Gesteuertes Spülbohrverfahren

Gesteuerte Spülbohrvortriebe (engl. Horizontal Directional Drilling, kurz HDD), welche vor wenigen Jahren noch undenkbar schienen, gehören heute zum Baustellenalltag. Dank modernster Steuerungstechnik wird mit diesem Verfahren das Unterbohren von Strassen, Eisenbahntrassees, Flüssen, Naturschutzgebieten oder Wohn- und Industriekomplexen, sowie anderen Hindernissen ermöglicht. Das Anwendungsspektrum erstreckt sich über das gesamte Rohrbauspektrum im Rahmen der Gas-, Fernwärme- und Trinkwasserversorgung, der Verlegung von Abwasserdruckleitungen sowie Kabelschutzrohren (TV- oder Telekommunikation) oder für Nieder-, Mittel- und Hochspannungskabel. Als Produkterohr kommen je nach Anforderung verschiedene Materialen wie HDPE, Guss oder Stahl zum Einsatz. Das Verfahren erweist sich als äusserst umweltschonend, weil es nur punktuelle Eingriffe in die Ökologie verursacht. Minimale Flurschäden werden nur im unmittelbaren Bereich der Start- und Zielgrube verursacht. Auch im innerstädtischen Bereich sprechen eine Vielzahl von Gründen für den Einsatz des gesteuerten Spülbohrverfahrens. Gegenüber der offenen Bauweise zählen vor allem die Baukosten, Bauzeiten, Genehmigungsverfahren, Erdbewegungen, Oberflächenwiederherstellung und der Verkehr zu den Vorteilen.

Sechs unterschiedliche Spülbohranlagen mit Zugkräften von 4.5 bis 110 Tonnen und diverses Bohrwerkzeug sorgen bei uns dafür, dass nahezu jede Geologie durchbohrt werden kann.

Sei es bei der Ausführung oder bereits in der Planung Ihres Projektes: Die Marty Bauleistungen AG steht Ihnen gerne mit ihrem Fachwissen zur Verfügung. Wir arbeiten stets unter Berücksichtigung der Technischen Richtlinien des DCA (Informationen und Empfehlungen für Planung, Bau und Dokumentation von HDD-Projekten), sowie den heute gültigen Normen, um Ihnen die optimale Lösung für Ihr Bauvorhaben zu liefern.

Verfahrensbeschrieb Spülbohrung

Die Spülbohrung besteht im Wesentlichen aus drei Arbeitsschritten, die wir Ihnen nachfolgend kurz beschreiben wollen.

1. Pilotbohrung

Bei der Pilotbohrung wird zunächst der Bohrkopf entlang des zuvor festgelegten Bohrprofils vom Bohrgerät aus durch die Geologie getrieben. Der Bohrkopf (Bohrgarnitur) besteht aus einem Meissel, dem ein Knickstück (Bent Sub) folgt oder einem Spülkopf mit Steuerplatte (Jet Bit). Im Festgestein wird der Bohrkopf (Tricone Bit) entweder mittels Doppelbohrgestänge durch das Innenbohrgestänge angetrieben oder durch einen hydraulisch betriebenen Bohrmotor (Mud Motor). Der exzentrisch arbeitende Bohrkopf erlaubt es dem Bohrmeister Kurven zu bohren. Je nach Maschine und Bohrgestänge können dabei verschiedene Radien gebohrt werden. Durch Drehung des Pilotbohrgestänges bei gleichzeitigem Vorschub verläuft die Bohrung in die gewünschte Richtung.

Die Pilotbohrung ist stets gesteuert und geortet. Direkt hinter dem Bohrkopf befindet sich im Gestänge eine Sonde, um zu jedem Zeitpunkt über die genaue Position des Bohrkopfes Bescheid zu wissen. Durch die ständige Lageüberwachung des Bohrkopfes kann nach erstellter Pilotbohrung das exakte Bohrprofil aufgezeichnet werden und anschliessend als Qualitätskontrolle der Bauherrschaft abgegeben werden. Die Art der Vermessung wird je nach vorliegenden Rahmenbedingungen projektspezifisch definiert. Die entscheidenden Faktoren bezüglich Ortungsverfahren sind Bohrtiefe, oberflächige Zugänglichkeit der Bohrachse und Störungen durch magnetische Felder. Als Ortungsverfahren kommen das «Over Walk Verfahren», «Wire Line Verfahren» mit oder ohne künstliches Magnetfeld und der «Kreiselkompass» in Frage.

Unterstützt wird der Bohrvorgang durch die Bohrflüssigkeit, deren Hauptbestandteile Wasser und Bentonit sind. Die Bohrflüssigkeit hat mehrere Aufgaben zu erfüllen. Sie fördert das Bohrklein durch den entstandenen Ringraum zur Startgrube, kühlt und schmiert den Bohrkopf sowie das Bohrgestänge und dichtet und stützt das Bohrloch (Bohrlochstabilität). Im Falle einer Felsbohrung mit einem Mud Motor treibt die Spülung zusätzlich den Bohrkopf an.

2. Aufweitvorgang

Ist der Pilotbohrkopf in der vorab ausgehobenen Zielgrube angekommen, wird dieser demontiert und stattdessen ein Räumer montiert. Je nach Geologie gibt es unterschiedliche Räumwerkzeuge, vom «Flycutter» für weiches Erdreich über den «Fluted Reamer» für gröbere Geologien bis zum «Rollenräumer» für harten Fels.

Der rotierende Räumer wird dann von der Zielgrube aus in Richtung Bohrmaschine gezogen. Dabei kommt, wie schon bei der Pilotbohrung, ständig Bohrflüssigkeit zum Einsatz, um das Bohrklein zur Zielgrube zu fördern. Der Aufweitvorgang wird so lange wiederholt, bis der gewünschte Durchmesser der Bohrung erreicht ist. Bei aufeinanderfolgenden Aufweitvorgängen werden die Räumer jeweils im vorhandenen Bohrloch zentriert, um das Bohrprofil einzuhalten. Dies erfolgt mit sogenannten abgestuften Barrelräumern oder Zentrierern.

3. Einzug

Als letzter Arbeitsschritt wird schliesslich der vorbereitete Rohrstrang in den Bohrkanal eingezogen. Eingezogen werden können sämtliche Rohrmaterialien, welche Zugkräfte aufnehmen können, wie beispielsweise HDPE-, Stahl- oder auch Gussrohre.

Um zusätzliche Sicherheit vor dem Rohreinzug zu erhalten, können sogenannte Clean-Gänge durchgeführt werden. Bei diesen Clean-Gängen wird das Bohrloch zusätzlich gereinigt, um sicher zu stellen, dass das Produkterohr sicher und schadlos eingezogen werden kann. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, vorgängig einen Dummy einzuziehen, um die Durchgängigkeit des Bohrloches sowie die anfallenden Zugkräfte an der Spülbohranlage zu prüfen und somit zusätzliche Gewissheit für den Rohreinzug zu erhalten.