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A-6.2.3.4 Erneuerung im Horizontal-Spül-Bohr-Verfahren
 
Verfahren
a) Allgemeine Verfahrensbeschreibung
Das Horizontal-Spül-Bohr-Verfahren (HDD-Spülbohr-Technik; Verband Güteschutz Horizontalbohrungen e.V., DCA) ermöglicht die Erneuerung von Kanälen in neuer Trasse und wird in der Abwassertechnik vorzugsweise im Druckentwässerungsbereich eingesetzt.
Im Freispiegelkanal kann die Technik nur dann eingesetzt werden, wenn durch vergleichsweise großes Längsgefälle (i. d. R. > 4 %) verfahrensbedingte Steuerungsungenauigkeiten unkritisch sind.
Die HDD-Technik ist ein steuerbares, umweltschonendes Nassbohrverfahren. Das System arbeitet nach einem kombinierten Wirkungsprinzip: Es wird sowohl in konventioneller mechanischer Technik gebohrt als auch mit gesteinslösenden Wasser- bzw. Bohrsuspensionsstrahlen. Ein Teil des gelösten Materials wird über den Rückfluss entlang des Bohrgestänges ausgetragen. Der andere Teil verbleibt durch partielle Umlagerung des Lockergesteines im Umgebungsbereich der aufgefahrenen Bohrung. In diesem Bereich entsteht durch die Reduzierung von Porenraum eine dichtere Lagerung. Der Eintrag der Bohrsuspension in den verbleibenden Porenraum hat eine stabilisierende Wirkung zur Folge.
Die Position des Bohrkopfes ist i. d. R. durch Ortung nach dem Sender-Empfänger-Prinzip jederzeit feststellbar.
Die Bohrabschnittslängen betragen bei kleineren Bohranlagen (bis DN 550) etwa 300 m. Die maximale Tiefe liegt bei 8 bis 12 m. Durch flexible Bohrstränge können Kurvenradien von minimal 12 m gebohrt werden (abhängig von der Nennweite).
Die Planung von Baumaßnahmen zur Herstellung mit HDD-Technik setzt besondere Kenntnisse im Zusammenwirken und gegenseitiger Abhängigkeiten von Geologie, Bohranlagengröße mit Bohrtechnikbestandteilen und den Arbeitsabläufen voraus.
Die Spülbohrung erfolgt in drei Arbeitsschritten:
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Pilotbohrung: Pilotrohrstrang mit dem Durchmesser der Bohrlanze wird entlang des geplanten Bohrprofils bis zur Zielbaugrube bodenaustragend / bodenverdrängend gesteuert vorgetrieben. Dort wird die Bohrlanze vom eingebrachten Bohrgestänge abgeschraubt und ein in Gegenrichtung orientierter Aufweitkopf angeschraubt.
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Aufweitungsbohrung(en): Der Aufweitkopf bewegt sich im Rückwärtsgang rotierend und spülend durch die Pilotbohrstrecke und weitet diese auf. Bei größeren Durchmessern und schwierigen geologischen Untergrundverhältnissen sind mehrere Aufweitvorgänge erforderlich. Der Aufweitungsdurchmesser sollte mindestens 30% größer sein als der Außendurchmesser des einzuziehenden Produktrohres, damit der entstehende Ringraum mit genügend Bentonit für eine allseitige und kraftschlüssige Leitungseinbettung verfüllt wird. Der Aufweitvorgang wird mit einem finalen Räumvorgang (Cleaning-Run) abgeschlossen.
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Rohreinzug: Das Abwasserrohr wird direkt hinter dem Aufweitkopf befestigt und eingezogen. Der Einzug wird durch die Bentonitbohrspülung erleichtert, da diese als reibungsminderndes Gleitmittel wirkt.
b) Beispiele für zugehörige Verfahren und Varianten
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TractoTechnik
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Ditch Witch
Anwendungsbereich
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Druckrohrleitungen;
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Freispiegelkanäle bei Längsgefälle > 4 % in neuer Trasse;
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Hausanschlussleitungen;
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Dükerungen;
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Kreisprofile DN 100 bis < DN 800;
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In Locker- und Festgestein; Einschränkung: rollige Kiese ohne bindige Anteile;
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Rohrwerkstoffe aus Kunststoff (PE-HD, PP-HM), Stahl und duktilem Gusseisen.
Technische Anforderungen und Randbedingungen
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Tiefenlage: ab 2 m;
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Aufbereitung der Bohrspülung (Separieren der Bodenbestandteile von der Bohrspülung) in mobiler Aufbereitungsanlage vor Ort;
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Stabilisierung des Untergrunds durch selbsthärtende Bohrsuspension oder separater Bohrlochverfüllung mit hydraulisch gebundenem Verfüllstoff.
Vorteile
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Geringe Herstellungs- und Betriebskosten;
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Zumeist geringes Maß an Verlegeabweichungen bzw. -ungenauigkeiten;
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Große Streckenlängen realisierbar;
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Geringer Platzbedarf beim Einbau;
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Geringer Eingriff in die angrenzende Umgebung (z. B. Verkehrsanlagen);
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Minimale Umweltbelastung;
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Keine Grundwasserabsenkung erforderlich.
Nachteile
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Steuerungsungenauigkeiten können Abweichungen im Längsgefälle bewirken (geologiebedingt);
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Durch Ein- und Austrittswinkel ggf. Teilstreckenrückbau erforderlich;
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Bei geringer Tiefenlage und lockeren, nichtbindigen Böden kann beim Bohrvorgang die Bohrsuspension an der Oberfläche austreten (Ausbläser);
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Entsorgungskosten Bohrsuspension (sofern nicht stetig mit Bohrsuspenison-Recyclinganlage im Kreislauf gearbeitet wird).
Rechtliche und ökologische Anforderungen
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Nachweis der hygienetechnischen Unbedenklichkeit mittels Säulenversuch (einschließlich Reaktionsphase).
Bauzeit
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Geschwindigkeit des Bohrvorgangs: ca. 6 bis 15 m pro Stunde.
Zusätzliche technische Vertragsbedingungen zur Qualitätssicherung
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Grundlage für Zusätzliche Technische Vertragsbedingungen: Informationen aus den „Technischen Richtlinien zur Planung, Bau und Dokumentation von HDD-Projekten“ des DCA.
Leistungsbeschreibung
Vorarbeiten
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Bohrtrassenplanung (AN, abhängig von eingesetzter HDD-Technik)
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Startbaugrube herstellen
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Herstellung Rohrstrang
Hauptposition
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Pilotbohrung herstellen
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Bohrlochaufweitung ggf. mehrteilig
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Kanal/Druckleitung herstellen (Positionskriterien: Nennweite, Bohrlängen)
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ggf. Bohrlochverfüllung
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Zwischenschachtherstellung
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Anschlussanbindung (in offener Bauweise)
Nacharbeiten
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Dichtheitsprüfung
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Oberflächen wieder herstellen
Bauüberwachung
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Sämtliche qualitätsrelevanten Arbeitsschritte (z. B. gemäß Verfahrenshandbuch) müssen kontinuierlich überprüft werden;
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Rohrstrangherstellung (Verschweißung);
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Rohrstrangkoppelung vor Einzelrohreinzug;
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Permanente Überwachung der Zugkraft, um ggf. schädigende Auswirkungen auf den Bestand rechtzeitig erkennen und die Arbeiten einstellen zu können.
Qualitätsnachweise
Für die eingesetzten Materialien und Baustoffe
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Gemäß Technischen Richtlinien DCA.
Für das Sanierungssystem
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Gemäß Technischen Richtlinien DCA.
Für die Arbeitsabläufe
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Gemäß Technischen Richtlinien DCA.