Starke Teamleistung von RSC und Coswiger

20 km lange Trinkwasserleitung mittels HDD-Verfahren neu gebaut

Als erster Meilenstein hierfür erfolgte der Neubau einer 20 km langen Verbindungsleitung DN 400 zwischen dem Wasserwerk Boxberg und einer Druckerhöhungsstation in Weißwasser in vorwiegend geschlossener Bauweise. Alle drei Lose der Baumaßnahme wurden an eine Bietergemeinschaft, bestehend aus den rbv-Mitgliedern RSC Rohrbau und Sanierung GmbH Cottbus (RSC) und CTR Coswiger Tief- und Rohrleitungsbau GmbH (CTR), vergeben.

Die Trasse der Trinkwasserleitung zwischen der Druckerhöhungsstation (DE) Weißwasser und dem Wasserwerk (WW) Boxberg führt zunächst durch ein Waldgebiet bis zur Bundesstraße B 156. Danach verläuft die Leitung parallel zur vorhandenen Fernwärmeleitung Weißwasser-Boxberg zwischen B 156 und Tagebau Nochten bis in Höhe des Kraftwerks Boxberg.

Die Trasse verläuft dabei u.a. auf ca. 6 km Länge über Flächen des Truppenübungsplatzes Oberlausitz. Nach Querung der B 156 führt die Leitung weiter parallel zur Ortslage Boxberg zum Wasserwerk.

Planung

Mit der Planung des Neubaus wurde das Ingenieurbüro Hyder Consulting aus Luckau und mit der Bauüberwachung das Ingenieurbüro Voigt Ingenieure GmbH Luckau beauftragt. Zunächst wurde in der Planungsphase die Verlegung der Leitung in offener Bauweise favorisiert und geplant. Die dafür erforderliche Trasse von bis zu 18 m Breite zur Unterbringung von Rohrgraben, lastfreien Streifen, Baustraße, Zwischenlager für Oberboden und Aushub hätte jedoch einen enormen Eingriff in die Natur bedeutet.

Die im Trassenbereich liegenden Waldgebiete hätten geholzt und kostenintensiv wieder aufgeforstet werden müssen. Starke Beeinträchtigungen für angrenzende Naturschutzgebiete (u.a. FFH-Gebiete „Truppenübungsplatz Oberlausitz“ und „Schwarzer Schöps“, SPA-Gebiet „Muskauer und Neustädter Heide“) sowie weitere geschützte Biotope wären die Folge gewesen. Ein weiteres Problem ergab sich aus der Stellungnahme des Kampfmittelbeseitigungsdienstes, wonach fast die gesamte Trasse als kampfmittelbelastet eingestuft wurde.

Aus den vorgenannten Gründen wurde die offene Bauweise verworfen und der Bau der Trinkwasserleitung in geschlossener Bauweise, größtenteils im gesteuerten Horizontalbohrspülverfahren (HDD), untersucht und geplant. So konnten die Kosten reduziert und der Eingriff in die Natur minimiert werden.

Als Rohrmaterial wurde ein hochwertiges PE-HD-Rohr, da 450, Material PE 100 RC mit zusätzlichem Schutzmantel (Zulassung nach PAS 1075 Typ 3) in der Druckstufe PN10, SDR 17 vorgesehen. Bei Gewässerquerungen und Schutzrohrquerungen wurde die Druckstufe auf PN16, SDR 11 erhöht.

Die Rohrüberdeckung der Leitung wurde im Mittel bei ca. 2,20 m bis 2,50 m, in Teilbereichen bis 4,00 m, geplant, was zwar nicht der empfohlenen Regelüberdeckung für das HDD-Verfahren entspricht (ca. das 10-fache des Außendurchmessers), aber für den Betrieb und die Unterhaltung der Leitung sowie den Einbau der Knotenpunkte (Schieberkreuze, Be- und Entlüftungen etc.) noch eine vertretbare Tiefe darstellt. Um eventuell auftretenden Spülungsaustritten bzw. Ausbläsern entgegenzuwirken, wurden die Abstände der Start- und Zielbaugruben in der Planungsphase auf ca. 120 bis 150 m begrenzt.

Aufgrund der geplanten Baukosten von ca. 7,5 Mio. € wurde für das Bauvorhaben eine europaweite Ausschreibung im elektronischen Vergabeverfahren durchgeführt. Die Maßnahme wurde in 3 Baulosen ausgeschrieben und vergeben, wobei sich der AG eine losweise Vergabe vorbehalten hat. Damit sollte die Realisierung der gesamten Leitung in nur einem Jahr sichergestellt werden.

Alle drei Lose wurden an eine Bietergemeinschaft der rbv-Mitglieder RSC Rohrbau und Sanierung GmbH Cottbus (RSC) und CTR Coswiger Tief- und Rohrleitungsbau GmbH (CTR) vergeben. Die Bietergemeinschaft hat alle Vergabeanforderungen und -nachweise vorgelegt und die wirtschaftlichsten Angebote für alle 3 Lose eingereicht. Beide Unternehmen sind langjährige rbv-Mitglieder und konnten ihre Eignung über entsprechende Zertifizierungen nachweisen. Coswiger Tief- und Rohrleitungsbau GmbH: DVGW GW 301: G2 ge, st, pe / W1 ge, st, az, pvc, pe / BMS sowie DVGW GW 302: R 2. RSC-Rohrbau und Sanierung GmbH: DVGW GW 301: G3 pe / W1 ge, pe / BMS sowie DVGW GW 302: R 2, 3, 4.

Das Ausschreibungsverfahren wurde durch das Planungsbüro VOIGT INGENIEURE GmbH Luckau in Zusammenarbeit mit der Auftragsberatungsstelle Sachsen e.V. reibungslos durchgeführt. Alle Bieteranfragen im Rahmen der Angebotsfrist wurden zeitnah und umfassend aufgeklärt, so dass das Vergabeverfahren fristgemäß abgeschlossen werden konnte.

Vorbereitung der Ausführung

Die Bietergemeinschaft der Firmen CTR und RSC gründeten nach Auftragserteilung eine vertikale „Arbeitsgemeinschaft TWL WW-Boxberg“ (ARGE).

Mit den Losen 1 (9532 m) und 3 (1100 m) wurde die RSC und mit dem Los 2 (9303 m) die CTR beauftragt. Für die HDD-Rohrverlegung band man die Firma Beermann ein. Die zum Beermann-Unternehmensverbund gehörende Joseph Beermann GmbH & Co. KG ist ebenfalls ein langjähriges rbv-Mitglied.

Neben den üblichen Vorbereitungsarbeiten (z.B. verkehrsrechtliche Anordnungen, Aufgrabegenehmigungen, Befahrerlaubnis Staatsforst und Truppenübungsplatz, Beweissicherung, Baustelleneinrichtung) waren für dieses Projekt umfangreiche Holzungsarbeiten, die Vorlage der Kampfmittelfreigabe, die Errichtung von Baustraßen und eine ökologische Baubegleitung vorgesehen. Die Bauanlaufberatung mit 39 Teilnehmern von 23 Behörden bzw. Unternehmen fand im Dezember 2016 statt und die Baustelle selbst wurde nach Vorlage aller Genehmigungen am 03.03.2017 eingerichtet.

Trotz der gewählten geschlossenen Bauweise mussten zur Trassenfreimachung immer noch rund 2.200 Bäume gefällt und entsorgt werden. Nach Einholung der Genehmigung aller Eigentümer standen der ausführenden Firma unter Berücksichtigung der zulässigen Zeiträume für solche Arbeiten nur 6 Wochen vor Baubeginn zur Verfügung.

Kampfmittel

Eine besondere Herausforderung für die ausführenden Firmen war die im Projekt für die gesamte Trasse geforderte Kampfmittelfreigabe. Die beauftragten Fachfirmen mussten schnell feststellen, dass es aufgrund der örtlichen Randbedingungen sehr schwierig bzw. teilweise unmöglich war, mit den üblichen Verfahren (geomagnetische Sondierung) das gewünschte Ziel zu erreichen.

So wurden die Arbeiten durch eine über große Strecken parallel zur vorgesehenen Trasse verlaufende Stahlleitung erheblich beeinflusst und waren daher nicht sicher auswertbar. In diesem Abschnitt wurde deshalb auf das Geo-Radar-Verfahren ausgewichen, welches einerseits deutlich teurer als angeboten war und andererseits auch Einlagerungen anzeigt, die nicht metallisch sind und daher auch nicht geborgen werden müssten.

Im Ergebnis wurden 7859 m in einer Trassenbreite von 2,0 m mit Georadar untersucht, der Rest konnte geomagnetisch sondiert werden. Teilweise wurden dabei versiegelte Oberflächen aufgebohrt und anschließend wieder verschlossen (Bohrlochsondierung). Insgesamt wurden 1,16 t Munition und 2,2 t Schrott gefunden, geborgen und entsorgt.

Ökologische Baubegleitung

Die geplante Trinkwasserleitungstrasse durchquert mehrere FFH- (Fauna-Flora-Habitat) und SPA- (Special Protection Areas – Vogelschutzgebiete) Gebiete sowie ein Naturschutzgebiet und weitere geschützte Biotope. Deshalb hatte der Auftraggeber die Auflage, ein Fachbüro mit der ökologischen Baubegleitung zu beauftragen.

Durch regelmäßige Baustellenbegehungen wurden die ausführenden Firmen hinsichtlich der Einhaltung der Vorgaben zum Umgang mit Biotopen, Tabuzonen, Baumschutz, Wurzelschutz und Schutz der Tierwelt (u.a. Nistplätze, Brutzeiten, Ameisenhaufen etc.) kontrolliert und bei festgestellten Mängeln aufgefordert, diese zu beseitigen. Ein Beispiel soll die Konsequenz dieser ökologischen Baubegleitung belegen.

In einem Waldstück hatte die mit den Rodungsarbeiten beauftragte Firma die Beräumung eines Astwerkhaufens vergessen. Bevor das Versäumnis beseitigt werden konnte, hatte das Fachbüro darin eine Neubesiedlung von Ameisen entdeckt und der Abtransport des Holzes wurde untersagt. Die ausführende Firma musste daraufhin mit der Gemeinde verhandeln, um die Genehmigung zum Verbleib der Äste zu erhalten.

Erd- und Rohrleitungsbau

Die Erdarbeiten erwiesen sich bei diesem Projekt als relativ unspektakulär, da sich die Baugruben für die Bohrstrecken und die rohrleitungstechnischen Einbauten (Knotenpunkte, Be- und Entlüftungsventile) hauptsächlich im unbefestigten Gelände befanden. Unter Berücksichtigung der Lageabweichungen an den Bohrenden wurden jedoch Baugrubenlängen bis zu 40 m erforderlich.

Im Los 2 waren 2 Querungen im Microtunneling unter einer Panzerbrücke und der Kohlebandanlage des Kraftwerkes Boxberg sowie die Querung der Bundesstraße B 156 im Pressbohrverfahren zu realisieren. Hierbei verlegte das ausführende Unternehmen aus Österreich annähernd 100 m Stahlschutzrohr DN 800 zur Aufnahme der HDPE-Leitung im Kreuzungsbereich der baulichen Anlagen.

Im Los 3 war die Querung des Weißen Schöps erforderlich, die zur Erhöhung der Versorgungssicherheit als Doppelleitung DN 300 ebenfalls im HDD-Verfahren verlegt wurde. Um eine vernünftige Bohrparabel zu erzielen, musste unter der Sohle des Weißen Schöps 7 m tief gebohrt werden. Somit wurde auf 100 m Länge ein Höhenunterschied von 12 m durchfahren. Unter Berücksichtigung der kurzen Bauzeit war zur Sicherung des ungehinderten Bauablaufs die Bindung von zwei Rohrherstellern notwendig. In den Losen 1 und 3 kamen egeplast- und im Los 2 Simona-Rohre zum Einsatz.

Die Rohre der Fa. egeplast verfügten über einen Schutzmantel aus PE HD RC. Somit konnten Rohr und Mantel mit den Schweißparametern SLM 3.0 verschweißt werden. Die Rohre von Simona haben einen PP-Mantel. Da dieser aber an den Enden werksseitig einen Zentimeter zurückgesetzt wird, konnte nach Herstellung der Stumpfschweißnaht die Wölbung den Übergangsbereich schützen.

Im Hinblick auf den großen Umfang der Schweißarbeiten ist der Einsatz eines CNC-gesteuerten Schweißautomaten zur Vermeidung von Schweißfehlern sehr empfehlenswert. Vom Auftraggeber wurde die Entfernung aller Schweißinnenwülste gefordert, was auch durch Sammeln und Zählen des ausgeschälten Materials nachzuweisen war.

Des Weiteren wurden zerstörungsfreie Ultraschallprüfungen an den Schweißnähten durchgeführt, die jedoch aufgrund der teilweise geringfügigen Schutzmantelablösungen im Schweißbereich nicht zu verwertbaren Ergebnissen geführt haben. So wurden einige Schweißnähte als mangelhaft bewertet.

Die anschließende zerstörende Prüfung im Labor wies jedoch eine mangelfreie Schweißverbindung nach. Deshalb wurden die Ultraschallprüfungen eingestellt und nur noch sporadisch durch den Auftraggeber ausgewählte Schweißverbindungen im Labor geprüft. Alle geprüften Schweißnähte waren normgerecht. Komplettiert wurde das Rohrleitungssystem mit 23 Knotenpunkten, 26 Be- und Entlüftungsventilen und 4 Entleerungsbauwerken.

Ausführung der HDD-Bohrungen

Die Verlegung einer Trinkwasserleitung in der Dimension 450 mm im Spülbohrverfahren ist längst Stand der Technik und stellt die bauausführenden Firmen auch bei langen Trassenabschnitten in der Regel vor keine besonderen Herausforderungen. Anspruchsvoll wird es jedoch, wenn insgesamt 20 km Rohrleitung in dieser Dimension bei einem Bauzeitenfenster von nur 20 Wochen grabenlos verlegt werden müssen.

Aufgrund der damit verbundenen notwendigen Gerätekapazitäten, dem hohen Aufkommen an Bohrspülung, der Anforderung eines permanenten Abgleichs der Arbeitsschritte unter den einzelnen Bohranlagen und den Gewerken sowie den ständigen Einflüssen aufgrund von Genehmigungsauflagen, wird ein solches Vorhaben zu einer außergewöhnlichen bautechnischen und logistischen Herausforderung.

Die gesamte Trasse war planungsseitig in Einzelbohrlängen von durchschnittlich 120 bis 150 m unterteilt, waw einer Anzahl von ca. 150 Bohrungen entspricht. Auf eine Woche mit 5 Arbeitstagen kamen bei o.g. Gesamtbauzeit somit 7 bis 8 Bohrungen bzw. 1 km Bohrstrecke. Dass diese Leistung nicht mit nur einer Bohranlage zu realisieren ist, liegt auf der Hand. Neben dem eigentlichen Bohrprozess sind zwischen jeder Bohrung auch Rüstzeiten für Abbau-, Umsetz- und Wiedereinrichtungsvorgänge zu planen.

Je nach Leistung der zu planenden Bohrgeräte musste für eine Bohrung somit eine Ausführungsdauer von ca. 4 Tagen geplant werden, immer vorausgesetzt, bohrtechnisch und logistisch läuft alles optimal. Bereits in der Angebotsphase wurden daher von der Fa. Beermann Varianten aufgezeigt, die hinsichtlich Bauablauf und benötigter Bauzeit Optimierungspotenzial aufwiesen.

Durch die Planung von zwei Großbohranlagen mit einer Leistung von 500 kN und 1000 kN konnten die maximal zu erzielenden Einzelbohrlängen auf bis zu 500 m erweitert werden. Gleichzeitig wurden für die kürzeren Strecken 2 Bohranlagen mit einer Leistungskapazität von 250 kN geplant. Die Leitungstrasse der neuen Trinkwasserleitung zwischen den Ortschaften Weißwasser und Boxberg verlief fast vollständig entlang der Bundesstraße B 156 sowohl angrenzend an den Tagebau Nochten als auch an das Truppenübungsplatzgelände Oberlausitz.

Ein langer Teilabschnitt verlief durch bewaldetes Gebiet. Zufahrtsmöglichkeiten zur Trasse gab es an einigen wenigen Stellen, sodass die Baustelleneinrichtungsplätze für die Bohranlagen überwiegend über die Trasse erreicht werden mussten. Hierzu war es erforderlich, unwegsame Bereiche mittels Baustraße zu befestigen.

Durch den Einsatz der Großbohranlagen und damit verbunden die Möglichkeit, Bohrstrecken von bis zu 500 m zu realisieren, konnten Bohrabschnitte zusammengefasst werden und ursprünglich geplante Verbindungsgruben entfallen. Dieses bedeutete auf der einen Seite eine Zeitersparnis für den Tief- und Rohrleitungsbau sowie weniger Rohrverschnitt und weiterhin den Entfall von Formstücken und Sonderbauteilen.

Im Bereich der Verbindungsgruben wurden die Bohrungen so nah wie möglich aneinander vorbeigeführt, um optimale Voraussetzungen für das Verbinden der beiden Rohrleitungsenden zu schaffen. Die Vorteile, die die Großbohranlagen auf der einen Seite boten, wurden auf der anderen Seite geschmälert durch den größeren Platzbedarf und den höheren logistischen Aufwand, welcher für die Umsetzung der Gerätetechnik von einem Standort zum nächsten mit sich brachte.

Während eine 25 t Bohreinheit lediglich aus einem Lkw-Gespann und die Bohrlafette selbst umfasst, besteht die Einheit bei einer Großbohranlage aus mehreren Containern und Aggregaten, welche aufgrund der größeren zu verarbeitenden Spülungsvolumen für Misch- und Recyclingtechnik benötigt werden. Außerdem erhöhte sich bei längeren Bohrstrecken und der relativ geringen Verlegetiefe die Gefahr von Ausbläsern, die auch in einigen Abschnitten – insbesondere im Zusammenhang mit wechselnden Bodenarten – tatsächlich aufgetreten sind. Aufgrund der örtlichen Randbedingungen waren die Folgen jedoch gut beherrschbar.

Eine der größten Herausforderungen bei diesem Projekt stellten die Spülungsvolumen dar, welche sich aus dem Bohrdurchmesser und der großen Gesamtstrecke ergaben. Das erste Problem, welches es zu lösen galt, bestand darin, die Wasserversorgung jeder Bohranlage sicherzustellen. Da es in Trassennähe keine bestehende Wasserleitung oder ein Oberflächengewässer für die Wasserversorgung gab, musste das Wasser mittels Tankwagen herangefahren werden.

Infolgedessen hatte das Haushalten mit den Spülungsmengen oberste Priorität. Daher wurde entschieden, die gesamte Bohrspülung, welche bei der Maßnahme anfiel, aufzubereiten und im Kreislauf zu fahren. Das bedeutete, dass die mit Bohrklein beladene Bohrspülung, welche bei den Kleinbohranlagen anfiel, mittels Tankwagen zu den Großanlagen transportiert wurde, um sie in den dort installierten Recyclingsystemen aufzubereiten.

Anschließend wurde die gereinigte Bohrspülung mit weiteren Tankwagen wieder zu den Kleinbohranlagen transportiert und dort jeweils in bereitgestellte Puffertanks gepumpt. Aus diesen konnten die kleinen Anlagen dann permanent mit frischer Bohrspülung versorgt werden.

Dieses Vorgehen erforderte eine sehr detaillierte Taktung der Arbeitsschritte auf allen Anlagen, um die anfallenden Spülungsvolumen zu jeder Zeit und an jedem Standort passend verfügbar zu haben. Als zusätzliche Pufferung wurde noch ein Zwischenlager für die Bohrspülung errichtet. Mit einem Einsatz von bis zu 5 Bohranlagen gleichzeitig waren die Rohrleitungsbauunternehmen CTR und RSC gefordert, pünktlich zu jedem geplanten Einzugstermin einen Rohrstrang einziehbereit zu fertigen.

Dank der guten Zusammenarbeit aller Beteiligten und einer logistischen Meisterleistung des verantwortlichen Projektleiters der Fa. Beermann konnten alle Bohrungen in dem geplanten Bauzeitenfenster realisiert werden, sodass auch die notwendigen Folgearbeiten, Rohrprüfungen etc. an der Rohrleitung fristgerecht abgeschlossen werden konnten.

 

Weitere News und Artikel