Auf einer Luftlinie von 1,3 km musste nach den Schädigungen an der Infrastruktur durch das Hochwasser 2013 die Hauptversorgungsleitung für die Kreisstadt Merseburg, deren Ortsteile und der ortsansässigen Industriebetriebe erneuert werden. Im Sommer fließen durch diese Hauptversorgungsleitung ca. 500 m³ pro Stunde. Die Baumaßnahme wurde durch das Land Sachsen-Anhalt und die Bundesrepublik Deutschland im Rahmen der Ausbauhilfe Hochwasser 2013 gefördert.

Durch die räumlichen Gegebenheiten war eine Erneuerung der Bestandsrohrleitung nur auf nahezu gleicher Trasse in direkter Verbindung zwischen dem Wasserwerk Werder und der Einspeisung im Ostteil der Stadt möglich. Gleichzeitig musste die Bestandsrohrleitung (DN 500 Grauguss) in Betrieb bleiben und die Versorgung von ca. 40.000 Einwohnern sicherstellen. Die Arbeiten ostwärts der Saale fanden in einem Landschafts- und Europäischen Vogelschutzgebiet statt. Der Bereich ist darüber hinaus ein ausgewiesenes Überschwemmungsgebiet. Rahmenbedingungen, die alle Projektbeteiligten vor große Herausforderungen stellte, insbesondere im Hinblick auf die zeitlichen Abläufe.

Kein leichter Boden für die Bohrungen

Die hallesche Niederlassung der Umwelttechnik und Wasserbau GmbH hatte sich im Jahr 2020 bei der Ausschreibung mit dem wirtschaftlichsten Angebot durchgesetzt. Nur wenige Unternehmen in Deutschland verfügen über die für diese Maßnahme erforderliche Bohrtechnik. Daher wurde die Firma Beermann Bohrtechnik GmbH als Nachunternehmer gebunden, deren Großbohranlage HK 250T Rig (Abb. 1 und 2) hier zum Einsatz kam.

Nach diesen Erfahrungen entschied man sich, diese für die Rückspülleitung vorgesehene Bohrung für die Medienleitung zu nutzen und den Transport der Suspension über Saugwagen zu realisieren. Damit vermied man eine zusätzliche Bohrung, um auch einen weiteren Zeitverlust zu vermeiden. Die Saugwagenvariante war ursprünglich wegen der schwierigen Zufahrt über eine Ackerfläche, Bauvorhaben an der Verbindungsstraße, der unmittelbaren Nähe einer Schule und beengten Platzverhältnisse an der Zielgrube verworfen worden.

Die Bohrgarnitur für die Pilotbohrung bestand zu Beginn aus einem 12”-Rollenmeißel, einer Jetting-Garnitur und Steering-Tool sowie dem 6 5/8“-Bohrstrang. Die Pilotbohrung wurde mittels Kreiselkompasses (Drillguide GST) vermessen.

Vom Bohrplatz (85 m NHN) aus gesehen lag der tiefste Punkt der Bohrung (61,7 m NHN) weit vor der Saale, da unter dem Fluss die Rohrleitung in westlicher Richtung unter Berücksichtigung der Raumkurve auf 95 m NHN ansteigen musste. Um diese Raumkurve zu erreichen, wurden die Ein- und Austrittswinkel mit ca. 15° relativ steil gewählt.

Nach der Pilotbohrung wurde der Bohrkanal in zwei Durchgängen bis auf 970 mm aufgeweitet (Bilder 3 und 4). Sicherheitshalber wurde noch ein Cleaning Run durchgeführt, um das Risiko einer verlorenen Bohrung bei diesen schwierigen Baugrundverhältnissen zu reduzieren.

Die 6 Meter tiefe Saale wurde mit einem Abstand von 12 Metern zur Flusssohle gequert. Zur Feststellung der Gewässersohle hat sich die Erstellung eines Tiefenlinienplans (Abb. 5) bewährt, aus dem zur Visualisierung noch Profilschnitte erzeugt werden konnten.

Rohrmontage und -einzug

Als Rohrmaterial kamen duktile Gussrohre für die Trinkwasserversorgung nach DIN EN 545 [1] mit einer längskraftschlüssigen BLS-Steckmuffenverbindung von VonRoll hydro (deutschland) zum Einsatz. Für den grabenlosen Rohreinbau sind diese Rohre mit einer Zementmörtelumhüllung nach DIN EN 15542 [2] versehen (Abb. 6).

Im Bereich der Rohrverbindung wird beim grabenlosen Rohreinbau der Rohrverbindungsschutz mit einem überschiebbaren Stahlblechkonus vor mechanischer Beschädigung geschützt (Abb. 7). Die Materialwahl war durch die Anforderungen an die schwierigen Bodenverhältnisse, die große Einzugslänge und insbesondere an die Montagebedingungen auch bei niedrigen Temperaturen sowie der zu erwartenden Lebensdauer relativ einfach.

Die Rohrmontage erfolgte während des Einziehvorgangs auf einer Montagerampe (Abb. 8). Der 1581 angelegte und als Baudenkmal verzeichnete Stadtfriedhof St. Maximi innerhalb der Bohrachse, auf der gegenüberliegenden Straßenseite der Zielgrube, erforderte diese Variante.

Die einzelnen Rohre für eine HDD-Bohrung werden zugkraftschlüssig miteinander verbunden; insbesondere hier darf kein Fehler passieren. Bei der Einzelrohrmontage besteht vor dem Rohreinzug keine Kontrollmöglichkeit der Rohrdichtigkeit. Ein Barrel-Reamer (Abb. 9) wird für den Einziehvorgang an den Bohrstrang gekoppelt und über einen Drehwirbel mit Kreuzgelenk an den Zugkopf, der mit dem Rohrstrang verbunden ist, angeschlossen.

Berechnet wurde eine erforderliche Zugkraft von 380 kN, rund 44% der zulässigen Zugkraft der Rohrverbindung. Benötigt wurde am Ende knapp die doppelte Zugkraft, was bei der BLS-Verbindung DN 500 mit einer zulässigen Zugkraft von 860 kN aber kein Problem darstellte.

Der Rohreinzug lief ohne Unterbrechung über fast 30 Stunden. Schichteinteilung mit Reserven, Beleuchtung bei Nacht, Verkehrssicherung speziell gegenüber Fußgängern im Montagebereich, Kennzeichnung der Anschlagpunkte an den Rohren und vieles mehr musste bei der Vorbereitung bedacht werden. Dazu gehörte vorab auch eine gesonderte Einweisung der Monteure und durchgehende Begleitung der Rohrmontage durch den Hersteller (Abb. 10 und 11).

Inzwischen ist die Leitung nach der Druck- und Hygieneprüfung (Abb. 12) in Betrieb. Die Arbeiten an der insgesamt rund drei Millionen Euro teuren Trinkwasserleitung sind abgeschlossen. Neben der Hauptversorgungsleitung wurden noch eine Rohrbrücke (Abb. 13) mit wärmegedämmten duktilen Gussrohren DN 400 (WKG) und über 1,1 km kleinere Versorgungsleitungen gebaut. Die erfolgreiche Umsetzung der Baumaßnahme wurde hauptsächlich durch die konstruktive Mitarbeit aller Beteiligten ermöglicht.

*Autoren:
Thorsten Mahler – Midewa GmbH, Merseburg
Timo Mücke – Beermann Bohrtechnik GmbH, Hörstel
Jens Jünger – Fichtner Water & Transportation GmbH, Leipzig
Steffen Ertelt – VonRoll hydro (deutschland) GmbH & Co. KG, Wetzlar

Literatur:
[1] DIN EN 545: 2011-09 – Rohre, Formteile, Zubehörteile aus duktilem Gusseisen und ihre Verbindungen für Wasserleitungen – Anforderungen und Prüfverfahren; Deutsche Fassung EN 545:2010, Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin
[2] DIN EN 15542: 2008 – 06 „Rohre, Formstücke und Zubehör aus duktilem Gusseisen – Zementmörtelumhüllung von Rohren – Anforderungen und Prüfverfahren“; Deutsche Fassung EN 15542:2008, Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin

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