Trinkwasser-Düker mit duktilen Gussrohren unter der Nežárka

Die Trinkwasserversorgungsleitung Chotýany-Zlukov ist eine der wichtigsten Transportleitungen in der südböhmischen Region. Bislang überquerte sie als oberirdische Leitung an einer Stahlbrücke hängend den Fluss Nežárka, musste aber jetzt aus verschiedenen Gründen mit dem Bau eines Dükers unter den Fluss hindurch verlegt werden.

Funktionsprüfung des Bohrkopfes vor dem Rohreinzug.

Daten rund um den Düker

Als 71 m lange Leitung aus duktilen Gussrohren DN 600 wurde der Düker mit der grabenlosen Horizontalspülbohrtechnik (HDD) eingezogen. Die Gesamtlänge der dafür notwendigen Bohrungen, einschließlich der Pilotbohrungen, betrug 113 m. Der Dükerbogen profitiert dabei von der Abwinkelbarkeit der Muffenverbindungen von jeweils 2 Grad, die bei diesem Einbauverfahren bei hoher Flexibilität auch gleichzeitig den hohen Zugkräften standhalten, die während des Rohreinzugs von der Bohranlage ausgehen. Für die verwendeten duktilen Gussrohre DN 600 mit längskraftschlüssiger BLS^®-Steckmuffen-Verbindung sind Zugkräfte von bis zu 1.525 kN zulässig. Der Außendurchmesser der Muffen beträgt 742 mm; die formschlüssige Verbindung mit Schweißraupe und Verriegelungssegmenten hält einem Betriebsdruck PFA = 32 bar stand.

Bei der Anwendung grabenloser Technologien ist es außerdem sinnvoll, Rohrsysteme mit hochwertigem mechanischem Außenschutz und gleichzeitig starkem Korrosionsschutz auszuwählen. Deshalb kamen hier duktile Gussrohre mit faserverstärkter Zementmörtel-Umhüllung (ZM-U) zum Einsatz, die das Rohr beim Einzug vor mechanischen Beschädigungen schützt. Die Muffen aller Verbindungen werden durch eine Gummi- oder Thermoschrumpfmanschette und einem Blechkonus geschützt, der ein Abstreifen der Gummimanschette sowie Beschädigungen der Muffe durch Schleifen verhindert.

Daten rund um die HDD-Bohrung

Der Rohrstrang wurde mit einem speziellen Einzugskopf, der Muffenform entsprechend, eingezogen. Er ist längskraftschlüssig mit Verriegelungssegmenten an der Schweißraupe des ersten Rohres angeschlossen.

Ein wichtiger Parameter, der den Erfolg der gesteuerten Horizontalbohrtechnik maßgeblich beeinflusst, ist die geologische Zusammensetzung und die Beschaffenheit des Untergrundes am Einsatzort. Hier waren die Rahmenbedingungen kompliziert: Auf der Startseite haben sich lockere Flusssedimente abgelagert, auf die in einer Tiefe von etwa 3 m leicht verwitterter Paragneis und danach harter Granit folgen. Am gegenüberliegenden Zielufer, das ca. 2,5 m tiefer liegt, haben sich ebenfalls lockere Flusssedimente abgelagert, allerdings deutlich mächtiger. Das darunter liegende Profil ist ähnlich dem auf der Startseite. Der Grundwasserspiegel befindet sich in ca. 1,2 m Tiefe. Entsprechend der Planung wurde von der Startseite durch die harten Gesteinsschichten gebohrt; auf etwa halber Strecke der Bohrung durchbohrte man die sandigen Flusssedimente.

Im Hintergrund: Die in die Jahre gekommene, über die Nežárka-Brücke geführte Trinkwasserleitung; Bildmitte: Startgrube und der zum Einzug bereit liegende fertige Rohrstrang.

Vortrieb, Aufweitung und Rohreinzug in 12 Tagen

Mit einem Horizontal-Bohrgerät mit einer maximalen Zugkraft von 150 kN wurde zunächst die Pilotbohrung mit einem Rollenmeißel vorgetrieben und in einem zweiten Durchgang auf 300 mm aufgeweitet. Mit einer wesentlich größeren Bohrmaschine weitete man dann das Bohrloch schrittweise auf 400 mm, 500 mm, 700 mm und schließlich auf 950 mm auf.

Um ein duktiles Gussrohr DN 600 mit einem Muffen-Außendurchmesser von 742 mm einziehen zu können, ist eine Öffnung von ca. 950 mm erforderlich. Das Volumen eines Bohrlochs mit einem Durchmesser von 950 mm und einer Länge von 71 m entspricht 50 m³. Damit der Rohrstrang durch das Bohrloch gezogen werden kann, muss Erdreich dieses Volumens jeweils zu den Start- und Zielgruben transportiert werden! D.h.: Das Bohrloch muss während jedes einzelnen Aufweitungsvorganges mittels Bohrspülung entleert werden.

Während der schrittweisen Aufweitung des Bohrlochs auf die Durchmesser 500 mm, 700 mm und 950 mm wurden insgesamt rund 350 m³ Bentonit für die Spülung gebraucht, die einer Recyclinganlage zur Wiederverwendung zugeführt werden konnten.

Für den Rohreinzug wurden die Rohre vormontiert und erfolgreich und ohne Probleme gleichzeitig mit der letzten Aufweitungsstufe in einem Stück eingezogen.

Premiere unter schwierigen Randbedingungen

Durch den Bau eines Dükers unter der Nežárka konnte die wichtige Trinkwasserleitung vor Hochwasser, Vandalismus und sonstigen zerstörenden Einflüssen geschützt und die ungestörte Versorgung einer ganzen Region gesichert werden. Nicht ohne Stolz blicken die Verantwortlichen des Verbandes auch darauf, dass es das erste Projekt in Tschechien war, bei dem duktile Gussrohre mit der Horizontalbohrtechnik zur Unterquerung eines Flusses eingebaut wurden – und das unter ziemlich schwierigen Bedingungen.

Autoren: Ivan Demjan, TALPA-RPF s.r.o und Petr Krejí, Duktus litinové systémy s.r.o

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