bbr 12/2019

Fachbeiträge der bbr-Ausgabe 12/2019:

Nord Stream 2 – Energieversorgung für Europa

Das Projekt Nord Stream 2 soll einen wichtigen Beitrag zur sicheren und wettbewerbsfähigen Versorgung Europas mit Erdgas leisten. Sechs namhafte Energieunternehmen aus Russland und Westeuropa stellen dessen Finanzierung sicher und mehr als 1.000 Unternehmen aus 25 Ländern sind am Bau beteiligt. Über eine Länge von 1.230 km wird die doppelsträngige Pipeline von den größten Verlegeschiffen der Welt auf dem Boden der Ostsee verlegt. Ein spezielles Logistikkonzept gewährleistet deren kontinuierliche und termingerechte Belieferung mit Rohren, sodass sich je Schiff rund 3 km Pipelinestrecke pro Tag realisieren lassen. Sowohl auf See als auch an Land gelten für alle Arbeiten höchste Umwelt- und Sicherheitsstandards.

Autor: Jens D. Müller (Nord Stream 2 AG)

Koordinierter Leitungsbau bei städtebaulichen Großprojekten – effizient und wirtschaftlich realisierbar?

Im Hamburger Westen wird ein städtebauliches Großprojekt umgesetzt: Drei Teilabschnitte der A7 erhalten Lärmschutzdeckel, auf denen Parkanlagen und Kleingärten entstehen. Im Vorfeld des dritten Deckelabschnitts (Altona) müssen insgesamt zehn Ver- und Entsorgungsunternehmen ihre Leitungen für Gas, Strom, Telekommunikation, Trinkwasser und Abwasser an vier Kreuzungspunkten der A7 in sogenannten Medientunneln neu verlegen. HAMBURG WASSER steht dabei vor der Herausforderung, Steuerung, Planung, Ausschreibung und Bau der Medientunnel für alle Leitungsträger zu realisieren.

Autor: Roland Stutzki (HAMBURG WASSER)

Spülbohrung und flexibler Inliner – die ideale Kombi für Trinkwasser-Düker

Die A3 bei Regensburg wird von vier auf sechs Fahrstreifen erweitert – ein enormes Bauprojekt, in dessen Folge auch eine Trinkwasserversorgungsleitung verlegt werden musste. Um den Eingriff in den Verkehr möglichst gering zu halten, kam das System Primus Line in Kombination mit einer Spülbohrung zum Einsatz. Die Installation des Liners konnte dabei in nur fünf Tagen realisiert werden.

Autoren: Jakob Dreher, Michael Senbert (Rädlinger primus line GmbH)

Mehr Effizienz bei der Stromversorgung durch intelligente NODIG-Lösungen

Die Anforderungen an ein flächendeckendes und gleichzeitig flexibles Stromnetz sind heute aus ökonomischer und ökologischer Sicht höher denn je. Die Herausforderungen beim Ausbau und Erhalt der komplexen Infrastruktur nehmen gerade in Zeiten zunehmender Vernetzung und der Energiewende im Hinblick auf Leitungskapazitäten, Reichweiten und Versorgungssicherheit kontinuierlich zu. Hier bietet die unterirdische Bauweise Stromerzeugern und -versorgern intelligente Lösungen für die schonende und effiziente Verlegung der Schutzrohre und Kabel, genauso wie für die Herstellung der Anschlüsse beim Endverbraucher. Der Beitrag beschreibt die verschiedenen erprobten grabenlosen Verfahren für die Erdverkabelung sowie neueste Entwicklungen der Maschinentechnik und verdeutlicht Funktion und Vorteile anhand praktischer Beispiele.

Autorin: Anne Knour (TRACTO-TECHNIK GmbH & Co. KG)

Schirmspülung – Reinigung, Entlüftung und Inspektion von Rohrleitungen bis DN 1200

Ablagerungen und Verunreinigungen in Wasserverteilnetzen sowie dort ansässige Mikroorganismen lassen sich mitunter nur schwer entfernen. Abhilfe kann hier ein neues Spülverfahren schaffen: Mithilfe eines in der Rohrleitung aufspannbaren Schirms und den daraus resultierenden hohen Strömungsgeschwindigkeiten können Ablagerungen und Organismen in Wasserrohren effektiv entfernt werden – ganz ohne Chemie. Erläutert werden neben den Entwicklungsschritten des Spülverfahrens dessen Funktionsweise sowie anhand von Praxiseinsätzen dessen Möglichkeiten und Anwendungsgebiete, auch im Vergleich zu bislang etablierten Verfahren.

Autor: Stephan Koch (Gelsenwasser AG)

Bahndammsanierung mittels Mixed-in-Place-Verfahren

Von April bis August 2019 sanierte und modernisierte die Deutsche Bahn die Bahnstrecke zwischen Neukirchen (bei Sulzbach-Rosenberg) und Vilseck im Nordosten Bayerns. Für die Instandsetzung von insgesamt drei Bahndämmen beauftragte die DB Netz AG die BAUER Spezialtiefbau GmbH, die von Mitte Mai bis Mitte Juni in Tag- und Nachtschicht rund 2.700 Lamellen im Mixed-in-Place (MIP)-Verfahren herstellte. Zudem wurden ca. 50.000 m² Geogitter verlegt sowie rund 10.000 t Zement verbaut – eine zusätzliche logistische Herausforderung.

Autoren: Maximilian Wesolowski, Daniel Watt (BAUER Spezialtiefbau GmbH)

Erkundung einer Erzlagerstätte in Kasachstan: Geotechnische und bohrlochgeophysikalische Messmethoden sowie 3D-Modellierung

Explorationsgeologen und Geophysiker verwenden bohrlochgeophysikalische Messungen, um die oft sehr komplizierten mechanischen und physikalischen Eigenschaften der Erzkörper sowie des Nebengesteins zu bestimmen. Mithilfe der akustischen und/oder optischen Scans der Bohrlochwandung werden Strukturdaten wie die räumliche Orientierung der Schichtung, Störung und Klüftung bestimmt sowie die Öffnungsweite der Klüfte, Kluftfüllung, In-situ-Feldspannungen und Ausbruchzonen aufgenommen und analysiert. Die so gewonnenen Erkenntnisse können von Bohrung zu Bohrung im zwei- oder im dreidimensionalen Raum miteinander korreliert und interpretiert werden. Insbesondere können Scans der Bohrlochwandung dazu genutzt werden, die geologische Modellierung zu verfeinern sowie die tektonischen Verwerfungs- und Schwächezonen im Gebirge besser zu lokalisieren und deren räumliche Ausdehnung zu verstehen.

Autoren: Ivo Keroševic, Ming Han Tse, Prof. Dr. Bodo Lehmann, Dr. Boris Dombrowski (DMT GmbH & Co. KG, Exploration & Engineering Geophysics)

Untersuchung von Alterungsprozessen an Infiltrationsanlagen – Fallbeispiel Hessisches Ried

Zur Identifizierung und Quantifizierung der für die Infiltrationsleistung und Alterung maßgebenden grundwasserhydraulischen Parameter an Anlagen des Wasserverbands Hessisches Ried wurden zwei Finite-Element-Modelle erstellt. Der Modellaufbau orientiert sich an zwei bestehenden Bauformen, einem Sickerschlitzgraben und einem Organ, bestehend aus Kiesbohrlöchern. Durch Simulationen wurden verschiedene Parameter und deren Einfluss untersucht. Hierzu zählen u. a. die gekoppelte Innen- und Außenströmung sowie die lokalen Fließgeschwindigkeiten. Da für die Infiltration aufbereitetes Rheinwasser verwendet wird, dessen Temperatur im Jahresverlauf um etwa 20 °C schwankt, wurde eine Wärmetransportrechnung berücksichtigt, um den deutlichen Einfluss der Temperatur auf die Infiltrationsleistung zu belegen. Aufbauend auf den Ergebnissen wurden Grundzüge eines Monitoringkonzepts zum Nachweis der Alterung und verschiedene Vorschläge für eine konstruktive Verbesserung der Infiltrationsanlagen erarbeitet.

Autoren: Vera Rebecca Behle, Julian Mosbach, Prof. Dr. Wilhelm Urban (Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR), Dr. Heiko Gerdes (BGS Umweltplanung GmbH Darmstadt)

Arbeitshilfe und Praxishinweise zum neuen DVGW-Arbeitsblatt W 135 – Teil 2

Im ersten Teil des Beitrags (bbr 11-2019) wurde auf Grundlage des neuen DVGW-Arbeitsblattes W 135 ein Überblick zu Problemstellungen bei der Vorbereitung und Ausführung von Sanierungsarbeiten für Brunnen, Grundwassermessstellen und Bohrungen geboten. Der vorliegende Teil 2 beschreibt nun die im neuen Regelwerk aufgeführten Rückbaumethoden. Er zeigt die Grenzen und Einschränkungen einiger Verfahren auf, zudem wird auf zusätzliche Kontrollmethoden hingewiesen, die bei richtiger Anwendung erhebliche Kosten bei Rückbauarbeiten einsparen können. Ebenso gibt er Tipps und Hinweise für die Ausschreibung von Sanierungs- und Rückbauarbeiten.

Autoren: Frank Herrmann (von der Handwerkskammer für Mittelfranken ö. b. u. v. Sachverständiger für das Brunnenbauerhandwerk), Ralf Dinkelmeyer (beide: Bieske und Partner Süd GmbH)

Potenziale der Tiefen Geothermie in Nordrhein-Westfalen

Aktuelle Forschungsprojekte zu den Potenzialen der Tiefen Geothermie in NRW für die Transformation der Fernwärmenetze konzentrieren sich auf zwei Bereiche: Zum einen tiefe hydrothermale Reservoirs in zerklüfteten Sedimentgesteinen (Karbonate des Karbon und Devon) unterhalb der kohleführenden Formationen des Ruhrgebiets und im Rheinland, zum anderen mitteltiefe Speicher für die Grubenwassernutzung und als saisonale Wärmespeicher in den Hohlraumstrukturen des Steinkohlengebirges.

Autoren: Prof. Dr. Rolf Bracke (GZB Internationales Geothermiezentrum / Fraunhofer-Institut für Energieinfrastrukturen und Geothermie (ab 1.12.2019))

Vereinfachte Auslegung oberflächennaher Geothermiesysteme – Versionen 3 & 4 des Programms GEO-HANDlight

Für die Planung von Erdwärmesonden-Anlagen sind das Rechenverfahren sowie die dazugehörige, kostenlose Software GEO-HANDlight zur schnellen und einfachen Bemessung der Sonden seit vielen Jahren verfügbar. GEO-HANDlight wurde im Rahmen von mehreren Forschungsprojekten um verschiedene Aspekte erweitert und wird derzeit in der Version 4 komplett neu programmiert. Eine zur neugefassten Richtlinie VDI 4640 konforme Version ist inzwischen online beim Bundesverband Wärmepumpe (BWP) implementiert.

Autoren: Prof. Dr. Roland Koenigsdorff, Adinda Van de Ven (Hochschule Biberach, Institut für Gebäude- und Energiesysteme (IGE))

EU-Vorhaben Digital-Water.City: Digitale Tools für das Wassermanagement

Apps, die Badegewässerqualität voraussagen, Sensoren, die bei Regen potenzielle Überflutungsflächen anzeigen: Digitale Tools ermöglichen in Zeiten des Klimawandels ein effizienteres und nachhaltigeres Wassermanagement. Im EU-Verbundvorhaben „Digital-Water.City (DWC)“, das vom Kompetenzzentrum Wasser Berlin (KWB) koordiniert wird, werden solche Tools entwickelt und in den europäischen Metropolen Berlin, Kopenhagen, Mailand, Sofia und Paris getestet.

Autoren: Dr. Nicolas Caradot, Dr. Pascale Rouault, Dr. Hella Schwarzmüller, Dr. Bodo Weigert (Kompetenzzentrum Wasser Berlin gGmbH)

Alternative Lösungsansätze für die vierte Reinigungsstufe

Für die flächendeckende Einführung der vierten Reinigungsstufe auf Kläranlagen in Deutschland wird mit Kosten in der Größenordnung von 36 bis 40 Mrd. Euro in den nächsten 30 Jahren gerechnet. Diese Kosten werden weitgehend einseitig die Verbraucherinnen und Verbraucher belasten. EU, Bund und Länder beteiligen sich derzeit an den Investitionskosten, aber die Betriebskosten werden nach jetzigem Stand am Verbraucher als Zahler der Abwassergebühr hängen bleiben. Diese hohen Kosten stellen einen wesentlichen Grund dar, sich mit den derzeit angewandten Lösungen und Techniken intensiv auseinander zu setzen und alternative Lösungsansätze aufzuzeigen.