Horizontalbohrmaschine

HDD-Anlage beim Rohreinzug

Mit dem Horizontalspülbohrverfahren (kurz HDD = Horizontal Directional Drilling) können Rohrleitungen unterirdisch verlegt werden, ohne dazu über die Verlegelänge einen Graben ausheben zu müssen. Die Horizontalspülbohranlage bohrt zwischen zwei Gruben einen unterirdischen Kanal und zieht dabei ein oder mehrere Produkt- oder Leerrohre ein. Für die Mehrzahl aller Bohrungen sind Durchmesser bis max. 700 mm ausreichend. Durch die Leerrohre werden später Leitungen für z. B. Strom oder Telekommunikation eingezogen. Die Bohrungen können mehrere hundert Meter lang sein. Horizontalspülbohranlagen arbeiten mit Zug- und Schubkraft, Rotation (Drehmoment), Spülung und dynamischer Schlagkraft. Das HDD-System besteht aus einer Horizontalspülbohranlage, Bentonitmischanlage und einer Antriebsstation für den Betrieb der Mischanlage.

Vorgehensweise

HDD-Anlage im Einsatz

In der Regel wird sowohl am Anfang als auch am Ende der gewünschten Trasse eine Grube ausgehoben. Die Horizontalspülbohranlage bohrt dann mit einem Bohrkopf eine Pilotbohrung in Richtung der Zielgrube. Der Bohrkopf ist mit dem Bohrgestänge verschraubt, das von der Horizontalspülbohranlage in das Erdreich getrieben wird. Sobald das erste Gestänge im Erdreich eingebracht ist, wird ein weiteres Gestänge angeschraubt. Dieser Vorgang wiederholt sich bis die Bohrung erstellt ist. Das Gestänge ist flexibel, und der Bohrkopf lässt sich steuern, wodurch sich die Richtung der Bohrung verändern lässt.

Die Bohrung ist anfangs meist schräg nach unten in das Erdreich gerichtet. Ist die gewünschte Bohrtiefe erreicht, schwenkt der Bohrkopf um und die Bohrung verläuft horizontal unter der Erdoberfläche bis kurz vor dem Ziel. Dort ändert der Bohrkopf nochmals die Richtung, um so schräg nach oben in die Zielgrube vorzustoßen. Auf ähnliche Art und Weise lassen sich auch unterirdische Hindernisse umgehen.

Hat der Bohrkopf die Zielgrube erreicht, wird er gegen einen so genannten Räumer (oder fachlich ausgedrückt: Backreamer) ausgetauscht. Der Räumer hat einen größeren Durchmesser als der Bohrkopf. Zudem können am Räumer ein oder mehrere Rohre befestigt werden. Die Horizontalspülbohranlage zieht nun das Bohrgestänge zurück. Dabei weitet der Räumer die Pilotbohrung auf und zieht gleichzeitig die Rohre in den entstehenden Kanal ein.

Backreamer mit dem einzuziehenden Rohr

Zum Ausräumen und Stabilisierung des Bohrkanals, zum Kühlen des Bohrkopfes und als Schmiermittel, wird eine Bentonitspülung verwendet.

Ist der Bohrfortschritt wegen schlechter Baugrundbedingungen unbefriedigend, kann das dynamische Schlagwerk zugeschaltet werden. Dabei wird die Bohranlage von der Schlagkraft eines Verdrängungshammers mit bis zu 1500 Schlägen pro Min. unterstützt. Somit ist selbst der Vortrieb und Steuerbarkeit in den Bodenklassen 5 und 6 möglich.

Steuerung des Bohrkopfes

Beispiel-Bohrkopf einer HDD-Anlage

Die Steuerung des Bohrkopfes erfolgt durch eine abgeschrägte Steuerfläche. Je nach Stellung sorgt diese für eine Richtungsänderung. Rotiert der Bohrkopf, bohrt die HDD-Anlage geradeaus. Eine Richtungsänderung wird eingeleitet, wenn die Rotation ausgesetzt wird. Dabei unterstützen den Bohrkopf Spüldüsen, die das Bohrloch in der gewünschten Vortriebsrichtung freispülen. Ein Sender im Bohrkopf informiert den Bohrmeister über Tiefe, Richtung, Neigung und Winkel des Bohrkopfes. Er kann den Bohrkopf stets so einstellen, dass das Erdreich in die gewünschte Richtung freigespült wird.

Anwendung

Eine Horizontalspülbohranlage wird eingesetzt bei:

• Einsatz in Innenstädten
• Unterquerung von...
  • fließenden Gewässern
  • Gleisanlagen
  • Start- und Landebahnen von Flughäfen
  • Straßen, Autobahnen
• Auch beim Verlegen von Leitungen in Naturschutzgebieten hat sich der Einsatz von Bohranlagen bewährt, da Erdarbeiten minimiert werden.

Siehe auch

• Horizontalbohrmaschinen spielten eine zentrale Rolle beim FlowTex-Skandal in den 1990er Jahren.
• Alternative Verfahren zur grabenlosen Rohrverlegung
  • Bodenverdrängungsverfahren mit einer Erdrakete
  • Dynamischer Rohrvortrieb mit Rammen
  • Press-Bohrverfahren

Literatur

• Dietrich Stein: „Grabenloser Leitungsbau“, 2003, ISBN 978-3-433-01778-4
• H.-J. Bayer: „HDD-Praxis-Handbuch“, 2005, ISBN 978-3-8027-2734-4
• Lasse Elbe: „Bohrspülungen im HDD“, 2003, ISBN 978-3-8027-5386-2
• Sascha Bunger: „Grundlagen der Horizontalbohrtechnik“, 2007, ISBN 978-3-8027-5325-1

Weblinks

• Horizontalspülbohrverfahren bei Tracto-Technik
• Beschreibung HDD-Verfahren
• Deutsche Gesellschaft für Grabenloses Bauen
• Branchenportal für Grabenloses Bauen