges Verfahren mit dauerhaft gestütztem Ausbruchsquerschnitt.

An der Stirnseite des Vortriebsrohrs ist ein Bohrkopf montiert, der das Erdreich mithilfe eines rotierenden Schneidrads vollflächig löst. Das gelöste Material wird trocken gefördert; in Ausnahmefällen kann eine geringe Menge Bodenkonditionierung eingesetzt werden, um die Interaktion zwischen Schneidrad und Ortsbrust zu verbessern. Über eine innenliegende Förderschnecke und ein kompaktes Saugschlauchsystem wird das Material pneumatisch mittels Saugbagger zur Startgrube transportiert, dort trocken gesammelt. Nach Erreichen der Zielgrube wird der Bohrkopf geborgen.

Die Ortung erfolgt über ein marktübliches Walk-Over-System, das nach dem Sender-Empfänger-Prinzip arbeitet. Richtungsänderungen werden durch eine mechanische Verstellung des Bohrkopfs unter Ausnutzung der Reaktionskräfte des Baugrunds realisiert. Da das Kabelschutzrohr zugleich das Vortriebsrohr bildet, lässt sich die Trajektorie besonders präzise und flexibel dreidimensional steuern.

Durch die hohe Steuerbarkeit kann die Startgrube als flache Rampe ausgeführt werden, etwa in der Verlegetiefe der offenen Bauweise. In diese wird das Vorschubsystem in Form eines Abrollcontainers direkt abgesetzt. Zudem kann die Trasse grabenlos aufgefächert werden. Derzeit liegt der technische Anwendungsschwerpunkt bei kurzen bis mittleren Vortriebslängen; das Verfahren ist für Haltungslängen von 100 - 200 Metern ausgelegt. Momentan, zur Markteinführung, stehen klassische Straßen- und Bahnquerungen mit typischen Längen von ca. 50 Metern im Vordergrund.

Das Verfahren arbeitet einstufig: Das Kabelschutzrohr (Produktrohr) dient zugleich als Vortriebsrohr und verbleibt nach Abschluss der Bohrung im Boden. Ein separates Nachziehen, wie es bei HDD oder Pressbohrung üblich ist, entfällt vollständig.

Die trockene Förderung ersetzt den dauerhaften Einsatz von Bohrsuspension und reduziert damit den Wasser- und Materialverbrauch. Dadurch entfallen sowohl die Notwendigkeit einer Separationstechnik als auch der Umgang mit Boden, der von Suspension durchsetzt wurde. Die Entsorgung des Materials erfolgt trocken, was eine Wiederverwendung oder fachgerechte Ablagerung erleichtert. Durch den Wegfall der Bentonitsuspension besteht keine Gefahr von Ausbläsern, sodass auch durchgehend oberflächennah gebohrt werden kann.

Das System arbeitet ohne rotierendes Bohrgestänge, der gesamte Schneidradantrieb befindet sich im Bohrkopf. Die Gefährdung durch Aufwickeln am Rohrstrang entfällt. Im Vergleich zum Pilotrohrvortrieb wird die Absturzgefahr durch die flachen Baugruben erheblich verringert.

Das vereinfachte Baustellenkonzept ergibt sich im Wesentlichen aus der Kombination flacher und kompakter Gruben, reduzierter Maschinentechnik und der einstufigen Verlegung. Durch den oberflächennahen Start entfällt die Notwendigkeit tiefer und aufwendig verbauter Baugruben sowie des Transports der dafür erforderlichen Materialien und Geräte. Die Ausführung der Startgrube als flache Rampe ermöglicht ein direktes Absetzen und Aufnehmen des Maschinencontainers per Hakenlift, wodurch Rüstzeiten, Hebevorgänge und zusätzlicher Geräteaufwand deutlich reduziert werden.

Außerdem entfällt durch die Doppelfunktion des PE-RT-Rohrs als Produkt- und Vortriebsrohr nicht nur der Einsatz zusätzlicher Stahlrohre, sondern auch deren Transport und Montage. Die trockene Materialförderung macht eine Separationstechnik überflüssig, wodurch sowohl der Geräteaufwand als auch die logistische Koordination reduziert werden. Insgesamt führt diese kompakte Baustelleneinrichtung zu kürzeren Rüst- und Abbauzeiten, geringerem Materialeinsatz und damit zu einer spürbaren Verkürzung der Bauzeit und erhöhten Wirtschaftlichkeit.

Neben den prozessualen Vorteilen sind für die praktische Anwendung insbesondere die technischen Daten und Leistungsparameter des Verfahrens maßgeblich. Der eingesetzte Bohrdurchmesser von rund 330 mm orientiert sich an den gängigen Dimensionen von PE-RT-Schutzrohren für HGÜ-Anwendungen. Durch die Verwendung von Kabelschutzrohren DN 315 mm SDR 11 ist das Ringspaltmaß unter 10 mm, und durch das einstufige Verfahren ist der Bohrkanal dauerhaft gestützt.

In HGÜ-Erdkabelprojekten werden häufig begleitende Lichtwellenleiter (LWL) für Betriebssignale und Monitoring mitgeführt, z.B. zur Temperaturüberwachung. Bei diesem Verfahren werden die LWL-Leerrohre gemeinsam mit dem Kabelschutzrohr eingebracht. Die Verlegungsmethode des betrieblichen Lichtwellenleiters ist bei dem Verfahren abhängig von den Vorgaben der Netzbetreiber sowie der Geologie der Querung. Durch die kontinuierliche Erfassung und Steuerung der Maschinenlage inklusive Rollwinkel kann die Lage des LWL-Leerrohres entlang der gesamten Haltung sehr genau eingehalten und nachvollziehbar dokumentiert werden.

Das Vorschubsystem ist so ausgelegt, dass die Schubkräfte flächig und ohne lokale Spannungsspitzen auf das Rohr übertragen werden und freie, ungestützte Längen konstruktiv minimiert sind. In Kombination mit der durchgehenden Überwachung und Steuerung der Vortriebskräfte ist sichergestellt, dass die Belastung jederzeit weit unterhalb der Werkstoffgrenzen liegt. Für größere Haltungslängen kann alternativ ein Rohr DN 355 SDR 7,4 eingesetzt werden. Durch die größere Wandstärke sind hier höhere Vortriebskräfte möglich.

Die Vortriebsgeschwindigkeit liegt in der Regel bei 5 - 10 mm/sec, Spitzengeschwindigkeiten von über 15 mm/sec wurden bereits im Feld erreicht. Damit kann beispielsweise die Querung einer Straße mit dem fertig verlegtem Kabelschutzrohr in wenigen Stunden durchgeführt werden.

Mit dem Direkteinbau des Kabelschutzrohres im gesteuerten Rohrvortrieb steht ein neues, erprobtes und innovatives Verfahren zur Verfügung. Es vereint präzise Steuerbarkeit, reduzierten Ressourceneinsatz und hohe Wirtschaftlichkeit in einem bislang unerreichten Maß.

Parallel konzentriert sich die Weiterentwicklung des Verfahrens auf die Erweiterung der geotechnischen Einsatzgrenzen in sämtliche relevante Bodenklassen und die Erhöhung der technisch realisierbaren Haltungslängen. Die kontinuierliche und hochfrequente Erfassung und Auswertung von Prozess- und Maschinendaten bilden eine belastbare Grundlage für eine datenbasierte und künftig teilautomatisierte Steuerung. Zudem wird mit der Erweiterung der Haltungslängen daran gearbeitet, den Einsatzbereich des Verfahrens zu vergrößern und langfristig eine Alternative zur offenen Bauweise zu schaffen.

Kurz- und mittelfristig ist das Verfahren für den breiten Einsatz im grabenlosen Leitungsbau vorgesehen. Aufgrund der kurzen Bauzeit, des geringen Eingriffsbereichs, insbesondere der äußerst kleinen Zielgrube und der hohen Steuerbarkeit bietet es vor allem in sensiblen Bereichen deutliche technische und organisatorische Vorteile.

Als Maschinenentwickler und zugleich ausführendes Unternehmen verfolgt Allunderground einen integrierten Ansatz, bei dem Praxiserfahrungen direkt in die Weiterentwicklung der Technologie einfließen. Dieses Zusammenspiel aus Feldanwendung und technischer Entwicklung bildet die Grundlage für starke Kooperationen mit Partnern aus Netzausbau, Maschinenwesen und Bauausführung.

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