Gravitationbohrgerät-Technologie – moderne Lösungen im Bauwesen

Allgemeine Fragen zur Technologie:

Łukasz Madej: Worum genau handelt es sich bei der Technologie des Gravitationsbohrgeräts und was unterscheidet sie von anderen Methoden?

Krystian Frank: Die Technologie des Gravitationsbohrgeräts ist ein fortschrittliches grabenloses Verfahren zur Verlegung von Leitungen, das einen zweistufigen Bohrprozess mit präziser Gefällekontrolle nutzt. Ein zentrales Element ist der Einsatz einer Bentonit-Spülflüssigkeit, die den Bohrkanal stabilisiert, den Transport des Aushubs erleichtert und den Widerstand beim Einziehen des Rohrs verringert. In der ersten Phase führen wir eine Pilotbohrung durch, die die exakte Trasse vorgibt. In der zweiten Phase werden die Bohrgeräte umgerüstet und das Zielrohr eingezogen. Der gesamte Vorgang erfolgt unterirdisch und minimiert die Eingriffe in die Oberfläche – ein entscheidender Vorteil, insbesondere bei sehr beengten Platzverhältnissen.

Ł.M.: In welchen Situationen empfiehlt sich der Einsatz dieser Technologie statt eines klassischen gesteuerten Horizontalbohrverfahrens oder der offenen Baugrube? Wann wird das Gravitationsbohrgerät zur bevorzugten Lösung – besonders im Hinblick auf städtische Herausforderungen und Kompaktheit?

K.F.: Das Gravitationsbohrgerät bewährt sich hervorragend in hochgradig urbanisierten Bereichen, wo offene Baugruben aufgrund dichter Bebauung, wichtiger Verkehrsachsen oder einer komplexen unterirdischen Infrastruktur schwer oder gar nicht realisierbar sind. Die Technologie ist ideal für enge Straßen und sehr begrenzte Arbeitsflächen, dank ihrer kompakten Bauweise. Zudem ist sie bei großen Einbautiefen oft deutlich preiswerter und schneller als herkömmliche Methoden, bei denen ein vollständiger Bodenaustausch erforderlich wäre.

Ł.M.: Jede Technologie hat ihre Grenzen. Welche typischen Limitationen und Herausforderungen bestehen beim Gravitationsbohrgerät?

K.F.: Tatsächlich gibt es Einschränkungen. Ein Mindestgefälle von 0,5% muss gewährleistet sein, damit die Bohrung durchführbar ist. Die maximale Bohrdurchmesser beträgt 500 mm; für diesen Durchmesser ist die mögliche Streckenlänge auf etwa 30 Meter begrenzt. Bei kleineren Durchmessern kann die Bohrlänge je nach eingesetztem Gerät zwischen etwa 40 und 60 Metern liegen.

Ł.M.: Und hinsichtlich der Bohrlängen – welche minimalen und maximalen Abschnitte lassen sich mit dieser Methode realisieren?

K.F.: Bei den minimalen Längen gibt es de facto keine Einschränkung – die Technologie ist sehr flexibel. Die maximalen Längen betragen, wie bereits erwähnt, je nach Bodenverhältnissen und Gerätespezifikation bis zu 60 Meter.

Ł.M.: Welche Toleranzen für Gefälle und Achsabweichungen sind bei dieser Technologie zulässig? Kann man mit hoher Präzision rechnen?

K.F.: Das Gravitationsbohrgerät zeichnet sich durch sehr hohe Präzision aus. Zulässige Gefällstoleranzen liegen bei nur ±0,1%, was eine äußerst genaue Verlegung von Schwerkraftleitungen ermöglicht.

Das Gravitationsbohrgerät bewährt sich besonders in hochgradig urbanisierten Bereichen, wo offene Baugruben wegen dichter Bebauung, wichtiger Verkehrsachsen oder einer komplexen unterirdischen Infrastruktur schwer oder unmöglich sind.

Ł.M.: Eignet sich die Technologie für nichtbindige Böden oder funktioniert sie besser in bindigen Böden?

K.F.: Ja, die Technologie ist auch in nichtbindigen Böden wirksam. Durch den Einsatz von unter Druck zugeführter Bentonit-Spülflüssigkeit, die einen stabilisierenden Film an den Bohrwandungen bildet, minimieren wir das Risiko von Einbrüchen und erhalten die Stabilität des gebohrten Hohlraums.

Ł.M.: Welche Rohrtypen lassen sich mit dieser Methode verlegen? Gibt es Einschränkungen hinsichtlich der Materialien?

K.F.: Wir können alle Rohrarten verlegen, die für grabenlose Verlegeverfahren geeignet und zugkräftig sind. Das betrifft sowohl Kunststoffrohre als auch andere Werkstoffe, vorausgesetzt, sie erfüllen die erforderlichen Festigkeits- und Konstruktionsanforderungen für Bohrungen und unterirdische Netze.

Ł.M.: Lässt sich mit dem Gravitationsbohrgerät nur Schwerkraftkanalisation verlegen oder auch druckbeaufschlagte Leitungen?

K.F.: Das ist eine wichtige Frage. Die Antwort lautet: Ja, auch Druckleitungen können verlegt werden. Trotz der Bezeichnung eignet sich die Technologie ebenso für die präzise Verlegung von Drucknetzen, wodurch sich das Anwendungsspektrum erweitert.

Ł.M.: Betrachten wir die wirtschaftlichen Aspekte. Wie unterscheiden sich die Kosten im Vergleich zu traditionellen Methoden?

K.F.: Die Kostendifferenzen zugunsten des Gravitationsbohrgeräts sind häufig erheblich. Vor allem entfallen Kosten für Abbruch und Wiederherstellung der Oberfläche, was in städtischen Projekten eine große Ersparnis darstellt. Außerdem entfällt oft der Bodenaustausch, der bei tiefen Aushubarbeiten notwendig wäre. Auch die Kosten für Entwässerungsmaßnahmen sind reduziert, da in der Regel kein großflächiges Absenken des Grundwasserspiegels erforderlich ist.

Ł.M.: Abschließend zu diesem Abschnitt: Bitte skizzieren Sie die Schlüsselphasen der Technologie bei der Ausführung einer Gravitationsbohrung.

K.F.: Wie bereits erwähnt, besteht der Prozess aus zwei Hauptphasen. Phase I ist die Pilotbohrung, in der die Trasse präzise vorgegeben und gebohrt wird. Phase II umfasst die Umrüstung der Bohrgeräte und das Einziehen des Zielnetzes entlang der zuvor gebohrten Pilotwelle.

Planungsfragen

Ł.M.: Kommen wir nun zu den planerischen Aspekten. Welche geotechnischen Daten sind unbedingt erforderlich, um eine Bohrung für ein Leitungsnetz korrekt zu planen?

K.F.: Entscheidend sind geologische Bohrungen entlang der Bohrtrasse, die detaillierte Informationen zur Bodenstruktur sowie – ebenso wichtig – eine präzise Bestimmung des Grundwasserspiegels liefern. Das ermöglicht uns, die Parameter von Bohrgerät und Spülflüssigkeit passend auszuwählen.

Ł.M.: Sind für die Planung auch geophysikalische Untersuchungen oder CPT-Sondierungen erforderlich? Welche Bedeutung haben diese?

K.F.: Geophysikalische Dokumentation und CPT-Sondierungen (Cone Penetration Test) sind sehr nützlich, da sie zusätzliche, detaillierte Informationen zu den Bodeneigenschaften liefern und eine noch präzisere Planung ermöglichen. Sie sind jedoch nicht zwingend erforderlich, wenn ausreichende Daten aus Bohrungen vorliegen, einschließlich Angaben zur zu erwartenden Tragfähigkeit des Bodens.

Ł.M.: Die Technologie des Gravitationsbohrgeräts ist für ihre Kompaktheit bekannt. Wie sollten Start- und Empfangskammern geplant werden, um diese Eigenschaft optimal zu nutzen und in den meisten Fällen auf herkömmliche Schachtbauwerke verzichten zu können?

K.F.: Das ist tatsächlich einer der größten Vorteile unserer Technologie. Als Start- und Empfangskammern dienen häufig standardisierte Stahlbeton-Schächte mit DN1200 oder DN1500, doch unsere Technologie macht in den meisten Fällen den Bau spezieller Technikkammern überflüssig. Wir verwenden vorgefertigte Startkammern, die von unserem Unternehmen so konzipiert sind, dass sie möglichst wenig Platz benötigen. Das spart Zeit und Kosten und erlaubt Arbeiten an Standorten, an denen konventionelle Schächte aus Platzgründen nicht errichtet werden könnten.

Entscheidend sind geologische Bohrungen entlang der Bohrtrasse, die detaillierte Informationen zur Bodenstruktur und eine genaue Bestimmung des Grundwasserspiegels liefern

Ł.M.: Können Gravitationsbohrungen auch in Kurven ausgeführt werden, oder sind sie auf gerade Linien beschränkt?

K.F.: Bei der Technologie des Gravitationsbohrgeräts können Bohrungen ausschließlich geradlinig ausgeführt werden. Die präzise Kontrolle von Gefälle und Achse erfordert einen geradlinigen Verlauf.

Ł.M.: Lässt sich eine hybride Lösung anwenden, etwa Teile des Netzes offen und andere mittels Bohrtechnik zu legen?

K.F.: Auf jeden Fall. Hybride Lösungen sind gängige Praxis: Wir kombinieren offene Bautätigkeiten mit Gravitationsbohrungen. Das ermöglicht eine Kosten- und Zeitoptimierung und das Überwinden schwieriger Abschnitte, an denen offene Bauweisen nicht möglich sind.

Boden- und Geländebedingungen

Ł.M.: Wie verhält sich die Technologie in wassergesättigten Böden? Stellt ein hoher Grundwasserstand ein Problem dar?

K.F.: Ja, unsere Technologie funktioniert auch in wassergesättigten Böden. Die Anwendbarkeit in konkreten Boden- und Grundwassersituationen wird jedoch stets individuell bewertet. Wir analysieren Pegelstand und Dynamik des Grundwassers, um gegebenenfalls zusätzliche Maßnahmen wie Entwässerung oder Anpassung der Parameter von Bohrgerät und Spülflüssigkeit zu planen.

Ł.M.: Können Bohrungen unter Feuchtgebieten oder in unmittelbarer Nähe von Fließgewässern ausgeführt werden?

K.F.: Ja, das ist möglich. Grabenlose Technologien sind in solchen Bereichen besonders vorteilhaft, da sie das Risiko einer Destabilisierung des Geländes und negative Auswirkungen auf das Ökosystem minimieren.

Ł.M.: Wie verhält sich das Gerät in tonigen oder sandigen Böden? Ist einer dieser Bodentypen günstiger oder problematischer?

K.F.: Das Gerät arbeitet sowohl in tonigen als auch in sandigen Böden gut. Jeder Bodentyp erfordert natürlich eine Anpassung der Bohrparameter und der Zusammensetzung der Bentonit-Spülflüssigkeit, doch grundsätzlich bestehen keine unüberwindbaren Gegenanzeigen.

Ł.M.: Verhindert das Vorhandensein von Findlingen die Durchführung der Bohrung?

K.F.: Leider ja. Das Vorhandensein großer, harter Gesteinsblöcke macht eine Durchführung unmöglich. Unsere Technologie – wie viele andere grabenlose Verfahren – ist nicht dafür ausgelegt, durch massive harte Hindernisse zu bohren.

Ł.M.: Welche Maßnahmen sind bei heterogenen Bodenschichten möglich, um einen reibungslosen Ablauf der Arbeiten zu gewährleisten?

K.F.: Bei heterogenen Böden ist die Anpassung der Zusammensetzung der Bentonit-Spülflüssigkeit sowie die Auswahl eines geeigneten Bohrgeräts mit den passenden Parametern entscheidend. Dank der Flexibilität unserer Technologie können wir auf wechselnde Bodenverhältnisse reagieren und die Arbeiten fortführen.

Ausführungsaspekte

Ł.M.: Wie lange dauert im Durchschnitt eine Bohrung bis zu 30 Metern?

K.F.: Für eine Bohrung bis zu 30 Metern beträgt die durchschnittliche Ausführungszeit normalerweise ein bis zwei Arbeitstage, abhängig von den Bodenverhältnissen und der Komplexität des Projekts.

Ł.M.: Welche technische Ausstattung muss der Auftragnehmer auf der Baustelle vorhalten, um eine zügige Ausführung zu ermöglichen? Erleichtert die Kompaktheit der Technologie logistische Abläufe?

K.F.: Der Auftragnehmer muss vor allem Zugang zu Wasser für den Bohrprozess sicherstellen. Je nach Bedingungen kann ein Saugwagen für den Abtransport des Aushubs notwendig sein, ebenso Maßnahmen zur Entwässerung bei starker Grundwasserzufuhr sowie ein Pump- oder Fördersystem bei Renovierungen an einem in Betrieb befindlichen Kanal. Die Kompaktheit der Technologie vereinfacht die Logistik erheblich, insbesondere in engen Straßen und beengten Arbeitsbereichen, weil unsere Anlagen nur eine geringe Stellfläche benötigen.

Die Kontrolle ist sehr präzise. Anhand der Anzeigen des Empfängers und der Neigung der Pilotsonde korrigiert der Bediener die Trasse fortlaufend

Ł.M.: Wie läuft die Mobilisierung und Demobilisierung der Ausrüstung auf der Baustelle ab?

K.F.: Für den Einsatz kommen in der Regel zwei Fahrzeuge zur Baustelle: ein Lkw (18 t) und ein Transporter (3,5 t). Für Montage und Demontage des Bohrgeräts in Schächten nutzen wir einen Ladekran (HDS) auf dem Lkw. Der gesamte Ablauf ist so organisiert, dass Zeitaufwand und Beeinträchtigungen auf der Baustelle minimiert werden.

Ł.M.: Sind Genehmigungen zur Inanspruchnahme von Straßenraum bei Gravitationsbohrungen erforderlich?

K.F.: Wenn Arbeiten mit Fahrbahnverengungen oder -sperrungen verbunden sind, sind entsprechende Genehmigungen erforderlich. Generell müssen bei Arbeiten im Straßenraum Abstimmungen mit dem Straßenbetreiber und den zuständigen Behörden erfolgen.

Ł.M.: Wie viele Personen bedienen üblicherweise einen Gravitationsbohrsatz?

K.F.: In der Regel benötigen wir vier Personen für die Bedienung des Bohrsatzes.

Ł.M.: Wie erfolgt die Echtzeitkontrolle von Achse und Gefälle während des Bohrens?

K.F.: Die Kontrolle ist sehr präzise. Anhand der Anzeigen des Empfängers und der Neigungswerte der Pilotsonde korrigiert der Bediener laufend die Trasse. Die Korrektur erfolgt durch gezielte Verstellung der Flosse an der Pilotwelle, womit die Bohrrichtung genau gesteuert werden kann.

Ł.M.: Wie wird die ordnungsgemäße Ausführung überwacht, um sicherzustellen, dass alles nach Plan verläuft?

K.F.: In der ersten Sonde, der sogenannten Pilotsonde, ist eine Sonde installiert, die Daten zu Neigung, Temperatur und weiteren Parametern sendet. Der Empfänger kann zudem anhand eines elektromagnetischen Signals die genaue Lage und Tiefe der Sonde anzeigen – das gewährleistet volle Kontrolle über den Prozess.

Ł.M.: Was geschieht, wenn während des Bohrens ein unerwartetes Hindernis angetroffen wird?

K.F.: Trifft man auf ein Hindernis, wird zunächst versucht, die Neigung oder die Abweichung von der Trasse zu korrigieren. Handelt es sich um einen frontalen Anprall und das Hindernis ist nicht zu groß, versuchen wir, es zu durchbohren. Wenn das Hindernis jedoch zu groß oder zu hart ist (z. B. ein Findling), kann es nötig werden, die Trasse zu ändern oder ein anderes Verfahren zu wählen.

Netze und Materialien

Ł.M.: Welche Netze lassen sich mit dieser Technologie verlegen? Gibt es spezielle Anforderungen an die Materialien?

K.F.: Wir können alle Rohre verlegen, die zum Ziehen geeignet sind, also für grabenlose Verfahren ausgelegt sind. Bei Bohrungen von Schacht zu Schacht ist es außerdem möglich, Rohre zu installieren, die in der beengten Schachtumgebung verbunden werden können – ein wichtiger Aspekt bei Arbeiten in engen Straßen.

Ł.M.: Wie wird die Dichtheit der Verbindungen zwischen den Rohrabschnitten sichergestellt?

K.F.: Die Dichtheit der Verbindungen wird durch den Einsatz einer zweilippigen Dichtung gewährleistet, die eine dauerhafte und dichte Verbindung bietet, resistent gegen Leckagen und Infiltration ist.

Ł.M.: Welche Standarddurchmesser lassen sich mit dem Gravitationsbohrgerät verlegen?

K.F.: Standardmäßig können wir PP-Rohre (Polypropylen) mit den Durchmessern 110, 180, 225, 280, 315, 400, 450 und 500 mm verlegen. Für PE-Rohre (Polyethylen) sind Durchmesser bis zu 500 mm möglich.

Sicherheit und Aufsicht

Ł.M.: Welche Arbeitsschutzregeln gelten bei der Anwendung dieser Technologie? Gibt es spezielle Vorgaben?

K.F.: Alle Arbeitsschutzvorschriften sind in unserer Betriebsanweisung zur sicheren Ausführung von Arbeiten (IBWR) detailliert beschrieben. Wir sorgen dafür, dass die Arbeiten sicher für Personal und Umgebung durchgeführt werden, in Übereinstimmung mit geltenden Vorschriften und Normen.

Ł.M.: Können Arbeiten in unmittelbarer Nähe aktiver Bahntrassen oder stark frequentierter Straßen durchgeführt werden?

K.F.: Ja, das ist möglich. Genau hier liegt einer der Hauptvorteile grabenloser Technologien – Störungen des Verkehrs und der Infrastruktur werden minimiert. Selbstverständlich ist eine enge Abstimmung mit den Infrastrukturbetreibern und die Einhaltung entsprechender Vorsichtsmaßnahmen erforderlich.

Ł.M.: Wie sehen die Abnahmeverfahren nach Abschluss der Bohrung aus?

K.F.: Üblich sind eine TV-Inspektion des verlegten Netzes zur Prüfung des Zustands und der fachgerechten Verlegung sowie eine geodätische Vermessung, die Lage und Gefälle der Bohrung bestätigt.

Ł.M.: Werden Abschlussberichte über den Bohrverlauf bereitgestellt?

K.F.: Ja. Die von uns eingesetzten Ortungssysteme können Ausführungsberichte generieren. Diese enthalten Daten zum Verlauf der Bohrung, zur Tiefe, zum Gefälle und weiteren Parametern und stellen wertvolle Dokumentation für den Auftraggeber dar.

Ökologie und Nachhaltigkeit

Ł.M.: Wie wirkt sich die Technologie im Vergleich zu traditionellen Methoden auf die Umwelt aus?

K.F.: Die Technologie des Gravitationsbohrgeräts hat minimalen bis keinen Einfluss auf die natürliche Umwelt. Im Gegensatz zu offenen Baugruben erfordert sie nicht das Entfernen großer Bodenmengen, stört die Bodenstruktur nicht flächig und verursacht keine nennenswerten Emissionen.

Ł.M.: Wie unterscheiden sich die CO2-Emissionen im Vergleich zu offenen Gräben? Ist die Methode umweltfreundlicher?

K.F.: Auf jeden Fall. Die CO2-Emissionen sind bei Bohrverfahren deutlich geringer als bei offenen Baugruben. Das liegt am geringeren Kraftstoffverbrauch der Maschinen, am Wegfall großer Transporte von Aushubmaterial und an der Minimierung von Verkehrsbeeinträchtigungen.

Ł.M.: Wie gestaltet sich die Rekultivierung nach Abschluss der Arbeiten?

K.F.: Bei der Gravitationsbohrtechnik ist keine großflächige Rekultivierung erforderlich. Die geringe Oberflächenintervention bedeutet, dass nach Abschluss der Arbeiten nur geringe Maßnahmen nötig sind.

Weitere praktische Fragen

Ł.M.: Die Technologie des Gravitationsbohrgeräts ist für Einsätze unter schwierigen Bedingungen bekannt. Sind Ausführungen im Winter möglich, sodass die Saisonalität der Arbeiten entfällt?

K.F.: Ja, das ist ein bedeutender Vorteil unserer Technologie. Einsätze im Winter sind möglich, wodurch Saisonabhängigkeiten deutlich reduziert werden und Projekte ganzjährig fortgeführt werden können. Bei sehr tiefen Temperaturen nahe dem Gefrierpunkt kann es jedoch Einschränkungen geben, da die Bentonit-Spülflüssigkeit auf Wasserbasis beruht. In den meisten Fällen stellen die üblichen hiesigen Wintertemperaturen jedoch kein Hindernis dar. 

Bei der Gravitationsbohrtechnik ist keine großflächige Rekultivierung erforderlich. Die geringe Eingriffsfläche bedeutet, dass nach Abschluss der Arbeiten lediglich kleine Start- und Empfangskammern verfüllt werden müssen und die Umgebung schnell in ihren Ursprungszustand zurückkehrt

Ł.M.: Welche sind die häufigsten Planungsfehler bei dieser Technologie?

K.F.: Ein häufiger Planungsfehler ist das Fehlen von Informationen zur erforderlichen Tiefenanpassung der technischen Schächte, sofern solche vorgesehen sind. Eine falsche Tiefe der Start- und Empfangsschächte kann die korrekte Aufstellung und den Betrieb des Bohrgeräts erschweren oder unmöglich machen.

Ł.M.: Eignet sich die Technologie zur Erneuerung alter Kanalsysteme?

K.F.: Auf jeden Fall! Die Technologie des Gravitationsbohrgeräts eignet sich hervorragend zur Modernisierung alter Kanalsysteme. Sie ermöglicht den Austausch beschädigter Leitungen und gegebenenfalls eine gleichmäßige Vergrößerung des Durchmessers entlang der Achse – ein wichtiger Faktor bei steigenden Anforderungen an Speicherung und Förderleistung.

Ł.M.: Vielen Dank für die umfassenden und wertvollen Informationen. Dieses Interview hat viele Aspekte der Technologie des Gravitationsbohrgeräts geklärt, insbesondere ihre Kompaktheit, die Einsatzmöglichkeit in engen Straßen und beengten Bereichen, das Wegfallen von Startschächten in den meisten Fällen sowie die Winterfähigkeit, die saisonale Beschränkungen reduziert.

K.F.: Gern geschehen. Ich freue mich, dass ich Ihnen diese innovative und effiziente Methode näherbringen konnte.