Durch die dänische Per Aarsleff A/S war bereits ein ähnliches System für ein 150-kV-Projekt mit drei Kabeln entwickelt worden. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse dienten hier als Hilfe für den Entwicklungsprozess des Schlittens. Das Technische Büro von Bohlen & Doyen Bau hat diese Idee als Grundlage genutzt, um wichtige technische Lösungen wie einen effizienten Rüst- und Umsetzmechanismus, einen Einsatz sowohl für Kabel als auch für Rohre und eine variable Einführrichtung der Leitungen zu entwickeln. Im besonderen Fokus der Technik stand allerdings der Einbau einer integrierten Verdichtereinheit, die es bislang auf dem Markt noch nicht gibt. Diese sollte noch vor der eigentlichen Rohrablage für eine Verdichtung der losegeschütteten Bettungsschicht unterhalb der Schutzrohre sorgen.

Als Ergebnis konnte innerhalb von drei Monaten ein Kabel- und Rohrschlitten gebaut werden, der in der Lage ist, bis zu drei Schutzrohre für Erdkabel gleichzeitig lagegenau und präzise in einem verdichteten Rohrbett zu legen. Im Bauablauf beginnt der Einsatz des Schlittens bei der Herstellung der Rohrbettung und endet vor der Endverdichtung und der Rückverfüllung des Rohrgrabens. Der KaRoSch benötigt einen fertig hergestellten Graben mit vorgegebenen Böschungswinkeln und wird direkt nach dem Aushub des Bodens durch einen Bagger von diesem bewegt. Für dieses Projekt ist die Konstruktion und Bauweise des Schlittens auf eine synchrone Verlegung von drei Stromkabelschutzrohren mit einem Durchmesser von bis zu 275 mm und drei LWL-Schutzrohren von bis zu 70 mm ausgelegt.

Testlauf als Grundlage zur Funktionsoptimierung

Um eventuelle Optimierungsmöglichkeiten am KaRoSch noch vor Fertigstellung und Lieferung zur Baustelle zu erkennen, wurde dieser vorab unter Baustellenbedingungen getestet. Dabei war darauf zu achten, dass die örtlichen Verhältnisse am Testort denen auf der Baustelle weitgehend gleichen. Insbesondere Rohrmaterial, Rohrgrabentiefe, Geräte und Maschinen sowie der eigentliche Ablauf des Verfahrens entsprachen der späteren Situation auf der Baustelle. Es stellte sich im Nachhinein heraus, das die Bedingungen auf der Baustelle sogar besser waren als auf dem Testfeld. Der im Test verwendete Bettungssand wies ein relativ enges Korngrößenband auf, wodurch die Verdichtung erheblich schlechter zu erreichen war als später unter Baustellenbedingungen. Unabhängig von den erschwerten Verhältnissen war jedoch nach kürzester Zeit sowohl die optimale Verdichtungstechnik als auch die Vorrichtung zur Lagesicherung der Rohre durch den KaRoSch erkennbar. Am Ende mussten vor Baustelleneinsatz lediglich kleine Korrekturen an der Rohrführung und an den Kammern für das Bettungsmaterial vorgenommen werden. Nach erfolgreicher Korrektur konnte der KaRoSch Anfang April betriebsbereit zum Einsatzort transportiert werden.

Zusätzlich ist der KaRoSch mit höhenverstellbaren Profilabzugsblechen ausgestattet. In diesem Fall war eine Bettungsschicht von 325 mm ober- und unterhalb der Rohre herzustellen. Mithilfe der Bleche konnte die vorgegebene Stärke des verdichteten Rohrbettes gewährleistet werden. Denn direkt im Anschluss an die Verdichtung wurden die Profilbleche in ihrer Höhenlage im Schlitten justiert. Zur Kontrolle wurden die Werte des verdichteten Rohrbettes kontinuierlich überprüft und drei verschiedene Verdichtungszonen bei der Messung berücksichtigt. Im sonst schwer zugänglichen Zwickelbereich der Rohre wurden tatsächlich Werte von bis zu 1,92 g/cm³ Trockendichte und einem Verdichtungsgrad von bis zu 95% Proctordichte erreicht.

Flexibilität und schnelle Rüst- und Umsetzprozesse

Zur Sicherstellung der kurzfristigen Reaktionsmöglichkeit wurde der KaRoSch so konstruiert, dass in Ausnahmesituationen, bei beengten Platzverhältnissen oder Hindernissen eine schnelle Umrüstung bzw. Umsetzung des Schlittens möglich ist. Dabei wurde auch berücksichtigt, dass dies unabhängig vom Geländetyp erfolgen muss. In Einzelteile zerlegbare Rohrführungen mit einer Schraubverbindung zwischen der vorderen und hinteren Baugruppe sind komplett entnehmbar. Es kann somit auf das Kappen oder Trennen der Kabel- bzw. Schutzrohrstränge verzichtet werden und kurzfristig auf Ausnahmesituationen reagiert werden. Um das Gesamtgewicht des Schlittens zu reduzieren und die Bergung zu vereinfachen, lässt sich die hintere Querwand öffnen. Das dort lagernde Bettungsmaterial kann dann ganz einfach entfernt werden. Die Baugruppen sind jeweils mit Hebeösen versehen und können separat mit entsprechenden kleineren Hebegeräten umgesetzt werden. Teilweise ist sogar ein Umsetzen einzelner Baugruppen per Hand möglich und es kann auf schwere Hebegeräte verzichtet werden. Die Demontage des Schlittens, das Separieren von den Rohrsträngen und Entfernen aus dem Graben erfolgt innerhalb weniger Stunden und gewährleistet somit eine schnelle Reaktion auf unvorhersehbare Hindernisse.

Die Rohr- bzw. Kabelführung überzeugt durch eine besondere Variabilität. Bestehend aus zwei lösbar gelagerten und einem festen Führungspunkt, wird die Rohrführung grundsätzlich in eine vordere, mittlere und hintere eingeteilt. Die zwei lösbar gelagerten Führungspunkte lassen sich horizontal auf der Achse quer zum Schlitten verschieben und lagern, sodass eine Schutzrohr- bzw. Kabeleinführung von links und von rechts und somit in beide Verlegerichtungen möglich ist. Zusätzlich ist die seitliche Rohrführung im Radius verstellbar. Um bei witterungsbedingten Temperaturveränderungen auf die Ausdehnungen des Rohrmaterials reagieren zu können, ergeben sich folglich schon am vordersten Zwangsführungspunkt vorteilhafte Einstellmöglichkeiten. Die konstruktive Anordnung der Rohrführungen in ihrem horizontalen und vertikalen Abstand zueinander wurde so gewählt, dass ein Mindestbiegeradius von 5 m nicht unterschritten wird. Zudem lassen sie sich in ihrer vertikalen und zum Teil auch in der horizontalen Lage verstellen, um sie auf das jeweilig geforderte Regelprofil anzupassen. Schließlich können damit auch Seitendrücke auf das Verlegematerial (PE-Schutzrohr oder Kabel) reduziert werden. Verstellbare Vorrichtungen an den Rohrführungen gewährleisten ein simultanes Mitführen und Positionieren von Schutzrohren für Begleitkabel wie z.B. LWL. Sämtliche Verschleißteile wie Rollen und Lager sind schnell und einfach austauschbar, wodurch im Baustelleneinsatz im Bedarfsfall nur sehr kurze Ausfallzeiten entstehen.

Erstmals bei derartigen Schlitten: Integrierte Verdichtereinheit

Durch das Vorverdichten werden auch diejenigen Bereiche unterhalb der Leitungen erreicht, die bei konventioneller Bauweise später in der Gesamtverdichtung nicht mehr erreicht werden. Die obere Bettungsschicht sowie die Streifen zwischen den Rohren sind frei von möglichen Störfaktoren und lassen somit eine nachfolgende Verdichtung zu. Erst diese technische Lösung im KaRoSch ermöglicht eine den hohen Anforderungen entsprechende vollständig verdichtete Leitungszone.

Die Verdichter lassen sich mittels einer Funkfernbedienung zeitgleich und ohne Verzögerung starten und ausschalten. Im Ergebnis wurde damit sehr schnell und simultan eine entsprechende Erregerfrequenz erreicht.

Optimierter Rohrverlegeprozess nicht nur in der Verlegegeschwindigkeit

Ein häufig wiederkehrendes Thema in Bezug auf den Baufortschritt und entsprechende Bauabläufe ist die Geschwindigkeit des Rohrverlegeprozesses. Mit der Entwicklung des KaRoSch erhoffte man sich dahingehend eine Optimierung. Es ist allerdings immer zu beachten, dass bei der Verlegegeschwindigkeit von Rohrleitungen weitere Aspekte den Gesamtprozess beeinflussen. Dazu gehören unter anderem die Produktion und permanent störungsfreie Anlieferung des Bettungsmaterials, die Rohrstrangerstellung und vorab die Baustraßenerrichtung und Entfernung des Oberbodens. Diese vorbereitenden und begleitenden Arbeiten auf der Baustelle müssen für den eigentlichen Rohrverlegeprozess reibungslos und ohne Verzögerung ausgeführt werden, um eine zügige Verlegung der Rohre zu ermöglichen.

KaRoSch gewährleistet Ressourcenschonung

Arbeitssicherheit profitiert von moderner Technik

Neben der Nachhaltigkeit und der Ressourcenschonung gewinnt auch der Aspekt der Arbeitssicherheit auf den Baustellen immer mehr an Bedeutung. Der KaRoSch leistet dazu während des Verlegeprozesses einen großen Beitrag. Bei herkömmlichen Verfahren werden die Rohre zunächst abgelegt, dann ausgerichtet und schließlich eingebettet. Dafür ist entsprechendes Fachpersonal notwendig, welches sich zur Ausführung der Arbeiten im offenen Rohrgraben befindet. Auch während der Lagekorrektur, der Verdichtung mittels Vibrationsplatten und der Einmessung der korrekten Rohrlage befinden sich mehrere Personen darin. Der KaRoSch verzichtet für die genannten Arbeitsschritte gänzlich auf manuelle Arbeit innerhalb des offenen Grabens. So erfolgt beispielsweise die Bedienung der Vibrationseinheit und der Überwachung des Verlegevorgangs von außerhalb. Dadurch wird ein beachtlicher Fortschritt erzielt, insbesondere im Hinblick auf die kontinuierliche Reduzierung potenzieller Gefährdungen auf den Baustellen und die ständige Verbesserung der Arbeitssicherheit. Die Schlittentechnik in der angewendeten Form leistet jedoch nicht nur einen Beitrag zur Arbeitssicherheit, sondern sorgt auch für eine bemerkenswerte Ersparnis an Personalressourcen. Die Einsparung von geschultem Fachpersonal ist schließlich ein wirtschaftlicher Vorteil, neben den Vorteilen der Nachhaltigkeit unter Berücksichtigung des Umwelt- und Ressourcenaspektes.

Der KaRoSch als Alternative zur konventionellen Bauweise

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