„Die Leistung ist eindeutig und so erschöpfend zu beschreiben, dass alle Unternehmen die Beschreibung im gleichen Sinne verstehen müssen und ihre Preise sicher und ohne umfangreiche Vorarbeiten berechnen können.“ Die Beachtung dieses Grundsatzes für das Aufstellen von Leistungsbeschreibungen (§ 7 Abs. 1 Nr. 1 VOB/A) ist für den technischen und wirtschaftlichen Erfolg von Rohrvortriebsarbeiten von besonderer Bedeutung. So kann beispielsweise ein aufgrund einer unzureichenden Baugrundbeschreibung ausgewähltes Rohrvortriebsverfahren während der Ausführung nur in Ausnahmefällen, und dann mit hohen Zusatzkosten verbunden, umgestellt werden.

Die Allgemeinen Technischen Vertragsbedingungen für Bauleistungen (ATV) „Rohrvortriebsarbeiten“ – DIN 18319 in der jeweils aktuellen Fassung bilden die Grundlage für die VOB-gerechte Ausschreibung, Durchführung und Abrechnung von Rohrvortriebsarbeiten. Der Abschnitt 2 „Stoffe, Bauteile“ der Norm enthält u.a. auch Regelungen für die durch den Auftraggeber vorzunehmende Untersuchung und Beschreibung des Baugrunds. Die erfolgreiche Anwendung des Rohrvortriebsverfahrens ist in besonderem Maße von einer sorgfältigen Baugrunderkundung und Baugrundbeschreibung abhängig. Nur so werden die Bieter in die Lage versetzt, dass für die anstehenden Baugrundverhältnisse geeignete Rohrvortriebsverfahren auswählen und ihre Preise sicher kalkulieren zu können.

Seit der Einführung der DIN 18319 im Jahr 1992 erfolgte die Beschreibung des Baugrunds durch Boden- und Felsklassen sowie Zusatzklassen für Steine und Blöcke, die auf die besonderen Erfordernisse von Rohrvortriebsarbeiten zugeschnitten waren. Dieses System der Baugrundbeschreibung wurde im Laufe der Jahre durch die Einführung weiterer Boden- und Zusatzklassen fortentwickelt und somit den Erkenntnissen der Praxis, aber auch dem technischen Fortschritt angepasst. Die Zuordnung der einzelnen Bodenschichten zu den Bodenklassen erfolgte aufgrund der Parameter Korngrößenverteilung, Lagerungsdichte und Konsistenz. Fels wurde entsprechend der Druckfestigkeit sowie des Trennflächenabstands differenziert. Die Unterteilung der Boden- und Felsklassen orientierte sich an den Einsatzmöglichkeiten und -grenzen der verschiedenen Rohrvortriebsverfahren und der dafür verfügbaren Maschinentechnik. Trotz der unbestreitbar vorhandenen Schwächen war das System bei Auftraggebern, Planern, Gutachtern und Auftragnehmern bekannt und akzeptiert.

Seit 2015 gilt eine grundsätzlich überarbeitete ATV DIN 18319. Die Baugrundbeschreibung für Rohrvortriebsarbeiten hat, wie für die übrigen Gewerke des Tiefbaus, durch die Einteilung der erkundeten Schichten in Homogenbereiche zu erfolgen. Ein Homogenbereich ist ein begrenzter Bereich, bestehend aus einzelnen oder mehreren Boden- oder Felsschichten, der für Rohrvortriebsarbeiten vergleichbare Eigenschaften aufweist. Für jeden Homogenbereich sind Eigenschaften und Kennwerte sowie deren Bandbreite anzugeben. Die betreffenden Eigenschaften und Kennwerte werden für Boden und Fels unterschieden und sind dem Abschnitt 2.3 der ATV DIN 18319 zu entnehmen.

Die neue Systematik stellt die Bildung der Homogenbereiche sowie deren Bezeichnung in die Verantwortung des Sachverständigen für Geotechnik und des Planers. Diese sind frei in der Zuordnung der erkundeten Schichten zu Homogenbereichen. Das kann z.B. zur Folge haben, dass der gleiche Baugrund von verschiedenen Sachverständigen in unterschiedliche Homogenbereiche eingeteilt wird. Auch ist nicht mehr sichergestellt, dass die gewählten Homogenbereiche und deren maßgebliche Baugrundparameter entsprechend den aktuellen Möglichkeiten der Maschinentechnik definiert werden.

Zusammenfassend ist festzustellen, dass das neue System nach seiner Einführung bei allen Beteiligten viele Fragen aufwirft, zumal die „alte" Regelung mit ihren standardisierten und allseits bekannten Boden- und Felsklassen, die bereits die Anforderungen an Homogenbereiche erfüllte, eine einfache und bewährte Handhabung ermöglichte.

Die seit 2014 aktive Expertenrunde „Rohrvortrieb und Baugrund“ der GSTT (German Society for Trenchless Technology), bestehend aus Gutachtern, Geologen, Planern, Wissenschaftlern sowie Vertretern von Maschinen- und Rohrherstellern, alle mit beruflichem Schwerpunkt und langjähriger Expertise im Rohrvortrieb, hatte sich deshalb zum Ziel gesetzt, der Fachwelt ein System mit fest definierten Homogenbereichen vorzustellen, das die Anforderungen der neuen Systematik mit den Vorteilen des bisherigen Systems verknüpft. Die Homogenbereiche sollen so definiert werden, dass Anbieter von Rohrvortriebsmaßnahmen sowie Maschinenhersteller mit den entsprechenden Kurzbezeichnungen das erforderliche Mindestmaß an Informationen über den Baugrund erhalten, um ein geeignetes Rohrvortriebsverfahren auswählen zu können.

Mit Veröffentlichung der GSTT-Information 28-2a „Arbeitshilfe Homogenbereiche für Böden“ im Jahr 2017 wurde der Fachwelt das System mit fest definierten Homogenbereichen vorgestellt. Die die fest definierten Homogenbereiche bestimmenden Baugrundparameter werden als Leitparameter bezeichnet. Für Böden sind die Baugrundparameter Bodengruppe nach DIN 18196, Lagerungsdichte bzw. Konsistenz, Plastizität und ggf. der Anteil von Steinen und Blöcken als Leitparameter anzusehen. Folgerichtig können die Homogenbereiche für Böden entsprechend den Bodenklassen LN, LB und LO und den Zusatzklassen P und S der zurückgezogenen DIN 18319:2012-09 definiert und bezeichnet werden. Ergänzt werden die Homogenbereiche durch die Eigenschaften und Kennwerte und ihre Bandbreite, wie sie seit 2015 in der ATV DIN 18319 definiert sind. Diese zusätzlichen Informationen benötigt ein Bieter beispielsweise für die Kalkulation seiner Leistungsansätze, die Auswahl der Abbauwerkzeuge, die Abschätzung des zu erwartenden Werkzeugverschleißes, die Konzeption von Separationsanlagen oder die Festlegung der Entsorgung des geförderten Materials.

Die GSTT-Information 28-2a aus dem Jahr 2017 enthielt neben tabellarischen Übersichten zur Zuordnung der Bodengruppen nach DIN 18196 zu den fest definierten Homogenbereichen (Arbeitshilfe 1) und zur Korrelation zwischen den Bodengruppen nach DIN 18196, den Homogenbereichen und den Kennwerten und Eigenschaften nach DIN 18319 (Arbeitshilfe 2) eine Tabelle mit Erfahrungswerten über die Einsatzmöglichkeiten von gesteuerten Rohrvortriebsverfahren für DN 150 - 800 in Abhängigkeit von den fest definierten Homogenbereichen (Arbeitshilfe 3).

Definierte Homogenbereiche für Fels

Für die Leitparameter einaxiale Druckfestigkeit und Trennflächenabstand wurde daher eine neue Einteilung erarbeitet, die den Weiterentwicklungen der Vortriebsmaschinentechnik in den letzten drei Jahrzehnten Rechnung trägt. Die Diskussion in der Expertenrunde zeigte aber auch auf, dass eine Bildung von Homogenbereichen für Rohrvortriebe in Fels auf Basis dieser zwei Leitparameter nicht die erforderlichen Mindestinformationen für Bieter und Maschinenhersteller vermitteln würde. Als weitere Leitparameter werden daher Abrasivität und Tenazität (Zähigkeit) gewählt.

Die Nomenklatur der Homogenbereiche für Fels wird so gewählt, dass diese alle relevanten Informationen wiedergibt. Analog zu den Homogenbereichen für Böden sind die vorgeschlagenen Homogenbereiche für Fels ebenfalls durch die Eigenschaften und Kennwerte, wie sie in der ATV DIN 18319 seit 2015 vorgegeben sind, zu ergänzen. An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass die Tenazität bisher weder zu den Eigenschaften und Kennwerten, welche gemäß ATV DIN 18319 mit ihrer ermittelten Bandbreite anzugeben sind, noch zu den Angaben, die gemäß Arbeitsblatt DWA-A 125 bzw. DVGW-Arbeitsblatt GW 304 Rohrvortrieb und verwandte Verfahren zur Beschreibung der Baugrund- und Grundwasserverhältnisse zu machen sind, gehört.

Auf Grundlage der Leitparameter einaxiale Druckfestigkeit und Trennflächenabstand konnte dann ebenfalls eine Tabelle mit Erfahrungswerten über die Einsatzmöglichkeiten von gesteuerten Rohrvortriebsverfahren in Fels in Abhängigkeit von fest definierten Homogenbereichen erarbeitet werden (Arbeitshilfe 7).

Die Arbeitsergebnisse der Expertenrunde Rohrvortrieb und Baugrund werden mit der neu erschienenen GSTT-Information 28-2 „Baugrunderkundung und Baugrundbeschreibung für Rohrvortriebe – Homogenbereiche für Böden und Fels“ der Fachöffentlichkeit vorgestellt und zur Anwendung empfohlen. Die GSTT-Information 28-2 ersetzt die bisherige GSTT-Information 28-2a „Homogenbereiche für Böden“ Ausgabe Mai 2017.

Zur Verdeutlichung der der Bildung fest definierter Homogenbereiche für Böden und Fels jeweils zugrunde liegenden Systematik werden nachfolgend die entsprechenden Tabellen und Beispiele der Arbeitshilfe 2 „Einteilung der Leitparameter und Bildung von Homogenbereichen für Böden“und der Arbeitshilfe 5„Einteilung der Leitparameter und Bildung von Homogenbereichen für Fels“wiedergegeben.

Auszug aus Arbeitshilfe 2 „Einteilung der Leitparameter und Bildung von Homogenbereichen für Böden“:

Nachfolgend wird beispielhaft die Ableitung der Bezeichnung eines Homogenbereiches für einen halbfesten Geschiebemergel, Bodengruppe GU nach DIN 18196, mit leichter Plastizität und einem Anteil an Steinen bis 200 mm von 15 % Volumenanteil erläutert.

Der Homogenbereich trägt die Kurzbezeichnung
LBM 2 P 1 S 1
mit

Auszug aus Arbeitshilfe 5„Einteilung der Leitparameter und Bildung von Homogenbereichen für Fels“:

Nachfolgend wird beispielhaft die Ableitung der Bezeichnung eines Homogenbereiches für einen zähen und sehr abrasiven Sandstein mit einer einaxialen Druckfestigkeit von 80 MPa und einem Abstand der Trennflächen von 30 cm erläutert.

Der Homogenbereich trägt die Kurzbezeichnung
F100 D_2.6 A3 T3
mit

Die neue GSTT-Information 28-2 enthält, nunmehr als Arbeitshilfe 6, eine tabellarische Übersicht mit Erfahrungswerten über die Einsatzmöglichkeiten von gesteuerten Rohrvortriebsverfahren in Böden in Abhängigkeit von den (fest definierten) Homogenbereichen. Diese Übersicht wurde komplett überarbeitet und für Außendurchmesser bis 4.200 mm (vorher bis DN 800) erweitert. Erfahrungswerte über die Einsatzmöglichkeit von gesteuerten Rohrvortriebsverfahren in Fels mit einem Außendurchmesser von 324 mm - 4.200 mm, ebenfalls in Abhängigkeit von fest definierten Homogenbereichen, sind in der neuen Arbeitshilfe 7 zusammengestellt.

Die Arbeitshilfen 8 und 9 zeigen Anwendungsbeispiele für die Darstellung der Homogenbereiche in geologischen Längsschnitten für Rohrvortriebe in Boden (Abb. 3) und im Fels (Abb. 4).

Ebenfalls neu erarbeitet wurde die Arbeitshilfe 1 „Baugrundgutachten für Rohrvortriebsmaßnahmen – Checkliste zum Aufbau und zum Inhalt“.

Bei der GSTT-Information 28-2 „Baugrunderkundung und Baugrundbeschreibung für Rohrvortriebe – Homogenbereiche für Böden und Fels“ handelt es sich nicht um eine weitere technische Regel. Sie ist vielmehr als Fachveröffentlichung und damit als Diskussionsbeitrag zu verstehen. Die Autoren würden sich jedoch freuen, wenn ihre Arbeitsergebnisse bei der anstehenden Überarbeitung des Regelwerks zum Rohrvortrieb an geeigneter Stelle berücksichtigt werden würden. Die GSTT-Information 28-2 kann kostenfrei über https://gstt.de als Download bezogen werden.

Autoren:
Dr.-Ing. Hans-Peter Uffmann, öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Grabenverbau, Rohrvortriebstechnik und Microtunneling, Ing.-Büro Dr. Uffmann (Aachen)

Dipl.-Ing. Michael Hentrich, öffentlich bestellter und vereidigter Sachverständiger für Rohrvortrieb,Hentrich Engineering GmbH (Berlin)