Neuer Meilenstein bei Pilotrohrvortrieben

In Berlin kam bei zwei Pipe Eating Projekten erstmals eine völlig neuartige Steuertechnik für Boden gewinnende Pilotrohrvortriebe aus dem Hause Bohrtec zum Einsatz.

Trotz der rasanten Weiterentwicklung der Pilotbohrtechnik in den vergangenen 10 Jahren ist eine entscheidende Einsatzbeschränkung nach wie vor die Forderung nach einem verdrängbaren Boden. So scheidet die konventionelle Boden verdrängende Pilotbohrtechnik in Böden mit dichter Lagerung (SPT Werte des Standard Penetrationstests > 35) und natürlich in Fels aus.

Mit der Entwicklung einer völlig neuartigen Steuertechnik, dem so genannten patentierten Front Steer, ist es der Fa. Bohrtec erstmals gelungen, die zuvor genannten Einsatzbeschränkungen zu überwinden und mit einer Boden gewinnenden Pilotbohrtechnik Anwendungen auch in sehr dicht gelagerten Böden mit SPT Werten > 35 und sogar in leichtem Fels mit Festigkeiten von bis zu 10 MPa zu ermöglichen. Besonders hervorzuheben ist hierbei die Tatsache, daß diese entscheidende Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten die wirtschaftlichen Vorteile der Pilotbohrtechnik nicht beeinträchtigt. So sind auch die Boden gewinnenden Pilotrohrvortriebe mit dem Front Steer in erster Linie von einem minimalen Baustelleneinrichtungsaufwand, von kurzen Rüstzeiten und einer einfachen Bedienung gekennzeichnet.

Pilotrohrvortrieb mit dem Front Steer

Es wird genau wie bei den konventionellen Boden verdrängenden Pilotrohrvortrieben mit dem bekannten optischen Vermessungssystem bestehend aus Theodolit mit CCD Kamera, Monitor und LED-Zieltafel gearbeitet. Wie in Abbildung 1 dargestellt wird der Boden / Fels von einer Schürfscheibe kontinuierlich abgebaut und mittels Hohlbohrschnecken mit optischer Gasse zum Startschacht transportiert. Das so genannte Steuerrohr nutzt die Bodenreaktionskraft zur Steuerung. Über ein Bedien- und Steuerpult, das die jeweilige Steuerposition des Kopfes anzeigt, kann der Maschinenbediener wahlweise im Hand- oder Automatikbetrieb Steuerbewegungen vornehmen, indem das Steuerrohr räumlich verwinkelt wird.

60 m Pipe Eating in Berlin Wilmersdorf

Obwohl die beschriebene Verfahrenstechnik für nicht verdrängbare Böden und leichten Fels entwickelt wurde, musste sich das System beim ersten Baustelleneinsatz in Berlin einer ganz besonderen Herausforderung stellen. Im Zuge des Bauvorhabens „Sanierungsgebiet Forckenbecken“ im Berliner Stadtteil Wilmersdorf sollte auf der Misdroyer Straße ein vorhandener Schmutzwasserkanal Steinzeug DN 175 durch einen neuen Schmutzwasserkanal DN 300 sohlgleich ersetzt werden. Die Planung der Berliner Wasserbetriebe sah von Anfang an einen trassengleichen Austausch in geschlossener Bauweise mittels Pipe Eating vor, da die 60 m lange Haltung unter insgesamt 6 Bäumen mit einem Stammdurchmesser von ca. 30 bis 35 cm verlief.

Die Berliner Firma Frisch und Faust – ausgerüstet mit unterschiedlichen Pilotbohranlagen aus dem Hause Bohrtec – sah in der Baumaßnahme eine gute Möglichkeit, das oben vorgestellte Boden gewinnende Pilotbohrverfahren mit dem Front Steer einzusetzen. Eine BM 500, das optische Vermessungssystem sowie die passende Stahlschutzverrohrung einschließlich der Hohlbohrschnecken waren bereits vorhanden, so daß lediglich der Front Steer sowie das Bedien- und Steuerpult zusätzlich bereitgestellt werden mussten. Der anstehende als LBM 2 klassifizierte Baugrund wurde vor Ort als LBM 3 eingeschätzt. Die 6 Hausanschlüsse auf der gesamten Haltung wurden im Vorfeld umgeleitet. Hierbei stellte sich heraus, daß die Hausanschlußabzweige vor Beginn der Vortriebsarbeiten ausgebaut werden mussten, da diese mit jeweils drei Metallschellen am Altkanal befestigt waren. Aufgrund kreuzender Trinkwasser,- Gas- und Stromleitungen wurde die Startbaugrube aus so genannten doppelten Holzzangenbohlen mit Betonwiderlager hergestellt und in der Woche vor Beginn der Preßarbeiten wurde der bestehende Schmutzwasserkanal verdämmert.

Nach Fertigstellung aller vorbereitenden Maßnahmen durch die Fa. Frisch und Faust rückte das Bohrtec Team mit dem Front Steer auf der Baustelle an und schon nach wenigen Stunden waren die ersten Bohrmeter erfolgreich zurückgelegt. Von Beginn an ließ sich der neue Steuerkopf hervorragend steuern und selbst die unterschiedlichen Lagerungsbedingungen – Sand / Kiesbett unterhalb des Altrohres mit Steineinlagerungen und Boden der Klassen LBM 2 / LBM 3 sowie erhärteter Dämmer im Altrohr führten zu keinerlei Problemen hinsichtlich des Bodenabbaus bzw. hinsichtlich der Steuerung.

Bereits nach kurzer Einarbeitung mit dem neuen Steuersystem konnte John Adams – erfahrener Maschinenbediener der Fa. Frisch und Faust – dank der einfachen Bedienung selbständig und ohne Probleme den Kopf steuern. Die in vielen konventionellen Pilotrohrvortrieben eingespielte Crew von Frisch und Faust kam bereits am ersten Tag auf Vortriebsleistungen von etwa 4 m pro Stunde einschließlich aller Koppel- und Nebenzeiten, so daß zum Abschluß des ersten Tages bereits 25 m Stahlschutzverrohrung Ø 419 mm erfolgreich aufgefahren werden konnten, obwohl erst am späten Vormittag mit dem Vortrieb begonnen wurde.

Nach zwei Tagen waren ohne besondere Vorkommnisse 54 m aufgefahren und obwohl der Stahlschutzrohrvortrieb bereits an diesem zweiten Tag hätte abgeschossen werden können, wurden die Arbeiten kurz vor Erreichen des Zielschachtes gestoppt, um am nächsten morgen die Einfahrt des Front Steer in den Zielschacht sowie die Funktionsweise Vertretern der Berliner Wasserbetriebe demonstrieren zu können. Nach Erreichen des Zielschachtes wurde der Steuerkopf abgekoppelt und es wurde mit dem Nachschieben der Steinzeug Vortriebrohre DN 300 begonnen.

Schon nach 4 Tagen waren die 60 m Vortriebsarbeiten zur Zufriedenheit aller Beteiligten abgeschlossen und die Pipe Eating Premiere mit dem neuen Front Steer konnte als voller Erfolg bezeichnet werden.

Sondervorschlag für das Bauvorhaben Berliner Straße / Treskow Allee

Inspiriert vom erfolgreichen Einsatz des Front Steer auf der zuvor beschriebenen Baustelle erarbeitete die Fa. Frisch und Faust für das Bauvorhaben Berliner Straße / Treskow Allee den nachfolgend beschriebenen Sondervorschlag. Eine intakte Schmutzwasserleitung DN 200 Steinzeug wurde vor mehreren Jahren außer Betrieb genommen. Aufgrund baulicher Veränderungen wurde eine zusätzliche Verbindung zu einem auf der gegenüber liegenden Seite parallel verlaufenden Schmutzwasserkanal erforderlich. Ein Teilstück dieser Verbindungsstrecke unter den Gleisen einer Tramlinie war in geschlossener Bauweise geplant, während für die restliche Strecke die Verlegung in offener Bauweise vorgesehen war. Bei dieser ursprünglichen Planung sollte der außer Betrieb befindliche verdämmerte Schmutzwasserkanal im Boden verbleiben, da eine trassengleiche Verlegung ohne Gleisauswechslung nicht möglich gewesen wäre.

Die Fa. Frisch und Faust unterbreitete als Sondervorschlag die trassengleiche Auswechslung der verdämmerten Schmutzwasserleitung mittels Pipe Eating mit dem Front Steer. Der wesentliche Vorteil dieses Sondervorschlages bestand in der Tatsache, das Risiko unbekannter Hindernisse durch Nutzung der bestehenden Trasse zu minimieren.

Nach Zustimmung der Berliner Wasserbetriebe konnte mit den Vorbereitungen begonnen werden und der Front Steer der Fa. Bohrtec kam zum zweiten Mal zum trassengleichen Überfahren eines verdämmerten Schmutzwasserkanals zum Einsatz.  Nach reibungslosem Beginn der Vortriebsarbeiten – der Front Steer ließ sich ebenso problemlos steuern und auch der Bodenabbau gestaltete sich ebenso unproblematisch wie auf der ersten Pipe Eating Baustelle – kam es nach 5 m zu einem starken Anstieg der Preßkraft und Schneidrad Drehmomentes und es wurden Stahlteile gefördert. Es lag die Vermutung nahe, daß eine Spundwand angefahren worden war, da sich gemäß Bauentwurf im Verlauf der alten Trasse hier eine ehemalige Spundwandbaugrube befand, die jedoch bis auf eine Tiefe von ca. 3,0 m zurück gebaut sein sollte, was scheinbar nicht der Fall war. Trotz des Risikos der Beschädigung des Bohrkopfes wurde gemeinsam entschieden, den Vortrieb fortzusetzen, da die Kosten für eine Gleisauswechslung und einen damit verbundenen Schienenersatzverkehr deutliche höher gewesen wären. Trotz starkem Verschleiß der Abbauwerkzeuge konnten die Spundwandreste durchfahren werden und die gesamte Haltung mit einer Länge von 28 m erfolgreich aufgefahren werden. Die Wahl des Front Steer stellte sich natürlich besonders mit Blick auf die Spundwand als Glücksgriff dar, da die Wahl eines konventionellen Boden verdrängenden Pilotrohrvortriebs, der ursprünglich vorgesehen war, bei Antreffen der Spundwand hätte abgebrochen werden müssen, was unweigerlich zur Gleisauswechslung und einen damit verbundenen Schienenersatzverkehr geführt hätte.

Auch wenn es sich bei den vorgestellten Maßnahmen der trassengleichen unterirdischen Rohrauswechslung im Pipe Eating Verfahren nicht gerade um die avisierte Standardanwendung für den neuen Front Steer handelt, so hat sich das neuartige Steuersystem für Boden gewinnende Pilotrohrvortriebe sogar bei diesen extremen Verhältnissen bestens bewährt. Mit der Entwicklung des Front Steer ist der Fa. Bohrtec der entscheidende Schritt gelungen, um die vielfach bewährte und für kleine Nennweiten und kurze Haltungslänge sehr wirtschaftliche Pilotbohrtechnik nun auch in nicht verdrängbaren Böden (SPT > 35) und in Fels mit Festigkeiten bis zu 10 MPa einsetzen zu können.

Von Dr.-Ing. Gregor Nieder