Grabenlose Verfahren im Rohrleitungsbau

Kurzbeschreibung

Unter grabenlosen Verfahren werden Einbau- und Erneuerungstechniken zusammengefasst, bei denen keine durchgehende offene Baugrube erforderlich ist. Das Rohr wird beispielsweise durch gesteuertes Bohren, Verdrängen, Berstlining oder Relining eingebracht. Verfahren mit schmalem Bodeneingriff wie die Pflugverlegung werden davon fachlich abgegrenzt und als grabenarme Verlegung eingeordnet.

Warum das Thema in der Praxis relevant ist

Grabenlose Verfahren werden insbesondere dort eingesetzt, wo offene Baugruben nicht möglich oder unwirtschaftlich sind – beispielsweise bei Gewässerquerungen, unter Straßen oder in urbaner Infrastruktur. PE-Rohre eignen sich aufgrund ihrer Flexibilität und Schweißbarkeit besonders für diese Anwendung, stellen aber je nach Verfahren spezifische Anforderungen an Werkstoffklasse, Wanddicke und Oberflächenqualität.

Technische Grundprinzipien

Einbauverfahren (Neuverlegung)

Bei grabenlosen Neuverlegungen wird das Rohr unterirdisch von einem Start- zu einem Zielpunkt eingebracht. Typische Verfahren sind:

• Horizontalspülbohrverfahren (HDD): Ein gesteuerter Bohrkopf erstellt ein Bohrloch, das anschließend aufgeweitet und das Rohr eingezogen wird. Entscheidend sind die Zugkräfte auf das Rohr und die Biegeradien entlang der Bohrstrecke.
• Verdrängungs- und Rammverfahren: Ein ungesteuertes oder gesteuertes Werkzeug verdrängt den Boden zwischen Start- und Zielgrube. Ob Produkt- oder Schutzrohre eingebaut werden können, hängt vom Verfahren, Baugrund und zugelassenen Rohrsystem ab.

Erneuerungsverfahren (Rehabilitation)

Bei der Erneuerung bestehender Leitungen werden grabenlose Verfahren zur Sanierung oder zum Austausch eingesetzt:

• Berstlining (Rohrbersten): Das Altrohr wird mechanisch aufgebrochen und gleichzeitig ein neues Rohr nachgezogen. Wesentlich sind die Zugkräfte und die Reibung gegen das umgebende Erdreich.
• Relining (Einschub): Ein neues Rohr wird in das bestehende Altrohr eingeschoben. Der Ringraum zwischen Alt- und Neurohr kann je nach Verfahren verfüllt oder belassen werden.
• Close-Fit-Verfahren: Der Querschnitt des Neurohrs wird für den Einbau vorübergehend verändert. Anschließend wird die annähernd formschlüssige Lage an der Altrohrinnenwand verfahrensspezifisch hergestellt.

Werkstoff- und Geometrieanforderungen

Grabenlose Verfahren stellen besondere Anforderungen an das Rohrmaterial:

• Rissbeständigkeit: Verfahrensbedingte Oberflächenbeanspruchung erfordert häufig PE 100-RC (erhöhte Slow-Crack-Growth-Beständigkeit).
• Zugfestigkeit: Einziehvorgänge beanspruchen das Rohr axial. Die zulässige Zugkraft ist abhängig von Wanddicke, Durchmesser und Temperatur.
• Biegsamkeit: Besonders bei HDD-Verfahren sind Biegeradien einzuhalten, die von der Rohrdimension und dem SDR-Wert abhängen.

Typische Einflussgrößen und Randbedingungen

• Bodenart und Grundwasserstand: Die geologischen Verhältnisse beeinflussen die Verfahrenswahl und die auftretenden Kräfte erheblich.
• Einzugslänge und Tiefe: Mit zunehmender Strecke steigen die Reibungskräfte. Lange Einzugsstrecken erfordern sorgfältige Zugkraftberechnung.
• Biegeradien: Die zulässigen Mindestbiegeradien sind werkstoff- und dimensionsabhängig. Unterschreitungen können zu unzulässiger Beanspruchung führen.
• Oberflächenbeschaffenheit: Kratzer oder Kerben auf der Rohroberfläche können bei bestimmten Verfahren die Lebensdauer beeinflussen.
• Temperatur: Die mechanischen Eigenschaften von PE sind temperaturabhängig. Einbauten bei niedrigen Temperaturen erfordern besondere Beachtung der Biegsamkeit.
• Rohrlängen und Schweißtechnik: Grabenlose Verfahren erfordern häufig lange, vorgeschweißte Rohrstränge. Die Qualität der Schweißverbindungen ist sicherheitsrelevant.

Norm- und Regelwerkhinweise

Für gesteuerte Horizontalbohrungen im Gas- und Wasserleitungsbau ist DVGW GW 321 verfahrensbezogen relevant. Die Eignung des PE-Druckrohrs ist anhand von DIN 8074, DIN 8075 beziehungsweise der einschlägigen DIN-EN-12201-Reihe und den Produktfreigaben zu beurteilen.

Andere grabenlose Verfahren besitzen eigene Belastungsbilder und technische Regeln. Vorgaben für HDD dürfen daher nicht pauschal auf Berstlining, Relining, Pflügen oder andere Einbauverfahren übertragen werden.

Hinweis zur projektspezifischen Prüfung

Die Eignung eines grabenlosen Verfahrens hängt von einer Vielzahl projektspezifischer Faktoren ab – darunter Baugrund, Grundwasser, Trassenverlauf, Einzugslängen, vorhandene Leitungen, Bohrspülung und die Verfügbarkeit geeigneter Technik. Die hier beschriebenen Grundprinzipien ersetzen keine objektbezogene Fachplanung. Für eine erste Einschätzung der auftretenden Zugkräfte kann der Einzugskraft-Rechner genutzt werden.