Die HDPE-Rohre werden von der Hamburger Firma Sonnen Tiefbau im Nachgang als Leerrohre für Stromleitungen genutzt, durch die gewonnener Strom aus Photovoltaikparks in das örtliche Netz eingespeist wird. Die Photovoltaikparks befinden sich verteilt auf hochgelegenen Plateaus (ehemaligen Weinanbauflächen) im Moseltal. Mittels verschiedener HDD-Maßnahmen werden diese Photovoltaikparks miteinander verbunden.

Die von der LMR Drilling durchgeführte HDD-Bohrung war keine „typische“ Bohrung; die Umsetzung erforderte bei den großen Höhenunterschieden eine besonders sorgfältige Arbeitsvorbereitung und umfangreiches Engineering. Für eine zügige Fertigstellung der Bohrung war ein 24/7-Betrieb notwendig, auch um operative Risiken zu reduzieren.

Den Berg hinauf

Erfahrungen aus vergangenen Hangbohrungen halfen LMR Drilling, wichtige Punkte zur Umsetzung einer Hangbohrung zu erkennen und diese in die Arbeitsvorbereitung sowie in das HDD-spezifische Fach-Engineering einfließen zu lassen. Eine Besonderheit war, dass die Bohrung talseitig zum Gipfel erfolgen sollte. Durch das „Bergaufbohren“ wird ein durchgehend freistehendes Bohrloch ohne die Stützkraft von Bohrspülung hergestellt. Dieses Bohrloch wird nur im standfesten Fels sicher freistehen können. Da eine Stützung durch Bohrspülung aufgrund der Bohrlochgeometrie nicht erfolgt, entschied sich LMR Drilling, die Bohrung mit Wasser umzusetzen. Eine kontinuierliche Wasserversorgung konnte durch die Nähe zur Mosel gewährleistet werden. Für ein sauberes Bohrloch ist eine hohe Fließgeschwindigkeit im Bohrloch notwendig, um das Bohrklein aus dem Bohrloch „auszuspülen“.

Stabilität und Sicherheit gefragt

Die übergebenen Bodenaufschlüsse und Erkundungsbohrungen durch die Firma Sonnen Tiefbau waren leider wenig aussagekräftig in Bezug auf die Bodenverhältnisse im Eintrittsbereich der HDD-Bohrung. Da die BE-Fläche der Startseite in einem Hang lag, wurde bei dem Bau der BE-Fläche ein Einschnitt in den Hang gebaggert, der anstehenden tonigen Boden darstellte (Abb. 2).

Um zu ermitteln, welche Distanz zwischen HDD-Eintrittspunkt und einer festen Felsformation zu stabilisieren ist, empfahl LMR Drilling dem Auftraggeber, durch ein HDD-Mini-Rig eine Testbohrung durchzuführen. Diese ergab eine zu stabilisierende Distanz von ca. 48 m bis zur voraussichtlich fest anstehenden Felsformation, wobei ein toniger, durch Gerölle gestörter Boden erkannt wurde.

Nach Abwägung verschiedener Verfahren zur Stabilisierung dieses Bodens entschied LMR Drilling in enger Abstimmung mit der Bauherrenschaft, den Einbau eines Stahlrohrcasings 813 mm x 16 mm mittels Bohrpressverfahrens durchzuführen. Entscheidend war die Einbindung der Casinginstallation in die Felsformation, um eine angemessene Stabilisierung des Bohrloches zu gewährleisten und einen Nachfall oder eine Hinterläufigkeit des Casings durch verwendetes Wasser beim Bohren zu vermeiden. Durch das Einsetzen des Bohrpressverfahrens kann der Austrag mittels Bohrschnecken an der Oberfläche geprüft und eingeschätzt werden.

Zur Aufnahme von entstehenden Schub- sowie Zugkräften bei den Bohrpress- und HDD-Arbeiten konstruierte LMR Drilling ein entsprechendes Betonbauwerk. Außerdem sollte das Betonbauwerk den Bohrstrang im Bohrloch gegen unkontrolliertes „Herausrutschen“ aus dem Bohrloch sichern. Um diese zusammenwirkenden Kräfte am Betonbauwerk im erforderlichen Maße abzufangen, wurde dieses durch ein Statikbüro dimensioniert. Gespräche und Ortstermine erfolgten zusammen mit dem beauftragten Rohrbauer, der Sonnen Tiefbau GmbH und LMR Drilling. Hierbei wurden insbesondere eine geeignete Rohrschweißtrasse sowie eine Rohrführung bei einem Rohreinzug sowie Fertigstellungstermine ausgearbeitet.

Vorbereitende Arbeiten für den HDD-Start

Um eine schnelle Umsetzung der Stahlbetonbauarbeiten zu gewährleisten, beauftragte LMR Drilling die Schwesterfirma LF Hoch- und Ingenieurbau. Nach einem Startgespräch begannen Anfang November 2023 umgehend die Stahlbetonbauarbeiten, die zum 20.11. beendet wurden.

Im nahtlosen Übergang mobilisierte ein beauftragter Subunternehmer ein Bohrpressgerät am HDD-Eintrittspunkt zur Installation des Casingrohres. LMR Drilling unterstütze die Arbeiten mit Schweißern sowie einer Bauleitung zur Koordinierung der Arbeiten. Nach vier Tagen Einsatz des Bohrpressgerätes und dem Einbau des Casings in 10-Meter-Segmenten konnte das Casing durch eine Begehung mit Sicherheit nach 48 m in die Felssektion eingebunden werden (Abb. 3). Parallel zu den vorbereitenden Arbeiten wurde das LMR-HDD-Equipment in Oldenburg für den Antransport auf die Baustelle und die anstehende Mobilisierung verladen.

Die Pilotbohrung

Nach einer zügigen Mobilisierung des HDD-Equipments konnte am 5.12.2023 mit den Pilotbohrarbeiten begonnen werden. Die Bohrlochvermessungsarbeiten wurden mittels Kreiselkompass durchgeführt. Im Bohrloch eingesetzt wurden Bohrmotor, Shock-Tool und 12,785“-Rollenmeißel. Mit dem Fortsetzen der Pilotbohrung wurde ein kontinuierlich steigender Wasserzulauf in das Bohrloch festgestellt. Trotzdem gab es keine negativen Auswirkungen auf die Pilotbohrung, da der Wasserzulauf mittels Einleitgenehmigung, Aufbereitung und Verrohrung in die Mosel eingeleitet werden konnte. Parallel wurde der Wasserzulauf in das Bohrloch stetig überwacht.

Nach Beendigung der Pilotbohrung am 11.12.2023 wurden das Bohrklein sowie die Bohrberichte ausgewertet, wobei viele hilfreiche Informationen gewonnen werden konnten. Diese wurden im Bohrprogramm für das anstehende Aufweiten des Bohrloches eingearbeitet.

Ab der gebohrten Station 670 m bis 930 m wurde erneut Ton bzw. gestörter Boden mit kiesigen, bzw. steinigen Anteilen festgestellt. Aufgrund der Auswertung der Pilotbohrung hat sich LMR entschieden, das Pilotbohrloch schiebend, mit Vorlaufgestänge aufzuweiten. Naheliegender Grund: kein Verlust des Pilotbohrloches im gestörten Boden. Dieses Vorgehen bedeutete, eine vollausgerüstete Zielseite auf dem Gipfel zu mobilisieren. Hierzu wurden alle Weichen in der Projektvorbereitung gestellt, sodass die Mobilisierung vor Weihnachten fertiggestellt war.

Trotz der vorgefundenen gestörten Böden wurde die Pilotbohrung zielgenau beendet. Am 15.12.2023 wurde die Weihnachtspause auf der Baustelle eingeläutet.

Herausforderung Wetter

Nach einer Verlängerung der Winterpause, die Überschwemmungen im Bereich des Moseltals geschuldet war, musste die Baustelle auf Schäden geprüft werden. Aufgrund von Starkniederschlagsereignissen im Zeitraum zwischen Weihnachten und Neujahr war der gesicherte Hang im Hangeinschnitt teilweise abgerutscht, woraufhin man Lösungen für dieses Problem erarbeitete und umsetzte.

Wetterprognosen für das anstehende Aufweiten des Bohrloches sagten starken Frost bis -14 °C sowie Schnee vorher, so dass besondere und weitgehende Umrüstarbeiten an der Bohrausrüstung an frostgefährdeten Punkten erforderlich wurden.

Aufweiten des Bohrloches und Rohreinzug

Mit Fertigstellung der Vorbereitungen konnte das Aufweiten des Bohrloches am 18.1.2024 vom Tal zum Gipfel mit dem geeigneten Räumwerkzeug begonnen werden. Nach weniger als 20 Einzelschichten im 24/7-Betrieb konnte das Aufweiten am 27.1.2024 beendet werden. Die Gefahr einer Zunahme des Wasserzulaufes in das aufgeweitete Bohrloch bestätigte sich nicht.

Während des Aufweitens des Bohrlochs kam es zum Austrag von Geröll und Felsbrocken mit einer Kantenlänger größer 63 mm. Dies veranlasste LMR, einen vorher beim Auftraggeber angemeldeten „Checktrip“ vom Gipfel ins Tal durchzuführen, wobei der Austrag aus dem Bohrloch stets überwacht wurde. Am Ende des „Checktrips“ war LMR sicher, ein freies Bohrloch erstellt zu haben. Um Möglichkeiten für ein nachträgliches Verdämmern des Bohrloches zu schaffen, wurde LMR beauftragt, zusätzlich drei PE-Rohre DA 75/SDR 7,4 einzuziehen.

Mit dem freien und aufgeweiteten Bohrloch konnte am 29. Januar mit dem Rohreinzug begonnen werden. Nach 24 Stunden wurde der Rohreinzug erfolgreich und planmäßig mit dem Rohrpaket im Casing auf der Talseite beendet; nennenswerte Zugkräfte am Rohr konnten nicht festgestellt werden. Umgehend wurde das Rohr tal- sowie gipfelseitig gegen ein „Herausrutschen“ aus dem Hang gesichert (Abb. 5).

Um eine Verformung im Querschnitt der vier PE-Rohre OD 225 mm/SDR 7,4 auszuschließen, wurden diese vor dem Rohreinzug auf der Rohrtrasse mit einem Kalibermolch kalibriert. Dieser Vorgang wurde im eingebauten Zustand im Hang wiederholt. Ergebnis: keine Verformungen im Querschnitt der Rohre.

Gemeinsam zum Erfolg

Mit dem erfolgreichen Rohreinzug hat LMR Drilling das Projekt vor dem geplanten Fertigstellungstermin beendet. Garant für diese schnelle, sichere und zufriedenstellende Umsetzung waren zum einen die kontinuierliche offene und ehrliche Kommunikation zwischen dem Bauherrn und dessen Partnern und Vertretern auf der einen Seite und den LMR-Projektmitarbeitern auf der anderen Seite sowie LMR-intern eine perfekte Zusammenarbeit von Tag- und Nachtschicht, eine klare Kommunikation zwischen den Mitarbeitern sowie eine von großer Erfahrung getragene und vorausschauende Planung.

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