Fachbeiträge der bbr-Ausgabe 4/2019:

Innovations- und Marktpotenziale der Power-to-Gas-Technologien

Im Rahmen des Forschungsprojekts „TF-Energiewende“ stellte das Wuppertal Institut gemeinsam mit weiteren Partnern den Entwicklungsstatus und die Perspektiven der Power-to-Gas-Technologien dar und identifizierte den Bedarf an öffentlich geförderter Forschung und Entwicklung. Erörtert werden die Nutzungspotenziale von erneuerbarem Wasserstoff und Methan, zudem stellt der Beitrag konkrete Handlungs- und Forschungsempfehlungen fur die verschiedenen Nutzpfade vor.

Autoren: Frank Merten, Dr. Karin Arnold (Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie)

Prognosewerkzeuge in der Wasserversorgung – Stand und Perspektiven

Aktuelle Entwicklungen im Bereich der Auswertung und Analyse von Daten bieten der Wasserwirtschaft die Möglichkeit, den Betrieb und das Management wasserwirtschaftlicher Anlagen zu unterstützen. Im Rahmen eines vom DVGW geförderten Forschungsprojektes soll der aktuelle Stand der potenziellen Modelle aufgearbeitet und deren Tauglichkeit für die Wasserversorgung geprüft werden. Die Aktualität der Thematik zeigt sich anhand zweier aktueller Praxisbeispiele.

Autoren: Tobias Martin, Dr. Andreas Korth (TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser/Außenstelle Dresden), Holger Hänchen (DREWAG NETZ GmbH)

HDD-Verfahrensanpassung zur Formierung durchströmbarer Gasspeicher – Teil 2

In einem durch das BMBF geförderten Forschungsprojekt wurde durch die Partner Sensatec, Beermann Bohrtechnik und TU Dresden die Horizontalbohrungs- Injektions-Lanzen-Technologie (HIL-Tech) entwickelt, die bohrtechnisch auf einem angepassten HDD-Bohrverfahren basiert. Wesentliche Entwicklungsschwerpunkte waren die Findung des Rohr-/Schlauchmaterials mit erforderlicher Dimension und Zugfestigkeit, die Werkzeug- und Methodenentwicklung zur Gestaltung des Auflockerungsbereiches um eine Horizontalgaslanze, die Anpassung des Bohrspülungsprogrammes an die Anforderungen der HIL-Technologie, die Werkzeug- und Methodenentwicklung zur gezielten Auflockerung der Bohrlochwandung sowie die Ableitung von Arbeitsschritten zur Verlegung einer HIL-Ausbaugarnitur (siehe hierzu auch bbr 01-2019). Ein 300 m langer Praxistest zum Eintrag von Sauerstoffgas in den Untergrund fand am Standort der BIOXWAND Berlin statt. Der Einsatz der HIL-Technologie ergab die Eignung des Verfahrens zur In-Situ-Vorbehandlung von Grundwasser im Sinne einer unterirdischen Enteisenung, Nitrifikation und Denitrifikation im Einzugsgebiet eines Berliner Wasserwerkes.

Autoren: Dr. Frank Ingolf Engelmann (Sensatec GmbH/Büro Brandenburg), Timo Mücke (Beermann Bohrtechnik GmbH)

Erstellung eines Rohrabzweiges an in Betrieb befindlichen Fernwärmeleitungen nach dem Anbohrverfahren

Das Anbohren von in Betrieb befindlichen Fernwärmeleitungen zum nachträglichen Anschluss von Wärmeabnehmern ist ein häufig eingesetztes und bewährtes Verfahren. Es ermöglicht eine Erweiterung bzw. Verdichtung des Fernwärmenetzes, ohne die bestehende Wärmeversorgung zu unterbrechen und ohne das aufwendige Entleeren und Wiederbefüllen von Leitungsabschnitten. Um eine Gefährdung für die ausführenden Mitarbeiter so weit wie möglich zu reduzieren, ist von dem Unternehmer vor Arbeitsbeginn eine Gefährdungsbeurteilung durchzuführen und eine gutachterliche Stellungnahme beizubringen. In diesem Beitrag werden die Anforderungen an Unternehmen zum Aufschweißen von Stutzen und zum Anbohren sowie zur Beibringung der gutachterlichen Stellungnahme erläutert.

Autor: Jan Wittorf (WITTORF – Qualität und Organisation im Rohrleitungsbau)

Analyse der Abrasivität an verbrauchten Rundschaftmeißeln

Ein Spezialtiefbauunternehmen führte mehrere Bauvorhaben durch, bei denen im Zuge der Errichtung von Hochwasserschutzmauern überschnittene Bohrpfähle in den gewachsenen Fels abgeteuft wurden. Die Bohrpfähle mit einem Durchmesser von 620 bis 880 mm wurden dabei in Tiefen von 0,5 bis maximal 6,8 m im Fels kraftschlüssig eingebunden. Beim Einsatz verschiedener Bohrgeräte kam es zu einem hohen Verschleiß an Rundschaftmeißeln. Der Beitrag möchte Hinweise zu den Ursachen geben und diskutiert, ob und welche Maßnahmen hier eine Verschleißminimierung bewirken können.

Autorin: Heike D. Grieswald

Erneuerung der Dammabdichtung am Staudamm Roßhaupten

Als fünftgrößter See Bayerns und flächenmäßig größter Stausee Deutschlands dient der vom Lech durchflossene Forggensee sowohl der Stromerzeugung als auch der Hochwasserregulierung nach Einsetzen der Schneeschmelze in den Alpen. Bereits in den 1950er-Jahren fertiggestellt, bildet die Staustufe Roßhaupten die nördliche Talsperre des Sees. Um das Kraftwerk und auch den Hochwasserschutz für die Zukunft zu rüsten, wird seit Mai 2018 eine Erneuerung der Dammabdichtung ausgeführt. Der Kraftwerksbetreiber Uniper Kraftwerke GmbH hat zu diesem Zweck die Ausführung von 13.000 m² Schlitzwand zur Abdichtung des Damms beauftragt. Besondere Herausforderung: Die Schlitzwand kann nur von der mit 11 m Breite sehr schmalen Dammkrone aus hergestellt werden und liegt zudem nicht in der Mitte des Damms, sondern versetzt an der Seite der Dammkrone.

Autor: Stefan Jäger (BAUER Spezialtiefbau GmbH)

Spezialtiefbau für das Huyssen Quartier Essen

Direkt gegenüber der Philharmonie und des Aalto-Theaters entsteht derzeit das renommierte Bauprojekt Huyssen Quartier Essen (HQE) mit über 100 Wohnungen auf rund 10.000 m2 sowie Büros auf rund 7.000 m2 Fläche. Nach Plan der Architekten werden hier u. a. ein 60 m hohes Wohnhaus mit Gastronomiebetrieb im Erdgeschoss und einigen Nebengebäuden sowie eine dreigeschossige Tiefgarage gebaut. An die bis zu 12,5 m tiefe Baugrube angrenzende Bauten werden teilweise mithilfe einer zweifach rückverankerten, überschnittenen Bohrpfahlwand gesichert.

Autoren: Thomas Groß (DMT GmbH & Co. KG), Kerstin Memering (immostore GmbH)

Zum Erfordernis hinreichender hydrogeologischer Erkundungen für die Planung von Wasserhaltungsmaßnahmen

Die hinreichende Baugrunderkundung ist eine zwingende Voraussetzung für die ordnungsgemäße Planung von Tiefbaumaßnahmen. Dies trifft auch auf die Planung von Wasserhaltungsmaßnahmen zur Herstellung und Sicherung von Baugruben zu. Dennoch haben die Autoren wiederholt festgestellt, dass es infolge nicht hinreichender hydrogeologischer Erkundungen, unzureichender Planungs- und Ausschreibungsdetails für bauzeitliche Wasserhaltungsarbeiten sowie wegen der Feststellung erforderlicher Projektanpassungen im Bauablauf letztlich zu erheblichen Verzögerungen und Kostensteigerungen im Bauvorhaben kommen kann. Anhand von Praxisbeispielen vergleichsweise großer Wasserhaltungen werden hierzu die fachlichen Hintergründe analysiert.

Autoren: Dr. Uli Uhlig, Andreas Schmidt, Dr. Thomas Luckner (GIP Grundwasser-Ingenieurbau-Planung GmbH Dresden), Jörg Frisch (STRABAG AG)

Erdwärmeerschließung aus Altbergbau in Bad Ems

Am Beispiel der geothermischen Nutzung des Grubenwassers aus der Grube Mercur in Bad Ems im Rheinischen Schiefergebirge werden die Herausforderungen bei der Erdwärmeerschließung aus Anlagen des Altbergbaus erläutert. Aufgrund der hydrochemischen Beschaffenheit der Grubenwässer ist die Entwicklung spezieller Wärmetauscher erforderlich. Im Nahbereich des Bergwerks erwies sich das Rathaus in Bad Ems als geeignetes Objekt, das zur Beheizung mit niedriger Vorlauftemperatur umgestellt werden konnte. Die Wirtschaftlichkeit der Grubenwärme-Heizung wurde erst nach realer Prüfung der erforderlichen Vorlauftemperatur nachgewiesen. Die Ergebnisse nach den ersten beiden Heizperioden übertreffen die Erwartungen.

Autoren: Stefan Pohl (geo consult POHL), Prof. Dr. Georg Wieber (Johannes Gutenberg-Universität Mainz/Institut für Geowissenschaften)