Fachbeiträge der bbr-Ausgabe 9 -2022

Schutzrohrverlegung für 380-kV-Erdkabel mittels Kabel- und Rohrschlitten

Mit dem Einsatz des innovativen Kabel- und Rohrschlittens (KaRoSch) können Kabel bzw. Schutzrohre simultan mit dem Bettungsmaterial in offenen geböschten Baugruben verlegt werden. Durch weniger Aushubvolumen, geringere Grabenöffnungszeiten und keine bis wenig Wasserhaltungsmaßnahmen sowie exakt dosierbare Bettungsmaterialmengen ergeben sich auch ökologische Vorteile. Zudem wird die Arbeitssicherheit erhöht, da sich die Schutzrohre präzise führen lassen und die manuellen Arbeiten in der Baugrube minimiert werden. In Kombination mit einem entsprechenden Bagger, der die Baugrube vorbereitet und den KaRoSch durch diese zieht, sowie mit einer durchdachten Beschickung mit Bettungsmaterial lassen sich Streckenabschnitte von mehreren hundert Metern am Tag realisieren.

Autoren: Dr. Frank Krögel, Aaron Achilles (Bohlen & Doyen Bau GmbH)

Wärmeleitfähigkeit von Böden – experimentelle Bestimmung und Bedeutung beim Bau von Erdkabeltrassen

Bei der Übertragung von elektrischem Strom in einem Erdkabel entstehen Verluste, die in Wärmeenergie umgewandelt werden. Dadurch erwärmen sich das Kabel und der Boden im Kabelraum. Für eine optimale Nutzung des Kabels muss die Wärme abgeführt werden. Dabei spielen die Kabelbestandteile und der Boden im Kabelraum eine entscheidende Rolle. Bei hoher Wärmeleitfähigkeit eines Bodens kann die Wärme besser abgeführt werden. Die Wärmeleitfähigkeit wird in einem selbst entwickelten Versuchsaufbau bei unterschiedlichen Bodenwassergehalten an drei Proben mit der Nadelsondenmethode gemessen. Zur Einordnung der Bodenproben für den Trassenbau wird ein Grenzwert berechnet, der eine ausreichende Wärmeabfuhr quantifiziert. Beide Proben mit Sand als Hauptbestandteil stellen sich als gute Bettungsmaterialien heraus, der untersuchte Schluff ist etwas schlechter geeignet.

Autoren: Birthe Knabe, Wolf-Dietrich Brunswig (ICP Braunschweig GmbH)

Sandbettfreie Verlegung von Freispiegelleitungen: Nachhaltige Standards von Baubeginn an

Bei der Erschließung eines Neubaugebietes in Hagen setzt der Wirtschaftsbetrieb Hagen (WBH) als Auftraggeber auf ein modernes Verlegeverfahren. Denn das Kanalrohrsystem wird bei dem Pilotprojekt komplett ohne Sandbettung verlegt. Der Bodenaushub kommt dabei – nach entsprechender Aufbereitung – zur Wiederverfüllung zum Einsatz. Die Kosten für Sand, Transport und besonders die hohen Deponiekosten entfallen. Voraussetzung für diese nachhaltige und ökologische Vorgehensweise ist ein Rohrsystem, welches den auftretenden Erd- oder Verkehrslasten standhält. Die Verantwortlichen entschieden sich dabei für SIMONA PE 100-RC Kanalrohre. Das verwendete Rohrmaterial Polyethylen zeichnet sich u. a. durch hohe Beständigkeit gegenüber langsamem Risswachstum und Punktlasten sowie Flexibilität aus. Es stellt damit eine gleichermaßen sichere wie langlebige Lösung dar.

Autor: Jürgen Koormann (SIMONA AG)

Kalte Nahwärme – Klimaneutral heizen und kühlen mit der Kraft der Natur

Bei der Bekämpfung des Klimawandels sowie der Abkehr von fossilen Brennstoffen spielen nachhaltige Heizkonzepte eine zentrale Rolle. Hier hat sich insbesondere die Kalte Nahwärme als klimaneutrale Alternative etabliert, bei der aqua- oder geothermische Energie genutzt wird, um Gebäude zu beheizen und zu klimatisieren. Entscheidend für den Erfolg sind ganzheitliche Lösungen – von der Planung bis zur Umsetzung.

Autor: Christian Fritz (Georg Fischer GmbH)

Aktuelle Bewertung der Uferbelastung des Niederrheins infolge von Uferfiltratgewinnung zur Wasserversorgung

Die Förderung von Uferfiltrat bildet für viele Wassergewinnungsanlagen entlang großer Fließgewässer in Deutschland die Basis der angrenzenden Wasserversorgung von Bevölkerung und Industrie. Der Rhein als längster Fluss Deutschlands bildet dabei keine Ausnahme. Entlang der Fließstrecke des Niederrheins ab Bonn liegen zahlreiche Brunnenanlagen, mit denen jeweils Uferfiltrat in der Größenordnung von bis zu mehreren Zehner Millionen Kubikmetern pro Jahr gefördert wird. Damit diese Entnahmemengen nachhaltig gewinnbar bleiben, dürfen kritische Uferbelastungswerte nicht überschritten werden, ab denen Kolmationsvorgänge der Rheinsohle einsetzen. Der vorliegende Artikel enthält eine aktuelle Sachstandsbewertung.

Autoren: Stefan Simon, Holger Diez (Erftverband), Dr. Till Rubbert, Michelle Kutter (Bieske und Partner -Beratende Ingenieure GmbH)

Schadensminimierung nach Havarie von Erdwärmesonden

Nach der Errichtung einer Erdwärmesondenanlage für ein Mehrparteienhaus in einem elsässischen Dorf kam es zu Hebungen des Untergrundes. Infolgedessen traten Schäden an den umliegenden Gebäuden auf. Um die Ausweitung der Schäden einzugrenzen und im Optimalfall neue Schäden zu vermeiden, galt es, eine defekte Erdwärmesonde zu überbohren und durch die Errichtung von Entlastungsbrunnen das Nachfließen von artesisch gespanntem Grundwasser in den Hebungsbereich dauerhaft zu verhindern. Ein Bericht über kein einfaches aber erfolgreich durchgeführtes Sanierungsprojekt.

Autoren: Alexander Lemmertz (H. Anger’s Söhne Bohrund Brunnenbauges. mbH), Robert Breder (Ingenieurgruppe Geotechnik), Charles Frey (AKWATERRA SASU)

Rückbau vom Rückbau – Altbrunnen als „Aufstiegshilfe“ für unerwünschte Wasserinhaltsstoffe

Bohrungen sind unabhängig von ihrem Zweck und Dauer der Nutzung, technische Eingriffe in den Grundwasserraum und seine Überdeckung. Die Verpflichtung zum Rückbau und zur Wiederherstellung des ursprünglichen Zustandes ergibt sich aus den Wassergesetzen des Bundes und der Länder. Ziel des Rückbaus einer Bohrung, eines Brunnens oder einer Grundwassermessstelle ist vor allem die Wiederherstellung der hydraulischen Funktion der Deckschichten und der durchteuften, stockwerkstrennenden geologischen Schichten.

Autor: Prof. Dr. habil. Christoph Treskatis (Bieske und Partner – Beratende Ingenieure GmbH)

Erdwärmepumpen für die Energiewende –Potenziale, Hemmnisse und Handlungsempfehlungen

„Habeck will 500.000 Wärmepumpen jährlich“, schrieb tageschau.de Ende Juni als Reaktion auf den Wärmepumpengipfel, der am selben Tag mit hochrangigen Politikern und Wirtschafts- sowie Verbandsvertretern in Berlin stattfand. Offen bleibt dabei die Frage, wie hier das Verhältnis von Luftwärmepumpen und Erdwärmepumpen aussehen soll, bzw. auch, welche Vor- und Nachteile bzw. welche Potenziale die beiden Wärmepumpentechnologien bieten. Genau diesen Fragen ist das Fraunhofer IEG, Einrichtung für Energieinfrastrukturen und Geothermie, mit Unterstützung des Bundesverbandes Geothermie (BVG), des Bundesverbandes Wärmepumpe (BWP) und der Erdwärme Gemeinschaft Bayern in der Roadmap Oberflächennahe Geothermie nachgegangen.

Autoren: Holger Born, Timm Eicker (Fraunhofer IEG)