Fachbeitrag

Fachbeitrag
Die Besonderheit der Horizontalbohrtechnik
liegt im exakt
georteten und gesteuerten
Vorbohren der gesamten Verlegestrecke
mit einem dünnen,
sehr flexiblen, auch um Kurven
herum gut führbarem Pilotbohrgestänge.
Geortet werden kann
durch einen Sender im Bohrkopf,
der von der Geländeoberfläche
durch elektromagnetische Signale
gut verfolgt werden kann.
Gesteuert wird er über eine
asymmetrische Schrägfläche
am Bohrkopf, mit der exakte
Richtungssteuerungen, je nach
Bohrkopfstellung, durch Schrägabstützung
gegen den passiven
Erddruck vorgenommen werden
können.
Steht die Schrägfläche nach
oben, wird der Bohrkopf (die
Bohrlanze) durch reinen Vorschub
nach unten gesteuert,
bei Schrägflächenstellung nach
unten geschieht das Gegenteil
in der Richtungssteuerung, und
bei Seitenstellungen sind entsprechend
Steuerungen nach
links oder nach rechts möglich.
Bei permanenter Rotation erfolgt
Geradeausfahrt.
Mit dem dünnen Pilotbohrgestänge
können sogar unterirdisch
Kreisbahnen ins Erdreich
gebohrt werden, letztlich
ist jegliche dreidimensionale
Raumrichtung und jegliche
Kurvenstruktur erbohrbar.
Mit dem Pilotbohrgestänge
können in der Regel engere
Kurvenstrecken gefahren werden,
als es das zu verlegende
Produktrohr erlaubt. Maßstab
für das bohrtechnische Handeln
beim HDD-Verfahren
(=Horizontal Directional Drilling)
ist der gewünschte Leitungsverlauf
und die realisierbaren
Biegeradien des Produktrohres.
Der ausgewählte
Leitungsdurchmesser bedingt
in der Regel auch ein Aufweiten
des Bohrloches, das einmal
oder bei größeren Durchmessern
mehrmals durchgeführt
werden muss. Dies geschieht
jedes Mal im „Rückwärtsgang“,
*Außenbüro der Tracto-Technik, Kohlberg
Heft 11/2008
Kanal- und Leitungsbau
Unterbohrung von Straßen und
Autobahnen im HDD-Verfahren
von Dr. Hans-Joachim Bayer*
Abbildung 1: Autobahnunterbohrung im HDD­Verfahren
d.h. in umgekehrter Abfolge
wie beim Pilotbohren.
Dies hat mehrere Vorteile,
u.a. eine physikalische bessere
Umsetzung der Bohrlochvergrößerung.
Bei mehreren Aufweitgängen
(Reamingprozess)
wird jedes Mal hinter dem
Aufweitkopf Bohrgestänge für
die nächste Aufweitstufe mitgeführt.
Beim letzten Aufweitvorgang
oder einem speziellen
Bohrlochglättungsdurchgang
wird das Produktrohr ebenfalls
im Rückwärtsgang eingezogen
und dabei in eine einbettende
Suspension ins Erdreich ringschlüssig
und dennoch sanft
eingebunden. Im HDD-Verfahren
verlegte Rohre, Leitungen,
Drainagen etc., zeichnen
sich durch eine besonders lange
Lebensdauer aus, was der
sanften und nahezu lastfreien
Einbettung zu verdanken ist.
Querungen, Kreuzungen
und Dükerungen
Querungen von Verkehrswegen,
z.B. Bahnlinien, Straßen,
Autobahnen, Flugfeldern
sowie bei der Dükerung von
Gewässern (Flüssen, Kanälen,
Seen), die sonst einen besonderen
Bauaufwand erforder-
lich machen, können durch die
grabenlose Bauweise mittels
Horizontalbohrtechnik genauso
bewältigt werden, wie Bohrungen
innerhalb des Straßenverlaufs.
Vorteilhaft ist auch
die Dükerung von Gewässern,
da keinerlei besondere Grundwasserhaltung
notwendig ist,
noch sonstige bauliche Sondermaßnahmen
erforderlich
werden. Lediglich der Verlauf
der Bohrung wird bogenförmig
unter dem Hindernis hindurchgelenkt.
Querungen und Dükerungen
sind Standardanwendungen
des HDD-Verfahrens.
Sie werden täglich in sehr hoher
Anzahl durchgeführt.
Eine erfreuliche Entwicklung
der letzten Jahre ist, dass dank
des HDD-Verfahrens die überwiegende
Mehrheit aller Dükerungen,
Querungen und Kreuzungen
grabenlos vorgenommen
wird und die Tendenz des
grabenlosen Verlegeanteils auf
90% zuläuft. Sehr viele Unternehmen
haben sich inzwischen
darauf spezialisiert, nur solche
Anwendungen vorzunehmen.
Dank der Felsbohrtechnik mit
Low-Flow-Mudmotoren (siehe
Abschnitt Felsbohrtechnik) gibt
es keine Untergrundsituationen
mehr, die nicht bohrtechnisch
zu bewältigen wären. Lediglich
die Auswahl zwischen der optimalen
HDD-Anlagengröße,
der bodenbedingt optimalen
Bohrspülung und der optimalen
Bohrwerkzeuge muss getroffen
werden.
Kleinste Hindernisse können
mit den Grundopit-Kleinbohranlagen
unterbohrt werden,
Gewässer bis 300 m Breite
sind mit 20-t-Bohrgeräten
unterquerbar. Für große Flüsse
und Ströme gibt es die Großbohrtechnik
(Maxi- und Megageräte).
Mit 450-t–Anlagen
wurden schon bis über 2.500
m breite Gewässer gequert, die
Dimension der verlegten Rohre
erreicht begehbare Durchmesser.
Gerade die Großbohrsysteme
wurden für die Belange
von großen Dükerungen, Querungen,
Unterfahrungen von
Industrieanlagen oder Berghängen,
Felsbohrungen und
Infrastrukturprojekten gebaut.
Während mit kleinen HDD-
Anlagen meist Kunststoffrohre
verlegt werden, sind Großbohranlagen
meist für Stahlrohrverlegungen
in Pipeline-Projekten,
sowie für den Einzug von Gussrohren
im Einsatz.

AutoCAD ® Civil 3D ®
entwerfen Sie SChneller,
intelligenter unD präziSer.
Von der Vermessung zur Baudokumentation
und Visualisierung – die AutoCAD ® Civil 3D ®
Software hilft Ihnen dabei, Produktivität,
Qualität und Abstimmungsprozesse bei
Tiefbauprojekten zu optimieren. Erfahren
Sie mehr unter www.autodesk.de/civil3d
AutoCAD ® Civil 3D ® 2009
WEYER Systemhaus
Barer Straße 77
80799 München
Tel. 089 / 278 13 30
Fax 089 / 273 06 83
info@weyer-edv.de
www.weyer-edv.de
Besuchen Sie uns auf der BAU 2009
vom 12. – 17. JAnUAr 2009 in
München hAlle C3 / StAnD 324
Autodesk Fachhändler in Ihrer Nähe.
Weitere Informationen zu einem Fachhändler in Ihrer
Nähe erhalten Sie auch über die Autodesk Infoline:
0049 (0) 180 / 5 22 59 59* (Deutschland und Schweiz),
0043 (0) 7242 / 6 84 65 - 0* (Österreich).
acadGraph CADstudio GmbH
Fritz-Hommel-Weg 4
80805 München
Tel. 089 / 30 65 89 6 - 0
Fax 089 / 30 65 89 6 - 20
info@acadGraph.de
www.acadGraph.de
CAD PARTNER GmbH
Auf Stocken 8
78073 Bad Dürrheim
Tel. 0 77 26 / 92 20 - 0
Fax 0 77 26 / 92 20 - 99
info@CADinsider.de
www.CADinsider.de
AKG Civil Solutions GmbH
Uhlandstraße 12
79423 Heitersheim
Tel. 0 76 34 / 56 12 - 0
Fax 0 76 34 / 56 12 - 300
info@akgcivil.com
www.akgcivil.com
Name des Fachhändlers
Vorname/Name
Firma
Straße
PLZ/Ort
Land
Telefon/Fax
E-Mail
Fachbeitrag
Autodesk, AutoCAD und Civil 3D sind eingetragene Marken oder Marken von Autodesk, Inc. in den USA und anderen Ländern. Alle übrigen Markennamen, Produktnamen oder Marken sind Eigentum der jeweiligen Inhaber. Autodesk behält sich das Recht vor,
Angebote und Spezifikationen für seine Produkte jederzeit ohne vorherige Ankündigung zu ändern, und übernimmt keine Verantwortung für eventuelle typografische oder grafische Fehler in diesem Dokument. © 2008 Autodesk, Inc. Alle Rechte vorbehalten.
*14 Cent pro Minute aus dem Netz der Deutschen Telekom. Abweichungen für Anrufe aus dem
Mobilfunknetz möglich. Bei internationalen Gesprächen fallen die üblichen Auslandsgebühren an.
Faxantwort: 0049 (0) 180/ 522 59 58 *
(Auch für Österreich und die Schweiz gültig.)
Möchten Sie mehr wissen?
Senden Sie mir Informationen zu AutoCAD ® Civil3D 2009.
Ich habe weitere Fragen, bitte rufen Sie mich zurück.
Ich wünsche einen Kontakt zu folgendem Fachhändler:
Heft 11/2008

Fachbeitrag
Abbildung 2: Innerstädtische Leitungsverlegung im HDD­Verfahren
Verlegung parallel
zur Autobahn
Parallel zur A 4 zwischen Bad
Hersfeld und Friedewald wurden
im Auftrag der Autobahnmeisterei
Frankfurt auf insgesamt
14 km Länge F-52-Kabel
für die Notrufsäulen verlegt.
Den Auftrag erhielt die Firma
Räuber aus Bad Hersfeld.
Auf fünf Trassenabschnitten
mit 260, 360, 300, 200 und 100
m Länge mussten Kabelschutzrohre
in geschlossener Bauweise
wegen der im Trassenbereich
befindlichen Feuchtbiotope und
Heft 11/2008
Kanal- und Leitungsbau
so genannter Salzwiesen eingebracht
werden. Der Baggereinsatz
war in diesen Gebieten aus
Gründen des Umweltschutzes
ausgeschlossen. Als Alternative
kam somit die gesteuerte
Horizontalbohrtechnik in Frage.
Mit den Bohrungen wurde
die Firma Schaub GmbH aus
Dorsten beauftragt. Seit 1994
hat sich das Unternehmen auf
dem Gebiet der grabenlosen
Rohrverlegetechnik mit HDD-
Systemen spezialisiert und bundesweit
mehr als 30 km Leitungen
grabenlos verlegt.
Die anstehende Bohrung,
war mit 360 m die längste,
die überhaupt jemals mit dem
HDD-Bohrgerät Typ Grundodrill
10 S erstellt wurde. Dabei
mussten drei Schutzrohre
110 x 10 mm im Bündel mit
einem Rohrgesamtgewicht von
rund 4 t eingezogen werden.
Die PE-HD-Rohre wurden
alle 100 m stumpfverschweißt.
Die Verlegetiefe war mit 1,10 m
angegeben.
Durch Aufschüttungen und
eingelagerte Steinbänke im
ansonsten weichen Lehmbo-
Abbildung 3: Straßenunterbohrung mit einer HDD­Kleinstbohranlage (Typ Grundopit) zur Neuverlegung einer Hausanschlussleitung
(Ersatz einer defekten Leitung)
den wurde während der Pilotbohrung
mehrfach das Schlagwerk
zugeschaltet. Zudem erleichterte
das Schlagwerk die
Steuerung bei den erforderlichen
Kurskorrekturen. Die
anschließenden beiden Räumbohrungen
mit einem 190er-
Backreamer (Aufweitbohrkopf)
für die erste Räumbohrung und
einem 315er-Backreamer für
die zweite Räumbohrung verliefen
ebenso wie der Rohreinzug
reibungslos. In nur vier Arbeitstagen
war die Bohrung abgewickelt.
Gasleitung unter
der Hauptstraße
Die Firma Kuhfuß aus Kalletal
hat in dem kleinen Ort Holzhausen
im Auftrag der Stadtwerke
Bad Salzuflen ein 160 x
14,6 mm PE-HD-Gasrohr auf
422 m Länge an einem Stück
verlegt. Zum Einsatz kam das
HDD-Bohrgerät Typ Grundojet
M 15 von Tracto-Technik.
In 1,5 Arbeitstagen war die Pilotbohrung
hergestellt, und in
nur weiteren 1,5 Arbeitstagen
war das Gasrohr verlegt.
Diese längste Bohrung mit
dem Grundojet-System wurde
ohne Unterbrechung in einer
einzigen Länge hergestellt.
Parallel zur neu verlegten
Gasleitung liegt die Wasserleitung
mit zahlreichen Abzweigen.
Bei der Pilotbohrung war
deshalb messtechnisch äußerste
Sorgfalt geboten. Die Soll-
Verlegetiefe der Rohre war mit
1,60 m vorgegeben. Für die
Pilotbohrung mussten insgesamt
141 Bohrgestänge à 3 m
vorgehalten werden. Nach der
reibungslos verlaufenden Pilotbohrung,
die in 1,5 Arbeitstagen
abgeschlossen war, erfolgte
ohne Zwischenräumung mit
einem entsprechenden Aufweitbohrkopf
der Einzug des
Gasrohres. Hierfür benötigte
man ebenfalls 1,5 Arbeitstage,
so dass praktisch in einer knappen
Woche die Hauptleitung
für das gesamte Dorf verlegt
war.
Sehr zufrieden zeigten sich
die Stadtwerke, die Firma Kuhfuß
sowie die zahlreichen Interessenten
und Anwohner, die

sich im Laufe der Maßnahme
von der Leistung des Bohrgerätes
überzeugten.
450-m-Bohrung unter
Start- und Landebahn
Der Flughafen Friedrichshafen
am Bodensee ist einer der
ältesten in Deutschland. Am
östlichen Ende der Start- und
Landebahn musste eine Trinkwasserhauptleitung
DA 225
Kanal- und Leitungsbau
Abbildung 4:
Luftaufnahme des
Flughafens
Friedrichshafen­
Löwental
mm für die neue Messe auf der
anderen Seite des Flugplatzes
grabenlos verlegt werden. Die
Trinkwasserleitung war in
einem Schutzrohr DA 355 mm
zu verlegen. Die Bohrlänge betrug
444 m. Die Firma Lohr
vergab den Auftrag an das auf
grabenlose Verlegetechniken
spezialisierte Unternehmen
Max Wild aus Berkheim/Illerbachen.
Aufgrund der Bohrlänge, des
Rohrquerschnitts und des hohen
Rohr-Eigengewichtes hatte
der Auftraggeber eine Horizontalspülbohranlage
(HDD-
Fachbeitrag
Abbildung 5: Einzug des Produktrohres – alle 2 m mussten Kunststoff­Gleitkufen
montiert werden
Anlage) mit 40 t Zugleistung
ausgeschrieben. Die Firma Max
Wild arbeitet mit Grundodrill-
Bohranlagen in der Leistungsklasse
bis 20 t. Die bestehenden
Heft 11/2008

Fachbeitrag Kanal- und Leitungsbau
10
Abbildung 6: Grundorock­Felsbohrmotor für HDD­Bohrungen
Zweifel seitens der Auftraggeber
hinsichtlich der Leistungsfähigkeit
einer 20-t-Anlage
konnte man aber erfolgreich
ausräumen. Bereits während
der Ausführung bestätigte sich,
dass die Zweifel unbegründet
waren.
Vorab fand eine Bodenbegutachtung
statt. Das Flughafenareal
liegt danach im Bereich
eines ehemaligen, vollkommen
versandeten Sees mit flachen
Talsedimenten. Entsprechend
liegen in der Ebene des
Flughafens aufgeschwemmte
Geschiebelehme und vor allem
Geschiebemergel, die zur
Oberfläche hin einen Sandanteil
aufweisen und ab 2,5 bis 3
m Tiefe zunehmend Seekreide
enthalten. Diese Seekreide
macht einerseits die Schwemmmergel
weicher; andererseits
sorgt der Kalkanteil jedoch für
einen höheren Reibungswiderstand
gegenüber Bohrgestänge
und einzuziehendem Rohr.
Auf der Westseite des Flughafens
kommen als erschwerende
Hindernisse unterirdische Betonmauerreste
hinzu, die von
der ersten Landebahn stammen
und deren Lage nicht genau bekannt
war. Auch Kampfmittel
wurden im Trassenbereich vermutet.
Deshalb fand eine Begehung
und Luftbildauswertung
Heft 11/2008
durch den Kampfmittelräumdienst
statt, die dazu führte,
dass die Bohrung um 20 m verkürzt
wurde.
Zu beachten waren ferner
diverse Entwässerungs- und
Abwasserdruckkanäle in unterschiedlichen
Querschnitten
und Tiefen rechts und links
parallel zum Rollfeld. Dementsprechend
musste nach etwa
30 m eine Verlegetiefe von
5 m erreicht werden.
Spezielle
Sicherheitskriterien
Die Bohrung unterlag strengen
Sicherheitskriterien. Zum
einen war ein eigens abgestecktes
Terrain mit 1.200 m Bauzaun
zu sichern und vom Bundesluftfahrtamt
abzunehmen.
Ohne Ausweis war ein Betreten
des abgesteckten Geländes
nicht möglich.
Um den Flugbetrieb so wenig
wie möglich zu beeinträchtigen,
konnte grundsätzlich nur
während des Nachtflugverbotes
von 23.00 Uhr abends bis 6.00
Uhr morgens gebohrt werden.
Die Überwachung des Bohrverlaufs
während der Pilotbohrung
erfolgte mit Begleitschutz,
der in ständigem Kontakt mit
dem Tower stand.
Die Gesamtbauzeit war mit
einer Woche veranschlagt.
Abbildung 7: Die Stadt Münzenberg mit ihrer weithin sichtbaren Burg
Ein zweites Bohrgerät wurde
vorgehalten, um bei einem
möglichen Ausfall des ersten
Bohrgerätes die Bohrung unverzüglich
fortsetzen zu können.
Die Pilotbohrung konnte
bereits nach acht Stunden erfolgreich
beendet werden. Vor
dem Rohreinzug sollte die Pilotbohrung
zwei Mal mit einem
480er-Backreamer aufgeweitet
werden. Die Bohrspülung
wurde entsprechend der Bodenverhältnisse
mit 80 kg auf
4.000 l Wasser und verschiedenen
Spezialpolymeren angemischt.
Das richtige Mischungsverhältnis
war mit ausschlaggebend
dafür, dass man
sich die zweite Aufweitbohrung
ersparen konnte. Der Bohrkanal
war stabil, so dass direkt mit
dem Schutzrohreinzug begonnen
werden konnte.
Für den Fall, dass die Zugkraft
des 20 S beim Rohreinzug
des 355er PE-HD-Schutzrohrs
mit immerhin 11,7 t Eigengewicht
nicht ausreichte, hatte das
Unternehmen vorsorglich auf
einem Tieflader einen zweiten
20 S hinter dem ersten Bohrgerät
aufgestellt, der mittels einer
Zugvorrichtung mit dem ersten
Bohrgerät hätte verbunden
werden können.
Es kam aber nicht dazu. Die
maximal erforderliche Zugkraft
lag bei 12 t und damit weit unter
den Möglichkeiten des Bohrgerätes.
Der Rohreinzug dauerte
16 Stunden. Auch das 225er-
Produktrohr SDR 11 PE 100
wurde mittels Bohrgerät eingezogen.
Dies dauerte etwa 15
Stunden, weil alle 2 m Kunststoff-Gleitkufen
montiert werden
mussten, die den kontinuierlichen
Einzug verzögerten.
Die Baustelle konnte dank
der sorgfältigen Planung und
professionellen Abwicklung
wie vorgesehen nach fünf Tagen
wieder geräumt werden.
Bereits 14 Tage nach der Bohrung
wurde die Trinkwasserleitung
angeschlossen und in Betrieb
genommen.
Bohrungen in
felsigem Untergrund
Bohrungen im Lockergestein
zur Verlegung eines Kabels
oder Rohres oder mehrerer
Rohre unter bestehenden Verkehrswegen
sind in ihrer Verlegetechnik
gut bekannt und stellen
sowohl von der Planung als
auch von der Ausführung kein
Problem dar. Befindet sich ein
Verkehrsweg in einer felsigen
Region, in der das Hartgestein
schon wenige Dezimeter unter
dem Straßen- oder Wegekoffer
beginnt, werden die Planungen
kompliziert, die Suche nach
möglichen Querungsstellen in
„Lockergesteinsinseln“ beginnt,
vorhandene Durchlässe werden
auf mögliche Zusatznutzung
geprüft, oder es werden
aufwändige Planungen für offene
„Eingriffe“ mit möglichen
Verkehrswegesperrungen oder
für aufwändige unterirdische
Vortriebsarbeiten angesetzt.
Dies ist alles unnötig, da sich
in den letzten fünf Jahren erhebliche
neue technische Möglichkeiten
ergeben haben, die
auch das Felsbohren planerisch
und durchführungsseitig unkompliziert
angehen lassen.
HDD-Felsbohren
im Netzbau
Das moderne HDD-Felsbohren
für den Netzbau und
die Längsverlegung ist einem
speziellen Zweig der Erdöl-
und Erdgasbohrtechnik ähnlich,
und zwar dem Ablenkungsbohren
für tiefe horizontale Bohrlöcher.
Die Erschließungen
von Lagerstätten geschieht auf
Basis von sogenannten Bohr-

11
Abbildung 8: Grundodrill 15 N – Bohranlage an der Startgrube der Autobahnquerung
lochsohlen-Motoren (amerikanisch
Mudmotoren, deutsch
Schraubenmotoren und französisch
Moineau-Motoren genannt).
Da der Einsatz für den
HDD-Bereich sehr oberflächennah
ist und nicht in mehreren
Kilometern Tiefe liegt,
wie bei Erdöl- und Erdgasbohrungen,
mussten diese Mudmotoren
zum wirtschaftlichen Einsatz
für den HDD-Bereich erst
technisch dem oberflächennahen
Einsatz angepasst werden.
Mudmotoren sind Bohrlochmotoren,
die vor etwa 35 Jahren
in der Erdöl- und Erdgas-
Erkundungsbohrtechnik (fast
keine Bohrung in der Nordsee
ohne Mudmotortechnik) eingeführt
wurden und seit 20 Jahren
in diesem Bereich standardmäßig
zum Einsatz kommen. Seit
einigen Jahren werden sie auch
für Felsbohrungen im HDD-
Bereich eingesetzt.
Vom Grundprinzip sind
Mudmotoren Schraubenmotoren,
die durch die Bohrspülung
angetrieben werden. Diese
hydrostatischen Motoren, deren
Mechanismus Ende der 1930er
Jahre durch den französischen
Ingenieur R.J.L. Moineau beschrieben
wurde, arbeiten nach
dem Prinzip einer Schraubenpumpe.
Eine schraubenförmige
Stange (Rotor genannt) fördert
die Spülflüssigkeit durch ein
mit Elastomer ausgekleidetes
längliches Gehäuse (Stator) mit
einer gegenförmigen Schraubenkontur,
die jedoch mit einer
höheren Gangzahl als der Rotor
betrieben wird. Im Gegensatz
zur üblichen Bohrtechnik, in
der die Bohrleistung von einer
Antriebseinheit über Tage erzeugt
und mechanisch durch die
Rotation der Gestänge auf den
Bohrmeißel übertragen wird
(große Leistungsverluste durch
Reibung), wird vom Mudmotor
die über Tage erzeugte hydraulische
Leistung in Form
von Spülungsdurchfluss und
Spülungsdruck in mechanische
Leistung umgewandelt. Dies
geschieht bei quasi ruhendem
Bohrgestänge, wodurch Leistungsverluste
in Form von
Bohrlochreibung entfallen und
der Gestängeverschleiß minimiert
werden kann.
Innerstädtischer
Kabelkanal
Ein recht typisches Beispiel
einer innerstädtischen Verlegung,
dazu direkt am Rande
des Altstadtkernes, wurde 2004
in Schwäbisch Hall von den
dortigen Stadtwerken beauftragt.
Um eine Hangsituation
mit 12 m Höhenunterschied
auf 80 m Länge für den Einzug
eines Bündels Leerrohre
zu überwinden, ergaben alle
Abwägungen der Baustellensituation
den Einsatz einer Felsbohrung.
Nahe einer Hauptverkehrsstraße
Richtung Stuttgart,
eingeschnitten in einer
Talkerbe, wurde in der Flanke
dieser Talkerbe der sehr harte
bankige Fels des oberen Hauptmuschelkalks
mit einem 375er
Grundorock-Mudmotor auf
Basis eines Grundodrills 20 S
durchbohrt. Aus Platzgründen
Kanal- und Leitungsbau
wurde bergabwärts gebohrt,
die Geländeüberdeckung betrug
zumeist 2 m, wobei an der
Hangkante eine größte Tiefe
von 4,50 m erreicht wurde.
Der obere Hauptmuschelkalk
mit Druckfestigkeiten von
über 200 MPa war von vornherein
als sehr klüftig bekannt.
Hohe Spülungsverluste während
der Bohrung bestätigten
dies. Die Bohrung für zehn
Leerrohre mit jeweils 75 mm
Durchmesser zur Aufnahme
von Strom- und Kommunikationsleitungen
wurde nach der
Pilotbohrung in zwei Aufweitschritten
(10“ und 14“) innerhalb
von zwei Wochen erstellt.
Weder die Hauptverkehrsstraße
noch der Altstadtrand, noch
die Hangkante mit ihrer schützenswerten
Vegetation wurden
von dieser Bohrung je beeinträchtigt.
Durch den Einsatz
der Felsbohrung konnte zugleich
die kürzeste und wirtschaftlichste
Trasse gewählt
werden.
Unterbohren einer
Autobahn in Tieflage
Eine sehr anspruchsvolle
Bauaufgabe hat die Firma
NWR Bohrtechnik GmbH aus
Oelsnitz im Erzgebirge in der
nördlichen Wetterau in Mittelhessen
vorgenommen. Es
galt die Bundesautobahn A 45
in Tieflage, d.h. in einem vorhandenen
Geländeeinschnitt für
einen Düker bohrtechnisch zu
unterqueren. Eine neue Trinkwasserleitung
(PE-HD da 125
mm) sollte den Hauptort Münzenberg
mit seinem durch die
Autobahn abgetrennten Stadtteil
Trais verbinden. Die Autobahn
ist mehrere Meter tief
in der sanften Wetteraulandschaft
eingeschnitten, und die
Überlegungen der Stadtverwaltung
Münzenberg für die neue
Trinkwasserverbindungsleitung
galten erst unterirdischen Vortriebsverfahren
im bergmännischer
Weise. Das baubetreuende
Ingenieurbüro Ohlsen aus
Grünberg schlug alternativ die
verlaufsgesteuerte Horizontalbohrtechnik
(HDD-Verfahren)
vor, um sowohl kostenseitig als
von der Bauzeit günstiger zu
Fachbeitrag
fahren. Die Stadtverwaltung
der historisch bedeutsamen
Stadt Münzenberg mit ihrer
markanten und weithin sichtbaren
Burg mit zwei Bergfrieden
griff diesen Vorschlag gerne
auf.
Die geologischen Verhältnisse
in Münzenberg sind im
Untergrund als äußerst hart
zu betrachten. Die große Burg
Münzenberg, erbaut 1170 bis
1190, liegt auf einer basalt-vulkanischen
Erhebung, und das
ganze Umland ist von Basalt
(Druckfestigkeit z.T. mehr als
400 MPa), bedeckt mit einer
fruchtbaren „Lehmhaut“, geprägt.
Bohrtechnisch ist dieses
sehr harte Gestein eine ganz
besondere Herausforderung.
Auch unter der Autobahn
liegt massiver Basalt vor, der
hier aufgrund des Einschnittes,
kaum noch eine Lehmdecke
aufweist. Die 138 m lange Dükerbohrung
zur Aufnahme der
Trinkwasserleitung in einem
Schutzrohr sollte mindestens 5
m unter der A 45 verlaufen, tatsächlich
wurde sie sogar noch
tiefer durchgeführt. Daraus ergab
sich auch, dass der längste
Abschnitt der Bohrung im sehr
harten Basaltfels stattfinden
musste. Der Übergang vom
milden Lehm, in seiner Verteilung
schwankend zwischen
2 bis 5 m tiefreichend, zum
harten Basalt ist relativ abrupt,
da Basalt an seiner Oberfläche
zwar aufklüftet, aber keine
sonst übliche Verwitterungszone
aufweist. Und dieser Basalt,
in Steinbrüchen schon als
„Brecher der (Backen-)Brecher“
gefürchtet, verlangt zur Durchbohrung
allerbeste Technik und
ein sehr erfahrenes Bohrteam.
Seit 16 Jahren sind die Teammitglieder
der Fa. NWR in der
HDD-Technologie zuhause,
mit ihrer neuen 15-N-Anlage
von Tracto-Technik und einem
2 7/8“-Grundorock-Mudmotor
von Tracto-Technik haben
sie in Münzenberg selbst härtesten
Basalt bohrtechnisch gemeistert.
Die Bohrlochaufweitungen
erfolgten danach zunächst mit
einem 8“- und danach mit
einem 12“-Hole Opener von
Heft 11/2008

Fachbeitrag Kanal- und Leitungsbau
12
Abbildung 9: Grundorock­Mudmotor nach dem Einsatz im Basaltfels unter der
Autobahn
Tracto-Technik. Danach erfolgte
der Einzug des Schutzrohres
(DN 225). Die gesamten
Arbeiten wurden innerhalb von
neun Arbeitstagen abgeschlossen.
Im Rahmen einer Baustellenbegehung
haben sich sowohl
der Bürgermeister als auch viele
Gemeinderäte von Münzenberg
von der HDD-Mudmotor-
Technologie, dem Know-how
und der Leistungsfähigkeit der
Bohrfirma und von der Qualität
des Maschinenherstellers überzeugen
können.
Möglichkeiten
mit HDD-Mudmotoren
Die Entwicklung spezieller
HDD-Mudmotoren brachte
als entscheidenden Vorteil
die Möglichkeit, mit kleinen
HDD-Anlagen ab der 10-t-
Klasse überhaupt Felsbohrungen
ausführen zu können. Dies
war noch vor fünf Jahren nur
mit Anlagen ab der 20-t-Klasse
denkbar.
Weitere entscheidende Vorteile
dieser speziellen HDD-
Felsbohrmotoren sind die lange
Lebensdauer, die hohe Zuverlässigkeit,
die geringen Betriebskosten
und die Möglichkeit
vielfältiger Einsätze unter
Straßen für den Netzbau in
schwierigem Baugrund und
ebenso die Einsatzmöglichkeiten
unter Verkehrswegen,
Felsformationen, Bergrücken
und ganzen Berghängen.
Literatur
Bayer, H.-J., Koch, E. (2003): Felsbohrtechnik
mit hochleistungsfähigen und
spülungsarmen Mudmotoren. Iro-Schriftenreihe
Bd. 27, S. 644-655, (Vulkan-Ver-
Heft 11/2008
lag), Essen.
Bayer, H.-J. (2005): HDD-Praxis-Handbuch,
196 S., Vulkan-Verlag, Essen.
Bayer, H.-J., Bunger, S. (2008): 1.000-m-
HDD-Felsbohrung am Steilhang im Erdbebengebiet.
3R Int. 47, Nr.1/2008.
DCA (Verband Güteschutz Horizontalbohrungen)
(2007): Horizontal Directional
Drilling – technische Richtlinien des DCA,
3. Aufl., 113 S., Aachen.
Fengler, E. G., Bunger, S. (2007): Grundlagen
der Horizontalbohrtechnik (Hrsg.:
Wegener, T.), Iro-Schriftreihe Nr. 13, Essen:
Vulkan-Verlag.
Tracto-Technik GmbH (Hrsg.: 2005): Der
Felsbezwinger. Informationsschrift Tracto-
Technik, 16 S., Lennestadt.
INFO
Hotline
Tel.: 07025/84 37 04
Fax: 07025/84 37 05
E­Mail:
hans­joachim.bayer@web.de
Abbildung 10: Baustellenplatz vor der Startgrube mit Bohranlage, Versorgungseinheit
(Lkw) und Recycling­Anlage